ВВЕДЕНИЕ
В данной курсовой работе необходимо выполнить аэродинамический расчет котельной установки. Для организации процесса горения котлоагрегаты оснащаются тягодутьевыми устройствами: дутьевыми вентиляторами, подающими воздух в топку, дымососами для удаления из котла дымовых газов, а также дымовой трубой.
Современные котлоагрегаты имеют индивидуальные дымососы и дутьевые вентиляторы. Для того чтобы подобрать необходимые тягодутьевые устройства и выполняют аэродинамический расчет котлоагрегата, который состоит из двух частей.
Вначале выполняется расчёт воздушного тракта котлоагрегата. Целью этого расчета является подбор дутьевого вентилятора. Вторая часть включает в себя расчёт газового тракта. Главной задачей этого расчета является подбор дымососа и дымовой трубы.
Все необходимые данные представлены в задании для выполнения курсовой работы.
Теоретическая часть
Аэродинамический расчёт котельной установки — это расчет, в результате которого определяют аэродинамические сопротивления газовоздушного тракта как установки в целом, так и различных ее элементов. Нормальная работа котельной установки возможна при условии непрерывной подачи в топку воздуха и удаления в атмосферу продуктов сгорания после их охлаждения и очистки от твердых частиц. Подача и отвод продуктов сгорания в необходимых количествах обеспечиваются сооружением газовоздушных систем с естественной и искусственной тягой. В системах с естественной тягой, применяемой в котельных установках малой мощности с невысокими аэродинамическими сопротивлениями по газовому тракту, сопротивление движению воздуха и продуктов сгорания преодолевается за счет тяги, создаваемой дымовой трубой. Когда котельная установка оборудована экономайзером и воздухоподогревателем и ее сопротивление по газовому тракту значительно превышает 1 кПа, систему газовоздушного тракта оборудуют вентиляторами и дымососами. В котельной установке с уравновешенной тягой воздушный тракт работает под избыточным давлением, создаваемым вентиляторами, а газовый — под разрежением; в этом случае дымосос обеспечивает разрежение в топке, равное 20 Па. Расчет сопротивления газового и воздушного трактов паровых и водогрейных котлов выполняют в соответствии с нормативным методом. При изменении паропроизводительности котельной установки или вида сжигаемого топлива производят пересчет сопротивлений трактов.
Движение газов в газовоздушном тракте сопровождается потерей энергии, затрачиваемой на преодоление сил трения потока газа о твердые поверхности. Сопротивления, возникающие при движении потока, условно делятся на: сопротивление трения при течении потока в прямом канале постоянного сечения, в т.ч. при продольном омывании пучка труб; местные сопротивления, связанные с изменением формы или направления потока, которые условно считают сосредоточенными в одном сечении и не включающими сопротивление трения;
Схемы газового и воздушного трактов должны быть просты и обеспечивать надежную и экономичную работу установки. Целесообразно применять индивид, компоновку хвостовых поверхностей нагрева, золоуловителей и тягодутьевых устройств без обводных газоходов и соединит, коллекторов. На протяжении, прямых участках рекомендуются газовоздухопроводы круглого сечения как менее металлоемкие и с меньшим расходом теплоизоляции по сравнению с квадратными и прямолинейными. Газоходы паровых и водогрейных котлов, работающих на взрывоопасных видах топлива, не должны иметь участков, в которых возможны отложения несгоревших частиц, сажи, а также плохо вентилируемых зон. Общий перепад давлений в котельной установке складывается из перепадов давлений на отд. элементах. У агрегатов, работающих под разрежением, суммарный перепад определяют раздельно для воздушного и газового трактов. В котлоагрегате под наддувом рассчитывают общее газовоздушное сопротивление.
Котельная установка – это комплекс устройств, предназначенных для преобразования химической энергии топлива в тепловую энергию горячей воды или пара требуемых параметров.
В зависимости от назначения различают следующие типы котельных установок:
1) энергетические, вырабатывающие пар для паротурбогенераторов;
2) производственно-отопительные, вырабатывающие пар и нагревающие воду для удовлетворения технологических потребностей производства, отопления, вентиляции и горячего водоснабжения;
3) отопительные, вырабатывающие теплоту для отопления, вентиляции и горячего водоснабжения жилых и общественных зданий, а также для промышленных и коммунальных предприятий;
3)смешанного назначения, вырабатывающие пар для снабжения одновременно паровых двигателей, технологических нужд, отопительно-вентиляционных установок и горячего водоснабжения.
Котельные установки по виду вырабатываемого теплоносителя разделяют на три основных класса: паровые котельные установки для производства водяного пара, водогрейные котельные установки для получения горячей воды и смешанные котельные установки, оборудованные паровыми и водогрейными котлами, используемыми для получения пара и горячей воды одновременно или попеременно.
Котельная установка состоит из котельного агрегата и вспомогательного оборудования.
Состав котельного агрегата:
топочное устройство;
паровой котел;
пароперегреватель;
водяной экономайзер;
воздухоподогреватель;
газоходы и др.
К вспомогательному оборудованию относятся дутьевые вентиляторы, дымососы, питательные, подпиточные и циркуляционные насосы, водоподготовительные установки, системы топливоподачи, золоулавливания и шлакозолоудаления. При сжигании газообразного топлива к вспомогательному оборудованию относится газорегуляторный пункт или газорегуляторная установка.
Для организации процесса горения котлоагрегаты оснащаются тягодутьевыми устройствами: дутьевыми вентиляторами, подающими воздух в топку, дымососами для удаления из котла дымовых газов, а также дымовой трубой, устанавливаемой, как правило, общей для всех котлоагрегатов.
Газовоздушный тракт включает в себя воздухопроводы холодного и горячего воздуха, калориферы для подогрева воздуха перед воздухоподогревателем, запорные и регулирующие органы, тягодутьевые машины, элементы собственно парогенератора, золоуловители, газопроводы и дымовые трубы.
В котлах с уравновешенной тягой раздельно рассчитываются перепады давлений в воздушном тракте, от места забора воздуха из окружающей атмосферы до выхода воздуха в топку, и в газовом тракте, от топки до выхода газов из дымовой трубы. Основная часть воздушного тракта, от вентилятора до выхода в топку, находится под давлением, а газовый тракт в основном, за исключением иногда части участка между дымососом и дымовой трубой — при разрежении. Нулевое давление, близкое к атмосферному, поддерживается в топке.
Дымососы предназначаются для удаления дымовых газов из котельной установки, так как при наличии в котельном агрегате водяного экономайзера и воздухоподогревателя общее газовое сопротивление становится настолько большим, что естественная тяга, создаваемая дымовой трубой даже очень большой высоты становится недостаточной для его преодоления.
Пароперегреватель предназначается для повышения температуры и энтальпии пара, полученного в котле, с целью повышения экономичности всей паросиловой установки. В водяном экономайзере используют теплодымовые газы, уходящие из котла, для подогрева воды, подаваемой в котёл, а в воздухоподогревателе – для подогрева воздуха, поступающего в его топку.
Дутьевые вентиляторы устанавливают для того, чтобы при подаче воздуха в топку преодолеть сопротивление горелок или слоя топлива на решётке, а также сопротивление воздухоподогревателя.
При сжигании твёрдого топлива образуются зола и шлак. Зола уносится из топки дымовыми газами в газоходы котельной установки, а из них через дымовую трубу – в атмосферу, что приводит к загрязнению воздушного бассейна и окружающей территории. Зола, проходя через дымососы, сильно изнашивает их, что приводит к частому ремонту. Во избежание негативного действия золы и шлака котельные установки, предназначенные для работы на твёрдом топливе, оснащают золоуловителем, в котором дымовые газы очищаются от золы, унесённой из топки. Золоуловитель устанавливается перед дымососами. Зола, уловленная в нём, удаляется через золоспускное устройство. Шлак из топки удаляется через шлакоспускные устройства. Уловленная в золоуловителе зола, также как и шлак, спущенный из топки, поступает в систему шлакозолоудаления для отвода в золовой отвал.
Для подачи в котёл воды, подлежащей испарению, служит питательная установка. Основной её частью являются питательные насосы с электрическим и паровым приводами, развивающие давление, необходимое для преодоления давления пара в котле и сопротивления всей системы питательных линий. Питательные насосы являются ответственным элементом котельной установки. Поэтому число, производительность и вид привода питательных насосов, подлежащих установке в котельных различного назначения, строго регламентированы. Другой частью питательной установки являются питательные баки, назначение которых – принять и хранить некоторое количество питательной воды, с тем чтобы исключить опасность перерыва в питании котлов из-за её отсутствия. В котельных установках электростанций предусматривается подогрев питательной воды отборным паром от турбин в подогревателях.
Природная вода содержит механические и коллоидальные примеси, растворённые соли и воздух. Некоторые соли выделяются из воды в процессе её нагревания и испарения в котле и оседают на внутренних стенках поверхностей нагрева в виде плотной, трудноотделимой накипи, которая ухудшает передачу тепла через стенку и может вызвать разрушение металла в результате его перегрева. Другие соли выпадают в объёме котловой воды в виде мелкодисперсных взвешенных частиц, что приводит к появлению в котле подвижного осадка, называемого шламом, который также может послужить причиной аварии котла. Поэтому воду, предназначенную для подачи в котёл, приходится предварительно осветлять и умягчать, доводя содержание в ней солей, образующих накипь и шлам, до технически возможного минимума. Для этого сооружают специальную водоподготовительную установку, в которую входят устройства для осветления и умягчения воды. Исходная вода подаётся в водоподготовительную установку насосом из бака.
Кислород растворённого в воде воздуха, попадая в котёл, вступает в реакцию с металлом и вызывает его коррозию. Это приводит к необходимости освобождать питательную воду от растворённого в ней воздуха, что осуществляют в особом устройстве, называемом деаэратором.
Пар, образующийся в паровом котле, выносит капельки влаги, в которых содержится некоторое количество растворённых солей. Попадая в пароперегреватель, эти капли влаги испаряются, а содержащиеся в них соли оседают на внутренних стенках его труб, что может привести к их пережогу; эти соли попадают также в паровую турбину, где они оседают во входном клапане турбины и на её лопатках, нарушая нормальную работу турбины. В связи с этим в паровых котлах устанавливают сепарационные устройства, предназначенные для отделения капель влаги от пара, выходящего из котла.
|
Скачать 336.68 Kb.