Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Теплогенерирующей установкой называют совокупность устройств и механизмов для производства тепловой энергии в виде водяного пара, горячей воды или подогретого воздуха. Водяной пар используют для технологических нужд в промышленности и сельском хозяйстве, для приведения в движение паровых двигателей, а так же для нагрева воды, направляемой в дальнейшем на нужды отопления, вентиляции и горячего водоснабжения.

Горячую воду и подогретый воздух используют для отопления производственных, общественных и жилых зданий, а так же для коммунально-бытовых нужд населения. Теплогенерирующие установки предназначены для производства тепловой энергии из первичных источников энергии, которыми являются: органическое и ядерное топливо, солнечная и геотермальная энергия, горючие и тепловые отходы промышленных производств.

Тепловая энергия - один из основных видов энергии, используемой человеком для обеспечения необходимых условий его жизнедеятельности, как для развития и совершенствования общества, в котором он живёт, так и для создания благоприятных условий его быта. Тепловая энергия, производимая человеком из первичных источников энергии, в основном используется для получения электрической энергии на тепловых электростанциях, для технологических нужд промышленных предприятий, для отопления и горячего водоснабжения жилых и общественных зданий.

Комплексы устройств, производящих тепловую энергию и доставляющих её в виде водяного пара, горячей воды или подогретого воздуха потребителю, называется системами теплоснабжения. В зависимости от мощности систем и числа потребителей, получающих от них тепловую энергию, системы теплоснабжения подразделяют на централизованные и децентрализованные. Условно принято считать систему теплоснабжения централизованной, если единичная мощность включённых в неё теплогенерирующих установок равна или превышает 58 МВт. Если мощность установок, производящих тепловую энергию в системе, меньше 58 МВт, то система теплоснабжения считается децентрализованной.

В централизованных системах теплоснабжения тепловая энергия производится либо в мощных комбинированных установок, производящих как тепловую, так и электрическую энергию, называемых теплоэлектроцентралями (ТЭЦ), либо в крупных установках, производящих только тепловую энергию, называемых районными тепловыми станциями, или котельными. Единичная мощность теплогенераторов - агрегатов, производящих тепловую энергию из первичных источников энергии (органического, расщепляющегося и других топлив), в таких установках может изменяться на ТЭЦ от 10 до 200 МВт при общей мощности ТЭЦ от 100 до 1250 МВт, а в районных тепловых станциях - от 4 до 100 МВт.

В децентрализованных системах теплоснабжения тепловая энергия производится в небольших отопительных тепловых станциях, оборудованных теплогенераторами мощностью до 1 - 10 МВт. К этим же системам относятся и системы по квартирного отопления, оборудованные отопительными печами и бытовыми отопительными аппаратами мощностью 5 - 20 кВт.

1. Общая часть

1.1 Исходные данные и характеристика котла

Котёл КВ - ГМ - 30 - 150 предназначен для установки в отопительных и промышленно-отопительных котельных в качестве основного источника теплоснабжения.

Котёл обеспечивает подогрев воды до 150 0С с разностью температур воды на входе и выходе, равной 80 0С, работает с постоянным расходом воды на всех нагрузках на расчётном топливе: мазуте марки М100 (ГОСТ 10585 - 75).

Котёл теплопроизводительность 10 Гкал/ч является прямоточным, имеют единый профиль в разрезе, состоит из двух транспортабельных блоков: горизонтальной топки и вертикального конвективного газохода.

Котёл для жидкого топлива сконструирован для поставки потребителю транспортабельными блоками с максимальной степенью заводской готовностью. Горизонтальная топочная камера и вертикальный конвективный пучок разделены на два поставочных блока.

Поставочные блоки имеют рамы и другие устройства, обеспечивающие надёжную строповку при погрузо-разгрузочных работах и при монтаже с использованием грузоподъёмочных механизмов. В котле нет несущего каркаса, благодаря чему достигнуто значительное снижение металлоёмкости. Каждый поставочный блок котла имеет приваренные к нижним коллекторам опоры, количество которых зависит от теплопроизводительности котла. Неподвижные опоры расположены в месте соединения топочной камеры и конвективного блока.

Топки котлов этого типа, независимо от теплопроизводительности, оборудованы установленной на фронтов стенке одной газомазутной горелкой с ротационной форсункой типа РГМГ.

Топка полностью экранирована трубами Ш 60 x 3 мм с шагом S = 64 мм и разделена промежуточным поворотным экраном, выполненным из труб Ш 60 x 3 мм с шагами S1 = 128 мм и

S2 = 182 мм, на камеру горения и камеру дожигания.

Пакеты конвективных поверхностей нагрева расположены в вертикальном газоходе с полностью экранированными стенками.

На фронтовой стене топочной камеры 2 имеется ротационная газомазутная горелка 1. Характерно наличие разделительной экранированной стенки 4, образующей камеру догорания, 2 из которой топочные газы через фестон 8 направляются снизу вверх в конвективную шахту 10, омывая конвективные пакеты. Боковые стены шахты экранированы вертикальными трубами, служащими стояками для конвективных пакетов 12. Передняя стена шахты 7 является одновременно задней стеной (экраном) топочной камеры, выполнена цельносварной из труб Ш 60 x 3 мм с шагом 64 мм. Так же экранирована и задняя стена.

При работе на мазуте котлы по воде должны включаться по прямоточной схеме, вода подводится в поверхности нагрева топочного блока, а отводится из конвективных поверхностей нагрева.

Котлы рассчитаны на работу с уравновешенной тягой.

Все котлы выполняются в облегчённой обмуровке, которая крепится непосредственно к трубам. Обмуровка состоит из трёх слоёв: шамотобетона, совелитовых плит или минераловатных матрацев и уплотнительной магнезиальной обмазки. Общая толщина обмуровки составляет ~ 110 мм.

Котлы, работающие на мазуте, оборудуются устройством дробевой очистки пакетов труб конвективных поверхностей нагрева. Дробь транспортируется воздухом, для чего используется воздуходувка.

Все газомазутные котлы КВ - ГМ выпускаются без воздухоподогревателя - в одном блоке или двух - горизонтальном топочном и вертикальном конвективном.

Таблица 1.1 Техническая характеристика котла

Показатели	КВ - ГМ - 30 - 150
Теплопроизводительность, МВт (Гкал/ч)	35 ( 30 )
Расчётное давление, Мпа (кгс/смІ), изб., не менее	2,5 (25)
Тмпература воды, 0С:
На входе, не менее	70
На выходе (топливо - мазут), не менее	150
Расход воды через котёл, т/ч	370
Гидравлическое сопротивление котла, МПа (кгс/смІ), не более	0,25 (2,5)
КПД котла (брутто) при работе, %:
На мазуте	90,4
Удельный расход условного топлива, кг/МВт (кг/Гкал/ч)	136(158)
Габаритные размеры, мм:
Высшая отметка	7300
Ширина	3200
Глубина	11800
Цена котла, руб.	19800
Изготовитель	Дорогобужский котельный завод

1.2 Характеристика топлива и организация его сжигания

Природным жидким топливом является сырая нефть. Она представляет собой смесь жидких углеводородов различного состава, в которых могут быть растворены твердые углеводороды. Сырая нефть как топливо не используется. Для промышленных и водогрейных котельных агрегатов в качестве топлива применяется только отход переработки нефти - мазут.

Мазут состоит из углерода, водорода, кислорода, азота, серы, влаги и небольшого количества минеральных примесей. Мазут по своему составу мало отличается от сырой нефти. Содержание углерода в горючей массе составляет СГ = 85.5/87.8%, водорода НГ = 10.0/11.7%; кислорода и азота ОГ + NГ= 0.6/1.0%; серы SГОР+К = 0.5/3.5%. содержание влаги не превышает 3 - 4%, а минеральных примесей 0.5%.

Наибольшие трудности при сжигании мазута вызываются содержащимися в его золе оксидами щелочных металлов и ванадия. Несмотря на малое содержание ванадия (не более 0.15%) наличии его приводит к коррозии металла, если температура превышает 6000С.

В мазуте имеются механические примеси, содержание которых в соответствии с ГОСТ допускается до 2.5%. при сжигании мазута необходимо его очистка от механических примесей. В зависимости от содержания серы в рабочей массе мазута различают малосернистый мазут при SРОР+К= 0.5%, сернистый при SРОР+К= 2.0% и высокосернистый при SРОР+К= 3.5%.

Мазут принята характеризовать также вязкостью, плотностью, температурой застывания, вспышки и воспламенения. Вязкость мазута измеряют в градусах условной вязкости (0ВУ) или в мм2/с. под условной вязкостью понимают отношение времени истечения из вискозиметра 200 см2 мазута, нагретого до 500С (для вязких мазутов до 800С), ко времени истечения такого же количества дистиллированной воды при 200С.

В качестве топлива для промышленных парогенераторов и водогрейных котлов используется мазут марок 40 и 100, значительно реже - марки 200. марка определяется предельной вязкостью, составляющей 80ВУ (59мм2/с) для мазута 40 при 800С; 150 ВУ (110мм2/с) для мазута 100 при 800С; 9.50 ВУ (70мм2/с) для мазута 200 при 1000С.

При понижении температуры мазут застывает и становится нетранспортабельным, превращаясь в твердый продукт. Температурной застывания мазута называют ту температуру, при которой он при условиях опыта густеет настолько, что при наклоне прогибки под углом 450 к горизонту уровень мазута остается неподвижным в течение 1 мин. наиболее вязкие сорта мазута имеют температуру застывания 25 - 350С.

Воспламеняемость мазута принято характеризовать температурой вспышки и воспламенения, которые также позволяют судить о пожарной опасности мазута. Температурной вспышки называют такую температуру, при которой пары мазута, нагреваемого в определенных лабораторных условиях, образуют с окружающим воздухом смесь, вспыхивающую при поднесении к ней пламени. Под температурой воспламенения понимают такую температуру, при которой нагреваемый в определенных лабораторных условиях мазут загорается при поднесении к нему пламени и горит не менее установленного времени. Температура воспламенения превышает температуру вспышки на 10 - 400С. для мазута температура вспышки составляет 80 - 1000С.

Пересчет состава мазута из одной массы в другую производится посредством множителей.

Расчет высшей теплоты сгорания мазута по теплоте сгорания, определенной в калориметрической установке (МДж/кг), производится по формуле

QВ=QБ - 9.43*10-2SБ - 4.2*10-6QБ,

Где 4.2*10-6QБ - теплота образования азотной кислоты в бомбе для жидкого топлива.

Ориентировочное определение теплоты сгорания мазута может быть произведено по формуле, предложенной Д.И. Менделеевым.

Сжигание жидкого топлива основано на факельном процессе. Воспламенение жидкого топлива начинается после его испарения, горение протекает в паровой фазе. Для увеличения поверхности испарения мазут сжигают в распыленном виде. При этом протекают два процесса: испарение и сгорание газовоздушной смеси. Скорость горения определяется в основном скоростью испарения топлива, зависящей от количества подводимого тепла.

Основными условиями интенсификации горения жидкого топлива являются предварительный подогрев и хорошее распыливание топлива, подогрев и подача всего необходимого для горения воздуха в корень факела, хорошее смесеобразование, поддержание температуры в ядре горения более 1500 0С, в конце факела - не ниже 1000 - 1050 0С.

Топки для сжигания мазута классифицируются по методу сжигания топлива (факельные и циклонные), виду сжигаемого топлива (газовые, мазутные и газомазутные), расположению горелок (фронтальное и встречное), условиям работы топочной камеры (под разряжением и под наддувом).

Жидкое топливо в топочных устройствах, как правило, сжигается в распылённом состоянии, в виде капель в потоке воздуха. Горение жидких топлив всегда происходит в паровой фазе, поэтому процессу горения капли всегда предшествует процесс испарения. В общем случае в высокотемпературной среде капля жидкого топлива окружена некоторой зоной, насыщенной его парами, на внешней поверхности которой вокруг капли устанавливается сферическая зона горения. Скорость химической реакции смеси паров жидкого топлива с окислителем достаточно велика, так что толщина зоны горения по отношению к диаметру зоны горения незначительна. Толщина паровой зоны вокруг капли топлива зависит от температуры в зоне горения и от параметров испарения топлива: чем выше температура горения и чем ниже температура кипения топлива и теплота его испарения, тем выше толщина паровой зоны.

В стационарном процессе скорость горения жидкого топлива в случае, если всё оно выгорает в зоне вокруг капли, зависит от скорости его испарения. В пространстве между зоной горения и каплей находятся пары топлива и некоторая часть продиффундировавших туда продуктов сгорания, а вне зоны горения - окислитель и продукты сгорания. В зону горения из объёма капли диффундируют пары топлива, а с внешней стороны - окислитель (кислород воздуха). В результате реакции с выделением теплоты образуются продукты сгорания, которые в основном отводятся в окружающее каплю пространство. Теплота, необходимая для испарения топлива, передаётся поверхности капли из зоны горения в основном излучением и в результате частичной диффузии внутрь паровой оболочки продуктов сгорания. При таких предпосылках время горения капли жидкого топлива в диффузионном режиме может быть рассчитано на основании теплового баланса её испарения:

= с [ (Tк - T0) cт + лn ] r0 / qл , 1.1

где: с, cт и лn - соответственно плотность, кг/мі, средняя теплоёмкость, кДж/ (кг · К) и теплота испарения жидкого топлива, кДж/кг;

T0 и Tк - температуры, начальная и кипения жидкого топлива, К;

r0 - начальный радиус капли, м;

qл - интенсивность излучения пламени на поверхность капли, кДж/ (мІ · с).

Любое жидкое топливо, в том числе дизельное топливо и мазут, полученное из нефти путём её разделения по температурам кипения отдельных фракций, содержит ряд индивидуальных углеводородов со своей температурой кипения. Поэтому процесс горения капель такого топлива протекает сложнее и в инженерных расчётах время выгорания капли топлива рассчитывают, используя соотношение, вытекающее из линейной зависимости квадрата диаметра капли топлива от времени ф его испарения (закон Срезневского):

= (dІ0 - dІ) / К , 1.2

где: d0 и d - начальный и текущий диаметры капли топлива, мм;

К - опытный коэффициент, зависящий от температуры среды, концентрации кислорода и режима обтекания капли потоком газа, ммІ/с.

При горении в воздухе с температурой 1070 - 1170 К и скоростях обтекания капли до 1 м/с для мазута. При очень малых размерах капель и высоких скоростях обтекания возможны режимы, при которых пары топлива выносятся в потоке газов и сгорают там по законам газовых смесей. Для обеспечения необходимой интенсивности испарения жидких топлив и их перемешивания с окислителем при вводе в зону горения они распыляются в потоке воздуха с образованием полидисперсного потока мелких капель размерами от 0 до 0,15 - 0,2 мм. Этим достигается большая удельная поверхность испарения, а затем и горения. Мелкие капли топлива быстро испаряются и создают газовоздушную смесь, которая, воспламеняясь, образует горящий факел. Область распространения факела можно условно разделить на следующие зоны: распыления топлива, его испарения и образования газовоздушной смеси, воспламенения, и горения этой смеси. Как по сечению топливно-воздушной струи, так и по её длине в процессе горения непрерывно изменяются температура и концентрация топлива и окислителя. При этом возможно образование локальных зон, в которых концентрация топлива будет выше теоретически необходимой. Не допустить образование таких зон - значит, обеспечить высокую полноту выгорания жидкого топлива.

При сжигании мазута для испарения его наиболее тяжёлых фракций с температурой кипения 700 К и выше требуются прогрев капель до таких температур, при которых происходит деструкция топлива с образованием как газообразной, так и твёрдой фазы. Таким образом, при нагреве капель мазута до высокой температуры образуется твёрдая углеродная фаза - сажа и кокс, которые выгорают так же, как частицы твёрдого топлива, но имеют значительно меньшую активность по отношению к кислороду воздуха.

Топливо под действием центробежных сил вытекает на внутреннюю стенку распыливающего стакана и в распылённом состоянии выбрасывается в топочную камеру. Излучение тепла из топки на стенки стакана способствует подогреву, частичному испарению и лучшему распыливанию мазута. В полость распыливающего стакана через четыре воздушных канала подводится часть первичного воздуха. Завихритель первичного воздуха установлен в передней части корпуса форсунки, имеющей окна для прохода воздуха к завихрителю. Газораздающая камера с системой газовыводящих отверстий расположена в устье горелки. Вторичный воздух поступает через воздухонаправляющее устройство горелки, состоящей из воздушного короба, завихрителя и фурмы.

Подвижный осевой завихритель установлен в устье горелки, передний участок его обода при работе на мазуте перекрывает газовыдающие отверстия, уменьшая их закоксовывание. Регулирование подачи воздуха осуществляется направляющим аппаратом, установленным на всасе вентилятора вторичного воздуха.

Особенность конструкции горелок РГМГ заключается в подаче первичного и вторичного воздуха отдельными вентиляторами. Первичный воздух подаётся «форсуночным» высоконапорным вентилятором, всас которого подключается к напорному воздуховоду дутьевого вентилятора - вентилятора вторичного воздуха.

Горелки РГМГ предназначены для раздельного сжигания мазута и природного газа. При переходе с одного вида топлива на другой допускается кратковременное совместное сжигание газа и мазута, для чего горелки снабжаются захлопками.

После оборудования устойчивого пламени на заданном топливе горелки отключаются по второму топливу. При работе на мазуте давление и расход первичного воздуха регулируются ступенчато.

Преимущества - возможность работы при низком давлении топлива; отсутствие необходимости в тонких фильтрах, так как форсунка не имеет отверстий малых сечений; пониженные требования к вязкости мазута, соответствующие подогреву до 60 - 70 0С; плавное регулирование давления и расхода топлива и вторичного воздуха в пределах их изменения.

Горелки РГМГ-30 применяются на водогрейных котлах типа КВ-ГМ, выпускаемых Дорогобужским котельным заводом.Основными узлами этих горелок являются: ротационная форсунка с коробом и патрубком первичного воздуха, газовая часть, воздухонапрявляющее устройство вторичного воздуха и кольцорама.Ротационная форсунка, осуществляющая распыливание жидкого топлива, состоит из следующих основных элементов: распяливающего и топливо - подводящего устройств, корпуса, ходовой части и привода. Распыливающее устройство представляет собой распиливающий стакан, имеющий форму усеченного конуса, закрепленный на валу форсунки шпонкой и фиксируемый питателем. Топливо подается по неподвижной консольной трубе, расположенной внутри полого вала форсунки, в кольцевую полость питателя и далее по его топливным каналам вытекает на внутреннюю поверхность распыливающего стакана. Первичный воздух, участвующий в распыливаний топлива и образовании формы факела, подается от автономного вентилятора первичного воздуха проходит через патрубок с шибером в короб первичного воздуха, откуда через специальные окна кожухе форсунки подается к завихрителю первичного воздуха осевого типа с профильными лопатками, установленными под углом 30 к оси горелки. Часть первичного воздуха прходит через воздушные каналы питателя внутрь стакана. Питатель также имеет каналы для отвода воздуха из уплотнений переднего подшипника.

Привод вала форсунки осуществляется от электродвигателя через клиноременную передачу. Вал форсунки имеет два подшипниковых узла, состоящих из двух подшипников качения, масло-грязеотбойных колец и крышки с лабиринтовыми уплотнениями. Газовая часть горелок периферийного типа состоит из кольцевого коллектора с одноряно-шиберной системой газодыдающих отверстий и оподводящей трубы. Внутри коллектора установлена кольцевая диафрагма для обеспечения равномерного распределения газа по отверстиям. Воздухонаправляющее устройство состоит из короба вторичного воздуха, завихрителя вторичного воздуха и переднего кольца. Короб вторичного воздуха-неулиточный. Завихритель вторичного воздуха-осевого типа, с профильными лопатками, установленными под углом 40 к оси горелки. Кольцо-рама является основной несущей частью горелки, к ней крепятся газовый коллектор горелки, короб первичного воздуха, патрубок с шибером.В центре кольцо-рамы установлена крышка инспекционного отверстия, в центральное отверстие которой введена форсунка.При работе на газе ротационная форсунка выводится из горелки, отверстие крышки закрывается заглушкой.

Таблица 1.2 Техническая характеристика ротационной газомазутной горелки РГМГ

Наименование	Типоразмер горелки
	РГМГ - 30
Минимальная тепловая мощность, Гкал/ч	30
Коэффициент рабочего регулирования по тепловой мощности, не менее	5
Давление мазута перед форсункой, МПа ( кгс/см), не более …	0,2 ( 2,0)
Давление газа перед горелкой, кПа	60
Давление первичного воздуха перед завихрителем первичного воздуха, кПа ( кгс/м)	6,3
Аэродинамическое сопротивление горелки по вторичному воздуху ( при температуре 10С ), кПа	3,0
Вязкость мазута перед форсункой, ВУ, не более	6
Коэффициент избытка воздуха за топкой:
При сжигании мазута	1,15
При сжигании газа	1,1
Минимальный расход мазута при Q= 9650 ккал/кг, кг/ч	3370
Минимальный расход газа при Q= 8500 ккал/м, м/ч	4060
Мощнсть электродвигателя, кВт	3,0
Масса горелки, кг	788
Габаритные размеры горелки, мм:
Длина	1422
Ширина	1300
Высота	1750
Тип котла, для которого предназначена горелка	КВ-ГМ-30

1.3 Подогреватели сетевой воды

Подогреватели сетевой воды ( ПСВ ) на ТЭЦ-бойлеры, как часто их называют, разделяются на две группы-основные и пиковые.

Основные подогреватели предназначены для работы в той части графика отопительных нагрузок ТЭЦ, который покрывается за счет пара теплофикационных отборов турбин с давлением от 0,5 до 2,5 кгс/ см. Этим паром сетевая вода может быть подогрета максимум до 115С.

Пиковые подргреватели, работающие незначительный период времени, при низких температурах наружного воздуха предназначены для нагрева сетевой воды сверх температуры, получаемой в основных подогревателях. Давление греющего пара у них соответственно выше и обычно равно 5\6 кгс/см допустимые давления греющего пара ПСВ приведены в табл.2-21).

Для пояснения рассмотрим график теплофикационной нагрузки за отопительгный сезон, приведенный на рис.2-43. ( Построение графика-см. [Л.З ].) Указанные на графике характерные ординаты имеют следующие значения: Q-минимальная отопительно-вентиляционная нагрузка, соответствующая началу и концу отопительного сезона: Q-максимальная 9-514отопительно-вентиляционная нагрузка: Q-расчетная нагрузка основных подогревателей при давлении греющего пара 2,5 кгс/см: Q-расчетная нагрузка пикового подогревателя.

Точка а характеризует максимально возмможный подогрев сетеввой воды паром 2,5 кгс/см, исходя из условия обеспечения необходимого теплоперепада между греющим паром и сетевой воды на выходе ее из подогревателя ( 10-12С.

При дальнейшнм увеличении тепловой нагрузки, нагрузка основных подогревателей снижается, так как температура возвращаемой обратно сетевой воды увеличивается, а температура ее на выходе из основного подогревателя остается потоянной и равна предельно возможной около 115 С. Таким образом, подогрев воды в основных подогревателях с понижением температуры наружного воздуха уменьшается, а вместе с ним уменьшается и тепловая нагрузка их. В зимний максимум нагрузка основных подогревателей характеризуется точкой b. Величина отопительно-вентиляционной нагрузки, покрываемая основными подогревателями, эквивалентна площади 1 на графике. Как видно, основные сетевые подогреватели, покрывающие эту нагрузку, включены на работу весь отопительный сезон, почему они и называюся основными. При выборе суммарной поверхности нагрева основных подогревателей нужно исходить из максимально возможной их нагрузки, соотвествующей максимальному температурному перепаду сетевой воды в них. Однако не всегда можно выбирать основные подогреватели, исходя из подогрева в них сетевой воды, до температуры 115 С, соответствующей давлению пара 2,5 кгс/см. В ряде случаев она определяется распологаемым количеством отборного пара с этим давлением.При двухступенчатой, последовательной схеме подогрева сетевой воды в основных подогревателях подогреватели 1 ступени рассчитываются также на перепад температур значительно ниже, чем допускается давлением греющего пара 1 сткпени подогрева. В каждом отдельном случае выбор сетевых подогревателей прозводится на осноании расчета тепловой схемы ТЭЦ, соответсвенно принятому коэффициенту теплофикации и режим работы подогревателей. Как правило, каждая группа основныхПСВ подключается к одной теплофикационной турбине. Поперечных связей по греющему пару основных ПСВ не делается и резервных ПСВ не устанавливается. При нескольких параллельно работающих теплофикационных установках или при установке на ТЭЦ турбин с двухступенчатым теплофикационным отбором ( например, Т-100-1300 ) основные ПСВ устанавливаются по схеме с двухступенчатым подогревом сетевой воды, что увеличивает выработку электроэнергии на тепловом потреблении, а следовательно, повышает экономичность ТЭЦ.

Пиковые сетевые подогреватели ТЭЦ выбираются по нагрузке, соответствующей подогреву сетевой воды от температуры за основным подогревателем до конечной заданной при расчетной температуре наружного воздуха. При использовании на ТЭЦ в качестве пиковых ПСВ водогрейных котлов они устанавливаются как единая для всей ТЭЦ пиковая ступень подогрева сетевой воды. При установке на ТЭЦ паровых пиковых ПСВ они обычно входят в состав каждой теплофикационной группы по одному комплекту. На промышленных ТЭЦ с турбинами, имеющими промышленные отборы, при постоянных или периодических избытках пара устанавливают пиковые паровые ПСВ одновременно с водогрейными котлами. Использование в этих ПСВ избытков пара из промышленных отборов увеличивает выработку электроэнергии на тепловом потреблении, а следовательно, повышает к.п.д. Выбор поверхности нагрева этих ПСВ производится исходя из расчета располагаемых избытков пара.

Сетевые подогреватели, устанавлеваемые в промышленных котельных, рассчитываются на полную отопительно-вентиляционную нагрузку. Резервных ПСВ не устанавливают.Паровые ПСВ должны обогреваться паром с давлением, достаточным для получения максимально расченой температуры сетевой воды. Принципиальная схема паровой котельной с ПСВ представлена на рис. 1-3. Выбор сетевых подогревателей производится на основании расчета поверхности нагрева каждого из устанавливаемых подогревателей.

Исходными данными для расчета являются:

1. тепловая нагрузка подогревателя:

2. расход подогреваемой сетевой воды [ Л. 40] :

3. температура воды до подогревателя и за ним:

4. параметры греющего пара:

5. расчетные сечения для пропуска воды:

Расчетные данные составляются в соотвествии с приведенными выше указаниями. Методика расчета поверхности нагрева сетевых подогревателей, выпускаемых в настоящее время Саратовским заводом тяжелого машиностроения, приведена в табл. 2-21. Все они с прямыми трубками. Общии вид одного из этих подогревателей приведена на рис. 2-45.

Для промышленных котельных ЦКТИ разрабатывает также блочные теплофикационные установки. Каждый блок будет состоять из двух горизонтальных ПСВ и двух охлодителей конденсата, смонтированных на общей раме. Намечаются 9 типоразмеров таких блоков на теплопроизводтельность 22,6: 4,7: 9,0: 16,0: 21,0: 30,0:40,0: 62,5 Гкал/ч. Для снабжения теплом небольших заводских или поселковых потребителей могут быть прменены горизонтальные пароводяные подогреватели по ОСТ 34-531 до 587-68, разработанные Ленинградским филиалом института Оргэнергострой .

2. Специальная часть

2.1 Выбор исходных данных

Тип котла - КВ-ГМ-30-150.

Тип топки - камерная с ротационной газомазутной горелкой РГМГ-30.

Теплопроизводительность номинальная - Q = 41,868 · 106 кДж/ч = 11,63 МВт.

Температура воды на входе в котёл - t1 = 70 0C.

Температура воды на выходе из котла - t2 = 150 0C.

Топливо - мазут высокосернистый.

Температура уходящих газов - хух = 240 0C.

Температура дутьевого воздуха - tдв = 30 0C.

Расчётные характеристики котельных топлив

Если состав природных газов достаточно стабилен, то состав твердых и жидких топлив (указанных в таблице 2.1), должен рассматриваться не как строго установленный «нормативный», а как некоторый средний. Изменение состава рабочей массы твёрдых и жидких топлив чаще всего связанно с колебаниями их влажности и зольности. При значениях Wp и Ap, отличающихся от табличных производят пересчет элементарного состава рабочей массы топлива и его теплотворной способности по соотношениям:

где СрТ, НрТ, … АрТ, WрТ - табличные значения содержание в рабочей массе топлива и его углерода, водорода,… золы и влаги, %; QрНТ - табличное значение теплотворной способности топлива кДж/кг.

Таблица 2.1 Расчётные характеристик и жидких и твердых топлив

Бассейн, месторождение	Марка топлива	Класс	Состав рабочей массы топлива, %
			WР	Ар	Sр	Ср	Нр	NР	Ор
Мазут	-------	Высоко-сернистый	3,0	0,1	2,8	83	10,4	-	0,7

Расчётные характеристики топлива

По таблице 2.1. для высокосернистого мазута:

Wp = 3,0%; Ap = 0,1%; Sp = 2,8%; Cp = 83%; Hp = 10,4%; Np = -: Qрн = 38800 МДж/кг

Марка мазута - М100.

Приведённая сернистость:

=

Расчётные характеристики топок.

Присосы воздуха в котельных установках

Для характеристики топочного устройства используются следующие основные показатели:

Коэффициент избытка воздуха на выходе из топки - бт;

Тепловое напряжение объёма топки - qv (кВт/м3);

Тепловые напряжения площади зеркала горения (для слоевых топок) - qR (кВт/м2);

Потеря теплоты от химической неполноты сгорания -q3( %);

Потеря теплоты от механической неполноты сгорания (для твердых топлив)- q4(%);

Доля золы топлива, уносимой газами (для твердых топлив)- бун.

Выбор конкретных значений расчетных характеристик топочных устройств производится в зависимости от вида сжигаемого топлива, способы его сжигания, конструкции топки и мощности котлоагрегата по таблицам.

В большинстве котельных установок (в частности, в котельных установках, работающих по схеме с уравновешенной тягой) участки газоходов от топки до побудителя тяги находятся под разряжением, в результате чего через неплотности обмуровки лючки и гляделки к дымовым газам из вне подсасывается воздух, что, в свою очередь приводит к увеличению коэфицента избытка воздуха по газовому тракту.

С учетом этого расчетные значения коэффициента избытка воздуха на отдельных участках газового тракта котельной установки (бi) определяется суммированием коэффициента избытка воздуха в топке (бт) с присосами в газоходах (Дб), расположенных между топкой и рассматриваемым сечением:

бi = бт + Дб

Величины присосов воздуха (Дб) в отдельных элементах котельных установок рекомендуется принимать по данным таблицы 5.4.

Таблица 2.2 Расчетные характеристики камерныхгазомазутных топок

Топливо	Коэффициент избытка воздуха на выходе из топки бТ	Допустимое тепловое напряжение объёма топки qv, кВт/м3	Потери теплоты от химической неполноты сгорания q, %
Мазут	1,1 - 1,15	360 - 630	0,5

Примечание: для газомазутных топок, длительное время работающих на мазуте характеристики принимаются по мазуту.

Расчетные характеристики топки

По таблице 2.2 для камерной газомазутной топки (топливо - высокосернистый мазут): коэффициент избытка воздуха на выходе из топки - бт = 1,1; тепловое напряжение объема топки - qv = 360 - 630 кВт/м3; потери теплоты от химической неполноты сгорания - q3 = 0,5%.

Коэффициенты избытка воздуха

в газовом тракте установки.

Присосы воздуха в отдельных элементах котельной установки по таблице 5.4:

В конвективном пучке - Дбкп= 0,05;

В стальных газопроводах длинной L? 11,0 м - Дбг = 0,01.

Коэффициента избытка воздуха:

За котлом - бк = бт+ Дбкп = 1,1 + 0,05 = 1,15;

Перед дымососом - бg = бк + Дбг+б = 1,15 + 0,01+0,05 = 1,21.

2.2 Расчет объема воздуха, необходимого для горения и объемов образующихся дымовых газов

Теоретический объём воздуха (V0, м3/кг), необходимый для полного сгорания 1 кг твердого или жидкого топлива заданного состава определяются по уравнению:

V0 = 0,0889 (Ср + 0,375 Spор+к) + 0,265 Нр- 0,0333 Ор

Теоретические объемы продуктов сгорания (при б =1) при сжигании жидких топлив (Vi0, м3/кг) расчитывается по соотношениям:

а) объем азота:

V0N2 = 0,79 V0 + 0,008 Np;

б) объем трехатомных газов:

в) объем водяных паров:

V0H2O =0,111Hp + 0,0124W + 0,0161 V0

При наличии парового дутья или парового распыливания мазута при расходе пара Gф, кг/кг, в величину V0H2O включается член 1,24 Gcp.

Объемы продуктов сгорания жидких топлив, полученных при избытке воздуха б >1, отличаются от теоретических на величину объемов избыточного воздуха [Vвизб = (б - 1)V0] и водяных паров, содержащихся в избыточном воздухе [Vн2оизб = 0,0161(б - 1)V0], с учетом этого действительный объем водяных паров определяется по уравнению:

Vн2о= V0н2о + 0,0161(б - 1) V0,

а действительный объем дымовых газов по формуле:

VR = VRO2 + V0N2 + V0н2о + 1,0161(б - 1)V0

Объёмные доли трёхатомных газов и водяных паров, равные их парциальным давлениям при общем давлении 0,1 Мпа, вычисляются по соотношениям:

Средняя плотность продуктов сгорания(pr, кг/м3) определяется как:

Где масса газов (Gr,кг/кг или кг/м3) при сжигании жидких топлив находится из выражения:

Gr= 1 - 0,01· Ар+ 1,306· б· V0.

Объём воздуха и продуктов сгорания.

Топливо - высокосернистый мазут.

Теоретический объём воздуха:

V0 = 0,0889 · (C+ 0375 · Sр)+ 0,265·Нр- 0,0333·Ор =0,0889·(83+0375·2,8)+0,265 ·10,4 - 0,0333·0,7 =10,08 м3|кг/

Теоретический объём азота:

V0N2=0,79·10,08+0,008 =7,96 м3/кг.

Объём трёхатомных газов?

Теоретический объём водяных паров:

V0н2о=0,111·10,4 + 0,0124 ·30+0,0161·10,08 =1,7 м3/кг.

Таблица 2.3

Высчитываемая величина	Размерность	Коэффициент избытка воздуха
		бт=1,1	бк=1,15	бд=1,16
Vн2о=V0н2о+0,0161(б-1)· V0	м3/кг	1,716	1,724	1,734
Vr=VRO2+V0N2+V0H2O+1,0161·(б-1)V0	,,	4,3	4,8	5,4
ЧRO2 = VRO2 / Vг	-	0,37	0,33	0,29
ЧH2O = VH2O / Vг	-	0,41	0,36	0,32
Ч п= ЧRO2+ Ч Н2О	-	0,77	0,69	0,61
Gг =1-0,01·Ар+1,306·б·V0	кг/кг	15,5	16,1	13,6
сг = Gг / Vг	кг/м3	3,6	3,4	2,5

2.3 Расчёт энтальпий дымовых газов

Вычисление действительно количество продуктов сгорания определяется зависимостью:

Iг = I0г+(б-1) I0в

где I0г - энтальпия теоретического объёма дымовых газов, кДж/кг или кДж/м3;

I0в - энтальпия теоретического объёма воздуха, кДж/кг или кДж/м3.

Энтальпия теоретического объёма дымовых газов рассчитывается по формуле:

I0г =VRO2(СU)RO2+V0N2(CU)N2 + V0H2(CU)H2 ,

где (CU)RO2, (CU)N2, (CU)H2O, - энтальпия 1м3 трёхатомных газов (может приниматься как (CU)СО2), азота и водяных паров

(кДж/кг или кДж/м3), определяемые в зависимости от температуры по таблице 7.1.

Энтальпия теоретического объема воздуха вычисляется по уравнению:

I0в =Vp, (CU)B ,

где (CU)B - энтальпия 1 м3 воздуха (кДж/кг или кДж/м3), определяемая в зависимости от температуры по таблице 7.1.

Таблица 2.4 Энтальпия дымовых газов

U, 0C	VRO2= 1,57 м3/кг V0N2= 8,06 м3/кг VH2O= 1,36 м3/кг	I0Г, КДж/кг	V0=10,2 м3/кг	I0в, кДж/кг	IГ= I0Г+(б-1) I0В, кДж/кг
	(CU)CO2	(CU)N2	(CU)H2O		(CU)B		бT= 1,1	бK= 1,15	бд= 1,21
100	169	130	151	1562	132	1330	-		1841,3
200	357	260	304	3158	266	2620	-	3551	3708,2
300	559	392	463	4801	403	4062	5207,2	54103,3	5654,0
400	772	527	626	6494	542	5463	7040,3	7313,4	-
500	996	664	794	8229	684	6894	8918,4		-
600	1222	804	967	9998	830	8366	10134,6		-
700	1461	946	1147	11815	979	9868	2167,8		-
800	1704	1093	1335	13695	1130	11390	14834		-
900	1951	1243	1524	15607	1281	12912	16898,2		-
1000	2202	1394	1725	17551	1436	14474	18998,4		-
1100	2457	1545	1926	19503	1595	16077	21110,7		-
1200	2717	1695	2131	23110	1754	17680	24878		-
1300	2976	1850	2344	23471	1931	19464	25417,4	-	-
1400	3240	2009	2558

Страница:

•  1 
•  2 
•  3 

дипломная работа "Тепловой расчет котлоагрегата" скачать

Подобные документы

• Усовершенствование системы газоочистки энергоблоков 150 МВт Приднепровской ТЭС

  Обзор методов очистки дымовых газов тепловых электростанций. Проведение реконструкции установки очистки дымовых газов котлоагрегата ТП-90 энергоблока 150 МВт в КТЦ-1 Приднепровской ТЭС. Расчет скруббера Вентури для очистки дымовых газов котла ТП-90.
  
  дипломная работа [580,6 K], добавлен 19.02.2015
  

• Расчет котлоагрегата

  Краткое описание теории горения топлива. Подготовка твердого топлива для камерного сжигания. Создание технологической схемы. Материальный и тепловой баланс котлоагрегата. Продукты сгорания твердого топлива. Очистка дымовых газов от оксидов серы.
  
  курсовая работа [8,9 M], добавлен 16.04.2014
  

• Выбросы вредных веществ в атмосферу

  Расчет выброса и концентрации загрязняющих веществ в атмосферу при сжигании топлива в котельных агрегатах и высоты источника рассеивания. Определение системы подавления вредных веществ и системы очистки дымовых газов в зависимости от вида топлива.
  
  реферат [54,3 K], добавлен 16.05.2012
  

• Проверочный расчет котельного агрегата типа БГМ-35

  Расчет горения топлива. Тепловой баланс котла. Расчет теплообмена в топке. Расчет теплообмена в воздухоподогревателе. Определение температур уходящих газов. Расход пара, воздуха и дымовых газов. Оценка показателей экономичности и надежности котла.
  
  курсовая работа [4,7 M], добавлен 10.01.2013
  

• Тепловой расчет котла

  Расчетные характеристики топлива. Расчет теоретических объемов воздуха и основных продуктов сгорания. Коэффициент избытка воздуха и объемы дымовых газов по газоходам. Тепловой баланс котла и топки. Тепловой расчет конвективных поверхностей нагрева.
  
  контрольная работа [168,0 K], добавлен 26.03.2013
  

• Тепловой расчет котлоагрегата

  Общая характеристика котла. Определение составов и объемов воздуха и продуктов сгорания по трактам. Расчет энтальпии дымовых газов. Тепловой баланс котельного агрегата. Основные характеристики экономайзера. Расчет конвективных поверхностей нагрева.
  
  курсовая работа [151,1 K], добавлен 27.12.2013
  

• Расчёт тепловых процессов топки котла

  Основы проектирования котельных, выбор их производительности и типа. Тепловой расчет агрегата, определение количества воздуха, необходимого для горения, состава и количества дымовых газов. Конструктивный расчет экономайзера, проверка теплового баланса.
  
  дипломная работа [339,0 K], добавлен 13.12.2011
  

• Топливо. Тепловой баланс котельного агрегата

  Виды топлива, его состав и теплотехнические характеристики. Расчет объема воздуха при горении твердого, жидкого и газообразного топлива. Определение коэффициента избытка воздуха по составу дымовых газов. Материальный и тепловой баланс котельного агрегата.
  
  учебное пособие [775,6 K], добавлен 11.11.2012
  

• Поверочный тепловой расчет котлоагрегата

  Описание котлоагрегата до перевода на другой вид топлива. Характеристика принятых к установке горелок. Обоснование температуры уходящих газов. Расчет объемов воздуха и продуктов сгорания при сжигании двух видов топлива. Тепловой баланс и расход топлива.
  
  дипломная работа [3,3 M], добавлен 13.06.2015
  

• Разработка проекта котла–утилизатора Пр-223/57-7,15/0,53-508/207

  Анализ компоновочных решений и обоснование конструкции котла-утилизатора. Байпасная система дымовых газов. Характеристика основного топлива. Разработка конструкции пароперегревателя, испарительных поверхностей нагрева, расчет на прочность элементов котла.
  
  дипломная работа [629,3 K], добавлен 25.03.2014
  

Другие документы, подобные "Тепловой расчет котлоагрегата"

• главная
• рубрики
• по алфавиту
• вернуться в начало страницы
• вернуться к началу текста
• вернуться к подобным работам