Тепловий розрахунок котла ПК-14

Тепловий розрахунок котла ПК-14

Зміст

Таблиця 1. Основні технічні характеристики котла ПК-14

Таблиця2. Характеристика використаного палива

Таблиця 3. Теоретичний об’єм повітря,необхідного для спалювання 1кг (1м³) палива, та теоретичні об’єми продуктів згорання палива

Таблиця 4. Характеристика продуктів згорання в газоходах парогенератора

Таблиця 5. Ентальпія теоретичного об’єму повітря та продуктів згорання палива, кДж/кг(кДж/м³)

Таблиця 6. Ентальпія продуктів згорання в газоходах, кДж/кг

Таблиця 7. Розрахунок теплового балансу парогенератора та витрати палива

Таблиця 8. Розрахунок конструктивних характеристик топки

Таблиця 9.Розрахунок повної площі поверхні стін топки F_н та площі промінесприймаючої поверхні топки Н_а

Таблиця 10. Повірений розрахунок теплообміну у топці

Таблиця 11. Повірений розрахунок Фестона

Таблиця 12. Конструктивні розміри та характеристики перегрівача

Таблиця 13. Повірений розрахунок другого ступеню перегрівача

Таблиця 14. Конструктивний розрахунок першого ступеня перегрівача

Таблиця 15. Конструктивні розміри та характеристики економайзера

Таблиця 16. Конструктивні характеристики та розміри повітрепідігрівача

Таблиця 17. Повірений розрахунок другого ступеня економайзера

Таблиця 18. Повірений розрахунок першого ступеня повітрепідігрівача

Таблиця 19. Повірений розрахунок другого ступеня повітрепідігрівача

Таблиця 20. Конструктивний розрахунок першого ступеня економайзера

Таблиця 21. Розрахунок нев’язки теплового балансу парогенератора

Вільна таблиця результатів розрахунку

Вступ

Основні технічні характеристики

Котел ПК-14 виготовляється Подільським котлобудівним заводом ім. С. Орджонікідзе. котел однобарабанний, вертикально-водотрубний з камерною топкою і природною циркуляцією, призначений для виробітки пари високого тиску.

Розрахункові параметри котла:

    Паровиробничість 33,3кг/с (120 т/г)

-        Тиск перегрітої пари 8,81 МПа,

         Температура перегрітої пари 510

         Температура живильної води 215

Котельний агрегат має П - подібну компоновку і складається з топочної камери (висхідний газохід) та конвективної шахти (відпускний газохід), з’єднані між собою поворотним газоходом.

Топка

Топочна камера призмо-подібна, з глибиною 6690мм та шириною 7170мм; об’єм топкового простору 699м³.

Топка котла (з холодною воронкою) повністю екранізована трубами: фронтовий, задній та бокові екрани складається кожний з 74 труб діаметром 76мм з кроком 90мм.

У верхній частині задньої стінки мається виступ «козирок», подовжуючий та направляючий факел. У нижній частині топки установлений звід із вогнетривкої цегли, що забезпечує щільність і свободу теплових розширень всієї екранної системи від відмітки 17750 мм що називаються «висячим кошиком»

Теплова напруга топочного об’єму рівне 130 ккал/(м³/г)

В районі чотирьох круглих горілок розміщений запальний пас. Золовидалення сухе, окрім випадку спалювання АШ, при якому в зв’язку з утепленням холодної воронки золовидалення має особливий характер - рідке при великих навантаженнях та сухе при малих навантаженнях.

Циркуляційна система

Топочні екрани розділені на 14 самостійних циркуляційних контури(фронтовий, задній та по 6 бокових) у схемі циркуляції передбачено 3-и ступінчате випаровування.

Фронтовий та задній екрани мають по одному нижньому колектору,розділеному двома внутрішніми перегородками; бокові екрани мають по 3 нижні колектори, розділених однією внутрішньою перегородкою, і по два верхніх, також розділених перегородкою. Труби фронтової, задньої та передньої панелі бокових екранів приєднані до верхніх колекторів, що в свою чергу приєднані до барабану.

На котлі передбачена триступінчата схема виправлення. З цією ціллю водяний об’єм барабану розділений перегородками на три відсіки. Діаметр барабана 1500 мм, товщина стінок 88 мм.

Пара з всіх трьох ступенів випаровування підлягає промивці живильною водою у жолобчатих пристроях, розміщений у паровому просторі 1 ступеня, проходить через пластинчатий сепаратор і дирчасту стелю, що вирівнює розподіл пари по довжині барабану, і по паровідвідним трубам частково відводиться у конденсатор для отримання власного конденсату котла, а основна частина пари надходить у 2 труби конвективного пароперегрівача котла.

Фестон

Труби заднього екрану у верхній частині топки утворюють фестонний пучок із 3 рядів з кроком по довжині 270мм та глибині 300 та 380 мм. Фестон котла трубчатий, зроблений з СТ-20. Діаметр труб 76 мм, розміщені шахматно. Спільна площа поверхні нагріву 62,4 м²

Пароперегрівач

Пароперегрівач котла - конвективного типу, змієвиковий, двоступінчатий. Розміщений у перехідному газоході і складається з наступних частин по ходу пари:

    Першого ступеня пароперегрівача і петель стелі;

-        Другого ступеня пароперегрівача.

Спільна площа поверхні нагріву пароперегрівача складає 1410 м².

Насичена пара виходить з барабану котла трубами діаметром 38 4,5 мм у кількості 76 штук, виповнений з Ст. 20. по руху пари дана частина має ш - подібне включення, по відношенню до газів паралельно точна, що здійснюється 10 ходами.

Пара надходить до першого колектора, у який вмонтовано поверхневий пароохолоджувач. Після виходу з пароохолоджувача пара надходить до першого ступеня пароперегрівача. Пара двигається протитечії, створюючи 8 ході, потім паралельним потоком, створюючи 3 ходи.

Спільна кількість змійовиків рівне 76. На виході з першого ступеня пар надходить у вихідний колектор, звідки відбирається 4 трубами діаметром 133мм і потрапляє у два перекидних паропроводу 273 мм, відсутній перекид пари з однієї сторони на іншу.

Перекид виконується на вхідний колектор другого ступеня. Друга ступінь створена змійовиками діаметром 42 мм, виробленими зі сталі 12ХМФ. Схема за паром П - подібна, по відношенню до газів паралельно точна.

На вихідному колекторі пароперегрівача розміщені два імпульсних запобіжних клапани, розрахованих на повне скидання пари, там же встановлена торцева заглушка для промивки пароперегрівача.

Водяний економайзер

Економайзер змієвиковий, кип’ячого типу, виконаний в розріз з повітрепідігрівачем і складається з двох ступенів, розміщених у конвективній шахті, спільною поверхнею нагріву 1212 м².

Труби економайзера цільнотягнуті діаметром 324 мм, розміщені в шахматному порядку, із матерії ст. 20. Змійовики йдуть по всій ширині опускної шахти, камери розміщені на лівій боковій стороні.

Друга ступінь водного економайзера (по ходу води) спільною поверхнею 420 м² змонтована у газоході розміром 7260*2372 мм, складається із змійовиків, розміщених у шахматному порядку з кроком S₁ = 68мм і S₂=64 мм. Рух води у змійовиках протитечієве по відношенню до газу. За ходом встановлено 17 рядів труб.

Перша ступінь економайзера спільної поверхні 792 м² змонтована у газоході розміром 7620*2372 мм і труб діаметром 324 мм, з матерії ст. 20 і виконана в два пакети з одним ремонтним розривом між пакетами.

Число змійовиків нижньої секції 69, число рядів за рухом газу 32. Крок S₁ = 68 мм та S₂ = 60 мм.

Повітрепідігрівач

У конвективній частині котла встановлено двохступеневий трубчатий повітрепідігрівач, виготовлений з СТ20,діаметром 401,5 мм, розміщення шахматне.

Перший ступень по ходу повітря розміщена в нижній частині конвективної шахти і виконана по двопоточній схемі з одностороннім входом і виходом повітря. Діаметр труб 40розміщені в шахматному порядку з кроком S₁=62мм та S₂=42мм.. спільна поверхня нагріву 4918 м².

Друга ступінь повітрепідігрівача, одноходова і розміщається між двома ступенями водяного економайзера. Крок S₁ = 62 мм та S₂ = 42 мм, спільна площа нагріву 2872 м².

Золовловлювач

Встановлено два золовловлювача типу МП - ВТИ діаметром 3100 мм. Висота циліндричної частини 6500мм, площа живого перетину 7,1 м².

Тягодуттьова установка

Два димососи типу Д-20 продуктивністю 102000 м³/г, з напором 230 мм вод. ст. приводом слугує двигун ДАМСО 15-7-10 потужністю 260 кВт з числом обертів 585 об/хв. і напругою 6000В.

Два дуттьових вентилятори типу ВД-15,5, продуктивністю 51000 м³/год, з напором 241 мм вод. ст. приводом слугує електродвигун типу А 104/8 потужністю 160 кВт з числом обертів 730 об/хв..

Живлення і контроль за рівнем води у котлі

Для живлення блоку високого тиску встановлено два насоси 5Ц - 10 и один резервний паровий турбонасос, працюючі у дві магістралі - одна холодного живлення, друга гарячого живлення.

Живлення кола виконується по двом магістралям основній та резервній. Запірна та регульована арматура живильний ліній зосереджена на фронті котла на площадці над відміткою кочегара. Передбачена можливість ручного дистанційного регулювання живлення.

На барабані встановлено 3 водомірні колонки: одна в чистій відсічці і по одній в двох солоних відсіках.

Паропроводи

В межах котельного цеху на головному паропроводі мається одна засувка Ду 175 з байпасом Ду-20, розміщена коло вихідного колектора перегрітої пари. Головна парова засувка має дистанційний електропривод, бай пас - ручний привод.

Система пилеприготування

На котлі встановлюється млин типу ВСМ1250/950, середньо ходова, продуктивністю 11т/год по АШ, один млинний вентилятор типу ВВСМ, живителі сирого вугілля.

Таблиця 1

Основні технічні характеристики котла ПК-14

Таблиця 2

Характеристики використовуваного палива

Таблиця 3

Теоретичний об’єм повітря,необхідного для спалювання 1кг (1м³) палива, та теоретичні об’єми продуктів згорання палива

Таблиця 4

Характеристика продуктів згорання в газоходах парогенератора

Таблиця 5

Ентальпія теоретичного об’єму повітря та продуктів згорання палива, кДж/кг(кДж/м³)

Таблиця 6

Ентальпія продуктів згорання в газоходах, кДж/кг

Таблиця 7

Розрахунок теплового балансу парогенератора та витрати палива

Таблиця 8

Розрахунок конструктивних характеристик топки

Таблиця 9

Розрахунок повної площі поверхні стін топки F_н та площі промінесприймаючої поверхні топки Н_топки

Таблиця 10

Повірений розрахунок теплообміну в топці

Таблиця 11

Повірений розрахунок фестону

парогенератор паливо тепловий конструктивний

Таблиця 12

Конструктивні розміри і характеристики перегрівача

Таблиця 13

Повірений розрахунок другого ступеню перегрівача

Таблиця 14

Конструктивний розрахунок першого ступеня перегрівача

Таблиця 15

Конструктивні розміри та характеристика економайзера

Таблиця 16

Конструктивні розміри та характеристики повітрепідігрівача

Таблиця 17

Повірений розрахунок ІІ ступеня економайзера

Таблиця 18

Повірений розрахунок першого ступеня повітрепідігрівача

Таблиця 19

Повірений розрахунок другого ступеня повітрепідігрівача

Таблиця 20

Конструктивний розрахунок першого ступеня економайзера

Таблиця 21

Розрахунок на’вязки теплового балансу парогенератора

Висновок

У даному курсовому проекті був виконаний повірений тепловий розрахунок для існуючого парогенератора ПК-14.

Курсовий проект складається з розрахунково-пояснювальної записки з тепловим розрахунком агрегату, компоновочних креслень парогенератора та деяких окремих його вузлів.

За наявними конструктивними характеристиками при заданому навантаженні і паливі були визначені температури води, пари, повітря і продуктів згорання на границях між поверхнями нагріву, ККД агрегату, використане паливо. в результаті чого були отримані вихідні данні, необхідні для вибору допоміжного обладнання та виконання гідравлічних, аеродинамічних та прочносних розрахунків.

Повірений тепловий розрахунок котла ПК-14 був виконаний у зв’язку з переходом на змішаний вид палива:АШ та природний газ. У результаті чого необхідно розробити проект конструкції парогенератора.

В результаті повіреного теплового розрахунку теплообміну у топці (табл10) було визначено, що необхідно знизити висоту розміщення горілок від 6,4 до 2,6 м, в результаті чого виросла висота топки від 18,9да 20 м.

За повіреним розрахунком фестону були визначені коефіцієнти тепловіддачі випромінюванням 81,2 Вт/м²К.

З розрахунку пароперегрівача була визначена температура пари на виході із першого ступеня 325, та на виході з другої ступені 510, що задовольняє умовам розрахунку.

З конструктивного розрахунку економайзера видно, що у першому ступені була збільшена площа живого перерізу для проходу газів до 29,106 м². У результаті чого температура води на виході з першого ступеня становить 270, а температура води на виході з другого ступеня 316

За повіреним розрахунком повітрепідігрівача обох його ступенів була визначна температура підігріву повітря,що подається до горілки: від температури 20 до температури 350

В результаті повіреного розрахунку, необхідно виконати рекомендацію:

)   в топці знизити висоту розміщення горілок

2)      у першій ступені пароперегрівача повисить площу живого перерізу для проходження пари з f = 0,04 м² до f = 0,066 м²

)        в першій ступені економайзера збільшити площу поверхні нагріву з Н = 7039 м² до Н = 7056 м².

У кінці розрахунку виконаний аналіз нав’язки теплового балансу парогенератора, який не перевищує 5%, що задовольняє умовам.

Використана література:

1. Тепловий розрахунок парогенераторів. Під редакцією В.Н. Частухіна, Київ, «вища школа», 1980 рік

. Войнов А.П., Зайцев В.А., Кукерман Л.Н., Сивельковський Л.А, Котли-утилізатори та енерготехнологічне комбінування, за редакцією Сивельковського (Москва, 1989 рік)

. Рабінович О.М. Котельні агрегати, Москва, Машгиз, 1963 рік