Проектирование котельного агрегата
Конструкция котельной установки, характеристика ее оборудования. Пуск котла, его обслуживание при нормальной эксплуатации. Перечень аварийных случаев и неполадок в котельном цехе. Экономичность работы парового котла. Требования по технике безопасности.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | дипломная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 01.03.2014 |
| Размер файла | 860,2 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
а) уменьшая нагрузку сначала убавить газ, затем убавить подачу воздуха, затем убавить тягу;
б) увеличивая нагрузку сначала прибавить тягу, затем прибавить дутье, а потом уже прибавить газ.
Регулируя нагрузку, следует менять подачу воздуха и газа последовательно небольшими ступенями, а не в один прием. Разрежение вверху топки во всех случаях должно быть 1ч2 мм. вод. ст. Запорные и регулировочные задвижки перед горелками держать полностью открытыми, допуская прикрытие регулировочных только для обеспечения нужного распределения газа по горелкам.
Регулирование нагрузки давлением газа осуществляется поворотно регулирующей заслонкой (ПРЗ). Включая и выключая горелку по газу, соответственно включать и выключать подачу к ним воздуха.
Распределение газа и воздуха по горелкам регулировать, ориентируясь по виду факела и показаниям кислородомера. При недостатке воздуха факел удлиняется, иногда появляется дым. При больших избытках воздуха факел укорачивается. Нужно добиваться, чтобы факел равномерно заполнил всю топочную камеру и не залетал через перевал в межширмовое пространство. Факел должен быть полупрозрачным, иметь светлосоломенно - желтый цвет, конец факела должен быть чистым и не иметь дымных языков. Из дымовой трубы должны выходить лишь совершенно прозрачные продукты сгорания. Во время работы нужно следить, не просачивается ли газ сквозь неработающие горелки, и не горит ли в горелках, угрожая их пережогом. Нужно следить также за состоянием обмуровки.
При изменении избытка воздуха не допускать его снижения ниже L"m = 1,1. Если мероприятия по регулированию соотношения газ - воздух не устраняет дымления, то необходимо убавить газ и снизить нагрузку на котле.
Оперативному персоналу (машинистам котлов, НСК, НСС) необходимо помнить: перед каждой растопкой котла находившегося в резерве более трех суток необходимо проверить работу технологических защит:
а) невоспламенения факела первой растапливаемой горелки;
б) погасания факелов всех горелок в топке (общего факела);
в) отключения всех дымососов;
г) отключения всех вентиляторов;
д) отключения всех РВП;
е) недопустимое давление газа ПРЗ.
Перед пуском газа к котлу необходимо провести контрольную опрессовку газопровода с целью проверки герметичности запорных устройств перед горелками. После растопки котла необходимо убедиться, что вся проектная система автоматических защит котла включена в работу.
Подача газа в газопроводы котла должна быть немедленно прекращена оперативным персоналом в случаях:
а) несрабатывания технологических защит;
б) разогрева несущих балок каркаса или колонн котла, обрушении обмуровки;
в) пожара, угрожающего персоналу, оборудованию или цепям дистанционного управления, входящим в схему защиты котла;
г) исчезновении напряжения на устройствах дистанционно и автоматического управления или на всех контрольно - измерительных приборах;
д) разрушение газопровода котла.
1.3 Обслуживание котла во время нормальной его эксплуатации
При номинальной работе котла на номинальных параметрах все авторегуляторы должны быть включены. О качестве работы регуляторов машинист котла судит по показаниям регистрирующих и показывающих приборов. Регулирование не должно сопровождаться частыми и значительными колебаниями регулируемых величин. При появлении, каких - либо ненормальностей в работе авторегулятора, машинист котла должен перейти на ручное дистанционное управление.
Основная задача эксплуатационного персонала - вести рабочий процесс в соответствии с режимной картой, составленной на основе испытаний котла, и в соответствии с данной инструкцией с тем, чтобы обеспечить:
- Поддержание нормального давления пара на выходе из котла 95±2кгс/см2
- Поддержание температуры пара на выходе из котла +5, - 10 от номинального значения 5300С При этом температуры металла змеевиков пароперегревателя, замеренные в не обогреваемой зоне, не должны превышать следующих величин " холодного" пакета - 4500С, ширм - 5400С, "горяего" пакета - 5600С. Рост температуры пара сверх допустимых значений может произойти, при изменении положения факела в топке, повышения избытков воздуха, снижение температуры питательной воды и т.д. Более высокая температура пара с одной стороны котла указывает на перекос температуры газов в топке или на местное загрязнение пароперегревателя.
- Равномерное питание котла водой. Отклонение от среднего уровня воды в барабане при дистанционном регулировании питания не должно превышать +50, - 50 мм, при нормальной работе автомата питания отклонение от среднего уровня воды не должно превышать +20, - 20 мм.
- Надежную работу котла при максимальной экономичности сжигания топлива и минимальном расходе электроэнергии на собственные нужды.
Во время работы котельной установки необходимо вести систематические наблюдения:
- За работой приборов теплового контроля.
- За топочным режимом, контролируя температуры газов по газоходам, не допуская температурных перекосов, температурой и давлением воздуха до и за воздухоподогревателем. Поддерживать нормальное разрежение вверху топки на уровне 2-3 кгс/м2, при этом котел не должен газить.
- За чистотой конвективных поверхностей нагрева котла.
- За исправностью мазутных форсунок и амбразур горелок.
- За состоянием изоляции, требуя своевременного устранения присосов воздуха. Присосы воздуха должны контролироваться путем осмотра установки и контрольным газовым анализом (не реже одного раза в месяц), а также до и после текущего, среднего и капитального ремонтов.
- За исправностью арматуры котельной установки.
- Периодически прослушивать газоходы котла в области пароперегревателя и экономайзера в целях своевременного обнаружения свищей.
- За работой вспомогательного оборудования.
- За состоянием основного и аварийного освещения.
- Для снижения сернистой коррозии РВП обеспечить полное сжигание мазута при избытках воздуха за пароперегревателем. Температуру воздуха подаваемого в воздухоподогреватель поддерживать не ниже 800С.
- Каждый понедельник в дневную смену необходимо проверять состояние металлоконструкций котла. При выявлении нарушения целостности металлоконструкции или нагреве несущих балок каркаса докрасна, необходимо доложить НСК
- если котёл в зимнее время находится в резерве, то организовать наблюдение за температурой стенок поверхностей нагрева (экранная система). При остывании котла, заполнить его горячей водой и через аварийный слив - заменить холодную воду в экранной системе.
1.4 Порядок останова котла
Плановый останов котла производится постепенным снижением нагрузки. При достижении нагрузки около 70% от номинальной, котел перевести с автоматического управления на дистанционное и продолжать постепенно снижать нагрузку котла. Снижение нагрузки до 80 т/час производится уменьшением давления топлива, а в дальнейшем отключением горелок. Номинальное давление пара за котлом разрешается поддерживать до нагрузки не ниже 50% от номинальной. При нагрузке на котле 80 т/час включить РОУ 100/1,2 ати. отключить котел от магистрали, закрыв задвижку в турбинном цехе и выключить все оставшиеся горелки. После снижения пара до минимально возможного по условиям давления в отборе, отключить РОУ, включить продувку пароперегревателя, закрыть ГПЗ и открыть дренажи паропровода. При прекращении отдачи пара из котла - продувку пароперегревателя закрыть.
После отключения всех горелок (если котел работал на газе) необходимо:
Закрыть задвижку на газопроводе к котлу.
Закрыть задвижки перед горелками.
Открыть свечи безопасности и продувочные свечи.
Произвести вентиляцию топки, газоходов и воздухопроводов котла при работающих вентиляторах и дымососах в течение не более 15 минут. Затем дутьевые вентиляторы и дымососы остановить и закрыть их направляющие аппараты.
При прекращении постоянной подпитки котла открыть вентили на линии рециркуляции из барабана к экономайзеру. При снижении уровня воды в барабане до нижнего допустимого - произвести подпитку котла с возможно меньшим расходом для предотвращения недопустимых термических напряжений в теле барабана. Подпитать котел до верхнего допустимого уровня, после чего питание прекратить. При подпитке закрыть вентили на линии рециркуляции барабан - экономайзер. Запрещается производить подпитку остановленного котла с дренированием воды в целях ускоренного охлаждения барабана даже небольшим количеством холодной питательной воды.
Во время останова котла, также как при пуске, необходим тщательный контроль, за разностью температур тела барабана, которая не должна превышать 600С между верхом и низом.
Для уменьшения разности температур металла верха и низа барабана, необходимо после вентиляции котла закрыть все шибера по газовоздушному тракту, лазы, гляделки.
После отключения последней горелки произвести тщательную обмывку РВП, осмотреть топку, газоходы котла и РВП. Убедиться в отсутствии очагов горения сажи.
Прекратить ввод фосфатов в котел, остановить насосы - дозаторы, а затем закрыть вентили перед барабаном котла.
Произвести продувку линий отбора проб воды и пара для очистки этих линий от шлама и отложений, а затем отключить их от котла.
Через 6 часов после останова котла необходимо произвести продувку нижних точек экранов для удаления шлама, после чего медленно Подпитать котел до верхнего допустимого уровня. Через 8-10 часов продувку через нижние точки и подпитку повторить.
В случае необходимости спуска воды из остановленного котла спуск следует производить после снижения давления в котле до атмосферного. Разрешается спуск воды из остановленного котла с естественной циркуляцией после понижения давления в нём до 10 кгс/см2. При спуске воды необходимо:
Открыть все дренажи экранов, экономайзера, пароперегревателя, камеры впрысков.
Открыть вентиля на линии рециркуляции экономайзер-барабан, на линии непрерывной продувки. При уменьшении давления в котле до 0,5-1,0ати. Открыть продувку пароперегревателя и все воздушники. Происходит обеспаривание котла и просушка внутренних поверхностей труб, коллекторов, барабана.
После полного снижения "р" и прекращения выхода паровоздушной среды из воздушников необходимо: закрыть все дренажи экранов, экономайзера, пароперегревателя, камеры впрыска, Закрыть все воздушники котла, продувку пароперегревателя, непрерывную продувку, вентиля на линиях пробоотборных точек, на линии ввода фосфатов, на линии подвода охлаждающей воды к холодильникам.
Ориентировочное время расхолаживания котла 18 часов.
Аппараты дымососов, лазы, лючки, должны быть в закрытом положении (в течении первых 4-6 часов), после истечения указанного времени лазы, лючки, направляющие аппараты дымососов открываются полностью. В это же время необходимо произвести небольшую продувку нижних точек для удаления шлама, после чего медленно подпитать котёл до верхнего уровня. Через 8-10часов продувку через нижние точки повторить. При снижении давления в барабане до 10 кгс/см2 - отключить РРОУ и открыть продувку пароперегревателя. Допускается пуск дымососа для вентиляции котла лишь через 8-10 часов после вентиляции котла. При этом разница температур металла верха и низа барабана не должна превышать 600С.
Дежурный персонал должен осуществлять надзор за остановленным котлом до полного снижения давления в котле и снятия напряжения с электродвигателей.
Запрещается выключение приборов, регистрирующих и показывающих температуру воздуха и газов до РВП и за ним, раньше, чем через 24 часа после останова котла.
При выводе котла в ремонт необходимо: отключить котёл по газу, мазуту, пару, воде. На газопроводе установить заглушку, на отключающей арматуре вывесить плакаты "не открывать, работают люди". Опорожнить котёл, открыв, дренажи и воздушники. Разобрать эл. схемы на приводы задвижек, регуляторов и шиберов, на дымососы, вентиляторы и РВП.
1.5 Перечень основных аварийных случаев и неполадок в котельном цехе
Котел должен быть немедленно остановлен и отключен действием защит или персонала в следующих случаях:
Повышение уровня воды в барабане на 150мм выше среднего или понижение уровня воды в барабане на 100 мм ниже среднего.
Прекращения действия, всех указателей уровня воды прямого действия.
Быстрого снижения уровня воды в барабане, несмотря на усиленное питание котла.
Прекращение действия всех питательных насосов.
Повышение давления в паровом тракте котла (свыше 119 кгс/см2 в барабане или свыше 105 кгс/см2 в паросборной камере)
При обнаружении неисправности предохранительного клапана.
Если в основных элементах котла (барабане, коллекторах, камерах, пароводоперепускных и водо-опускных трубах, паровых и питательных трубопроводах) будут обнаружены трещины, выпучины, пропуски в их сварных швах.
Погасание факела в топке.
Падение давления мазута перед форсунками до 3 кгс/см2.
Отключение двух дымососов или двух дутьевых вентиляторов котла.
Отключение двух РВП.
Взрыва в топке или газоходах котла.
Загорания отложений в газоходах, разогрева докрасна несущих балок каркаса, при обвале изоляции, или других повреждениях, угрожающих персоналу или оборудованию.
Пожара, угрожающего персоналу или оборудованию, а также цепям дистанционного управления отключающей арматуры, входящей в схему защиты котла.
Исчезновение напряжения на устройствах дистанционного и автоматического управления и на всех контрольно-измерительных приборах. Неисправности автоматики безопасности или аварийной сигнализации, включая исчезновение напряжения на этих устройствах.
Нарушение тяги - 20кгс/м2 (20мм. в. ст)
Падение давления воздуха за РВП до 10% от номинального (20 кгс/м2).
Падение давления газа перед горелками 500 кгс/м2 (мм. в. ст).
Повышение давления газа перед горелками 8500 кгс/м2 (мм. в. ст).
1.6 Требования по технике безопасности при обслуживании котла
1. Персонал допускаемый к обслуживанию котла должен знать:
а) инструкцию по охране труда машиниста котла;
б) правила безопасности систем газораспределения и газопотребления (ПБ 12-529-03), правила охраны труда при эксплуатации газового хозяйства (ПОТ РМ 026-2003);
в) отравляющее действие газа, допустимые и опасные для человека концентрации газа и методы их определения;
г) перечень имеющихся на электростанции мест, опасных в отношении загазованности;
д) правила производства работ и пребывания в местах, опасных в отношении загазованности;
е) признаки отравления газом;
ж) правила эвакуации лиц, пострадавших от газа, из загазованной зоны и приёмы оказания им первой помощи;
з) правила пользования шланговым противогазом.
2. Спецодежда персонала не должна иметь развевающихся частей, которые могут быть захвачены движущимися механизмами. засучивать рукава спецодежды запрещается. Волосы должны быть закрыты головным убором. Весь персонал должен носить каски.
3. Пуск и даже кратковременная работа механизмов без предохранительных ограждений запрещается.
4. Производство ремонтных работ на не остановленных механизмах и оборудовании, находящихся под давлением и напряжением, запрещается;
5. Запрещается опираться и становиться на барьеры площадок, предохранительные кожуха муфт, подшипники, а так же трубопроводы, конструкции и перекрытия, не предназначенные для прохода по ним и не имеющих специальных ограждений и поручней.
6. При пуске, останове и опрессовке котлов трубопроводов и другого оборудования, находящегося под давлением, на их площадках и вблизи их разрешается находится только персоналу, непосредственно исполняющему эту работу, а так же лицам, имеющим разрешение начальника цеха или его заместителя.
7. При обнаружении свищей в пароводяных трактах тепломеханического оборудования начальник смены должен немедленно определить опасную зону, принять меры к её ограждению с целью предотвращения проникновения людей в эту зону и вывесить плакаты "Опасная зона". В опасной зоне должны быть прекращены все виды работ, приняты меры по удалению из неё персонала и должно быть об этом доложено НСС.
8. При отсутствии устройств, позволяющих опорожнить отключаемое оборудование и трубопроводы, предварительное опорожнение их следует производить ослаблением части болтов фланцевого соединения со стороны, противоположной месту нахождения рабочего.
9. Отключение всех сосудов и другого теплосилового оборудования давлением выше 60 атм, необходимо производить двумя последовательно установленными задвижками, при наличии между ними дренажного устройства с диаметром условного прохода не менее 20 мм, имеющего непосредственное соединение с атмосферой.
В особых случаях, когда схема с бесфланцевой арматурой не позволяет отключить для ремонта участки трубопроводов двумя последовательными задвижками, допускается ремонт трубопроводов или арматуры при надёжности их отключения одной задвижкой. При этом должно отсутствовать парение через открытый на всё время ремонта на отключенном участке дренаж в атмосферу.
10. При опробовании и прогреве трубопроводов после ремонта подтяжку болтов и фланцевых соединений допускается производить при избыточном давлении не выше 5 атм.
11. При обслуживании газопроводов в пределах котла персонал не должен допускать образования в газопроводах взрывоопасных газовоздушных смесей. При включении газопроводы необходимо тщательно продуть газом через продувочные свечи.
Продолжительность продувки газопроводов при его заполнении должна быть не менее 10 мин. После продувки должна отбираться проба газа для анализа на присутствие кислорода, содержание которого не должно превышать 1%.
Продувка газопроводов через горелки в топочное пространство запрещается.
12. Эксплуатация газопроводов в пределах котла, при наличии утечки газа запрещается.
13. Площадка газопроводов котлов проверяются 1 раз в день на содержание кислорода, которое не должно быть менее 20% по объёму.
14. Разлитый или протекший из-за нарушения плотности мазут следует немедленно удалить, а места, где мазут был пролит досуха вытереть.
15. Запрещается отогревать огнём замёрзшие части мазутопровода.
16. Эксплуатация котлов с неисправными и не отрегулированными клапанами запрещается. Запрещается заклинивать предохранительные клапана работающих котлов. Грузы рычажных клапанов должны быть застопорены на рычаге и запломбированы так, чтобы исключить возможность их самопроизвольной передвижки без отдачи стопорного приспособления.
17. В непосредственной близости растапливаемого котла должны быть прекращены все ремонтные работы, а персонал, не имеющий отношения к растопке, должен быть удалён.
18. Запрещается вносить открытое пламя или другие источники запала в топку подготовленного к работе котла без предварительной вентиляции топки, газоходов и воздуховодов, согласно настоящей инструкции. Время вентиляции не менее 10 мин.
При растопке на газе, кроме этого, необходимо предварительно проверить плотность закрытия задвижек к горелкам опрессовкой газопровода.
19. При растопке котла, работающего на газе или мазуте, дымососы и вентиляторы должны находится в работе с начала растопки.
Непосредственно перед зажиганием газовых горелок необходимо проверить давление газа в газопроводе перед котлом, давление воздуха перед горелками, и разряжение в топке в необходимых случаях отрегулировать.
20. При зажигании горелок и их регулировании изменении подачи газа и воздуха должно производиться постепенно и плавно.
21. При останове котла, работающего на газе, необходимо после отключения всех горелок отключить от общей магистрали ответвления газопровода к котлу, открыть продувочную свечу на ответвлении и свечи безопасности, провентилировать топку, газоходы, воздуховоды.
При останове котла, работающего полностью или частично на газе на срок более суток задвижка на ответвлении газопровода к котлу должна быть закрыта.
22. Перед производством работ по обдувке должна быть увеличена тяга, обеспечен устойчивый режим горения. Обдувка может производиться только с разрешения машиниста котла или начальника смены КЦ или СМКЦ.
23. Обдувка должна быть немедленно прекращена:
а) при выбивании газов из обдувочного люка:
б) при повреждении обдувочного устройства.
24. При открывании горелок и смотровых лючков запрещается стоять против них.
25. Посещение топок, газоходов без касок запрещается.
26. Весь персонал цеха должен уметь наложить шину при переломах, остановить кровотечение, сделать искусственное дыхание и непрямой массаж сердца.
27. Запрещается нахождение вблизи опускных труб, тройников, паропроводов, выхлопных трубопроводов.
28. Категорически запрещается отогревать замерзшие выхлопные трубопроводы и трубопроводы, находящиеся под давлением. Прежде, чем начать отогревание этих трубопроводов, необходимо с них снять давление.
29. На каждом котле должна быть на видном месте табличка форматом не менее 300-400 мм с указаниями следующих данных:
а) регистрационного номера:
б) разрешенного рабочего давления:
в) даты (год, месяц, число) следующего внутреннего осмотра и гидравлического испытания. Техническое освидетельствование котла состоит из наружного и внутреннего осмотра и гидравлического испытания.
Техническое освидетельствование котла производится специалистом специализированной организации имеющей лицензию ГГТН на осуществление деятельности по экспертизе промышленной безопасности технических устройств, применяемых на опасном производственном объекте в следующие сроки:
а) внутренний и наружный осмотр не реже одного раза в 4 года;
б) гидравлическое испытание не реже одного раза в 8 лет.
Администрация (Владелец) обязана производить техническое освидетельствование котла в следующие сроки:
а) наружный не реже, чем через 12 месяцев и непосредственно перед предъявлением специалисту организации имеющей лицензию ГГТН, внутренний осмотр не реже одного раза в 4 года в период проведения капитального ремонта и непосредственно перед предъявлением;
б) гидравлическое испытание рабочим давлением - каждый раз после вскрытия барабана, коллектора или ремонта котла, если характер и объем ремонта не вызывают необходимости внеочередного освидетельствования.
1.7 Расчетные температуры газов, перегретого пара, питательной воды по тракту котла (данные из теплового расчета, произведенного на Тургоякской ТЭЦ)
Таблица 2
|
Теоретическая температура горящего факела |
Газ |
|
|
2150°С |
||
|
Температура газов: на выходе из топки за II ступенью пароперегревателя за III ступенью пароперегревателя за I ступенью пароперегревателя за II ступенью водяного экономайзера за I ступенью водяного экономайзера за РВП |
1193°С 1008°С 894°С 634°С 470°С 361°С 178°С |
|
|
Температура пара: за I ступенью пароперегревателя за II ступенью пароперегревателя за III ступенью пароперегревателя |
410°С 496°С 535°С |
|
|
Температура воды: на входе в водяной экономайзер за I ступенью водяного экономайзера за II ступенью водяного экономайзера |
215°С 248°С 318°С |
|
|
Температура воздуха за РВП |
298°С |
2. Тепловой расчет парового котла БКЗ-160-100 ГМ
2.1 Расчет объемов, энтальпий и избытка воздуха и продуктов сгорания
Топливом для котла типа БКЗ-160-100 ГМ является природный газ г/п Саратов-Москва.
Состав этого природного газа (%), теплота сгорания (ккал/мі), плотность (при о ?C):
Принимаем [1], таблица IV
1. Теоретический объём воздуха и продуктов сгорания (мі) при сжигании 1мі сухого природного газа (при а-1) :
объем:
m-число атомов углерода
n-число атомов водорода
мі/мі
Теоретический объём азота V,
Объём трёхатомных газов , мі/мі в продуктах сгорания при сжигании газа:
Объём водяных паров , мі/мі
,
где
d=10 - влагосодержание газообразного топлива, отнесенное к 1 мі сухого газа, г/мі
2) Коэффициенты избытка воздуха по тракту котла:
Принимаем ([1], таблица XX, стр.175):
- коэффициент избытка воздуха для верха топки;
Коэффициенты избытка воздуха в других участках газового тракта получаются путем прибавления к присосов воздуха, принимаемых по ([1], таблица XVII стр.171).
- присосы воздуха на каждую ступень пароперегревателя;
- коэффициент избытка воздуха на выходе из 3 ступени пароперегревателя;
-коэффициент избытка воздуха на выходе из 2 ступени пароперегревателя;
- коэффициент избытка воздуха на выходе из 1 ступени пароперегревателя;
- присосы воздуха на каждую ступень водяного экономайзера;
- коэффициент избытка воздуха на выходе из ВЭК-II;
- коэффициент избытка воздуха на выходе из ВЭК - I;
5 - присосы воздуха РВП;
- коэффициент избытка воздуха на выходе из РВП.
3. Теоретические (минимальные) объемы продуктов сгорания, полученные при полном сгорании природного газа с теоретически необходимым количеством воздуха (при >1) представлены в таблице 3:
Таблица 3. Объёмы продуктов сгорания в поверхностях нагрева, объёмные доли трёхатомных газов
|
Наименование величин |
газоходы |
|||||||
|
топка |
Пароперегреватель 3-й ступени |
Пароперегреватель 2-й ступени |
Пароперегреватель 1-й ступени |
ВЭК II-й ступени |
ВЭК I-й ступени |
РВП |
||
|
1,03 |
1,05 |
1,07 |
1,09 |
1,17 |
1,25 |
1,4 |
||
|
Объем водяных паров: |
2,173322 |
2,17647 |
2,179617 |
2,182765 |
2, 195356 |
2, 207948 |
2,231556 |
|
|
Полный объем газов: |
9,112174 |
9,30769 |
9,503206 |
9,698722 |
10,48079 |
11,26285 |
12,72922 |
|
|
0,11568 |
0,11325 |
0,11092 |
0,108684 |
0,100575 |
0,093591 |
0,082809 |
||
|
0,237989 |
0,23299 |
0,228197 |
0,223596 |
0, 206912 |
0, 192545 |
0,170364 |
||
|
0,3536 |
0,3462 |
0,3391 |
0,3322 |
0,3074 |
0,2861 |
0,2531 |
4. Масса дымовых газов (кг/мі):
G
4) Расчёт энтальпий воздуха и продуктов сгорания.
Энтальпии дымовых газов на 1 кг топлива вычисляются по формуле:
энтальпия газов при коэффициенте избытка воздуха б=1 и температуре
энтальпия теоретически необходимого количества воздуха при температуре
Энтальпии 1 м влажного воздуха (С, углекислого газа (СС, азота (С и водяных паров (С определяются по таблице ([1], таблица ХIV, стр.153):
|
кДж/м |
кДж/м |
|||||||||
|
100 |
171,7 |
130,1 |
150,5 |
132,7 |
1400 |
3239 |
2009 |
2559 |
2076 |
|
|
200 |
360,0 |
261,0 |
304,0 |
267,0 |
1500 |
3503 |
2166 |
2779 |
2239 |
|
|
300 |
563 |
394 |
463 |
403 |
1600 |
3769 |
2324 |
3002 |
2403 |
|
|
400 |
776 |
529 |
626 |
542 |
1700 |
4036 |
2484 |
3229 |
2567 |
|
|
500 |
999 |
667 |
795 |
685 |
1800 |
4305 |
2644 |
3458 |
2732 |
|
|
600 |
1231 |
808 |
969 |
830 |
1900 |
4574 |
2804 |
3690 |
2899 |
|
|
700 |
1469 |
952 |
1149 |
979 |
2000 |
4844 |
2965 |
3926 |
3066 |
|
|
800 |
1712 |
1098 |
1334 |
1129 |
2100 |
5115 |
3127 |
4163 |
3234 |
|
|
900 |
1961 |
1247 |
1526 |
1283 |
2200 |
5386 |
3289 |
4402 |
3402 |
|
|
1000 |
2213 |
1398 |
1723 |
1438 |
2300 |
5658 |
3452 |
4643 |
3571 |
|
|
1100 |
2458 |
1551 |
1925 |
1595 |
2400 |
5930 |
3615 |
4888 |
3740 |
|
|
1200 |
2717 |
1705 |
2132 |
1754 |
2500 |
6203 |
3778 |
5132 |
3910 |
|
|
1300 |
2977 |
1853 |
2344 |
1914 |
Результаты расчетов энтальпий сведены в таблицу 4:
Таблица 4
|
1,03 |
1,05 |
1,07 |
1,09 |
1,17 |
1,25 |
1,4 |
||||
|
100 |
1517,564 |
1297,24866 |
1556,481 |
1582,426 |
1608,371 |
1634,316 |
1738,096 |
1841,876 |
2036,463 |
|
|
200 |
3065,343 |
2610,1386 |
3143,647 |
3195,85 |
3248,053 |
3300,256 |
3509,067 |
3717,878 |
4109,399 |
|
|
300 |
4656,851 |
3939,6474 |
4775,041 |
4853,834 |
4932,627 |
5011,42 |
5326,591 |
5641,763 |
6232,71 |
|
|
400 |
6283,104 |
5298,4836 |
6442,059 |
6548,029 |
6653,998 |
6759,968 |
7183,847 |
7607,725 |
8402,498 |
|
|
500 |
7956, 205 |
6696,423 |
8157,097 |
8291,026 |
8424,954 |
8558,883 |
9094,596 |
9630,31 |
10634,77 |
|
|
600 |
9672,929 |
8113,914 |
9916,346 |
10078,62 |
10240,9 |
10403,18 |
11052,29 |
11701,41 |
12918,49 |
|
|
700 |
11432,28 |
9570,5082 |
11719,4 |
11910,81 |
12102,22 |
12293,63 |
13059,27 |
13824,91 |
15260,49 |
|
|
800 |
13223,28 |
11036,8782 |
13554,39 |
13775,13 |
13995,86 |
14216,6 |
15099,55 |
15982,5 |
17638,03 |
|
|
900 |
15059,08 |
12542,3514 |
15435,35 |
15686,2 |
15937,04 |
16187,89 |
17191,28 |
18194,67 |
20076,02 |
|
|
1000 |
16924,41 |
14057,6004 |
17346,14 |
17627,29 |
17908,44 |
18189,6 |
19314,2 |
20438,81 |
22547,45 |
|
|
1100 |
18808,74 |
15592,401 |
19276,51 |
19588,36 |
19900,21 |
20212,05 |
21459,45 |
22706,84 |
25045,7 |
|
|
1200 |
20726,43 |
17146,7532 |
21240,83 |
21583,77 |
21926,7 |
22269,64 |
23641,38 |
25013,12 |
27585,13 |
|
|
1300 |
22609,43 |
18710,8812 |
23170,75 |
23544,97 |
23919, 19 |
24293,41 |
25790,28 |
27287,15 |
30093,78 |
|
|
1400 |
24563,16 |
20294,5608 |
25172 |
25577,89 |
25983,78 |
26389,67 |
28013,24 |
29636,8 |
32680,98 |
|
|
1500 |
26537,61 |
21888,0162 |
27194,25 |
27632,01 |
28069,77 |
28507,53 |
30258,57 |
32009,61 |
35292,81 |
|
|
1600 |
28528,44 |
23491,2474 |
29233,17 |
29703 |
30172,82 |
30642,65 |
32521,95 |
34401,25 |
37924,93 |
|
|
1700 |
30544,52 |
25094,4786 |
31297,35 |
31799,24 |
32301,13 |
32803,02 |
34810,58 |
36818,14 |
40582,31 |
|
|
1800 |
32567,05 |
26707,4856 |
33368,28 |
33902,42 |
34436,57 |
34970,72 |
37107,32 |
39243,92 |
43250,04 |
|
|
1900 |
34596,09 |
28340,0442 |
35446,29 |
36013,09 |
36579,89 |
37146,69 |
39413,89 |
41681,1 |
45932,1 |
|
|
2000 |
36642,62 |
29972,6028 |
37541,79 |
38141,25 |
38740,7 |
39340,15 |
41737,96 |
44135,77 |
48631,66 |
|
|
2100 |
38700,13 |
31614,9372 |
39648,58 |
40280,88 |
40913,18 |
41545,48 |
44074,67 |
46603,87 |
51346,11 |
|
|
2200 |
40761,99 |
33257,2716 |
41759,71 |
42424,85 |
43090 |
43755,14 |
46415,72 |
49076,3 |
54064,9 |
|
|
2300 |
42837 |
34909,3818 |
43884,28 |
44582,47 |
45280,65 |
45978,84 |
48771,59 |
51564,34 |
56800,75 |
|
|
2400 |
44920,68 |
36561,492 |
46017,53 |
46748,76 |
47479,99 |
48211,22 |
51136,14 |
54061,05 |
59545,28 |
|
|
2500 |
47003,25 |
38223,378 |
48149,95 |
48914,42 |
49678,89 |
50443,36 |
53501,23 |
56559,1 |
62292,6 |
2.2 Экономичность работы парового котла
Расчет по .
1) Располагаемое тепло 1 кг природного газа:
где кДж/мі - низшая теплота сгорания по рабочей массе;
кДж/мі
2) Потеря тепла с уходящими газами.
([1], стр.29),
где q4 - потеря тепла от механического недожога. Для газообразного топлива q4=0 %, - энтальпию уходящих газов (находим по интерполяцией данных из табл. 4):
- энтальпия воздуха, присасываемого в газоходы котла:
- энтальпия теоретически необходимого количества воздуха на входе в калорифер ищем по ([1], стр.29).
, ([1], таблица V, стр.141).
Потери тепла от химического и механического недожега по природному газу берем из ([1], таблица ХХ, стр.175).:
Т.к. для газообразного топлива q4=0, тогда потери тепла от химического недожога:
Потери теплоты от наружного охлаждения через внешние поверхности котла (%) невелики и с ростом производительности котла уменьшаются ([1], рис.5.1, стр.30) .
Потеря тепла на охлаждение не включенных в циркуляционную схему котла панелей и балок топки:
Суммарная потеря тепла в котле:,
3) КПД котла (брутто):
4) Полный расход природного газа, подаваемого в топкку ([1], стр.32):
Полное количество тепла, полезно использованное в котле:
где - количество выработанного перегретого пара;
- энтальпия перегретого пара;
- энтальпия питательной воды;
- энтальпия воды на линии насыщения при давлении в барабане парового котла,
- расход воды на продувку котла, с энтальпией кипящей воды .
;
(по и )
(по )
(по давлению в барабане ).
Тогда:
2.3 Тепловой расчет топочной камеры
1) Радиационные свойства продуктов сгорания ([1], стр.37).
Основной радиационной характеристикой продуктов сгорания служит критерий поглощательной способности (критерий Бугера):
,
где - коэффициент поглощения топочной среды, рассчитывается по температуре и составу газов на выходе из топки;
р - давление в топочной камере;
s - эффективная толщина излучающего слоя.
,
где - коэффициент поглощения лучей газовой фазой продуктов сгорания;
m - коэффициент относительного заполнения топочной камеры светящимся пламенем;
- коэффициент поглощения лучей частицами сажи.
,
где - коэффициент поглощения лучей газовой фазой продуктов сгорания; - суммарная объемная доля трехатомных газов в продуктах сгорания; - температура газов на выходе из топки; - эффективная толщина излучающего слоя топки.
;
(по рекомендации [2], стр.70);
м.
,
,1/ (м*МПа)
(при сжигании природного газа) ([1], стр.38).
,1/ (м*МПа)
m, n - количество атомов углерода и водорода в соединении.
где - коэффициент избытка воздуха на выходе из топки, рассчитанный выше;
Получаем:
2) Расчет суммарного теплообмена в топке.
Расчет этого пункта ведется по .
Методика расчета суммарного теплообмена в топке базируется на приложении теории подобия к топочному процессу. Основными параметрами, определяющими безразмерную температуру газов на выходе из топки, являются критерий радиационного теплообмена Больцмана () и критерий поглощательной способности Бугера ().
Безразмерная температура газов на выходе из топочной камеры:
,
где - адиабатическая температура горения топлива;
М - параметр, учитывающий влияние на интенсивность теплообмена относительного уровня расположения горелок, степени забалластированности топочных газов и других факторов;
Критерий рассчитывается по формуле:
где - коэффициент сохранения тепла ([1], стр.30);
- расчетный расход топлива ([1], стр.33);
коэффициент излучения абсолютно черного тела
средняя суммарная теплоемкость продуктов сгорания:
энтальпия продуктов сгорания при температуре на выходе из топки:
,
адиабатическая температура горения определяется интерполированием, принимая :
полезное тепловыделение в топке:
тепло, вносимое в топку воздухом:
энтальпия теоретически необходимого воздуха при температуре за РВП:
(по)
коэффициент тепловой эффективности:
коэффициент снижения тепловосприятия экрана при загрязнении:
угловой коэффициент экрана: , ([1], стр.214)
коэффициент, учитывающий влияние на интенсивность теплообмена относительно уровня расположения горелок:
(1), стр.40
относительный уровень расположения горелок:
где - уровень расположения горелок в ярусе (из конструкции котла),
-высота топки (из конструкции котла).
уровень расположения горелок в ярусе:
эффективное значение критерия Бугера ищется по формуле:
, ([1], стр.40).
Получаем безразмерную температуру на выходе из топки:
3) Расчетная температура на выходе из топки:
.
С учетом коррекции:
.
2.4 Расчет ширмового перегревателя
Имеется 8 ширм . Расчет этого пункта по .
1) Площадь проходного сечения:
расход пара через ширмы с учетом впрысков:
скорость пара в ширме:
2) Число ширм в одной ступени по ширине газохода.
,
где - шаг между соседними ширмами;
- ширина топки.
.
3) Число труб в ленте.
,
где
- внутреннее сечение трубы;
- число ходов пара в ширме.
4) Глубина ступени ширмы.
,
где - продольный шаг труб в ленте ширмы;
- зазор между лентами.
,
,
5) Теплота, полученная ширмовой поверхностью прямым излучением из топки.
,
где - коэффициент взаимного обмена между объемом топки и ширмой;
- коэффициент неравномерности тепловосприятия для верхней части топки ([2] таблица П.4, стр 167);
- среднее тепловое напряжение экранов топки;
- угловой коэффициент ширмы;
- лучевоспринимающая поверхность плоскости на входе, в случае облучения факелом нижней плоскости ширм.
,
где - температурный коэффициент для газа.
. ,
где - общее количество тепла, переданное излучением от газов к поверхности топки;
- поверхность тепловоспринимающих экранов топки,
-степень экранирования стен топки.
угловой коэффициент ширмы:
.
,
где - высота входной части ширмы, обращенной в топку.
.
.
6) Балансовое тепловосприятие зоны ширм.
,
где - энтальпия газов за ширмой.
Оценим температуру газов на выходе из ширм. Ее следует принять исходя из ожидаемого снижения температуры газов при прохождении ширм:
, примем .
.
.
7) Температуры газов в ширме.
- на входе; - на выходе.
8) Энтальпия пара на выходе из ширм с учетом пароохладителя в их рассечке.
,
где - энтальпия пара на входе в ширму;
- теплоприращение пара в ширмах;
- охлаждение пара в пароохладителе.
При и : .
.
,
где ;
;
.
.
.
9) Температура пара на выходе из ширм с учетом пароохладителя в их рассечке:
По и : .
10) Тепловосприятие ширмы от газового потока:
,
где k - коэффициент теплопередачи газов ширме;
- средний расчетный температурный напор;
- поверхность нагрева ширмы из режимной карты.
,
где - скорость газов в ширме.
,
где - коэффициент живого сечения газохода ширм.
.
.
.
.
.
11) Относительное расхождение.
([2], стр.84).
Т.к. , то с учетом коррекции:
.
12) Температура газов за ширмами.
.
.
13) Тепловосприятие от газового потока.
2.5 Расчет конвективного перегревателя
Ведем расчет III ступени конвективного перегревателя (КП). Расчет этого пункта ведется по .
1) Энтальпия газов на входе в перегреватель.
.
2) Энтальпия пара на входе и на выходе из перегревателя берется по и , :
; .
3) Тепловосприятие омывающих газов.
,
где - расход пара через перегреватель.
.
.
4) Энтальпия газов на выходе.
5) Температура газов на выходе.
.
6) Тепловосприятие поверхности перегревателя от газа.
,
где - коэффициент теплопередачи в перегреватель; - средний расчетный температурный напор, с учетом противоточного теплообмена;
- поверхность стен конвективного перегревателя.
,
где - скорость движения газов в перегревателе.
,
где - коэффициент живого сечения газохода в районе перегревателя; - площадь сечения газохода для прохода газов.
.
.
.
.
.
7) Относительное расхождение.
.
Т.к. , то с учетом коррекции:
8) Корректировка температуры газов на выходе.
энтальпия газов на выходе:
.
температура газов на выходе:
.
Ведем расчет I ступени конвективного перегревателя (КП). Расчет этого пункта ведется аналогично:
1) Энтальпия газов на входе в перегреватель.
.
2) Энтальпия пара на входе и на выходе из перегревателя берется по и , :
; .
3) Тепловосприятие омывающих газов.
,
где - расход пара через перегреватель.
.
.
4) Энтальпия газов на выходе.
5) Температура газов на выходе.
.
6) Тепловосприятие поверхности перегревателя от газа.
,
где - коэффициент теплопередачи в перегреватель;
- средний расчетный температурный напор, с учетом противоточного теплообмена;
- поверхность стен конвективного перегревателя.
,
где - скорость движения газов в перегревателе.
,
где
- коэффициент живого сечения газохода в районе перегревателя; - площадь сечения газохода для прохода газов.
.
.
.
.
.
7) Относительное расхождение.
.
Т.к. , то с учетом коррекции:
8) Корректировка температуры газов на выходе.
энтальпия газов на выходе:
.
температура газов на выходе:
.
2.6 Расчет водяного экономайзера
Рассчитываем II ступень водяного экономайзера (ЭК-II). Расчет этого пункта по .
1) Энтальпия газов на входе в ЭК - II.
.
2) Энтальпия воды на входе и на выходе из ЭК-II берется по и , а также :
; .
3) Тепловосприятие омывающих газов.
,
где
- расход питательной воды через ЭК-II.
.
.
4) Энтальпия газов на выходе.
5) Температура газов на выходе.
.
6) Тепловосприятие поверхности ЭК-II от газа.
,
где - коэффициент теплопередачи в ЭК - II;
- поверхность стен водяного экономайзера.
,
где - скорость движения газов в ЭК-II
,
где - площадь сечения прохода газов;
- коэффициент живого сечения газохода в районе ЭК-II.
.
.
.
.
.
7) Относительное расхождение.
.
Т.к. , то с учетом коррекции:
.
8) Корректировка температуры газов на выходе.
энтальпия газов на выходе:
;
температура газов на выходе:
.
Рассчитываем I ступень водяного экономайзера (ЭК-I). Расчет этого пункта производится аналогично:
1) Энтальпия газов на входе в ЭК - I.
.
2) Энтальпия воды на входе и на выходе из ЭК-I берется по и , а также :
; .
3) Тепловосприятие омывающих газов.
,
где - расход питательной воды через ЭК-II.
.
.
4) Энтальпия газов на выходе.
5) Температура газов на выходе.
.
6) Тепловосприятие поверхности ЭК-II от газа.
,
где - коэффициент теплопередачи в ЭК - II;
- поверхность стен водяного экономайзера.
,
где - скорость движения газов в ЭК-II
,
где - площадь сечения прохода газов;
- коэффициент живого сечения газохода в районе ЭК-II.
.
.
.
.
.
7) Относительное расхождение.
.
Т.к. , то с учетом коррекции:
.
8) Корректировка температуры газов на выходе.
энтальпия газов на выходе:
;
температура газов на выходе:
.
2.7 Расчет РВП
Расчет этого пункта по .
1) Расчет энтальпии уходящих газов.
.
Температура уходящих газов: .
2) Энтальпия присосов.
,
где - средняя температура воздуха.
Температуры воздуха на входе и на выходе и
.
.
3) Тепловосприятие от омывающих газов.
,
где - энтальпия газов на входе.
.
4) Энтальпия воздуха на входе.
.
5) Тепловосприятие поверхности РВП от газа.
,
где
- средний тепловой поток в поверхность РВП;
- площадь по горячей части РВП.
,
где - коэффициент теплопроводности.
.
Скорость газов и скорость воздуха:
и ., .
, .
8) Относительное расхождение.
.
Т.к. :
.
9). Удельное тепловосприятие по газовой стороне
10) Энтальпия продуктов сгорания
Следовательно, температура уходящих газов
2.8 Уточнение теплового баланса
Расчет этого пункта, т.е. тепловосприятие не рассчитанных в данной работе поверхностей взято из :
.
Заключение
Расчет котла преследует цель определения экономичности его работы для принятой конструкции заданного типа топлива, а также тепловых характеристик рабочей среды и продуктов сгорания на выходе из поверхностей нагрева. В результате теплового поверочного расчета котла БКЗ-160-100ГМ при его работе на мазуте типа М-100 получили следующие характеристики:
.
Список использованной литературы
1. Тепловой расчет котлов (Нормативный метод). Издание 3-е, переработанное и дополненное. Издательство НПО ЦКТИ, СПб, 1998, 256 стр.
2. Липов Ю.М. "Тепловой расчет парового котла" Учебное пособие для вузов. Ижевск: НИЦ "Регулярная и хаотическая динамика" 2001г. - 176стр.
3.Р.И. Эстеркин. Котельные установки. Курсовое и дипломное проектирование. - Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отделение, 1989. - 280 с.
4. Таблицы теплофизических свойств воды и водяного пара: Справочник/ А.А. Александров, Б.А. Григорьев. Рек. Гос. службой стандартных справочных данных. ГСССД Р-776-98 - М.: Издательство МЭИ. 1999.
5. К.Ф. Роддатис, А.Н. Полторацкий. Справочник по котельным установкам. Москва: Энергоатомиздат, 1989 г.
6. Инструкция по эксплуатации котлов БКЗ-160-100 ГМ
Приложение
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Понятие и строение парового котла, его назначение и функциональные особенности. Характеристика основных элементов рабочего процесса, осуществляемого в котельной установке. Конструкция парового котла типа ДЕ. Методы и средства управления работой котла.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 27.06.2010Характеристика оборудования котельной установки. Обслуживание котла во время нормальной его эксплуатации. Порядок его останова. Расчет объемов, энтальпий и избытка воздуха, продуктов сгорания, топочной камеры, перегревателей, водяного экономайзера.
курсовая работа [192,1 K], добавлен 31.01.2015Назначение и основные типы котлов. Устройство и принцип действия простейшего парового вспомогательного водотрубного котла. Подготовка и пуск котла, его обслуживание во время работы. Вывод парового котла из работы. Основные неисправности паровых котлов.
реферат [643,8 K], добавлен 03.07.2015Краткое описание котла, его технико-экономические показатели, конструкция, гидравлическая и тепловая схемы. Подготовка котла к растопке, растопка, обслуживание во время работы и остановка. Основные указания по технике безопасности и пожаробезопасности.
контрольная работа [365,4 K], добавлен 11.11.2010Выполнение теплового расчета стационарного парового котла. Описание котельного агрегата и горелочных устройств, обоснование температуры уходящих газов. Тепловой баланс котла, расчет теплообмена в топочной камере и конвективной поверхности нагрева.
курсовая работа [986,1 K], добавлен 30.07.2019Краткое описание котельного агрегата ДКВР-6,5-13. Выбор водоподготовительного оборудования. Теплообменники, сепараторы непрерывной продувки. Принципиальная схема газоснабжения котельной. Автоматика безопасности котла. Отопление и вентиляция помещения.
курсовая работа [3,3 M], добавлен 09.09.2014План эксплуатации котлоагрегатов ТЭЦ-1. Котел паровой ТГМЕ-190: описание, назначение, технические данные. Подготовка котла к пуску. Обслуживание котла и вспомогательного оборудования во время работы. Технологические защиты и блокировки конструкции.
отчет по практике [48,2 K], добавлен 10.10.2014Особенности составления тепловой схемы отопительной котельной. Расчет объемов воздуха и продуктов сгорания. Тепловой расчет котельного агрегата. Вычисление полезной мощности парового котла. Расчет топочных камер. Определение коэффициента теплопередачи.
курсовая работа [201,9 K], добавлен 04.03.2014Конструкция котлоагрегата, топочной камеры, барабанов и сепарационных устройств, пароперегревателя. Тепловой расчет парового котла ПК-10. Объемы и энтальпии воздуха и продуктов сгорания, экономичность работы. Расчет конвективного пароперегревателя.
курсовая работа [2,6 M], добавлен 15.03.2014Описание реконструкции котла КВ-ГМ-50 для сжигания угля. Выполнение теплового расчета котельной установки и вентиляции котельного зала. Краткая характеристика топлива. Определение количества воздуха, продуктов сгорания и их парциальных давлений.
дипломная работа [2,7 M], добавлен 20.05.2014
