Котельные установки и парогенераторы

КонтрольнаяПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Вся пароводяная смесь отводится в предвключенный барабан, в котором происходит грубое разделение смеси на пар и воду. Для улучшения водного режима работы барабана, большой барабан разделен на 3 отсека, один чистый и два соленых. Соленые отсеки питают водой задание панели боковых экранов. Для очистки пара большой барабан оснащен сепарационными устройствами в виде отбойных щитов, барбатажной… Читать ещё >

Котельные установки и парогенераторы (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Министерство образования Российской Федерации ФГАОУ ВПО «Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б. Н. Ельцина»

Кафедра «Тепловые электрические станции»

Курсовой проект по дисциплине:

«Котельные установки и парогенераторы»

Руководитель: Фадюшина М.П.

Студент: Лашова А.А.

гр.ЭН-320 803

Екатеринбург 2014 г.

1. Краткое описание котельного агрегата марки ПК-14.

1.1 Котельный агрегат и вспомогательное оборудование Для расчета принят котельный агрегат ПК-14Подольского машиностроительного завода, который представляет собой двух барабанный парогенератор со ступенчатым испарением, с естественной циркуляцией котловой воды, камерной топкой с вертикальными гладкотрубными экранами, предназначенный для сжигания твердого топлива в пылевидном состоянии. В данном курсовом проекте для сжигания выбран экибастузский уголь. Компоновка котла П-образная. Основной несущей конструкцией является каркас котла.

Котел оборудован следующим вспомогательным оборудованием:

· Системой пылеприготовления, состоящей из 4-х молотковых мельниц типа ММА 1660/2004 с центробежными сепараторами, 8-ю высоконапорными турбулентными горелками и 4-мя сбросным горелками;

· Тягодутьевыми устройствами, состоящими из 2-х дымососов типа ОРГРЭМ 0,6 — 126 и 2-х вентиляторов типа ВД 0,68−161, работающих по схеме уравновешенной тяги;

· 2-мя шнековыми ваннами для удаления очаговых остатков.

1.2 Технические характеристики котла Котел имеет следующие технические характеристики:


Тип	ПК-14
Паропроизводительность	230 т/ч
Рабочее давление в барабане	112 атм.
Температура перегретого пара	510 °С
Температура питательной воды	До 215 °С
Температура на выходе из водяного экономайзера 2 ст.	300 °С
Температура насыщения в барабане	313 °С
Температура на входе в воздухоподогреватель 1 ст.	30 °С
Поверхность нагрева радиационная	658 м²
Поверхность нагрева фестона	146 м²
Поверхность нагрева пароперегревателя 1 ст. 2 ст. 3 ст.	250 м² 740 м² 660 м²
Поверхность нагрева водяного экономайзера 1 ст. 2 ст.	2456 м² 1198 м²
Поверхность нагрева потолочного экрана	313 м²
Поверхность нагрева воздухоподогревателя 1 и 2 ст.	18 460 м²
Полный объем поверхностей нагрева котла для воды	104 м³
Объем парового пространства котла	19 м³
Теоретическая температура горения в топке	1898 °С
КПД котла брутто	91,5~92%

1.3 Топочная камера Котел оборудован топкой, предназначенной для факельного сжигания угольной пыли, с размерами:

ширина 9900 мм глубина 7715 мм высота 15 000 мм объем топки 1210 м³

Подача пылевидного топлива и воздуха, необходимого для горения, горения, осуществляется через 8 высоконапорных горелок, расположенных во фронте котла. Воспламенение пыли и последующее горение осуществляется благодаря непрерывному подводу тепла к пылевидной смеси путем излучения от ближайших слоев пламени и непосредственного смешения с горячими газами.

Воспламенение пылевоздушной смеси в период растопки котла осуществляется посредством уравновешенной тяги, создаваемой дымососами. Шлаковые остатки выпадают в шнековую ванну, откуда удаляются в систему ГЗУ. Для контроля за внутренним состоянием топки имеются разводки экранных труб с установленным гляделками и лазами.

1.4 Экранная система Для восприятия тепла наиболее эффективным способом — радиацией и защиты обмуровки топочной камеры от выгорания, ее стены закрыты экранными трубами, охлаждаемыми котловой водой.

Под действием разности удельных весов происходит циркуляция воды по замкнутому конуру: большой барабан — водоопускные трубы — нижние коллекторы экранов — экранные трубы — малый барабан — водои пароперепускные трубы — большой барабан. Пар по потолочным трубам поступает в пароперегреватель. Вместо отдаваемого котлом пара в барабан непрерывно поступает питательная вода. Для выравнивания циркуляционного напора в экранных трубах каждый экран разделен на секции, которые работают независимо одна от другой. В каждый нижний коллектор вварен грязевик, к которому приварен штуцер с вентилем для периодической продувки. Фронтовой экран имеет один коллектор на отметки 4 м, разделенный перегородкой на две части. Аналогично и на заднем экране.

Правый и левый боковые экраны имеют по два нижних и два верхних коллектора. Цель установки верхних коллекторов — уменьшить количество сверлений в барабане.

Экраны имеют следующую характеристику:


Экран	Диаметр стенки коллектора, мм	Материал	Водоопускные трубы	Экранные трубы
			Диаметр, мм	Количество	Диаметр, мм	Количество
Фронтовой		СТ 20
Задний		СТ 20
Передний боковой		СТ 20
Задний боковой		СТ 20

1.5 Барабан котла Котел имеет 2 барабана: основной 1470*85 мм и предвклююченный 1030*65 мм. Барабаны соединены между у собой 102-мя пароперепускными и 160-ю водоперепускными трубами 76*6. Барабаны расположены над наклонным потолком газов не обогреваются.

Барабаны котла выполняются из металла сталь 22К.

1.6 Пароохладитель На котлах установлены горизонтальные поверхностные пароохладители для регулирования температуры перегретого пара.

Пароохладитель состоит из горизонтальной камеры? 325 мм с концов которой вставляются водораспределительные трубки. Вода входит в одну часть коробки, проходит «U"-образные трубки? (25*3 мм) расположенные по всей длине камеры. Процесс охлаждения насыщенного пара происходит при постоянном давлении, в результате чего происходит частичное увлажнение насыщенного пара. Для охлаждения применяется питательная вода с температурой 215 °C.

Насыщенный пар из основного барабана по 103 потолочным трубам ?(32*4,5 мм) поступает в камеру пароохладителя. Пар проходит поперек камеры между трубами сверху вниз. После пароохладителя вода возвращается в питательную магистраль перед экономайзером, а пар поступает во входную камеру пароперегревателя I-й ступени.

1.7 Пароперегреватель Пар из основного барабана по 102 трубам потолочного экрана поступает в 1-ю камеру ПП, камеру пароохладителя. Затем в первую ступень, состоящую из 104 труб. Она работает по принципу противотока. Затем во 2-ю камеру ПП, из которой по пароперекидным трубам переходит в 2 входных коллектора 2-й ступени ПП, 3-якамера ПП, причем с левой стороны на правую и наоборот.

Отсюда пар по 56 змеевикам с обеих сторон газохода направляется в промежуточный коллектор, 4-ая камера ПП, где смешиваются и по 48 змеевикам, проходя средний пакет, направляются в паросборную камеру.

Часть пара из входного коллектора 2 ст. ПП проходит в смесительный коллектор помимо крайних пакетов и в этих байпасных трубопроводах установлены сопла впрыска.

1.8 Водяной экономайзер Дымовые газы, выходя после горизонтального газохода, омывают последовательно 2-ю ступень водяного экономайзера, 2-ую ступень воздухоподогревателя и далее 1-ю ступень водяного экономайзера.

Водяной экономайзер гладкотрубный, змеевиковый, двухступенчатый. Первая ступень состоит из одной группы, вторая из двух.

Входные и выходные коллекторы расположены снаружи газоходов. Из выходных коллекторов 2-ой ступени водяного экономайзера вода по 5-ти трубам с каждой стороны поступает в большой барабан.

1.9 Воздухоподогреватель Воздухоподогреватель выполнен трубчатым, двухступенчатым. Каждая ступень состоит из набора отдельных кубов, представляющий собой пакет вертикально расположенных труб, изготовленных из СТ10. Трубы закреплены в трубных досках при помощи сварки. Воздух в воздухоподогревателе нагревается от 30 °C до 350~380 °С и разводится в системе воздуховодов к горелкам и мельницам.

2. Коэффициенты избытка воздуха. Объемы и энтальпии продуктов сгорания. Характеристика продуктов сгорания.

Таблица 1 — Характеристика продуктов сгорания


Рассчитываемая величина	Размерность	V0=4,42; =0,8152; =3,4982; =0,48
		Газоходы
		Топка и котел	КПП	ВЭ	УХ
Коэффициент избытка воздуха средний б	;	1,2	1,23	1,3	1,33
	нм3/кг	0,4941	0,4952	0,5013	0,5023
	нм3/кг	5,6915	5,7589	6,141	6,208
	;	0,1432	0,1461	0,1328	0,1313
	;	0,0868	0,0863	0,0816	0,0809
	;	0,23	0,2321	0,2144	0,2122
µ аун=0,8		0,044	0,04	0,0375	0,0371

Таблица 2 — Энтальпии продуктов сгорания (J? ?)


?, С0
	Топка	КПП	ВЭ1	ВП1
	бт=1,2	ДJ	бкпп= 1,23	ДJ	бвэ=1,3	ДJ	б ух= 1,33	ДJ

								215,9
					635,7		629,3	202,25
					859,8	224,1
						230,2
			1258,8
			1444,8
			1672,4	227,6
			1968,9	296,5
			2211,3	242,4
	2266,8		2397,2	185,9
	2648,2	381,4
		249,8
	3042,4	144,4
		240,6
	3527,4	244,4
		245,6
	4018,4
	4268,8	250,4
	4518,2	249,4

3. Тепловой расчет котельного агрегата.


Рассчитываемая величина	Обозначение	Размерность	Формула или обоснование	Расчет
Тепловой баланс
Располагаемое тепло топлива				4025,6
Температура уходящих газов	?ух	°C	задана
Энтальпия уходящих газов	Јух		По J?? таблице
Потери теплоты: от химического недожога	q3	%	По таблице 4
от механического недожога	q4	%	По таблице 4	1,5
Температура холодного воздуха	tх.в	°С	Задана
Энтальпия холодного воздуха	I0х.в	ккал/нм3
с уходящими газами	q2	%
в окружающую среду	q5	%	По рисунку 1	0,6
Температура жидкого шлака	tшл	°C	t3 + 100 (стр. 18. III общ хар-ка котла)	1600+100=1700
Энтальпия золы	(с?)зл		По таблице 1
Потеря с теплотой шлака	q6	%		0.93
Сумма тепловых потерь	?q	%	? q2+ q3+ q4+ q5+ q6	9.37
Коэффициент полезного действия котельного агрегата	ка	%	100 — ?q	100 — 9.37=90.63
Расход первичного пара	Dпп	т?ч	задано
Давление перегретого пара за котельным агрегатом	pпп		задано
Температура перегретого пара	tпп	°C	задано
Энтальпия перегретого пара	iпп		по таблице термодинамические свойства воды и пара	812.6
Давление питательной воды	pпв	кгс? см2	задано
Температура питательной воды	tпв	°C	задано
Энтальпия питательной воды	iпв		по таблице термодинамические свойства воды и пара	220.6
Тепло, полезно использованное в агрегате	Qка		Dпп (iпп — iпв)	13.6*107
Полный расход топлива	В
Расчетный расход топлива	Вр


Трубчатый воздухоподогреватель 1 ступени
Наружный диаметр	dн	мм	По чертежу
Внутренний диаметр	dвн	мм	По чертежу
Поперечный шаг	S1	мм	По чертежу
Продольный шаг	S2	мм	По чертежу
Расположение труб			По чертежу	Шахматное
Число труб в ряду	z1	шт	По чертежу
Число рядов труб	z2	шт	По чертежу
Температура воздуха на входе	tхв	°C	Задана
Энтальпия воздуха на входе			По J?? таблице
Температура воздуха на выходе		°C	Принимаем
Энтальпия воздуха на выходе			По J?? таблице	302,6
Температура уходящих газов	?ух	°C	задана
Энтальпия уходящих газов	Јух		По J?? таблице
Коэффициент относительного расхода воздуха на входе			бтДбт+Дбвп2+Дбвп1	1,1?0,05+0,03+0,03 = 1,11

Коэффициент избытка воздуха на выходе			бт?Дбт+Дбвп2	1,1?0,05+0,03 = 1,08
Коэффициент избытка воздуха средние	вср
Тепловосприятие ступени (по балансу)	Qб	ккал/кг		(1,095)*(302,6?42) = 286,7
Коэффициент сохранения теплоты	ц
Средняя температура воздуха	tср	°C
Теоретическая энтальпия воздуха при средней температуре			По J?? таблице
Энтальпия уходящих газов
Количество теплоты, вносимое присасываемым воздухом при средней температуре				171,5
Температура продуктов сгорания на входе		°C	По J?? таблице	287,3
Средняя температура газов	?ср	°C
Средний температурный напор	Дt	°C	?ср? tср
Высота одного хода по воздуху	hх	мм	По чертежу
Ширина воздухоподогревателя по ходу воздуха	а	мм	По чертежу
Площадь живого сечения для прохода воздуха	Fв	м2	а* hх? dн* hх*z1	(9,93,73−0,043,73*160)=13,05
Площадь живого сечения для прохода газов	Fг	м2		(160423,14*0,04 2)/4 =
Поверхность нагрева	Hвп	м2	рdсрhвпz1z2	3,140,03853,3716042 = =6058,7
Средняя скорость газов	Wг	м/с
Средняя скорость воздуха	Wв	м/с
Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке	б1		о * бк
Коэффициент теплоотдачи от стенки к воздуху	б2		По рисунку 15
Коэффициент использования	о		Страница 32	0,85
Коэффициент теплопередачи	k
Тепловосприятие	Qт	ккал/ нм3
Отношение тепловосприятий	Qт/ Qб	%
Значения Qт и Qб отличаются на 0,6%, что допустимо, так как отличаются меньше, чем на 2%.
Топочная камера
Диаметр и толщина экранных труб	dЧд	мм	По чертежу	76Ч6
Шаг экранных труб	S	мм	По чертежу
Поверхности:
фронтовой стены задней стены боковой стены под потолок	Fф	м2	По чертежу	154,44
	Fз	м2	По чертежу	154,44
	Fб	м2	По чертежу	120,4
	Fпод	м2	По чертежу	76,4
	Fп	м2	По чертежу	76,4
Суммарная поверхность стен топочной камеры	Fст	м2	Fф + Fз + 2*Fб + Fпод + Fп — - Fгор	626,1
Объём топочной камеры	Vт	м3	abc
Эффективная толщина излучающего слоя	S	м
Коэффициент избытка воздуха	бт		по таблице 3	1,2
Температура горячего воздуха	tгв	°C	задаёмся
Энтальпия горячего воздуха			По J?? таблице
Теплота, вносимое в топку воздухом	Qв	ккал/ нм3	(бт — Дбт)* + Дбт*	1,2 *425 = 510
Полезное тепловыделение в топке	Qт	ккал/ нм3
Теоретическая температура горения	?а	°C	По J?? таблице	1981,6
Относительное положение максимума температур по высоте топки	xт	;
Эмпирический коэффициент	М	;	0,56 — 0,5* xт	0,56−0,5*0,347=0,387
Температура газов на выходе из топки		°C	принята предварительно
Энтальпия газов на выходе из топки		ккал/ нм3	По J?? таблице	2648,2
Средняя суммарная теплоемкость продуктов сгорания	Vcср
Произведение	pn*S		prnS	10,21226,96 = 1,48
Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами золовыми частицами коксовыми частицами	kг Kзл ккокс		по рисунку 11 по рисунку 12 стр.14	0,1 5,2
Оптическая толщина	kpS	;	(kгrn+ µзл Kзл+ ккоксx1) p*S	2,2
Коэффициент, учитывающий относительное заполнение топки светящимся пламенем	m	;	страница 19	0,89
Коэффициент тепловой эффективности гладкотрубных экранов	Шэкр	;	По таблице 6	0,4
Степень черноты факела	аф		По рисунку 10	0,89
Степень черноты светящейся части пламени	асв	;
Эффективная степень черноты несветящегося пламени	аг	;
Степень черноты топочной камеры	ат	;
Температура газов на выходе из топки		°C
Энтальпия газов на выходе из топки			По J?? таблице	2457,5
Количество тепла, воспринятого в топке			ц*(Qт —)	0,989*(4472,2- 2457,5) = 2010,7
Средняя тепловая нагрузка лучевоспринимающей поверхности нагрева	qл
Теплонапряжение топочного объема	qv


Диаметр и толщина труб	dЧд	мм	По чертежу	42x5

Число труб в ряду	z1	шт.	По чертежу
Число труб по ходу газа	z2	шт.	По чертежу
Поперечный шаг	S1	м	По чертежу	0,104
Продольный шаг	S2	м	По чертежу	0,098
Общее число труб	z	шт.	По чертежу
Размеры газохода	a b	м	По чертежу	5.25 9.9
Площадь поверхности нагрева	H	м3	По чертежу
Живое сечение по газу	Fг	м2	ab-adн*z1
Живое сечение по пару	fп	м2	(рdвн2/4)z1	0.084
Температура продуктов сгорания на входе в КПП	?/	°C	из расчета топки
Энтальпия продуктов сгорания на входе в КПП		ккал/ нм3	По J?? таблице	2341.4
Температура продуктов сгорания на выходе из КПП	?//	°C	принимаем
Энтальпия продуктов сгорания на выходе из КПП		ккал/ нм3	По J?? таблице	1407.6
Теплота, отданная продуктами сгорания	Qб	ккал/ нм3		0,989(2341.4 -1407.6+0,0342)=924.8
Температура перегретого пара на выходе		°C	Задана
Энтальпия пара на выходе		ккал/ нм3	По таблице удельных объемов и энтальпий перегретого пара при докритическом давлении (нормативный метод, табл. XXV)	812,6
Энтальпия пара на входе в КПП	i/	ккал/ нм3
Температура на входе в КПП	t/	°C	По таблице удельных объемов и энтальпий перегретого пара при докритическом давлении (нормативный метод, табл. XXV)	318,5
Удельный объем пара на входе	х/	м3/ кг	По таблице удельных объемов и энтальпий перегретого пара при докритическом давлении	0,1 967
Удельный объем пара на выходе	х//	м3/ кг	По таблице удельных объемов и энтальпий перегретого пара при докритическом давлении	0,3 406
Средний удельный объем	хср	м3/ кг
Средняя температура газов	?ср	°C
Средняя температура пара	tср	°C
Средний температурный напор	Дt	°C
Средняя скорость продуктов сгорания	Wг	м/с
Средняя скорость пара	Wп	м/с
Коэффициент использования	е	;	Рисунок 6, таблица 7
Коэффициент теплоотдачи конвекцией	бк		бнczcs*cф	5711*0,95 = 54
Коэффициент теплоотдачи излучением от газов	бл		бн б Сг	12.9
Коэффициент теплоотдачи от продуктов сгорания к стенке труб	б1		о* (бл + бк	1*(54+12.9) = 66.9
Коэффициент теплоотдачи	бн		По рисунку 17
Коэффициент теплоотдачи от стенки к пару	б2		cd*бн	0.92*2400=2200
Коэффициент теплопередачи	k
Количество теплоты воспринятое КПП	Qт
Отношение тепловосприятий	Qт/ Qб	%
Значения Qт и Qб отличаются на 3%, что допустимо.

Список используемой литературы агрегат котел воздухоподогреватель парогенератор

1. «Тепловой расчет котельных агрегатов», М. П. Фадюшина, 1988 г.

2. «Тепловой расчет котельных агрегатов. Нормативный метод» Н. В. Кузнецова, 1973 г.

3. «Паровые котлы средней и малой мощности», В. Г. Александров, 1972 г.

Показать весь текст

Заполнить форму текущей работой