Опис котла типу ДКВР

Размещено на http://www.allbest.ru/

Зміст

Перелік умовних позначень, символів, одиниць, скорочень і термінів

Вступ

1. Загальна частина

1.1 Початкові дані

1.2 Опис котла ДКВР

2. Спеціальна частина

2.1 Склад і теплота згоряння палива

2.2 Розрахунок об'ємів і ентальпій повітря і продуктів згоряння

2.3 Розрахунковий тепловий баланс і витрата палива

2.4 Розрахунок теплової камери

2.5 Розрахунок конвективних поверхонь нагріву

3. Охорона праці та безпека життєдіяльності

3.1Загальні положення техніки безпеки персоналу котельні

3.2 Техніка безпеки роботи котла

4. Охорона навколишнього природного середовища

4.1Основні атмосферні забруднювачіповітря

Висновки

Перелік посилань



Перелік умовних позначень, символів, одиниць, скорочень і термінів

- коефіцієнт надлишку повітря;

- тиск, Па;

- питомий об'єм повітря, м³/кг;

- ентальпія повітря, кДж/кг;

- теплота, кДж/кг;

- номінальне навантаження котла, т/год;

- довжина, м;

- критерій Больцмана;

- площа поверхні стінок топки, м²;

- температура, К;

- розрахункова витрата палива, кг/сек;

- середня теплоємність продуктів згоряння кДж/кгК;

- середнє значення коефіцієнта теплової ефективності екранів;

- кутовий коефіцієнт;

- коефіцієнт забруднення топки;

- середня масова концентрація золи;

- питоме навантаження, кВт/м²;

- ефективна товщина випромінюючого шару, м;

- температурний напір, ;

- коефіцієнт теплопередачі, Вт/м²К;

- дійсна швидкість продуктів згоряння в економайзері, м/с;



Вступ

В наш складний час, з великою кризовою економікою будівництвом нових промислових об'єктів пов'язане з великими складнощами, якщо взагалі можливе. Але в будь-який час, за будь-якої економічної ситуації існує цілий ряд галузей промисловості без розвитку яких функціонування народного господарства неможливе. До таких галузей відноситься енергетика, яка забезпечує комфортні умови життєдіяльності населення як в побуті так і на виробництві.

В період кризи багато шахт змушені були закритись, відповідно і не працювали котельні установки. Крім того існувала ще більша проблема. За рідке і газоподібне паливо, котре поставляється в Україну, в основному, із Росії у споживачів часто не вистачає коштів розрахуватися за нього. Тому слід використовувати місцеві ресурси.

В цьому проекті розглядається котел, котрий запускається дію після значно тривалої консервації. В існуючій котельні котли ДКВР 10/13 слугують для опалення гарячого водопостачання, адміністративно-побутових споруд шахти.



1. Загальна частина

1.1 Початкові дані

1. Розрахункова паровиробничість котла D=2,7кг/с

2. Паливо - Донецький вугільний басейн.

3. Абсолютний тиск пари P= 1,MПа

4. Пара перегріта 250⁰C.

5. Температура питомої води t_{п в}=100^оС

6. Продувка P=5%

1.2 Опис котла типу ДКВР

Стаціонарні парові котли ДКВР розроблені ЦКПІ ім. Ползунова сумісно із Бійським котельним заводом. Котли були розроблені в 40-ві роки, а з 50-го року почався їх поточно-серійний випуск під маркою ДКВ. Надалі в наслідок виготовлення та експлуатації ці котли дещо змінювались (скорочена довжина топки, зменшені кроки труб кип'ятильного пучка і т.п.) і з 1958 р. випускаються під маркою ДКВР.

Котли типу ДКВР експлуатуються як на рідкому, газоподібному, так і на різних видах твердого палива. Вид топочних облаштувань, що використовуються, вносить певні корективи до компоновочних рішень. Для роботи на кам'яному та бурому вугіллі, антрацитах марок АС та АМ використовують напівмеханічні топки типу ПМЗ-РПК; топки з пневмомеханічними закидавачами і решіткою з поворотними колосниками; механічні топки типу НМЗ-ЛРЦ, ПМЗ-ЧЦР і ЧЦР- топки з пневмомеханічними закидавачами зі зворотнім ходом колосникового полотна стрічкового та лускоподібного типу. Для роботи на відходах деревини котли комплектуються топками системи Померанцева. Робота котлів на фрезерному паливі забезпечується предтопками системи Шершнера. Шматковий торф спалюється в котлах, що обладнані шахтними топками або топками з решіткою типу РПК ( решітками з поворотним колосником). котел паливо котельна безпека

Перед котельним пучком котлів виробничістю до 10 т/год розташована топочна камера, яка для зменшення втрат з виносом і хімічнимнедопаленням ділиться цегляною шамотною перегородкою на дві частини, топку і камеру догорання. Між першим та другим рядами труб котельного пучка встановлюється шамотна перегородка, яка відділяє кип'ятильний пучок від камери догорання. Таким чином, перший ряд труб котельного пучка - задній екран камери догорання. Всередині котельного пучка чавунна перегородка ділить його на перший і другий газоходи. Вихід газів із камери догорання таз котла асиметричний. Занаявності пароперегрівача частина кип'ятильних труб не встановлюється, пароперегрівач розміщується у першому газоході після другого та третього ряду кип'ятильних труб. Водау труби фронтових екранів котлів виробничістю до 10 т/год надходить одночасно з верхнього та нижнього барабанів. В котлах з короткими верхніми барабанами використано двохступінчасте випарювання і встановлені виносні циклони.

Живлення бокових екранів водою здійснюється з нижніх колекторів, куди вода надходить опускними трубами з верхнього барабану та одночасно по з'єднувальним трубам з нижнього барабану. Така схема підведення води до колектора підвищує надійністьроботи котла при заниженому рівні води і сприяє зменшенню відкладень шламу у верхньому барабані.

В котлах без пароперегрівачів при відсутності особливих вимог до якості пара і вміст котлової води до 3000 мг/л, та також у котлах з пароперегрівачами при солевмісті котлової води до 1500 мг/л використовується сепараційний прилад, що складаються із жалюзі та дірчастих листів.

Барабани котлів типу ДКВР на 1,3 МПавиготовляються із низьколегіруючої сталі 16 ГС та мають однакові діаметри 1000 мм, товщина стіни барабанів котлів з робочим тиском 1,3 МПа - 13 мм, котлів з робочим тиском 2, 3 МПа - 20 мм. Барабани котлів оснащені лазовимизатворами, розташованими на задніх днищах барабанів.

На котлах паровиробничістю 10 т/г з одноступінчастим випарюванням, що працюють з тиском 1,3 МПа, лазові затвори встановлюються також і на передніх днищах верхніх барабанів.

По нижньою утворюючою верхніх барабанів всіх котлів встановлюються дві легкоплавкі пробки, призначення для попереджень перегріву стінок барабану під тиском. Сплав металу, яким заливають пробки, починає плавитись при впуску води з барабана і підвищенні температур його стінки до 280 - 320 ⁰С . Шум пароводяної суміші, яка виходить через отвори в пробці, що утворюються при плавленні сплаву є сигналом персоналу для прийняття екстрених дій стосовно призупинення котла. Завод - виробниквикористовує в легкоплавких пробках сплав наступного складу: свинець С2 або С3 по ГОСТ 3778-56-90%; олово О1 або О2 по ГОСТ Т860-60-10%. Коливання температури плавлення сплаву допускається у межах 240-310 С.

Введення питомої води виконане у верхній барабан, у водяному просторі якого вона розподіляється по питомій трубі.Для безперервної продувки на верхньому барабані встановлюється штуцер, на якому змонтовано регулюючі та запорна арматура. В нижньому барабані встановлюється перфорована трубка для періодичної продувки труби. Гиби труб екранів і конвективного пучка виконані із радіусом 400мм, при якому механічна очистка внутрішньої поверхні не є складною. Механічна очистка труб конвективного пучка та екранів здійснюється із верхнього барабана. Камериекранів очищаються через торцьові лючки, що встановлюються на кожній камері.

Камери котлів типу ДКВР виготовляються із труб діаметром 219Ч8 мм для котлів з робочим тиском 1.3МПа. Конвективні пучки виконуються із коридорнимрозташуванням труб камери, екранні і конвективні труби котлів типу ДКВРвиготовляються із вуглецевої сталімарок 10 і 20.

Пароперегрівачі котлів уніфіковані за профілем і різняться один від одного для котлів різної виробничості числом паралельних змійовиків.

Для виготовлення пароперегрівачів використовують труби діаметром 133х5 мм для котлів з робочим тиском 1.3 та 2.3 МПа. Вхідні кінці труб пароперегрівача лаштують в верхньому барабані вальцюванням, вихідні кінці труб приварюють до камери (колектору) перегрітої пари. При робочому тиску 1.3 та 2.3 МПа пароперегрівачі виконуютьбез пароохолодження. Температура перегріву пари при спаленні різних палив може змінюватися не вище 25.

Очищення зовнішніх поверхонь нагріву від забруднень в котлах виконується обдувкою насиченим або перегрітоюпарою з тиском перед соплами 0,7 - 1.7 МПа, допускають застосовувати для цих цілей згущене повітря. Для обдувки використовують стаціонарні обдувочні прилади та переносні, що використовуються для очистки екранів та пучків труб від золових відкладень через обдувочні лючки.

Котли ДКВР-10-13 високої компоновки опорної рами не мають. Температурні переміщення елементів котла відносно нерухомої опори, якою є передня опора нижнього барабану, забезпечується рухомими опорами камер бокових екранів та нижнього барабану.

В котлах паровиробничістю 10т/г камери фронтового і заднього екранів кріпляться до спеціальних опор. У всіх котлах верхні барабани не мають спеціальних опор, навантаження від них через труби конвективного пучка і екранів сприймається опорами нижньої барабану та колекторів.

Котли типу ДКВР не мають силового каркасу, в них використовують обв'язний каркас, який в котлах з облегшеною обмурівкою використовуються для кріплення обшивки.

В блочно-транспортабельних котлах паровиробничістю 10 т/год на тиск 1.3 МПа з короткими верхніми барабанами можна використовувати двоступінчасте випаровування з встановленням другої ступені виносних циклів. Використання циклів дозволяє зменшити процент продувки та покращити якість пари при роботі на живильній воді з підвищеним вмістом. В конвективний пучок вода надходить з верхнього барабану через обігріті труби останніх рядів труб самого пучка та через нижній барабан. Вода з виносних циклів надходить в нижні колектори екранів, а пара - в верхній барабан, де очищується разом з парою першого ступеня випарування, проходячи через жалюзі та перфорований (дірковий) лист. Стійкість роботи циркуляційних контурів бокових екранів забезпечується використанням рециркуляційних труб діаметром 51 мм.

Ці котли призначені не тільки для опалювально - виробничих цілей і при тиску 39 атм. Можуть бути використані в невеликих енергетичних установках.

Для всієї серії котлів екрани і котельні пучки виконуються з сталевих безшовних труб діаметром 51 мм і товщиною стінки 2,5 м. Бокові екрани виконані з кроком 80 мм, в котлах з фронтовим та заднім екраном крок труб складає 130 мм. У кип'ятильних пучках труби знаходяться в коридорному порядку з кроком 100 мм вздовж вісі та 110 мм впоперек вісі котлів.

Ширина конвективного пучка котлів виробничистю 10 т/год - 2810 мм.

При спаленні мазуту та газу значно менше надлишку повітря, ніж при спалюванні твердого палива, тому зменшується об'єм продуктів згорання, що проходять через котел, що дозволяє підвищити паровиробничість котлів на 40-50%. Однак при цьому повинні бути виконані умови, що перешкоджають підвищенню температури стінки барабанів. Зокрема слід забезпечити підготовку живильної води ( для зниження накипоутворення) та надійно ізолювати поверхню верхніх барабанів, що обігріваються в топці та камері догорання.

Останні дії в умовах високих температур часто бажаного ефекту не дає. Тому скорочення довжини барабану, а небезпечним є те, що його стали розташовувати поза топочною камерою в поєднанні з виносними циклонами, що зробило роботу котлів більш надійною; з'явилися котли з вкороченими барабанами і повністю екранізованими топочними приладами.

2. Спеціальна частина

2.1 Склад і теплота згорання палива

Донецький вугільний басейн

= 61,1%^р=4,1 % ^р=2,5%

O^р=8,5%

N^р=1,2%

А^р=8,6%

^рр+ O^р+ N^р+W^р+ А^р = 61,1+4,1+8,5+1,2+14+8,6+2.5=100%

Найнижча теплота згорання робочої маси рідкого палива розраховується за формулою Д. І. Мєндєлєєва

Q^p=339ЧC^p+1030ЧH^p-108,9Ч(O^p-S^p)-25,92ЧW^p=339Ч61,1+1030Ч4,1-108,9Ч(8,5-2,5)-25,92Ч14=23,92МДж/кг

2.2 Розрахунок ентальпійповітря і продуктів згорання

Визначення присосівповітря і коефіцієнтнадлишкуповітря окремими газоходами

Коефіцієнт надлишку повітря по мірі руху продуктів згорання газоходами котельного агрегату збільшується. Це пояснюється тим, що тиск в газоходах менше тиску навколишнього повітря і через нещільності в обмурівці стаються присоси атмосферного повітря в газовий тракт агрегату. Зазвичай при розрахунках температуру повітря приймають рівною 30^О С. При тепловому розрахунку котлоагрегату присоси повітря приймаються за нормативними даними таблиці 2.1



Таблиця 2.1 Присос повітря

Топочні камери і газоходи	Присос повітря
1	2
Топочні камери шарових механічних і напівмеханічних топок	0,1
Перший котельний пучок конвективної поверхні нагріву	0,05
Другий котельний пучок конвективної поверхні нагріву	0,1
Чавунний водяний економайзер	0,1

Коефіцієнт надлишку повітря за кожною поверхнею нагріву після топочної камери розраховується за формулою:

(2.1)

де І - номер поверхні нагріву топки по ходу продуктів згорання;

-

- топка з пневмомеханічним закидавачем і нерухомою колосниковою решіткою)

Таблиця 2.1

1	2
Коефіцієнт надлишку повітря за топкою
Коефіцієнт надлишку повітря за 1-м котельним пучком
Коефіцієнт надлишку повітря за пароперегрівачем
Коефіцієнт надлишку повітря за 2-м котельним пучком
Коефіцієнт надлишку повітря в економайзері
Коефіцієнт надлишку повітря за повітрепідігрівачем

Розрахунок об'ємів повітря і продуктів згорання

Визначаємо теоретичний об'єм повітря, необхідного для повного горіння

м³|кг

Визначаємо теоретичний об'єм продуктів згорання

Визначаємо середній коефіцієнт надлишку повітря в газоході для кожної поверхні нагріву

де - коефіцієнт надлишку повітря перед газоходом;

- коефіцієнт надлишку повітря після газоходу;

для топки:

де - коефіцієнт надлишку повітря перед

топкою;

для 1-го конвективного пучка:

для пароперегрівача:

для 2-го конвективного пучка:

для економайзера:

для повітрепідігрівача:

для топки:

для 1-го конвективного пучка:

для пароперегрівача:

для 2-го конвективного пучка:

для економайзера:

Визначаємо дійсний об'єм водяної пари

для топки:

для 1-го конвективного пучка:

для 2-го конвективного пучка:

для економайзера:

Визначаємо дійсний сумарний об'єм продуктів згоряння

для топки:

для 1-го конвективного пучка:

для 2-го конвективного пучка:

для економайзера:

Визначаємо об'єм долі трьохатомних газів та водяної пари. А також сумарну об'ємну долю

для топки:

для 1-го конвективного пучка:

для 2-го конвективного пучка:

для економайзера:

Визначаємо температуру точки роси

де парціальний тиск водяної пари, МПа (для агрегатів, працюючих без піддуву-0,1Мпа).

для топки:

для 1-го конвективного пучка:

для 2-го конвективного пучка:

для економайзера:

Результати розрахунку зводимо до таблиці 2.2

Таблиця 2.2 Об'єми продуктів згорання , об'ємні долі трьохатомних газів

Величина	Теоретичні об'єми
	Газохід
	Топка	1-й конв. пучок	2-й конв. пучок	економайзер
1	2	3	4	5
Коефіцієнт надлишку повітря після поверхні нагріву	1,4	1,45	1,55	1,65
Середній коефіцієнт надлишку повітря в газоході поверхні нагріву	1,35	1,425	1,5	1,6
Надлишкова кількість повітря, м3/кг	1,58	2,053	2,528	3,16
Об'єм водяної пари, м3/кг	0,755	0,763	0,77	0,781
Повний об'єм продуктів згорання, м3/кг	8,495	8,976	9,458	10,101
Об'ємна доля трьохатомних газів	0,137	0,129	0,123	0,115
Об'ємна доля водяної пари	0,089	0,085	0,081	0,077
Сумарна об'ємна доля	0,226	0,214	0,204	0,192
Температура точки роси, оС	45,58	45,21	44,19	42,89

Розрахунок ентальпії і продуктів згоряння

Розраховуємо ентальпію теоретичного об'єму повітря для всьоговибраного діапазону температур

де - ентальпія 1м³ повітря, кДж/м³

Визначаємо ентальпію теоретичного об'єму продуктів горіння для всьоговибраного діапазону температур

де ,, - ентальпія 1м³ трьохатомних газів, теоретичного об'єму азоту, теоретичного об'єму водяної пари

Визначаємо ентальпію надлишкової кількості повітря для всьоговибраного діапазону температур

кДж/кг

Визначаємо ентальпію золи

де =16% - величина виносу золи із газами

- ентальпія золи, МДж/кг

Визначаємо ентальпію продуктів згоряння при коефіцієнті надлишку повітря

Таблиця 2.3 Ентальпія продуктів згоряння

Поверхня нагріву	Температура після поверхні нагріву,С	(2.13)	(2.14)	(2.15)	(2.16)	(2.17)
Верх топочної камери	2000 1900	19374,05 18318,78	23355,55 22066,59	7749,622 7327,512	3467,52 3291,144	34572,69 32688,25
	1800 1700 1600 1500 1400 1300 1200 1100 1000 900 800	17263,51 16220,87 15784,56 14148,24 13118,24 12094,57 11083,53 10078,81 9080,403 8119,915 7165,746	20776,71 19494,45 18221,27 16956,87 15699,6 14449,52 13208,52 11989,65 10780,23 9619,1 8436,99	6905,403 6488,349 6073,823 5659,296 5247,298 4837,826 4433,41 4031,522 3632,161 3247,966 2866,298	3016,192 2848,32 2588,256 2427,264 2183,712 1878,24 1663,584 1513,6 1358,112 1208,128 1058,144	30698,32 28831,12 26883,35 25043,43 23130,61 21165,59 19305,51 17534,77 15770,5 14075,19 12361,43
Перший конвекторний пучок	900 800 700 600 500 400 300	8119,915 7165,746 6205,258 5257,408 4334,814 3431,217 2552,876	9619,1 8436,99 7284,33 6159,53 5069,19 3996,28 2954,48	3653,962 3224,586 2792,366 2365,834 1950,675 1544,048 1148,794	1208,128 1058,144 913,664 773,312 632,96 496,736 363,264	14481,19 12719,72 10990,36 9298,676 7652,825 6037,064 4466,538
Другий конвекторний пучок	700 600 500 400 300 200	6205,258 5257,408 4334,834 3431,217 2552,876 1687,173	7284,33 6159,53 5069,19 3996,28 2954,48 1944,09	3412,892 2891,574 2384,159 1887,169 1404,082 927,9452	913,664 773,312 632,96 496,736 363,264 233,92	11610,89 9824,416 8086,309 6380,185 4721,826 3105,955
Водяний економайзер	400 300 200 100	3431,217 2552,876 1689,178 840,427	3996,28 2954,48 1944,09 957,43	2230,291 1659,369 1096,662 546,2776	496,736 363,264 233,92 111,456	6723,307 4977,113 3274,672 1615,164

2.3 Розрахунковий тепловий баланс і витрата палива

Розрахунок втрати теплоти

При роботі парового або водогрійного котла вся теплота, що в нього поступила витрачається на корисну теплоту, що міститься в парі або гарячій воді і на покриття різних витраттеплоти. Сумарну кількість теплоти, що поступила в котельний агрегат називають теплотою, що володіє. Між теплотою, що поступила в котельний агрегат і покинула його, повинна існувати рівність. Теплота, що покинула котельний агрегат, представляє собою суму корисної теплоти і затрат теплоти, що зв'язана з технологічним процесом вироблення пари або гарячої води.Як наслідок, тепловий баланс котла для 1 кг спалюваного твердого і рідкого паливаабо 1 м³ газу за нормальних умов має вигляд:

(2.1)

де - теплота, кДж/кг;

- корисна теплота, що міститься в парі, кДж/кг;

, , , , - втрата теплоти с вихідними газами, від хімічної неповноти згорання, від механічної неповноти згоряння, від зовнішнього охолодження, від фізичної теплоти, що міститься в шлаку, що видаляється, плюс затрати на охолодження панелей і балок, не включених в циркуляційний контур котла, кДж/кг.

Тепловий баланс котла складається стосовно до встановленого теплового режиму, а втрата теплоти виражається в процентах теплоти, що володіє.

Втрататеплоти з газами, які відходять () обумовлена тим, що температура продуктів згоряння, що покидають котельний агрегат, значно вища температури навколишнього атмосферного повітря. Втрата теплоти з вихідними газами залежить від виду спалюваного палива, коефіцієнта надлишку повітря в вихідних газах, температури вихідних газів, чистоти зовнішніх і внутрішніх поверхонь нагрівання, температури повітря, що забирається дутьовим вентилятором.

, (2.2)

де - ентальпіїгазів, що виходять визначається при відповідних значеннях і вибраній температурі газів, що виходять, кДж/кг

- ентальпія теоретичного об'єму холодного повітря, визначається при

- коефіцієнт надлишку повітря в газах,що виходять приймається в перерізі газоходу після останньої поверхні нагрівання.

-втрата теплоти від механічної неповноти горіння (для вуглецю =6%).

(2.3)

,

(2.4)

(2.5)

Втрата тепла від хімічної неповноти згоряння (q₃) зумовлена появою в вихідних газах горючих газів СО, Н₂, СН₄. Втрата теплоти від хімічної неповноти горіння залежить від виду палива і вмісту в ньому летючих, способу спалювання палива і конструкції топки, коефіцієнта надлишку повітря в топці, від рівня і розподілу температури в топочній камері, організації сумішоутворюючих процесів в топці (пальник і топочна камера).

Втрата теплоти від механічної неповноти горіння (q₄) спостерігається тільки при спалюванні твердого палива і зумовлена наявністю в осередкових залишках твердих горючих часток. Осередкові залишки в основному складаються з золи, що міститься в паливі, і твердих горючих часток, що не ступили в процеси газифікації і горіння. Вважається, що тверді горючі частинки представляють собою вуглець без домішок.

Втрата теплоти від механічної неповноти горіння залежить від виду спалюваного палива і його фракційного складу, форсування колосникової решітки и топочногооб'єму, способу спалювання палива і конструкції топки, коефіцієнта надлишку повітря.

Втрата теплоти від зовнішнього охолодження зумовлена передачею теплоти від обмурівки агрегата зовнішньому повітрю, що має нижчу температуру. Втрата теплоти від зовнішнього охолодження залежить від теплопровідності обмуровки, її товщини, поверхні стін, що приходять на одиницю паровиробництва.

(2.6)

де - втрата тепла від зовнішнього охолодження при номінальному навантаженні парового котла;

- номінальне навантаження парового котла, т/год;

- розрахункове навантаження парового котла, т/год.

Втрати з фізичною теплотою шлаків, що видаляються зростають зі збільшенням . Ці умови враховуються при шаровому, а також при камерному спалюванні багатозольних палив за формулою:

(2.7)

де =560 кДж/кг -ентальпія шлаку,при твердому шлаковидаленні при ;

- доля золи палива в шлаку і провалі (2.8)

Розрахунок ККД і витрати палива

Коефіцієнтом корисної дії (ККД) парового або водонагрівального котла називають відношення корисної теплоти до теплоти, що володіє. Не вся корисна теплота, що виробляє агрегат, направляється до споживача. Частина відпрацьованої теплоти в вигляді пари і електричної енергії витрачається на власні потреби. Так, наприклад на власні потреби витрачається пар для приводу живильних насосів, на обдувку поверхні нагрівання і т.д., а електрична енергія - для приводу димососу, вентилятора, джерел палива, млинів системи пилеприготування і т.д. Під витратами на власні потреби розуміють витрату всіх видів енергії, що була затрачена на виробництво пари або гарячої води. Тому розрізняють ККД агрегата брутто і нетто. Якщо ККД агрегата визначається по відпрацьованій теплоті, то його називають брутто, а якщо по відпущеній теплоті - нетто.

1) За рівнянням зворотного балансу знаходимо ККД брутто

(2.9)

2) З рівняння прямого теплового балансу знаходимо витрату палива, що подається в топку (дорівнює розрахунковій витраті палива)

(2.10)

де - корисна потужність котла, кВт;

,(2.11)

де - витрата відпрацьованої перегрітої пари;

- ентальпія перегрітої пари при Р=1,37МПа і 250°С;

- ентальпія живильної води при 100°С;

- ентальпія киплячої води в барабані котла при Р=1,3МПа;

- безперервна продувка парового котла.

,

- розрахункова витрата палива з урахуванням втрати тепла від механічної неповноти горіння.

3) Визначаємо коефіцієнт збереження теплоти

(2.12)

2.4 Розрахунок топочної камери

Визначення геометричних характеристик топок

При розрахунку топки за кресленнями необхідно визначити: об'єм топочної камери, ступінь її екранування, площу поверхні стін, площу променесприймаючих поверхонь нагрівання, а також конструктивні характеристики труб екранів (діаметр труб, відстань між осями труб).

Для визначення геометричних характеристик топки складається її ескіз. Активний об'єм топочної камери складається з об'єма верхньої, середньої (призматичної) і нижньої частин топки. Для визначення активного об'єму топки її слід розбити на ряд елементарних геометричних фігур. Верхня частина об'єма топки обмежується перекриттям стелі і вихідним вікном, перекритимфестоном або першим рядом труб конвекційної поверхні нагрівання. При визначенні об'єма верхньої частини топки за її межі приймають перекриття стелі і площину, що проходить через осі першого ряду труб фестона або конвекційної поверхні нагрівання в вихідному вікні топки.

Нижня частина камерних топок обмежується подом або холодною воронкою, а шарових- колосниковою решіткою з шаром палива. За межі нижньої частини об'єма камерних топок приймається под або умовна горизонтальна площина, що проходить посередині висоти холодної воронки.

Повна площа поверхні стін топки () обчислюється за розміром поверхонь, що обмежують об'єм топочної камери. Для цього всі поверхні, що обмежують об'єм топки, розбиваються на елементарні геометричні фігури. Площа поверхні стін двосвітлових екранів і ширм визначається як подвоєний добуток відстані між осями крайніх труб цих екранів і освітлювальної довжини труб.

1. Визначення площі обмежуючих поверхонь топки.

В відповідності з типовою обмурівкою топки котла ДКВР10-13 обчислимо площу обмежуючих її поверхонь, включаючи поворотну камеру. Внутрішня ширина котла дорівнює 2810 мм.

, (2.1)

де - відстань між осями крайніх труб даного екрана, м;

- освітлена довжина крайніх труб, м.

Бокові стіни

Передня стіна

Задня стінка

Дві стіни поворотної камери

Стеля

Под топки і поворотної камери

Загальна площа обмежуючої поверхні

(2.2)

Визначення променесприймаючої поверхні нагрівання топки



Таблиця 2.4 Основні дані по визначенню променесприймаючої поверхні нагрівання

Екрани	Освітлена довжина труб екрана, , мм	Відстань між осями крайніх труб екрана b, мм	Площа стіни, що покрита екраном, Fпок, мм	Діаметр екранних труб, d, мм	Шаг екранних труб, S, мм	Відстань від осі труб до стіни, мм	Відносний крок екранних труб, S	Відносна відстань від осі труб до сіни, e/d	Кутовий коефіцієнт екрана	Променесприймаюча поверхня нагрівання H, м2
Бокові	4800	26002	25	54	130	40	2,55	0,79	0,78	19,5
Передні	2400	2470	5,95	54	130	40	2,55	0,79	0,78	4,65
Задні	4600	2470	14,3	54	130	40	2,55	0,79	0,78	8,8
Перший ряд котельного пучка	2400	1900	4,55	51	110	30	2,17	0,59	0,79	3,6

Загальну променесприймаючу поверхню нагрівання топки визначають як суму окремих складових:

(2.3)

Розрахунок теплообміну в топці

Розрахунок теплообміну в топках парових і водогрійних котлах основується на додатку теорії схожості до стелевих процесів. Для розрахунку теплообміну в однокамерних і напіввідкритих топках рекомендується формула, що зв'язує температуру продуктів згоряння на виході з топки з критерієм Больцмана , ступенем чорноти топки і параметром , що враховує характер розподілу температур по висоті топки:

(2.4)

Безрозмірна температура продуктів згоряння на виході з топки представляє собою відношення дійсної абсолютної температури на виході з топки до абсолютної теоретичної температури продуктів згоряння .

Під теоретичною температурою продуктів згорання (адіабатною температурою) розуміють максимальну температуру при спалюванні палива з розрахунковим коефіцієнтом надлишку повітря, яку могли б мати продукти згоряння, якби в топці був відсутній теплообмін з екранними поверхнями нагрівання.

Критерій Больцмана представляє собою характеристичне число, що контролює співвідношення між конвективним переносом теплоти і випромінюванням абсолютно чорного тіла при температурі елементарного об'єму, що розглядається.

Критерій Больцмана обчислюється за формулою

(2.5)

де - коефіцієнт збереження теплоти;

- розрахункова витрата палива, кг/с;

- площа поверхні стін топки, м²;

- середнє значення коефіцієнта теплової ефективності екранів;

- середня сумарна теплоємність продуктів згоряння 1 кг палива в інтервалі температур , кДж/ (кг)

- коефіцієнт випромінювання абсолютно чорного тіла, Вт/(м²);

- абсолютна теоретична температура продуктів згоряння, К.

Степенем чорноти топки () називають відношення випромінювальної здатності дійсної топки до випромінювальної здатності абсолютно чорного тіла. Степінь чорноти топки залежить від випромінювальної здатності полум'я факела (шару палива, що горить), конструкції тепло сприймаючих поверхонь нагрівання і ступеня їх забруднення.

Коефіцієнт пропорційності (k), який визначає відносну зміну інтенсивності променя в поглинаючому шарі одиничної товщини, називають коефіцієнтом послаблення променя. Він визначає інтенсивність послаблення променів в поглинаючому середовищі і, як наслідок, характеризує повну поглинаючу здатність середовища, яка характеризується як поглинанням так і розсіюванням.

В топочній камері основними газами, якіздатні поглинати теплові промені, являються трьохатомні гази, які складаються з RO₂ і водяних парів Н₂О. Поглинаюча здатність RO₂ при постійному тиску і температурі однозначно визначається добутком парціального тиску і товщини шару (s). Поглинаюча здатність водяної пари при заданій температурі залежить від двох величин:

1) від добутку парціального тиску водяної пари і товщини шару ()

2) від товщини шару (s) або від парціального тиску

Коефіцієнт послаблення променів- це основна характеристика будь-якого середовища, що визначає його розсіювальну і поглинаючу здатності. Тому, стосовно топки котельних агрегатів, задача зводиться до визначення коефіцієнта послаблення променів в залежності від характеру полум'я.

При розрахунку полум'я, що не світиться необхідно визначити коефіцієнтослаблення променів тільки трьохатомними газами,полум'я, щонапівосвітиться - додатково коефіцієнти послаблення променів частинками золи і коксу, і тих, що світяться - частинками сажі.

Параметр М враховує розподіл температури по висоті топочної камери і характеризує вплив максимуму температури полум'я на ефект сумарного теплообміну. Він залежить від виду палива, способу його спалювання, типу пальників, їх розташування на стінах топки і функціонально зв'язаний з відносним рівнем розташування пальника по висоті топочної камери

Кутовим коефіцієнтом (х) називається відношення кількості енергії, що посилається на опромінену поверхню до енергії випромінення всієї напівсферичної випромінювальної поверхні. Кутовий коефіцієнт показує, яка частина напівсферичного променевого потоку, що випускається однією поверхнею, падає на іншу поверхню і залежить від форми і взаємного розташування тіл, що знаходяться в променевому теплообміні.

Коефіцієнт враховує зниження теплосприйняття екранної поверхні нагрівання внаслідок її забруднення зовнішніми відкладеннями або закриттям вогнетривкою масою. Якщо стіни топки покриті екранами з різними кутовими коефіцієнтами або частково покриті вогнетривкою масою (вогнетривкою цеглою), то визначається середнє значення коефіцієнта теплової ефективності. При цьому для неекранованих ділянок топки коефіцієнт теплової ефективності приймається рівним нулю. При визначенні середнього коефіцієнта теплової ефективності сума поширюється на всі ділянки топочних стін. Для цього стіни топочної камери повинні бути розбиті на окремі ділянки, в яких кутовий коефіцієнт і коефіцієнт забруднення незмінні.

Попередньо задаємо температуру продуктів згоряння на виході з топочної камери

(2.6)

Для обраної температури визначаємо ентальпію продуктів згорання на виході з топки.

(2.7)

(2.8)

де - теплота, що вноситьсяв топку повітрям, кДж/кг

(2.9)

де =251,5 кДж/кг - ентальпіятеоретично необхідного гарячого повітря

.

Коефіцієнт теплової ефективності екранів

о, (2.10)

о= 0,45- коефіцієнт забруднення враховуєзниження теплосприйняття екранних поверхонь нагрівання внаслідок їх забруднення зовнішніми відкладеннями або закриттям вогнетривкою масою .

, (2.11)

де - об'єм топочної камери, м³.

- площа поверхні стін топки.

, (2.12)

Коефіцієнт послаблення променів

(2.13)

де - сумарна об'ємна доля трьохатомних газів;

- коефіцієнт послаблення променів трьохатомними газами, ;

- коефіцієнт послаблення променів частинками коксу

- коефіцієнт послаблення променів частинками золи,;

- середня масова концентрація золи.

, (2.14)

де = - парціальний тиск трьохатомних газів, МПа (для агрегатів, що працюють без наддува р=0,1 МПа).

;

, (2.15)

де V=8,495 м³/кг - повний об'єм продуктів згоряння;

;

Сумарна оптична товщина середовища

(2.16)

Степінь чорноти середовища, яке заповнює топку

Цю величину можна визначити графічно або за формулою:

(2.17)

Площа дзеркала горіння (активної частини колосникової решітки), м²

, (2.18)

До встановлення приймається топка з площею дзеркала горіння , де - питоме навантаження дзеркала горіння, приймається в залежності від конструкції топки.

Степінь чорноти топки

(2.19)

Параметр M в залежності від відносного положення максимуму температури полум'я по висоті топки

(2.20)

де - відносне знаходження максимуму температури для шарових топок при спалюванні в тонкому шарі.

Середня сумарна теплоємність продуктів згоряння на 1 кг палива при нормальних умовах

(2.21)

, (2.22)

.

Дійсна температура на виході з топки

(2.23)

Складаємо зведену таблицю.



Таблиця 2.5 Теплотехнічні характеристики топочної камери.

Найменування величин	Умовне позначення	Розрахункові формули	Результати
Загальна площа обмежуючої поверхні, м2		(2.2)	89
Променесприймаюча поверхня нагрівання, м2		(2.3)	37
Попередня температура продуктів згорання,		(2.6)	1150
Ентальпію продуктів згорання на виході з топки, кДж/кг		(2.7)	18420
Корисне тепловиділення в топці, кДж/кг		(2.8)	24100
Коефіцієнт теплової ефективності екранів		(2.10)	0,34
Об'єм топочної камери, м3		(2.12)	43
Ефективна товщина випромінюючого шару, м		(2.11)	1,739
Коефіцієнт послаблення променів,		(2.13)	2,17
Сумарна оптична товщина середовища		(2.16)	0,377
Степінь чорноти середовища, яке заповнює топку		(2.17)	0,314
Степінь чорноти топки		(2.19)	0,238
Розрахунковий коефіцієнт		(2.20)	0,59
Середня сумарна теплоємність продуктів згоряння на 1 кг палива,		(2.21)	18,89
Теоретична температура горіння,		(2.22)	1451
Дійсна температура на виході з топки,		(2.23)	1170

2.5 Розрахунок конвективних поверхонь нагрівання

Тепловий розрахунок першого газоходу

За кресленням визначаються конструктивні характеристики конвективного газохода, який розраховується: площа поверхні нагрівання, крок труб і рядів (відстані між осями труб), діаметр труб, число труб в ряду, число рядів труб і площа живого перерізу для проходження продуктів згоряння. Для даної конструкції котла ширина газоходу а=1,6м, а висота b=2,1 м.



Таблиця 2.6Конструктивні характеристики першого газоходу

Найменування величин	Умовні позначення	Результати
Поверхня нагрівання, м2		134
Число рядів труб: вздовж осі котла поперек осі котла	z1 z2	16 22
Діаметр труб, мм		51Ч2,5
Розрахункові кроки труб в мм поздовжній поперечний		100 110

Площа живого перерізу для проходу продуктів згорання

(2.1)

Попередньо приймаємо два значення температури продуктів згоряння після обчисленого газоходу.

Визначаємо тепло, віддане продуктам згорання, кДж/кг

,

де - коефіцієнт збереження теплоти;

-ентальпія продуктів згорання на вході в економайзер, при температурі i по коефіцієнту надлишку повітря після поверхні нагрівання, попередньо розрахованої поверхні;

- ентальпія продуктів згоряння після розрахованої поверхні нагрівання, при прийнятій на початку розрахунку температурі газів, що виходах дорівнює 160С;

- приток повітря в економайзер;

- ентальпія присмоктаного в конвективну поверхню нагрівання повітря, при температурі повітря 30С.

для температури 300°С після конвективної поверхні нагрівання:

для температури 600°С після конвективної поверхні нагрівання:

Визначаємо розрахункову температуру потоку продуктів згоряння в конверторному газоході

(2.2)

де , - температура продуктів згоряння на вході в поверхню і на виході з неї.

для температури 300°С після конвективної поверхні нагрівання:

для температури 600°С після конвективної поверхні нагрівання:

(2.3)

де - температура охолодженого середовища (температура кипіння води при тиску в котлі).

для температури 300°С після конвективної поверхні нагрівання:

,

для температури 600°С після конвективної поверхні нагрівання:

Визначаємо середню швидкість продуктів згорання в поверхні нагрівання

, (2.4)

де - розрахункова витрата палива, кг/с;

- площа живого перерізу для проходу продуктів згоряння

- об'єм продуктів згорання на 1 кг палива;

- середня розрахункова температура продуктів згоряння,

для температури 300°С після конвективної поверхні нагрівання:

,

для температури 600°С після конвективної поверхні нагрівання:

.

Визначаємо коефіцієнт тепловіддачі конвекцією від продуктів згорання до поверхні нагрівання

, (2.5)

де - коефіцієнт тепловіддачі;

- поправка на число рядів труб по ходу продуктів згорання;

- поправка на компоновку пучка;

- коефіцієнт, який враховує вплив зміни фізичних параметрів потоку;

для температури 300°С після конвективної поверхні нагрівання:

для температури 600°С після конвективної поверхні нагрівання:

Визначаємо ступінь чорноти газового потоку

, (2.6)

де -коефіцієнт послаблення променів трьохатомними газами, ;

- тиск в газоході, МПа;

- товщина випромінюючого шару, м

,(2.7)

,

для температури 300°С після конвективної поверхні нагрівання:

для температури 600°С після конвективної поверхні нагрівання:

Визначаємо коефіцієнт тепловіддачі, що враховує передачу теплоти випромінення в конвективних поверхнях нагрівання

,(2.7)

де - коефіцієнт тепловіддачі, Вт/м²;

- ступінь чорноти,

Вт/м²

Вт/м²

Для визначення обчислюється температура забрудненої стінки.

Де t - середня температура навколишнього середовища (температура при тиску у котлі P=1,3 МПа,

для температури 300 після конвективної поверхні нагрівання:

для температури 600 після конвективної поверхні нагрівання:

.

Визначаємо сумарний коефіцієнт тепловіддачі від продуктів згоряння до поверхні нагріву:

,

де - коефіцієнт використання, враховуючий зменшення теплосприйняття поверхні нагріву внаслідок нерівномірного омивання її продуктами згорання, часткового протікання продуктів згорання повз неї та утворення застійних зон; для поперечного омивання пучків застосовується

для температури 300 після конвективної поверхні нагрівання:

для температури 600після конвективної поверхні нагрівання:

Визначаємо коефіцієнт теплопередачі

де - коефіцієнт теплової ефективності.

для температури 300 після конвективної поверхні нагрівання:

для температури 600 після конвективної поверхні нагрівання:

Визначаємо кількість теплоти, яка сприйнята поверхнею нагріву, на 1кг палива

для температури 300 після конвективної поверхні нагріву:

Для температури 600 після конвективної поверхні нагріву:

По прийнятим двом значенням температури і отриманим двом значенням Q_б та Q_Тпроводиться графічна інтерполяція для визначення температури продуктів згоряння після поверхні нагрівання.

менше або більше попередньо вибраної, тому визначаємо тільки Q_Т, зберігаючи попередній коефіцієнт тепловіддачі.



Таблиця 2.7. Теплотехнічні характеристики першого газоходу

Найменування величини	Умовні позначення	Результати при
		300	600
1	2	3	4
Температура димових газів перед першим газоходом,	Т'	1070	1070
Тепловміст димових газів перед 1-м газоходом, кДж/кг	І'	18744,29	18744,29
Температура димових газів за першим газоходом, єС		300	600
Тепловміст димових газів за першим газоходом, кДж/кг		4466,538	9298,6
Теплота, що віддається продуктам згорання, кДж/кг		14033,9	9409,4
Розрахункова температура потоку продуктів згорання в конвективному газоході, єС		735	885
Температурний напор, єС		543	693
Середня швидкість продуктів згорання в поверхні нагріву, м/с		4,882	5,399
Коефіцієнт тепловіддачі конвекцією від продуктів згорання до поверхні нагріву, Вт/м2·К		48,15	51
Товщина випромінюючого шару, м		0,201	0,201
Коефіцієнт послаблення променів трьохатомними газами (м·МПа)-1		31,45	29,05
Сумарна сила поглинання газовим потоком, м-ата		0,135	0,125
Ступінь чорноти газового потоку		0,126	0,118
Коефіцієнт тепловіддачі випромінення незапиленого потоку, Вт/м2·К		4,16	8,73
Температура забрудненої стінки, єС		217	217
Сумарний коефіцієнт тепловіддачі від продуктів згоряння до поверхні нагріву, Вт/м2·К		52,31	59,73
Коефіцієнт теплопередачі, Вт/м2·К	K	34	38,83
Температурний напір, єС		395	652,7
Кількість теплоти, що сприйняла поверхня нагріву, кДж/кг		5424	10240

Тепловий розрахунок другого газоходу

За кресленням визначаються конструктивні характеристики другого конвективного газоходу: площа поверхні нагрівання, крок труб і рядів (відстані між осями труб), діаметр труб, число труб в ряду, число рядів труб і площа живого перерізу для проходу продуктів згоряння. Для даної конструкції котла ширина газоходу а=1,075 м, а висота b=2,1 м.

Таблиця 2.8 Конструктивні характеристики другого газоходу

Найменування величин	Умовні позначення	Результати
Поверхня нагрівання, м2		93
Число рядів труб: вздовж осі котла поперек осі котла	z1 z2	11 22
Діаметр труб, мм		51Ч2,5
Розрахункові кроки труб в мм повздовжній поперечний		100 110

Площа живого перерізу для проходу продуктів згорання

.

Попередньо приймаємо два значення температури продуктів згоряння після обчисленого газоходу и .

,

для температури 200°С після конвективної поверхні нагрівання:

для температури 400°С після конвективної поверхні нагрівання:

для температури 200°С після конвективної поверхні нагрівання:

для температури 400°С після конвективної поверхні нагрівання:

Визначаємо температурний напір

для температури 200°С після конвективної поверхні нагрівання:

,

для температури 400°С після конвективної поверхні нагрівання:

Визначаємо середню швидкість продуктів згоряння в поверхні нагрівання

для температури 200°С після конвективної поверхні нагрівання:

для температури 400°С після конвективної поверхні нагрівання:

Визначаємо коефіцієнт тепловіддачі конвекцією від продуктів згорання до поверхні нагрівання

для температури 200°С після конвективної поверхні нагрівання:

для температури 400°С після конвективної поверхні нагрівання:

Визначаємо ступінь чорноти газового потоку,

,

,

,

для температури 200°С після конвективної поверхні нагрівання:

для температури 400°С після конвективної поверхні нагрівання:

Визначаємо коефіцієнт тепловіддачі, що враховує передачу теплоти випроміненням в конвективних поверхнях нагрівання

,

,

.

для температури 200°С після конвективної поверхні нагрівання:

,

для температури 400°С після конвективної поверхні нагрівання:

Визначаємо сумарний коефіцієнт тепловіддачі від продуктів згорання до поверхні нагрівання

.

для температури 200°С після конвективної поверхні нагрівання:

для температури 400°С після конвективної поверхні нагрівання:

Визначаємо коефіцієнт теплопередачі

,

де - коефіцієнт теплової ефективності для конвективних поверхнонь нагрівання при згоранні кам'яного вугілля.

для температури 200°С після конвективної поверхні нагрівання:

для температури 400°С після конвективної поверхні нагрівання:

Визначаємо кількість теплоти,що сприйнялаповерхнянагрівання, на 1 кг палива

для температури 200°С після конвективної поверхні нагрівання:

для температури 400°С після конвективної поверхні нагрівання:

За прийнятими двома значеннями температури і отриманими двома значеннями і проводиться графічна інтерполяція для визначення температури продуктів згорання після поверхні нагрівання.

Так як (відрізняється від менше ніж на 50 °С), то визначаємо , зберігаючи коефіцієнт теплопередачі.

Рисунок 2.1. Графічне визначення розрахункової температури



Таблиця 2. 9 Теплотехнічні характеристики другого газоходу

Назва величини	Умовне позначення	Результати при
		200 °С	400 °С
1	2	3	4
Температура димових газів перед першим газоходом, єС		570	570
Тепловміст димових газів перед першим газоходом, кДж/кг		8805	8805
Температура димових газів за першим газоходом, єС		200	400
Тепловміст димових газів за першим газоходом, кДж/кг		3105,955	6380,185
Теплота, що віддається продуктам згорання, кДж/кг		5609,71	2401
Розрахункова температура потоку продуктів згорання в конвективному газоході, єС		385	485
Температурний напір, єС		193	293
Середня швидкість продуктів згорання в поверхні нагріву, м/с		7,01	8,08
Коефіцієнт тепловіддачі конвекцією від продуктів згорання до поверхні нагріву, Вт/м2·К		58,3	62,54
Товщина випромінюючого шару, м		0,201	0,201
Коефіцієнт послаблення променів трьохатомними газами (м·МПа)-1		37,7	36,07
Сумарна сила поглинання газовим потоком, м-ата		0,155	0,148
Ступінь чорноти газового потоку		0,144	0,138
Коефіцієнт тепловіддачі випромінення незапиленого потоку, Вт/м2·К		3,89	4,554
Температура забрудненої стінки, єС		217	217
Сумарний коефіцієнт тепловіддачі від продуктів згоряння до поверхні нагріву, Вт/м2·К		62,19	6,094
Коефіцієнт теплопередачі, Вт/м2·К	K	40,42	42,61
Температурний напор, єС		96	285
Кількість теплоти, що сприйняла поверхня нагрівання, кДж/кг		1090	3491

Тепловий розрахунок водяного економайзера

В промислових парових котлах, що працюють при тиску пари до 2,5 МПа, частіше всього використовують чавунні водяні економайзери, а при більшому тиску - стальні. При цьому в котельних агрегатах горизонтальної орієнтаціїпродуктивністю до 25 т/год, що мають розвинуті конвективні поверхні, часто обмежуються встановленням тільки водяного економайзера. В котельних агрегатах з паропродуктивністюбільше 25 т/ч вертикальної орієнтації з пиловугільними топками після водяного економайзера завжди встановлюється повітропідігрівач. При спалюванні високовологих палив в пиловугільних топках використовується двоступінчата установка водяного економайзера і повітропідігрівача.

За рівняннямтеплового балансу визначаємо кількість теплоти, яку повинні віддати продукти згорання при прийнятій температурі газів, що виходять

,

де - коефіцієнт збереження теплоти;

-ентальпія продуктів згорання на вході в економайзер, визначається при температурі і коефіцієнту надлишку повітря після поверхні нагрівання, попередньо розрахованої поверхні;

- ентальпія продуктів згорання після розрахованої поверхні нагрівання, визначається при прийнятій на початку розрахунку температурі газів, що виходять і дорівнює 160С;

- приток повітря в економайзер;

- ентальпія присмоктуваного в конвективну поверхню нагрівання повітря, при температурі повітря 30С .

Визначаємо ентальпію води після водяного економайзера

де - ентальпія води на вході в економайзер, кДж/кг;

- паропродуктивність котла, кг/с;

- витрата продувальної води, кг/с.

Температура води після економайзера .

Визначаємо температурний напір

де і - більша та менша різниця температури продуктів згоряння і температури рідин, що нагрівається.

,

,

Вибираємо конструктивні характеристики прийнятого до встановлення економайзера (таблиця2.10)



Таблиця 2. 10 Конструктивні характеристики труб чавунних економайзерів

Характеристика однієї труби	Економайзер ВТІ
Довжина, мм	2000
Площа поверхні нагрівання з газової сторони, м2	2,95
Площа живого перерізу для проходу продуктів згорання , м	0,12

Число паралельно ввімкнених змійовиків в пакеті:

де - витрата води через економайзер, кг/с;

- масова швидкість води на вході в економайзер (приймається рівною 600 кг/(м²));

- внутрішній діаметр труби, мм

Визначаємо дійсну швидкість продуктів згоряння в економайзері

де - розрахункова витрата палива, кг/с;

-об'єм продуктів згоряння при середньому коефіцієнті надлишку повітря;

- середньоарифметична температура продуктів згоряння в економайзері, ;

- площа живого перерізу для проходу продуктів згоряння, м².

де - площа живого перерізу для проходу продуктів згоряння однієї труби;

- число труб в ряду (приймається рівним 10).

де - температура продуктів згорання на вході та виході з економайзера, .

.

Визначаємо коефіцієнт теплопередачі

де і - коефіцієнти, що визначаються за допомогою монограми.

Визначаємо площу поверхні нагрівання водяного економайзера

Остаточно встановлюємо конструктивні характеристики економайзера.

Загальна кількість труб

де - площа поверхні нагрівання однієї труби, м²

Число рядів

Складаємо зведену таблицю

Таблиця 2.11 Теплотехнічні і конструктивні характеристики економайзера

Назва величини	Умовне позначення	Результат
1	2	3
Температура димових газів перед економайзером, єС		360
Тепловміст димових газів перед економайзером, кДж/кг		5716,8
Температура димових газів після економайзера, єС		160
Тепловміст димових газів після економайзера, кДж/кг		2610,869
Теплосприйняття в водяному економайзері, кДж/кг		3069,5
Розрахункова температура потоку продуктів згорання в конвективному газоході, єС		385
Температура живильної води перед економайзером, єС		100
1	2	3
Температура живильної води після економайзера, єС		183
Ентальпія живильної води перед економайзером, кДж/кг		419,1
Ентальпія живильної води після економайзера, кДж/кг		774,83
Температурний напір, єС		133
Дійсна швидкість продуктів згорання в економайзері, м/с		5,45
Площа живого перерізу для проходу продуктів згорання, м2		1,2
Середньоарифметична температура продуктів згорання, єС		260
Число труб в ряду		10
Коефіцієнт теплопередачі,		16,97
Площа поверхні нагрівання водяного економайзера, м2		451,2
Загальна кількість труб		153
Число рядів		15,3

Нев'язка теплового балансу

де - кількість теплоти сприйняте променесприймаючими поверхнями топки, котельними пучками, економайзером, кДж/кг.

;

де

де

кДж/кг

де

де



3. Охорона праці та безпека життєдіяльності

3.1 Загальні положення техніки безпеки персоналу котельні

Особи, що допускаються до обслуговування котельних установок, повинні знати і виконувати інструкції по догляду за обладнанням, що обслуговується. Догляд за котлом може бути доручений особам не молодше 18 років, які пройшли медичне освідчення, мають посвідчення кваліфікаційної комісії виробництва або організації, які здійснювали навчання, склали іспити за програмою, затвердженою у встановленому порядку. Повторна перевірка знань цих осіб повинна здійснюватись адміністрацією виробництва не рідше одного разу в рік.

Приймаючи чергування старший у зміні зобов'язаний ознайомитись із записами у вахтовому журналі, з робочою схемою комунікацій пари, газу, води і нафтопроводів.

Приймаючи зміну, персонал котельної зобов'язаний оглянути і перевірити котли та обладнання, що до них відноситься, а також перевірити аварійне освітлення , сигналізації термінового виклику адміністрації.