Поверочно-конструкторский расчет котла ДКВР 6,5 - 13 и экономайзера

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра теплоэнергетики

Курсовой проект

на тему: «Поверочно-конструкторский расчет котла ДКВР 6,5 - 13 и экономайзера»

Выполнил: ст. гр. 07-404

Грунина К.Е.

2010 г.

Содержание

1. Описание котла типа ДКВР 6,5 - 13. Циркуляция воды

2. Описание топки

3. Расчет объемов и энтальпий воздуха и продуктов сгорания при б = 1

4. Средние характеристики продуктов сгорания в топке

5. Энтальпия продуктов сгорания. I-и диаграмма

6. Тепловой баланс и расход топлива

7. Тепловой расчёт топки

8. Описание кипятильного пучка

9. Описание водяного экономайзера

10. Определение невязки теплового баланса

11. Сводная таблица теплового расчета котельного агрегата

Заключение

Литература

Введение

В данной курсовой работе выполнен поверочно-конструкторский расчет стационарного парового вертикально водотрубного котельного агрегата ДКВР 6,5-13 и экономайзера.

Для топочной камеры и конвективных котельных пучков выполнен поверочный расчет.

Для водяного экономайзера - конструктивный расчет.

Также разработан проект котельного агрегата с экономайзером.

Исходные данные :

Поверхность нагрева, установленная за котлом - экономайзер

Номинальная паропроизводительность котла - 6,5 т/ч

Давление пара 14 атм (ати)

Температура питательной воды (после деаэратора) - 80 0С

Вид топлива - Тавричанский уголь марки Б3

Способ сжигания топлива - в слое

Температура наружного воздуха (в котельной) - 25 0С

Местонахождение котельной г. Артём

Расчетное потребление пара на технологические нужды 55 т/ч

В первой главе приводится описание котла ДКВР 6,5-13, схема циркуляции воды в котле с установкой необходимой арматуры, схема предохранительных устройств.

В главе второй производится выбор типа топки по исходным данным, приводятся расчетные характеристики топки.

В третьей главе производится расчет объемов и энтальпий воздуха и продуктов сгорания при б = 1. Для этого рассчитывается теоретическое количество воздуха необходимое для полного сгорания топлива и минимальный объем продуктов сгорания, которые получились бы при полном сгорании топлива с теоретически необходимым количеством воздуха.

В четвертой главе находятся коэффициенты избытка воздуха, объемы продуктов сгорания по газоходам для этого котельный агрегат делят на самостоятельные участки: топочную камеру, конвективные пучки и экономайзер. В пятой главе рассчитываются энтальпии продуктов сгорания также для разных участков, тут же строится J-и диаграмма продуктов сгорания.

В шестой главе вычисляется полезно израсходованное тепло в котлоагрегате, постоянный и расчетный расходы топлива.

В следующих двух главах оценивается неизвестная температура и энтальпия газов. Решая уравнение теплового баланса, определяется тепловосприятие поверхности нагрева (кипятильных пучков) и конечная энтальпия среды. Далее рассчитывается коэффициент теплопередачи и температурный напор, по уравнению теплообмена определяется вторичная величина тепловосприятия поверхности нагрева.

В девятой главе проводится конструктивный расчет водяного экономайзера, находится его поверхность нагрева, число и ряд труб.

В конечном итоге приводится таблица теплового расчета котлоагрегата.

Описание топлива.

В качестве топлива котельная использует тавричанский бурый уголь марки Б3. К марке Б3 относится уголь с содержанием влаги менее 30%.

Бурый уголь -- твердый ископаемый уголь, образовавшийся из торфа, имеет бурый цвет, наиболее молодой из ископаемых углей. Используется как местное топливо, а также как химическое сырье. Образуются из отмерших органических остатков под давлением нагрузки и под действием повышенной температуры на глубинах порядка 1 километра.

Куски бурого угля рыхлые, легко крошатся и выветриваются. При длительном хранении угля, возможно, его самовозгорание. Бурый уголь не выдерживает дальних перевозок.

1. Описание котла типа ДКВР 6,5 - 13. Циркуляция воды

Котел ДКВР 6,5-13 предназначен для производства насыщенного и перегретого пара для технологических нужд промышленных предприятий, в системы отопления, вентиляции и горячего водоснабжения.

Условное обозначение котла: ДКВР - тип котла; 6,5 - паропроизводительность (в т/ч); 14 - абсолютное давление пара (в атм),

Описание котла:

ДКВР 6,5-13 - двухбарабанный котел водотрубный реконструированный. Котел имеет два барабана - верхний (длинный) и нижний (короткий), трубную систему и экранные коллекторы (камеры). Топочная камера котла ДКВР 6,5-13 делится шамотной перегородкой на две части: собственно топку и камеру догорания. Вход газов из топки в камеру догорания и выход газов из котла - ассиметричные. Перегородки котла выполнены таким образом, что дымовые газы омывают трубы поперечным током, что способствует теплоотдаче в конвективном пучке. Внутри котельного пучка имеется чугунная перегородка, которая делит его на первый и второй газоходы и обеспечивает горизонтальный разворот газов в пучках при поперечном омывании труб.

Для наблюдения за уровнем воды в верхнем барабане установлены два водоуказательных прибора (ВУП). Водоуказательные приборы присоединены к цилиндрической части верхнего барабана. Для измерения давления на верхнем барабане котла установлен манометр, также имеется рычажный предохранительный клапан, вентили непрерывной продувки, вентили периодической продувки, воздушник. В водяном пространстве верхнего барабана находятся питательные трубы (с вентилями и обратными клапанами); в паровом объеме - сепарационное устройство. В нижнем барабане имеются трубные ответвления для периодической продувки с двумя вентилями, для дренажа с двумя вентилями, для пуска пара в верхний барабан с вентилем.

Боковые экранные коллекторы расположены под выступающей частью верхнего барабана, возле боковых стен обмуровки. Для создания циркуляционного контура в экранах передний конец каждого экранного коллектора соединен опускной необогреваемой трубой с верхним барабаном, а задний конец - перепускной также необогреваемой трубой с нижним барабаном.

Вода поступает в боковые экраны одновременно из верхнего барабана по передним опускным трубам, а из нижнего барабана по перепускным. Такая схема питания боковых экранов повышает надежность работы при пониженном уровне воды в верхнем барабане, увеличивает кратность циркуляции.

Циркуляция в кипятильных трубах происходит за счет бурного испарения воды в передних рядах труб, т.к. они расположены ближе к топке и омываются более горячими газами, чем задние, вследствие чего в задних трубах, расположенных на выходе газов из котла вода идет не вверх, а вниз.

Контрольно-измерительные приборы и арматуру котла ДКВР 6,5-13 наглядно можно увидеть на рисунке 1.

Рис. 1. Циркуляция воды в котле ДКВР 6,5 - 13

Основные позиции (рис. 1):

1-нижний барабан;

2-дренажные вентили;

3-вентили периодической продувки;

4-вентиль для пуска пара в верхний барабан;

5-водяной объем;

6-опускные трубы конвективного пучка, вальцованы в верхний и нижний барабаны в шахматном порядке;

7-зеркало испарения;

8-верхний барабан. В нем находится котловая вода. Он заполнен примерно наполовину;

9-пар;

10-вентиль пара на собственные нужды;

11-сепаратор;

12-главный парозапорный вентиль;

13-воздушник;

14-вентиль на питательной линии - 2 шт;

15-обратный клапан;

16-ввод питательной воды;

17-рычажный предохранительный клапан;

18- трехходовой клапан манометра;

19-манометр;

20-пробковый кран водоуказательных приборов (ВУП)-6 шт;

21-водоуказательные приборы;

22-вентили непрерывной продувки - 2 шт;

23-необогреваемые опускные трубы боковых экранов - 2 шт;

24-обогреваемые трубы боковых экранов - 2 шт. Вальцованы в верхний барабан и коллекторы. Они окружают топку с двух сторон. Передача тепла к ним осуществляется излучением;

25-нижний коллектор - 2 шт;

26-нижние необогреваемые перепускные трубы - 2 шт;

27-подъемные трубы конвективного пучка;

28-питательные трубы. По ним осуществляется подача питательной воды в верхний барабан.

На верхнем барабане котла установлен предохранительный клапан (рис. 1. позиция 17). Назначение предохранительного клапана (рис. 2) заключается в предохранении от взрыва верхнего барабана котельного агрегата.

Рис. 2 Схема рычажного предохранительного клапана

Основные позиции (рис. 2):

1-клапан;

3-защитный корпус;

4-рычажное устройство;

5-грузы, регулирующие давление срабатывания клапана и уравновешивающие давление в барабане котла;

Для предотвращения повреждений котла при упуске воды из барабана в нижнюю его часть со стороны топки вкручиваются легкоплавкие пробки (рис.3). Они имеют коническую форму с внешней резьбой.

При нормальном уровне воды в котле легкоплавкий состав охлаждается водой и не плавится. При упуске воды пробка сильно нагревается продуктами сгорания топлива, что приводит к расплаву легкоплавкого состава. Через образовавшееся отверстие пароводяная смесь под давлением входит в топку. Это служит сигналом для аварийной остановки котла.

Рис. 3 Схема легкоплавкой предохранительной пробки

Основные позиции (рис. 3):

1-клеймо;

2-сплав свинца и олова;

3-корпус пробки.

2. Описание топки

Способ сжигания топлива - в слое.

Слоевая топка предназначена для сжигания твердого топлива в слое на колосниковой решетке. При слоевом способе сжигания необходимый для горения воздух попадает к слою топлива через колосниковую решетку.

Наиболее трудоемкими операциями при обслуживании топок являются: подача топлива в топку, его шуровка (перемешивание) и удаление шлака.

В данной курсовой работе заброс топлива механизирован, он осуществляется пневмомеханическим забрасывателем (ПМЗ). Таких забрасывателей всего два, расстояние между осями забрасывателей 1300 мм. Таким образом, топливо равномерно распределяется по решетке.

Основным элементом слоевой топки является колосниковая решетка, служащая для поддержания сжигаемого на ней топлива и одновременного подвода воздуха. Колосниковая решетка собрана из отдельных элементов - чугунных брусков или балок - колосников. В проекте процесс удаления шлака также механизирован: применяется колосниковая решетка с ручными поворотными колосниками (РПК). Размеры решетки таковы: ширина 2600 мм, длина 2440 мм, число секций по ширине 3, ширина средней секции 900 мм, ширина крайней секции 850 мм, число рядов колосников по длине 8. Очаговые остатки удаляются путем их сбрасывания в зольный бункер при повороте колосников около своей оси.

Расчетные характеристики топки занесены в таблицу 1.

Таблица 1

Расчетные характеристики топки

3. Расчет объемов, энтальпий воздуха и продуктов сгорания при б=1

Расчетные характеристики топлива (Тавричанский уголь Б3):

Состав угля [6]:

Расчет объемов и энтальпий воздуха и продуктов сгорания ведем по [5]:

Теоретическое количество воздуха необходимое для полного сгорания топлива:

Минимальный объем продуктов сгорания, которые получились бы при полном сгорании топлива с теоретически необходимым количеством воздуха (б=1):

,

,

,

,

4. Средние характеристики продуктов сгорания в топке

Коэффициент избытка воздуха на выходе из топки принимаем из таблицы «Расчетные характеристики топки» РН 5-02, РН 5-03 [6].

Коэффициент избытка воздуха для других участков газового тракта получаются путем прибавления к бт присосов воздуха принимаемых по РН 4-06 [6]. котел тепло энтальпия сгорание

Для выполнения теплового расчета газовый тракт котельного агрегата делят на самостоятельные участки: топочную камеру, конвективные испарительные пучки и экономайзер.

Таблица 2

Средние характеристики продуктов сгорания в поверхностях нагрева котла

6. Тепловой баланс и расход топлива