курсовая работа тепловой расчет котла ДЕ4-14ГМ. Kursovaya_rabota_тепловой расчетkotly. Котельная установка
 Скачать 4.12 Mb.
|
 ВВЕДЕНИЕ Котельная установка – это комплекс устройств, предназначенных для получения пара или горячей воды. Котельная установка может быть одной из составляющих тепловой электростанции или выполнять самостоятельные функции (отопление и горячее водоснабжение, технологическое водо- и пароснабжение). В зависимости от назначения котельная установка состоит из парового или водогрейного котла и вспомогательного оборудования, обеспечивающего его работу. Последовательно включенные элементы котельной установки образуют тракты. Топливный тракт – комплекс оборудования для подготовки топлива к сжиганию и подачи в топку. При использовании твердого топлива в него могут входить бункера, питатели сырого топлива и пыли, углеразмольные мельницы, мельничные вентиляторы, сепараторы, транспортеры, пылепроводы и т.п. При сжигании газа и мазута - газопроводы и мазутопроводы, расходомеры, запорная и регулирующая арматура. Пароводяной тракт – представляет собой систему последовательно включенных элементов оборудования, в которых движется обогреваемый теплоноситель (поверхности нагрева котла, трубопроводы, барабаны, сепараторы, пароохладители и теплообменники в пределах котла, запорная и регулирующая арматура). Газовоздушный тракт состоит из последовательно расположенных воздушного и газового трактов. Первый из них включает в себя совокупность оборудования для забора воздуха из атмосферы, нагрева и подачи его в топку котла (дутьевые вентиляторы, воздушные короба, воздухоподогреватели и горелочные устройства), второй – комплекс элементов котельной установки, по которым осуществляется движение продуктов сгорания (топка и другие газоходы котла, устройства для очистки дымовых газов, дымососы). Паровой (водогрейный) котел – это устройство, в котором для получения пара (горячей воды) требуемых параметров используют теплоту, выделяющуюся при сгорании органического топлива. Основные элементы котла – топка и теплообменные поверхности. Основными элементами котла являются: топка, испарительные поверхности нагрева, пароперегреватель, экономайзер, воздухоподогреватель, каркас, обмуровка, тепловая изоляция, обшивка. Поверхности нагрева (экранные трубы и котельный пучок) – элементы котла, в которых происходит передача тепла от факела и продуктов сгорания теплоносителю (воде или пару). Различают радиационную поверхность, которая получает тепло преимущественно излучением, и конвективную поверхность, которая получает тепло в основном конвекцией. Пароперегреватель – устройство, предназначенное для повышения температуры пара выше температуры насыщения, соответствующей давлению в котле. По виду тепловосприятия пароперегреватели бывают радиационные, полурадиационные и конвективные. Экономайзер – устройство, предназначенное для подогрева или частичного испарения питательной воды, перед ее поступлением в испарительную часть котла за счет использования тепла уходящих газов. Воздухоподогреватель – устройство, предназначенное для подогрева воздуха, поступающего в топку на горение за счет использования тепла уходящих газов. Воздухоподогреватели выполняются рекуперативными (трубчатыми) или регенеративными вращающимися. Каркас – металлическая конструкция из колонн, балок и связей, которые установлены на фундаменте и предназначены для соединения и крепления элементов котла. Обмуровка – внешнее изоляционное защитное ограждение котла. Паровой или водогрейный котел вместе с совокупностью оборудования, обеспечивающего его работу, называется котельной установкой . В состав котельной установки, кроме котла, входят тягодутьевые машины, устройства очистки поверхностей нагрева, оборудование топливоприготовления и топливоподачи, шлако- и золоудаления, золоулавливающие и другие газоочистительные устройства, воздухопроводы, трубопроводы воды, пара и топлива, арматура, гарнитура, автоматика, приборы и устройства контроля и защиты, водоподготовительное оборудование и дымовая труба. Тема моей курсовой работы- «Тепловой расчет парового котла ДЕ4-14ГМ, работающего на газообразном топливе(газопровод Саратов-Москва). Рассматриваемый в курсовом проекте котлоагрегат - паровой котел ДЕ 4-14-ГМ. Первое число после наименования котла обозначает паропроизводительность, т/ч. Второе число - давление пара в барабане котла, ата. Индекс «ГМ» - способность котлоагрегата работать на газе и мазуте. Поверочный расчет котла или отдельных его элементов выполняется для существующей конструкции с целью определения показателей ее работы при переходе на другое топливо, при изменении нагрузки или параметров пара, а также после проведенной реконструкции поверхностей нагрева. В результате поверочного расчета определяют: – коэффициент полезного действия парового котла; – расход топлива; – температуру продуктов сгорания по газовому тракту, включая температуру уходящих газов; – температуру рабочей среды (пара, воды) за каждой поверхностью нагрева. Надежность работы поверхности нагрева устанавливают расчетом ожидаемой температуры стенки и сравнением ее с допустимой для использованного металла. Для выполнения расчета приходится предварительно задаваться температурой уходящих газов и температурой горячего воздуха, правильность выбора которых определяется лишь по завершении расчета. Поэтому расчету предшествует определение по чертежам геометрических характеристик поверхностей (диаметров и шагов труб, числа рядов труб, размеров проходных сечений для газов и рабочей среды, габаритных размеров газоходов и поверхностей нагрева и т. д При поверочном расчете котла вначале определяют объемы и энтальпии воздуха и продуктов сгорания, КПД и расход топлива, а затем выполняют расчет теплообмена в топочной камере и других поверхностях в последовательности, соответствующей их расположению по ходу газов. При поверочном расчете поверхности нагрева приходится задаваться изменением температуры одной из теплообменивающихся сред (разностью температур на входе и выходе). Этим определяется тепловосприятие поверхности в первом приближении. Далее можно вычислить температуры другой среды на концах поверхности нагрева, температурный напор, скорости газового потока и рабочей среды и все другие величины, необходимые для вычисления тепловосприятия во втором приближении. При расхождении принятого и расчетного тепловосприятий выше допустимого повторяют расчет для нового принятого тепловосприятия. Таким образом, поверочный расчет поверхности нагрева выполняют методом последовательных приближений. В результате расчета определяют тепловосприятие поверхности, а также температуры и энтальпии сред на входе и выходе из нее. 1. Техническая характеристика котла Рассматриваемый в курсовом проекте котлоагрегат - паровой котел ДЕ 4-14-ГМ. Первое число после наименования котла обозначает паропроизводительность, т/ч. Второе число - давление пара в барабане котла, ата. Индекс «ГМ» - способность котлоагрегата работать на газе и мазуте. Котлы серии ДЕ - двухбарабанные, вертикально-водотрубные с экранированной топочной камерой и развитым котельным пучком из гнутых труб. Плотное экранирование топочных камер конвективных газоходов позволило выполнить котел в облегченной обмуровке. Котлоагрегат выполнен по D-образной компоновке. Во всех типоразмерах диаметр верхнего и нижнего барабанов 1000 мм, а длина цилиндрической части изменятся от 2240 (ДЕ-4) до 7500 мм (ДЕ-25). В переднем и заднем днищах барабанов установлены лазовые затворы для доступа в барабаны при ремонте. Ширина топочной камеры для всех котлоагрегатов серии по осям экранных труб одинакова и составляет 1830 мм. Глубина топочной камеры котлоагрегатов серии ДЕ изменятся от 1980 до 7200 мм. Средняя высота топочной камеры всех котлоагрегатов одинакова и составляет 2600 мм. Топочная камера отделена от конвективного пучка газоплотной перегородкой. Диаметр труб перегородки экранов 51x4 мм. Необходимая газоплотность перегородки обеспечивается приваркой к трубам проставок толщиной 6 мм. Фронтовой и задний экраны вертикальные с верхними и нижними камерами. Боковые экраны ввальцованы в барабаны. Правый боковой экран из гнутых труб переходит в потолочный и подовый. В конце левого газоплотного экрана, отделяющего топочную камеру от котельного пучка может быть выполнен фестон, через который топочные газы поступают в конвективный газоход. В конвективном газоходе котлоагрегатов ДЕ-4, ДЕ-6,5 и ДЕ-10 движение газов двухходовое с поворотом в горизонтальной плоскости и выходом со стороны задней стенки обмуровки конвективного газохода. В котлоагрегатах ДЕ-4 и ДЕ-6,5 для доступа в топку имеются специальные лазы. Во всех котлоагрегатах серии предусмотрено двухступенчатое испарение. Во вторую ступень испарения выделена часть труб конвективного пучка. Общим опускным звеном всех контуров первой ступени испарения являются последние по ходу продуктов сгорания трубы конвективного пучка. Опускные трубы второй ступени испарения вынесены за пределы газохода. Питательная вода из экономайзера подается в верхний барабан. В нижний барабан вода опускается по задним трубам конвективного пучка, передние трубы которого являются испарительными. Кроме того, котловая вода из верхнего барабана поступает по опускным стоякам, вынесенным за пределы обогрева в коллекторы боковых экранов. Пар, отсепарированный в жалюзийном сепараторе в верхнем барабане, направляется в паропровод. Боковые стены котлов закрыты натрубной обмуровкой, состоящей из слоя шамота по сетке и нескольких слоев изоляционных плит, закрытых снаружи металлической обшивкой. Котлы оборудованы системой возврата уноса и острым дутьем. Рассмотрим общий вид котла ДЕ-4-14ГМ с топочной камерой, предназначенной для сжигания газа и мазута. Паропроизводительность котла 4 т/ч, давление пара 1,4 МПа. Для всех типоразмеров котлов типа ДЕ диаметр верхнего и нижнего барабанов 1000 мм. Расстояние между барабанами 2700 мм. Ширина топочной камеры по осям экранных труб 1970 мм, высота 1500 мм. Топочная камера отделена от конвективного пучка газоплотной перегородкой из труб 51Ч2.5 мм, сваренных между собой. В задней части перегородки имеется окно для входа газов в конвективный пучок. Трубы 51Ч2.5 мм правого бокового экрана, покрывающие пол и потолок топки, вводятся непосредственно в верхний и нижний барабаны и соединяются с ними вальцовкой; трубы заднего экрана крепятся сваркой к верхнему и нижнему коллекторам, соединенных необогреваемой рециркуляционной трубой. Пол топки закрыт слоем огнеупорного кирпича. Конвективный пучок образован коридорно расположенными вертикальными трубами 51Ч2.5мм, ввальцованными в барабаны. Котел имеет в конвективных пучках продольные перегородки, что обеспечивает разворот газов в пучке и выход газов через заднюю стенку котла. Обмуровка боковых стен котла натрубная, толщиной 250 мм, состоит из шамотобетона и изоляционных плит толщиной 100мм, укрепленных на трубах котла. Снаружи обмуровка покрывается металлической обшивкой. Таблица 1.1 Характеристика парового котла ДЕ4-14ГМ
|