Котельные установки и парогенераторы

 

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение высшего  профессионального образования

 

 

НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ

 «ГОРНЫЙ»

Кафедра теплотехники и теплоэнергетики

 

 

 

 

 

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине:

 

Котельные установки и  парогенераторы

 

 

 

Выполнил  студент:

Факультет: Энергетический

Курс: 4 курс

Специальность: 140101.65 «Тепловые электрические станции»

Шифр: 9102030051

 

 

Проверил  преподаватель:

Оценка:

Подпись преподавателя:

Дата:

 

 

 

Санкт-Петербург

2013 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

 

Содержание:

1.Задание………………………………………………………………………….1

2.Введение…………………………………………………………………………2

3.Описание котла ДКВР 20-13………………………………………………….3

4.Пояснительная  записка к тепловому расчёту.………………………………4

5.Пояснительная  записка к аэродинамическому  расчёту………………………5

6.Конструктивные  характеристики котла……………………………………..8

1)Топочная  камера………………………………………………………………8

2)Фестон……………………………….…………………………………………9

3)Камера  догорания……………………………………………………………..10

4)котельный  пучок………………………………………………………………10

5)водяной  экономайзер…………………………………………………………11

7.Топливо………………………………………………………………………..11

8.Коэффициенты  избытка воздуха, объёмы и энтальпии  продуктов сгорания по газоходам……………………………………………………………………...11

9.Тепловой  баланс и расход топлива…………………………………………...12

10.Расчёт  топки…………………………………………………………………..13

11.Расчёт  фестона………………………………………………………………..14

12.Расчёт  камеры догорания…………………………………………………….14

13.Расчёт  котельного пучка……………………………………………………..15

14.Расчёт  экономайзера…………………………………………………………16

15.Определение  невязки теплового баланса…………………………………16

16.Аэродинамический  расчёт………………………………………………….17

1)Расчёт  тяги……………………………………………………………………17

2)Выбор размеров  дымовой трубы…………………………………………….19

3)Расчёт  дутья………………………………………………………………….20

4)Выбор дымососа  и вентилятора…………………………………………….21

 

 

 

 

Задание на курсовой проект:

1.Выполнить тепловой поверочный расчёт парового котла типа ДКВР 20-13.

 

Нагрузка 100%.Топливо:мазут сернистый.

Коэффициент избытка воздуха на выходе из топки α=1,1

Температура питательной воды 104 С̊

2.Выполнить аэродинамический расчёт газо-воздушного тракта котельной установкиИзм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

1

 

 

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

2

Введение.

Производство  энергии в нашей стране ведётся  за счёт установки крупных теплоустановок; пиковых водогрейных котлов на тепловых электростанциях; производственных, производственно-отопительных и отопительных котельных с различной теплопроизводительностью.

Велики  потери энергии на электростанциях, в металлургической, в химической, нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности, в сельском хозяйстве.

Теплота уносится также ещё и вентиляцией  воздуха, канализационными и бытовыми стоками.

При производстве тепловой и электрической энергии  сжигается много топлива, велики потери энергии при её производстве и передаче потребителям.

Необходимо  уменьшить потери энергии при  её производстве. Это можно сделать  при использовании вторичных  энергоресурсов( ВЭР ).

Вторичные энергоресурсы –это энергия различных  видов, покидающих технологический  процесс или установки. Использование  в котельных не является обязательным.

Утилизация  ВЭР позволяет получить большую  экономию топлива и существенно  уменьшить затраты на создание соответствующей  энергии самой установкой. Рациональное и возможно более полное использование ВЭР даёт большую экономию материальных, трудовых затрат, обеспечивает снижение выбросов вредных веществ, в том числе и тепловых.

 

 

 

 

 

Описание котла ДКВР 20-13

Паровой котёл ДКВР 20-13 вертикальный водотрубный  двухбарабанный котёл с естественной циркуляцией.

Технические данные:

Паропроизводительность 20 т насыщенного пара в час.

Давление  насыщенного пара 1,37 Мпа

Температура насыщенного пара 194 с̊

Температура питательной воды 104 с̊

Компоновка котла:

Полностью экранированная экранными трубами 51ˣ2,5 мм камерная топка. На фронтовой стене размещены 3 газомазутных горелки ГМГ- 7М.

Фестон, выполненный  разводкой заднего экрана в 2 ряда.

Камера догорания  предназначенная для дожигания  несгоревших частиц топлива.

Котельный пучок  состоит из 42 рядов параллельных по 22 трубы(16рядов) и по 20 труб(26 рядов), заключённых между двумя барабанами.

Чугунный  экономайзер расположен за пределами  котла и соединён с ним криволинейным  газоходом.

Система испарения:

Трёхступенчатая с выносными циклонами.

Гидродинамическая схема котла:

Питательная вода поступает в верхний барабан, где смешивается с котловой водой. Из верхнего барабана вода поступает по опускным трубам в нижний коллектор фронтового экрана и в нижние коллектора передних боковых экранов, также по опускным трубам поступает в нижний барабан. Из нижнего барабана вода поступает в нижние коллектора задних боковых экранов и нижний барабан заднего экрана. Из нижнего коллектора фронтового экрана по испарительным поверхностям поступает в верхний коллектор, откуда поступает в верхний барабан, частично из верхнего барабана по рециркуляционным трубам поступает в нижний коллектор. Из нижних коллекторов передних боковых экранов по испарительным поверхностям поступает в верхние коллектора, откуда поступает в вертикальные циклоны, откуда пар поступает в верхний барабан. Вода из циклонов поступает в нижний коллектор и в нижний барабан. Также из верхних коллекторов вода по рециркуляционным трубам поступает в нижние коллектора.

Из нижних коллекторов задних боковых экранов  и заднего экрана по испарительным  поверхностям поступает в верхние  коллектора, откуда поступает в верхний  барабан. Из верхних коллекторов  задних боковых экранов по рециркуляционным трубам поступает в нижние коллектора.

Из нижнего  барабана по подъёмным трубам поступает  в верхний барабан.

таким образом  образуется 7 контуров циркуляции.

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

3

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

4

Пояснительная записка к тепловому расчёту

Различают конструктивный и поверочный расчёты котельной установки.

Целью конструктивного  расчёта парового котла является определение поверхностей нагрева  элементов парогенератора при заданных паропроизводительности, параметрах пара и характеристик топлива. Поверочный тепловой расчёт имеет целью определение параметров ,харак-

теризующих тепловую работу элементов данного парогенератора при заданном топливе и режиме работы.

При конструктивном расчёте по заданный температурам продуктов  сгорания и обогреваемой среды определяют тепловосприятие каждого элемента и затем рассчитывают температурный  напор и коэффициент теплопередачи  и затем из уравнения теплообмена  находят величину поверхности нагрева.

При поверочном расчёте отдельных элементов  парогенератора обычно задаются температура  и энтальпия каждой из сред на одном  конце поверхности нагрева. Для  определения энтальпий обеих  сред на втором конце задаются величиной  тепловосприятия и уточняют её путём  последовательных приближений. При  поверочном расчёте конвективной поверхности  нагрева предварительно оценивают  конечную температуру и энтальпию  одной из сред и по уравнению теплового  баланса определяют по принятой температуре  тепловосприятие поверхности и  конечную энтальпию второй среды. далее  рассчитывают коэффициент теплопередачи и температурный напор и по уравнению теплообмена определяют величину тепловосприятия поверхности нагрева ,отнесённую к единице топлива. Если полученное значение отличается от определённого по балансу не более чем на 2% ,расчёт не уточняется.

Последним определяется невязка теплового  баланса. При правильном выполнении расчёта невязка не должна превышать 0,5%.

Исходными данными для теплового расчёта являются характеристики котла. Расчётными исходными данными являются расход топлива и геометрические размеры элементов. В результате теплового расчёта определяется температура газов после поверхности.

Схема теплового  расчёта приведена на схеме:

Исходные

данные

Расчёт

фестона

Тепловой

баланс

котла

Расчёт

топки

Расчётные

исходные

данные

       

Расчёт

камеры

догорания

Расчёт

котельного пучка

Расчёт  водяного

экономайз.

Уточнение

теплового

баланса

       

Выводы из расчёта

 

      

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

 

Пояснительная записка к аэродинамическому  расчёту

Схема газового котла

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

5

 

         1      2        3            4                                    5                                                            7

                                                                                            6              

 

 

 

 

 

 

1- топка

2- фестон

3- камера догорания

4- котельный пучок

5- экономайзер

6- дымосос

7- дымовая труба

 

Схема воздушного тракта котла

 

 

1- заборное окно с шибером

2- калорифер

3- вентилятор

4- форсунка

                                                                       1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Целью аэродинамического расчёта(расчёта  тяги и дутья) является определение  производительности тяговой и дутьевой систем и перепада полных напоров  в газовом и воздушном трактах  для последующего выбора тягодутьевых машин.

Расходы воздуха в дутьевой и газа в  тяговой системах определяются по данным теплового расчёта для номинальной  нагрузки котла.