85609

Разработка проекта котла типа БГ-35

Курсовая

Энергетика

При выполнении расчёта в целях уменьшения ошибок и связанных с ними пересчётов до проведения поверочно-конструкторских расчётов пароперегревателя целесообразно определить тепловосприятия этих поверхностей по уравнениям теплового баланса и свести тепловой баланс по паровому котлу в целом.

Русский

2015-03-28

345.95 KB

17 чел.

Ивановский государственный энергетический университет имени В.И.Ленина

Кафедра тепловых электрических станций

ЗАДАНИЕ

Для выполнения курсового проектирования по паровым котлам

Студенту   III    курса   2   группы   ТЭ   факультета

Муравьеву М.М.          

Разработать курсовой проект котла по нижеследующим исходным данным:

  1.  Тип котла                                                   БГ-35               ___                         .
  2.  Номинальная паропроизводительность                             ДК=    50   т/ч
  3.  Рабочее давление в барабане котла                                    РК=    44    кгс/см2
  4.  Рабочее давление на выходе из пароперегревателя          РПЕ=   40   кгс/см2
  5.  Температура перегретого пара                                            tПЕ=   445    °С
  6.  Температура питательной воды                                          tПВ=   140    °С
  7.  Температура уходящих газов                                              tУХ=   125    °С
  8.  Температура горячего воздуха                                            tГВ=    210   °С
  9.  Вид и марка топлива                                Газ Камыши                                   .
  10.  Специальное задание
  11.  Плавкость золы твердого топлива (принять по нормам ТРКА)
  12.  Тип топочного устройства


СОДЕРЖАНИЕ

  1. ВВЕДЕНИЕ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
  2. СОСТАВЛЕНИЕ РАСЧЕТНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ ТРАКТОВ ПАРОВОГО КОТЛА. ВЫБОР КОЭФФИЦЕНТОВ ИЗБЫТКА ВОЗДУХА. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
  3. ТОПЛИВО И ПРОДУКТЫ СГОРАНИЯ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
  4. ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС ПАРОВОГО КОТЛА. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНОГО РАСХОДА ТОПЛИВА . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5
  5. ВЫБОР СХЕМЫ ТОПЛИВОСЖИГАНИЯ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6
  6. ПОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЕТ ТОПКИ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
  7. ПОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЕТ ФЕСТОНА . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  . .11
  8. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОВОСПРИЯТИЙ ПАРОПЕРЕГРЕВАТЕЛЯ, ЭКОНОМАЙЗЕРА, ВОЗДУХОПОДОГРЕВАТЕЛЯ И СВЕДЕНИЕ ТЕПЛОВОГО БАЛАНСА ПАРОВОГО КОТЛА. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
  9. ПОВЕРОЧНО-КОНСТРУКТОРСКИЙ РАСЧЕТ  ПАРОПЕРЕГРЕВАТЕЛЯ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17
  10. ПОВЕРОЧНО-КОНСТРУКТОРСКИЙ РАСЧЁТ ХВОСТОВЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ НАГРЕВА . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22
  11. Расчёт водного экономайзера. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
  12. Расчёт воздушного подогревателя. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .26
  13. КАРКАС, ОБМУРОВКА И ГАРНИТУРА КОТЛА  . . . . . . . . . . . . . . . . .29
  14. ПУСК И ОСТАНОВ КОТЕЛЬНОГО АГРЕГАТА. . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
  15. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33


1. ВВЕДЕНИЕ.

Краткое описание парогенератора Е-50-40.

Топочная камера объемом 238 м2 полностью экранирована трубами 603 мм с шагом 70 мм. Для работы на буром угле и торфе ее с фронтовой стороны оборудуют двумя шахтными молотковыми мельницами, а для работы на каменном угле двумя пылеугольными горелками, которые располагают на боковых стенах топки.

Схема испарения трехступенчатая (рис 1). Чистый отсек (первая ступень) расположен в средней части барабана, солевые (вторая ступень) — по его торцам. В солевых отсеках находится по два внутребарабанных циклона. В третью ступень включены два выносных циклона 377 мм с внутренней улиткой.

Перегреватель агрегата Е-50-40 — горизонтального типа, змеевиковый, радиационно-конвективный, расположен за фестоном и выполнен из труб 323 мм.

Экономайзер парогенератора Е-50-40 — стальной, гладкотрубный, змеевиковый, одноступенчатый, с шахматным расположением труб 283. Поперечный шаг труб — 140 мм, продольный — 50 мм.

Воздухоподогреватель парогенератора Е-50-40 — трубчатый, одноступенчатый, трехходовый (по воздуху), с вертикальным расположением труб 401,5. Поперечный шаг труб — 54 мм, продольный — 42 мм.

2.СОСТАВЛЕНИЕ РАСЧЕТНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ ТРАКТОВ ПАРОВОГО КОТЛА.ВЫБОР КОЭФФИЦЕНТОВ ИЗБЫТКА ВОЗДУХА.

2.1) Расчетно-технологическая схема трактов парового котла(рис.2)

2.2) Величину коэффициента избытка воздуха на выходе из топки, при использовании твердого топлива, принимаем т’’=1,1

Для заданного парового котла находим значения присосов воздуха в газоходы

Таблица 2.1.

Элементы парового котла

Газоходы

Величина присоса

Топочная камера

Топка парового котла для газового топлива

0,05

Котельные пучки

Фестон

0

Пароперегреватели

Первичный пароперегреватель

0,03

Экономайзеры

Котлов Д<50 т/ч

0,08

Воздухоподогреватели (трубчатые)

Котлов Д<50 т/ч

0,06

Вычисляем величины коэффициентов избытка воздуха за каждым газоходом, а также их средние значения

Таблица 2.2.

№ п./п.

Газоходы

Коэф.избытка воздуха за газоходом ’’

Величина присоса

Средний коэф.избытка воздуха в газоходе

1

Топка и фестон

т’’=ф=т=1,1

т=0,05

т=т’’=1,15

2

Паропегреватель

пе’’=т’’+пе=1,15+

+0,03=1,18

пе=0,03

пе=(пе’’+т’’)/2=

=(1,18+1,15)/2=

=1,165

3

Экономайзер

эк’’=пе’’+эк=1,18++0,08=1,26

эк=0,08

эк=(эк’’+пе’’)/2=

=(1,26+1,18)/2=1,22

4

Воздухоподогреватель

вп’’=ух’’=эк’’+вп==1,26+0,06=1,32

вп=0,06

вп=(ух+эк’’)/2=

=(1,32+1,26)/2=1,29

3.ТОПЛИВО И ПРОДУКТЫ СГОРАНИЯ.

3.1) Вид топлива: Газ Камыши (25)

Элементарный состав рабочей массы топлива, величину теплоты сгорания, выход летучих, температурную характеристику золы, теоретические объемы воздуха и продуктов горения берем из приложений П1 и П2[1]2

Элементарный состав рабочей массы топлива:

СН4=81,5%; С2Н4=8%; С3Н8=4%; С4Н10=2,3%; С5Н12=0,5%; N2=3,2%; СО2=0,5;

Величина теплоты сгорания: Qнс=9900 ккал/кг

Для контроля проверяем баланс элементарного состава:

СН4+ С2Н4+ С3Н8+ С4Н10+ С5Н12+ N2+ СО2=100%

81,5%+8%+4%+2,3%+0,5%+3,2%+0,5%=100%

3.2) Теоретические объемы:

  1. Воздуха: Vo=10,95 м3/кг
  2. Продуктов горения: V(RO2)=1,22 м3/кг; Vo(N2)=8,68 м3/кг; Vo(H2O)=2,35 м3/кг

Объемы и массы продуктов горения, доли трехатомных газов и водяных паров, концентрация золы.

Таблица 3.1.

№ п/п

Величина

Единицы

Vo=10,95 м3/кг; V(RO2)=1,22 м3/кг; Vo(N2)=8,68 м3/кг; Vo(H2O)=2,35 м3/кг;

Газоходы

Топка и фестон

Пароперегреватель

Экономайзер

Воздухоподогреватель

1

Коэф.избытка воздуха за газоходом ’’

т’’=

=1,1

пе’’=

=1,18

эк’’=

=1,26

вп’’=

=1,32

2

Коэф.избытка воздуха средний в газоходе

т’’=

=1,15

т=

=1,165

эк=

=1,22

вп=

=1,29

3

ЗА

М3/КГ

2,3675

2,4061

СР

2,3789

2,3885

2,4008

4

ЗА

М3/КГ

13,3450

15,7540

СР

14,0568

14,6590

15,4255

5

ЗА

0,0914

0,0774

СР

0,0868

0,0832

0,0791

6

ЗА

0,1774

0,1527

СР

0,1692

0,1629

0,1556

7

ЗА

0,2688

0,2302

СР

0,2560

0,2462

0,2347

8

ЗА

КГ/КГ

16,6418

19,7879

СР

17,5713

18,3579

19,3589

9

ЗА

КГ/КГ

СР

10

ЗА

КГ/М3

1,2470

1,2561

СР

1,2500

1,2523

1,2550

3.3) Расчитываем значения энтальпий воздуха и продуктов сгорания и сводим результаты в таблицу 3.2. Энтальпии воздуха и продуктов горения Jво и Jго берем из приложений П3 и П4[1]

Энтальпии воздуха и продуктов горения по газоходам парового котла

Таблица 3.2.

Газоходы

Температура газов v,C

Jго, ккал/кг

Jво, ккал/кг

(’’-1)Jво,

ккал/кг

Jг= =Jго+(’’--1)Jво,

ккал/кг

Jг=(Jг)i- (Jг)i+1,

 ккал/кг

1

2

3

4

5

6

7

Топка и фестон

(т’’)

2200

10859

8888

888,8

11747,8

594,8

2100

10308

8450

845

11153

593,8

2000

9758

8012

801,2

10559,2

586,8

1900

9215

7574

757,4

9972,4

588,7

1800

8670

7137

713,7

9383,7

579,7

1700

8133

6710

671

8804

577,7

1600

7598

6283

628,3

8226,3

573,7

1500

7067

5856

585,6

7652,6

565,7

1400

6544

5429

542,9

7086,9

568,7

1300

6018

5002

500,2

6518,2

557,6

1200

5502

4586

458,6

5960,6

544,6

1100

4999

4170

417

5416

541,6

1000

4499

3754

375,4

4874,4

539,2

900

4001

3342

334,2

4335,2

Пароперегреватель

(пе’’)

700

3030

2561

460,98

3490,98

535,56

600

2565

2169

390,42

2955,42

521,4

500

2112

1789

322,02

2434,02

511,14

400

1668

1416

254,88

1922,88

Экономайзер

(эк’’)

500

2112

1789

465,14

2577,14

540,98

400

1668

1416

368,16

2036,16

527,38

300

1235

1053

273,78

1508,78

Воздухоподогр-ель

(вп’’=ух)

300

1235

1053

305,37

1540,37

524,53

200

814

696

201,84

1015,84

512,5

100

403

346

100,34

503,34

4.ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС ПАРОВОГО КОТЛА.ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНОГО РАСХОДА ТОПЛИВА.

4.1) Составляем тепловой баланс для установившегося состояния парового котла:

100=q1+ q2+ q3+ q4+ q5+ q6

4.2) Для газообразных топлив располагаемое тепло топлива:

Qpp= Qнс=9900 ккал/кг

4.3) Потери тепла с химическим q3 и механическим q4 недожогом определяем по таблице 4.1.[1] Для газовых котлов с паропроизводительностью Д=35 т/ч: q3=0,5% ,q4=0 и qv=600 Мкал/кг

4.4) Потерю тепла с уходящими газами находим по формуле:

Величину энтальпии уходящих газов Jух определяем линейной интерполяцией

по таблице 3.2. для заданной температуры уходящих газов:

%

4.5) Потерю тепла от наружного охлаждения котла q5 находим по рис.3.1.[1]:

q5=f(Д)=f(35)=1.1%

4.7) КПД парового котла брутто находим по методу обратного баланса:

=100-( q2+ q3+ q4+ q5+ q6)=100-(5,023+0,5++1,1)=93,34%

4.8) Расход воздуха, подаваемого в топку, расчитываем по формуле:

Qпк – количество теплоты полезно отданное в паровом котле

Находим значения энтальпий перегретого пара iпе и питательной воды iпв :

По Рпе=40 кгс/см2 и tпе=450С  iпе=795,4ккал/кг

Рпв=1,08Рб=1,08  44=47,52 кгс/см2б – давление в барабане котла)

По Рпв=47,5 кгс/см2 и tпв=140С  iпв=146,5 ккал/кг

кг/ч

4.9)При расчете конвективных поверхностей нагрева долю потери тепла q5, приходящуюся на остальные газоходы, учитывают введением коэффициента сохранения тепла:

4.10)Определяем расход фактически сгоревшего топлива с учетом механической неполноты горения:

кг/ч

5.ВЫБОР СХЕМЫ ТОПЛИВОСЖИГАНИЯ.

5.1) Схему топливосжигания выбираем в зависимости от марки и качества топлива. В целях обеспечения полного выгорания топлива выбираем схему подготовки топлива к сжиганию, подачи его к горелкам, тип, число и схему расположения горелок на стенах топочной камеры.

  1.  Согласно рекомендациям в методическом указании [2] выбираем систему пылеприготовления с  двумя среднеходными мельницами под избыточном давлением и прямом вдуванием пыли (рис.3).
  2.  По чертежу принимаем:

Таблица 5.1.

Тип гоелок

Прямоточно-улиточная ОРГРЭС

Число горелок

2

Схема расположения горелок

Фронтальная

Диаметр амбразуры

151976 мм2

Площадь стен незащищенных экранами

361700 мм2

5.4) Для углей с Vг28% скорость аэросмеси  на выходе из горелки принимаем 1820 м/с. Скорость вторичного воздуха 2225 м/с.

6.ПОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЕТ ТОПКИ.

Задачей поверочного расчёта является определение температуры газов на выходе из топки  m’’  при заданных конструктивных размерах топки, которые определяют по чертежам парового котла.

1)  Определение конструктивных размеров и характеристик топки.

Примечания к таблице 5.1:

Площадь стены топки Fстф=Fстф’+Fстт+2Fстб+Fстз+Fстз’+Fок=47,615+11,395+233,954+21,721+13,9635+15,408=178,00968 м2

  1.  Угловой коэффициент экрана x определяем по номограмме 1а в зависимости от S/d и e/d для этого экрана.Угловой коэффициент экрана, закрытого огнеупорной массой, равен единице. Реальные условия работы экранов с учетом загрязнения их отложениями шлака и золы оценивают коэффициентом тепловой эффективности экранов: х , где  — коэффициент, учитывающий снижение тепловосприятия вследствие загрязнения экранных труб или нанесения на них слоя огнеупорного материала.
  2.  Среднее значение коэффициента тепловой эффективности для топки в целом определяют по формуле:

6.1.1) Активный объём топочной камеры определяют по формуле:

м3

Эффективная толщина излучающего слоя:

м

 


Конструктивные размеры и характеристики топочной камеры.

Таблица 6.1.

п/п

Наименование

величины

Обозначение

Единица

Источник

или

формула

Топочные экраны

Выходное

окно

Фронтовой

Боковой

Задний

Основная

часть

Под или

хол.вор.

Основная

часть

Под или

хол.вор.

1

Расчетная ширина экранированной стены

bст

мм

Чертеж и эскиз

4280

4280

4020

4280

4280

4280

2

Освещенная длина стены

lст

мм

Чертеж и эскиз

11125

2662,5

5075

3262,5

3600

3

Площадь стены

Fст

м2

bст lст

47,615

11,395

33,954

21,7241

13,9635

15,408

4

Площадь учаска не закрытого экранами

Fстi

м2

Чертеж и эскиз

6,6635

11,395

6,0106

2,639

13,9635

5

Наружный диаметр труб

d

мм

Чертеж и эскиз

0,06

6

Число труб в экране

Z

шт.

Чертеж и эскиз

48

34

48

7

Шаг экранных труб

S

мм

Чертеж и эскиз

80

110

80

8

Отн-ый диаметр труб

S/d

1,333

1,833

1,333

9

Растояние от оси трубы до обмуровки

e

мм

Чертеж и эскиз

60

60

60

10

Отнсительое растояние до обмуровки

e/d

1

1

1

11

Угловой коэф.экрана

x

Номограмма 1а

0,975

0,905

0,975

1

12

Коэф.учитывающий загрязнения

Таблица 2.2.[2]

0,65

13

Коэф. Тепловой эффективности экрана

x

0,63375

0,58825

0,63375

0,65


2) Расчёт теплообмена в топке.

6.2.1)  Расчёт основан на приложении теории подобия к топочным процессам. Расчётная формула связывает температуру газов на выходе из топки т’’ с критерием Больцмана Bo, степенью черноты топки ат и параметром М, учитывающим характер распределения температур по высоте топки и зависящим от относительного местоположения максимума температур пламени, который определяется схемой размещения и типом горелок.

При расчёте теплообмена используют в качестве исходной формулу:

где    Tm’’=m’’+273  — абсолютная температура газов на выходе из топки, [K];  

         Ta= a+273     —  температура газов, которая была бы при адибатическом

                                       сгорании топлива, [K];

         Bо — критерий Больцмана, определяемый по формуле:

Из этих формул выводятся рясчётные.

6.2.2) Определяем полезное тепловыделение в топке Qт и соответствующую ей адиабатическую температуру горения Та :

При tгв=210С  Jгво=731,7 ккал/м3

При tхв=30С   Jхво=103,8 ккал/м3

Количество тепла, вносимое в топку с воздухом Qв, определяем по формуле:

ккал/м3

Полезное тепловыделение в топке Qт соответствует энтальпии газов Jа, котрой располагали бы при адиабатическом сгорании топлива,

т.е Qт= Jа  а=2011C;

  1. Параметр М, характеризующий температурное поле по высоте топки, определяем по формуле:

М=А-BХт

где А и В опытные коэффициенты, значения которых принимаем:

А=0,54; В=0,2; (при камерном сжигании газа).

Относительное положение максимума температур факела в топке определяем по формуле:

Хт= Хг+ Х

где Хг – относительный уровень расположения горелок, представляющий собой отношение высоты расположения осей горелок hг (от пода топки или середины холодной воронки) к общей высоте топки Нт (от пода топки или середины холодной воронки до середины выходного окна из топки, т.е. Хг = hг/ Нт ); Х – поправка на отклонение максимума температур от уровня горелок, принимаемая по таблице 2.4.[2]: Х=0,15

Т.к. число ярусов горелок 2 то hг вычисляют по формуле:

6.2.4)  Степень черноты топки ат и критерий Больцмана В0 зависят от искомой температуры газов на выходе т’’.

Принимаем т’’= 1100 0С, этой температуре соответствует Jт’’=5416 ккал/м3

Среднюю суммарную теплоемкость продуктов сгорания определяем по формуле:

6.2.5)Степень черноты топки определяют по формуле:

Где аф – эффективная степень черноты факела.

При камерном сжигании газового топлива основными излучающими компонентами пламени являются трехатомные газы (СО2 и Н2О) и взвешенные в них частицы сажи. В этом случае степень черноты факела определяется по формуле:

Для газового топлива: m=0,1

Величины асв и аг определяют по формулам:

Коэффициент ослабления лучей kc сажистыми частицами определяют по формуле:

Температура газов на выходе из топки:

при т’’=1015,6С  Jт’’=4958,88 ккал/м3

  1. Определяем количество тепла, переданное излучением в топке:

ккал/м3

  1. Определим тепловые нагрузки топочной камеры:

Удельное тепловое напряжение объёма топки:

Допуск 250300 Мкал/м3ч;

Удельное тепловое напряжение сечения топки в области горелок:

При фронтальном расположении горелок максимально допустимое напряжение сечения топочной камеры по условиям шлакования экранов топки для шлакующих каменных углей : qf=1500 Мкал/(м2ч). Полученное значение меньше допустимого.

7.ПОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЕТ ФЕСТОНА.

7.1) Задачей поверочного расчёта является определение температуры газов за фестоном  ф’’ при заданных конструктивных размерах и характеристиках поверхности нагрева, а также известной температуре газов перед фестоном, т.е на выходе из топки т’’.

7.2.) По чертежам парового котла составляют эскиз фестона.

7.3.) По чертежам парового котла составляем таблицу:

Конструктивные размеры и характеристики фестона.

Таблица 7.1.

Наименование величин

Обозн.

Раз-ть

Ряды фестона

Для всего фестона

1

2

3

Наружный диаметр труб

d

м

0,06

0,06

Количество труб в ряду

Z

шт

16

16

16

Длина трубы в ряду

li

м

4,375

4,35

4,4

Поперечный шаг труб

S1

м

0,24

0,24

Продольный шаг труб

S2

м

0,22

0,22

0,22

Угловой коэф. фестона

Хф

1

Расположение труб

Шахматное

Расчётная поверхность нагрева

H

м2

13,1947

13,1193

13,2701

39,5841

Высота газохода

ai

м

4,376

4,325

4,075

Ширина газохода

b

м

4,28

Площадь живого сечения

F

м2

14,764

14,539

13,553

14,1585

Относительный поперечный шаг труб

S1/d

4

4

Относительный продольный шаг труб

S2/d

3,667

3,667

3,667

Эффективная толщина излучающего слоя

Sф

м

0,95441

Принимаем Хф = 1, тем самым увеличиваем конвективную поверхность пароперегревателя (в пределах 5%), что существенно упрощает расчёт.

По S1 и S2 определяем эффективную толщину излучающего слоя фестона Sф:

7.4) Расположение труб в пучке – шахматное, омывание газами – поперечное (угол отклонения потока от нормали не учитываем). Высоту газохода ‘а’ определяют в плоскости, проходящей по осям основного направления каждого ряда труб в границах фестона. Ширина газохода ‘b’ одинакова для всех рядов фестона, её определяют как расстояние между плоскостями, проходящими через оси труб правого и левого боковых экранов.

7.5) Площадь живого сечения для прохода газов в каждом ряду:

Fi = aib - Z1 liпрd;

где liпр – длина проекции трубы на плоскость сечения, проходящую через ось труб расчитываемого ряда.

lпр1=4,2375 м; lпр2=4,1375 м; lпр3=4,05 м;

Fср находим как среднее арифметическое между F1 и F3.

7.6) Расчётная поверхность нагрева каждого ряда равна геометрической поверхности всех труб в ряду по наружному диаметру и полной обогреваемой газами длине трубы, измеренной по её оси с учётом конфигурации, т.е гибов в пределах фестона:

Нi = dZ1i li;

где Z1i – число труб в ряду; li – длина трубы в ряду по её оси.

Расчётная поверхность нагрева фестона определяют как сумму поверхностей всех рядов:

Нф = Н1 + Н2 + Н3 = 13,1947+13,1193+13,2701 = 39,5841 м2

На правой и левой стене газохода фестона расположена часть боковых экранов, поверхность которых не превышает 5% от поверхности фестона:

Ндоп = FстXб=2,82880,905=2,5486 м2

Где: Fст — поверхность стен боковых экранов, расположенная выше 1-ого ряда фестона; Xб — угловой коэффициент бокового экрана.

Нф = Нф + Ндоп = 39,5841 + 2,5486 = 42,1295 м2

7.7) Составляем таблицу исходных данных для поверочного теплового расчёта фестона.

7.8) Ориентировачно принимают температуру газов за фестоном на 301000С ниже, чем перед ним:

ф’’=ф-(30100)=1015,6-100=915,6C

Таблица 7.2.

Наименование величин

Обозначение

Размерность

Величина

Температура газов перед фестоном

т’’=ф

0С

1015,6

Энтальпия газов перед фестоном

Jт’’=Jф

Ккал/кг

4958,88

Объёмы газов на выходе

из топки при т

Vг

м3/кг

13,345

Объёмная доля водяных паров

rH2O

0,1761

Объёмная доля трёхатомных газов

rRO2

0,0914

Температура состояния насыщения при давлении в барабане Рб=44кгс/см2

tн 

0С

254,87

Jф=Jт’’=4958,88 ккал/кг

Для ф’’=915,6C при т’’=1,2 находим энтальпию газов за фестоном:

ккал/м3

Jф’’=4796,856 ккал/кг и по уравнению теплового баланса определяем тепловосприятие фестона:

ккал/м3

7.9.) Уравнение теплопередачи для всех поверхностей нагрева записывают в следующем виде:

Где k—коэффициент теплопередачи,t—температурный напор,

Н—расчётная поверхность нагрева

7.10.1) При сжигании газа коэффициент теплопередачи определяют по формуле:

Где: к—коэффициент теплоотдачи конвекцией; л—коэффициент теплоотдачи излучением газового объёма в трубном пучке;  — коэффициент тепловой эффективности поверхности;  = 1; коэффициент загрязнения равен:

  1. Для определения к—коэффициента теплоотдачи конвекцией от газов к стенке труб рассчитаем среднюю скорость газового потока:

Для нахождения к  по номограмме 13[3] определяем: н=31 ккал/м2чоС и добавочные коэффициенты: Сz=0,89; Сф=0,99; Сs=0,94

к =  нСzСфСs = 310,890,9994 = 25,67 ккал/м2чоС;

Коэффициент теплоотдачи излучением равен

Для нахождения л используем номограммы и степень черноты продуктов горения ‘a’:

Для незапылённой поверхности kpS = (kгrn)pS

Где р = 1кгс/ см2; rn=0,2256

рnS = rnS = 0,26750,95441 = 0,2553;

По номограмме 3[2]находим kг = 1,1;

По номограмме 19[3] находим:

при tст=tн+25С=254,87+25=279,87C и ср=1040,6С   н=156 ккал/м2чоС

Cг=1

л=наCг =1560,20970,96=32.7132 ккал/м2чоС.

Для фестона =0,85

Находим температурный напор:

7.11) Если тепловосприятия фестона по уравнениям теплового баланса и теплопередачи отличаются менее чем на 5%, то температура за фестоном задана правильно:

т.о поверочный расчёт выполнен.

8.ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОВОСПРИЯТИЙ ПАРОПЕРЕГРЕВАТЕЛЯ, ЭКОНОМАЙЗЕРА, ВОЗДУХОПОДОГРЕВАТЕЛЯ И СВЕДЕНИЕ ТЕПЛОВОГО БАЛАНСА ПАРОВОГО КОТЛА.

  1.  Тепловосприятие пароперегревателя

8.1.1) При выполнении расчёта в целях уменьшения ошибок и связанных с ними пересчётов до проведения поверочно-конструкторских расчётов пароперегревателя целесообразно определить тепловосприятия этих поверхностей по уравнениям теплового баланса и свести тепловой баланс по паровому котлу в целом.

8.1.2) Тепловосприятия пароперегревателя и воздухоподогревателя определяем по уравнениям теплового баланса рабочего тела (пара, воздуха), а тепловосприятие экономайзера – по уравнению теплового баланса теплоносителя (продуктов сгорания).

Тепловосприятие пароперегревателя определяем по формуле:

Находим при  Pпе=40 кгс/см2  и  tпе=445oC    iпе=792,6 ккал/м3;

При  Pб=44 кгс/см2  iн=668,2 ккал/ м3;

iпо—съем тепла в пароохладителе, служащем для регулирования температуры перегретого пара: iпо =15 ккал/ м3;

ккал/ м3

Тепло, воспринимаемое пароперегревателем за счёт излучения факела топки, принимаем для упрощения расчётов равным нулю(Qпел =0), а угловой коэффициент фестона  Хф=1.

В этом случае полное тепловосприятие пароперегревателя численно совпадает с тепловосприятием конвекцией: Qпек = Qпе=2003,44 ккал/ м3.

Для газохода пароперегревателя уравнение теплового баланса теплоносителя (дымовых газов) имеет вид:

Это уравнение решаем относительно искомой энтальпии газов за пароперегревателем:

Энтальпия теоретического необходимого количества холодного воздуха Jхво (при t=30C) определяем по формуле:

ккал/ м3

ккал/ м3

Полученное значение энтальпии газов за пароперегревателем позволяет определить температуру дымовых газов за ним: пе’’=587,83C;

2) Тепловосприятие воздухоподогревателя

8.2.2) Тепловосприятие воздухоподогревателя определяют по уравнению теплового баланса рабочего тела (воздуха), т.к. температура горячего воздуха (после воздухоподогревателя) задана. Тепловосприятие воздухоподогревателя зависит от схемы подогрева воздуха. При отсутствии предварительного подогрева воздуха, когда tв=tхв, тепловосприятие определяют по формуле:

где Jгвo находим по tгв=210oC   ккал/м3;

Примем tхв=30С, тогда   ккал/ м3

вп – отношение объёма воздуха за воздухоподогревателем к теоретически необходимому:

Тепловосприятие воздухоподогревателя по теплоносителю (продуктам сгорания) имеет вид:

Уравнение решаем относительно Jэк’’:

где  Jух – энтальпия уходящих газов, которую находим по tух=125oC  

ккал/м3;

      Jпрсo – энтальпия теоретического объёма воздуха, которую находим при температуре присасываемоговоздуха tпрс, который через неплотности поверхности перетекает с воздушной стороны на газовую за счет разности статистических давлений.

С

  ккал/м3;

ккал/м3;

Полученное значение энтальпии газов за экономайзером позволяет определить температуру дымовых газов за ним:

C.

3) Тепловосприятие водяного экономайзера

Тепловосприятие водяного экономайзера определяем по уравнению теплового баланса теплоносителя (дымовых газов):

4) Определение невязки теплового баланса

Определяем невязку теплового баланса парового котла:

Qpp=9900 ккал/м3; пк=94,55%;Qл=5635,06 ккал/ м3;Qпекб=2003,44ккал/ м3; q4=0%

 ккал/м3

Расчет выполнен.

9.ПОВЕРОЧНО-КОНСТРУКТОРСКИЙ РАСЧЕТ ПАРОПЕРЕГРЕВАТЕЛЯ.

9.1) Целью поверочно-конструкторского расчёта пароперегревателя является определение его поверхности нагрева при известных тепловосприятиях, конструктивных размерах и характеристиках. Тепловосприятие пароперегревателя определено ранее, конструктивные размеры и характеристики поверхности заданы чертежом. Решением уравнения теплопередачи определяют требуемую (расчётную) величину поверхности нагрева пароперегревателя, сравнивают её с заданной по чертежу и принимают решение о внесении конструктивных изменений в поверхность.

9.2) По чертежам парового котла составляем эскиз пароперегревателя в двух проекциях на миллиметровой бумаге в масштабе 125.

9.3) По чертежам и эскизу заполняем таблицу:

Конструктивные размеры и характеристики пароперегревателя.

Таблица 9.1.

Наименование величины

Обозначение

Единица

Номер ступени по ходу газа

Весь п/п

1

2

Наружный диаметр труб

d

мм

38

38

38

Внутренний диаметр труб

dвн

мм

32

32

32

Число труб в ряду

Z1

шт

40

40

Число рядов походу газов

Z2

шт

6

12

18

Средний поперечный шаг труб

S1

мм

110

110

110

Средний продольный шаг труб

S2

мм

93

91

92

Средний относительный поперечный шаг труб

S1/d

2,895

2,895

2,395

Средний относительный продольный шаг труб

S2/d

2,447

2,392

2,4195

Расположение труб

Коридорное

Характер взаимного движения сред

Смешаный ток

Длина трубы змеевика

l

м

21,45

21,1

Поверхность, примыкающая к стене

Fст X

м2

3,6463

7,689

11,242

Поверхность нагрева

H

м2

106,045

108,386

214,461

Высота газохода на входе

a’

мм

3900

1788

Высота газохода на выходе

a’’

мм

3350

1875

Ширина газохода

b

мм

4400

4400

4400

Площадь живого сечения для прохода газов на входе

F’

м2

11,954

5,4352

То же на выходе

F’’

м2

9,914

5,818

То же среднее

Fcp

м2

10,934

5,6266

6,8594

Средняя эффективная толщина излучающего слоя

S

мм

271

Глубина газов.объема до пучка

lоб

мм

4750

2100

2575

Глубина пучка

ln

мм

4650

1000

1465

Количество змеевиков, вкл. параллельно по пару

m

шт.

40

40

40

Живое сечение для прохода пара

f

м2

0,03216

0,03216

0,03216

9.3.1) Целесообразность разделения пароперегревателя на ступени обычно определяют характкром взаимного движения сред (газов и пара) и размещением между ступенями пароохладителей. Поверхность нагрева пароперегревателя определяем по наружному диаметру труб, полной длине змеевика (с учётом гибов) l и числу труб в ряду (поперёк газохода) Z1.В неё также включается поверхность труб, примыкающих к обмуровке, называемая дополнительной, которую определяют как произведение площади стены (потолка) Fст, занятой этими трубами, на угловой коэффициент х, определяемый по номограмме на основании соотношений S1/d и е/d, причём е/d  r/d =0,5  х=0,76 (по номограмме 1а[2]).

9.3.2) Площадь среднего живого сечения для прохода пара:

9.4) Составляем таблицу исходных данных поверочно-конструкторского теплового расчёта пароперегревателя:

Таблица 9.2.

Наименование величины

Обозначение

Единица

Величина

Температура газов до п/п

’’ф

С

915,6

Температура газов за п/п

’’пе

С

587,83

Температура пара в состоянии насыщения

tн

С

254,87

Температура перегретого пара

tпе

С

450

Средний удельный объем пара в п/п

ср

м3/кг

0,0411

Тепловосприятие конвективное по балансу

Qкпе

ккал/кг

2003,44

Средний объем газов в п/п (при песр )

Vг

м3/кг

13,5093

Объемная доля водяных паров

rH20

0,1740

Суммарная объемная доля 3хатомных газов

rп

0,2643

Массовая концентрация золы

кг/кг

Средний удельный объём пара находим с использованием по удельным объёмам пара в состоянии насыщения и перегретого пара:

При Рб=44 кгс/см2  н=0,04499 м3/кг

При Рпе=40 кгс/см2 и tпе=450С  пе=0,0809 м3/кг

Все остальные величины определены ранее.

9.5) Коэффициент теплопередачи определяем для пароперегревателя в целом по средним значениям необходимых величин из таблиц.

Средняя температура газов:

Средне значение давления:

Коэффициент теплопередачи от газов к стенке для всех схем пароперегревателей определяем по формуле:

где  — коэффициент тепловой эффективности поверхности; =0,85

9.5.1) Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке для всех схем пароперегревателей определяем по формуле:

Где к — коэффициент теплоотдачи конвекцией; л—коэффициент теплоотдачи излучением газового объёма в трубном пучке;  = 1;

9.5.2) Рассчитаем среднюю скорость потока пара:

Коэффициент теплоотдачи конвекцией, отнесённый к полной  расчётной поверхности, определяют по номограмме12:

По d=0,038 м и wпср=18,97 м/с определяем н=43 ккал/м2чоС;

По s/d=0,09194 определяем Сs=1;

По z=12 определяем Сz=1;

По =751,71С и rH2O=0,1740 определяем Сф=1,01

к =  нСzСфСs = 43111,01 = 43,77 ккал/м2чоС;

Коэффициент теплопередачи излучением с учетом поправок на lоб и lп

А — коэффициент при сжигании газа А=0,3

л — коэффициент теплоотдачи излучением определяем по номограмме 19:

По =751,71С и tсг=t+25=334,87+25=359,87 определяем:

н=107 ккал/м2чоС; Сг=0,94

Для нахождения л используем номограммы и степень черноты продуктов горения ‘a’:

Суммарная оптическаятолщина газового потока kpS = (kгrn)Sp,

где р = 1кгс/ см2; rn=0,2643; S=0,2708 м; рnS = rnS = 0,26430,2708 = 0,07157; по номограмме 3[2]находим kг = 2,3;

л =  насг =1070,15180,94= 15,268 ккал/м2чоС;

9.5.4) При расчёте пароперегревателя и экономайзера на величину л необходимо ввести поправку, связанную с наличием газового объёма, свободного от труб перед этими поверхностями и между отдельными пакетами поверхностей:

Где Тк — температура газов в объёме камеры, (К); lоб и  lп – соответственно суммарная глубина пучка и суммарная глубина газового объёма до пучка.

9.5.5) Коэффициент теплоотдачи от стенки к пару в пароперегревателе определяем по номограмме, при среднем значении давлений, температур и скорости пара:

При этой скорости пара Сd = 0,99; н = 1000 ккал/м2чоС;  

2 = нСd  = 10000,99 = 990 ккал/м2чоС;

9.5.6) Коэффициент теплоотдачи:

9.6) В пароперегревателях с параллельно-смешанным током, коэффициент  определяют из номограммы 30[3] по безразмерным параиетрам P и R, которые расчитываем по формулам:

Где      Нпрм — поверхность нагрева прямоточной ступени

Н — суммарная поверхность нагрева пароперегревателя

Где lпрм=10,55 м

По номограмме 29 по А,P,R  =0,99

tпрм — средний температурный напор, который определяем из предположения, что в ней осуществим чистый противоток. Определим t’ и t’’ и выявим большее и меньшее значения:

Т.к. tб/tм =465,6/332,2=1,4<1,7  то температурный напор с достаточной точностю определим как среднее арифметическое

9.7) Определим расчётную поверхность:

Невязка:

Невязка > 2%   вносим конструктивные изменения.

9.8) Найдем число петель змеевика, которое надо добавить:

Следовательно добавляем к поверхность пароперегревателя 1 змеевика.

Расчёт выполнен.

10. ПОВЕРОЧНО-КОНСТРУКТОРСКИЙ РАСЧЁТ ХВОСТОВЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ НАГРЕВА.

10.1. Расчёт водного экономайзера.

10.1.1) С использованием ранее выполненых расчётов для теплового расчёта экономайзера составляют таблицу исходных данных:

Таблица 10.1.

Наименование величины

Обозначение

Единица

Величина

Температура газов до экономайзера

’’пе

С

587,83

Температура газов за экономайзером

’’эк

С

253,61

Температура питательной воды

tпв

С

140

Давление питательной воды перед экономайзером

Рэк

кгс/см2

47,52

Энтальпия питательной воды

iпв

ккал/кг

146,5

Тепловосприятие по балансу

Qбэк

ккал/кг

1203,87

Средний объем газов при среднем избытке воздуха

Vг

м3/кг

14,1115

Объемная доля водяных паров

rH 0

0,0855

Суммарная объемная доля 3хатомных газов

rп

0,2139

Массовая концентрация золы в газоходе

кг/кг

Примечание: Давление воды перед водяным экономайзером для паровых котлов среднего давления принимают Рэк = 1,08Рб=1,0844=47,52 кгс/см2.

10.1.2) Предварительно определяем тип водяного экономайзера (кипящий или некипящий) по значению энтальпии рабочей среды за экономайзером:

Энтальпию и температуру воды после водяного экономайзера определяют из уравнания теплового баланса по рабочему телу (воде):

Где Dэк – пропуск воды через экономайзер, кг/ч; при поверхностных пароохладителях Dэк = Dпе =D;

iэк – энтальпия воды после водяного экономайзера, ккал/кг; iэк – энтальпия воды перед водяным экономайзером, ккал/кг.

При указаной схеме включения пароохладителя:

По iэк = 161 ккал/кг и Рэк = 47,5 кгс/см2 находим   tэк = 160 0С;

По iэк = 245,26 ккал/кг и Рб = 44 кгс/см2 находим   tэк = 250 0С;

Т.к i’’эк < iэк, значит экономайзер некипящего типа.

10.1.3) По чертежам парового котла составляем эскиз экономайзера в двух проекциях на миллиметровой бумаге в масштабе 125, на котором указываем все конструктивные размеры.

По чертежам и эскизу заполняем таблицу:

Конструктивные размеры экономайзера

Таблица 10.2.

Наименование величины

Обозначение

Единица

Величина

Наружный диаметр труб

d

мм

32

Внутренний диаметр труб

dвн

мм

26

Число труб в ряду

Z1

шт.

15

Число рядов походу газов

Z2

шт.

52

Поперечный шаг труб

S1

мм

80

Продольный шаг труб

S2

мм

60

Относительный поперечный шаг труб

S1/d

2,5

Относительный продольный шаг труб

S2/d

1,875

Расположение труб

Шахматное

Характер взаимного движения сред

Противоток

Длина горизонтальной части петли змеевиков

l1

м

4,15

Длина проекции одного ряда труб на горизонтальную плоскость сечения

lпр

м

4,225

Длина трубы змеевика

l

м

112,612

Поверхность нагрева ЭКО по чертежу

Hэк.ч.

м2

339,63

Глубина газохода

a

м

1,26

Ширина газохода

b

м

4,4

Площадь живого сечения для прохода газов

Fг

м2

3,516

Средняя эффективная толщина излучающего слоя

S

м

0,1431

Суммарная глубина газовых объемов до пучков

lоб

м

3

Суммарная глубина пучков труб

ln

м

3

Количество змеевиков, включенных параллельно по воде

m

шт.

30

Живое сечение для прохода воды

f

м2

0,0159

10.1.4) Площадь живого сечения для прохода газов в экономайзере при поперечном омывании его газами определяем по формуле:

где lпр – длина проекции ряда труб на плоскость сечения, м;

Площадь живого сечения для прохода воды:

Поверхность нагрева экономайзера:

Где l – длина змеевика, определяемая с использованием длины горизонтальной части змеевика (l1):

Средняя эффективная толщина излучающего слоя:

10.1.5) Коэффициент теплопередачи для экономайзера в целом определяем по средним значениям необходимых величин.

Где  — коэффициент тепловой поверхности, который равен =0,85.

Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке определяем по формуле:

Где к— коэффициент теплоотдачи конвекцией; л—коэффициент теплоотдачи излучением газового объёма в трубном пучке;  = 1;

Для определения к — коэффициента теплоотдачи конвекцией от газов к стенке труб рассчитаем среднюю скорость газа на вхоед в экономайзер:

Скорость газов на входе в экономайзер:

Скорость воды на входе в экономайзер:

Средняя температура газов:

Средняя температура рабочего тела:

При поперечном омывании шахматных пучков дымовыми газами коэффициент теплоотдачи конвекцией, отнесённый к полной  расчётной поверхности, определяем по номограмме 13[3]:

н=75 ккал/м2чоС;  добавочные коэффициенты: Сz=1; Сф=0,98; Сs=1,01;

к =  нСzСфСs = 7511,010,98 = 74,235 ккал/м2чоС;

При расчёте экономайзера на величину л необходимо ввести поправку, связанную с наличием газового объёма, свободного от труб перед этими поверхностями и между отдельными пакетами поверхностей:

где А — коэффициент, который при сжигании газа равен А=0,3

Тк — температура газов в объеме камеры

Для нахождения л используем номограмму 19[3] и степень черноты продуктов горения ‘a’:

Для незапылённой поверхности , где р = 1кгс/ см2; rn=0,253; рnS = rnS = 0,2530,143 = 0,03618;

По номограмме 3[2]находим kг = 4,1;

 

По номограмме 19[3] по =420,75С и  tcт=t+25С=205+25=230С находим н=25,4  ккал/м2чоС; Сг=0,97 л =  на Сг =25,40,13790,97=3,39ккал/м2чоС;

10.1.6) Температурный напор:

температурный напор с достаточной точностью можно найти как:

10.1.7) Определим расчётную поверхность:

Невязка:

Расчёт закончен.

10.2. Расчёт воздушного подогревателя.

10.2.1) По чертежам парового котла составляем эскиз воздухоподогревателя в двух проекциях на миллиметровой бумаге в масштабе 125, на котором указывают все конструктивные размеры.

По чертежам и эскизу заполняем таблицу:

Конструктивные размеры и характеристики воздухоподогревателя

Таблица 10.3.

Наименование величины

Обозначение

Единица

Величина

Наружный диаметр труб

d

мм

40

Внутренний диаметр труб

dвн

мм

37

Число труб в ряду (поперек движения воздуха)

Z1

шт.

56

Число рядов по ходу воздуха

Z2

шт.

29

Поперечный шаг труб

S1

мм

60

Продольный шаг труб

S2

мм

44

Относительный поперечный шаг труб

S1/d

1,5

Относительный продольный шаг труб

S2/d

1,1

Расположение труб

Шахматное

Характер омывания труб газами

Продольное

Характер омывания труб воздухом

Поперечное

Число труб, включенных параллельно по газам

Z0

шт.

1624

Площадь живого сечения для прохода газов

Fг

м2

1,7461

Ширина воздухоподогревателя по ходу воздуха

b

м

3,48

Высота одного хода по воздуху (заводская)

hх

м

1,4

Площадь живого сечения для прохода воздуха (заводская)

Fв

м2

1,736

Поверхность нагрева ВЗП

Hвп

м2

549,99

Примечание: Трубчатыевоздухоподогреватели, как правило, выполняются с вертикальным  расположением труб в газоходе, внутри которых движутся газы, а воздух омывает шахматно расположенный пучок труб снаружи, омывание поперечное; взаимное движение сред характеризуется перекрёстным током. Число ходов воздуха не меньше двух.

Расчётно определим число труб, включенных параллельно по газам:

Z0=Z1Z2=5629=1624

Площадь живого сечения для прохода газа:

Площадь живого сечения для прохода воздуха (по заданной заводской конструкции):

Поверхность нагрева ВЗП:

10.2.2) С использованием ранее выполненых расчётов для теплового расчёта ВЗП составляют таблицу исходных данных:

Таблица 10.4.

Наименование величины

Обозначение

Единица

Величина

Температура газов до воздухоподогревателя

’’эк

С

253,61

Температура газов за воздухоподогревателем

ух

С

125

Температура воздуха до воздухоподогревателя

t’

С

30

Температура горячего воздуха после воздухоподогревателя

t’’в=tгв

С

210

Объем газов при среднем коэффициенте избытка воздуха

Vг

м3/кг

15,2065

Теоретический объем воздуха

Vо

м3/кг

10,95

Отношение объема воздуха за воздухоподогревателем к теор.необходимому

’’вп

1,05

Отношение объема рециркулирующего воздуха к теор.необходимому

рц

Объемная доля водяных паров

rH2O

0,1545

Тепловосприятие воздухоподогревателя по балансу

Qбвп

ккал\кг

677,88

Находим скорости газов и воздуха:

Уточняем необходимую высоту хода воздуха:

Задаемся необходимой скоростью воздушного потока

Определяем небходимую площадь живого сечения для прохода воздуха:

Находим необходимую высоту хода по воздуху и принимаем ее за исходную:

Определяем поверхность нагрева воздухоподогревателя:

10.2.3) Коэффициент теплопередачи для воздухоподогревателя в целом определяем по средним значениям необходимых величин.

Где  = 0,85

Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке для воздухоподогревателя определяем по формуле:

При продольном омывании трубной поверхности дымовыми газами коэффициент теплоотдачи конвекцией, отнесённый к полной  расчётной поверхности, определяем по номограмме 14:

н=29,08 ккал/м2чоС;  добавочные коэффициенты: Сф=1,1549; Сl=1;

1 =к =  нСфСl = 29,081,15491 = 33,5844 ккал/м2чоС;

При поперечном омывании шахматных пучков дымовыми газами коэффициент теплоотдачи конвекцией, отнесённый к полной  расчётной поверхности, определяем по номограмме 13[3]:

н= 55 ккал/м2чоС;  добавочные коэффициенты: Сz=1; Сф=0,98; Сs=1,01;

2=  нСzСфСs = 5510,981,01 = 54,439 ккал/м2чоС;

10.2.4) Температурный напор:

Тогда температурный напор с достаточной точностью можно найти как:

Поправочный коэффициент  определяем по номограмме и по безразмерным параметрам P и R:

По R и Р находим  = 0,92

10.2.5) Определим расчётную поверхность:

Невязка:

Невязка < 10%   не вносим конструктивные изменения.

Расчёт закончен.

В заключение расчета хвостовых поверхностей составляем эскиз их компоновки в общем вертикальном газоходе, с указанием основных габаритных параметров.

11.КАРКАС, ОБМУРОВКА И ГАРНИТУРА КОТЛА.

Каркас котла — металлическая конструкция, предназначенная для поддержания барабана, трубкой поверхности нагрева, коллекторов, обмуровки, лестниц с площадками обслуживания и других элементов оборудования котла. В современных котельных агрегатах каркаса, выполняемые в виде рамной конструкции, состоят из основных колонн и балок, несущих главную конструкционную нагрузку, и вспомогательных балок, служащих для обвязки и придания жесткости каркасу, а также для крепления обмуровки, гарнитуры и других деталей котла. Основные колонны и балки обычно выполняются составными из двутавров или швеллеров требуемого сечения. Детали каркаса, соединяемые с помощью сварки или на болтах, устанавливают на специальный фундамент, который выполняется, как правило, из железобетона и является самостоятельным, несвязанным с фундаментом здания котельной.

Каркас котла крепится  фундаменту с помощью опорных башмаков колонн или плит, которые заделывают в фундамент путем заливки их бетоном или анкерными болтами. Опорные башмаки выполняются из листовой стали и угольников. Нижнюю плоскость их рассчитывают с учетом допускаемой удельной нагрузки на фундамент.

Все основные колонны и балки размещают вне газоходов котла. Как правило их не заделывают в обмуровку, благодаря чему они предохраняются от чрезмерного нагрева и возможности появления дополнительных температурных напряжений.

Обмуровка котла (стены котельного агрегата) — предназначена для тепловой и гидравлической изоляции котла от окружающей среды. Для обеспечения нормальной работы котлоагрегата обмуровка должна обладать необходимыми: механической прочностью, плотностью, температуростойкостью и хорошими теплоизолирующими свойствами.

Тепловая изоляция уменьшает потери теплоты в окружающую среду и обеспечивает допустимую температуру наружной поверхности обмуровки, которая по санитарно-гигиеническим условиям не должна превышать 5060С.

Обмуровка достаточной плотности предохраняет от подсоса воздуха в топку и газоходы, а при некоторых условиях работы котлоагргата — от проникновения дымовых газов в рабочее помещение, которое недопустимо по условиям техники безопасности. При подсосе воздуха увеличиваются потери теплоты с уходящими газами, а также повышается расход электроэнергии на дымососную установку вследствие увеличения ее нагрузки.

В прошлом обмуровка котлов устраивалась только из обыкновенного глиняного и огнеупорного кирпича. В настоящее время, в современных котлах она выполняется в виде комбинированной  конструкции, состоящей из кирпича различных типов, изоляционных материалов, металлических скрепляющих деталей, а также уплотняющих замазок и металлической обшивки. При устройстве обмуровок наибольшее применение находит обыкновенный глиняный кирпич, огнеупорный шамотный, диатоловый и др.

Обыкновенный кирпич вследствие недостаточной огнеупорности используют для кладки наружной части обмуровки и газоходов с пониженной температурой дымовых газов (до600С). Огнеупорный кипич (главным образом шамотный) используется для внутрееней части обмуровки в местах с высокой температурой газов в топочной камере, первом газоходе и т.п.

По конструктивному оформлению обмуровка делится на тяжелую, облегченную и натрубную. Тот или иной тип обмуровки применяется в зависимости от мощномти и конструкции котлоагрегата.

В нашем котле используем тяжелую обмуровку. Она устраивается в 1,5-2,5 кирпича в два слоя (380-640 мм). Внутренний слой обмуровки выкладывается из огнеупорного (в больщинстве случаев шамотного) кирпича и называется доутеровкой. Внешний слой выполняется из обыкновенного кирпича. Обе части обмуровки кладут независимо друг от друга. Для устойчивости ее при небольшой высоте стен через каждые 4-6 рядов между слоями делают перевязку путем выпуска огнеупорных кирпичей. При более высоких стенах кладку обмуровки разделяют на участики и тем самым разгружают футеровку по высоте. В противном случае перевязывающие кирпичи могут ломаться (особенно при высокой температуре) и связь между их слоями нарушается. Для возможности теплового расширения в кладке предусматривают температурные швы, заполняемые астбестовым шнуром. Тяжелая обмуровка опирается на собственый фундамент.

Гарнитура котлоагрегата — устройства, предназначенные для  обслуживания котла, наблюдения зк его работой: загрузочные и шуровочные дверцы, лазы с дверками, воздушные и газовые заслонки, взрывные клапаны.

Лазы служат для осмотра, ремонта и очистки газоходов. Лазы выполняются в виде чугунных рам, заделываемых в обмуровку к которой крепятся дверки 450450 мм.

Взрывные клапаны устанавливают с целью предохранения обмуровки от разрушения при внезапном взрыве горючих газов. Взрывной клапан состоит из рамы с зарепленным в ней астбестовым или тонким металлическим листом с надрезом. При взрыве горючей смеси давление в газоходе повышается, при этом лист в клапане разрывается и через образовавшиеся в нем отверстия дымовые газы выпускаются в атмосферу, что и предохраняет обмуровку от разрушения.

12.ПУСК И ОСТАНОВ КОТЕЛЬНОГО АГРЕГАТА.

1) Пуск котла.

Осмотр котла перед растопкой.

Растопка котла, вышедшего из капитального и среднего ремонта может производиться только с разрешения начальника цеха, оформленного записью в оперативном журнале начальника смены котельного цеха.

Перед растопкой котлоагрегата после капитального, текущего ремонта или котла, находящегося в состоянии холодного резерва, необходимо произвести наружный осмотр всего оборудования:  Осмотреть изнутри топку и убедиться в исправном состоянии обмуровки котла, подвесных сводов, в отсутствии в топке лесов и посторонних предметов. Осмотреть через лазы газохода котла воздухоподогреватель. При осмотре убедиться в исправном состоянии поверхностей нагрева, отсутствии посторонних предметов и чистоте поверхностей нагрева. При наличии отложений сажи на поверхностях нагрева воздухоподогревателя, в газоходах котла и в карманах дымососов, они должны быть отмыты водой до растопки котла. Осмотреть обмуровку топки, котла, конвективной шахты и уплотнить все обнаруженные щели, отверстия и неплотности. Проверить закрытие всех люков и лазов на котле, дымососах, воздушных и газовых коробах, воздухоподогревателях и других местах. Проверить чистоту площадок и самого оборудования. Проверить исправность арматуры котлоагрегата.

До заполнения котла водой нужно убедиться в  плотном закрытии люков барабана. Подготовить к работе форсунки. Осмотреть и проверить готовность к пуску и работе всего вспомогательного оборудования, а именно: проверить наличие ограждений у вращающихся частей механизмов и их крепление, проверить наличие смазки и масла в подшипниках и их чистоту

Подготовка холодного котла к пуску.

Подготовку к растопке котла производит старший машинист котельной с машинистом котла, с последующей проверкой всего оборудования начальником смены.

Заполнение котла водой.

После осмотра и проверки готовности оборудования к пуску можно производить заполнение котла водой или его подпитку, если вода из него не спускалась.

При заполнении котла водой необходимо иметь в виду, что температура воды перед барабаном котла не должна отличаться более чем на 40С от температуры металла барабана. При большой разнице температур заполнение котла водой запрещается.

Растопка котла из холодного состояния.

Производится таким образом, чтобы расположенные в топке поверхности нагрева прогревались равномерно, без больших температурных перекосов.

Перед растопкой котла, персонал участка ТАИ включает в работу все контрольно-измерительные приборы и колонки дистанционного управления, проверяет защиты котла.

Допустимая скорость растопки определяется:

  1. Перепадом температур между верхней и нижней образующими барабана котла, который не должен превышать 1520С.
  2.  Равномерным прогревом всех циркулирующих контуров котла.

В процессе растопки, независимо от продолжительности, может иметь место значительное отставание в прогреве и не только отдельных экранов, но даже тех или иных экранных контуров. Это может привести к неустойчивой циркуляции в котле, разбежке температур в барабане, а в ряде случаев и к циркуляционным авариям. Для предотвращения отставания расширения отдельных экранных контуров, в процессе растопки необходимо производить до трех продувок коллекторов с одновремменым увеличением продувки пароперегревателя.

Растопка котла из горячего состояния.

Если котел находится в кратковременном резерве и в котле имеется давление, то при его растопке и включении руководствоваться следующим: Проверить состояние запорной арматуры и гарнитуры котла. Воздушники и вторые по ходу пара вентили продувки должны быть закрытыми. Проверить исправность форсунок. Подпитать котел до растопочного уровня и продуть нижние точки экранов. Дать воздух на растопочную горелку. Зажечь форсунки и отрегулировать процесс горения в топке. После этого открыть продувку пароперегревателя. Подготовиться к прогреванию паропровода к коллектору. В период растопки обеспечить постоянную подачу питательной воды на котел.

  1.  Останов котла.

Останов котла производится по распоряжению начальника смены станции, старшим машинистом котельной, или машинистом котла. Перед остановом необходимо произвести внешний осмотр котла, обратив особое внимание на приводы запорной арматуры главных паропроводов, их дренажей.

Постоянно уменьшая подачу пыли,воздуха, тягу, отключить форсунки. Затем продуть форсунки. Через 10 минут после погасания факела в топке, отключить дутьевые вентиляторы, а затем и дымососы, закрыть направляющие дымососов и вентиляторов, закрыть шибер циркуляции дымовых газов. Через 4045 минут после погасания факела, отключить котел от паровой магистрали, открыть дренаж паропровода и продувку пароперегревателя, последнюю держать открытой в течении 3050 минут.

Во время снижения нагрузки котла, параметры острого пара должны поддерживаться в номинальных пределах. На протяжении всего останова котла необходимо тщательно вести наблюдение за уровнем воды в котле. При останове котла все люки, лазы и направляющие должны быть закрыты в течении 68 часов. Пуск в работу дымососа для расхолодки разрешается через 10 часов после останова котла. Спуск воды из остановленного котла разрешается после снижения давления в нем до атмосферного и температуры котловой воды не выше 80С. Контроль за температурой газов в газоходах котла вести в течении 24 часов после останова с записью в суточную ведомость через каждые 2 часа.

При останове котла в горячий резерв поддерживать давление в котле не ниже 35 кгс/см2, для чего периодически подсвечивать растопочную горелку.



СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

  1. Методические указантя по определению коэффициента полезного действия паровых котлов / Парилов В.А., Ривкин А.С., Ушаков С.Г., Шелыгин Б.Л. – Иваново, 1987. –36с.
  2. Методические указантя по поверочному расчёту топочной камеры и фестона паровых котлов / Парилов В.А., Ривкин А.С., Ушаков С.Г., Шелыгин Б.Л. – Иваново; ИЭИ, 1987. –36с.
  3. Методические указантя по определению коэффициента теплопередачи и температурного напора при расчёте поверхностей нагрева паровых котлов / Парилов В.А., Ривкин А.С., Ушаков С.Г., Шелыгин Б.Л. – Иваново; ИЭИ, 1987.
  4. Методические указантя по конструкторскому расчёту пароперегревателя и хвостовых поверхностей паровых котлов / Парилов В.А., Ривкин А.С., Ушаков С.Г., Шелыгин Б.Л. – Иваново; ИЭИ, 1991. –36с.
  5. Александров В.Г.  Паровые котлы средней и малой мощности. –Л.: Энергия, 1972.—200с.
  6. Ковалёв А.П., Лелеев Н.С., Виленский Т.В. Парогенераторы: Учебник для ВУЗов. –М.: Энергоатомиздат, 1985. –376с.
  7. Тепловой расчёт котельных агрегатов. (Нормативный метод)/Под редакцией Н.В. Кузнецова. – М.: Энергия, 1973. –296с.
  8. Резников М.И. Парогенераторные установки электростанций. – М.: Энергия, 1974. –360с

 

2  См. список литературы в конце пояснительной записки.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

82910. Множення у випадку кількох нулів у множнику 210 KB
  Спробуємо знайти другий спосіб розв’язування задачі. Чому катер за той самий час пройшов більшу відстань? (Тому, що в нього була більша швидкість). Знаючи, що катер має більшу швидкість, про що ми можемо дізнатися? (На скільки швидкість катера більша, ніж швидкість буксира?) Що для цього потрібно зробити?
82911. Чи може музика передавати рух? 102 KB
  Мета: формувати в учнів уявлення про зображальні можливості музики в передачі руху. Повторення понять темп, ритм. Розвивати уявлення учнів. Виховувати любов до української народної пісні, етикетне поводження в школі. Обладнання: фортепіано, аудіозаписи, малюнки, презентація.
82912. Співучі труби. Мідні духові 33 KB
  Мета: поглибити знання про духові інструменти познайомити із мідною духовою групою особливостями звучання інструментів що входять до її складу; підвести учнів до усвідомлення значимості мідних духових інструментів для; розвивати музичну пам’’ять спостережливість...
82913. Причини виникнення пожежі – порушення правил протипожежної безпеки. Правила поведінки під час виникнення пожежі 46.5 KB
  Вогонь Правильно а звідки береться вогонь Відгадайте ще одну загадку. І мають душу щедру Хоч дерева сини Згоряючи до щенту Вогонь дають вони. Бесіда Отже сьогодні ми поговоримо про вогонь. Вогонь як ви знаєте може бути добрим другом для людини але може бути і страшним ворогом який забирає життя.
82914. Вода та її властивості 180 KB
  Давайте пригадаємо що таке природа На які групи вона поділяється Повітряземля і водаце природа Природа це я і ти це природа.вода Гостею нашого сьогоднішнього уроку буде вода а наша краплинка просто відірвалась від неї. Хто пригадає: який колір має вода смак запах Сьогодні краплинка хоче розповісти нам про властивості води.
82915. Лісові зони світу 33.5 KB
  Що побачили куди потрапили Чому це ліс Які ознаки лісу знаєте це великі ділянки землі на яких ростуть дерева розташовані близько одне від одного. Проте ліс – це не тільки дерева але й інші рослини і тварини які живуть серед дерев. Кожна група рослин утворює свій поверх ярус...
82916. Зелене диво Землі — рослини. Різноманітність живих організмів. Значення рослин у природі та житті людей 52.5 KB
  Мета: продовжити формувати поняття природа нежива і жива, уявлення про царства живої природи, значення рослин, різноманітність рослин на землі, про види рослин; продовжити виробляти навички дослідницької роботи та спостереження; розвивати логічне мислення, виховувати естетичні почуття.
82917. Як розмножуються тварини 265.5 KB
  Мета: ознайомити учнів з особливостями розмноження комах, риб, плазунів, земноводних, птахів, звірів; розвивати вміння спостерігати, аналізувати, порівнювати, робити висновки; виховувати пізнавальний інтерес до природи, бажання досліджувати, берегти і вивчати природу.
82918. Крымские горы, урок правоведения 65.5 KB
  Ознакомить учеников с географическим положением климатом растительным и животным миром Крымских гор; развивать познавательный интерес наблюдательность творческие навыки; воспитывать любовь и бережное отношение к природе патриотические и эстетические чувства; Оборудование: компьютер мультимедийный экран проектор мультимедийная презентация Крымские горы слайды с картой Крымских гор картины и фотографии с изображением изучаемых объектов демонстрационные материалы карточки для индивидуальной работы учебник для 4 класса...