Тепловой расчет котельного агрегата

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Теплогенерирующей установкой называют совокупность устройств и механизмов для производства тепловой энергии в виде водяного пара, горячей воды или подогретого воздуха.

Тепловая энергия - один из основных видов энергии, используемой человеком для обеспечения необходимых условий его жизнедеятельности.

Комплексы устройств, производящих тепловую энергию и доставляющих ее в виде водяного пара, горячей воды или подогретого воздуха потребителю, называются системами теплоснабжения.

Источниками энергии, в том числе и тепловой, могут служить вещества, энергетический потенциал которых достаточен для последующего преобразования их энергии в другие ее виды с целью последующего целенаправленного использования.

В качестве топлива в котельных используют мазут, природный газ, уголь. В данной работе выбрана централизованная схема теплоснабжения для отопительной котельной, где используются котлы типа ДЕ 10-14ГМ, работающие на мазуте.

1. Конструкция котельного агрегата ДЕ-10-14ГМ

1.1 Описание конструкции

Газомазутные котлы типа ДЕ, разработанные А.А. Дорожниковым и сотрудниками НПО ЦКТИ, паропроизводительностью 10 т/ч изготавливаются БиКЗ для работы давлением 14 и 24 кгс/см². Они предназначены для выработки насыщенного и слабоперегретого пара, идущего на технологические нужды предприятий. Конструкция котельного агрегата представлена на рис.1:

Рис.1 - Конструкция котельного агрегата

Паровой котёл ДЕ-10-14 ГМ газомазутный вертикально-водотрубный паровые с естественной циркуляцией типа Е (ДЕ) производительностью 4; 6,5; 10; 16 и 25 т/ч предназначены для выработки насыщенного или слабоперегретого пара, используемого на технологические нужды промышленных предприятий, в системах отопления, вентиляции и горячего водоснабжения. Топочная камера котлов размещается сбоку от конвективного пучка, оборудованного вертикальными трубами, развальцо­ванными в верхнем и нижнем барабанах. Основными составными частями котлов являются верхний и нижний барабаны, конвективный пучок, фронтовой и боковой экраны, образующие топочную камеру ДЕ-10-14ГМ. Барабаны котла ДЕ-10-14 ГМ, рабочим давлением 1,4 или 2,4 МПа, изготавливается из стали 16ГС, 09Г2С, стенка толщиной 13 или 20 мм соответственно. Контроль качества продукции, обеспечивается за счёт провидения ультразвуковой диагностики сварных швов барабана. На котёл ДЕ-10-14 выписывается паспорт, присваивается номер котла. В паспорт вносится вся первичная документация на комплектующие (барабаны, трубная система, камерой экранов, трубная арматура). Прилагается сертификаты и разрешения на применение выданное "Федеральной службой по экологическому, технологическому и атомному надзору ". У котлов паропроизводительностью до 4 т/ч диаметр верхнего и нижнего барабанов 700 мм, у остальных - 1000 мм. Расстояние между барабанами соответственно 1700 мм и 2750 мм (максимально возможное по условиям транспортировки блока по железной дороге). Для доступа внутрь барабанов в переднем и заднем днищах каждого из них имеются лазы с затворами (крышка лаза). Изготовляются барабаны для котлов с рабочим давлением 1,4 и 2,4 МПа абс из стали 16ГС или 09Г2С и имеют толщину стенки соответственно 13 и 22 мм. Паровой котёл ДЕ 10-14 ГМ производительностью 1; 4; 6,5 и 10 т/ч выполнены с одноступенчатой схемой испарения. В котлах производительностью 16 и 25 т/ч применено двухступенчатое испарение. Во вторую ступень испарения вынесена задняя часть экранов топки и часть конвективного пучка, расположенная в зоне с более высокой температурой газов. Контуры второй ступени испарения имеют необогреваемую опускную систему. Пароперегреватель котлов производительностью 6,5 и 10 т/ч выполнен змеевиковым из труб. На котлах производительностью 16 и 25 т/ч пароперегреватель - вертикальный, дренируемый из двух рядов труб. Поставляются котлы блоком, включающим верхний и нижний барабаны с внутрибарабанными устройствами, трубную систему экранов и конвективного пучка (в случае необходимости - пароперегреватель), опорную раму, изоляцию и обшивку. В качестве хвостовых поверхностей нагрева котлов применяются стальные или чугунные экономайзеры. Паровой котёл ДЕ-10-14 ГМ оборудованы системами очистки поверхностей нагрева. Неподвижными опорами котлов являются передние опоры нижнего барабана. Средняя и задние опоры нижнего барабана подвижные и имеют овальные отверстия для болтов, которыми крепятся к опорной раме на период транспортировки. Каждый котел Е (ДЕ) снабжен двумя пружинными предохранительными клапа­нами, один из которых является контрольным. На котлах без пароперегревателя оба клапана устанавливаются на верхнем барабане котла и любой из них может быть выбран как контрольный. На котлах с пароперегревателем контрольным клапаном является клапан выходного коллектора перегревателя.

Номинальная паропроизводительность и параметры пара, соответствующие ГОСТ 3619-82, обеспечиваются при температуре питательной воды 100°С при сжигании топлив: природного газа с удельной теплотой сгорания 29300-36000 кДж/кг (7000-8600 ккал/м3) и мазута марок М40 и М100 по ГОСТ 10588-75. Диапазон регулирования 20-100% от номинальной паропроизводительности. Допускается кратковременная работа с нагрузкой 110%. Поддержание температуры перегрева у котлов с пароперегревателями обеспечивается в диапазоне нагрузок 70-100%.

Котёл ДЕ 10-14 ГМ может работать в диапазоне давлений 0,7-1,4 МПа. Котёл ДЕ-10-24; котёл ДЕ-16-24ГМ; котёл ДЕ-25 - в диапазоне давлений 1,8-2,4 МПа без изменения паропроизводительности.

В котельных, предназначенных для производства насыщенного пара без предъявления жестких требований к его качеству, паропроизводительность котлов типа Е (ДЕ) при пониженном до 0,7 МПа давлении может быть принята такой же, как и при давлении 1,4 МПа.

Для котлов типа Е (ДЕ) пропускная способность предохранительных клапанов соответствует номинальной производительности котла при давлении не ниже 0,8 МПа абс.

Нормы качества питательной воды и пара должны соответствовать требованиям регламентируемым правилами "Федеральной службой по экологическому, технологическому и атомному надзору" России.

Солесодержание котловой воды в первой ступени испарения котлов без пароперегревателя должно быть не более 3000 мг/кг, для котлов с пароперегревателем - не более 2000 мг/кг. Солесодержание котловой воды второй ступени испарения должно быть не более 4500 мг/кг.

Средний срок службы котлов между капитальными ремонтами при числе часов использования установленной мощности 2500 ч/г - 3 года, средний срок службы до списания не менее - 20 лет. Паровой котёл ДЕ 10-14 ГМ, может использоваться в качестве водогрейного (по технической документации завода).

Блок схема котельного агрегата ДЕ-10-14ГМ представлена на рисунке 2:

Рис.2- Блок-схема котельного агрегата

1.2 Технические характеристики

1.3 Состав топлива

Топливо - Мазут-100. малосернистый.

Рабочая масса тела на 1 кг:

W^p =2,0% - влажность,

A^p=0,15 %- зольность,

S_л^р=0,9% - содержание серы,

C^p=84,75% - содержание углерода,

H^p=10,58% - содержание водорода,

O^p=0,9% - содержание кислорода,

Q_н^р низшая теплота сгорания 9450 ккал/кг.[2]

2. Тепловой расчет котельного агрегата

2.1 Расчет теоретического расхода воздуха и теоретических объемов продуктов сгорания

Расчет теоретического расхода воздуха и теоретических объемов продуктов сгорания проведен для коэффициента воздуха =1 и сведен в таблицу 2.1.

Таблица 2.1

2.2 Расчет коэффициента избытка воздуха и присосов по газоходам

Расчет коэффициента избытка воздуха и присосов по газоходам сведен в таблицу 2.2. Расчет составлен на основе приложений Б и В [3] и блок-схемы котельного агрегата ДЕ 10-14ГМ (рис.2).

Таблица 2.2.