Тепловой расчет котла Е-75-40ГМ
Министерство Высшего Образования РФ
Кафедра Тепловых Электрических Станций
Пояснительная записка
к курсовому проекту на тему:
«Расчет парового котла типа Е-75-40 ГМ».
Выполнил:
Проверил:
Аннотация.
В данной курсовой работе рассмотрен типовой расчет промышленного
парогенератора на примере парового котла Е-75-40 ГМ. Вид топлива,
сжигаемого при работе котла мазут сернистый.
Основные параметры котла:
1. Номинальная паропроизводительность - 75[pic];
2. Рабочее давление в барабане котла - 44[pic];
3. Рабочее давление на выходе из пароперегревателя - 40[pic];
4. Температура перегретого пара - 440[pic];
5. Температура питательной воды - 150[pic];
6. Температура уходящих газов - 180[pic];
7. Температура горячего воздуха - 190[pic].
В расчетно-пояснительной записке содержится:
листов-
эскизов-
таблиц-
Техническая характеристика парогенератора Е-75-40 ГМ.
Топочная камера объемом 297[pic] полностью экранирована трубами Ш60*3
мм[pic]с шагом 100 мм на боковых, фронтовой и задней стенах. На боковой
стене топки расположены 2 горелки.
Схема испарения – трехступенчатая: в барабане расположены чистый отсек
первой ступени испарения и два солевых отсека второй ступени (по торцам
барабана) третья ступень вынесена в выносные циклоны Ш377мм.
Перегреватель – с вертикально расположенными змеевиками,
двухступенчатый, выполнен из труб Ш42*3 мм. Количество змеевиков – 18.
Поперечный шаг труб – 75 мм, расположение - коридорное.
Экономайзер – стальной, гладкотрубный, змеевиковый, двухступенчатый, с
шахматным расположением труб Ш32*3 мм. Поперечный шаг труб – 75 мм,
продольный – 55 мм.
Воздухоподогреватель – трубчатый, вертикальный, с шахматным
расположением труб Ш40*1,6 мм. Поперечный шаг труб – 60 мм, продольный – 42
мм.
Технические и основные конструктивные характеристики парогенератора
следующие:
Номинальная паропроизводительность 75[pic];
Рабочее давление пара 40[pic];
Температура перегретого пара 440[pic];
Площадь поверхностей нагрева, [pic]:
1) лучевоспринимающая (экранов и фестона) 211[pic];
2) конвективная:
- фестона 31[pic];
- перегревателя: 380 [pic]
- экономайзера: 1070[pic]
- воздухоподогревателя: 2150[pic]
Пуск барабанного котла на общую паровую магистраль.
Пуск включает в себя:
1. Заполнение котла водой.
2. Его растопку.
3. Повышение параметров до номинальных.
При растопке в элементах котла возникают дополнительные температурные
напряжения.
Если [pic], т.е. [pic], металл треснет, поэтому растопку ведут медленно и
осторожно.
Последовательность пуска:
1. Проводят внешний осмотр (проверяется исправность горелок, дымососа,
вентилятора, запорной и регулирующей арматуры, взрывных и
предохранительных клапанов, контрольно-измерительных приборов и
автоматики, подвод напряжения).
2. Закрывают дренажи 3, открывают воздушники 4, линию продувки
пароперегревателя 5 и линию рециркуляции воды 2.
3. Через растопочный узел РУ медленно заполняют котел водой с температурой
за даэратором [pic]
4. Заполнение водой заканчивают тогда, когда уровень воды в барабане
достигнет минимально допустимого значения.
5. Включают дымосос и вентилируют газоходы в течение 15 минут (для
исключения возможного взрыва).
6. С помощью факела устанавливают разрежение на уровне 1 мм. вод. ст.
7. Разжигают растопочные форсунки. После достижения устойчивого горения
включают вентилятор. После достаточного прогрева топки переходят на
сжигание основного топлива.
8. Готовят топливный тракт. Открывают линию рециркуляции и зажигают первую
горелку. После появления пара из воздушников, их закрывают.
9. Тепловыделение расходуется на нагрев металла и обмуровки, нагрев воды,
парообразования. С увеличением [pic] растопки после прогрева металла
теплота тратится на парообразование.
Для снижения тепловых потерь [pic].
При растопке котел периодически подпитывается через растопочный узел, при
этом постоянно следят за уровнем воды в барабане.
При давлении в барабане [pic], открывается главная паровая задвижка ГПЗ и
прогревается паропровод.
10. Для исключения пережога защищают все рабочие поверхности. При растопке
расход пара снижают в 10 раз, [pic], кроме того, в результате
гидравлической разверки в отдельных змеевиках [pic], поэтому постоянно
контролируют [pic] и [pic].
Для защиты экономайзера от пережога расхолаживание выходных петель
производят за счет рециркуляции воды.
При Р >10МПа через ЭКО прокачивают воду из магистрали.
Когда [pic], котел подключают к магистрали 9, закрывают продувочную
линию, отключают линию рециркуляции.
Подачей топлива и питательной воды, поднимают параметры до
номинальных.
11. Включают автоматику.
Останов паровых котлов.
1. Нормальный (плановый) останов котла производится тогда, когда параметры
снижают плавно, чтобы [pic].
2. Аварийный, когда котел немедленно останавливается при резком снижении
паропроизводительности.
Плановый останов.
1. Снижается нагрузка до [pic];
2. Срабатывается угольная пыль в бункере, или отключается котел от газовой
магистрали;
3. Отключают котел от паровой магистрали;
4. Котел подпитывается до верхнего предельного уровня в барабане;
5. На 15 минут открывается линия продувки пароперегревателя. Через 10 и 20
часов продувку повторяют.
При Р<5 ат, продувку осуществляют через расширитель.
После погасания факелов и вентиляции газоходов в течении 10 минут дымосос
останавливают, и расхолаживание ведут естественным путем. Скорость снижения
температуры 1-1,5[pic] в минуту. Контролируют температуру стенки барабана.
При [pic] и температуре 70-80[pic] открывают дренажи 3 и трубную систему
опорожняют.
Аварийный останов.
Котел аварийно останавливается, когда:
1. Уровень воды в барабане выходит за допустимые пределы.
2. Расход среды в ПК прекращается более чем на 30 сек.
3. Когда выходят из строя измерительные диафрагмы и водоуказательные
колонки.
4. При погасании факела в топке, пожаре в газоходах.
5. При останове вентилятора, дымососа, паровой турбины.
Расчетная часть.
1. Составление расчетно-технологической схемы трактов парового котла. Выбор
коэффициентов избытка воздуха.
1. Расчетно-технологическая схема трактов парового котла составляется на
основе чертежей парового котла и задания на проектирование. На рис.3
приведена схема парового котла Е-75-40 ГМ.
2. Величину коэффициента избытка воздуха на выходе из топки ?т’’ принимают
для всех паровых котлов равной 1,2 при использовании твердых топлив. По [1,
табл. 1.1] находятся для заданного парового котла значения присосов воздуха
в газоходы, вычисляются величины коэффициентов избытка воздуха за каждым
газоходом, а также их средние значения и заполняется табл. 1.1.
Таблица 1.1
Избытки воздуха и присосы по газоходам
|№ |Газоходы |Коэффициент избытка |Величина |Средний коэффициент |
|п./п| |воздуха за газоходом |присоса |из-бытка воздуха в |
|. | |?" |?? |газоходе |
| | | | |? |
|1 |Топка и |?"т = ?"ф = ?т = 1.1 |??т = |?т = ?т" = 1.15 |
| |фестон | |0.05 | |
|2 |Пароперегре|?"пе=?"т+?? пе=1.13 |??пе = |?пе = (?пе" + ?т")/2 = |
| |ватель | |0.03 |1.115 |
|3 |Экономайзер|?"эк=?"пе+?? эк=1.15 |??эк = |?эк = (?эк" + ?пе")/2 = |
| | | |0.02 |1.14 |
|4 |Воздухоподо|?"вп=?ух=?"эк+??вп=1.|??вп = |?вп = (?ух" + ?эк")/2 = |
| |греватель |18 |0.03 |1.165 |
1. Топливо и продукты горения.
1. Для заданного вида и марки топлива из таблиц [1, П.1 и П.2] описываем
элементарный состав рабочей массы:
1. Величина теплоты сгорания Qнр = ккал/кг.
2. Приведенная влажность
3. Приведенная зольность
4. Для контроля проверяется баланс элементарного состава:
2. Теоретические объемы воздуха V° и продуктов горения VRO2,. ,VN2o, VH2Oo
при ? = 1 выписываются согласно приложению из [1, табл. П.1] для твердых
топлив:
V° = 10,45 м3/кг; VRO2 = 1,57 м3/кг; VN2o = 8,25 м3/кг; VоH2O = 1,45
м3/кг.
3. При ? > 1 объемы продуктов горения Vг , объемные доли трехатомных газов
и водяных паров rRO2 , rH2O, безразмерную концентрацию золы ?зл, массу
газов Gг, их плотность ?г рассчитываются по всем газоходам для средних и
конечных значений ? и сводятся в табл. 2.1.
Таблица 2.1
Объемы и массы продуктов горения, доли трехатомных газов и водяных
паров, концентрация золы.
|№ |Величина |Едини|Vo=10,45; VRO2=1,57; VN2o=8,25; |
|п/п | |цы |VH2Oo=1,45,45; Ap=0 |
| | | |Газоходы |
| | | |Топка и |Пароперег|Эконо-май|Воздухопо|
| | | |фестон |-реватель|зер |-догреват|
| | | | | | |ель |
|1 |Коэффициент избытка |- |1.1 |1.13 |1.15 |1.18 |
| |воздуха за газоходом ?”| | | | | |
|2 |Коэффициент избытка |- |1.1 |1.115 |1.14 |1.165 |
| |воздуха средний в | | | | | |
| |газоходе ? | | | | | |
|3 |VH2O=VH2Oo+0,016(?|за |м3/кг|1,4668 |- |- |1,4803 |
| |-1)Vo | | | | | | |
| | |ср. | |- |1,4693 |1,4736 |1,5778 |
|4 |Vг=VRO2+VN2o+VH2O+|за |м3/кг|12,3318 |- |- |13,1813 |
| | | | | | | | |
| |(?-1)Vo | | | | | | |
| | |ср. | |- |12,4911 |12,7566 |13,0221 |
|5 |[pic] |за |- |0,1273 |- |- |0.1191 |
| | |ср. | |- |0.1257 |0.1231 |0.1206 |
|6 |[pic] |за |- |0.1189 |- |- |0.1123 |
| | |ср. | |- |0.1176 |0.1155 |0.1135 |
|7 |rп = rRO2 + rH2O |за |- |0.2462 |- |- |0.2314 |
| | |ср. | |- |0.2433 |0.2386 |0.2341 |
|8 |Gг = |за |кг/кг|16,0115 |- |- |17,1033 |
| |1-Aр/100+1,306(Vo | | | | | | |
| | |ср. | |- |16,2162 |16,5741 |16,8986 |
|9 |[pic] |за |кг/кг|0.0001 |- |- |0.0001 |
| | |ср. | |- |0.0001 |0.0001 |0.0001 |
|10 |(г = Gг/Vг |за |кг/м3|1.2984 |- |- |1.2975 |
| | |ср. | |- |1.2982 |1.2933 |1.2977 |
4. Энтальпии воздуха и продуктов горения Iвo, Iгo при ? = l для табличных
значений рабочей массы твердых и жидких топлив и сухой массы газовых топлив
берут соответственно из [1, табл. П.З (стр.21-29) и П.4 (стр. 30-32)] во
всем диапазоне температур газов Vг (100-2200°C).
5. Энтальпии продуктов горения при ? > 1 рассчитываются по формуле
(ккал/кг, ккал/м3):
[pic] (2.1)
Энтальпию золы учитывают только в том случае, если приведенная зольность
уноса золы из топки (% кг/ккал): [pic].
В данном случае энтальпия золы не учитывается.
6. Результаты расчетов сводятся в таблицу 2.2, по которой строится
диаграмма Iг - ?г (р.4).
Таблица 2.2.
Энтальпии воздуха и продуктов горения по газоходам парового котла.
|Газоход |Температура |[pic] |[pic] |[pic] |[pic] |[pic] |
| |газов | | | | | |
| |[pic][pic] | | | | | |
|1 |2 |3 |4 |5 |6 |7 |
|Топка |2200 |10035 |8484 |848,4 |1088,34 |507 |
|и фестон | | | | | | |
| | | | | | | |
|[pic] | | | | | | |
| |2100 |9528 |8066 |806,6 |1033,4 | |
| | | | | | |505 |
| |2000 |9023 |7648 |764,8 |9787,8 | |
| | | | | | |498 |
| |1900 |8525 |7230 |723,0 |9248 | |
| | | | | | |496 |
| |1800 |8022 |6812 |681,2 |8703,2 | |
| | | | | | |494 |
| |1700 |7528 |6465 |640,5 |8168,5 | |
| | | | | | |492 |
| |1600 |7036 |5997 |599,7 |7635,7 | |
| | | | | | |490 |
| |1500 |6546 |5590 |559 |7105 | |
| | | | | | |482 |
| |1400 |6064 |5182 |518,2 |6582,2 | |
| | | | | | |480 |
| |1300 |5578 |4775 |477,5 |6055,5 | |
| | | | | | |477 |
| |1200 |5101 |4378 |437,8 |5538,8 | |
| | | | | | |466 |
| |1100 |4635 |3981 |398,1 |5033,1 | |
| | | | | | |462 |
| |1000 |4173 |3584 |358,4 |4531,4 | |
| | | | | | |461 |
| |900 |3712 |3197 |319,7 |4031,7 | |
|Пароперегре-ва|700 |2811 |2445 |317,85 |3128,85 |432 |
|тель | | | | | | |
|[pic] | | | | | | |
| |600 |2379 |2071 |269,32 |2648,2 | |
| | | | | | |421 |
| |500 |1958 |1707 |221,91 |2179,91 | |
| | | | | | |413 |
| |400 |1545 |1351 |175,63 |1720,63 | |
|Экономайзер |500 |1958 |1707 |256,05 |2214,05 |413 |
|[pic] | | | | | | |
| |400 |1545 |1351 |202,65 |264,8 | |
| | | | | | |421 |
| |300 |1142 |1005 |150,75 |1291,75 | |
|Воздухопо-догр|300 |1142 |10005 |180,9 |1322,9 |396 |
|еватель | | | | | | |
|[pic] | | | | | | |
| |200 |752 |664 |119,52 |871,52 | |
| | | | | | |380 |
| |100 |372 |330 |54,9 |431,4 | |
3. Тепловой баланс парового котла. Определение расчетного расхода топлива.
1. Тепловой баланс составляют для установившегося состояния парового котла
на 1 кг твердого топлива и жидкого или на 1 нм3 газового топлива в виде
(ккал/кг, ккал/нм3):
Qрр = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6, (3.1)
или в виде:
100 = q1 + q2 + q3 + q4 + q5 + q6. (3.2).
2. Учитывая, что для рекомендуемых к проектированию паровых котлов не
применяются горючие сланцы (расход тепла на разложение карбонатов топлива
Qк = 0), располагаемое тепло топлива Qрр определяется по формуле:
Qpp = Qнр + Qв.вн. +iтл ,
(3.3)
3. Величину тепла, вносимого воздухом, подогреваемым вне парового котла,
Qb.bh. учитывают только для высокосернистых мазутов.
Страницы: 1, 2
