Отчет о прохождении практики на Ижевской ТЭЦ-2

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ  РФ

ФГБОУ ВПО «УДМУРТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ИНСТИТУТ НЕФТИ И ГАЗА им. М.С. Гуцериева

КАФЕДРА ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКИ

 

 

 

 

 

 

 

 

Отчет о прохождении  практики на Ижевской ТЭЦ-2

Котло-Турбинный Цех

 

 

 

 

Выполнил: ст. гр. 34-51

Князев К. В.

 

Проверил: Борисова Е.М

 

 

 

 

 

Ижевск 2012

Оглавление

Введение…………………………………………………………………………….……………3

 

Цель, задачи и  содержание практики………………………………………………….…….4

 

Техника безопасности и охрана труда………………………………………………………….….5

 

Расчетное задание………………………………………………………………………………7

 

Подбор вентилятора  по заданным характеристикам…………………………………..…7

 

Аэродинамические  характеристики дутьевого вентилятора ВДН-26………………….8

 

Описание дутьевого вентилятора ВДН-26………………………..…………………………9

 

Аэродинамический  расчет………………………………………………………………..….12

 

Расчет на прочность…………………………………………………………………………..16

 

Расчет вала……………………………………………………………………………….…….17

 

Конструирование кожухов…………………………………………………………………...18

 

Вывод………………………………………………………………………………………..….19

 

Заключение………………………………………………………………………………….…20

Введение

В качестве предприятия для  прохождения производственной практики мною была выбрана Ижевская ТЭЦ-2.

Ижевская ТЭЦ–2 является структурным подразделением в составе  Филиала ОАО «ТГК–5» Удмуртский, который является неотъемлемой частью компании ЗАО «КЭС–Холдинг», и предназначена  для комбинированной выработки  электроэнергии и тепла.

На Ижевской ТЭЦ–2 установлено  четыре турбоагрегата номинальной  мощностью 60, 100, 110 и 110МВт и четыре энергетических котла паропроизводительностью по 420 т/ч. Для покрытия пиковых теплофикационных нагрузок в период осенне–зимнего максимума установлено пять водогрейных котлов с теплопроизводительностью по 180Гкал/ч.

Установленная электрическая  мощность ТЭЦ – 390МВт, установленная  тепловая мощность станции – 1474Гкал/ч, в том числе:

• 574Гкал/ч – мощность регулируемых отборов турбин;
• 900Гкал/ч – мощность водогрейных котлов.

В основном отпуск тепловой энергии осуществляется в виде горячей  воды для целей отопления г. Ижевска, теплоснабжения тепличного комбината «Завьяловский», теплоснабжения мелких потребителей, расположенных на близлежащей территории.

Отпуск тепла в паре составляет крайне незначительную долю вследствие отсутствия крупных потребителей пара. Мелкие потребители (ОАО «ИЭМЗ  «Купол», ООО «Промстройснаб» (бывшая база УдЭР)) совокупно потребляют не более 10т/ч пара давлением 12кгс/см² и температурой 250°С.

Схема нагрева сетевой  воды двухступенчатая с подогревом воды в сетевых подогревателях турбин и последующим догревом в пиковых водогрейных котлах (включаются в работу при температуре наружного воздуха минус 5°С и ниже).

 

 

Цель, задачи и содержание практики

Целью производственной практики является закрепление и углубление теоретических знаний, приобретение опыта самостоятельной работы, получение навыков в проведении научно-исследовательской и практической работы по избранной специальности. Одной из задач будет изучение схем и конструкции основного и вспомогательного оборудования электростанции как непосредственно на действующем оборудовании электростанции, так и по схемам.

• Ознакомление с планом станции;
• изучение принципиальной тепловой схемы станции;
• конструкция основного и вспомогательного оборудования;
• изучение правил техники безопасности и охраны труда, изучение опыта охраны окружающей среды на данной станции;
• работа в турбинном цехе. 
  

Техника безопасности и охрана труда

К работе на данную рабочую  профессию допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие предварительный  медицинский осмотр и не имеющие  противопоказаний к выполнению вышеуказанной  работы.

Машинист турбины обязан знать и строго выполнять при работе правила и инструкции по технике безопасности при обслуживании тепловых цехов электростанций в объеме, предусмотренном должностной инструкцией. Машинист турбины должен работать в спецодежде и применять средства защиты, выдаваемые в соответствии с действующими отраслевыми нормами.

Машинист в своей деятельности руководствуется:

 – действующим законодательством,  регулирующим вопросы охраны  труда, охраны природы;

 – уставом организации,  локальными нормативными актами, нормативными и распорядительными  документами, издаваемыми руководителем  организации;

 – настоящей должностной  инструкцией.

Машинист должен знать:

 – технические характеристики  и устройство турбины, турбогенератора  и вспомогательного турбинного  оборудования;

 – технологический  процесс работы турбинной установки  и тепловые схемы;

 – назначение и  принцип работы автоматических  регуляторов, тепловых защит,  блокировок, сигнализаций и средств  измерений;

 – нормы качества  пара, конденсата, турбинного масла,  огнестойкой жидкости;

 – свойства химических  реагентов, вводимых в пароводяной  тракт агрегата, и их дозировку;

 – режимы нагрузки  турбоустановки;

 –технико-экономические показатели работы турбинного оборудования;

 – основы теплотехники, электротехники, механики и водоподготовки;

 –причины возникновения аварийных ситуаций, способы их предупреждения и устранения;

– инструкции о мерах  пожарной безопасности;

– инструкции по оказанию первой помощи пострадавшим в связи с  несчастными случаями на производстве; по применению средств защиты, необходимых  для безопасного выполнения работ;

 – правила техники  безопасности (ПТБ) для рабочих,  имеющих право подготавливать  рабочее место, осуществлять допуск, быть производителем работ, наблюдающим  или членом бригады в объеме, соответствующем обязанностям ответственных  лиц ПТБ;

 – инструкции по  охране труда для машиниста  по турбинному оборудованию;

 – положение о службе  эксплуатации и наладки турбинного, котельного оборудования и тепловых  сетей;

 – схемы всех трубопроводов,  относящихся к обслуживанию турбинного  оборудования;

 – нормативно-техническую  документацию согласно перечню. 

Расчетное задание

Подобрать вентилятор для  перемещения воздуха при следующих  условиях:

Расход воздуха - Q = 65,6 м³/сек = 236 000 м³/час;

Температура перемещаемого  воздуха - t = 30° С;

Суммарные потери в сети- P_v = 4400 Па;

Барометрическое давление - P_б = 760 мм. рт. ст. = 1,01 ∙ 10⁵ Па.

 

Подбор вентилятора  по заданным характеристикам

Так как температура рабочей  среды в нашем случае составляет 30° С, то рассчитываемый вентилятор будет являться дутьевым вентилятором (температура перемещаемой среды на входе не выше +80°С).

Рассчитаем плотность  перемещаемого воздуха ρ_p и полное давление P_vn, приведенное к нормальным условиям, т.е. к температуре 20º С и атмосферному давлению 760 мм. рт. ст.:

По параметрам Q = 236 000 м³/ч и P_vn = 4389 Па подбираем типоразмер дутьевого вентилятора с учетом того, что рабочая точка должна находиться на режимах работы, близких к оптимальному (как правило, в зоне значений КПД, не меньших 90% максимального по данной характеристике). Для тягодутьевых машин центробежного типа указанное условие обеспечивается в том случае, если расчетная точка располагается около кривой Q – Pv, соответствующей полному открытию направляющего аппарата. Для нашего случая заданные параметры обеспечивает следующий дутьевой вентилятор:

- ВДH-26 с эл/двигателем 630 кВт, 740 об/мин, КПД на рабочем режиме 74%.

 

Аэродинамические  характеристики дутьевого вентилятора ВДН-26

 

 

 

 

Описание дутьевого вентилятора ВДН-26

 Дутьевой вентилятор  это машина для подачи воздуха в котельные и печные агрегаты, устанавливаемая для преодоления при подаче воздуха в топку значительного сопротивления слоя топлива на колосниковой решетке или горелок, а также сопротивления воздухоподогревателя по воздушной стороне..

Вентилятор предназначен для подачи воздуха в топку  котла через трубчатый воздухоподогреватель. Эта центробежная машина одностороннего всасывания выполнена по аэродинамической схеме. Вал ротора вентилятора опирается  на подшипники качения, заключенные  в общий литой корпус. Смазка  подшипников - масляная  ванна  с  водяным    охлаждением, корпус подшипников устанавливается на сварной раме. Рабочие колеса состоят  из литой стальной ступицы и сварной  крыльчатки, имеющей в пазах загнутые объемные лопатки. Улитка вентиляторов сварной конструкции из листовой и профильной стали.

Регулирование производительности вентиляторов осуществляется при помощи направляющего аппарата. Направляющий аппарат рассчитан на привод электрического исполнительного механизма типа МЭО.

Привод вентилятора осуществляется от электродвигателя, который соединяется с валом ходовой части вентилятора при помощи упругой втулочно-кольцевой муфты.

Основными узлами дутьевых вентиляторов являются:

-рабочее колесо;

-ходовая часть;

-улитка;

-всасывающая воронка;

-осевой направляющий аппарат;

-рама ходовой части.

Рабочее колесо дутьевых вентиляторов представляет собой сварную конструкцию, состоящую из крыльчатки и ступицы. Крыльчатка состоит из 16 листовых загнутых назад лопаток, расположенных между основным (коренным) и коническим (покрывающим) дисками. Лопатки крыльчатки и конический диск штампованные.

Ступица, выполненная из стального литья приваривается к основному диску крыльчатки. Крыльчатка в сборе со ступицей крепится на валу ходовой части с помощью шпонки и гайки, наворачиваемой на конец вала ходовой части.

Ходовая часть дутьевых вентиляторов состоит из: кованого вала; подшипников качения, расположенных в общем литом корпусе, имеющем горизонтальный разъем; узла уплотнения и упругой втулочно-пальцевой муфты, соединяющей вал машины непосредственно с валом электродвигателя. Подшипник со стороны электродвигателя является опорно-упорным (радиально-упорный сдвоенный), с другой стороны - опорным (два радиальных роликоподшипника). Общий корпус, отлитый из чугуна, исключает коробление в процессе эксплуатации и уменьшает вибрацию подшипников. Конструкция ходовой части позволяет производить демонтаж подшипников без снятия с вала рабочего колеса. Смазываются подшипники с помощью масляной ванны, расположенной в корпусе ходовой части.

Уплотнение вала состоит  из резиновых манжет и маслосбрасывающих  колец, предотвращающих утечку масла. Охлаждение масла осуществляется посредством  змеевика, расположенного в масляной ванне. По змеевику циркулирует охлаждающая  вода, подводящая с одной стороны корпуса подшипников. Расход охлаждающей воды составляет около 0,5 м³/ч на аппарат, температура на входе в змеевик не должна превышать 25°С. На период зимней эксплуатации при понижении температуры окружающей среды ниже 0°С система водяного охлаждения отключается и вода удаляется продувкой змеевиков сжатым воздухом.

Сварной спиральный корпус состоит из разъемных, цельносварных секций. Для создания необходимой жёсткости торцевые стенки корпуса усиливаются оребрением из полос. К передней стенке корпуса приваривается всасывающий патрубок цилиндрической формы.

Дутьевые вентиляторы поставляются с окончательно приваренными к торцевым стенкам улитки четырьмя опорами (по две опоры на каждой стенке), место расположения которых определяется требуемым разворотом улитки.

 Всасывающая воронка  дутьевых вентиляторов состоит из листового вальцованного конуса и уплотнительного точеного кольца, приваренного к вершине конуса. Конструкция всасывающей воронки обеспечивает стабильность в процессе эксплуатации машин требуемых значений осевого и радиального зазора между внешней поверхностью уплотнительного кольца и внутренней поверхностью воротника рабочего колеса. Следует отметить исключительно важное значение стабильности указанных зазоров для машин данного типа (с загнутыми назад лопатками рабочих колес), так как этим в большей степени обеспечивается получение от машин номинальных аэродинамических параметров.

Режим работы дутьевых вентиляторов устанавливается осевым направляющим аппаратом, который состоит из: сварного цилиндрического корпуса с четырьмя опорными роликами, по которым перемещается поворотное кольцо; 12 листовых лопаток, соединенных с поворотным кольцом рычажной системой; и обтекателя, расположенного по оси корпуса.

Лопатки осевых направляющих аппаратов могут поворачиваться на угол от 0 (всасывающее отверстие  открыто полностью) до 90°. При промежуточных  углах от 0 до 90° поток газов  отклоняется по направлению вращения рабочего колеса, что приводит к  плавному уменьшению производительности и давления, развиваемого машиной.

Привод направляющих аппаратов  осуществляется от необходимого типоразмера  электроисполнительного механизма  или вручную.

Рама ходовой части  представляет собой сварную конструкцию  из листовой и профильной стали. Корпус ходовой части и ограждение муфты дутьевых вентиляторов монтируются на раме; рама притягивается к общему фундаменту фундаментными болтами. В конструкции дутьевых вентиляторов предусмотрено ограждение вращающейся части - упругой втулочно-пальцевой муфты.

 

 

 

 

 

Аэродинамический  расчет

Для расчета центробежного  вентилятора должны быть заданы: производительность Q, давление р, плотность воздуха ρ и, желательно, число оборотов колеса n. Расчет обычно ведут в такой последовательности:

1. Диаметр входного отверстия вентилятора определяют по формуле

    ,  где

с =3,5 - 4,5.

Указанная формула выведена в ЦАГИ и основана на предположении, что наименьшие потери давления в межлопаточных каналах колеса получаются при минимальном значении относительной скорости на входе.

 

2. Скорость входа потока в вентилятор равна

 

3. Диаметр входа на лопатки по конструктивным соображениям обычно принимается

 

 

4. Ширина колеса на входе b₁ определяется на основании следующих соображений.

Если исходить из сохранения скорости на повороте (с₀ = c₁) и допустить, что площадь живого сечения потока равна цилиндрической поверхности, то получим

а так как

,то

В действительности же, в  связи с тем, что отрыв потока на повороте практически неизбежен, ширину колеса принимают с запасом

где k>1.

При лопатках, загнутых назад  k = 1,05—1,25. Запас тем больше, чем больше отношение .

У центробежных вентиляторов колеса изготовляются постоянной ширины b₁ = b₂ = b или полуконическими b₁ > b₂. При полуконических колесах обеспечиваются меньшая потеря давления на поворот и лучший диффузорный эффект в межлопаточных каналах, т. е. более высокий к. п. д. Однако технология изготовления полуконических колес более сложна.

5. Окружная скорость на входе в колесо

6. Относительная скорость на выходе из колеса

При отсутствии закручивания на входе, когда φ₁=0, получаем:

а соответствующий угол протекания потока

Направления окружной и относительной  скоростей существенно различаются, поэтому абсолютная скорость низка  по абсолютной величине (из треугольника скоростей), следовательно, лопатки загнуты назад.

7. Угол установки лопаток на входе в колесо

где α — угол атаки, т. е. разность между углом набегающего  потока и углом установки лопаток  на входе; обычно α =5÷15°

Далее на основе ряда соображений  следует задаться (с последующей поверкой) наружным диаметром колеса D₂, углом выхода с лопаток β₂, числом лопаток Z и продолжать расчет.

 

8. Окружная скорость на выходе из колеса

9. Скорость закручивания потока на выходе из колеса без учета влияния конечного числа лопаток

(в расчетах первого  приближения можно принимать  w₂=w₁).

 

 

Скорость закручивания потока при выходе из колеса с учетом влияния  конечного числа лопаток будет  меньше, т. е.

10. Коэффициент закручивания потока на выходе из колеса

11. Теоретическое давление лопаточного колеса

а если принять φ1≈0, то

.

12. После определения размеров кожуха, пользуясь соответствующими данными,

подсчитывают потери давления внутри вентилятора: на входе, при повороте к лопаткам, между лопатками, при выходе в кожух и в кожухе.

Обычно суммарная величина гидравлических потерь в вентиляторе составляет

 

 

Так как давление (р = 4389 Па) соответствует вычисляемому давлению

( ) то  перерасчет производить не надо.

 

13. Гидравлический к. п. д. вентилятора равен

14. Гидравлическая мощность вентилятора

15. Мощность, связанная с потерями на перетекание воздуха через зазор (она добавляется к мощности гидравлической), определяется по формуле

где в зависимости от величины зазора и давления Q_заз=(0,01÷0,05)Q.         

 

Q_заз=0,05∙65,6=3,28 м³/сек

16. Мощность, расходуемая на трение дисков и колец колеса о воздух (так называемая нулевая или паразитная мощность), может быть приближенно подсчитана по формуле ЦАГИ

где - для колес с коническим передним диском и - для колес с плоским передним диском.

17. Мощность на колесе, т. е. расходуемая только колесом, при исключении механических потерь в подшипниках и в приводе

 

N=N_h+N_зaз+N₀=317,55+15,87+0,011723=12,18 кВт

и к. п. д.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Расчет на прочность

При работе вентиляторов в  их конструкции появляются напряжения за счет возникающих при вращении колес центробежных сил и вибрации. Напряжения прежде всего зависят от числа оборотов и при определенных условиях могут вызвать аварию.

Заводы, выпускающие вентиляторы, гарантируют их в эксплуатации до предельного числа оборотов, выявляемого расчетами и опытной проверкой.

Однако этот предел зависит  не только от возникающих напряжений, но и от условий эксплуатации.

Для однотипных серийных вентиляторов удобнее указывать не предельное число оборотов, а предельную окружную скорость на концах лопаток

 

Необходимость в расчете  на прочность может возникнуть при проектировании нового или форсировке серийного вентилятора. Ниже приводятся данные для приближенного расчета на прочность центробежных вентиляторов.

Обычно рассчитываются лопатки, диски и колеса и вал. Также  можно проверить прочность заклепочных  соединений и других элементов вращающейся  системы. Неподвижный кожух и  станина не рассчитываются.

Отметим, что в расчетах на прочность линейные размеры принято указывать не в м, а в см, а напряжения — в кг/см².

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Расчет вала

 

Наименее выгодна работа вала при консольном расположении колеса. Ориентировочный его диаметр (в см) может быть определен по формуле

где N — мощность на валу в кВт, (принимаем 630 кВт по данным дутьевого вентилятора)

        п — число оборотов в об/мин.

Конструктивный диаметр  вала принимается с округлением  в большую сторону, до стандартных  значений (2,5; 3,5; 4, 4,5; 5; 6ит. д.).

Примем d=15 см.

Напряжения в вале вентилятора  возникают в результате его кручения двигателем (через муфту или шкив) и изгиба колесом. Вал прогибается  также под собственным весом  и весом муфты или шкива, но этими влияниями в приближенных расчетах допустимо пренебрегать.

Суммарное напряжение определяется по формуле

 

 

где дополнительно G —вес колеса в кг, l — длина консоли в см или, если колесо расположено между подшипниками, расстояние между колесом и подшипником.

Так как  , то вал удовлетворяет условию прочности.

Далее вал проверяется  на вибрацию. Для консольного вала постоянного поперечного сечения критическое число оборотов можно определить по формуле

где дополнительно

L — длина вала между подшипниками в см,

k — поправочный коэффициент на гироскопический эффект (k =0,4-0,7).

Вал может работать при  числе оборотов выше критического или, что принимается за расчетное, на 25—30% ниже его.

 

Конструирование кожухов

 

Кожухи вентиляторов на прочность не рассчитывают, и толщина их стенок принимается из конструктивных соображений в зависимости от способа изготовления, размера и условий эксплуатации. Например, при изготовлении кожухов путем электрической сварки, толщина листовой стали во избежание прожогов должна быть не менее 1—2 мм. Для дутьевых вентиляторов толщина стенок кожухов целесообразна от 2 до 5 мм.

Для предотвращения возможной  вибрации боковые стенки кожухов  больших вентиляторов полезно усиливать  уголками жесткости.

 

 

 

 

 

Вывод

По заданным параметрам мы выявили, что наш вентилятор является дутьевым, и по характеристикам его производительности и давления выбрали дутьевой вентилятор ВДН-26. Данный дутьевой вентилятор полностью удовлетворяет нашим условиям. На Ижевской ТЭЦ-2 установлены дутьевые вентиляторы ВДН-26-IIу, и целесообразность их установки была подтверждена данным расчетом. Для данного дутьевого вентилятора мы привели его описание, произвели аэродинамический расчет, а также расчет вала на прочность.

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

За время прохождения  практики мною были закреплены теоретические  знания в области производства энергии  на Ижевской ТЭЦ-2. В ходе практики я ознакомился с основным и вспомогательным оборудованием, установленным на станции, его конструкцией и характеристиками. Также был собран материал для дипломного проекта в виде чертежей и схем станции, а также различных документов. Был рассмотрен индивидуальный вопрос дипломного проекта.

В качестве расчетного задания  мною был подобран вентилятор для  заданных условий среды. В него входит аэродинамический расчет и расчет на прочность. Также представлены его  продольный и поперечный разрезы.