Содержание:

 
 

  1.Введение.

  2.Описательная  часть:

  2.1.Описание  котельного агрегата;

  2.2.Циркуляция  воды и пара;

  2.3.Состав  топлива;

  2.4.Выбор  и описание горелочного устройства;

  2.5.Выбор  и описание ВЭК;

  2.6.Техника  безопасности при обслуживании  котельного агрегата.

  3.Расчетная  часть:

  3.1.Избытки  воздуха и присосы в газоходах;

  3.2.Объемы  продуктов сгорания;

  3.3.Энтальпия воздуха и продуктов сгорания;

  3.4.I – J диаграмма;

  3.5.Тепловой  баланс котельного агрегата;

  3.6.Конструктивный  расчет топочной камеры;

  3.7.Эскиз  топки;

  3.8.Поверочный  расчет топки;

  3.9.Конструктивный  расчет I и II кипятильного пучка;

  3.10.Тепловой  расчет I кипятильного пучка;

  3.11.График  определения расчетной температуры;

  3.12.Тепловой  расчет II кипятильного пучка                                                                                    

  3.13.Расчет  ВЭК;

  3.14.Невязка  теплового баланса;

  3.15.Схема газового тракта котла;

  3.16.Аэродинамический  расчет;

  3.17.Расчет  тяги;

  3.19. Выбор  дымовой трубы;

  3.20 Самотяга  котельного агрегата;

           3.21 Выбор дымососа;

  4.Литература.   
 
 
 
 
 
 
 

         Стр:

  5

  6

  7

  8

  9

  10

  11 

       12–14

  15

  16

  17

  18

  19

  20

  21

  22

  23

  24

      25 –26

  27

       28–29

  31

  32

  33

       34–35

       36–38 

  39

  40

  41

  42 
 
 
 
 
 

  

    
 

  

  

  Введение.

             

  Промышленные  предприятия и жилищно-коммунальный сектор потребляют огромное количество теплоты на технологические нужды, вентиляцию, отопление и горячее водоснабжение. Тепловая энергия в виде пара и горячей воды вырабатывается ТЭЦ, промышленными и районными отопительными котельными.

  Одной из основных задач при выработке  тепловой энергии является всемерная  экономия всех видов топлива. Весьма существенно в ближайшие годы сократить сжигание мазута на электростанциях, заменив его газом. Но какими бы темпами не развивалась энергетика, сбережение тепла и энергии и впредь будет важнейшей общегосударственной задачей.

  В перспективных  планах должно предусматриваться широкое строительство атомных электростанций с реакторами на быстрых нейтронах, развёртывание работ по управляемому термоядерному синтезу, производству синтетического жидкого топлива, использованию солнечной и геотермальной энергии. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

  

  

  

    
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

  ОПИСАТЕЛЬНАЯ  ЧАСТЬ

  Описание  котельного агрегата.

 

  Котлы разработаны центральным котлотурбинным институтом им. И.И.Ползунова совместно  с Бийским котельным заводом.

  Эти котлы двух барабанные, с полностью экранированной топочной камерой и развитым кипятильным пучком из гнутых труб.

  Топочная  камера котлов разделена кирпичной  стенкой на собственно топку и  камеру догорания, что позволяет  повысить КПД котла за счет снижения химического недожога.

  Шамотная  перегородка отделяет камеру догорания  от первого кипятильного пучка. Чугунная перегородка разделяет первый и  второй кипятильные пучки. Эти две  перегородки образуют два горизонтальных газохода при поперечном омывании труб.

  Барабаны имеют диаметр 1000 мм с толщиной стенки 13 мм. Трубы топочных экранов и кипятильных пучков имеют диаметр 51 мм и толщину стенки 2,5 мм.

  Трубы боковых экранов верхними концами  завальцованы в верхнем барабане, а нижние концы труб приварены  к коллекторам. Опускные и пароотводящие трубы привариваются к барабанам.

  На нижней образующей верхнего барабана при расположении его в топочной камере установлены  контрольные легкоплавкие пробки. Они  предназначены для предупреждения об отсутствии воды в барабане и  увеличении температуры его стенок. Действие пробок основано на том, что при повышении температуры стенки барабана выше 290 – 300°С легкоплавкий сплав, которым залита пробка, начинает плавиться и шум пароводяной струи, выходящей из пробки, является сигналом для немедленной остановки котла.

  В барабан  по двум трубам подается питательная  вода из водяного экономайзера. Для  удаления шлама в верхнем и  нижнем барабане имеются перфорированные  трубы для периодической продувки. В нижнем барабане размещается устройство для прогрева барабана при растопке и труба для спуска воды. Для наблюдения за уровнем воды в верхнем барабане устанавливаются два водоуказательных стекла и сигнализаторы уровня. В качестве сепарационных устройств используются пластинчатые сепараторы и дырчатые листы.

  Для удаления отложений шлака и грязи в  котлах имеются торцевые лючки. В  перегородке имеются отверстия  для прохода трубы стационарного  обдувочного прибора. Для осмотра  и очистки кипятильных труб имеются  лазы. На боковых стенах топочной камеры устанавливаются лючки и гляделки для наблюдения за процессом горения. В нижней части кипятильных пучков размещены четыре лаза для осмотра пучков. 
 
 
 
 
 
 
 

  Циркуляция  воды и пара. 

  В барабан  питательная вода поступает из водяного экономайзера по двум трубам. В коллектор переднего экрана вода поступает по не обогреваемым опускным трубам   из верхнего барабана. Часть этих труб располагается в обмуровке, а другая проходит снаружи. В коллектор заднего экрана вода поступает из нижнего барабана по не обогреваемым трубам. В коллекторы боковых экранов вода поступает из верхнего барабана по опускным трубам большого диаметра, которые расположены в обмуровке.

  Во всех топочных экранах образуется пароводяная  смесь, которая поступает в верхний  барабан, где происходит разделение пара и воды и получение сухого насыщенного пара.

  В нижний барабан вода поступает из верхнего через последние ряды второго  кипятильного пучка, где плотность  рабочей среды гораздо больше, чем в остальных рядах труб. Это происходит, потому что температура  продуктов сгорания во втором кипятильном пучке значительно ниже, чем в первом. Пароводяная смесь из кипятильных пучков поступает в верхний барабан.

  Пар, полученный в котельном агрегате, направляется в различные теплоиспользующие  аппараты, конденсат из которых возвращается не полностью. Часть пара и воды при наличии неплотностей и продувки теряется. В связи с этим необходимо систематически подавать в котёл подпиточную воду. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

  

  

  Состав  природного газа.

 

  Газопровод  Ставрополь-Москва(3-я нитка). 
 

  CH₄ – 91,2%

  C₂H₆ – 3,9%

  C₃H₈ – 1,2%

  C₄H₁₀ – 0,5 %

  C₅H₁₂ – 0,1%

  CO₂ – 0,5%

  N₂ – 2,6% 
 
 

  Низшая  теплота сгорания сухого газа.Q^с_н =35,34мДж/м³

  Плотность газа при нормальных условиях ρ=0,786 кг/м³. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

  

    
 
 

  Выбор и описание горелочного устройства. 

  Для котлов ДКВР-10-13 применяются газомазутные горелки типа ГМГ. Для этих горелок  используют паро-механические форсунки. В них завихритель устанавливается  с внешней стороны форсунки. В  горелках двухзонная подача воздуха, который  распределяется на первичный и вторичный. На выходе из горелки вторичный воздух закручивается аксеальным устройством с 12 прямыми лопостями, расположенными под углом 45º к оси. Первичный воздух закручивается аксеально тангенсиальным завихрителем из 16 рабочих лопаток.

  При работе шиберы первичного воздуха всегда открыты. Доля первичного воздуха составляет 15-20%. Вторичный воздух регулируется в зависимости от расхода топлива.

  Пар с  давлением 1,4-2 атм для дробления  капель мазута подаётся в форсунки. Преимуществом горелок является низкое сопротивление по воздуху и устойчивое горение топлива в широком интервале нагрузок с низким коэффициентом избытка воздуха. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 
 

  Выбор и описание водяного экономайзера. 

  ВЭК является неотъемлемой частью современного парогенератора. Экономайзер благодаря применению труб небольшого диаметра является недорогой  и компактной поверхностью нагрева, в которой эффективно используется тепло уходящих газов. В связи с этим у современных парогенераторов ВЭК воспринимает до 18% общего количества тепла, переданного через поверхности нагрева парогенератора.

  В ВЭКах  в зависимости от вида топлива  и КПД парогенератора при нагреве  воды на 1К продукты сгорания охлаждаются на 2-3К.

  Чугунный  ВЭК  состоит из ребристых чугунных труб. Трубы соединяются между  собой посредством калачей. Питательная  вода последовательно проходит по всем трубам снизу вверх, что обеспечивает удаление воздуха из экономайзера. Продукты сгорания проходят через зазоры между ребрами труб.

  В чугунных ВЭК недопустимо кипение воды, т.к. это приводит к гидравлическим ударам и разрушению экономайзера. Поэтому чугунные экономайзеры всегда работают как не кипящие.

  Продукты  сгорания в экономайзере целесообразно направлять сверху вниз  для создания противоточной схемы движения воды и газов, при которой обеспечиваются лучшие условия теплообмена и минимальная поверхность нагрева экономайзера.

  Коллекторы  ВЭКа имеют круглую форму и  в промышленных парогенераторах их обычно размещают за пределами газохода, укрепляя на опорах. Для разгрузки мест присоединения змеевиков к коллекторам от веса самих змеевиков, заполненных водой, и обычно подвешивают с помощью специальных подвесок к каркасу парогенератора или опирают на каркас с помощью опорных стоек. Для сохранения шага между змеевиками к опорным стойкам приваривают гребенки. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

  

    
 
 

  

  

  Техника безопасности при  эксплуатации

  котельного  агрегата. 

  Обслуживание  котла заключается в соблюдении заданного режима его работы и графика нагрузок. Это достигается поддержанием соответствия между количествами вырабатываемого пара, подаваемой питательной воды и сжигаемого топлива. Даже кратковременное отклонение от этого соответствия при непринятии своевременных мер может послужить причиной аварии и несчастных случаев. Так, нарушение пароводяного баланса может привести к упуску воды из барабана котла или к его перепитке; несвоевременные периодические продувки могут привести к пережогу змеевиков пароперегревателя и забросу воды в паропровод; несоответствие количеств подаваемого в топку топлива и снимаемого с котла пара может привести к чрезмерному повышению или понижению давления; несоответствие количеств подаваемого в топку топлива и воздуха могут быть причиной недожога топлива в топке и его отложений в газоходах с последующим воспламенением и взрывом. Машинист должен непрерывно контролировать соблюдение всех параметров и своевременно реагировать на возникающие отклонения, что требует от него не только глубоких знаний, но и внимательности, нервно-психической выносливости, устойчивости к стрессовым явлениям. Запрещается во время работы занятие посторонними делами и разговорами, так как если произойдет отклонение, требующее немедленного вмешательства машиниста, ему, прежде чем принять правильное решение, потребуется некоторое время для выяснения создавшейся ситуации.

  Члены сменной бригады во время дежурства  обходят и осматривают оборудование, регулируют тягу, дутье, подачу топлива  и воды, продувают нижние точки котла, водоуказательные приборы, очищают поверхности нагрева, удаляют золу и шлак, доливают масло в подшипники вращающихся механизмов, выполняют другие работы.

  Обходы  и осмотры котла и вспомогательного оборудования выполняют в определенной последовательности согласно установленным инструкцией маршрутам. Маршруты охватывают все ответственные участки. Трассы оборудуются лестницами, площадками, ограждениями и освещением, обеспечивающими безопасность обходов. Маршруты по возможности должны исключать или сводить до минимума время пребывания людей в зонах повышенной опасности. К таким зонам в первую очередь относятся места, где находятся фланцевые соединения, взрывные и предохранительные клапаны, водоуказательные приборы, люки лазов и крышки гляделок топки, движущиеся части механизмов и т. п.

  Нижние  точки котлов продувают открытием  продувочных вентилей, установленных на коллекторах и других местах. 
 
 
 
 
 
 
 

  

  

  

    
 

  Порядок продувки, обеспечивающий безопасность персонала, следующий: вначале полностью открывают второй по ходу вентиль и лишь после этого постепенно открывают на нужное значение первый по ходу продуваемой среды вентиль. Такая последовательность позволяет сохранить плотность второго вентиля. Открывают и закрывают продувочные вентили, пользуясь рукавицами. Во избежание повреждения вентилей запрещается пользоваться различного рода рычагами. Если в процессе продувки в трубопроводе возникнут гидравлические удары, необходимо уменьшить степень открытия второго по ходу вентиля до полного прекращения ударов. По завершении продувки сперва закрывают первый по ходу вентиль, затем — второй.

  Продувку  водоуказательных приборов производят у котлов с рабочим давлением  до 2,4 МПа включительно не реже 1 раза в смену, у котлов с рабочим давлением от 2,4 до 3,8 МПа — не реже 1 раза в сутки, а при давлении свыше 3,8 МПа — в сроки, установленные инструкцией. Не реже 1 раза в смену сверяют показания сниженных указателей с приборами прямого действия.

  Паровые и водяные трубы, соединяющие  колонку Указателя уровня с барабаном, если их своевременно не продувать, могут закупориться отложениями шлама и солей. Отложения закупоривают каналы и в самой водоуказательной колонке. Ее показания не будут соответствовать истинному уровню воды в барабане.

  Продувка  водоуказательных приборов является опасной работой. Находящееся в работе стекло имеет температуру ниже, чем температура пароводяной смеси в барабане. При продувке стекло интенсивно обтекается с внутренней стороны горячей средой и дополнительно нагревается, в то время как наружная плоскость стекла еще не успела прогреться до такой же температуры. Это приводит к внутренним перенапряжениям в стекле, оно может лопнуть, а осколки и пароводяная смесь травмировать человека, выполняющего продувку.

  Во избежание  повреждения стекол надо соблюдать следующий порядок продувки:

  а) нижний продувочный вентиль открывать  постепенно и на небольшой угол; в этом положении продуваются

  паровая и водяная трубы, а стекло обтекается паром и постепенно прогревается;

  б) рукоятку нижнего (водяного) быстродействующего крана повернуть в положение «Закрыто» и через 8—10 с вернуть в прежнее положение; в этом положении продуваются паром паровая труба, водоуказательная колонка и ее стекла;

  в) рукоятку верхнего (парового) крана повернуть  в положение «Закрыто» и через 8—10 с в положение «Открыто»; в этом положении продувается водой только водяная труба;

  г) нижний продувочный вентиль закрыть; продувка закончена. 
 
 
 

  

    

  Продувочная пароводяная смесь по трубке поступает  в воронку, находящуюся под нижним продувочным вентилем. Во избежание разбрызгивания горячей воды воронку закрывают крышкой с отверстием для трубки.

  Во время  продувки рабочий должен находиться не против водомерного стекла, а  сбоку и все операции выполнять  в рукавицах и защитных очках. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

  

    
 
 
 
 
 
 

  

    
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

  РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
   

   

Избытки воздуха и присосы по газоходам.

Таблица №1

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 
 

   Объемы  продуктов сгорания.

Таблица №2

 

 м³/ м³

 м³/ м³

  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

17

 
 
 

Энтальпии продуктов сгорания.

Таблица №3