Котельные установки и парогенераторы

Федеральное агентство  по образованию

Филиал Дальневосточного государственного технического

университета (ДВПИ им. В.В. Куйбышева)

в г. Петропавловске-Камчатском

 

 

 

 

Кафедра «Промышленной  теплоэнергетики

и

Электроснабжения»

 

 

 

 

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

 

 

 

 

Дисциплина: «Котельные установки и парогенераторы»

 

 

 

Выполнил студентка

Очного обучения 3 курса

Группы ПК-ПТЭД-08

Варваренко Е.С.

Научный руководитель:

Профессор Потапов В.В.

 

Дата сдачи на

рецензирование:

_______________

Работа защищена

с оценкой:

_______________

Дата _____ подпись ______

 

 

г. Петропавловск-Камчатский, 2011г.

 

Содержание

1. Конструктивная схема котла типа ДКВР паропроизводительностью 10 т/ч.

2. Топливные характеристики.

3. Присосы и избытки воздуха в газоходах.

4. Действительные объемы.

5. Таблица энтальпий продуктов сгорания и воздуха.

6. Таблица энтальпий продуктов сгорания по газоходам парогенератора.

7. Тепловой баланс котельного агрегата.

8. Технологическая схема подготовки мазута.

9. Геометрический расчет топки.

10. Тепловой расчет топки.

11. Геометрические характеристики конвективного пучка.

12. Тепловой расчет конвективного пучка.

13. Геометрические характеристики экономайзера.

14. Тепловой расчет экономайзера.

15. Уточнение теплового баланса.

16. Сводная таблица.

17. Список используемой литературы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задание на курсовой проект.

 

 

 

Табл. 1.

№	Наименование	Обозначение	Размерность	Результат
1	Тип парогенератора	ДКВР-10-13
2	Производительность	Д	т/ч	10
3	Нагрузка	Д	кг/с	2,222
4	Влажность топлива	W	%	3
5	Графическая часть	Продольный и поперечный разрез котла
6	Марка топлива	Мазут низкосернистый
7	Давление перегретого  пара	Р	кгс/см2	Принимается по паспорту
8	Температура перегретого  пара	t°	C°	‘-‘
9	Давление питательной  воды	Р	кгс/см2	‘-‘
10	Температура питательной воды	t°	C°	‘-‘
11	Температура топлива	t°	C°	90
12	Давление в барабане	Р	кгс/см2	‘-‘

 

 

 

Конструктивная схема котла типа ДКВР

паропроизводительностью 10 т/ч.

 

Конструктивная схема  котла типа ДКВР паропроизводительностью 10 т/ч одинакова независимо от используемого топлива и применяемого топочного устройства.

Котел имеет верхний длинный  и нижний короткий барабаны, расположенные  вдоль оси котла. Барабаны соединены развальцованными в них гнутыми кипятильными трубами, образующими развитый конвективный пучок. Перед конвективным пучком расположена экранированная топочная камера. Трубы боковых экранов завальцованы в верхнем барабане, нижние концы экранных труб приварены к нижним коллекторам.

Топочная камера для исключения затягивания пламени в конвективный пучок и уменьшения потерь с уносом и химическим недожогом разделяется шамотной перегородкой на собственно топку и камеру догорания. Перед шамотной перегородкой установлен задний экран. Камера догорания отделяется от конвективного пучка шамотной перегородкой, устанавливаемой между первым и вторым рядами кипятильных труб, вследствие чего первый ряд труб конвективного пучка является одновременно и задним экраном камеры догорания. Внутри конвективного пучка устанавливается чугунная перегородка, разделяющая его па первый и второй газоходы. Вход топочных газов в конвективный пучок и выход их из котла выполнены асимметрично.

Питание боковых экранов водой  осуществляется из нижних коллекторов, куда вода поступает по опускным трубам из верхнего барабана и одновременно по соединительным трубам из нижнего барабана. Такая схема подвода воды и коллекторы превышает надежность работы котла при пониженном уровне воды и способствует уменьшению отложения шлама в верхнем барабане.

Барабаны котлов типа ДКВР на 1,3 МПа  изготавливаются из низколегированной стали 16ГС и имеют одинаковые параметры 1000 мм, толщина стенки котлов 13 мм. Барабаны котлов оснащены лазовыми затворами, расположенными на задних днищах барабанов.

По нижней образующей верхних барабанов  всех котлов устанавливаются две  легкоплавкие пробки, предназначенные для предупреждения перегрева стенок барабана под давлением. Сплав металла, которым заливают пробки, начинает плавиться при упуске воды из барабана и повышении температуры его стенки до 280-320 °С. Шум пароводяной смеси, выходящий через образующееся в пробке отверстие при расплавлении сплава, является сигналом персоналу для принятия экстренных мер к останову котла. Завод изготовитель применяет в легкоплавких пробках сплав следующего состава: свинец С2 или С3 по ГОСТ 3778-56-90%; олово 01 или 02 по ГОСТ 860-60-1⁺² %. Колебания температуры плавления сплава допускаются в пределах 240-310 °С.

 

 

 

Ввод питательной воды выполняется  в верхний барабан, в водяном  пространстве которого она распределяется по питательной трубе. Для непрерывной  продувки на верхнем барабане устанавливается штуцер, на котором смонтирована регулирующая и запорная арматура. В нижнем барабане устанавливаются перфорированная труба для периодической продувки и трубы для прогрева котла паром при растопке.

Гибы труб экранов и конвективного пучка выполнены с радиусом 400 мм, при котором механическая очистка внутренней поверхности шарошками не представляет затруднений. Механическая очистка труб конвективного пучка и экранов производится из верхнего барабана. Камеры экранов очищаются через торцевые лючки, устанавливаемые на каждой камере.

Коллектора котлов типа ДКГСР изготовляются из труб диаметром 219х8 мм для котлов с рабочим давлением 1,3 МПа (13 кгс/см²). Конвективные пучки выполняются с коридорным расположением труб. Камеры, экранные и конвективные трубы котлов типа ДКВР изготовляются из углеродистой стали марок 10 и 20.

Очистка наружных поверхностей нагрева  от загрязнений в котлах типа ДКВР осуществляется обдувкой насыщенным или перегретым паром с давлением перед соплами 0,7-1,7 МПа (7-17 кг/см²), допускается применять для этой цели сжатый воздух. Для обдувки применяются стационарные обдувочные приборы и переносные, используемые для очистки экранов и пучков труб от золовых отложений через обдувочные лючки.

В котлах паропроизводительностью 10 т/ч камеры фронтового и заднего экранов крепятся кронштейнами к обвязочному каркасу, камеры боковых экранов крепятся к специальным опорам. Во всех котлах верхние барабаны не имеют специальных опор, нагрузка от них через трубы конвективного пучка и экранов воспринимается опорами нижнего барабана и коллекторов.

Котлы данного типа не имеют силового каркаса, в них применяется обвязочный каркас, который в котлах с облегченной обмуровкой используется для крепления обшивки.

Котлы типа ДКВР могут быть использованы в качестве теплофикационных. Оптимальными схемами для этих целей признаны; применение стандартного включенного в циркуляцию котла бойлера (теплообменника), размещенного над котлом, и установка бойлера отдельно от котла. Перевод котлов на водогрейный режим приводит к интенсивной коррозии поверхностей нагрева, как с газовой, так и с водяной стороны. В этом случае коррозируют не только трубные поверхности нагрева, но и поверхности барабанов, особенно при работе на топливе, содержащим серу.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Паровой котел типа ДКВР-4-13 с топкой для сжигания мазута

 

 

 

Исходные данные:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Топливные характеристики табличные

Топливо – мазут низкосернистый

 

Табл. 2.

Наименование	Обозначение	Размерность	Содержание по весу
Углерод		%	84,65
Водород		%	11,7
Кислород		%	0,15
Азот		%	0,15
Сера		%	0,3
Зольность		%	0,05
Влажность		%	3
Теплота сгорания низшая			38,8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 1. Технологическая схема подготовки мазута.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Цистерна с мазутом.

2. Сливное устройство.

3. Фильтр грубой очистки.

4. Сливной резервуар с подогревом.

5. Перекачивающий насос.

6. Основной резервуар.

7. Линии циркуляции мазута.

8. Насос первого подъема.

9. Обратный клапан.

10. Подогреватель мазута.

11. Фильтр тонкой очистки.

12. Насос второго подъема.

13. Запорная задвижка.

14. Регулятор расхода.

15. Расходомер.

16. Задвижка.

17. Форсунка. 

Присосы и избытки  воздуха в газоходах:

 

Табл. 3.

Поверхности нагрева		Избыток воздуха на входе,	Присос,	Избыток воздуха на выходе,
Радиационная	Топка	1,02	0,08	1,1
Конвективная	Шахта (до экономайзера)	1,1	0,08	1,18
	Экономайзер	1,18	0,1	1,28

 

 

1. Теоретический объем воздуха:

 

2. Теоретический объем трехатомных  газов:

 

3. Теоретический объем азота:

 

4. Теоретический объем воды (влаги):

 

5. Теоретический объем газов:

 

 

 

Действительные объемы:

 

Табл. 4.

Наименование величин и обозначение	Размерность	Топка	Конвективная шахта	Экономайзер
Коэффициент избытка  воздуха,	-	1,1	1,18	1,28
Средний коэффициент  избытка воздуха,	м3/кг	1,06	1,14	1,23
Полный объем паров:	м3/кг	1,52	1,53	1,55
Полный объем газов:	-	12,14	13	13,97
Объемная доля водяных  паров:	-	0,1252	0,1177	0,1109
Объемная доля трехатомных  газов:	-	0,13	0,122	0,113
Суммарная объемная доля:	-	0,255	0,239	0,224
Масса дымовых газов:	кг/кг	15,72	16,83	18,08
Безразмерная концентрация золы в дымовых газах:	кг/кг	3,15*10-5	2,94*10-5	2,74*10-5

 

- значение энтальпии золы  не учитывается.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица энтальпий воздуха  и продуктов сгорания

 

Табл. 5.

	ккал/м3	ккал/м3	ккал/м3	ккал/м3	ккал/кг	ккал/м3	ккал/м3	ккал/м3	ккал/кг	ккал/кг	ккал/м3
100	40,6	31	36	31,6	19,3	64,15	260,40	54,36	372	336
200	85,4	62,1	72,7	63,6	40,4	134,93	521,64	109,78	752	676
300	133,5	93,6	110,5	96,2	63	210,93	786,24	166,89	1142	1023
400	184,4	125,8	149,6	129,4	86	291,35	1056,72	225,90	1545	1376
500	238	158,6	189,8	163,4	109,5	376,04	1332,24	286,60	1958	1737
600	292	192	231	198,2	133,8	461,36	1612,80	348,81	2379	2107
700	349	226	274	234	158,2	551,42	1898,40	413,74	2811	2488
800	407	261	319	270	183,2	643,06	2192,40	481,69	3257	2870
900	466	297	364	306	209	736,28	2494,80	549,64	3712	3253
1000	526	333	412	343	235	831,08	2797,20	622,12	4173	3646
1100	587	369	460	381	262	927,46	3099,60	694,60	4635	4050
1200	649	405	509	419	288	1025,42	3402,00	768,59	5101	4454
1300	711	442	560	457	325	1123,38	3712,80	845,60	5578	4858
1400	774	480	611	496	378	1222,92	4032,00	922,61	6064	5273
1500	837	517	664	535	378	1322,46	4342,80	1002,64	6546	5688
1600	900	555	717	574	420	1422,00	4662,00	1082,67	7036	6102
1700	964	593	771	613	448	1523,12	4981,20	1164,21	7528	6517
1800	1028	631	826	652	493	1624,24	5300,40	1247,26	8022	6931
1900	1092	670	881	692	522	1725,36	5628,00	1330,31	8525	7357
2000	1157	708	938	732	600	1828,06	5947,20	1416,38	9023	7782
2100	1222	747	994	772		1930,76	6274,80	1500,94	9528	8207
2200	1287	786	1051	812		2033,46	6602,40	1587,01	10035	8632