Иркутский Государственный Технический Университет
кафедра теплоэнергетики
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ ПО КОТЕЛЬНЫМ УСТАНОВКАМ
ТЕПЛОВОЙ РАСЧЁТ КОТЕЛЬНОГО АГРЕГАТА БКЗ-500-140
Выполнил: ст. гр. ЭСТу-97-2
Наделяев А.А.
Принял: доцент Сорокина Л.А.
Иркутск 2000
Для восприятия короба, расположенные в барабане, откуда она нагрузок от хлопка вся топка по периметру завязана вынесенными из изоляции поясами жесткости, выполненными через 4000 мм по высоте.
Температурные расширения топочных стен предусмотрены от задней стены на фронт и на бока.Нулевой точкой является вертикальная ось заднего экрана.
В нижней части топки, выше холодной воронки , расположены три яруса блочных пряпоточных горелок с расположенными над ними сбросными горелками.
Основные и сбросные горелки направлены к ценру топки по косательной к воображаемой окружности - 1000 мм.для уменьшения присосов горелки приварены к экранным трубам и при тепловых расширенных экранов перемещаются вместе с ними. Компенсация тепловых расширений происходит на подводящих пылегазовоздухопроводах.
Для растопки котла на каждый блок горелок в нижнем ярусе установлена мазутная форсунка паромеханического распыления.
Водоспускные трубы , 22шт., 219*18 мм, по одной на каждый циркуляционный контур. Задняя половина среднего блока боковой стены топки, 14труб с каждой стороны, выделена в солевой отсек.
Подвод воды к нижнем камерам от выносных циклонов осуществляется трубами 133*13 мм .
Пароводяная смесь от верхних камер фронтовых и боковых экранов отводится трубами 159*14 , сталь 20.
Пароводяная смесь из камер заднего экрана отводится в барабан трубами 159*13 , сталь 12*1МФ (вертикальный участок) и 159*14, сталь 20, в необогреваемой зоне .
Барабан котла и сепарационные устройства
Котельный агрегат имеет один сварный барабан внутренним диаметром 1600 мм и толщиной стенки 112 мм.
Для получения качественного пара при минимальной продувке в котле применена схема двухступенчатого испарения и соответствующие сепарационные устройства с барботажной промывкой пара питательной водой.
Питательная вода поступает из экономазейра по 8 трубам 133*13 в питательные короба барабана и через отверстия в коробах направляется на промывочные листы , протекает по ним и сливается с двух сторон в водяной объем барабана.
На промывочные листы идет вся вода , поступающая из экономайзера.
Пароводяная смесь из экранной системы первой ступени испарения котла поступает в распределительные короба, расположенные в барабане , откуда она направляется во внутри барабанные циклоны. Вода , отсепарированная в циклонах , сливается в водяной объем барабана.
Пар , поднимаясь вверх , проходит через слой питательной воды , текущей по промывочным листам , и далее через дроссельный щит , который обеспечивает равномерную по длине барабана работу парового объема , направляется в пароперегреватель котла.
В водяном объеме барабана над опускными трубами находится решетки.
Для защиты зоны очков для опускных труб от термического напряжения при нестационарном режиме предусмотрены тепловые экраны в виде гильз и тонкостенных листов.
Для ввода в котловую воду фосфатов внутри барабана имеется перфорированная труба.
Для обеспечения ускоренного прогрева барабана при растопке котла и охлаждения его при останове предусмотрено устройство для охлаждения барабана от постороннего устройства (источника) насыщенным паром давлением 4,0-15,0 МПа через перфорированные трубы.
Барабан снабжен водомерной колонкой для полного заполнения его водой во время остановов.
Средний уровень воды в барабане расположен на 150 мм ниже его геометрической оси. Номинальные отклонения уровня от среднего при работе котла не должны превышать +-50 мм.
Сброс воды из барабана при повышении уровня осуществляется через трубу аварийного слива .
Пароводяная смесь из 2-й ступени испарения поступает в выносные циклоны.
Выносной циклон представляет собой вертикальную камеру 426*36 , в средней части которой имеется улиточный аппарат с тангенциальным вводом пароводяной смеси. В циклоне вода , отжатая к стенке , стекает вниз, а пар проходит вверх через дырчатый дроссельный лист и по трубам 133*13 мм направляется в паровой объем барабана .
Для предотвращения пара в опускную трубу циркуляционного контура , в нижней части циклона установлена крестовина , ликвидирующая вращение воды и препятствующая образованию воронок над входом в опускную трубу.
На котле имеется 4 циклона.
Подвод котловой воды из барабана к каждой паре циклонов осуществляется трубами 133*13.
Первую ступень испарения (чистый отсек) составляют барабан с фронтовыми , задними и боковыми экранами , кроме задних секций средних панелей боковых экранов , которые совместно с выносными циклонами составляют вторую ступень испарения.
Циркуляционная схема котла предусматривает глубокое секционирование экранов, что повышает надежность циркуляции в котле . Экранная система разделена на 24 самостоятельных контура.
Для обеспечения в котле нормального солевого режима предусмотрены:
линии снижения кратности солесодержания воды по ступеням испарения . Эти линии соединяют водяные объемы выносимых циклонов и крайних стояков спускной системы экранов ;
линии непрерывной продувки циклонов ;
линии периодической продувки из нижних точек экранов ;
линии ввода фосфатов в барабан для обработки котловой воды .
Внутри барабанные устройства даны на рис. 2.
ПАРОПЕРЕГРЕВАТЕЛЬ
Котлоагрегат имеет основной (первичный) и промежуточный (вторичный) пароперегреватель.
Первичный пароперегреватель по характеру восприятия тепла -
радиационно-конвективного типа.
Радиационную часть пароперегревателя образуют трубы потолка
топки, стен и пода поворотного газохода, потолок и стены опуск-
ного газохода, а также настенные экраны пароперегревателя, расположенные на фронтовой и боковых стенах в верхней части
топочной камеры.
Введение
Современные мощные паровые котлы и протекающие в них рабочие процессы настолько сложны и многообразны, что для более полного изучения их необходимы глубокие знания соответствующих физико-химических процессов. Они изучаются в курсе Котельные установки и парогенераторы . Для практического закрепления теоретических знаний предусмотрено выполнение курсового проекта.
Учебная работа студентов над курсовым проектом связана с необходимостью использования в процессе проектирования не только нормативных данных и рекомендаций для расчета, но также и знания конструкций котлоагрегатов.
Особое внимание следует уделить при изучении работы котла на схему пароводяного тракта первичного и вторичного пароперегревателей, как одного из наиболее сложных элементов парового котла. Наличие чертежей и схем в приложении к методическому пособию поможет разобраться с принципом работы котлоагрегата и с особенностями конструктивного оформления отдельных поверхностей нагрева.
При изучении конструкции хвостовых поверхностей нагрева необходимо обратить внимание на условиях крепления к каркасу воздухоподогревателя и водяного экономайзера и количество
потоков по воде и газу. В воздухоподогревателе указать количество потоков воздуха и газов, а также количество ходов по воздуху.
Работа котлоагрегата должна рассматриваться в комплексе тепловой электростанции, то есть необходимо твердо усвоить направление движения потоков: питательной воды в котлоагрегате, первичного пара к турбине, вторичного пара от турбины к котлу с целью дополнительного перегрева и обратно к турбине.
ОПИСАНИЕ КОТЛА
Котельный агрегат типа БКЗ-500 .
Котел спроектирован для работы со следующими параметрами:
номинальная производительность - 500 тч.
рабочее давление в барабане котла - МПа
давление в паросборной камере первичного п.п. - МПа
температура первичного пара- С
расход вторичного пара - тч
давление вторичного пара на входе в котел - МПа
давление вторичного пара на выходе из котел - МПа
температура вторичного пара на входе в котел - С
температура вторичного пара на выходе из котла - С
температура питательной воды - С
Котельный агрегат имеет II-образную компановку и состоит из топочной камеры и конвективной шахты, соединенных в верхней части переходным наклонным газоходом.
Все стены топочной камеры, переходного газохода и верхней части конвективной шахты выполнены из сварных панелей. Котел предназначен для работы под разрежением.
В топочной камере размещены радиационные панели первичного пароперегревателя, на выходе из топочной камеры расположены ширмы.
В переходном наклонном газоходе последовательно по ходу газов размещены: предвыходная ступень первичного пароперегревателя, выходная ступень вторичного пароперегревателя, выходная ступень первичного пароперегревателя.
Потолок топочной камеры, переходного газохода и конвективной шахты, а также верхняя часть боковых, фронтовой и задней стен конвективной шахты экранированы трубами первичного пароперегревателя.
В опускном газоходе расположены входная ступень вторичного пароперегревателя, входной экономазейр и трубчатый воздухоподогреватель.
Топочная камера
Топочная камера открытого типа с размерами сторон мм (по осям труб), образована газоплотными мембранными панелями из труб мм ( сталь ) с шагом мм.
Панели выполнены из гладких труб с вварной полосой мм между ними.
Внизу топочной камеры фронтовой и задний экраны образуют холодную воронку с углом наклона к горизонтали 50 . Средняя часть топочной камеры в районе горелок ошипована и покрыта карборундовой массой. Высоташипования 8000мм.
Блоки с разводками под горелки и углы топочной камеры не ошипованы, во избежание шлакования.
Вертикальные нагрузки от холодной воронки воспринимаются фронтовым и задним экраном, горизонтальные нагрузки передаются на каркас.
Вся топка конструктивно разделена на 24 самостоятельных циркуляционных контура.
На отметке 34200 мм к топке присоединены 6 газозаборных шахт, 2 на фронтовой стенке и по 2 на каждой боковой стене, которые имеют линзовые компенсаторы для компенсации тепловых расширений топки.
В верхней части топки расположены настенные радиационные поверхности пароперегревателя, которые закрывают всю фронтовую стену по ширине и по 3 средних блока каждой боковой стены.
Вся топка подвешена за верхнюю часть блоков обогреваемыми тягами, выполненными из труб 7620 мм, включенными в контур циркуляциями, свободно расширяется вниз.
Для выравнивания нагрузки на тяги и выравнивания напряжений в цельносварной коробке топки, вся топка подвешена через систему тарельчатых пружин на каркас котла.
Для восприятия короба, расположенные в барабане, откуда она нагрузок от хлопка вся топка по периметру завязана вынесенными из изоляции поясами жесткости, выполненными через 4000 мм по высоте.
Температурные расширения топочных стен предусмотрены от задней стены на фронт и на бока.Нулевой точкой является вертикальная ось заднего экрана.
В нижней части топки, выше холодной воронки , расположены три яруса блочных пряпоточных горелок с расположенными над ними сбросными горелками.
Основные и сбросные горелки направлены к ценру топки по косательной к воображаемой окружности - 1000 мм.для уменьшения присосов горелки приварены к экранным трубам и при тепловых расширенных экранов перемещаются вместе с ними. Компенсация тепловых расширений происходит на подводящих пылегазовоздухопроводах.
Для растопки котла на каждый блок горелок в нижнем ярусе установлена мазутная форсунка паромеханического распыления.
Водоспускные трубы , 22шт., 21918 мм, по одной на каждый циркуляционный контур. Задняя половина среднего блока боковой стены топки, 14труб с каждой стороны, выделена в солевой отсек.
Подвод воды к нижнем камерам от выносных циклонов осуществляется трубами 13313 мм .
Пароводяная смесь от верхних камер фронтовых и боковых экранов отводится трубами 15914 , сталь 20.
Пароводяная смесь из камер заднего экрана отводится в барабан трубами 15913 , сталь 121МФ (вертикальный участок) и 15914, сталь 20, в необогреваемой зоне .
Барабан котла и сепарационные устройства
Котельный агрегат имеет один сварный барабан внутренним диаметром 1600 мм и толщиной стенки 112 мм.
Для получения качественного пара при минимальной продувке в котле применена схема двухступенчатого испарения и соответствующие сепарационные устройства с барботажной промывкой пара питательной водой.
Питательная вода поступает из экономазейра по 8 трубам 13313 в питательные короба барабана и через отверстия в коробах направляется на промывочные листы , протекает по ним и сливается с двух сторон в водяной объем барабана.
На промывочные листы идет вся вода , поступающая из экономайзера.
Пароводяная смесь из экранной системы первой ступени испарения котла поступает в распределительные короба, расположенные в барабане , откуда она направляется во внутри барабанные циклоны. Вода , отсепарированная в циклонах , сливается в водяной объем барабана.
Пар , поднимаясь вверх , проходит через слой питательной воды , текущей по промывочным листам , и далее через дроссельный щит , который обеспечивает равномерную по длине барабана работу парового объема , направляется в пароперегреватель котла.
В водяном объеме барабана над опускными трубами находится решетки.
Для защиты зоны очков для опускных труб от термического напряжения при нестационарном режиме предусмотрены тепловые экраны в виде гильз и тонкостенных листов.
Для ввода в котловую воду фосфатов внутри барабана имеется перфорированная труба.
Для обеспечения ускоренного прогрева барабана при растопке котла и охлаждения его при останове предусмотрено устройство для охлаждения барабана от постороннего устройства (источника) насыщенным паром давлением 4,0-15,0 МПа через перфорированные трубы.
Барабан снабжен водомерной колонкой для полного заполнения его водой во время остановов.
Средний уровень воды в барабане расположен на 150 мм ниже его геометрической оси. Номинальные отклонения уровня от среднего при работе котла не должны превышать +-50 мм.
Сброс воды из барабана при повышении уровня осуществляется через трубу аварийного слива .
Пароводяная смесь из 2-й ступени испарения
поступает в выносные циклоны.
Выносной циклон представляет собой вертикальную камеру 42636 , в средней части которой имеется улиточный аппарат с тангенциальным вводом пароводяной смеси. В циклоне вода , отжатая к стенке , стекает вниз, а пар проходит вверх через дырчатый дроссельный лист и по трубам 13313 мм направляется в паровой объем барабана .
Для предотвращения пара в опускную трубу циркуляционного контура , в нижней части циклона установлена крестовина , ликвидирующая вращение воды и препятствующая образованию воронок над входом в опускную трубу.
На котле имеется 4 циклона.
Подвод котловой воды из барабана к каждой паре циклонов осуществляется трубами 13313.
Первую ступень испарения (чистый отсек) составляют барабан с фронтовыми , задними и боковыми экранами , кроме задних секций средних панелей боковых экранов , которые совместно с выносными циклонами составляют вторую ступень испарения.
Циркуляционная схема котла предусматривает глубокое секционирование экранов, что повышает надежность циркуляции в котле . Экранная система разделена на 24 самостоятельных контура.
Для обеспечения в котле нормального солевого режима предусмотрены:
линии снижения кратности солесодержания воды по ступеням испарения . Эти линии соединяют водяные объемы выносимых циклонов и крайних стояков спускной системы экранов ;
линии непрерывной продувки циклонов ;
линии периодической продувки из нижних точек экранов ;
линии ввода фосфатов в барабан для обработки котловой воды .
ПАРОПЕРЕГРЕВАТЕЛЬ
Котлоагрегат имеет основной (первичный) и промежуточный (вторичный) пароперегреватель.
Первичный пароперегреватель по характеру восприятия тепла -
радиационно-конвективного типа.
Радиационную часть пароперегревателя образуют трубы потолка
топки, стен и пода поворотного газохода, потолок и стены опуск-
ного газохода, а также настенные экраны пароперегревателя, расположенные на фронтовой и боковых стенах в верхней части
топочной камеры.
Таблица 6. Расчет водяного экономайзера
Наименование величиныОбозначениеРазмерностьФормула или обоснованиеРасчетДиаметр трубdмПо конструктивным характеристикамЧисло рядов труб в змеевикеZ1- -- || -- || -- || -- || -- || -- || --Живое сечение для прохода газовFгм2 -- || -- || -- || -- || -- || -- || --Живое сечение для прохода водыfвм2 -- || -- || -- || -- || -- || -- || --Относительный поперечный шаг1- -- || -- || -- || -- || -- || -- || --Относительный продольный шаг2- -- || -- || -- || -- || -- || -- || --Поверхность нагреваHм2 -- || -- || -- || -- || -- || -- || --Число змеевиковn- -- || -- || -- || -- || -- || -- || --Температура газов на выходеКИз расчета воздухоподогревателяЭнтальпия газов на выходекДж/кгпо Теплосодержание воды на входе в экономайзер кДж/кгiп.в. +iп.о.Температура воды на входе в экономайзерt/КПри (Pб+0,005 Pб)Температура газов на входе в экономайзерКПринимается с последующим уточнениемЭнтальпия газов на входекДж/кгТабл. 15 из ч. 1Тепловосприятие экономайзера по балансуQбкДж/кг(I/-I//+)Теплосодержание воды на выходе кДж/кг+QбТемпература воды на выходе из ступениКПри пр РбТемпературный напор на входе газовt/К/-Температурный напор на выходе газовt//К//-Средний температурный напорtКСредняя температура газов КСредняя температура водыtКТемпература загрязненной стенкиtзКt+25Объем газов на 1 кг топливаVгм3/кгтабл. 16 ч.1Объемная доля водяных паров--||-Объемная доля трехатомных газов--||-Концентрация золы в дымовых газахкг/кг-||-Средняя скорость газовWгм/сКоэффициент теплоотдачи конвекциейкрис. 5 ч.2.Эффективная толщина излучающего слояSмСуммарная поглощательная способностьPnSМпаrnsКоэфффициент ослабления лучей
трехатомными газамиг1/ (МПам)рис. 11 ч.2.Коэфффициент ослабления лучей золвыми частицамизл1/ (МПам)рис. 12. ч.2.Оптическая толщинаpS-г rn+злзл+кокс12Коэффициент теплоотдачи излучениемлрис. 9 ч.2.Поправка на излучение газовых объемоврис. 13. ч.2.Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке(к+л/)Коэффициент использования поверхности нагрева-1,0 с.12 ч.2Скорость водыWвм/сКоэффициент теплоотдачи от стенки к воде ( для некипящей воды )нрис. 7 ч2.Коэффициент теплопередачиТепловосприятие ступени по уравнению теплопередачиQткДж/кг
Таблица 6. Расчет водяного экономайзера
Наименование величиныОбозначениеРазмерностьФормула или обоснованиеРасчетДиаметр трубdмПо конструктивным характеристикам32/24Число рядов труб в змеевикеZ1- -- || -- || -- || -- || -- || -- || --72Живое сечение для прохода газовFгм2 -- || -- || -- || -- || -- || -- || --45,23Живое сечение для прохода водыfвм2 -- || -- || -- || -- || -- || -- || --0,13Поверхность нагреваHм2 -- || -- || -- || -- || -- || -- || --2280Число змеевиковn- -- || -- || -- || -- || -- || -- || --4Температура газов на выходеКИз расчета воздухоподогревателя549Энтальпия газов на выходекДж/кгпо 6290Теплосодержание воды на входе в экономайзер кДж/кгiп.в. +iп.о.1490Температура воды на входе в экономайзерt/КПри (Pб+0,005 Pб)326Температура газов на входе в экономайзерКПринимается с последующим уточнением570/600Энтальпия газов на входекДж/кгТабл. 15 из ч. 16532/7082Тепловосприятие экономайзера по балансуQбкДж/кг(I/-I//+)242/792Теплосодержание воды на выходе кДж/кг+Qб1529/1617Температура воды на выходе из ступениКПри пр Рб332/342Температурный напор на входе газовt/К/-238/258Температурный напор на выходе газовt//К//-223Средний температурный напорtК231/241Средняя температура газов К560/574Средняя температура водыtК329/334Температура загрязненной стенкиtзКt+25353/359Объем газов на 1 кг топливаVгм3/кгтабл. 16 ч.110,4/10,6Объемная доля водяных паров--||-0,12Объемная доля трехатомных газов--||-0,14Концентрация золы в дымовых газахкг/кг-||-0,07Средняя скорость газовWгм/с9,3/9,6Коэффициент теплоотдачи конвекциейкрис. 5 ч.2.92/95Эффективная толщина излучающего слояSм0,121Суммарная поглощательная способностьPnSМпаrns0,003Коэфффициент ослабления лучей
трехатомными газамиг1/ (МПам)рис. 11 ч.2.35/34Коэфффициент ослабления лучей золвыми частицамизл1/ (МПам)рис. 12. ч.2.129/121Оптическая толщинаpS-г rn+злзл+кокс120,06/0,049Коэффициент теплоотдачи излучениемлрис. 9 ч.2.4,1/4,2Поправка на излучение газовых объемоврис. 13. ч.2.6,1/6,24Коэффициент использования поверхности нагрева-1,0 с.12 ч.20,0027/0,0025Коэффициент теплопередачи81/84Тепловосприятие ступени по уравнению теплопередачиQткДж/кг1930/2088
Таблица 4 Расчет воздухоподгревателя
Наименование величиныОбозначениеРазмерностьФормула или обоснованиеРасчетДиаметр трубdмПо констр. характеристикамШаги трубs1/s2-То жеОтносительный поперечный шаг 1-S1/dОтносительный продольный шаг2-S2/dЧисло рядов труб по ходу воздухаZ1-По констр. характеристикамЧисло ходов по воздухуn-То жеЖивое сечение для прохода газовFгм2То жеЖивое сечение для прохода воздухаfвм2По констр. характеристикамПоверхность нагреваHм2То жеТемпература уходящих газовКПринята в тепловом балансеЭнтальпиякДж/кгтабл.2Температура газов на входе в ступеньКПринимается с последующим уточнениемЭнтальпияI/кДж/кгтабл.2Температура холодного воздухаtх.в.К30ЭнтальпиякДж/кгТепловосприятие ступени
по балансуQбкДж/кгQб= ( I/-I//+)Присос в топкут-Присос в систему пылеприготовленияпл-Отношение количества горячего воздуха к теоретически необходимомуг.в.-т - т - плКоэффициент избытка воздуха на выходе из I ступени-г.в.+ вп. IЭнтальпия горячего воздуха на выходе из ступеникДж/кгТемпература горячего воздуха на выходе из ступениКСредняя температура воздухаtКСредняя температура газовКОбъем газов на 1 кг топливаVгм3/кгтабл.2Объемная доля водяных паров-табл.2Средняя скорость газовWгм/сКоэффициент теплоотдачи с газовой стороны2Средняя скорость воздухаWвм/сКоэффициент теплоотдачи с воздушной стороны1Коэффициент использования поверхности нагрева-Коэффициент теплопередачи Температурный напор на входе газовt/КТо же на выходеt//КТемпературный напор при противотокеtпртКБольший перепад температурбКt//-t/Меньший перепад температурмКПараметрP-ПараметрR-Коэффициент-Температурный напорtКtпртТепловосприятие воздухоподогревателя по уравнению теплопередачиQткДж/кг
Введение
Современные мощные паровые котлы и протекающие в них рабочие процессы настолько сложны и многообразны, что для более полного изучения их необходимы глубокие знания соответствующих физико-химических процессов. Они изучаются в курсе Котельные установки и парогенераторы . Для практического закрепления теоретических знаний предусмотрено выполнение курсового проекта.
Учебная работа студентов над курсовым проектом связана с необходимостью использования в процессе проектирования не только нормативных данных и рекомендаций для расчета, но также и знания конструкций котлоагрегатов.
Особое внимание следует уделить при изучении работы котла на схему пароводяного тракта первичного и вторичного пароперегревателей, как одного из наиболее сложных элементов парового котла. Наличие чертежей и схем в приложении к методическому пособию поможет разобраться с принципом работы котлоагрегата и с особенностями конструктивного оформления отдельных поверхностей нагрева.
При изучении конструкции хвостовых поверхностей нагрева необходимо обратить внимание на условиях крепления к каркасу воздухоподогревателя и водяного экономайзера и количество потоков по воде и газу. В воздухоподогревателе указать количество потоков воздуха и газов, а также количество ходов по воздуху.
Работа котлоагрегата должна рассматриваться в комплексе тепловой электростанции, то есть необходимо твердо усвоить направление движения потоков: питательной воды в котлоагрегате, первичного пара к турбине, вторичного пара от турбины к котлу с целью дополнительного перегрева и обратно к турбине.
ОПИСАНИЕ КОТЛА
Котельный агрегат типа БКЗ-500 .
Котел спроектирован для работы со следующими параметрами:
номинальная производительность - 500 тч.
рабочее давление в барабане котла - МПа
давление в паросборной камере первичного п.п. - МПа
температура первичного пара- С
расход вторичного пара - тч
давление вторичного пара на входе в котел - МПа
давление вторичного пара на выходе из котел - МПа
температура вторичного пара на входе в котел - С
температура вторичного пара на выходе из котла - С
температура питательной воды - С
Котельный агрегат имеет II-образную компановку и состоит из топочной камеры и конвективной шахты, соединенных в верхней части переходным наклонным газоходом.
Все стены топочной камеры, переходного газохода и верхней части конвективной шахты выполнены из сварных панелей. Котел предназначен для работы под разрежением.
В топочной камере размещены радиационные панели первичного пароперегревателя, на выходе из топочной камеры расположены ширмы.
В переходном наклонном газоходе последовательно по ходу газов размещены: предвыходная ступень первичного пароперегревателя, выходная ступень вторичного пароперегревателя, выходная ступень первичного пароперегревателя.
Потолок топочной камеры, переходного газохода и конвективной шахты, а также верхняя часть боковых, фронтовой и задней стен конвективной шахты экранированы трубами первичного пароперегревателя.
В опускном газоходе расположены входная ступень вторичного пароперегревателя, входной экономазейр и трубчатый воздухоподогреватель.
Топочная камера
Топочная камера открытого типа с размерами сторон мм (по осям труб), образована газоплотными мембранными панелями из труб мм ( сталь ) с шагом мм.
Панели выполнены из гладких труб с вварной полосой мм между ними.
Внизу топочной камеры фронтовой и задний экраны образуют холодную воронку с углом наклона к горизонтали 50 . Средняя часть топочной камеры в районе горелок ошипована и покрыта карборундовой массой. Высоташипования 8000мм.
Блоки с разводками под горелки и углы топочной камеры не ошипованы, во избежание шлакования.
Вертикальные нагрузки от холодной воронки воспринимаются фронтовым и задним экраном, горизонтальные нагрузки передаются на каркас.
Вся топка конструктивно разделена на 24 самостоятельных циркуляционных контура.
На отметке 34200 мм к топке присоединены 6 газозаборных шахт, 2 на фронтовой стенке и по 2 на каждой боковой стене, которые имеют линзовые компенсаторы для компенсации тепловых расширений топки.
В верхней части топки расположены настенные радиационные поверхности пароперегревателя, которые закрывают всю фронтовую стену по ширине и по 3 средних блока каждой боковой стены.
Вся топка подвешена за верхнюю часть блоков обогреваемыми тягами, выполненными из труб 7620 мм, включенными в контур циркуляциями, свободно расширяется вниз.
Для выравнивания нагрузки на тяги и выравнивания напряжений в цельносварной коробке топки, вся топка подвешена через систему тарельчатых пружин на каркас котла.
Для восприятия короба, расположенные в барабане, откуда она нагрузок от хлопка вся топка по периметру завязана вынесенными из изоляции поясами жесткости, выполненными через 4000 мм по высоте.
Температурные расширения топочных стен предусмотрены от задней стены на фронт и на бока.Нулевой точкой является вертикальная ось заднего экрана.
В нижней части топки, выше холодной воронки , расположены три яруса блочных пряпоточных горелок с расположенными над ними сбросными горелками.
Основные и сбросные горелки направлены к ценру топки по косательной к воображаемой окружности - 1000 мм.для уменьшения присосов горелки приварены к экранным трубам и при тепловых расширенных экранов перемещаются вместе с ними. Компенсация тепловых расширений происходит на подводящих пылегазовоздухопроводах.
Для растопки котла на каждый блок горелок в нижнем ярусе установлена мазутная форсунка паромеханического распыления.
Водоспускные трубы , 22шт., 21918 мм, по одной на каждый циркуляционный контур. Задняя половина среднего блока боковой стены топки, 14труб с каждой стороны, выделена в солевой отсек.
Подвод воды к нижнем камерам от выносных циклонов осуществляется трубами 13313 мм .
Пароводяная смесь от верхних камер фронтовых и боковых экранов отводится трубами 15914 , сталь 20.
Пароводяная смесь из камер заднего экрана отводится в барабан трубами 15913 , сталь 121МФ (вертикальный участок) и 15914, сталь 20,
в необогреваемой зоне .
Барабан котла и сепарационные устройства
Котельный агрегат имеет один сварный барабан внутренним диаметром 1600 мм и толщиной стенки 112 мм.
Для получения качественного пара при минимальной продувке в котле применена схема двухступенчатого испарения и соответствующие сепарационные устройства с барботажной промывкой пара питательной водой.
Питательная вода поступает из экономазейра по 8 трубам 13313 в питательные короба барабана и через отверстия в коробах направляется на промывочные листы , протекает по ним и сливается с двух сторон в водяной объем барабана.
На промывочные листы идет вся вода , поступающая из экономайзера.
Пароводяная смесь из экранной системы первой ступени испарения котла поступает в распределительные короба, расположенные в барабане , откуда она направляется во внутри барабанные циклоны. Вода , отсепарированная в циклонах , сливается в водяной объем барабана.
Пар , поднимаясь вверх , проходит через слой питательной воды , текущей по промывочным листам , и далее через дроссельный щит , который обеспечивает равномерную по длине барабана работу парового объема , направляется в пароперегреватель котла.
В водяном объеме барабана над опускными трубами находится решетки.
Для защиты зоны очков для опускных труб от термического напряжения при нестационарном режиме предусмотрены тепловые экраны в виде гильз и тонкостенных листов.
Для ввода в котловую воду фосфатов внутри барабана имеется перфорированная труба.
Для обеспечения ускоренного прогрева барабана при растопке котла и охлаждения его при останове предусмотрено устройство для охлаждения барабана от постороннего устройства (источника) насыщенным паром давлением 4,0-15,0 МПа через перфорированные трубы.
Барабан снабжен водомерной колонкой для полного заполнения его водой во время остановов.
Средний уровень воды в барабане расположен на 150 мм ниже его геометрической оси. Номинальные отклонения уровня от среднего при работе котла не должны превышать +-50 мм.
Сброс воды из барабана при повышении уровня осуществляется через трубу аварийного слива .
Пароводяная смесь из 2-й ступени испарения поступает в выносные циклоны.
Выносной циклон представляет собой вертикальную камеру 42636 , в средней части которой имеется улиточный аппарат с тангенциальным вводом пароводяной смеси. В циклоне вода , отжатая к стенке , стекает вниз, а пар проходит вверх через дырчатый дроссельный лист и по трубам 13313 мм направляется в паровой объем барабана .
Для предотвращения пара в опускную трубу циркуляционного контура , в нижней части циклона установлена крестовина , ликвидирующая вращение воды и препятствующая образованию воронок над входом в опускную трубу.
На котле имеется 4 циклона.
Подвод котловой воды из барабана к каждой паре циклонов осуществляется трубами 13313.
Первую ступень испарения (чистый отсек) составляют барабан с фронтовыми , задними и боковыми экранами , кроме задних секций средних панелей боковых экранов , которые совместно с выносными циклонами составляют вторую ступень испарения.
Циркуляционная схема котла предусматривает глубокое секционирование экранов, что повышает надежность циркуляции в котле . Экранная система разделена на 24 самостоятельных контура.
Для обеспечения в котле нормального солевого режима предусмотрены:
линии снижения кратности солесодержания воды по ступеням испарения . Эти линии соединяют водяные объемы выносимых циклонов и крайних стояков спускной системы экранов ;
линии непрерывной продувки циклонов ;
линии периодической продувки из нижних точек экранов ;
линии ввода фосфатов в барабан для обработки котловой воды .
ПАРОПЕРЕГРЕВАТЕЛЬ
Котлоагрегат имеет основной (первичный) и промежуточный (вторичный) пароперегреватель.
Первичный пароперегреватель по характеру восприятия тепла -
радиационно-конвективного типа.
Радиационную часть пароперегревателя образуют трубы потолка
топки, стен и пода поворотного газохода, потолок и стены опуск-
ного газохода, а также настенные экраны пароперегревателя, расположенные на фронтовой и боковых стенах в верхней части
топочной камеры.
ТАБЛИЦА 1
Наименование величинРазмер-ностьТопка, шир-мыВоздухоподогрева-тель ( с рециркуляцией газов )Воздухоподогрева-тель (без рециркуляции газов)Коэффициент избытка воздуха за поверхностью нагрева-1,151,181,18Средний коэффициент избытка воздуха в поверхности нагрева-1,151,181,18Объем водяных паров м3/кг0,77140,77380,7738Объем водяных паров с рециркуляциейм3/кг1,00281,00591,0059Полный объем газовм3/кг6,15856,30426,3042Полный объем газов с рециркуляциейм3/кг8,00618,19558,1955Объемная доля трехатомных газов-0,14290,13960,1396 --- || --- || --- || --- || --- с рециркуляцией-0,08460,08260,0826Объемная доля водяных паров-0,12530,12270,1227Объемная доля водяных паров с рециркуляцией-0,09640,09440,0944Суммарная объемная доля-0,26820,26230,2623Суммарная объемная доля с рециркуляцией-0,1810,1770,177Концентрация золовых частицкг/кг0,07150,01710,0171
Таблица 3
Наименование величиныОбозначениеРазмерностьФормула или обоснованиеРасчетРасполагаемое тепло топливакДж/кг17556,1Температура уходящих газовJУХПринята предварительно150ЭнтальпияIУХкДж/кгТаблица 2Температура холодного воздухаtХВТаблица 2
Задана30Энтальпия холодного воздухаIХ.В.кДж/кгТаблица 2633Потери тепла:
от химического недожогаq3
%[ 3, табл. 10]0От механического недожогаq4%[ 3, табл. 10]1В окружающую средуq5%[ 3, рис.2]0,4С уходящими газамиq2%11,5Доля золы топлива в шлакеашл-( 1 аун)0,05Температура жидкого шлакаtшлЗадана600Энтальпия золы( СJ) ЗЛкДж/кгТаблица 1560Потеря с физическим теплом шлакаq6%0,1Сумма тепловых потерь5q%q2+q3+q4+q5+q613Коэффициент полезного действия котельного агрегата (брутто)%100-5q87Давление перегретого пара за котельным агрегатомPППМН/м2Задано13,8Температура перегретого параtППЗадано565ЭнтальпияiППкДж/кгЗадана3500Температура питательной водыtПВЗадана230ЭнтальпияiПВкДж/кгДиаграмма воды и водяного пара993Расход пара для приготовления собств. конденсатанпкг/чпринята0,06-0,08 КАiнпкДж/кг2611tнас0С342,66кДж/кг1617Тепло, полезно используемое в котельном агрегатеQКАкДж/кгКА( iпп-iп.в.)+ нп( )+ пр( iкип-iп.в.)
216160Полный расход топливаВкг/с14,1519Расчетный расход топливаВРкг/с14,0119Коэффициент сохранения теплаj-0,7
Таблица 4 Расчет воздухоподгревателя
Наименование величиныОбозначениеРазмерностьФормула или обоснованиеРасчетДиаметр трубDмПо констр. характеристикам401,5Шаги трубs1/s2-То же60/40,5Относительный поперечный шаг 1-S1/d1,5Относительный продольный шаг2-S2/d1,0125Число рядов труб по ходу воздухаZ1-По констр. характеристикам18Число ходов по воздухуn-То же4Живое сечение для прохода газовFгм2То же21.971Живое сечение для прохода воздухаfвм2По констр. характеристикам29.3Поверхность нагреваHм2То же28,115Температура уходящих газовКПринята в тепловом балансе423ЭнтальпиякДж/кгтабл.21440Температура газов на входе в ступеньКПринимается с последующим уточнением|
473 | 573ЭнтальпияI/кДж/кгтабл.21927,9 | 2936,35Температура холодного
воздухаtх.в.К3030ЭнтальпиякДж/кг188Тепловосприятие ступени по балансуQбкДж/кгQб= ( I/-I//+)Qб1 Qб2
Qб1=0,7(1927,9-1438,425+0,03182)=450
Qб2=0,7(2936,35-1438,425+0,03182)= 1500
Присос в топкут-0Присос в систему пылеприготовленияпл-0Отношение количества горячего воздуха к теоретически необходимомуг.в.-т - т - пл1,15Коэффициент избытка воздуха на выходе из I ступени-г.в.+ вп. I1,18Энтальпия горячего воздуха на выходе из ступеникДж/кг
564 | 1443Температура горячего воздуха на выходе из ступениК
89/226 Средняя температура воздухаtКt1t2
60 | 128Средняя температура газовК1 2
175 | 225Объем газов на 1 кг топливаVгм3/кгтабл.27Объемная доля водяных паров-табл.2 0,12Средняя скорость газовWгм/сWг 1 Wг2
11,6 | 12,8Коэффициент теплоотдачи с газовой стороны2
43 | 47Средняя скорость воздухаWвм/сWв1 Wв2
5,3 | 6,3Коэффициент теплоотдачи с воздушной стороны1
63 | 66Коэффициент использования поверхности нагрева-0,7Коэффициент теплопередачи 1 2
17,8 | 19,2Температурный напор на входе газовt/К
111| 74То же на выходеt//К
120
Температурный напор при противотокеtпртКtпрт1 tпрт2
115 | 97Больший перепад температурбКt//-t/б1 б2
59 | 196
Меньший перепад температурмКм1 м2
50 | 150ПараметрP-P1 P2
0,29 | 0,56ПараметрR-R1 R2
1,18 | 1,31Коэффициент-1 2
0,99/0,98Температурный напорtКtпртt1 t2
114/95Тепловосприятие воздухоподогревателя по уравнению теплопередачиQткДж/кгQт1 Qт2
2581/2320
Таблица 5. Расчет топки.
Наименование величиныОбозначениеРазмер-ностьФормула или обоснованиеРасчетКоэффициент избытка воздуха в топкет-[3, табл.10]1,15Присос воздуха в систему пылеприготовленияпл-[3, табл.13]0,25Температура горячего воздухаtг.в.0СИз расчета ВП302ЭнтальпияI0г.в.кДж/кг1952Тепло, вносимое в топку с воздухомQвкДж/кг(т +т -пл )H0г.в.+( т +пл) H0х.в.1804Полезное тепловыделение в топкеQткДж/кг19342Теоретическая температура горенияа0С2084Температура газов на выходе из топки0Сзадаёмся1000-Т//т / Та0,54-(1-0,28rрц)0,495Температура газов на выходе из топки0C(Та-273)1031ЭнталпиякДж/кг11451Количество тепла, воспринятое в топке излучениемкДж/кг(Qт-I//т)7812Средняя тепловая нагрузка лучевоспринимающей поверхности нагреваqлкДж/(м2ч)(BpQpн)/Hл5,68105Теплонапряжение топочного объема (до ширм)qvкДж/(м2ч)(BpQpн)/Vг3,7105
Таблица 6. Расчет водяного экономайзера 1-ая ступень
Наименование величиныОбозначениеРазмерностьФормула или обоснованиеРасчетДиаметр трубdмПо конструктивным характеристикам32/24Число рядов труб в змеевикеZ1- -- || -- || -- || -- || -- || -- || --72Живое сечение для прохода газовFгм2 -- || -- || -- || -- || -- || -- || --48,8Живое сечение для прохода водыfвм2 -- || -- || -- || -- || -- || -- || --0,26Относительный поперечный шаг1- -- || -- || -- || -- || -- || -- || --2,81Относительный продольный шаг2- -- || -- || -- || -- || -- || -- || --1,46Поверхность нагреваHм2 -- || -- || -- || -- || -- || -- || --2657Число змеевиковn- -- || -- || -- || -- || -- || -- || --4Температура газов на выходеКИз расчета воздухоподогревателя363Энтальпия газов на выходекДж/кгпо 3600Теплосодержание воды на входе в экономайзер кДж/кгiп.в. +iп.о.993Температура воды на входе в экономайзерt/КПри (Pб+0,005 Pб)230Температура газов на входе в экономайзерКПринимается с последующим уточнением400/500Энтальпия газов на входекДж/кгТабл. 15 из ч. 13900/6426Тепловосприятие экономайзера по балансуQбкДж/кг(I/-I//+)200/2726Теплосодержание воды на выходе кДж/кг+Qб1025/1427Температура воды на выходе из ступениКПри пр Рб235/315Температурный напор на входе газовt/К/-165/185Температурный напор на выходе газовt//К//-133/172Средний температурный напорtК149/159Средняя температура газов К382/432Средняя температура водыtК232/273Температура загрязненной стенкиtзКt+25257/298Объем газов на 1 кг топливаVгм3/кгтабл. 16 ч.17Объемная доля водяных паров--||-0,12Объемная доля трехатомных газов--||-0,14Концентрация золы в дымовых газахкг/кг-||-0,07Средняя скорость газовWгм/с7,6/8,2Коэффициент теплоотдачи конвекциейкрис. 5 ч.2.80/84Эффективная толщина излучающего слояSм0,121Суммарная поглощательная способностьPnSМпаrns0,003Коэфффициент ослабления лучей
трехатомными газамиг1/ (МПам)рис. 11 ч.2.42/38Коэфффициент ослабления лучей золвыми частицамизл1/ (МПам)рис. 12. ч.2.138/130Оптическая толщинаpS-г rn+злзл+кокс120,066/0,06Коэффициент теплоотдачи излучениемлрис. 9 ч.2.2,9/3,2Поправка на излучение газовых объемоврис. 13. ч.2.4,3/4,7Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке(к+л/)Коэффициент использования поверхности нагрева-1,0 с.12 ч.20,0035/0,0032Скорость водыWвм/сКоэффициент теплоотдачи от стенки к воде ( для некипящей воды )нрис. 7 ч2.Коэффициент теплопередачи66/69Тепловосприятие ступени по уравнению теплопередачиQткДж/кг1182/1319
Таблица 6. Расчет водяного экономайзера 2-ая ступень
Наименование величиныОбозначениеРазмерностьФормула или обоснованиеРасчетДиаметр трубdмПо конструктивным характеристикам32/24Число рядов труб в змеевикеZ1- -- || -- || -- || -- || -- || -- || --72Живое сечение для прохода газовFгм2 -- || -- || -- || -- || -- || -- || --45,2Живое сечение для прохода водыfвм2 -- || -- || -- || -- || -- || -- || --0,26Поверхность нагреваHм2 -- || -- || -- || -- || -- || -- || --1953Число змеевиковn- -- || -- || -- || -- || -- || -- || --4Температура газов на выходеКИз расчета воздухоподогревателя441Энтальпия газов на выходекДж/кгпо 4936Теплосодержание воды на входе в экономайзер кДж/кгiп.в. +iп.о.1150Температура воды на входе в экономайзерt/КПри (Pб+0,005 Pб)267Температура газов на входе в экономайзерКПринимается с последующим уточнением500/550Энтальпия газов на входекДж/кгТабл. 15 из ч. 15682/6292Тепловосприятие экономайзера по балансуQбкДж/кг(I/-I//+)746/1356Теплосодержание воды на выходе кДж/кг+Qб1388/1497Температура воды на выходе из ступениКПри пр Рб308/327Температурный напор на входе газовt/К/-192/273Температурный напор на выходе газовt//К//-174Средний температурный напорtК183/199Средняя температура газов К470/496Средняя температура водыtК288/297Температура загрязненной стенкиtзКt+25313/322Объем газов на 1 кг топливаVгм3/кгтабл. 16 ч.17Объемная доля водяных паров--||-0,12Объемная доля трехатомных газов--||-0,14Концентрация золы в дымовых газахкг/кг-||-0,07Средняя скорость газовWгм/с9,3/9,6Коэффициент теплоотдачи конвекциейкрис. 5 ч.2.92/95Эффективная толщина излучающего слояSм0,121Суммарная поглощательная способностьPnSМпаrns0,003Коэфффициент ослабления лучей
трехатомными газамиг1/ (МПам)рис. 11 ч.2.37/36Коэфффициент ослабления лучей золвыми частицамизл1/ (МПам)рис. 12. ч.2.430/122Оптическая толщинаpS-г rn+злзл+кокс120,06/0,05Коэффициент теплоотдачи излучениемлрис. 9 ч.2.3,25/3,26Поправка на излучение газовых объемоврис. 13. ч.2.4,83/4,84Коэффициент использования поверхности нагрева-1,0 с.12 ч.20,0028/0,0026Коэффициент теплопередачи76/79Тепловосприятие ступени по уравнению теплопередачиQткДж/кг1229/1389
Редукционная установка 13/7.
Техническая характеристика РУ 13/7.
Производительность по редукционному пару - 60 т/ч
Давление первичного пара - 1.3 МПа ( 13 атм )
Температура
- 194 0С
Расчетное давление - 0.7 МПа ( 7 атм )
Описание РУ.
Редукционная установка предназначена для снижения давления пара с 13 атм до 7 атм, для обеспечения паровой нагрузки бойлерной группы. РУ снабжается дистанционным регулятором давления.
Регулятором давления поддерживается давления редуцированного пара с точностью 0.2 атм.
Первая ступень снижения давления пара осуществляется в регулирующем клапане с помощью золотника, соединенного с кривошипом, который закреплен на валике выведенном наружу. На наружном конце валика закреплен рычаг, который при помощи штанги связан с КДУ регулятора, производит открытие и закрытие золотника. Вторая ступень снижения давления происходит в смесительной трубе. После смесительной трубы пар через расширяющийся конус попадает в трубопровод редуцированного пара, на котором расположено аварийно - импульсное устройство состоящее из импульсного и предохранительного клапанов, предназначенных для сброса излишков редуцированного пара выше 7 атм.
Аварийно - импульсное устройство действует следующим образом. При повышении давления редуцированного пара в трубопроводе выше 7 атм происходит подъем золотника грузового импульсного клапана и открывается доступ пара из трубопровода через импульсный клапан в надпоршневое пространство аварийного клапана. Т.к. площадь поршня этого клапана больше площади тарелки, то усилие, действующее на поршень сверху, преодолевает усилие от давления пара, действующее на тарелку этого клапана снизу, и клапан открывается. Когда давление пара в трубопроводе понизится, золотник импульсного клапана под действием груза опустится и закроет доступ пара в надпоршневое пространство аварийного клапана. Оставшийся в надпоршневом пространстве пар получит доступ в выхлопную трубу через импульсный клапан. Благодаря выходу пар из надпоршневого пространства поршень сверху окажется разгруженным, и тарелка аварийного клапана под действием пружины и давления пара со стороны трубопровода закроет выход пара из трубопровода в атмосферу.
Таблица 2
, 0СIг0, кДж/кгIв0, кДж/кгIзл, кДж/кгIг=Iг0+(-1)Iв0+IзлТопка, ширмыПароперегреватель первичныйВод. экономайзерВоздухоподогреватель с rВоздухоподогреватель без r=1,15=1,15=1,15=1,15=1,15=1,18=1,18IIIIIIIIIIIIII100754,2632,780,99509809509802001529,41273,7169,319301005193010053002325,51927,4263,9374016029351043293510434003150,92593,6360,43900252639002526397839785003993,13276,6458,8642613846426138464266004852,03972,1560,6781014287810142878107005740,34688,6662,9923814599238145992388006649,55413,5767,6106971791106979007579,76134,2875,71248810008343,56875,8984,6511009473,67638,41097,8120010428,98396,81206,7130011405,29159,31361,7140012402,49942,91583,8150013391,210722,21759,8160014392,611505,71877,1170015402,412285,12065,7180016416,413068,62187,2190017442,913868,92388,3200018465,314673,42514210019504,515473,7-220020543,616273,9-230021578,517095,2-240022617,617903,9-250023660,918716,7-
ТАБЛИЦА 1
Наименование величинРазмер-ностьТопка, шир-мыВоздухоподогрева-тель ( с рециркуляцией газов )Воздухоподогрева-тель (без рециркуляции газов)Коэффициент избытка воздуха за поверхностью нагрева-Средний коэффициент избытка воздуха в поверхности нагрева-Объем водяных паров м3/кгОбъем водяных паров с рециркуляциейм3/кгПолный объем газовм3/кгПолный объем газов с рециркуляциейм3/кгОбъемная доля трехатомных газов- --- || --- || --- || --- || --- с рециркуляцией-Объемная доля водяных паров-Объемная доля водяных паров с рециркуляцией-Суммарная объемная доля-Суммарная объемная доля с рециркуляцией-Концентрация золовых частицкг/кг
Таблица 2
, 0СIг0, кДж/кгIв0, кДж/кгIзл, кДж/кгIг=Iг0+(-1)Iв0+IзлТопка, ширмыПароперегреватель первичныйВод. экономайзерВоздухоподогреватель с rВоздухоподогреватель без r=======IIIIIIIIIIIIII1002003004005006007008009001000110012001300140015001600170018001900200021002200230024002500
Таблица 3
Наименование величиныОбозначениеРазмерностьФормула или обоснованиеРасчетРасполагаемое тепло топливакДж/кгТемпература уходящих газовУХПринята предварительноЭнтальпияIУХкДж/кгТаблица 2Температура холодного воздухаtХВТаблица 2
ЗаданаЭнтальпия холодного воздухаIХ.В.кДж/кгТаблица 2Потери тепла:
от химического недожогаq3
%[ 3, табл. 10]От механического недожогаq4%[ 3, табл. 10]В окружающую средуq5%[ 3, рис.2]С уходящими газамиq2%Доля золы топлива в шлакеашл-( 1 аун)Температура жидкого шлакаtшлЗаданаЭнтальпия золы( С) ЗЛкДж/кгТаблица 1Потеря с физическим теплом шлакаq6%Сумма тепловых потерьq%q2+q3+q4+q5+q6Коэффициент полезного действия котельного агрегата (брутто)%100-qДавление перегретого пара за котельным агрегатомPППМН/м2ЗаданоТемпература перегретого параtППЗаданоЭнтальпияiППкДж/кгЗаданаТемпература питательной водыtПВЗаданаЭнтальпияiПВкДж/кгДиаграмма воды и водяного параРасход пара для приготовления собств. конденсатанпкг/чпринятаiнпкДж/кгtнас0СкДж/кгТепло, полезно используемое в котельном агрегатеQКАкДж/кгКА( iпп-iп.в.)+ нп( )+ пр( iкип-iп.в.)
Полный расход топливаВкг/сРасчетный расход топливаВРкг/сКоэффициент сохранения тепла-
Иркутский Государственный Технический Университет
кафедра теплоэнергетики
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ ПО КОТЕЛЬНЫМ УСТАНОВКАМ
ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ КОТЕЛЬНОГО АГРЕГАТА БКЗ-500-140
Выполнил: ст. гр. ЭСТу-97-2
Наделяев А.А.
Принял: доцент Сорокина Л.А.
Иркутск 2000
Таблица 4 Расчет воздухоподгревателя
Наименование величиныОбозначениеРазмерностьФормула или обоснованиеРасчетДиаметр трубDмПо констр. характеристикам401,5Шаги трубs1/s2-То же60/40,5Относительный поперечный шаг 1-S1/d1,5Относительный продольный шаг2-S2/d1,0125Число рядов труб по ходу воздухаZ1-По констр. характеристикам18Число ходов по воздухуn-То же4Живое сечение для прохода газовFгм2То же21.971Живое сечение для прохода воздухаfвм2По констр. характеристикам29.3Поверхность нагреваHм2То же28,115Температура уходящих газовКПринята в тепловом балансе423ЭнтальпиякДж/кгтабл.21440Температура газов на входе в ступеньКПринимается с последующим уточнением|
473 | 573ЭнтальпияI/кДж/кгтабл.21927,9 | 2936,35Температура холодного воздухаtх.в.К3030ЭнтальпиякДж/кг188Тепловосприятие ступени по балансуQбкДж/кгQб= ( I/-I//+)Qб1 Qб2
Qб1=0,7(1927,9-1438,425+0,03182)=450
Qб2=0,7(2936,35-1438,425+0,03182)= 1500
Присос в топкут-0Присос в систему пылеприготовленияпл-0Отношение количества горячего воздуха к теоретически необходимомуг.в.-т - т - пл1,15Коэффициент избытка воздуха на выходе из I ступени-г.в.+ вп. I1,18Энтальпия горячего воздуха на выходе из ступеникДж/кг
564 | 1443Температура горячего воздуха на выходе из ступениК
89/226 Средняя температура воздухаtКt1t2
60 | 128Средняя температура газовК1 2
175 | 225Объем газов на 1 кг топливаVгм3/кгтабл.27Объемная доля водяных паров-табл.2 0,12Средняя скорость газовWгм/сWг 1 Wг2
11,6 | 12,8Коэффициент теплоотдачи с газовой стороны2
43 | 47Средняя скорость воздухаWвм/сWв1 Wв2
5,3 | 6,3Коэффициент теплоотдачи с воздушной стороны1
63 | 66Коэффициент использования поверхности нагрева-0,7Коэффициент теплопередачи
1 2
17,8 | 19,2Температурный напор на входе газовt/К
111| 74То же на выходеt//К
120
Температурный напор при противотокеtпртКtпрт1 tпрт2
115 | 97Больший перепад температурбКt//-t/б1 б2
59 | 196
Меньший перепад температурмКм1 м2
50 | 150ПараметрP-P1 P2
0,29 | 0,56ПараметрR-R1 R2
1,18 | 1,31Коэффициент-1 2
0,99/0,98Температурный напорtКtпртt1 t2
114/95Тепловосприятие воздухоподогревателя по уравнению теплопередачиQткДж/кгQт1 Qт2
2581/2320
Таблица 4 Расчет воздухоподгревателя
Наименование величиныОбозначениеРазмерностьФормула или обоснованиеРасчетДиаметр трубDмПо констр. характеристикам401,5Шаги трубs1/s2-То же60/40,5Относительный поперечный шаг 1-S1/d1,5Относительный продольный шаг2-S2/d1,0125Число рядов труб по ходу воздухаZ1-По констр. характеристикам18Число ходов по воздухуn-То же4Живое сечение для прохода газовFгм2То же21.971Живое сечение для прохода воздухаfвм2По констр. характеристикам29.3Поверхность нагреваHм2То же4728Температура уходящих газовКПринята в тепловом балансе423ЭнтальпиякДж/кгтабл.21438,425Температура газов на входе в ступеньКПринимается с последующим уточнением|
473 | 573ЭнтальпияI/кДж/кгтабл.21927,9 | 2936,35Температура холодного воздухаtх.в.К3030ЭнтальпиякДж/кг182Тепловосприятие ступени по балансуQбкДж/кгQб= ( I/-I//+)Qб1 Qб2
Qб1=0,7(1927,9-1438,425+0,03182)=338,81
Qб2=0,7(2936,35-1438,425+0,03182)= 1044,7255
Присос в топкут-0Присос в систему пылеприготовленияпл-0Отношение количества горячего воздуха к теоретически необходимомуг.в.-т - т - пл1,15Коэффициент избытка воздуха на выходе из I ступени-г.в.+ вп. I1,18Энтальпия горячего воздуха на выходе из ступеникДж/кг
465,5 | 1056,25Температура горячего воздуха на выходе из ступениК
345 | 439
72 Средняя температура воздухаtКt1t2
324 | 371
51 | 98Средняя температура газовК1 2
25 | 75Объем газов на 1 кг топливаVгм3/кгтабл.28,1955Объемная доля водяных паров-табл.2 0.0944Средняя скорость газовWгм/сWг 1 Wг2
5,705 | 6,66Коэффициент теплоотдачи с газовой стороны2
21,8 | 23,6Средняя скорость воздухаWвм/сWв1 Wв2
3.25 | 3,71Коэффициент теплоотдачи с воздушной стороны1
46 | 48Коэффициент использования поверхности нагрева-0,7Коэффициент теплопередачи 1 2
10,3 | 11,07Температурный напор на входе газовt/К
473 345 =128| 573 439=134То же на выходеt//К
423-303 = 120
Температурный напор при противотокеtпртКtпрт1 tпрт2
124 | 127Больший перепад температурбКt//-t/б1 б2
42 | 136
Меньший перепад температурмКм1 м2
50 | 150ПараметрP-P1 P2
0,3 | 0,5ПараметрR-R1 R2
0,84 | 0,9Коэффициент-1 2
Температурный напорtКtпртt1 t2Тепловосприятие воздухоподогревателя по уравнению теплопередачиQткДж/кгQт1 Qт2
Таблица 4 Расчет воздухоподгревателя
Наименование величиныОбозначениеРазмерностьФормула или обоснованиеРасчетДиаметр трубDмПо констр. характеристикам401,5Шаги трубs1/s2-То же60/40,5Относительный поперечный шаг 1-S1/d1,5Относительный продольный шаг2-S2/d1,0125Число рядов труб по ходу воздухаZ1-По констр. характеристикам18Число ходов по воздухуn-То же4Живое сечение для прохода газовFгм2То же21.971Живое сечение для прохода воздухаfвм2По констр. характеристикам29.3Поверхность нагреваHм2То же4728Температура уходящих газовКПринята в тепловом балансе423ЭнтальпиякДж/кгтабл.21438,425Температура газов на входе в ступеньКПринимается с последующим уточнением|
473 | 573
надо 466 и 553ЭнтальпияI/кДж/кгтабл.21927,9 | 2936,35
надо 1888,71 и 2827,6Температура холодного воздухаtх.в.К3030ЭнтальпиякДж/кг182Тепловосприятие ступени по балансуQбкДж/кгQб= ( I/-I//+)Qб1 Qб2
Qб1 =0,7(1927,9-1438,425+0,03182)=338,81
Qб2=0,7(2936,35-1438,425+0,03182)= 1044,7255
2827,6(2936,35) и 1888,7(1927,9)
445 и 1383,8
Присос в топкут-0Присос в систему пылеприготовленияпл-0Отношение количества горячего воздуха к теоретически необходимомуг.в.-т - т - пл1,15Коэффициент избытка воздуха на выходе из I ступени-г.в.+ вп. I1,18Энтальпия горячего воздуха на выходе из ступеникДж/кг
465,5 | 1056,25
565 и 1350Температура горячего воздуха на выходе из ступениК
345 | 439
надо 363 и 483Средняя температура воздухаtКt1t2
324 | 371
333 и 393Средняя температура газовК1 2
25 | 75Объем газов на 1 кг топливаVгм3/кгтабл.28,1955Объемная доля водяных паров-табл.2 0.0944Средняя скорость газовWгм/сWг 1 Wг2
5,705 | 6,66Коэффициент теплоотдачи с газовой стороны2
21,8 | 23,6Средняя скорость воздухаWвм/сWв1 Wв2
3.33 | 3,93Коэффициент теплоотдачи с воздушной стороны1
46 | 48Коэффициент использования поверхности нагрева-0,7Коэффициент теплопередачи 1 2
10,3 | 11,07Температурный напор на входе газовt/К
473 345 =128| 573 439=134
473-363= 110 573-483=90
на деле 103 и 70То же на выходеt//К
423-303 = 120
Температурный напор при противотокеtпртКtпрт1 tпрт2
115 | 105Больший перепад температурбКt//-t/б1 б2
42 | 136
надо 60 | 180Меньший перепад температурмКм1 м2
50 | 150
466 и 553
43 и 130
надо 200ПараметрP-P1 P2
0,3 | 0,5ПараметрR-R1 R2
1,2 | 1,2Коэффициент-1 2
Температурный напорtКtпртt1 t2Тепловосприятие воздухоподогревателя по уравнению теплопередачиQткДж/кгQт1 Qт2ТАБЛИЦА 1
Наименование величинРазмер-ностьТопка, шир-мыВоздухоподогрева-тель ( с рециркуляцией газов )Воздухоподогрева-тель (без рециркуляции газов)Коэффициент избытка воздуха за поверхностью нагрева-1,151,181,18Средний коэффициент избытка воздуха в поверхности нагрева-1,151,181,18Объем водяных паров м3/кг0,77140,77380,7738Объем водяных паров с рециркуляциейм3/кг1,00281,00591,0059Полный объем газовм3/кг6,15856,30426,3042Полный объем газов с рециркуляциейм3/кг8,00618,19558,1955Объемная доля трехатомных газов-0,14290,13960,1396 --- || --- || --- || --- || --- с рециркуляцией-0,08460,08260,0826Объемная доля водяных паров-0,12530,12270,1227Объемная доля водяных паров с рециркуляцией-0,09640,09440,0944Суммарная объемная доля-0,26820,26230,2623Суммарная объемная доля с рециркуляцией-0,1810,1770,177Концентрация золовых частицкг/кг0,07150,01710,0171
Таблица 3
Наименование величиныОбозначениеРазмерностьФормула или обоснованиеРасчетРасполагаемое тепло топливакДж/кг17556,1Температура уходящих газовУХПринята предварительно150ЭнтальпияIУХкДж/кгТаблица 2Температура холодного воздухаtХВТаблица 2
Задана30Энтальпия холодного воздухаIХ.В.кДж/кгТаблица 2633Потери тепла:
от химического недожогаq3
%[ 3, табл. 10]0От механического недожогаq4%[ 3, табл. 10]1В окружающую средуq5%[ 3, рис.2]0,4С уходящими газамиq2%11,5Доля золы топлива в шлакеашл-( 1 аун)0,05Температура жидкого шлакаtшлЗадана600Энтальпия золы( С) ЗЛкДж/кгТаблица 1560Потеря с физическим теплом шлакаq6%0,1Сумма тепловых потерьq%q2+q3+q4+q5+q613Коэффициент полезного действия котельного агрегата (брутто)%100-q87Давление перегретого пара за котельным агрегатомPППМН/м2Задано13,8Температура перегретого параtППЗадано565ЭнтальпияiППкДж/кгЗадана3500Температура питательной водыtПВЗадана230ЭнтальпияiПВкДж/кгДиаграмма воды и водяного пара993Расход пара для приготовления собств. конденсатанпкг/чпринята0,06-0,08 КАiнпкДж/кг2611tнас0С342,66кДж/кг1617Тепло, полезно используемое в котельном агрегатеQКАкДж/кгКА( iпп-iп.в.)+ нп( )+ пр( iкип-iп.в.)
216160Полный расход топливаВкг/с14,1519Расчетный расход топливаВРкг/с14,0119Коэффициент сохранения тепла-0,7
Таблица 2
, 0СIг0, кДж/кгIв0, кДж/кгIзл, кДж/кгIг=Iг0+(-1)Iв0+IзлТопка, ширмыПароперегреватель первичныйВод. экономайзерВоздухоподогреватель с rВоздухоподогреватель без r=1,15=1,15=1,15=1,15=1,15=1,18=1,18IIIIIIIIIIIIII100754,2632,780,9948,95978,95948,95978,952001529,41273,7169,31927,91008,451927,91008,453002325,51927,4263,92878,531021,732936,351041,722936,351041,724003150,92593,6360,43900,21043,163900,261043,163978,073978,075003993,13276,6458,84943,61064,864943,361064,864943,66004852,03972,1560,66008,461097,996008,461097,996008,467005740,34688,6662,97106,451122,717106,451122,717106,458006649,55413,5767,68229,161146,3848229,169007579,76134,2875,79375,54410008343,56875,8984,6511009473,67638,41097,8120010428,98396,81206,7130011405,29159,31361,7140012402,49942,91583,8150013391,210722,21759,8160014392,611505,71877,1170015402,412285,12065,7180016416,413068,62187,2190017442,913868,92388,3200018465,314673,42514210019504,515473,7-220020543,616273,9-230021578,517095,2-240022617,617903,9-250023660,918716,7-
ТАБЛИЦА 1
Наименование величинРазмер-ностьТопка, шир-мыВоздухоподогрева-тель ( с рециркуляцией газов )Воздухоподогрева-тель (без рециркуляции газов)Коэффициент избытка воздуха за поверхностью нагрева-1,151,181,18Средний коэффициент избытка воздуха в поверхности нагрева-1,151,181,18Объем водяных паров м3/кг0,77140,77380,7738Объем водяных паров с рециркуляциейм3/кг1,00281,00591,0059Полный объем газовм3/кг6,15856,30426,3042Полный объем газов с рециркуляциейм3/кг8,00618,19558,1955Объемная доля трехатомных газов-0,14290,13960,1396 --- || --- || --- || --- || --- с рециркуляцией-0,08460,08260,0826Объемная доля водяных паров-0,12530,12270,1227Объемная доля водяных паров с рециркуляцией-0,09640,09440,0944Суммарная объемная доля-0,26820,26230,2623Суммарная объемная доля с рециркуляцией-0,1810,1770,177Концентрация золовых частицкг/кг0,07150,01710,0171 ; ; ; ;
Таблица 2
, 0СIг0, кДж/кгIв0, кДж/кгIзл, кДж/кгIг=Iг0+(-1)Iв0+IзлТопка, ширмыПароперегреватель первичныйВод. экономайзерВоздухоподогреватель с rВоздухоподогреватель без r=1,15=1,15=1,15=1,15=1,15=1,18=1,18IIIIIIIIIIIIII100754,2632,780,9948,95978,95948,95978,952001529,41273,7169,31927,91008,451927,91008,453002325,51927,4263,92878,531021,732936,351041,722936,351041,724003150,92593,6360,43900,21043,163900,261043,163978,073978,075003993,13276,6458,84943,61064,864943,361064,864943,66004852,03972,1560,66008,461097,996008,461097,996008,467005740,34688,6662,97106,451122,717106,451122,717106,458006649,55413,5767,68229,161146,3848229,169007579,76134,2875,79375,54410008343,56875,8984,6511009473,67638,41097,8120010428,98396,81206,7130011405,29159,31361,7140012402,49942,91583,8150013391,210722,21759,8160014392,611505,71877,1170015402,412285,12065,7180016416,413068,62187,2190017442,913868,92388,3200018465,314673,42514210019504,515473,7-220020543,616273,9-230021578,517095,2-240022617,617903,9-250023660,918716,7-
Таблица 3
Наименование величиныОбозначениеРазмерностьФормула или обоснованиеРасчетРасполагаемое тепло топливакДж/кг17556,1Температура уходящих газовУХПринята предварительно150ЭнтальпияIУХкДж/кгТаблица 2Температура холодного воздухаtХВТаблица 2
Задана30Энтальпия холодного воздухаIХ.В.кДж/кгТаблица 2633Потери тепла:
от химического недожогаq3
%[ 3, табл. 10]0От механического недожогаq4%[ 3, табл. 10]1В окружающую средуq5%[ 3, рис.2]0,4С уходящими газамиq2%11,5Доля золы топлива в шлакеашл-( 1 аун)0,05Температура жидкого шлакаtшлЗадана600Энтальпия золы( С) ЗЛкДж/кгТаблица 1560Потеря с физическим теплом шлакаq6%0,1Сумма тепловых потерьq%q2+q3+q4+q5+q613Коэффициент полезного действия котельного агрегата (брутто)%100-q87Давление перегретого пара за котельным агрегатомPППМН/м2Задано13,8Температура перегретого параtППЗадано565ЭнтальпияiППкДж/кгЗадана3500Температура питательной водыtПВЗадана230ЭнтальпияiПВкДж/кгДиаграмма воды и водяного пара993Расход пара для приготовления собств. конденсатанпкг/чпринята0,06-0,08 КАiнпкДж/кг2611tнас0С342,66кДж/кг1617Тепло, полезно используемое в котельном агрегатеQКАкДж/кгКА( iпп-iп.в.)+ нп( )+ пр( iкип-iп.в.)
216160Полный расход топливаВкг/с14,1519Расчетный расход топливаВРкг/с14,0119Коэффициент сохранения тепла-0,7
Таблица 3
Наименование величиныОбозначениеРазмерностьФормула или обоснованиеРасчетРасполагаемое тепло топливакДж/кг17556,1Температура уходящих газовУХПринята предварительно150ЭнтальпияIУХкДж/кгТаблица 2Температура холодного воздухаtХВТаблица 2
Задана30Энтальпия холодного воздухаIХ.В.кДж/кгТаблица 2633Потери тепла:
от химического недожогаq3
%[ 3, табл. 10]0От механического недожогаq4%[ 3, табл. 10]1В окружающую средуq5%[ 3, рис.2]0,4С уходящими газамиq2%11,5Доля золы топлива в шлакеашл-( 1 аун)0,05Температура жидкого шлакаtшлЗадана600Энтальпия золы( С) ЗЛкДж/кгТаблица 1560Потеря с физическим теплом шлакаq6%0,1Сумма тепловых потерьq%q2+q3+q4+q5+q613Коэффициент полезного действия котельного агрегата (брутто)%100-q87Давление перегретого пара за котельным агрегатомPППМН/м2Задано13,8Температура перегретого параtППЗадано565ЭнтальпияiППкДж/кгЗадана3500Температура питательной водыtПВЗадана230ЭнтальпияiПВкДж/кгДиаграмма воды и водяного пара993Расход пара для приготовления собств. конденсатанпкг/чпринята0,06-0,08 КАiнпкДж/кг2611tнас0С342,66кДж/кг1617Тепло, полезно используемое в котельном агрегатеQКАкДж/кгКА( iпп-iп.в.)+ нп( )+ пр( iкип-iп.в.)
216160Полный расход топливаВкг/с14,1519Расчетный расход топливаВРкг/с14,0119Коэффициент сохранения тепла-0,7
Таблица 6. Расчет водяного экономайзера
Таблица 6. Расчет водяного экономайзера
Наименование величиныОбозначениеРазмерностьФормула или обоснованиеРасчетДиаметр трубdмПо конструктивным характеристикам32/24Число рядов труб в змеевикеZ1- -- || -- || -- || -- || -- || -- || --72Живое сечение для прохода газовFгм2 -- || -- || -- || -- || -- || -- || --45,2Живое сечение для прохода водыfвм2 -- || -- || -- || -- || -- || -- || --0,26Поверхность нагреваHм2 -- || -- || -- || -- || -- || -- || --1953Число змеевиковn- -- || -- || -- || -- || -- || -- || --4Температура газов на выходеКИз расчета воздухоподогревателя441Энтальпия газов на выходекДж/кгпо 4936Теплосодержание воды на входе в экономайзер кДж/кгiп.в. +iп.о.1150Температура воды на входе в экономайзерt/КПри (Pб+0,005 Pб)267Температура газов на входе в экономайзерКПринимается с последующим уточнением500/550Энтальпия газов на входекДж/кгТабл. 15 из ч. 15682/6292Тепловосприятие экономайзера по балансуQбкДж/кг(I/-I//+)746/1356Теплосодержание воды на выходе кДж/кг+Qб1388/1497Температура воды на выходе из ступениКПри пр Рб308/327Температурный напор на входе газовt/К/-192/273Температурный напор на выходе газовt//К//-174Средний температурный напорtК183/199Средняя температура газов К470/496Средняя температура водыtК288/297Температура загрязненной стенкиtзКt+25313/322Объем газов на 1 кг топливаVгм3/кгтабл. 16 ч.17Объемная доля
водяных паров--||-0,12Объемная доля трехатомных газов--||-0,14Концентрация золы в дымовых газахкг/кг-||-0,07Средняя скорость газовWгм/с9,3/9,6Коэффициент теплоотдачи конвекциейкрис. 5 ч.2.92/95Эффективная толщина излучающего слояSм0,121Суммарная поглощательная способностьPnSМпаrns0,003Коэфффициент ослабления лучей
трехатомными газамиг1/ (МПам)рис. 11 ч.2.37/36Коэфффициент ослабления лучей золвыми частицамизл1/ (МПам)рис. 12. ч.2.430/122Оптическая толщинаpS-г rn+злзл+кокс120,06/0,05Коэффициент теплоотдачи излучениемлрис. 9 ч.2.3,25/3,26Поправка на излучение газовых объемоврис. 13. ч.2.4,83/4,84Коэффициент использования поверхности нагрева-1,0 с.12 ч