WWW.LIBRUS.DOBROTA.BIZ
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - собрание публикаций
 

«высшего профессионального образования «Тамбовский государственный технический университет» Н. П. ЖУКОВ, Н. Ф. МАЙНИКОВА, О. Н. ПОПОВ и др. КОТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ. ПАРОВЫЕ КОТЛЫ ...»

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Тамбовский государственный технический университет»

Н. П. ЖУКОВ, Н. Ф. МАЙНИКОВА, О. Н. ПОПОВ и др .

КОТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ .

ПАРОВЫЕ КОТЛЫ

Рекомендовано Учёным советом в качестве учебного пособия

к выполнению курсового проекта для студентов, изучающих дисциплину «Котельные установки и парогенераторы»

Тамбов

• Издательство ФГБОУ ВПО «ТГТУ» • УДК 621.181.04 ББК 31.361я73 К73

Р еце нз е нт ы:

Доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой «Прикладная механика и сопротивление материалов» ФГБОУ ВПО «ТГТУ»

В. Ф. Першин Доктор технических наук, профессор, заместитель директора по научной работе ГНУ ВНИИТиН Россельхозакадемии С. А. Нагорнов

Ав то р с к и й ко л ле к т ив :

Н. П. Жуков, Н. Ф. Майникова, О. Н. Попов, Е. В. Пудовкина, А. О. Антонов К73 Котельные установки. Паровые котлы : учебное пособие к выполнению курсового проекта для студентов, изучающих дисциплину «Котельные установки и парогенераторы» / [Н. П. Жуков, Н. Ф. Майникова, О. Н. Попов и др.]. – Тамбов : Изд-во ФГБОУ ВПО «ТГТУ», 2013. – 80 с. – 50 экз. – ISBN 978-5-8265-1229-6 .

Содержатся лабораторные работы, проводимые на действующем оборудовании котельного цеха .

Выполнение этих работ позволяет закрепить теоретический материал лекций, а также приобрести практические навыки по исследованию работы паровых котлов электростанций и источников теплоснабжения промышленных предприятий. Соответствует государственным образовательным стандартам высшего профессионального образования по направлению подготовки дипломированного специалиста 140100 «Теплоэнергетика» специальности 140106 «Энергообеспечение предприятий» и по направлению подготовки 140100 «Теплоэнергетика и теплотехника» магистерской программы 140100.01 «Технология производства электрической и тепловой энергии» .

Предназначено для студентов, изучающих дисциплину «Котельные установки и парогенераторы» .

УДК 621.181.04 ББК 31.361я73 © Федеральное государственное бюджетное ISBN 978-5-8265-1229-6 образовательное учреждение высшего профессионального образования «Тамбовский государственный технический университет» (ФГБОУ ВПО «ТГТУ»), 2013 ВВЕДЕНИЕ Учебное пособие к выполнению лабораторных работ составлено в соответствии с рабочей программой дисциплины «Котельные установки и парогенераторы» .

Лабораторные работы выполняются на оборудовании котельных цехов тепловой электростанции и промышленных предприятий. На студентов, выполняющих лабораторные работы на действующем оборудовании, распространяются требования по технике безопасности и противопожарным правилам, утверждённым на соответствующих предприятиях .

Лабораторные работы проводятся под руководством преподавателя и уполномоченных специалистов котельного цеха предприятия. Перед проведением лабораторных работ студенты обязаны проработать основные теоретические положения, ознакомиться с порядком проведения работ и с конкретными положениями по технике безопасности .

До начала работ необходимо подготовить протоколы испытаний по формам, приведённым в учебном пособии .

Отчёты по лабораторным работам составляются индивидуально каждым студентом, результаты расчётов должны сопровождаться необходимыми пояснениями .





Лабораторная работа № 1

ИЗУЧЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СХЕМ И ОСНОВНОГО

ОБОРУДОВАНИЯ КОТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК

Цель работы: изучение тепловых схем производственных котельных, основного и вспомогательного оборудования .

Основные теоретические положения Современная производственно-отопительная котельная оснащена разнообразным тепломеханическим оборудованием с развитой сетью паропроводов, трубопроводов сырой и питательной воды, конденсатопроводов, дренажей. Кроме котельного агрегата – основного источника теплоснабжения, в котельной устанавливаются пароводяные подогреватели сетевой и горячей воды для отопления, бытового горячего водоснабжения и производственно-технологических нужд. Для подогрева холодной воды и утилизации низкопотенциальных тепловых выбросов устанавливаются водоводяные теплообменники. Подготовка воды требуемого качества осуществляется в деаэраторе и оборудовании химводоочистки. Перемещение потоков воды, воздуха и продуктов сгорания происходит с помощью питательных и циркуляционных насосов, дутьевых вентиляторов и дымососов .

Для определения необходимой мощности котельной и выбора основного и вспомогательного оборудования выполняется расчёт тепловой схемы .

Для составления и расчёта тепловой схемы необходимо иметь исходные данные: назначение данной котельной; теплоноситель; вид топлива; характеристику системы теплоснабжения; величины тепловых нагрузок и параметров теплоносителя; количество (или долю) возвращаемого конденсата; должна быть известна температура сырой воды, поступающей в котельную, и температура воды, идущей на химводоочистку .

По этим данным поэтапно производят расчёт принципиальной тепловой схемы:

1) выбор или ориентировочное определение параметров рабочего тела на разных участках тепловой схемы;

2) составление уравнений материальных балансов для потоков теплоносителя и рабочего тела;

3) составление теплового баланса с учётом потерь тепла;

4) определение расхода пара, воды или другого теплоносителя на отдельные элементы тепловой схемы и уточнение полного расхода тепла из котельной;

5) определение тепловой экономичности установки .

Нагрузка котельной определяется как суммарный расход тепла или пара внешними потребителями с добавлением расходов на деаэрацию питательной и подпиточной воды, подогрев сырой воды перед водоподготовкой и потерь внутри котельной .

Температура конденсата, поступающего из подогревателей, установленных в котельной, принимается равной 80…90 °С. Потери внутри котельной принимаются равными 2…3% от общего расхода тепла. Количество воды, поступающей на подпитку закрытой тепловой сети, принимается в пределах 1,5…2% часового расхода сетевой воды. Расход тепла на деаэрацию питательной воды и подогрев сырой воды перед водоподготовкой принимают для закрытой системы теплоснабжения равным 7…10% от величины отпущенного тепла и несколько больший – для открытой системы .

Если в котельной установлены паровые и водогрейные котлы, тогда производительность каждой из частей котельной определяется раздельно .

На рисунке 1.1 изображена принципиальная тепловая схема отопительно-производственной котельной, оборудованной паровыми котлами, снабжающей теплом закрытую систему теплоснабжения, работающую по температурному графику 70…150 °С. На технологические нужды отпускается пар низкого давления через редукционный клапан. Конденсат от технологического потребителя возвращается в котельную .

Рис. 1.1.

Принципиальная схема отопительно-производственной котельной с паровым котлом для закрытой системы теплоснабжения:

1 – котёл; 2 – расширитель (сепаратор) непрерывной продувки; 3 – питательный насос; 4 – подогреватель сырой воды; 5 – химводоочистка; 6 – потребитель технологического пара; 7 – насос для подпитки тепловых сетей; 8 – подогреватель сетевой воды; 9 – атмосферный деаэратор; 10 – охладитель выпара из деаэратора;

11 – сетевой насос; 12 – регулирующий клапан; 13 – редукционный клапан;

14 – потребитель, использующий тепло на нужды отопления, вентиляции и горячего водоснабжения На собственные нужды Рис. 1.2. Принципиальная тепловая схема котельной со стальными водогрейными котлами:

1 – котёл; 2 – подогреватель химически очищенной воды после первой ступени очистки; 3 – насос рециркуляции; 4 – подогреватель сырой воды; 5 – химводоочистка (ХВО); 6 – перепуск холодной воды для поддержания постоянной температуры воды за котлом и снижения температуры воды, идущей в тепловые сети; 7 – насос для подпитки тепловых сетей; 8 – эжектор для создания вакуума в деаэраторе;

9 – атмосферный деаэратор; 10 – охладитель выпара из деаэратора; 11 – сетевой насос; 12 – бак технической воды; 13 – насос к эжектору; 14 – потребитель, использующий тепло на нужды отопления, вентиляции и горячего водоснабжения Принципиальная схема котельной со стальными водогрейными котлами для функционирования закрытой системы теплоснабжения показана на рис. 1.2 .

Редукционно-охладительная установка Назначение редукционно-охладительной установки (РОУ) – снижение параметров пара за счёт дросселирования и охлаждения его водой, вводимой в охладитель пара в распылённом состоянии. Различают несколько видов РОУ: а) повышенного и низкого давлений; б) высокого давления; в) растопочные РОУ. Подача охлаждающей воды в РОУ производственных котельных обычно осуществляется из магистрали питательной воды после деаэратора. Схема РОУ представлена на рис. 1.3 .

DРОУ, PРОУ, hРОУ DРОУ, P, hx

–  –  –

где Dр – расход вторичного пара, выделяющегося из продувочной воды, Pн.п кг/с; Gпр = D – расход продувочной воды, удаляемой из котлов при продувке, кг/с; Рн.п – величина непрерывной продувки в процентах от суммарной паропроизводительности котельной D (принимается в пределах от 2 до 10%); hпр – энтальпия продувочной воды, равная энтальпии кипящей воды в барабане котла при давлении Р, кДж/кг; hр – энтальпия кипящей воды при давлении в расширителе Рр, кДж/кг;

( )r hр = h 1 xр – энтальпия влажного насыщенного пара при давлении х

–  –  –

Водоподогревательная установка Водоподогревательные установки (теплообменники) применяют в котельных для подогрева питательной и сетевой воды, охлаждения продувочной воды котлоагрегата и других целей .

В настоящее время широкое распространение имеют поверхностные теплообменники (рис. 1.5), позволяющие изолировать теплоносители друг от друга, что обеспечивает надёжность и простоту эксплуатации. Кроме того, поверхностные теплообменные аппараты позволяют избежать загрязнения конденсата греющего пара .

Смесительный подогрев применяют в деаэраторах, в небольших установках горячего водоснабжения, при глубоком охлаждении дымовых газов и в некоторых системах промышленного отопления .

При расчёте подогревателя воды необПар (вода) Dп, h1 (G1, t1) ходимо определить расход или температуру теплоносителей. Эти величины можно найти из уравнения теплового баланса: G2, t2 t

а) для пароводяных подогревателей: 2

–  –  –

Баковое хозяйство

Промышленные ТЭЦ высокого давления, кроме баков деаэрированной воды, должны иметь:

1. Два бака по 500 м3 – для хранения запаса обессоленной воды и для промывки оборудования .

Один бак 500 м3 – для загрязнённого конденсата, требующего очистки перед возвратом в цикл .

Баки обессоленной воды должны обеспечивать не менее чем 15-минутный запас воды. К указанным трём бакам по 500 м3 должны устанавливаться перекачивающие насосы с суммарной производительностью и напором, обеспечивающим постоянную подачу в цикл 2% полного расхода питательной воды на станции и аварийную подачу воды в количестве, равном 30% от расхода пара наибольшей из турбин. Группа этих насосов должна быть обеспечена резервным насосом. Подача загрязнённого конденсата для очистки обеспечивается этими же насосами .

2. Два бака (дренажей и слива из котлов) ёмкостью 40 м3 каждый обслуживаются перекачивающими насосами, имеющими суммарную производительность, равную ёмкости этих баков. Напор насосов выбирается из расчёта подачи воды в деаэратор первой ступени .

3. Один бак низких точек ёмкостью 5…10 м3 с двумя перекачивающими насосами (один резервный) на 5…10 м3/ч и с напором 15…20 м вод. ст. из расчёта перекачки воды в дренажные баки. Бак и насосы устанавливаются в машинном отделении на отметке минус 2,5…3 м .

Кроме вышеперечисленного оборудования, ТЭЦ высокого давления (10…14 МПа) должны иметь установку для промывки котлов с необходимыми для этого баками и насосами .

ТЭЦ с котлами, оборудованными регенеративными воздухоподогревателями, работающие на мазуте (как основное, так и резервное топливо) или имеющие в своём составе мазутные водогрейные котлы, при необходимости оборудуются специальными установками для нейтрализации обмывочных вод регенеративных воздухоподогревателей и водогрейных котлов .

В крупных промышленных котельных с котлами низкого давления баковое хозяйство состоит из двух баков для приёма конденсата, возвращаемого с производства, и двух дренажных баков. Суммарная полезная ёмкость конденсатных баков должна выбираться исходя из 20…30минутного поступления конденсата и 50% ёмкости в каждом баке .

Ёмкость дренажных баков принимается в пределах 5…10 м3. Перекачивающие насосы (как минимум один рабочий и один резервный) к конденсатным и дренажным бакам выбирают по максимальному поступлению конденсата или дренажных стоков. Напор насосов определяется высотой подъёма воды, давлением в деаэраторе и потерями давления в трубопроводах. Баки и перекачивающие насосы устанавливают в помещении котельной на отметке 0,000. Для защиты от коррозии баков применяют специальные покрытия и ряд мероприятий, зависящих от типа системы теплоснабжения .

Возврат конденсата от технологических потребителей необходим для экономии топлива и улучшения качества питательной воды котлоагрегатов. Конденсат поступает в сборные (конденсатные) баки, которые устанавливают в котельной или на предприятии. Затем конденсат с помощью насосов подаётся в деаэратор (рис. 1.6). Температура смеси конденсата G1, t1 G2, t2 G1t1 + G2t 2 +... + Gi ti tсм = G3, t3, (1.9) Gсм

–  –  –

Содержание отчёта

1. Краткое описание основного и вспомогательного оборудования производственной котельной .

2. Тепловая схема действующей производственной котельной .

3. Расчёт тепловых процессов (по табл. 1.1) .

4. Выводы по работе .

Контрольные вопросы

1. Принципиальная тепловая схема паровой котельной .

2. Принципиальная тепловая схема водогрейной котельной .

3. Основное оборудование производственной котельной .

4. Вспомогательное оборудование производственной котельной .

5. Закрытые и открытые схемы систем теплоснабжения .

Лабораторная работа № 2

ИЗУЧЕНИЕ КОНСТРУКЦИЙ ПАРОВЫХ КОТЛОВ

Цель работы: изучение паровых котлов, их конструктивных и компоновочных особенностей .

Основные теоретические положения Паровой котёл – это устройство, в котором для получения пара требуемых параметров используют теплоту, выделяющуюся при сгорании органического топлива. Основными элементами котла являются топка и теплообменные поверхности. Последние по протекающим в них процессам подразделяются на нагревательные, испарительные и пароперегревательные, а по способу передачи теплоты – на радиационные, конвективные и радиационно-конвективные. К радиационным поверхностям относят экраны, фестоны, пароперегреватели, расположенные в топке. Радиационно-конвективными поверхностями являются ширмовые поверхности нагрева – ширмовые поверхности пароперегревателя и испарительные поверхности нагрева, расположенные за топкой. Далее по ходу дымовых газов в газоходах котла располагаются конвективные поверхности нагрева: испарительные и пароперегревательные поверхности нагрева, экономайзеры и воздухоподогреватели .

Взаимное расположение топки и газоходов, в которых размещаются теплообменные поверхности нагрева, т.е. компоновка котла, определяется свойствами сжигаемого топлива, паропроизводительностью и выходными параметрами пара .

Различают П-, Т- и N-образные и башенную компоновки котлов (рис. 2.1) .

При сжигании мазута, природного газа, как правило, используется П-образная компоновка (рис. 2.1, а), при которой котёл имеет два вертикальных газохода (топочную камеру и конвективную шахту) и соединяющий их горизонтальный газоход. При сжигании твёрдых топлив данная компоновка применяется в котлах производительностью до 1000…1600 т/ч .

N-образная компоновка котла (рис. 2.1, б) используется при сжигании топлив с высоким содержанием в золе оксида кальция и щёлочей .

Котёл выполняют трёх- или четырёхходовым, с подъёмной или инвертной топкой и ширмами в промежуточных газоходах .

Т-образная компоновка (рис. 2.1, в), способствующая уменьшению глубины конвективной шахты и высоты соединительного газохода, применяется для мощных котлов (производительность более 1000 т/ч), работающих на твёрдых топливах. Для углей с высокоабразивной золой Т-образная компоновка применяется для котлов, начиная с производительности более 500 т/ч .

Для мощных котлов при сжигании газа и мазута или твёрдого топлива (в том числе и бурых углей с большим содержанием высокоабразивной золы) может быть использована башенная компоновка котла (рис. 2.1, г) в сочетании с открытой и полуоткрытой компоновками котельной установки .

Паровой котёл как основной элемент входит в состав котельной установки, которая включает в себя:

1) топливный тракт – комплекс оборудования (дробилки, бункера, питатели сырого топлива и пыли, углеразмольные мельницы, сепараторы, транспортёры и пылепроводы) для подачи и подготовки твёрдого топлива к сжиганию;

2) пароводяной тракт, представляющий собой систему последовательно включённых элементов оборудования (экономайзер, топочные экраны и пароперегреватели), по которым перемещаются питательная вода, пароводяная смесь и перегретый пар;

а) б) в) г)

Рис. 2.1. Основные компоновки котлов:

а – П-образная; б – N-образная; в – Т-образная; г – башенная

3) газовоздушный тракт, состоящий из последовательно расположенных воздушного и газового трактов. Первый из них включает в себя совокупность оборудования (дутьевые вентиляторы, короба холодного и горячего воздуха, воздухоподогреватели и горелочные устройства) для забора воздуха из атмосферы и подачи его в топку котла, второй – комплекс элементов котельной установки (топка и конвективная шахта котла, золоуловители, дымососы, дымовая труба), по которым осуществляется движение продуктов сгорания до выхода в атмосферу .

По виду сжигаемого топлива различают паровые котлы для газообразного, жидкого и твёрдого топлив. По фазовому состоянию выводимого из топки шлака – котлы с твёрдым и жидким шлакоудалением. По виду газовоздушного тракта котлы делят на котлы с уравновешенной тягой и с наддувом. По виду пароводяного тракта – на барабанные с естественной и многократно принудительной циркуляцией, прямоточные и с комбинированной циркуляцией .

Преимущественно применяемые котлы с естественной и принудительной циркуляцией принципиально различаются только организацией гидродинамики в испарительных поверхностях нагрева. Схемы организации движения воды, пароводяной смеси и пара в этих котлах показаны на рис. 2.2 .

В котлах с естественной циркуляцией (рис. 2.2, а) питательная вода подаётся насосом в экономайзер, а из него и в верхний барабан. В процессе естественной циркуляции, возникающей в испарительных поверхностях нагрева, образовавшаяся паровая смесь направляется в барабан, в котором происходит разделение пара и воды. Из барабана пар направляется на перегрев в пароперегреватель и затем к потребителям. При критическом давлении в котле естественная циркуляция невозможна. Это положение, а также условия надёжности циркуляции по мере повышения давления в котле определили применение котлов с естественной циркуляцией при давлении до 13,8 МПа. Котлы низкого и среднего давления преимущественно выполняют с естественной циркуляцией, что объясняется менее жёсткими требованиями к качеству питательной воды, более простой системой автоматизации процессов горения и питания и отсутствием затрат электроэнергии на осуществление движения рабочей среды в испарительной системе .

В котлах с многократной принудительной циркуляцией (рис. 2.2, б) питательная вода подаётся насосом в экономайзер и далее в барабан .

В испарительных поверхностях нагрева циркуляция осуществляется принудительно за счёт работы насоса, включённого в контур циркуляции .

Разделение пара и воды происходит в барабане, из которого пар направляется в пароперегреватель и далее к потребителям. Котлы с многократной принудительной циркуляцией применяют в основном для использования теплоты газов технологических и энерготехнологических агрегатов для выработки пара низких и средних параметров. При высоком давлении в таких котлах усложняются конструкции и условия работы циркуляционных насосов, работающих на воде с температурой более 300 °С .

Рис. 2.2. Типы котлов:

а – барабанный с естественной циркуляцией; б – с многократно принудительной циркуляцией; в – прямоточный;

1 – экономайзер; 2 – испарительные поверхности нагрева; 3 – пароперегреватель; 4 – воздухоподогреватель;

5 – переходная зона испарительной поверхности нагрева; 6 – конвективный пароперегреватель; 7 – сепаратор пара При давлении 13,8 МПа и выше на районных КЭС и ТЭЦ обычно применяют прямоточные котлы. В прямоточных котлах (рис. 2.2, в) экономайзер, испарительная поверхность нагрева и пароперегреватель конструктивно объединены и, проходя их последовательно, вода нагревается, испаряется, и образовавшийся пар перегревается, после чего направляется к потребителям. Полное испарение воды происходит за время однократного прямоточного прохождения воды в испарительной части поверхности нагрева. Отсутствие барабана в прямоточных котлах высокого давления существенно (на 8…10%) снижает затраты металла на изготовление котла по сравнению с барабанным котлом такой же мощности и давления. Котлы с давлением 25 МПа выполняют только прямоточными .

На практике широкое распространение получила классификация, представленная на рис. 2.3 .

Паровые котлы характеризуются следующими основными параметрами: номинальной паропроизводительностью, давлением, температурой пара (основного и промежуточного перегрева) и питательной воды .

–  –  –

Рис. 2.3. Классификация паровых котлов Номинальная паропроизводительность – наибольшая паропроизводительность, которую стационарный котёл должен обеспечивать в длительной эксплуатации при сжигании основного топлива или подводе номинального количества теплоты при номинальных значениях параметров пара и питательной воды с учётом допускаемых отклонений .

Номинальное давление – давление пара, которое должно обеспечиваться непосредственно перед паропроводом к потребителю пара при номинальной паропроизводительности стационарного котла .

Номинальная температура – температура пара, которая должна обеспечиваться непосредственно перед паропроводом к потребителю пара при номинальных значениях давления пара, температуры питательной воды, паропроизводительности, а также номинальных значениях остальных параметров пара промежуточного перегрева с учётом допускаемых отклонений .

Номинальная температура промежуточного перегрева пара – температура пара непосредственно за промежуточным пароперегревателем котла при номинальных значениях давления пара, температуры питательной воды, паропроизводительности, а также номинальных значениях остальных параметров пара промежуточного перегрева с учётом допускаемых отклонений .

Номинальная температура питательной воды – это температура воды, которую необходимо обеспечить перед входом в экономайзер или другой относящийся к котлу подогреватель питательной воды (при их отсутствии – перед входом в барабан) при номинальной паропроизводительности .

Порядок выполнения работы В качестве лабораторной установки используется действующий паровой котёл любого типа, смонтированный на одном из производственных предприятий г. Тамбова. Варианты схем лабораторных установок с подробными описаниями представлены в П1 – П5 .

Содержание отчёта

1. Краткое описание конструкции парового котла .

2. Описание режима работы котла на момент проведения данной работы .

3. Принципиальная схема котла и её описание .

4. Выводы по работе .

Контрольные вопросы

1. Виды энергетических топлив .

2. Основные части парового котла .

3. Виды компоновок парового котла .

4. Основные характеристики парового котла .

5. Описание работы парового котла .

Лабораторная работа № 3

–  –  –

Лабораторная работа № 4

ИЗУЧЕНИЕ РАБОТЫ ПАРОПЕРЕГРЕВАТЕЛЯ

ПАРОВОГО КОТЛА

Цель работы: изучение конструкции пароперегревателя, определение температуры продуктов сгорания на входе в пароперегреватель и коэффициента теплопередачи от продуктов сгорания к пару .

Основные теоретические положения Пароперегреватели (ПП) предназначаются для перегрева насыщенного пара, поступающего из испарительной системы котла, а в установках высокого давления они применяются так же для дополнительного вторичного перегрева пара, частично отработавшего в цилиндре высокого давления турбины. ПП является одним из основных теплоиспользующих элементов котла и работает в наиболее тяжёлых условиях .

Металл поверхностей нагрева ПП имеет наибольшую по сравнению с другими теплоиспользующими поверхностями нагрева температуру, что обуславливается высокими температурами пара и большими удельными тепловыми нагрузками поверхностей нагрева .

По назначению ПП разделяют на первичные, в которых перегревается пар начального давления, и промежуточные, используемые для перегрева частично отработавшего пара .

В зависимости от определяющего способа передачи теплоты от газов к поверхностям нагрева ПП разделяют на конвективные, радиационные и полурадиационные .

Имеется большое разнообразие конструкций пароперегревателей .

На рисунке 4.1 показаны наиболее часто применяемые схемы и компоновки пароперегревателей .

–  –  –

Рис. 4.1. Схемы пароперегревателей:

1 – конвективный первичный пароперегреватель (КПП); 2 – ширмовый первичный пароперегреватель (ШПП); 3 – потолочный пароперегреватель (ППП);

4 – промежуточный конвективный пароперегреватель; 5 – фестон ПП котла среднего давления с параметрами пара р = 3,90 МПа, t = 450 °С обычно конвективный, с вертикальными змеевиками; он размещается за фестоном или за конвективным испарительным пучком (рис. 4.1, а). Для защиты металла выходных змеевиков от чрезмерно высокой температуры ПП выполняют по смешанной противоточнопрямоточной схеме. Выравнивание температуры пара, поступающего в прямоточную часть пароперегревателя, осуществляется в выходном коллекторе противоточной его части и во входном коллекторе прямоточной части. При наличии перед пароперегревателем только фестона неравномерность значений температуры по ширине топки сохраняется и на входе продуктов сгорания в пароперегреватель. Повышенная местная температура продуктов сгорания может явиться причиной шлакования пароперегревателя, которое также возможно и при общем увеличении температур в топке. В целях уменьшения опасности зашлаковывания пароперегревателя применяется разрядка его передних рядов – фестонирование .

В котлах высокого давления с параметрами пара р = 9,8 и 13,8 МПа и t = 540 °С пароперегреватель состоит из двух частей: конвективной и ширмовой (рис. 4.1, б) .

Ширмовой пароперегреватель с вертикальными панелями размещён в верхней части топки перед фестоном и представляет собой систему трубок, образующих плоские плотные пакеты с входными и выходными коллекторами .

Конвективный пароперегреватель с вертикальными змеевиками размещают в горизонтальном газоходе за фестоном. Обе части пароперегревателя включают последовательно по ходу движения пара. При этом первым по ходу пара включают ширмовой пароперегреватель, работающий в более тяжёлых условиях. Насыщенный пар из барабана проходит через поверхность радиационного пароперегревателя, расположенную на потолке топки, затем поступает в ширмовой, а из него – в конвективный пароперегреватель, который включён по смешанной схеме, так что его выходные змеевики расположены в области умеренных значений температуры продуктов сгорания. Описанные конструкции и компоновка пароперегревателя являются оптимальными для котлов высокого давления и обеспечивают высокую надёжность его работы .

В котлах высокого давления с промежуточным перегревом пара (13,7 МПа, 565/570 °С) имеются два самостоятельных пароперегревателя – первичный и промежуточный (рис. 4.1, в). Конструкция и компоновка первичного пароперегревателя такие же, как и для котлов с параметрами пара р = 9,8 и 13,8 МПа и t = 540 °С, описанных выше. Промежуточный пароперегреватель расположен в конвективной шахте в зоне значений температуры продуктов сгорания ниже 850 °С, что позволяет обеспечить безопасную работу труб при умеренной скорости пара и избежать применения устройства специального охлаждения пароперегревателя в период пуска котла .

Основными уравнениями для расчёта процессов теплообмена в конвективных пароперегревателях являются уравнение теплопередачи и уравнение теплового баланса:

kt Qпп = Fпп ; (4.1) Bp

–  –  –

где D – расход пара из котла, м3/с (т/ч); hп.п – энтальпия перегретого пара, кДж/м3; hн.п – энтальпия насыщенного пара, кДж/м3 .

Энтальпия продуктов сгорания (при = 1 ) в дымовых газах определяется по формуле H г = VRO 2 (c) CO 2 + VN 2 (c) N 2 + VH 2 O (c) H 2 O, (4.4)

–  –  –

Содержание отчёта

1. Описание конструктивных особенностей исследуемого пароперегревателя .

2. Схема движения пара в пароперегревателе .

3. Определение температуры продуктов сгорания на входе в ПП и коэффициента теплопередачи от продуктов сгорания к пару .

4. Выводы по работе .

Контрольные вопросы

1. Перечислите виды пароперегревателей по характеру тепловосприятия. Какие виды перегревателей различают по конструкции?

2. В каких случаях рекомендуется применение прямоточной и противоточной схем движения потоков пара и газов?

3. Какие меры применяются для уменьшения развёртки температур пара по змеевикам?

4. Что такое комбинированный пароперегреватель?

5. Как изменяются радиационная и конвективная регулировочные характеристики пароперегревателя? Почему нельзя выполнить пароперегреватель с независимым от нагрузки котла значением температуры нагрева?

6. Перечислите виды парового регулирования перегрева пара и газового регулирования .

7. Почему и в каких случаях приходится применять схему впрыска собственного конденсата?

Лабораторная работа № 5

ИЗУЧЕНИЕ РАБОТЫ ЭКОНОМАЙЗЕРА

Цель работы: изучение конструкции экономайзера и его компоновки в газоходе парового котла, а также методики расчёта теплообмена в водяном экономайзере .

Основные теоретические положения Экономайзер – агрегат котельной установки, предназначенный для подогрева питательной воды перед её поступлением в котёл за счёт тепла уходящих газов .

Экономайзеры делят на кипящие и некипящие. Конструкция кипящих и некипящих экономайзеров принципиально одинаковая, в первом случае вода на выходе кипящая (желательно, чтобы паросодержание не превышало 25%) .

По материалу конструкции различают чугунные и стальные экономайзеры .

Возможны различные варианты исполнения экономайзера котла (встроенный, расположенный рядом с котлом, отдельно стоящий). Встроенные экономайзеры котла поставляются в стандартной комплектации с обвязкой и сопутствующей арматурой .

Общий вид пакета водяного экономайзера представлен на рис. 5.1 .

Дымовые газы Выход воды

–  –  –

Основные теоретические положения С развитием энергетики роль воздухоподогревателя непрерывно возрастает. Это обусловлено рядом факторов. Подогретый воздух улучшает горение топлива, в результате чего снижается химический и механический недожог топлива. Благодаря воздухоподогревателю использование тепла, выделяемого сжигаемым топливом, повышается на 10…15%, и КПД современных агрегатов достигают 92…94% .

Существуют два принципа передачи тепла в воздухоподогревателе от газов к воздуху:

рекуперативный и регенераВоздух

–  –  –

где 2 – утечка воздуха из второй ступени воздухоподогревателя .

При рециркуляции части горячего воздуха (вп + вп )(tвп t х.в ), рц = (6.4) tг.в tвп где t х.в, tвп, tг.в – температура холодного воздуха на входе в воздухоподогреватель, после смешения и горячего воздуха. При подогреве воздуха в паровом или электрическом калориферах изменится только температура на входе в воздухоподогреватель. Теплота, затраченная в калорифере на подогрев воздуха от t х.в до tвп, является теплотой внешнего подогрева воздуха и включается в располагаемую теплоту .

Следует помнить, что температуру воздуха на входе в воздухоподогреватель нельзя принимать ниже температуры конденсации водяных паров, температура стенки воздухоподогревателя должна быть выше температуры точки росы t р, (tст t р + 10 °С), при которой возникает конденсация водяных паров и образование жидкой плёнки (электролита) на поверхности нагрева .

Наиболее вероятным местом образования электролита является «холодный» пакет воздухоподогревателя. Точка росы определяется парциальным давлением водяных паров в продуктах сгорания, увеличивающимся с повышением влажности топлива и содержания в нём водорода, содержанием серы в топливе и количеством оксидов азота в дымовых газах. Численное значение точки росы складывается из температуры конденсаций водяных паров, содержащих в дымовых газах, и некоторой температурной добавки t р = f (Sр, A р, NO х ). Температура конденсации водяных паров, содержащихся в продуктах сгорания бурых углей, равна 45…55 °С, мазута 44…45 °С, природного газа 54…55 °С .

Наличие серы в топливе повышает температуру точки росы. На рисунке 6.3, а, б показаны зависимости температуры точки росы от наличия SO3 в продуктах сгорания .

Температура точки росы дымовых газов может быть определена по формуле, °С:

tр = tконд + t р, (6.5)

–  –  –

Содержание отчёта

1. Краткое описание конструкции воздухоподогревателя и его компоновки в газоходе котла .

2. Описание режима работы котла на момент проведения данной работы .

3. Результаты исследований и расчётов .

4. Вывод по работе .

Контрольные вопросы

1. Типы воздухоподогревателей .

2. Принцип работы рекуперативного воздухоподогревателя .

3. Принцип работы регенеративного воздухоподогревателя .

4. Достоинства и недостатки использования рекуперативных и регенеративных воздухоподогревателей .

5. Каким образом использование воздухоподогревателя влияет на КПД котла?

6. Какой участок воздухоподогревателя является наиболее уязвимым с точки зрения образования электролита?

7. От чего зависит температура точки росы дымовых газов?

ЗАКЛЮЧЕНИЕ В учебном пособии по курсу «Котельные установки. Паровые котлы»

рассмотрены основные элементы паровых котлов. Знание особенностей конструкции и принципа действия паровых котлов поможет будущим специалистам обоснованно решать вопросы эксплуатации оборудования котельных цехов тепловых электростанций и промышленных предприятий .

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Бойко, Е. А. Котельные установки и парогенераторы : учебное пособие / Е. А. Бойко, И. С. Деринг, С. А. Михайленко / Красноярск : Сибирский федеральный университет. – 2-е изд., расширен. и перераб. – Томск : Изд-во Томского политехнического университета, 2009. – 606 с .

2. Аэродинамический расчёт котельных установок (нормативный метод) / под. ред. С. И. Мочана. – 3-е изд. – Ленинград : Энергия, 1977 .

3. Гидравлический расчёт котельных агрегатов (нормативный метод) / под ред. В. А. Ложкина, Д. Ф. Петерсона, А. Л. Шварца. – Москва : Энергия, 1978 .

4. Тепловой расчёт котлов (нормативный метод). – 2-е изд. – СанктПетербург : Изд-во НПО ЦКТИ, 1998 .

5. Тепловые и атомные электростанции : справочник / под общ. ред .

В. А. Григорьева, В. М. Зорина. – Москва : Энергоатомиздат, 1982. – 625 с .

6. Сидельковский, Л. Н. Котельные установки промышленных предприятий / Л. Н. Сидельковский, В. Н. Юренев. – Москва : Энергоатомиздат, 1988. – 528 с .

7. Бойко, Е. А. Котельные установки и парогенераторы : справочное пособие / Е. А. Бойко, Т. И. Охорзина. – Красноярск : Изд-во Красноярского государственного технического университета, 2003. – 223 с .

8. Фокин, В. М. Теплогенераторы котельных / В. М. Фокин. – Москва : Изд-во «Машиностроение-1», 2005. – 160 с .

9. Котлы утилизаторы и котлы энерготехнологические : отраслевой каталог. – Москва, 1985. – 84 с .

10. Рабинович, О. М. Сборник задач по технической термодинамике / О. М. Рабинович. – Москва : Машиностроение, 1969. – 376 с .

ПРИЛОЖЕНИЯ П1. Котёл Е-160-100 [7] Котёл Е-160-100 однобарабанный, вертикально-водотрубный, с естественной циркуляцией предназначен для получения пара высокого давления (рис. П1.1) .

Компоновка котла выполнена по П-образной схеме. Топка представляет собой первый (восходящий) газоход. В верхнем (поворотном) газоходе расположен горизонтальный ширмовый пароперегреватель. Во втором (опускном) газоходе расположены конвективный пароперегреватель и экономайзер .

Топка открытого типа призматической формы полностью экранирована трубами 604 мм (сталь 20) с шагом 64 мм. Фронтовой и задний экраны в нижней части образуют слабонаклонный, закрытый шамотным кирпичом, под. Верх топки экранирован трубами потолочного пароперегревателя. Топка в горизонтальном сечении по осям труб противоположных экранов имеет следующие размеры: 71044416 мм .

Экраны топки разделены на 13 самостоятельных циркуляционных контуров, верхние и нижние камеры которых выполнены из труб 21925 мм (сталь 20). Подвод котловой воды из барабана к нижним камерам экранов осуществляется трубами 13310 мм (сталь 20), отвод пароводяной смеси из верхних камер экранов в барабан котла – трубами 13310 мм (сталь 20) .

Общая поверхность нагрева экранов – 421,4 м2. Пароотводящие трубы заднего экрана проходят внутри газохода котла и служат подвесками заднего экрана. Остальные топочные блоки подвешены с помощью подвесок к потолочной раме. При нагревании топочная камера свободно расширяется вниз. Жесткость и прочность стен топочной камеры обеспечивается установленными по периметру поясами жесткости .

Горизонтальные нагрузки от стен топочной камеры и случайных «хлопков» в топке воспринимаются основным каркасом котла через пояса жесткости, специальные шарнирные крепления и упоры. Для повышения плотности топочная камера обшита по трубам металлическим листом толщиной 3 мм. Сверху листа накладывается слой изоляции .

Барабан котла с внутренним диаметром 1600 мм, длиной цилиндрической части 9500 мм и толщиной стенки 88 мм выполнен из углеродистой котельной стали 22К .

Средний уровень воды в барабане должен поддерживаться на 200 мм ниже геометрической оси барабана. Высший и низший рабочие уровни расположены соответственно на 50 мм выше и ниже среднего уровня .

Рис. П1.1. Продольный разрез котла Е-160-100 Контроль за уровнем воды в барабане возможно осуществлять: непосредственно у барабана котла по двум верхним водоуказательным приборам; на щите управления котла по электрическим сниженным указателям уровня (с экрана ПЭВМ, узкопрофильному прибору, регистратору) .

Для предупреждения перепитки котла в барабане установлена труба аварийного слива. Для ввода и раздачи фосфатов внутри барабана имеется перфорированная раздающая труба. Для обеспечения равномерного прогрева барабана при растопках и остановах предусмотрен паровой разогрев барабана от соседних котлов насыщенным паром. Вся питательная вода после экономайзера поступает в питательные короба барабана. 50% общего количества воды из питательных коробов направляется на промывочные листы, протекает по ним и через гидравлический подпор сливается в водяной объём барабана. Остальная питательная вода непосредственно из питательных коробов сливается в водяной объём барабана помимо промывочных листов .

Для обеспечения требуемого качества пара на котле применена схема двухступенчатого испарения с выносными циклонами .

Первой ступенью испарения (чистый отсек) является барабан с подключёнными к нему циркуляционными контурами. Сепарационные устройства первой ступени испарения расположены в барабане и представляют собой сочетание внутрибарабанных циклонов, барботажной промывки пара, жалюзей и дырчатых листов. Пароводяная смесь из экранов котла, включённых в первую ступень испарения, поступает в распределительные короба, расположенные в барабане, откуда направляется во внутрибарабанные циклоны, где происходит отделение капель воды от потока пароводяной смеси. Вода, отсепарированная в циклонах, сливается в водяной объём барабана .

Сепарационными устройствами второй ступени испарения являются выносные циклоны, выполненные из труб 42628 мм. Во вторую ступень испарения включены задние секции задних блоков боковых стен топки .

В верхней части циклона имеется перфорированный пароприёмный потолок для выравнивания подъёмной скорости пара по всему поперечному сечению циклона, в нижней части расположена крестовина, препятствующая образованию воронок в опускных трубах .

Пар как из внутрибарабанных, так и из выносных циклонов, поступает в паровой объём барабана, проходит через слой питательной воды, текущей по промывочным листам, а затем поступает в жалюзийный сепаратор. Далее пар проходит через пароприёмный дырчатый лист, который обеспечивает равномерную по длине барабана работу парового объёма, а затем направляется в пароперегреватель котла .

Для обеспечения нормального солевого режима на котле предусмотрены:

– линия регулирования кратности концентраций по ступеням испарения. Эта линия соединяет водяной объём выносного циклона с нижней камерой заднего среднего блока топки;

– линия выравнивания кратности концентраций между правой и левой сторонами второй ступени испарения. Эти линии соединяют водяной объём циклонов с нижней камерой задней секции заднего блока противоположного бокового экрана;

– линия непрерывной продувки циклонов;

– линия ввода фосфатов .

Эти линии используются непрерывно и корректируются по щитовым приборам и по указанию дежурного персонала химического цеха согласно инструкции по ВХР .

Циркуляционная схема предусматривает глубокое секционирование экранов на отдельные контуры, что повышает надёжность циркуляции .

Пароперегреватель котла по характеру восприятия тепла делится на три части: радиационную, радиационно-конвективную и конвективную .

Радиационная часть выполнена в виде потолочных труб, расположенных в верхней части топки и поворотного газохода; радиационно-конвективная часть состоит из восьми горизонтальных ширм, расположенных с шагом 840 мм в верхней части топки и поворотного газохода. Конвективная часть пароперегревателя состоит из змеевиков первой и третьей ступеней, размещённых в опускном газоходе .

Поверхности нагрева пароперегревателя изготовлены:

– радиационная часть пароперегревателя из углеродистой стали (сталь 20);

– радиационно-конвективная – из легированной стали (сталь 12Х1МФ);

– конвективная часть: первая ступень пароперегревателя из углеродистой стали (четыре выходных ряда змеевиков и подвесные панели из легированной стали (сталь 12Х1МФ)); вторая ступень пароперегревателя из легированной стали (сталь 12Х1МФ) .

Движение пара в пароперегревателе происходит двумя раздельными потоками .

Каждый поток имеет двухкратный переброс по ширине газохода и полное перемешивание в камерах пароохладителей. Это позволяет снизить температурные перекосы как в потоках, так и между ними .

Пар из барабана котла по девяти трубам 13310 мм поступает в три камеры 21925 мм потолочного пароперегревателя. Из камер по 175 трубам 324 мм, экранирующим верх топки поворотного газохода и заднюю стенку опускного газохода, пар направляется во входные камеры 13313 мм первой ступени пароперегревателя, выполненного из труб 324 мм .

Пройдя противотоком 74 пакета змеевиков первой ступени и подвесные панели из труб 324 мм, пар попадает в четыре камеры 13313 мм, из которых восемью трубами 13310 мм отводится во впрыскивающие пароохладители первой ступени. Камеры пароохладителей выполнены из труб 27325 мм. В пароохладителе происходит полное перемешивание пара и переброс его по ширине газохода из левого пароохладителя в правые ширмы и из правого пароохладителя в левые ширмы. Все ширмы (вторая ступень пароперегревателя) изготовлены из труб 324 мм. После ширм пар по восьми трубам 13310 мм направляется во впрыскивающие пароохладители второй ступени, камеры которых выполнены из труб 27325 мм. Здесь происходит вторичный переброс пара по ширине газохода. Из пароохладителей второй ступени пар поступает во входные камеры 27325 мм третьей ступени пароперегревателя, выполненной из труб 324 мм. Пройдя прямотоком 76 пакетов змеевиков третьей ступени, пар попадает в входные камеры 27336 мм, откуда шестью трубами 13313 мм направляется в паросборную камеру 27336 мм. Выход пара из паросборной камеры односторонний .

Регулирование температуры пара осуществляется комбинированным воздействием на тепловосприятие пароперегревателя по газовой стороне рециркуляцией дымовых газов и по паровой стороне впрысками «собственного» конденсата в пароохладителях .

Рециркуляция дымовых газов благоприятно сказывается на статической характеристике пароперегревателя при работе на мазуте, а основную роль защиты от чрезмерного повышения температуры пара по тракту и поддержания конечной температуры при работе на газе выполняют две ступени впрыскивающих пароохладителей, расположенных соответственно до и после ширм .

Для получения конденсата котёл оборудован конденсаторами. Охлаждение насыщенного пара, поступающего из барабана котла в конденсаторы, производится питательной водой, прошедшей первый по ходу воды пакет змеевиков экономайзера .

Пройдя змеевики конденсатора, вода через панели экономайзера, экранирующие боковые стены в области горизонтального газохода, направляется во второй пакет экономайзера. Полученный конденсат сливается в конденсатосборник, из которого поступает в пароохладители .

Подача конденсата в пароохладители первой ступени осуществляется за счёт перепада давлений между пароохладителем и конденсатосборной камерой, создаваемого с помощью паровых эжекторов, расположенных в камерах пароохладителей .

Подача конденсата в пароохладители второй ступени осуществляется за счёт перепада давления между конденсатосборной камерой и камерой каждого из пароохладителей. Расход конденсата в пароохладители второй ступени не должен превышать 5 т/ч .

В опускном газоходе расположены конвективный пароперегреватель и экономайзер. Верхняя часть опускного газохода экранирована трубами потолочного пароперегревателя и подвесными панелями пароперегревателя .

Экономайзер выполнен в виде пакетов гладкотрубных змеевиков 324 мм из углеродистой стали, расположенных в шахматном порядке и занимающих всю глубину опускного газохода. Экономайзер и третья ступень пароперегревателя опираются на балки .

Выходная ступень пароперегревателя (третья ступень) крепится на трубах подвесных панелей. Опорные балки пакетов экономайзера, а также первой ступени пароперегревателя выполнены с воздушным охлаждением. Один конец каждой балки соединён с атмосферой, сброс охлаждающего воздуха выполнен на всас вентилятора .

Опускной газоход для уменьшения присосов и повышения экономичности котла снаружи обшит металлическим листом толщиной 4 мм .

Котельная установка оборудована вентилятором типа ВДН-20 с характеристикой при рабочем режиме: производительность с запасом 10% – 171 900 м3/ч, полный напор с запасом 20% при температуре рабочей среды 45 °С – 465 кгс/м2, частота вращения 980 мин–1 .

Регулирование производительности вентилятора осуществляется направляющим аппаратом осевого типа .

Для поддержания требуемой температуры воздуха на входе в воздухоподогреватель установлены паровые калориферы типа КВБ-12П в количестве восьми штук. Частичный подогрев воздуха может быть осуществлён путём рециркуляции части горячего воздуха на всас дутьевого вентилятора. При отрицательной температуре наружного воздуха не допускается температура воздуха ниже +5 °С на всасе вентилятора .

Котёл предназначен для работы под разряжением. Для отсоса дымовых газов на котле установлен один дымосос типа ДН-222-0,62 ГМ с характеристикой при рабочем режиме: производительность с запасом 10% – 286 000 м3/ч, полный напор с запасом 35% при температуре рабочей среды 155 °С – 243,4 кгс/м2, частота вращения 745 мин–1. Регулирование производительности дымососа осуществляется направляющим аппаратом осевого типа .

Подача дымовых газов в воздухопроводы перед горелками осуществляется с помощью вентилятора горячего дутья типа ВГДН-15, используемого в качестве дымососа рециркуляции газов. Характеристика ВГДН-15 при рабочем режиме: производительность с запасом 5% – 28 700 м3/ч, полный напор с запасом 10% при температуре рабочей среды 289 °С – 459 кгс/м2, частота вращения 1480 мин–1 .

Регулирование производительности дымососа рециркуляции газов осуществляется направляющим аппаратом осевого типа .

П1.1. Технические характеристики котла Е-160-100

–  –  –

Котёл Пп-2650-25-545/542 БТ (П-67) (рис. П2.1, П2.2) предназначен для работы на берёзовских бурых углях Канско-Ачинского месторождения в блоке с турбиной мощностью 800 МВт. Котёл прямоточный на сверхкритические параметры пара с промперегревом, однокорпусный, выполнен по Т-образной компоновке с уравновешенной тягой в газоплотном исполнении. Топочная камера, призматическая, открытая, с твердым шлакоудалением, является восходящим газоходом. В горизонтальном сечении топка представляет собой квадрат с размерами по осям труб 23,0823,08 м. Для улучшения аэродинамических свойств в верхней части образован выступ в сторону топки .

Топочная камера полностью экранирована вертикальными панелями из плавниковых труб 326 мм (сталь 12Х1МФ) с шагом 48 мм .

В нижней части топочной камеры 32 прямоточные горелки расположены тангенциально в четыре яруса на всех четырёх стенах, что приводит к созданию единого вращающегося факела. Расстояние между ярусами 4,5...5,4 м .

В котле также предусмотрена рециркуляция газов через горелки в верхнюю часть топки .

Значительная высота топки и рециркуляция газов позволяют снизить температуру газов в ядре горения и на выходе из топки .

Котёл имеет две одинаковые конвективные шахты, в которых по ходу газов последовательно расположены симметрично конвективные пакеты пароперегревателей высокого и низкого давления и экономайзер .

На выходе из топочной камеры расположены ширмовые ступени пароперегревателя. Ширмовый перегреватель второй ступени ШПП-2 (первый по ходу газов) выполнен цельносварным из пластиковых труб 326 мм (сталь 12Х1МФ). За ШПП-2 расположен ШПП-3 из труб 326 мм (сталь 12Х18Н12Т). ШПП-1 расположен после фестона и выполнен из труб 326 мм (сталь 12Х1МФ) .

На выходе из поворотных газоходов расположены выходные ступени пароперегревателя низкого давления (промперегревателя) в виде ширм из труб 574 мм (сталь 12Х1МФ и сталь 12Х18Н12Т) .

Конвективный пароперегреватель высокого давления состоит из труб 387,5 мм и 366,5 мм (выходной пакет и отводящие трубы из стали 12Х18Н12Т, первый пакет – из стали 12Х1МФ) .

Конвективный промперегреватель выполнен из труб 574 мм (сталь 12Х1МФ) .

Водяной экономайзер мембранного типа с вваренной полосой между трубами 426,5 мм (сталь 20) .

Для подогрева воздуха применён трубчатый воздухоподогреватель, установленный в особом пролёте главного корпуса станций и выполненный из труб 401,6 мм (сталь 3) .

Пароводяной тракт котла состоит из двух симметричных потоков по первичному пару и четырёх по вторичному .

Температура пара высокого давления регулируется изменением соотношения между расходом воды и топлива и впрыском питательной воды .

Температура пара промперегрева регулируется байпасированием паро-парового теплообменника. Секции паро-парового теплообменника установлены на отметке хребтовых балок рядом с котлом .

Места прохода змеевиков ширм и выходных ступеней пароперегревателей через цельносварные экраны котла закрыты специальными уплотнениями. Верхняя часть котла закрыта «тёплым ящиком», в котором расположены камеры ширм и выходных ступеней пароперегревателей .

Каркасы здания и котла совмещены. Котёл подвешен к хребтовым балкам совмещённого каркаса. На газоплотных стенах котла устанавливается тепловая изоляция .

Котёл оборудован комплексной системой очистки. Радиационные поверхности очищаются паровой и водяной обдувкой; ширмовые поверхности – глубоковыдвижными аппаратами паровой обдувки и «пушечной»

обдувки; конвективные поверхности – дробеочисткой и импульсной очисткой .

Для очистки поверхностей нагрева воздухоподогревателя предусмотрена дробеочистка .

Шлакоудаление – сухое, с установкой шнековых шлакоудалителей .

Котёл снабжён необходимой запорной регулирующей и дроссельной арматурой, устройствами для отбора проб пара и воды, автоматическим регулированием тепловых процессов, а также контрольно-измерительными приборами. Процессы питания котла, регулирования температуры перегретого пара и горения автоматизированы. Предусмотрены средства тепловой защиты в требуемом объёме .

Котёл спроектирован с учётом возможности ремонта и поставляется транспортабельными блоками .

П2.1. Технические характеристики котла П-67

–  –  –

Рис. П2.1. Поперечный разрез котла Пп-2650-25-545/542 БТ (П-67) Рис. П2.2. Продольный разрез котла Пп-2650-25-545/542 БТ (П-67) П3. Котёл РИ-5М Паровой котёл комбинированного типа РИ-5М предназначен для получения пара давления 4 кгс/см2 (рис. П3.1) .

Паровой котёл рассчитан на отопление жидким (дизельное топливо – солярка) и твёрдым топливом (дрова, торфяные и угольные брикеты и т.д.) .

П3.1. Технические характеристики котла РИ-5М

–  –  –

В вертикальном цилиндрическом корпусе, перекрытом в верхней части днищем, расположена жаровая труба 1 .

Нижний конец жаровой трубы соединен с корпусом котла фигурным упорным кольцом 5, а верхний конец перекрыт выпуклым днищем 22 .

Рис. П3.1. Схема комбинированного парового котла РИ-5М Жаровая труба с вваренными в неё поперечными 23 и изогнутыми вертикальными 24 кипятильными трубами составляет основную мощность нагрева котла. Кипятильные трубы 24 одним концом вводятся в днище, а другим – в нижнюю часть обечайки жаровой трубы, имеют приваренные рёбра 25, которые создают перегородку разделяющую топочное пространство на две части. Благодаря этому удлиняется путь топочных газов и увеличивается их скорость, что повышает тепловосприятие кипятильными трубами, стенками и днищем жаровой трубы. Поточные газы восходящим потоком омывают стенки передней части жаровой трубки и расположенные в этой части кипятильные трубы, а нисходящим – оттенки задней части жаровой трубы и расположенные в ней кипятильные трубы. Вертикальные кипятильные трубы 24, образующие перегородку, являются подъёмными трубами, усиливающими циркуляцию воды .

В днище корпуса котла вварен люк 20 со съёмной крышкой, к которой присоединён сепаратор для отражения из пара капель и брызг воды. Через люк можно осматривать внутреннее пространство котла .

Корпус котла снаружи покрыт теплоизоляционным материалом (асбеститом) и облицован стальным разъёмным кожухом 21, что значительно снижает потерю тепла в окружающую среду .

В нижней части жаровой трубы расположена чугунная колосниковая решётка 4, состоящая из четырёх отдельных колосников, выделяемых через топочную дверцу, с экраном – отражателем, который укрепляется специальным клином. В раскалённом состоянии клин воспламеняет горячую смесь, поступающую из форсунки 26 .

Экран-отражатель защищает стенки жаровой трубы от непосредственного воздействия факела и аккумулирует некоторое количество пара .

Колосники во время работы охлаждаются воздухом, поступающим их цели в топку. Под колосниковой решёткой 4 корпус котла образует зольник, который перекрыт поддоном (глухим днищем). Золу и остатки твёрдого топлива удаляют через дверцу .

Через специальный патрубок 7, имеющий съёмную заглушку, производится осмотр и очистка нижней части котла. Вентиль 6 служит для слива воды по окончании работы, а во время работы путём кратковременного открытия его периодически продувают котёл, удаляя при этом шлам, грязь, а также накипь после химической очистки .

Для повышения общей теплопроизводительности и коэффициента полезного действия (за счёт снижения температуры отходящих газов), а также для получения более устойчивого давления пара котёл имеет водоподогреватель 18, состоящий из пучка дымогарных труб, в котором холодная вода предварительно подогревается за счёт температуры отходящих газов .

Для улучшения тяги в верхней части корпуса дымохода водоподогревателя установлен паровой сифон 19. Отбор пара для сифона производится от патрубка люка котла .

Для контроля за работой котла установлена следующая арматура:

водоуказательная колонка 11, манометр 9 с трёхходовым краном 8 и сифонной трубкой, водопробные краны 12 и 13, два предохранительных клапана 10 и вентиль 6 для выпуска воды. Водоуказательная колонка служит для наблюдения за уровнем воды в котле. Нижний кран в открытом положении (ручкой вниз) сообщает корпус водоуказателя с водяным пространством котла, а верхний кран – с паровым .

Кран 2 служит для продувки и опорожнения колонки от воды (в закрытом положении – ручка вниз). Манометр предназначен для измерения избыточного давления. Он присоединён к паровому пространству котла посредством сифонной трубки. В самой нижней точке сифонной трубки установлен спускной кран (в закрытом положении – ручка вниз) для полного стока воды, обязательного при эксплуатации котла в зимнее время. Против цифры 4 кгс/см2 на циферблате должна быть нанесена красная черта .

Трёхходовой кран, установленный между манометром и сифонной трубкой, служит для присоединения контрольного манометра (при инспекторских проверках), а также для продувки манометра .

Водопробные краны как и водомерное стекло предназначены для контроля уровня воды в котле .

Нижний кран 13 установлен соответственно низшему допускаемому уровню воды в котле, верхний кран 12 – соответственно высшему уровню .

К кранам прикреплены металлические указатели с надписями «Низкий уровень» и «Высший уровень» .

Предохранительные клапаны, установленные на днище, служат для автоматического выпуска пара в атмосферу, когда давление его превышает рабочее. Оба клапана по устройству одинаковы, но работают независимо один от другого .

Для принудительной продувки клапана к рычагу клапана прикрепляется специальная тяга .

Система жидкого топлива состоит из топливного бака 14, расположенного между корпусом котла и водоподогревателем, топливопровода, представляющего собой стальную трубу с вентилем 15 и гибкого резинотканевого рукава, служащих для подачи топлива в форсунку, паропровода с запорным вентилем, конденсационного бачка 16 с краном 17 для спуска конденсата, гибкого резинотканевого паропроводного рукава, короткофакельной форсунки 26, вмонтированной в дверцу топки .

Топливный бак 14 представляет собой цилиндрический сосуд с выпуклыми днищами. В верхнем днище сделана горловина, в которой установлен фильтр для очистки заливаемого топлива .

В нижнем днище имеется штуцер для присоединения топливопровода и спускного крана. Ёмкость бака 40 литров .

Паровая короткофакельная форсунка служит для подачи и распыления жидкого топлива паром. Грубое регулирование количества подаваемого топлива производится вентилем 15, установленным на топливопроводе, более тонкое регулирование – жиклёрной иглой .

Конденсационный бачок 16 предназначен для отделения влаги (конденсата) от пара, поступающего в форсунку. Он представляет собой цилиндрический бачок, в который вварены два штуцера: один для подвода пара из котла, второй для подачи его в форсунку. Краник служит для периодического спуска конденсата, который накапливается в бачке .

Паровой котёл снабжён двумя питательными приборами: ручным насосом и пароструйным инжектором .

Ручной насос предназначен для первоначального заполнения котла водой, периодического питания котла в процессе работы в случае неисправности пароструйного инжектора. Пароструйный инжектор используется для питания котла во время работы, когда давление пара выше 2,7 кгс/см2 .

П4. Котёл ДКВР-6,5-13 [8] Отопительные котлы типа ДКВР (рис. П4.1) являются унифицированными. Они представляют собой двухбарабанные вертикальноводотрубные отопительные котлы с естественной циркуляцией. По длине верхнего барабана отопительные котлы ДКВР имеют две модификации – с длинным барабаном и укороченным. Комплекция котлов типа ДКВР теми или иными топочными устройствами зависит от вида топлива .

Два барабана отопительного котла – верхний и нижний – изготовлены из стали 16ГС и имеют одинаковый внутренний диаметр 1000 мм .

Нижний барабан котла укорочен на размер топки. Отопительный котёл имеет экранированную топочную камеру и развитый кипятильный пучок труб. Топочные экраны и трубы кипятильного пучка выполнены из труб 512,5 мм. Топочная камера отопительного котла разделена кирпичной стенкой 75 на собственно топку и камеру догорания, устраняющую опасность затягивания пламени в пучок кипятильных труб, а также снижающую потери от химической неполноты сгорания .

Дымовые газы из топки выходят через окно, расположенное в правом углу стены топки, и поступают в камеру догорания. С помощью двух перегородок, шамотной (первая по ходу газов) и чугунной, изнутри отопительного котла образуются два газохода, по которым движутся дымовые газы, поперечно омывающие все трубы конвективного пучка. После этого они выходят из котла через специальное окно, расположенное с левой стороны в задней стене котла .

Верхний барабан отопительного котла в передней части соединён с двумя коллекторами трубами, образующими два боковых топочных экрана. Одним концом экранные трубы ввальцованы в верхний барабан, а другим приварены к коллекторам 1084 мм. В задней части верхний барабан котла соединён с нижним барабаном пучком кипятильных труб, которые образуют развитую конвективную поверхность нагрева. Расположение труб – коридорное с одинаковым шагом 110 мм в продольном и поперечном направлениях. Коллекторы соединены с нижним барабаном с помощью перепускных труб .

Питательная вода подаётся в паровой отопительный котёл ДКВР по двум перфорированным (с боковыми отверстиями) питательным трубопроводам под уровень воды в верхний барабан. По опускным трубам вода из барабана отопительного котла поступает в коллекторы, а по боковым экранным трубам пароводяная смесь поднимается в верхний барабан, образуя таким образом два контура естественной циркуляции .

–  –  –

380=240 Б Б 1594,5 6,5 Б

–  –  –

Третий контур циркуляции образуют верхний и нижний барабаны котла и кипятильный пучок. Опускными трубами этого контура являются трубы наименее обогреваемых последних рядов (по ходу газов) кипятильного пучка .

Вода по опускным трубам отопительного котла поступает из верхнего барабана в нижний, а пароводяная смесь по остальным трубам котельного пучка, имеющим повышенную тепловую нагрузку, поднимается в верхний барабан. В верхнем барабане котла происходит разделение пароводяной смеси на пар и воду. Для снижения солесодержания и влажности пара в верхнем барабане установлено сепарационное устройство 6 из жалюзи и дырчатого листа, улавливающее капли уносимой с паром котловой воды. При необходимости производства перегретого пара пароперегреватель устанавливают после второго или третьего ряда труб кипятильного пучка, заменяя часть его труб. Для отопительных котлов с давлением 1,4 МПа и перегревом 225...250 °С пароперегреватель выполняют из одной вертикальной петли, а для котлов с давлением 2,4 МПа – из нескольких петель труб 323 мм .

В нижней части верхнего барабана отопительного котла имеются патрубок, через который осуществляется непрерывная продувка котла с целью снижения солесодержания котловой воды и поддержания его на заданном уровне, а также две контрольные легкоплавкие пробки, сигнализирующие об упуске воды .

Нижний барабан отопительного котла является шламоотстойником;

из него по специальному перфорированному трубопроводу проводится периодическая продувка котла. Кроме того, в нижнем барабане имеются линия для слива воды и устройство для подогрева паром в период растопки котла .

На верхнем барабане отопительного котла установлены два водоуказательных стекла, манометр, предохранительные клапаны, имеется патрубок для отбора пара на собственные нужды, парозапорный вентиль. Для защиты обмуровки и газоходов от разрушения и предотвращения возможных взрывов отопительного котла в верхних частях топки и кипятильного пучка расположены взрывные предохранительные клапаны. Для очистки наружных поверхностей труб от загрязнений котёл оборудуют обдувочным устройством – вращающейся трубой с соплами. Обдувка выполняется паром .

П4.1. Технические характеристики котла ДКВР-6,5-13

–  –  –

П5. Котёл-утилизатор КСТК-35/40-100 [9] Котёл-утилизатор KCTK-35/40-100 (рис. П5.1, П5.2) предназначен для охлаждения газов, поступающих в него из камеры сухого тушения кокса и выработки перегретого пара .

Котёл устанавливается в блоке с камерой сухого тушения кокса, с которой имеет общий тракт для циркуляции газа. Котёл предназначен для работы под разрежением без присосов воздуха в его газоход .

Котёл устанавливается в закрытом помещении в несейсмичном районе .

Котёл-утилизатор башенной компоновки, подвод газов – сверху. Газоход котла имеет сечение в плане 36004800 мм (по осям труб) .

В конструкции котла предусмотрена защита гибов поверхностей нагрева от износа .

Стены газохода состоят из газоплотных панелей, выполненных из труб 575 мм и шагом 100 мм и включённых в контур естественной циркуляции. Внутри газохода расположены конвективные змеевиковые поверхности нагрева, включённые в контур многократной принудительной циркуляции. Конвективные поверхности нагрева выполнены из труб диаметром 283 мм (сталь 20) .

В котле-утилизаторе KCTK-35/40-100 две ступени испарения .

Коллекторы блоков поверхностей нагрева расположены в газоходе .

Подвод и отвод охлаждающей среды – торцевые .

Конструкция газохода позволяет снимать заднюю стенку и демонтировать любой пакет для ремонта. Барабан с внутрибарабанным устройством опирается на опорный пояс. Конструкция опор опорного пояса позволяет ему свободно расширяться в любом направлении. Площадки обслуживания и лестницы крепятся к опускным трубам трубопровода в пределах котла и к стенкам газохода .

Температура пара в котле регулируется пароохладителем, работающим на котловой воде и установленным «врассечку» между ступенями .

Пароперегреватель устанавливается в зоне высоких температур, имеет две ступени, расположенные параллельно по ходу газов: первая (входная) выполнена из труб 283 мм (сталь 20); вторая (выходная) – из легированных труб 283,5 мм (сталь 12Х1МФ) .

Коллекторы пароперегревателя вынесены в сторону от потока газов в специальную нишу, образованную отгибкой цельносварного экрана. Пар из первой ступени направляется в пароохладитель, а затем во вторую ступень .

Испарительная поверхность находится за пароперегревателем и состоит из шести блоков, попарно расположенных в трёх ярусах. За испарительной поверхностью располагается водяной экономайзер. Движение воды – восходящее, противоточное .

Пакеты пароперегревателя, испарительной поверхности, водяного экономайзера в газоходе крепятся к опорным охлаждаемым балкам, которые включены в контур многократной принудительной циркуляции .

Барабан котла имеет наружный диаметр 1590 мм, толщина стенки обечайки 36 мм, днищ – 45 мм. Длина барабана – 7000 мм. Сепарационное устройство барабана выполнено в виде двух ступеней испарения: первая ступень испарения – чистый отсек; вторая ступень испарения – солевые отсеки, расположенные по торцам барабана .

Котёл-утилизатор KCTK-35/40-100 бескаркасный и через опорный пояс подвешивается к металлоконструкциям цеха. Котёл снабжён необходимой арматурой, гарнитурой и КИП .

Котёл поставляется транспортабельными блоками, узлами и деталями .

П5.1. Технические характеристики котла КСТК-35/40-100

–  –  –

ВВЕДЕНИЕ …………………………………………………………….. 3 Лабораторная работа № 1

ИЗУЧЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СХЕМ И ОСНОВНОГО

ОБОРУДОВАНИЯ КОТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК …………………... 4 Лабораторная работа № 2 ИЗУЧЕНИЕ КОНСТРУКЦИЙ ПАРОВЫХ КОТЛОВ ………………. 13 Лабораторная работа № 3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ДЕЙСТВУЮЩЕГО ПАРОВОГО КОТЛА ………………………………………….. 20 Лабораторная работа № 4

ИЗУЧЕНИЕ РАБОТЫ ПАРОПЕРЕГРЕВАТЕЛЯ ПАРОВОГО

КОТЛА ………………………………………………………………….. 26 Лабораторная работа № 5 ИЗУЧЕНИЕ РАБОТЫ ЭКОНОМАЙЗЕРА …………………………... 33 Лабораторная работа № 6 ИЗУЧЕНИЕ РАБОТЫ ВОЗДУХОПОДОГРЕВАТЕЛЯ ……………... 37 ЗАКЛЮЧЕНИЕ ………………………………………………………… 44 СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ …………………….. 44 ПРИЛОЖЕНИЯ ………………………………………………………... 45



Похожие работы:

«УДК 538.97:537.311.322 Белых Василий Валерьевич Динамика излучения GaAs-микрорезонатора с встроенными квантовыми ямами Специальность 01.04.07 физика конденсированного состояния Автореферат диссертации на соискан...»

«Перечень документов Продавца(-ов) по Договору купли-продажи/Цедента по Договору уступки прав требований по договору участия в долевом строительстве:1. В случае если Продавец/Цедент – физическое лицо: Паспорт(-а) гражданина Российс...»

«УСТРОЙСТВО ОКОНЕЧНОЕ УО-ОРИОН СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ ИЗВЕЩЕНИЙ “Фобос-3” Руководство по эксплуатации АЦДР.425632.007 РЭ Содержание 1 Описание и работа изделия 1.1 Назначение изделия 1.2 Характеристики 1.3 Состав изделия 1.4 Устройство и работа изделия 1.5 Ср...»

«ПРОБЛЕМЫ ГЕОЛОГИИ И ОСВОЕНИЯ НЕДР ОЦЕНКА ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЧВ В ОКРЕСТНОСТЯХ НЕФТЕПЕРЕРАБАТЫВАЮЩИХ ПРЕДПРИЯТИЙ (ГГ. ОМСК, АЧИНСК, ПАВЛОДАР) Т.С. Шахова Научный руководитель профессор Е.Г. Язиков, доцент А.В. Т...»

«ЭЛЕКТРОННАЯ СТРУКТУРА ИНТЕРМЕТАЛЛИДОВ НА ОСНОВЕ РЕДКОЗЕМЕЛЬНОГО ЭЛЕМЕНТА И ПЕРЕХОДНОГО ИЛИ БЛАГОРОДНОГО МЕТАЛЛА А А В, А А В А. Ю . Вязовская XV 84 " В АВ А А А " Научный руководител...»

«Диссертационный совет Д.212.132.11 на базе НИТУ "МИСиС" Протокол № 14 от 21 февраля 2017 г. Состав диссертационного совета утвержден в количестве 21 человека.Присутствовали: 1. Каледина Нина Олеговна Д.т.н., 05.26.03 – по техническим наукам (предсе...»

«Репертуарная политика кинозалов в регионах России Ксения Леонтьева, аналитик НЕВАФИЛЬМ RESEARCH™ Задавались ли вы когда-нибудь вопросом, имеют ли сегодня жители России равные возможности выбора кинофильма при принятии решения о походе в кино? В ходе изучения в 2007 году кинорынков трех федеральн...»

«МЕТОДЫ НЕЙРОСЕТЕВОГО И МУЛЬТИАГЕНТНОГО УПРАВЛЕНИЯ В РОБОТОТЕХНИКЕ И МЕХАТРОНИКЕ А.В.Тимофеев Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения Санкт-Петербургский институт и...»

«НАУКИ О ЗЕМЛЕ Космическая пыль в Океане КОСМИЧЕСКАЯ ПЫЛЬ В ОКЕАНЕ КОСМИЧЕСКАЯ ПЫЛЬ В ОКЕАНЕ Г.С. Ануфриев, Б.С. Болтенков Георгий Степанович Ануфриев, доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории масс-спектрометрии Физико-технического института им. А.Ф. И...»







 
2019 www.librus.dobrota.biz - «Бесплатная электронная библиотека - собрание публикаций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.