Теплотехника 1 контрольная. 1. Назовите область применения слоевых и камерных топок, а также виды слоевых топок
 Скачать 43.44 Kb.
|
|
Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 2 Разраб. Провер. Реценз Н. Контр. Утверд. Лит. Листов 22 Содержание
1. Назовите область применения слоевых и камерных топок, а также виды слоевых топок Топки, в которых производится слоевое сжигание кускового твердого топлива, называются слоевыми. Эта топка состоит из колосниковой решетки, поддерживающей слой кускового топлива, и топочного пространства, в котором сгорают горючие летучие вещества. Каждая топка предназначена для сжигания определенного вида топлива. От размеров и конструкции топки зависят производительность и экономичность котельной установки. Слоевые топки для сжигания твердого топлива по механизации загрузки топлива и выгрузки шлака делятся на: - Ручные те, в которых все операции (подача топлива в топку, удаление шлака из топки) производятся машинистом вручную; - Полумеханические те, в которых механизированы одна или две операции; - Механические те, в которых все операции производятся механическим приводом без ручного вмешательства машиниста. По организации слоя топлива на решетке топки делятся: - Топки с неподвижной колосниковой решеткой и неподвижно лежащим на ней слоем топлива. Такие топки устанавливают в котлах паропроизводительностью от 1 до 10 тонн пара в час; - Топки с неподвижной колосниковой решеткой и перемещающимся по ней слоем топлива. Такие топки устанавливаются в котлах паропроизводительностью от 2 до 20 тонн пара в час; - Топки с движущимися механическими цепными колосниковыми решетками. Бывают двух типов: прямого и обратного хода. Топки применяют для сжигания каменных, бурых углей и антрацитов в котлах паропроизводительностью от 10 до 35 тонн пара в час. Топочная камера служит для окончательного перемешивания и сжигания топлива. Топка должна обеспечивать: 1. Наиболее полное сжигание топлива с наименьшим коэффициентом воздуха; 2. Малое и легкоустраняемое шлакование топки и поверхностей нагрева; 3. Высокую надежность в эксплуатации; 4. Удобство и простоту обслуживания; 5. Герметичность и экономичность; 6. Возможность быстрого регулирования нагрузки в широких пределах; 7. Хорошие условия тепловосприятия. Классификация камерных топок: - по методу сжигания топлива камерные топки разделяются на факельные с прямым выходом газов из топки и вихревые, - по числу камер — на топки однокамерные и двухкамерные, - по виду сжигаемого топлива — на топки пылеугольные и газомазутные, - по способу удаления шлака — на топки с твердым и жидким шлакоудалением. Камерные топки применяют для сжигания твердого, жидкого и газообразного топлива. При этом твердое топливо должно быть предварительно размолото в тонкий порошок в специальных пылеприготовительных установках — углеразмольных мельницах, а жидкое топливо — распылено на очень мелкие капли в мазутных форсунках. Газообразное топливо не требует предварительной подготовки. Камерные топки нашли широкое применение в промышленности. Они компактны, имеют большую производительность, небольшой расход электроэнергии и значительно большой срок службы нагревательных элементов. Недостаток этих электропечей: наличие окислительной атмосферы в рабочем пространстве. 2. Эксплуатация газорегуляторных пунктов (установок) котельной Приемка и ввод в эксплуатацию газорегуляторных пунктов проводятся в следующей последовательности:
Комиссии предъявляется необходимая исполнительно-техническая документация. Оборудование ГРП должно соответствовать проекту. Главная задача ревизии - установить укомплектованность и исправность оборудования: регулятора, фильтра, предохранительных, сбросных и запорных устройств, КИП, Проверку на герметичность газопроводов и оборудования ГРУ производит строительно-монтажная организация в присутствии представителя заказчика. Испытание на герметичность необходимо для выявления дефектов в оборудовании, трубах и их соединениях. Испытание газопроводов и оборудования ГРП на герметичность в зависимости от конструкций регуляторов и арматуры может проводиться в целом или по частям (до регулятора и после него). Если испытание проводится в целом, то нормы испытательных давлений принимают по давлению газа до регулятора. При испытании по частям нормы испытательных давлений устанавливают отдельно до и после регулятора давления. Продолжительность испытания ГРП на герметичность - 12 ч. Видимого падения давления по манометру не должно быть, если используют манометр с классом точности 0,6, а если манометр имеет класс точности 0,15 или 0,4, то допускается падение давления не более чем на одно деление шкалы. Работы по врезке и пуску газа в ГРП, расположенных на территориях предприятий, разрешается выполнять бригадой газовой службы предприятия. Работы по врезке и пуску газа при вводе в эксплуатацию ГРУ выполняются одновременно с вводом в эксплуатацию газоиспользующего оборудования, для которого предназначается ГРУ. До ввода в эксплуатацию ГРП трубы и арматуру необходимо продуть газом. Продувку производят с соблюдением всех мероприятий, указанных в наряде на газоопасные работы. Воздух вытесняется под давлением газа 1000—1500 Па путем сброса газовоздушной смеси в атмосферу. Для сброса можно использовать специальную свечу или сбросной клапан. Продувку газопровода на участке от задвижки в колодце до задвижки перед фильтром целесообразно производить через обводную линию на свечу. После этого следует произвести продувку оборудования ГРП. Продувку заканчивают после анализа газовоздушной смеси. После продувки приступают к наладке оборудования ГРП; порядок выполнения операций указывается в инструкциях. Примерная последовательность операций:
Для возобновления расхода газа необходимо:
Для настройки ПЗК на минимум кладут груз на шток мембраны, с помощью пилота снижают давление газа и по манометру определяют то давление, при котором клапан срабатывает. Если молоток клапана опускается при давлении более высоком, чем положено, то груз уменьшают. Настройку клапана на максимум производят аналогичным способом, но вместо грузов используют упругость пружины, смонтированной на корпусе клапана. В соответствии с рекомендациями ОСТ, пуск регулятора производится в следующей последовательности:
Остановка регулятора производится в следующей последовательности:
По окончании всех работ по пуску газа необходимо:
Подачу газа в газопровод после ГРП следует производить по окончании наладки оборудования ГРП (ГРУ) на рабочий режим давления. 3. Как примеси влияют на работу котлов и теплотехнического оборудования Коррозионные процессы в водопаровом тракте энергетического блока увеличивают концентрацию примесей в воде, снижают механическую прочность металла, ведут к его растрескиванию. Отложение примесей на внутренней поверхности обогреваемых труб в паровом котле приводит к повышению температуры стенки вплоть до разрушения, снижению коэффициента теплопередачи и, соответственно, повышению температуры газов по тракту, увеличению потерь с уходящими газами. Коррозия металла и отложение примесей зависят, в первую очередь, от водно-химического режима блока, а также от конструктивного выполнения поверхностей нагрева, тепловых потоков, конструкционных материалов. Концентрация примесей в перегретом паре лимитируется условиями работы турбины. При отложении примеси в проточной части турбины увеличивается ее шероховатость и коэффициент сопротивления трения, скорость дара за счет сужения проходного сечения, что приводит к росту перепада давления на ступенях турбины и к увеличению осевого сдвига ротора. Приходится уменьшать расход пара на турбину и ее мощность. Лопатки турбины, находящиеся в зоне Вильсона (в зоне конденсации водяных паров), подвержены коррозионному растрескиванию, что может привести к разрыву лопатки с тяжелыми аварийными последствиями. Растворенные в воде вещества вызывают те или иные неполадки в работе энергетического оборудования. В основном это связано с образованием в тепловых агрегатах накипных отложений и коррозии. При большей щелочности и солесодержании имеет место вспенивание котловой воды и занос солей в пароперегреватель. В настоящее время в котлах предусматриваются специальные сепарационные устройства, ступенчатое испарение, промывка пара и другие способы, способствующие получению чистого пара. Допускаемое конструкцией котла солесодержание в чистом и солевом отсеках оговаривается заводом-изготовителем в паспортных данных к котлу. В теплофикационных водогрейных котлах кроме карбонатных отложений при подогреве воды выше 130 °С сильно снижается растворимость CaSO4, что потребовало принять нормы качества подпиточной и сетевой воды, исключающие выпадение из раствора гипса (образующего очень плотные накипи). В теплообменной аппаратуре, работающей при 25–50 °С возникают так называемые низкотемпературные отложения, основным компонентом которых является карбонат кальция (СаСО3). Образующиеся накипные отложения значительно снижают теплопроизводительность теплообменников (иногда требуется установка дополнительных), а также увеличивают потери напора в трубках. В подогревателях горячего водоснабжения (подогрев воды до 70 °С), использующих недеаэрированную исходную воду, накипные отложения могут быть весьма велики, поэтому применение исходной воды без предварительной обработки ограничивается соответствующими нормами. Наряду с карбонатными отложениями в теплообменной аппаратуре идет накопление продуктов коррозии. Довольно характерным является состав отложений, отобранных из подогревателей горячего водоснабжения (состав приводится в процентах): Са – 25,96; MgO – 1,97; Fe2O3 – 23,46; SiO2 – 6,2; SO3 – 0,42; потери при прокаливании составляют 36 %. В современных котлах, особенно сжигающих высококалорийное топливо (газ, мазут), тепловой поток в экранных трубках может достигать 580–700 кВт/м2 [500–600 Мкал/(м2·ч)]. Образование на внутренней поверхности нагрева незначительных по толщине (около 0,1–0,2 мм) малотеплопроводных отложений приводит к перегреву металла и, как следствие, к появлению отдулин, свищей и даже разрывов экранных труб. Отложения, образующиеся непосредственно на поверхностях нагрева, принято называть первичной накипью; грубодисперсные частицы, находящиеся в объеме воды (шлам), впоследствии могут оседать на поверхности нагрева, образуя вторичные отложения (вторичная накипь). Образование отложений на поверхности нагрева происходит вследствие протекания в нагреваемой среде процессов, связанных с образованием труднорастворимых веществ вследствие концентрирования солей при многократном упаривании в котле, питательной воды, а также понижения растворимости ряда веществ с повышением температуры. При плохо налаженной деаэрации коррозии подвергаются трубопроводы, теплообменная аппаратура, аккумуляторные баки и другое оборудование. Скопление продуктов коррозии на участках теплосети с малыми скоростями может привести к увеличению гидравлического сопротивления сети, снижению ее пропускной способности, забиванию коррозионными отложениями местных систем отопления. Таким образом, примеси, попавшие в пароводяной тракт теплоэнергетических объектов, снижают надежность и повышают аварийность теплоэнергетического оборудования и тепловых сетей. 4. Камерные топки котлов с жидким шлакоудалением, особен ности их конструкции и работы, достоинства, недостатки и область применения Для обеспечения жидкого шлакоудаления необходимо, чтобы температура газов у стен нижней части топки и в районе пода была вы ше температуры текучести шлака, °С —температу ра нормального жидкотекучего состояния. Соз дание таких условий в нижней части топки возможно путем приближения ядра факела к поду топки и покрытия настенных экранов в этой зоне карборундовой огнеупорной тепло вой изоляцией (футерование экранных труб). Для прочного удержания футеровки вначале на трубы экранов со стороны топочного объе ма приваривают шипы (диаметром 10—12 мм и длиной 12—15 мм) и затем наносят слой изоляции. Оригинальная конструк ция таких «утепленных» экранов предложена ЗиО. Вместо ошипованных труб использованы трубы со спиральным оребрением, полученным методом накатки. Подовая часть топки выполняется горизонтальной или слабонаклонной к центру топки. Здесь на трубы пода накладывают два-три слоя огнеупорного кирпича на огнеупорной связке. В центре пода оставляется одно или два футерованных отверстия для слива шлака (летки) размером примерно 500X800 мм. Расплавлен ный шлак переливается через край летки и тонкими струями стекает в шлаковую ванну, где при контакте с водой отвердевает. Доля шлакоулавливания в таких топках заметно возрастает по сравнению с твердым способом: =0,2-г-0,4. Удаление затвердевшего шлака из ванны производят непрерывно скребковыми, шнековыми или роторными транспортерами. По конструкции топочные камеры с жид ким шлакоудалением выполняются однокамер ными (открытые и полуоткрытые) и двух-, трехкамерными. По характеру движения факе ла они могут быть с прямоточным факелом, с пересекающимися струями и циклонным дви жением. Наиболее простым конструктивным реше нием топки с жидким шлакоудалением явля ется открытая однокамерная топка с прямо точным факелом. За счет футе рования экранов нижней части топки и выпол нения утепленного пода выделяется зона с по вышенной температурой газов (зона плавле ния шлаков). В этом случае применяют вих ревые горелки с встречным и более низким расположением их над подом топки. Однако высокая отдача теплоты в верхнюю зону охлаждения ограничивает регулировочные возможности топки: при снижении нагрузки до 0,7—0,8 номинальной начинается застывание шлаков вначале на стенах, а затем на поду. Кроме того, открытая топка обеспечивает не высокую степень шлакоулавливания: =0,1-^0,15. С помощью двустороннего пережима топки обеспечивается выделение камеры горения. Отдача теплоты в верхнюю зону здесь заметно сокращается. Достигается достаточно высокая температура газов (1600—1800°С). Объемное тепловое на пряжение камеры горения составляет =500-^800 кВт/м3, заметно растет доля шла коулавливания: =0,2-^0,4. Расширяется диапазон работы котла с устойчивым выходом жидкого шлака. В топках с пересекающимися струями камера горения выделяется одно сторонним или двусторонним пережимом. Прямоточные горелки устанавливаются таким образом, чтобы создать в камере горения вих ревое движение факела с горизонтальной осью. Факел делает один оборот вблизи футерован ных стен, затем горячие газы проходят в про межутках между горелками, пересекают струи свежей пылевоздушной смеси, обеспечивая их быстрый прогрев и устойчивое воспламенение. Организованное движение вдоль стен и пода топки создает условия для устойчивого выхо да жидкого шлака даже при глубоком сни жении нагрузки (до 40—50% номинальной). Более полное разделение горения и охлаж дения газов достигается в топках с циклонны ми предтопками. По принципу вы полнения эти топочные устройства относятся к двухкамерным топкам. Сущность циклонно го метода сжигания состоит в том, что тан генциально вводимый в предтопок с большой скоростью вторичный воздух (80—120 м/с) или тангенциально направленные пылевоздуш - ные струи из горелок закручивают факел в предтопке. Вся внутренняя его поверхность покрыта экранами из ошипован ных и футерованных огнеупорной массой труб. Частицы топлива в предтопке подвержены воздействию двух сил: центробежной, отбра сывающей их к внутренней стенке предтопка; аэродинамической, выносящей частицы вме сте с газами из предтопка. Соотношение этих сил зависит от размеров частиц, поэтому ча стицы распределяются по сечению циклона неравномерно: наиболее крупные отбрасыва ются к стенкам предтопка и там вовлекаются в вихревое движение до полного выгорания, а мелкие фракции сгорают в центральной части его. В циклонных предтопках можно сжигать более грубую пыль, а в ряде случаев (в горизонтальных циклонах) и дробленое топливо, снижая тем самым затраты энергии на пылеприготовление. Интенсивное вихревое движение обеспечивает также значительное улавливание шлака в жидком виде (аШл до 0,6—0.85). Горизонтальные циклонные предтопки выполняют диаметром 1,8—4 м. Длина циклона больше его диаметра в 1,2—1,3 раза. Тепловая мощность одного циклона составляет 150—400 МВт. Тепловое на пряжение в циклоне весьма высокое ( Высокие скорости вторичного воздуха обеспечива ются применением специальных высоконапорных венти ляторов с напором 10—20 кПа (1000—2000 мм вод. ст.), что в 2—3 раза выше обычных напоров воздуха. В кон структивном исполнении топки с циклонными предтоп - ками сложнее и дороже обычных однокамерных топок. Вертикальные подовые предтопки с верхним выхо дом газов производства Их выполняют восьмигранными из отдель ных плоских секций и включают в общую циркуляцион ную схему экранов топочной камеры, что заметно уде шевляет конструкцию по сравнению с горизонтальными циклонами. На одну камеру охлаждения работают обычно два предтопка. Прямоточные щелевые горелки устанавливают на четырех стенках предтопка с тан генциальным направлением потоков при обычных ско ростях первичного и вторичного воздуха (ш.'1=25-т - 35 м/с, ги2=40-!-50 м/с). Вся внутренняя поверхность предтопка футерована по экранам. Преимущества топочных устройств с жид ким шлакоудалением в сравнении с твердым удалением шлаков заключаются в следующих основных моментах. При сжигании одного и того же вида топлива потери с механическим недожогом в случае жидкого шлакоудале ния снижаются примерно на 30%. Общее теп ловое напряжение топочного объема оказы вается в среднем на 20% выше. Это значит, что в таком же соотношении при жидком шлакоудалении можно уменьшить габариты топочной камеры. За счет уплотнения нижней части топки уменьшаются присосы воздуха - в топочную камеру, что приводит к некоторо му снижению потерь с уходящими газами. Вместе с тем топки с жидким шлакоудале нием обладают рядом недостатков. Так, рост шлакоулавливания ведет к увеличению поте ри теплоты с высокотемпературными шлака ми <7е, которая во многих случаях превосходит уменьшение потерь <74. Снижается диапазон рабочих нагрузок по условиям выхода жидко го шлака (для однокамерных топок). Рост температурного уровня в ядре факела ведет к увеличению выхода вредных окислов азота. В связи с этим выбор для того или другого вида топлива топочного устройства с твердым или жидким шлакоудалением требует оценки и сопоставления всех положительных и отри цательных моментов. В то же время не всякое топливо можно сжигать с обеспечением жид кого выхода шлаков. Если для топлив с отно сительно легкоплавкой золой 1150-f - 1300°С) не возникает затруднения, то при зна чениях ^з>1350°С необходимо произвести расчет обеспечения выхода жидкого шлака. Экономически выгодно применять топки с жидким шлакоудалением при сжигании низ кореакционных топлив (антрацит, полуантра цит, тощие каменные угли), когда достигается заметный выигрыш за счет снижения механи ческого недожога, а также топлив с низкой температурой плавления золы, которые в топ ках с твердым шлакоудалением вызывают сильное шлакование топочных экранов. Список использованной литературы 1. Атомная энергетика сегодня и завтра / Т.Х. Маргулова и др. - М.: Высшая школа, 2012. – 252 с. 2. Теплотехника: учебное пособие / В.В.Крашенинников и др.- Новосибирск: НГПУ, 2014. – 99с. 3. Панкратов Г.П. Сборник задач по теплотехнике / Г.П. Панкратов. - М: Высшая школа, 2015. – 336 с. 4. Технологическая линия сушки пиломатериалов: патент РФ №79651 / Бандаевский Г.И. и др., 2013 4 с. 5. Теплотехника / А.П.Баскаков и др. - М.: Энергоиздат, 2012. – 477 с. 6.Теплотехника / В.Н.Луканин и др. - М.: Высшая школа,2012. – 362 с. 7. Теплотехническое оборудование и теплоснабжение промышленных предприятий / Б.Н.Голубков и др. - М.: Энергия, 2015. – 395 с. 8. Теплотехника / А.В.Чечёткин и др. - М.: Высшая школа, 2013. – 412 с. |