Размещено на http://www.allbest.ru/

Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина

Кафедра тепловых электрических станций

Задание для выполнения курсового проектирования по паровым котлам

Студенту III курса 2 группы ТЭ факультета

Муравьеву М.М.

Разработать курсовой проект котла по нижеследующим исходным данным:

Тип котла БГ-35 ___

Номинальная паропроизводительность ДК= 50 т/ч

Рабочее давление в барабане котла РК= 44 кгс/см²

Рабочее давление на выходе из пароперегревателя РПЕ= 40 кгс/см²

Температура перегретого пара tПЕ= 445°С

Температура питательной воды tПВ= 140°С

Температура уходящих газов tУХ= 125°С

Температура горячего воздуха tГВ= 210°С

Вид и марка топлива Газ Камыши.

Специальное задание

Плавкость золы твердого топлива (принять по нормам ТРКА)

Тип топочного устройства



Содержание

1. Краткое описание парогенератора Е-50-40

2. Составление расчетно-технологической схемы трактов парового котла. Выбор коэффициентов избытка воздуха

3. Топливо и продукты сгорания

4. Тепловой баланс парового котла. Определение расчетного расхода топлива

5. Выбор схемы топливосжигания

6. Поверочный расчет топки

7. Поверочный расчет фестона

8. Определение тепловосприятий пароперегревателя, экономайзера, водухоподогревателя и сведение теплового баланса парового котла

9. Поверочно-конструкторский расчет пароперегревателя

10. Поверочно-конструкторский расчет хвостовых поверхностей нагрева

10.1 Расчёт водного экономайзера

10.2 Расчёт воздушного подогревателя

11. Каркас, обмуровка и гарнитура котла

12. Пуск и остановка котельного агрегата

Список литературы

1. Краткое описание парогенератора Е-50-40

Топочная камера объемом 238 м² полностью экранирована трубами 603 мм с шагом 70 мм. Для работы на буром угле и торфе ее с фронтовой стороны оборудуют двумя шахтными молотковыми мельницами, а для работы на каменном угле двумя пылеугольными горелками, которые располагают на боковых стенах топки.

Схема испарения трехступенчатая (рис. 1). Чистый отсек (первая ступень) расположен в средней части барабана, солевые (вторая ступень) -- по его торцам. В солевых отсеках находится по два внутрибарабанных циклона. В третью ступень включены два выносных циклона 377 мм с внутренней улиткой.

Перегреватель агрегата Е-50-40 -- горизонтального типа, змеевиковый, радиационно-конвективный, расположен за фестоном и выполнен из труб 323 мм.

Экономайзер парогенератора Е-50-40 -- стальной, гладкотрубный, змеевиковый, одноступенчатый, с шахматным расположением труб 283. Поперечный шаг труб -- 140 мм, продольный -- 50 мм.

Воздухоподогреватель парогенератора Е-50-40 -- трубчатый, одноступенчатый, трехходовый (по воздуху), с вертикальным расположением труб 401,5. Поперечный шаг труб -- 54 мм, продольный -- 42 мм.



2. Составление расчетно-технологической схемы трактов парового котла. Выбор коэффициентов избытка воздуха

Величину коэффициента избытка воздуха на выходе из топки, при использовании твердого топлива, принимаем т''=1,1

Для заданного парового котла находим значения присосов воздуха в газоходы.

Таблица 2.1

Элементы парового котла	Газоходы	Величина присоса
Топочная камера	Топка парового котла для газового топлива	0,05
Котельные пучки	Фестон	0
Пароперегреватели	Первичный пароперегреватель	0,03
Экономайзеры	Котлов Д<50 т/ч	0,08
Воздухоподогреватели (трубчатые)	Котлов Д<50 т/ч	0,06

котёл парогенератор топливо нагрев

Вычисляем величины коэффициентов избытка воздуха за каждым газоходом, а также их средние значения

Таблица 2.2

№п./п.	Газоходы	Коэф. избытка воздуха за газоходом ''	Величина присоса	Средний коэф. избытка воздуха в газоходе
1	Топка и фестон	т''=ф'=т=1,1	т=0,05	т=т''=1,15
2	Паронагреватель	пе''=т''+пе=1,15+ +0,03=1,18	пе=0,03	пе=(пе''+т'')/2= =(1,18+1,15)/2= =1,165
3	Экономайзер	эк''=пе''+эк=1,18++0,08=1,26	эк=0,08	эк=(эк''+пе'')/2= =(1,26+1,18)/2=1,22
4	Воздухоподогреватель	вп''=ух''=эк''+вп=1,26+0,06=1,32	вп=0,06	вп=(ух+эк'')/2= =(1,32+1,26)/2=1,29



3. Топливо и продукты сгорания

Вид топлива: Газ Камыши (25)

Элементарный состав рабочей массы топлива, величину теплоты сгорания, выход летучих, температурную характеристику золы, теоретические объемы воздуха и продуктов горения берем из приложений П1 и П2 [1]

Элементарный состав рабочей массы топлива:

СН4=81,5%; С2Н4=8%; С3Н8=4%; С4Н10=2,3%; С5Н12=0,5%; N2=3,2%; СО2=0,5;

Величина теплоты сгорания: Qнс=9900 ккал/кг

Для контроля проверяем баланс элементарного состава:

СН4+ С2Н4+ С3Н8+ С4Н10+ С5Н12+ N2+ СО2=100%

81,5%+8%+4%+2,3%+0,5%+3,2%+0,5%=100%

Теоретические объемы:

Воздуха: Vo=10,95 м³/кг

Продуктов горения: V(RO2)=1,22 м³/кг; Vo(N2)=8,68 м³/кг; Vo(H2O)=2,35 м³/кг

Таблица 3.1. Объемы и массы продуктов горения, доли трехатомных газов и водяных паров, концентрация золы.

№ п/п	Величина	Единицы	Vo=10,95 м3/кг; V(RO2)=1,22 м3/кг; Vo(N2)=8,68 м3/кг; Vo(H2O)=2,35 м3/кг;
			Газоходы
			Топка и фестон	Пароперегреватель	Экономайзер	Воздухоподогреватель
1	Коэф. избытка воздуха за газоходом ''	--	т''= =1,1	пе''= =1,18	эк''= =1,26	вп''= =1,32
2	Коэф. избытка воздуха средний в газоходе	--	т''= =1,15	т= =1,165	эк= =1,22	вп= =1,29
3		ЗА	М3/КГ	2,3675	--	--	2,4061
		СР		--	2,3789	2,3885	2,4008
4		ЗА	М3/КГ	13,3450	--	--	15,7540
		СР		--	14,0568	14,6590	15,4255
5		ЗА	--	0,0914	--	--	0,0774
		СР		--	0,0868	0,0832	0,0791
6		ЗА	--	0,1774	--	--	0,1527
		СР		--	0,1692	0,1629	0,1556
7		ЗА	--	0,2688	--	--	0,2302
		СР		--	0,2560	0,2462	0,2347
8		ЗА	КГ/КГ	16,6418	--	--	19,7879
		СР		--	17,5713	18,3579	19,3589
9		ЗА	КГ/КГ	--	--	--	--
		СР		--	--	--	--
10		ЗА	КГ/М3	1,2470	--	--	1,2561
		СР		--	1,2500	1,2523	1,2550

Рассчитываем значения энтальпий воздуха и продуктов сгорания и сводим результаты в таблицу 3.2. Энтальпии воздуха и продуктов горения Jво и Jго берем из приложений П3 и П4[1]

Таблица 3.2. Энтальпии воздуха и продуктов горения по газоходам парового котла

Газоходы	Температура газов v,C	Jго, ккал/кг	Jво, ккал/кг	(''-1)Jво, ккал/кг	Jг= =Jго+(''--1)Jво, ккал/кг	Jг=(Jг)i- (Jг)i+1, ккал/кг
1	2	3	4	5	6	7
Топка и фестон (т'')	2200	10859	8888	888,8	11747,8	594,8
	2100	10308	8450	845	11153	593,8
	2000	9758	8012	801,2	10559,2	586,8
	1900	9215	7574	757,4	9972,4	588,7
	1800	8670	7137	713,7	9383,7	579,7
	1700	8133	6710	671	8804	577,7
	1600	7598	6283	628,3	8226,3	573,7
	1500	7067	5856	585,6	7652,6	565,7
	1400	6544	5429	542,9	7086,9	568,7
	1300	6018	5002	500,2	6518,2	557,6
	1200	5502	4586	458,6	5960,6	544,6
	1100	4999	4170	417	5416	541,6
	1000	4499	3754	375,4	4874,4	539,2
	900	4001	3342	334,2	4335,2	--
Пароперегреватель (пе'')	700	3030	2561	460,98	3490,98	535,56
	600	2565	2169	390,42	2955,42	521,4
	500	2112	1789	322,02	2434,02	511,14
	400	1668	1416	254,88	1922,88	--
Экономайзер (эк'')	500	2112	1789	465,14	2577,14	540,98
	400	1668	1416	368,16	2036,16	527,38
	300	1235	1053	273,78	1508,78	--
Воздухоподогр-ель (вп''=ух)	300	1235	1053	305,37	1540,37	524,53
	200	814	696	201,84	1015,84	512,5
	100	403	346	100,34	503,34	--



4. Тепловой баланс парового котла. Определение расчетного расхода топлива

Составляем тепловой баланс для установившегося состояния парового котла:

100=q1+ q2+ q3+ q4+ q5+ q6

Для газообразных топлив располагаемое тепло топлива:

Qpp= Qнс=9900 ккал/кг

Потери тепла с химическим q3 и механическим q4 недожогом определяем по таблице 4.1.[1] Для газовых котлов с паропроизводительностью Д=35 т/ч: q3=0,5%, q4=0 и qv=600 Мкал/кг

Потерю тепла с уходящими газами находим по формуле:

Величину энтальпии уходящих газов Jух определяем линейной интерполяцией по таблице 3.2. для заданной температуры уходящих газов:

%



Потерю тепла от наружного охлаждения котла q5 находим по рис. 3.1.[1]:

q5=f(Д)=f(35)=1.1%

КПД парового котла брутто находим по методу обратного баланса:

=100-(q2+ q3+ q4+ q5+ q6)=100-(5,023+0,5++1,1)=93,34%

Расход воздуха, подаваемого в топку, рассчитываем по формуле:

Qпк - количество теплоты полезно отданное в паровом котле

Находим значения энтальпий перегретого пара iпе и питательной воды iпв:

По Рпе=40 кгс/см² и tпе=450С iпе=795,4ккал/кг

Рпв=1,08Рб=1,08 44=47,52 кгс/см² (Рб - давление в барабане котла)

По Рпв=47,5 кгс/см² и tпв=140С iпв=146,5 ккал/кг

кг/ч

При расчете конвективных поверхностей нагрева долю потери тепла q5, приходящуюся на остальные газоходы, учитывают введением коэффициента сохранения тепла:



Определяем расход фактически сгоревшего топлива с учетом механической неполноты горения:

кг/ч



5. Выбор схемы топливосжигания

Схему топливосжигания выбираем в зависимости от марки и качества топлива. В целях обеспечения полного выгорания топлива выбираем схему подготовки топлива к сжиганию, подачи его к горелкам, тип, число и схему расположения горелок на стенах топочной камеры.

Согласно рекомендациям в методическом указании [2] выбираем систему пылеприготовления с двумя среднеходными мельницами под избыточном давлением и прямом вдуванием пыли.

По чертежу принимаем:

Таблица 5.1.

Тип горелок	Прямоточно-улиточная ОРГРЭС
Число горелок	2
Схема расположения горелок	Фронтальная
Диаметр амбразуры	151976 мм2
Площадь стен незащищенных экранами	361700 мм2

Для углей с Vг28% скорость аэросмеси на выходе из горелки принимаем 1820 м/с. Скорость вторичного воздуха 2225 м/с.



6. Поверочный расчет топки

Задачей поверочного расчёта является определение температуры газов на выходе из топки m'' при заданных конструктивных размерах топки, которые определяют по чертежам парового котла.

1) Определение конструктивных размеров и характеристик топки.

Примечания к таблице 5.1:

Площадь стены топки

Fстф=Fстф'+Fстт+2Fстб+Fстз+Fстз'+Fок=47,615+11,395+233,954+21,721+13,9635+15,408=178,00968 м²

Угловой коэффициент экрана x определяем по номограмме 1а в зависимости от S/d и e/d для этого экрана. Угловой коэффициент экрана, закрытого огнеупорной массой, равен единице. Реальные условия работы экранов с учетом загрязнения их отложениями шлака и золы оценивают коэффициентом тепловой эффективности экранов:

х,

где

-- коэффициент, учитывающий снижение тепловосприятия вследствие загрязнения экранных труб или нанесения на них слоя огнеупорного материала.

Среднее значение коэффициента тепловой эффективности для топки в целом определяют по формуле:



Активный объём топочной камеры определяют по формуле:

м³

Эффективная толщина излучающего слоя:

м

Таблица 6.1. Конструктивные размеры и характеристики топочной камеры.

№п/п	Наименование величины	Обозначение	Единица	Источник или формула	Топочные экраны	Выходное окно
					Фронтовой	Боковой	Задний
					Основная часть	Под или хол. вор.		Основная часть	Под или хол. вор.
1	Расчетная ширина экранированной стены	bст	мм	Чертеж и эскиз	4280	4280	4020	4280	4280	4280
2	Освещенная длина стены	lст	мм	Чертеж и эскиз	11125	2662,5	--	5075	3262,5	3600
3	Площадь стены	Fст	м2	bст lст	47,615	11,395	33,954	21,7241	13,9635	15,408
4	Площадь участка не закрытого экранами	Fстi	м2	Чертеж и эскиз	6,6635	11,395	6,0106	2,639	13,9635	--
5	Наружный диаметр труб	d	мм	Чертеж и эскиз	0,06	--
6	Число труб в экране	Z	шт.	Чертеж и эскиз	48	--	34	48	--	--
7	Шаг экранных труб	S	мм	Чертеж и эскиз	80	--	110	80	--	--
8	Отн-ый диаметр труб	S/d	--	--	1,333	--	1,833	1,333	--	--
9	Расстояние от оси трубы до обмуровки	e	мм	Чертеж и эскиз	60	--	60	60	--	--
10	Отнсительое расстояние до обмуровки	e/d	--	--	1	--	1	1	--	--
11	Угловой коэф. экрана	x	--	Номограмма 1а	0,975	--	0,905	0,975	--	1
12	Коэф. учитывающий загрязнения		--	Таблица 2.2.[2]	0,65
13	Коэф. Тепловой эффективности экрана		--	x	0,63375	--	0,58825	0,63375	--	0,65

2

Расчёт теплообмена в топке.

Расчёт основан на приложении теории подобия к топочным процессам. Расчётная формула связывает температуру газов на выходе из топки т'' с критерием Больцмана Bo, степенью черноты топки ат и параметром М, учитывающим характер распределения температур по высоте топки и зависящим от относительного местоположения максимума температур пламени, который определяется схемой размещения и типом горелок.

При расчёте теплообмена используют в качестве исходной формулу:

где Tm''=m''+273 -- абсолютная температура газов на выходе из топки, [K];

Ta= a+273 -- температура газов, которая была бы при адибатическом

сгорании топлива, [K];

Bо -- критерий Больцмана, определяемый по формуле:

Из этих формул выводятся расчётные.

Определяем полезное тепловыделение в топке Qт и соответствующую ей адиабатическую температуру горения Та:

При tгв=210С Jгво=731,7 ккал/м³

При tхв=30С Jхво=103,8 ккал/м³

Количество тепла, вносимое в топку с воздухом Qв, определяем по формуле:

ккал/м³

Полезное тепловыделение в топке Qт соответствует энтальпии газов Jа, которой располагали бы при адиабатическом сгорании топлива,

т.е. Qт= Jа а=2011C;

Параметр М, характеризующий температурное поле по высоте топки, определяем по формуле:

М=А-BХт

где А и В опытные коэффициенты, значения которых принимаем:

А=0,54; В=0,2; (при камерном сжигании газа).

Относительное положение максимума температур факела в топке определяем по формуле:

Хт= Хг+ Х

где Хг - относительный уровень расположения горелок, представляющий собой отношение высоты расположения осей горелок hг (от пода топки или середины холодной воронки) к общей высоте топки Нт (от пода топки или середины холодной воронки до середины выходного окна из топки, т.е. Хг = hг/ Нт); Х - поправка на отклонение максимума температур от уровня горелок, принимаемая по таблице 2.4.[2]: Х=0,15

Т.к. число ярусов горелок 2 то hг вычисляют по формуле:

Степень черноты топки ат и критерий Больцмана В0 зависят от искомой температуры газов на выходе т''. Принимаем т''= 1100 0С, этой температуре соответствует Jт''=5416 ккал/м³.

Среднюю суммарную теплоемкость продуктов сгорания определяем по формуле:

Степень черноты топки определяют по формуле:

где аф - эффективная степень черноты факела.

При камерном сжигании газового топлива основными излучающими компонентами пламени являются трехатомные газы (СО2 и Н2О) и взвешенные в них частицы сажи.

В этом случае степень черноты факела определяется по формуле:



Для газового топлива: m=0,1

Величины асв и аг определяют по формулам:

Коэффициент ослабления лучей kc сажистыми частицами определяют по формуле:

Температура газов на выходе из топки:



при т''=1015,6С Jт''=4958,88 ккал/м³

Определяем количество тепла, переданное излучением в топке:

ккал/м³

Определим тепловые нагрузки топочной камеры:

Удельное тепловое напряжение объёма топки:

Допуск 250300 Мкал/м³ч;

Удельное тепловое напряжение сечения топки в области горелок:

При фронтальном расположении горелок максимально допустимое напряжение сечения топочной камеры по условиям шлакования экранов топки для шлакующих каменных углей: qf=1500 Мкал/(м²ч). Полученное значение меньше допустимого.



7. Поверочный расчет фестона

Задачей поверочного расчёта является определение температуры газов за фестоном ф'' при заданных конструктивных размерах и характеристиках поверхности нагрева, а также известной температуре газов перед фестоном, т.е. на выходе из топки т''.

По чертежам парового котла составляют эскиз фестона.

По чертежам парового котла составляем таблицу:

Таблица 7.1. Конструктивные размеры и характеристики фестона.

Наименование величин	Обозн.	Раз-ть	Ряды фестона	Для всего фестона
			1	2	3
Наружный диаметр труб	d	м	0,06	0,06
Количество труб в ряду	Z	шт	16	16	16	--
Длина трубы в ряду	li	м	4,375	4,35	4,4	--
Поперечный шаг труб	S1	м	0,24	0,24
Продольный шаг труб	S2	м	--	0,22	0,22	0,22
Угловой коэф. фестона	Хф	--	--	--	--	1
Расположение труб	--	--	Шахматное	--
Расчётная поверхность нагрева	H	м2	13,1947	13,1193	13,2701	39,5841
Высота газохода	ai	м	4,376	4,325	4,075	--
Ширина газохода	b	м	4,28	--
Площадь живого сечения	F	м2	14,764	14,539	13,553	14,1585
Относительный поперечный шаг труб	S1/d	--	4	4
Относительный продольный шаг труб	S2/d	--	--	3,667	3,667	3,667
Эффективная толщина излучающего слоя	Sф	м	--	--	--	0,95441

Принимаем Хф = 1, тем самым увеличиваем конвективную поверхность пароперегревателя (в пределах 5%), что существенно упрощает расчёт. По S1 и S2 определяем эффективную толщину излучающего слоя фестона Sф:



Расположение труб в пучке - шахматное, омывание газами - поперечное (угол отклонения потока от нормали не учитываем). Высоту газохода `а' определяют в плоскости, проходящей по осям основного направления каждого ряда труб в границах фестона. Ширина газохода `b' одинакова для всех рядов фестона, её определяют как расстояние между плоскостями, проходящими через оси труб правого и левого боковых экранов.

Площадь живого сечения для прохода газов в каждом ряду:

Fi = aib - Z1 liпрd;

где liпр - длина проекции трубы на плоскость сечения, проходящую через ось труб рассчитываемого ряда.

lпр1=4,2375 м; lпр2=4,1375 м; lпр3=4,05 м;

Fср находим как среднее арифметическое между F1 и F3.

Расчётная поверхность нагрева каждого ряда равна геометрической поверхности всех труб в ряду по наружному диаметру и полной обогреваемой газами длине трубы, измеренной по её оси с учётом конфигурации, т.е. гибов в пределах фестона:

Нi = dZ1i li;

где Z1i - число труб в ряду; li - длина трубы в ряду по её оси.

Расчётная поверхность нагрева фестона определяют как сумму поверхностей всех рядов:



Нф = Н1 + Н2 + Н3 = 13,1947+13,1193+13,2701 = 39,5841 м²

На правой и левой стене газохода фестона расположена часть боковых экранов, поверхность которых не превышает 5% от поверхности фестона:

Ндоп = FстXб=2,82880,905=2,5486 м²

Где: Fст -- поверхность стен боковых экранов, расположенная выше 1-ого ряда фестона; Xб -- угловой коэффициент бокового экрана.

Нф' = Нф + Ндоп = 39,5841 + 2,5486 = 42,1295 м²

Составляем таблицу исходных данных для поверочного теплового расчёта фестона.

Ориентировочно принимают температуру газов за фестоном на 301000С ниже, чем перед ним:

ф''=ф'-(30100)=1015,6-100=915,6C

Таблица 7.2.

Наименование величин	Обозначение	Размерность	Величина
Температура газов перед фестоном	т''=ф'	0С	1015,6
Энтальпия газов перед фестоном	Jт''=Jф'	Ккал/кг	4958,88
Объёмы газов на выходе из топки при т	Vг	м3/кг	13,345
Объёмная доля водяных паров	rH2O	--	0,1761
Объёмная доля трёхатомных газов	rRO2	--	0,0914
Температура состояния насыщения при давлении в барабане Рб=44кгс/см2	tн	0С	254,87



Jф'=Jт''=4958,88 ккал/кг

Для ф''=915,6C при т''=1,2 находим энтальпию газов за фестоном:

ккал/м³

Jф''=4796,856 ккал/кг и по уравнению теплового баланса определяем тепловосприятие фестона:

ккал/м³

Уравнение теплопередачи для всех поверхностей нагрева записывают в следующем виде:

Где k -- коэффициент теплопередачи, t --температурный напор,

Н -- расчётная поверхность нагрева

При сжигании газа коэффициент теплопередачи определяют по формуле:

Где: к -- коэффициент теплоотдачи конвекцией; л -- коэффициент теплоотдачи излучением газового объёма в трубном пучке; -- коэффициент тепловой эффективности поверхности; = 1.

Для определения к -- коэффициента теплоотдачи конвекцией от газов к стенке труб рассчитаем среднюю скорость газового потока:



Для нахождения к по номограмме 13[3] определяем: н=31 ккал/м²чоС и добавочные коэффициенты: Сz=0,89; Сф=0,99; Сs=0,94

к = нСzСфСs = 310,890,9994 = 25,67 ккал/м²ч^оС;

Коэффициент теплоотдачи излучением равен

Для нахождения л используем номограммы и степень черноты продуктов горения `a':

Для незапылённой поверхности

kpS = (kгrn)pS

Где р = 1кгс/ см²; rn=0,2256

рnS = rnS = 0,26750,95441 = 0,2553;

По номограмме 3[2]находим kг = 1,1;



По номограмме 19[3] находим:

при tст=tн+25С=254,87+25=279,87C и ср=1040,6С н=156 ккал/м²ч^оС

Cг=1

л=наCг =1560,20970,96=32.7132 ккал/м²ч^оС.

Для фестона =0,85

Находим температурный напор:

Если тепловосприятия фестона по уравнениям теплового баланса и теплопередачи отличаются менее чем на 5%, то температура за фестоном задана правильно:

т.о. поверочный расчёт выполнен.



8. Определение тепловосприятий пароперегревателя, экономайзера, водухоподогревателя и сведение теплового баланса парового котла

1) Тепловосприятие пароперегревателя

При выполнении расчёта в целях уменьшения ошибок и связанных с ними пересчётов до проведения поверочно-конструкторских расчётов пароперегревателя целесообразно определить тепловосприятия этих поверхностей по уравнениям теплового баланса и свести тепловой баланс по паровому котлу в целом.

Тепловосприятия пароперегревателя и воздухоподогревателя определяем по уравнениям теплового баланса рабочего тела (пара, воздуха), а тепловосприятие экономайзера - по уравнению теплового баланса теплоносителя (продуктов сгорания).

Тепловосприятие пароперегревателя определяем по формуле:

Находим при Pпе=40 кгс/см² и tпе=445^oC iпе=792,6 ккал/м³;

При Pб=44 кгс/см² iн=668,2 ккал/ м³;

iпо--съем тепла в пароохладителе, служащем для регулирования температуры перегретого пара: iпо =15 ккал/ м³;

ккал/ м³

Тепло, воспринимаемое пароперегревателем за счёт излучения факела топки, принимаем для упрощения расчётов равным нулю(Qпел =0), а угловой коэффициент фестона Хф=1.

В этом случае полное тепловосприятие пароперегревателя численно совпадает с тепловосприятием конвекцией:

Qпек = Qпе=2003,44 ккал/м³.

Для газохода пароперегревателя уравнение теплового баланса теплоносителя (дымовых газов) имеет вид:

Это уравнение решаем относительно искомой энтальпии газов за пароперегревателем:

Энтальпия теоретического необходимого количества холодного воздуха Jхво (при t=30C) определяем по формуле:

ккал/ м³

ккал/ м³

Полученное значение энтальпии газов за пароперегревателем позволяет определить температуру дымовых газов за ним: пе''=587,83C;

2) Тепловосприятие воздухоподогревателя

Тепловосприятие воздухоподогревателя определяют по уравнению теплового баланса рабочего тела (воздуха), т.к. температура горячего воздуха (после воздухоподогревателя) задана.

Тепловосприятие воздухоподогревателя зависит от схемы подогрева воздуха. При отсутствии предварительного подогрева воздуха, когда tв'=tхв, тепловосприятие определяют по формуле:



где Jгвo находим по tгв=210^oC ккал/м³;

Примем t'хв=30С, тогда ккал/м³

вп - отношение объёма воздуха за воздухоподогревателем к теоретически необходимому:

Тепловосприятие воздухоподогревателя по теплоносителю (продуктам сгорания) имеет вид:

Уравнение решаем относительно Jэк'':

где Jух - энтальпия уходящих газов, которую находим по tух=125^oC

ккал/м³;

Jпрсo - энтальпия теоретического объёма воздуха, которую находим при температуре присасываемого воздуха tпрс, который через неплотности поверхности перетекает с воздушной стороны на газовую за счет разности статистических давлений.

С

ккал/м³;

ккал/м³;

Полученное значение энтальпии газов за экономайзером позволяет определить температуру дымовых газов за ним:

C.

3) Тепловосприятие водяного экономайзера

Тепловосприятие водяного экономайзера определяем по уравнению теплового баланса теплоносителя (дымовых газов):

4) Определение невязки теплового баланса

Определяем невязку теплового баланса парового котла:

Qpp=9900 ккал/м³; пк=94,55%; Qл=5635,06 ккал/ м³; Qпекб=2003,44ккал/ м³; q4=0%

ккал/м³

Расчет выполнен.



9. Поверочно-конструкторский расчет пароперегревателя

Целью поверочно-конструкторского расчёта пароперегревателя является определение его поверхности нагрева при известных тепловосприятиях, конструктивных размерах и характеристиках. Тепловосприятие пароперегревателя определено ранее, конструктивные размеры и характеристики поверхности заданы чертежом. Решением уравнения теплопередачи определяют требуемую (расчётную) величину поверхности нагрева пароперегревателя, сравнивают её с заданной по чертежу и принимают решение о внесении конструктивных изменений в поверхность.

По чертежам парового котла составляем эскиз пароперегревателя в двух проекциях на миллиметровой бумаге в масштабе 125.

По чертежам и эскизу заполняем таблицу:

Таблица 9.1. Конструктивные размеры и характеристики пароперегревателя.

Наименование величины	Обозначение	Единица	Номер ступени по ходу газа	Весь п/п
			1	2
Наружный диаметр труб	d	мм	38	38	38
Внутренний диаметр труб	dвн	мм	32	32	32
Число труб в ряду	Z1	шт	40	40	--
Число рядов походу газов	Z2	шт	6	12	18
Средний поперечный шаг труб	S1	мм	110	110	110
Средний продольный шаг труб	S2	мм	93	91	92
Средний относительный поперечный шаг труб	S1/d	--	2,895	2,895	2,395
Средний относительный продольный шаг труб	S2/d	--	2,447	2,392	2,4195
Расположение труб	--	--	Коридорное	--
Характер взаимного движения сред	--	--	Смешанный ток	--
Длина трубы змеевика	l	м	21,45	21,1	--
Поверхность, примыкающая к стене	Fст X	м2	3,6463	7,689	11,242
Поверхность нагрева	H	м2	106,045	108,386	214,461
Высота газохода на входе	a'	мм	3900	1788	--
Высота газохода на выходе	a''	мм	3350	1875	--
Ширина газохода	b	мм	4400	4400	4400
Площадь живого сечения для прохода газов на входе	F'	м2	11,954	5,4352	--
То же на выходе	F''	м2	9,914	5,818	--
То же среднее	Fcp	м2	10,934	5,6266	6,8594
Средняя эффективная толщина излучающего слоя	S	мм	--	--	271
Глубина газов. объема до пучка	lоб	мм	4750	2100	2575
Глубина пучка	ln	мм	4650	1000	1465
Количество змеевиков, вкл. параллельно по пару	m	шт.	40	40	40
Живое сечение для прохода пара	f	м2	0,03216	0,03216	0,03216

Целесообразность разделения пароперегревателя на ступени обычно определяют характером взаимного движения сред (газов и пара) и размещением между ступенями пароохладителей. Поверхность нагрева пароперегревателя определяем по наружному диаметру труб, полной длине змеевика (с учётом гибов) l и числу труб в ряду (поперёк газохода) Z1.В неё также включается поверхность труб, примыкающих к обмуровке, называемая дополнительной, которую определяют как произведение площади стены (потолка) Fст, занятой этими трубами, на угловой коэффициент х, определяемый по номограмме на основании соотношений S1/d и е/d, причём е/d r/d =0,5 х=0,76 (по номограмме 1а[2]).

Площадь среднего живого сечения для прохода пара:



Составляем таблицу исходных данных поверочно-конструкторского теплового расчёта пароперегревателя:

Таблица 9.2.

Наименование величины	Обозначение	Единица	Величина
Температура газов до п/п	''ф	С	915,6
Температура газов за п/п	''пе	С	587,83
Температура пара в состоянии насыщения	tн	С	254,87
Температура перегретого пара	tпе	С	450
Средний удельный объем пара в п/п	ср	м3/кг	0,0411
Тепловосприятие конвективное по балансу	Qкпе	ккал/кг	2003,44
Средний объем газов в п/п (при песр )	Vг	м3/кг	13,5093
Объемная доля водяных паров	rH20	--	0,1740
Суммарная объемная доля 3хатомных газов	rп	--	0,2643
Массовая концентрация золы		кг/кг	--

Средний удельный объём пара находим с использованием по удельным объёмам пара в состоянии насыщения и перегретого пара:

При Рб=44 кгс/см² н=0,04499 м³/кг

При Рпе=40 кгс/см² и tпе=450С пе=0,0809 м³/кг

Все остальные величины определены ранее.

Коэффициент теплопередачи определяем для пароперегревателя в целом по средним значениям необходимых величин из таблиц.

Средняя температура газов:



Средне значение давления:

Коэффициент теплопередачи от газов к стенке для всех схем пароперегревателей определяем по формуле:

где -- коэффициент тепловой эффективности поверхности; =0,85

Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке для всех схем пароперегревателей определяем по формуле:

Где к -- коэффициент теплоотдачи конвекцией; л--коэффициент теплоотдачи излучением газового объёма в трубном пучке; = 1;

Рассчитаем среднюю скорость потока пара:

Коэффициент теплоотдачи конвекцией, отнесённый к полной расчётной поверхности, определяют по номограмме12:

По d=0,038 м и wпср=18,97 м/с определяем н=43 ккал/м²ч^оС;

По s/d=0,09194 определяем Сs=1;

По z=12 определяем Сz=1;

По =751,71С и rH2O=0,1740 определяем Сф=1,01

к = нСzСфСs = 43111,01 = 43,77 ккал/м2чоС;

Коэффициент теплопередачи излучением с учетом поправок на lоб и lп

А -- коэффициент при сжигании газа А=0,3

л -- коэффициент теплоотдачи излучением определяем по номограмме 19:

По =751,71С и tсг=t+25=334,87+25=359,87 определяем:

н=107 ккал/м²ч^оС; Сг=0,94

Для нахождения л используем номограммы и степень черноты продуктов горения `a':

Суммарная оптическая толщина газового потока kpS = (kгrn)Sp,

где р = 1кгс/ см²; rn=0,2643; S=0,2708 м; рnS = rnS = 0,26430,2708 = 0,07157; по номограмме 3[2]находим kг = 2,3;

л = насг =1070,15180,94= 15,268 ккал/м²ч^оС;

При расчёте пароперегревателя и экономайзера на величину л необходимо ввести поправку, связанную с наличием газового объёма, свободного от труб перед этими поверхностями и между отдельными пакетами поверхностей:

Где Тк -- температура газов в объёме камеры, (К); lоб и lп - соответственно суммарная глубина пучка и суммарная глубина газового объёма до пучка.

Коэффициент теплоотдачи от стенки к пару в пароперегревателе определяем по номограмме, при среднем значении давлений, температур и скорости пара:

При этой скорости пара Сd = 0,99; н = 1000 ккал/м²ч^оС;

2 = нСd = 10000,99 = 990 ккал/м²ч^оС;

Коэффициент теплоотдачи:



В пароперегревателях с параллельно-смешанным током, коэффициент определяют из номограммы 30[3] по безразмерным параметрам P и R, которые рассчитываем по формулам:

Где Нпрм -- поверхность нагрева прямоточной ступени

Н -- суммарная поверхность нагрева пароперегревателя

Где lпрм=10,55 м

По номограмме 29 по А,P,R =0,99

tпрм -- средний температурный напор, который определяем из предположения, что в ней осуществим чистый противоток.

Определим t' и t'' и выявим большее и меньшее значения:



Т.к. tб/tм =465,6/332,2=1,4<1,7 то температурный напор с достаточной точностью определим как среднее арифметическое

Определим расчётную поверхность:

Невязка:

Невязка > 2% вносим конструктивные изменения.

Найдем число петель змеевика, которое надо добавить:

Следовательно, добавляем к поверхность пароперегревателя 1 змеевика.

Расчёт выполнен.



10. Поверочно-конструкторский расчет хвостовых поверхностей нагрева

10.1 Расчёт водного экономайзера

С использованием ранее выполненных расчётов для теплового расчёта экономайзера составляют таблицу исходных данных:

Таблица 10.1.

Наименование величины	Обозначение	Единица	Величина
Температура газов до экономайзера	''пе	С	587,83
Температура газов за экономайзером	''эк	С	253,61
Температура питательной воды	tпв	С	140
Давление питательной воды перед экономайзером	Р'эк	кгс/см2	47,52
Энтальпия питательной воды	iпв	ккал/кг	146,5
Тепловосприятие по балансу	Qбэк	ккал/кг	1203,87
Средний объем газов при среднем избытке воздуха	Vг	м3/кг	14,1115
Объемная доля водяных паров	rH 0	--	0,0855
Суммарная объемная доля 3хатомных газов	rп	--	0,2139
Массовая концентрация золы в газоходе		кг/кг	--

Примечание: Давление воды перед водяным экономайзером для паровых котлов среднего давления принимают Рэк = 1,08Рб=1,0844=47,52 кгс/см².

Предварительно определяем тип водяного экономайзера (кипящий или некипящий) по значению энтальпии рабочей среды за экономайзером:

Энтальпию и температуру воды после водяного экономайзера определяют из уравнания теплового баланса по рабочему телу (воде):



Где Dэк - пропуск воды через экономайзер, кг/ч; при поверхностных пароохладителях Dэк = Dпе =D;

iэк - энтальпия воды после водяного экономайзера, ккал/кг; iэк - энтальпия воды перед водяным экономайзером, ккал/кг.

При указанной схеме включения пароохладителя:

По iэк = 161 ккал/кг и Рэк = 47,5 кгс/см² находим tэк = 160⁰С;

По iэк = 245,26 ккал/кг и Рб = 44 кгс/см² находим tэк = 250⁰С;

Т.к i''эк < i`эк, значит экономайзер некипящего типа.

По чертежам парового котла составляем эскиз экономайзера в двух проекциях на миллиметровой бумаге в масштабе 125, на котором указываем все конструктивные размеры.

По чертежам и эскизу заполняем таблицу:

Таблица 10.2. Конструктивные размеры экономайзера

Наименование величины	Обозначение	Единица	Величина
Наружный диаметр труб	d	мм	32
Внутренний диаметр труб	dвн	мм	26
Число труб в ряду	Z1	шт.	15
Число рядов походу газов	Z2	шт.	52
Поперечный шаг труб	S1	мм	80
Продольный шаг труб	S2	мм	60
Относительный поперечный шаг труб	S1/d	--	2,5
Относительный продольный шаг труб	S2/d	--	1,875
Расположение труб	--	--	Шахматное
Характер взаимного движения сред	--	--	Противоток
Длина горизонтальной части петли змеевиков	l1	м	4,15
Длина проекции одного ряда труб на горизонтальную плоскость сечения	lпр	м	4,225
Длина трубы змеевика	l	м	112,612
Поверхность нагрева ЭКО по чертежу	Hэк.ч.	м2	339,63
Глубина газохода	a	м	1,26
Ширина газохода	b	м	4,4
Площадь живого сечения для прохода газов	Fг	м2	3,516
Средняя эффективная толщина излучающего слоя	S	м	0,1431
Суммарная глубина газовых объемов до пучков	lоб	м	3
Суммарная глубина пучков труб	ln	м	3
Количество змеевиков, включенных параллельно по воде	m	шт.	30
Живое сечение для прохода воды	f	м2	0,0159

Площадь живого сечения для прохода газов в экономайзере при поперечном омывании его газами определяем по формуле:

где lпр - длина проекции ряда труб на плоскость сечения, м;

Площадь живого сечения для прохода воды:

Поверхность нагрева экономайзера:

Где l - длина змеевика, определяемая с использованием длины горизонтальной части змеевика (l1):



Средняя эффективная толщина излучающего слоя:

Коэффициент теплопередачи для экономайзера в целом определяем по средним значениям необходимых величин.

Где -- коэффициент тепловой поверхности, который равен =0,85.

Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке определяем по формуле:

Где к-- коэффициент теплоотдачи конвекцией; л--коэффициент теплоотдачи излучением газового объёма в трубном пучке; = 1;

Для определения к -- коэффициента теплоотдачи конвекцией от газов к стенке труб рассчитаем среднюю скорость газа на входе в экономайзер:

Скорость газов на входе в экономайзер:

Скорость воды на входе в экономайзер:



Средняя температура газов:

Средняя температура рабочего тела:

При поперечном омывании шахматных пучков дымовыми газами коэффициент теплоотдачи конвекцией, отнесённый к полной расчётной поверхности, определяем по номограмме 13[3]:

н=75 ккал/м²ч^оС; добавочные коэффициенты: Сz=1; Сф=0,98; Сs=1,01;

к = нСzСфСs = 7511,010,98 = 74,235 ккал/м²ч^оС;

При расчёте экономайзера на величину л необходимо ввести поправку, связанную с наличием газового объёма, свободного от труб перед этими поверхностями и между отдельными пакетами поверхностей:

где А -- коэффициент, который при сжигании газа равен А=0,3

Тк -- температура газов в объеме камеры



Для нахождения л используем номограмму 19[3] и степень черноты продуктов горения `a':

Для незапылённой поверхности , где р = 1кгс/ см²; rn=0,253; рnS = rnS = 0,2530,143 = 0,03618;

По номограмме 3[2]находим kг = 4,1;

По номограмме 19[3] по =420,75С и tcт=t+25С=205+25=230С находим н=25,4 ккал/м²ч^оС; Сг=0,97 л = на Сг =25,40,13790,97=3,39ккал/м²ч^оС;

Температурный напор:

температурный напор с достаточной точностью можно найти как:



Определим расчётную поверхность:

Невязка:

Расчёт закончен.

10.2 Расчёт воздушного подогревателя

По чертежам парового котла составляем эскиз воздухоподогревателя в двух проекциях на миллиметровой бумаге в масштабе 125, на котором указывают все конструктивные размеры.

По чертежам и эскизу заполняем таблицу:

Таблица 10.3. Конструктивные размеры и характеристики воздухоподогревателя

Наименование величины	Обозначение	Единица	Величина
Наружный диаметр труб	d	мм	40
Внутренний диаметр труб	dвн	мм	37
Число труб в ряду (поперек движения воздуха)	Z1	шт.	56
Число рядов по ходу воздуха	Z2	шт.	29
Поперечный шаг труб	S1	мм	60
Продольный шаг труб	S2	мм	44
Относительный поперечный шаг труб	S1/d	--	1,5
Относительный продольный шаг труб	S2/d	--	1,1
Расположение труб	--	--	Шахматное
Характер омывания труб газами	--	--	Продольное
Характер омывания труб воздухом	--	--	Поперечное
Число труб, включенных параллельно по газам	Z0	шт.	1624
Площадь живого сечения для прохода газов	Fг	м2	1,7461
Ширина воздухоподогревателя по ходу воздуха	b	м	3,48
Высота одного хода по воздуху (заводская)	hх	м	1,4
Площадь живого сечения для прохода воздуха (заводская)	Fв	м2	1,736
Поверхность нагрева ВЗП	Hвп	м2	549,99

Примечание: Трубчатые воздухоподогреватели, как правило, выполняются с вертикальным расположением труб в газоходе, внутри которых движутся газы, а воздух омывает шахматно расположенный пучок труб снаружи, омывание поперечное; взаимное движение сред характеризуется перекрёстным током. Число ходов воздуха не меньше двух.

Расчётно определим число труб, включенных параллельно по газам:

Z0=Z1Z2=5629=1624

Площадь живого сечения для прохода газа:

Площадь живого сечения для прохода воздуха (по заданной заводской конструкции):



Поверхность нагрева ВЗП:

С использованием ранее выполненных расчётов для теплового расчёта ВЗП составляют таблицу исходных данных:

Таблица 10.4.

Наименование величины	Обозначение	Единица	Величина
Температура газов до воздухоподогревателя	''эк	С	253,61
Температура газов за воздухоподогревателем	ух	С	125
Температура воздуха до воздухоподогревателя	t'	С	30
Температура горячего воздуха после воздухоподогревателя	t''в=tгв	С	210
Объем газов при среднем коэффициенте избытка воздуха	Vг	м3/кг	15,2065
Теоретический объем воздуха	Vо	м3/кг	10,95
Отношение объема воздуха за воздухоподогревателем к теор. необходимому	''вп	--	1,05
Отношение объема рециркулирующего воздуха к теор. необходимому	рц	--	--
Объемная доля водяных паров	rH2O	--	0,1545
Тепловосприятие воздухоподогревателя по балансу	Qбвп	ккал\кг	677,88

Находим скорости газов и воздуха:

Уточняем необходимую высоту хода воздуха:

Задаемся необходимой скоростью воздушного потока

Определяем необходимую площадь живого сечения для прохода воздуха:

Находим необходимую высоту хода по воздуху и принимаем ее за исходную:

Определяем поверхность нагрева воздухоподогревателя:



Коэффициент теплопередачи для воздухоподогревателя в целом определяем по средним значениям необходимых величин.

Где = 0,85

Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке для воздухоподогревателя определяем по формуле:

При продольном омывании трубной поверхности дымовыми газами коэффициент теплоотдачи конвекцией, отнесённый к полной расчётной поверхности, определяем по номограмме 14:

н=29,08 ккал/м²ч^оС; добавочные коэффициенты: Сф=1,1549; Сl=1;

1 =к = нСфСl = 29,081,15491 = 33,5844 ккал/м²ч^оС;

При поперечном омывании шахматных пучков дымовыми газами коэффициент теплоотдачи конвекцией, отнесённый к полной расчётной поверхности, определяем по номограмме 13[3]:

н= 55 ккал/м²ч^оС; добавочные коэффициенты: Сz=1; Сф=0,98; Сs=1,01;

2= нСzСфСs = 5510,981,01 = 54,439 ккал/м²ч^оС;



Температурный напор:

Тогда температурный напор с достаточной точностью можно найти как:

Поправочный коэффициент определяем по номограмме и по безразмерным параметрам P и R:

По R и Р находим = 0,92

Определим расчётную поверхность:



Невязка:

Невязка < 10% не вносим конструктивные изменения.

Расчёт закончен.

В заключение расчета хвостовых поверхностей составляем эскиз их компоновки в общем вертикальном газоходе, с указанием основных габаритных параметров.



11. Каркас, обмуровка и гарнитура котла

Каркас котла -- металлическая конструкция, предназначенная для поддержания барабана, трубкой поверхности нагрева, коллекторов, обмуровки, лестниц с площадками обслуживания и других элементов оборудования котла.

В современных котельных агрегатах каркаса, выполняемые в виде рамной конструкции, состоят из основных колонн и балок, несущих главную конструкционную нагрузку, и вспомогательных балок, служащих для обвязки и придания жесткости каркасу, а также для крепления обмуровки, гарнитуры и других деталей котла. Основные колонны и балки обычно выполняются составными из двутавров или швеллеров требуемого сечения. Детали каркаса, соединяемые с помощью сварки или на болтах, устанавливают на специальный фундамент, который выполняется, как правило, из железобетона и является самостоятельным, несвязанным с фундаментом здания котельной.

Каркас котла крепится фундаменту с помощью опорных башмаков колонн или плит, которые заделывают в фундамент путем заливки их бетоном или анкерными болтами. Опорные башмаки выполняются из листовой стали и угольников. Нижнюю плоскость их рассчитывают с учетом допускаемой удельной нагрузки на фундамент.

Все основные колонны и балки размещают вне газоходов котла. Как правило, их не заделывают в обмуровку, благодаря чему они предохраняются от чрезмерного нагрева и возможности появления дополнительных температурных напряжений.

Обмуровка котла (стены котельного агрегата) -- предназначена для тепловой и гидравлической изоляции котла от окружающей среды. Для обеспечения нормальной работы котлоагрегата обмуровка должна обладать необходимыми: механической прочностью, плотностью, температуростойкостью и хорошими теплоизолирующими свойствами.

Тепловая изоляция уменьшает потери теплоты в окружающую среду и обеспечивает допустимую температуру наружной поверхности обмуровки, которая по санитарно-гигиеническим условиям не должна превышать 5060С.

Обмуровка достаточной плотности предохраняет от подсоса воздуха в топку и газоходы, а при некоторых условиях работы котлоагргата -- от проникновения дымовых газов в рабочее помещение, которое недопустимо по условиям техники безопасности. При подсосе воздуха увеличиваются потери теплоты с уходящими газами, а также повышается расход электроэнергии на дымососную установку вследствие увеличения ее нагрузки.

В прошлом обмуровка котлов устраивалась только из обыкновенного глиняного и огнеупорного кирпича. В настоящее время, в современных котлах она выполняется в виде комбинированной конструкции, состоящей из кирпича различных типов, изоляционных материалов, металлических скрепляющих деталей, а также уплотняющих замазок и металлической обшивки. При устройстве обмуровок наибольшее применение находит обыкновенный глиняный кирпич, огнеупорный шамотный, диатоловый и др.

Обыкновенный кирпич вследствие недостаточной огнеупорности используют для кладки наружной части обмуровки и газоходов с пониженной температурой дымовых газов (до600С). Огнеупорный кирпич (главным образом шамотный) используется для внутрееней части обмуровки в местах с высокой температурой газов в топочной камере, первом газоходе и т.п.

По конструктивному оформлению обмуровка делится на тяжелую, облегченную и натрубную. Тот или иной тип обмуровки применяется в зависимости от мощности и конструкции котлоагрегата.

В нашем котле используем тяжелую обмуровку. Она устраивается в 1,5-2,5 кирпича в два слоя (380-640 мм). Внутренний слой обмуровки выкладывается из огнеупорного (в большинстве случаев шамотного) кирпича и называется доутеровкой. Внешний слой выполняется из обыкновенного кирпича. Обе части обмуровки кладут независимо друг от друга. Для устойчивости ее при небольшой высоте стен через каждые 4-6 рядов между слоями делают перевязку путем выпуска огнеупорных кирпичей. При более высоких стенах кладку обмуровки разделяют на участики и тем самым разгружают футеровку по высоте. В противном случае перевязывающие кирпичи могут ломаться (особенно при высокой температуре) и связь между их слоями нарушается. Для возможности теплового расширения в кладке предусматривают температурные швы, заполняемые астбестовым шнуром. Тяжелая обмуровка опирается на собственый фундамент.

Гарнитура котлоагрегата -- устройства, предназначенные для обслуживания котла, наблюдения за его работой: загрузочные и шуровочные дверцы, лазы с дверками, воздушные и газовые заслонки, взрывные клапаны.

Лазы служат для осмотра, ремонта и очистки газоходов. Лазы выполняются в виде чугунных рам, заделываемых в обмуровку, к которой крепятся дверки 450450 мм.

Взрывные клапаны устанавливают с целью предохранения обмуровки от разрушения при внезапном взрыве горючих газов. Взрывной клапан состоит из рамы с зарепленным в ней астбестовым или тонким металлическим листом с надрезом. При взрыве горючей смеси давление в газоходе повышается, при этом лист в клапане разрывается и через образовавшиеся в нем отверстия дымовые газы выпускаются в атмосферу, что и предохраняет обмуровку от разрушения.



12. Пуск и остановка котельного агрегата

1) Пуск котла.

Осмотр котла перед растопкой.

Растопка котла, вышедшего из капитального и среднего ремонта может производиться только с разрешения начальника цеха, оформленного записью в оперативном журнале начальника смены котельного цеха.

Перед растопкой котлоагрегата после капитального, текущего ремонта или котла, находящегося в состоянии холодного резерва, необходимо произвести наружный осмотр всего оборудования: Осмотреть изнутри топку и убедиться в исправном состоянии обмуровки котла, подвесных сводов, в отсутствии в топке лесов и посторонних предметов. Осмотреть через лазы газохода котла воздухоподогреватель. При осмотре убедиться в исправном состоянии поверхностей нагрева, отсутствии посторонних предметов и чистоте поверхностей нагрева. При наличии отложений сажи на поверхностях нагрева воздухоподогревателя, в газоходах котла и в карманах дымососов, они должны быть отмыты водой до растопки котла. Осмотреть обмуровку топки, котла, конвективной шахты и уплотнить все обнаруженные щели, отверстия и неплотности. Проверить закрытие всех люков и лазов на котле, дымососах, воздушных и газовых коробах, воздухоподогревателях и других местах. Проверить чистоту площадок и самого оборудования. Проверить исправность арматуры котлоагрегата.

До заполнения котла водой нужно убедиться в плотном закрытии люков барабана. Подготовить к работе форсунки. Осмотреть и проверить готовность к пуску и работе всего вспомогательного оборудования, а именно: проверить наличие ограждений у вращающихся частей механизмов и их крепление, проверить наличие смазки и масла в подшипниках и их чистоту

Подготовка холодного котла к пуску.

Подготовку к растопке котла производит старший машинист котельной с машинистом котла, с последующей проверкой всего оборудования начальником смены.

Заполнение котла водой.

После осмотра и проверки готовности оборудования к пуску можно производить заполнение котла водой или его подпитку, если вода из него не спускалась.

При заполнении котла водой необходимо иметь в виду, что температура воды перед барабаном котла не должна отличаться более чем на 40С от температуры металла барабана. При большой разнице температур заполнение котла водой запрещается.

Растопка котла из холодного состояния.

Производится таким образом, чтобы расположенные в топке поверхности нагрева прогревались равномерно, без больших температурных перекосов.

Перед растопкой котла, персонал участка ТАИ включает в работу все контрольно-измерительные приборы и колонки дистанционного управления, проверяет защиты котла.

Допустимая скорость растопки определяется:

Перепадом температур между верхней и нижней образующими барабана котла, который не должен превышать 1520С.

Равномерным прогревом всех циркулирующих контуров котла.

В процессе растопки, независимо от продолжительности, может иметь место значительное отставание в прогреве и не только отдельных экранов, но даже тех или иных экранных контуров. Это может привести к неустойчивой циркуляции в котле, разбежке температур в барабане, а в ряде случаев и к циркуляционным авариям. Для предотвращения отставания расширения отдельных экранных контуров, в процессе растопки необходимо производить до трех продувок коллекторов с одновременным увеличением продувки пароперегревателя.

Растопка котла из горячего состояния.

Если котел находится в кратковременном резерве и в котле имеется давление, то при его растопке и включении руководствоваться следующим: Проверить состояние запорной арматуры и гарнитуры котла. Воздушники и вторые по ходу пара вентили продувки должны быть закрытыми. Проверить исправность форсунок. Подпитать котел до растопочного уровня и продуть нижние точки экранов. Дать воздух на растопочную горелку. Зажечь форсунки и отрегулировать процесс горения в топке. После этого открыть продувку пароперегревателя. Подготовиться к прогреванию паропровода к коллектору. В период растопки обеспечить постоянную подачу питательной воды на котел.

2) Остановка котла.

Останов котла производится по распоряжению начальника смены станции, старшим машинистом котельной, или машинистом котла. Перед остановом необходимо произвести внешний осмотр котла, обратив особое внимание на приводы запорной арматуры главных паропроводов, их дренажей.

Постоянно уменьшая подачу пыли,воздуха, тягу, отключить форсунки. Затем продуть форсунки. Через 10 минут после погасания факела в топке, отключить дутьевые вентиляторы, а затем и дымососы, закрыть направляющие дымососов и вентиляторов, закрыть шибер циркуляции дымовых газов. Через 4045 минут после погасания факела, отключить котел от паровой магистрали, открыть дренаж паропровода и продувку пароперегревателя, последнюю держать открытой в течении 3050 минут.

Во время снижения нагрузки котла, параметры острого пара должны поддерживаться в номинальных пределах. На протяжении всего останова котла необходимо тщательно вести наблюдение за уровнем воды в котле. При останове котла все люки, лазы и направляющие должны быть закрыты в течении 68 часов. Пуск в работу дымососа для расхолодки разрешается через 10 часов после останова котла. Спуск воды из остановленного котла разрешается после снижения давления в нем до атмосферного и температуры котловой воды не выше 80С. Контроль за температурой газов в газоходах котла вести в течении 24 часов после останова с записью в суточную ведомость через каждые 2 часа.

При останове котла в горячий резерв поддерживать давление в котле не ниже 35 кгс/см², для чего периодически подсвечивать растопочную горелку.



Список литературы

1. Методические указания по определению коэффициента полезного действия паровых котлов / Парилов В.А., Ривкин А.С., Ушаков С.Г., Шелыгин Б.Л. - Иваново, 1987. - 36 с.

2. Методические указания по поверочному расчёту топочной камеры и фестона паровых котлов / Парилов В.А., Ривкин А.С., Ушаков С.Г., Шелыгин Б.Л. - Иваново; ИЭИ, 1987. - 36 с.

3. Методические указания по определению коэффициента теплопередачи и температурного напора при расчёте поверхностей нагрева паровых котлов / Парилов В.А., Ривкин А.С., Ушаков С.Г., Шелыгин Б.Л. - Иваново; ИЭИ, 1987.

4. Методические указания по конструкторскому расчёту пароперегревателя и хвостовых поверхностей паровых котлов / Парилов В.А., Ривкин А.С., Ушаков С.Г., Шелыгин Б.Л. - Иваново; ИЭИ, 1991. - 36 с.

5. Александров В.Г. Паровые котлы средней и малой мощности. - Л.: Энергия, 1972. -- 200 с.

6. Ковалёв А.П., Лелеев Н.С., Виленский Т.В. Парогенераторы: Учебник для ВУЗов. - М.: Энергоатомиздат, 1985. - 376 с.

7. Тепловой расчёт котельных агрегатов. (Нормативный метод) / Под редакцией Н.В. Кузнецова. - М.: Энергия, 1973. - 296 с.

8. Резников М.И. Парогенераторные установки электростанций. - М.: Энергия, 1974. -360 с.

Размещено на Allbest.ru