Тепловой расчет котла Е-75-40ГМ

Министерство Высшего Образования РФ

Кафедра Тепловых Электрических Станций

Пояснительная записка

 к курсовому проекту на тему:

«Расчет парового котла типа Е-75-40 ГМ».

Выполнил:

Проверил:  

 

Аннотация.

 

В данной курсовой работе рассмотрен типовой расчет промышленного парогенератора на примере парового котла Е-75-40 ГМ. Вид топлива, сжигаемого при работе котла мазут сернистый.

Основные параметры котла:

1.    Номинальная паропроизводительность - 75;

2.    Рабочее давление в барабане котла - 44;

3.    Рабочее давление на выходе из пароперегревателя - 40;

4.    Температура перегретого пара - 440;

5.    Температура питательной воды - 150;

6.    Температура уходящих газов - 180;

7.    Температура горячего воздуха - 190.

В расчетно-пояснительной записке содержится:

листов-

эскизов-

таблиц-

Техническая характеристика парогенератора Е-75-40 ГМ.

Топочная камера объемом 297 полностью экранирована трубами Ø60*3 ммс шагом 100 мм на боковых, фронтовой и задней стенах. На боковой стене топки расположены 2 горелки.

Схема испарения – трехступенчатая: в барабане расположены чистый отсек первой ступени испарения и два солевых отсека второй ступени (по торцам барабана) третья ступень вынесена в выносные циклоны Ø377мм.

Перегреватель – с вертикально расположенными змеевиками, двухступенчатый, выполнен из труб Ø42*3 мм. Количество змеевиков – 18. Поперечный шаг труб – 75 мм, расположение - коридорное.

Экономайзер – стальной, гладкотрубный, змеевиковый, двухступенчатый, с шахматным расположением труб Ø32*3 мм. Поперечный шаг труб – 75 мм, продольный – 55 мм.

Воздухоподогреватель – трубчатый, вертикальный, с шахматным расположением труб Ø40*1,6 мм. Поперечный шаг труб – 60 мм, продольный – 42 мм.

Технические и основные конструктивные характеристики парогенератора следующие:

Номинальная паропроизводительность 75;

Рабочее давление пара 40;

Температура перегретого пара 440;

Площадь поверхностей нагрева, :

1) лучевоспринимающая (экранов и фестона) 211;

2) конвективная:

-    фестона  31;

-     перегревателя: 380

-     экономайзера:  1070

-     воздухоподогревателя: 2150

Пуск барабанного котла на общую паровую магистраль.

 

Пуск включает в себя:

1.    Заполнение котла водой.

2.    Его растопку.

3.    Повышение параметров до номинальных.

При растопке в элементах котла возникают дополнительные температурные напряжения.

Если , т.е. , металл треснет, поэтому растопку ведут медленно и осторожно.

Последовательность пуска:

1.    Проводят внешний осмотр (проверяется исправность горелок, дымососа, вентилятора, запорной и регулирующей арматуры, взрывных и предохранительных клапанов, контрольно-измерительных приборов и автоматики, подвод напряжения).

2.    Закрывают дренажи 3, открывают воздушники 4, линию продувки пароперегревателя 5 и линию рециркуляции воды 2.

3.    Через растопочный узел РУ медленно заполняют котел водой с температурой за даэратором

4.    Заполнение водой заканчивают тогда, когда уровень воды в барабане достигнет минимально допустимого значения.

5.    Включают дымосос и вентилируют газоходы в течение 15 минут (для исключения возможного взрыва).

6.    С помощью факела устанавливают разрежение на уровне 1 мм. вод. ст.

7.    Разжигают растопочные форсунки. После достижения устойчивого горения включают вентилятор. После достаточного прогрева топки переходят на сжигание основного топлива.

8.    Готовят топливный тракт. Открывают линию рециркуляции и зажигают первую горелку. После появления пара из воздушников, их закрывают.

9.    Тепловыделение расходуется на нагрев металла и обмуровки, нагрев воды, парообразования. С увеличением  растопки после прогрева металла теплота тратится на парообразование.

Для снижения тепловых потерь .

При растопке котел периодически подпитывается через растопочный узел, при этом постоянно следят за уровнем воды в барабане.

При давлении в барабане , открывается главная паровая задвижка ГПЗ и прогревается паропровод.

10. Для исключения пережога защищают все рабочие поверхности. При растопке расход пара снижают в 10 раз, , кроме того, в результате гидравлической разверки в отдельных змеевиках , поэтому постоянно контролируют  и .

Для защиты экономайзера от пережога расхолаживание выходных петель производят за счет рециркуляции воды.

При Р >10МПа через ЭКО прокачивают воду из магистрали.

Когда , котел подключают к магистрали 9, закрывают продувочную линию, отключают линию рециркуляции.

Подачей топлива и питательной воды, поднимают параметры до номинальных.

11. Включают автоматику.

 

Останов паровых котлов.

 

1.    Нормальный (плановый) останов котла производится тогда, когда параметры снижают плавно, чтобы .

2.    Аварийный, когда котел немедленно останавливается при резком снижении паропроизводительности.

Плановый останов.

 

1.    Снижается нагрузка до ;

2.    Срабатывается угольная пыль в бункере, или отключается котел от газовой магистрали;

3.    Отключают котел от паровой магистрали;

4.    Котел подпитывается до верхнего предельного уровня в барабане;

5.    На 15 минут открывается линия продувки пароперегревателя. Через 10 и 20 часов продувку повторяют.

При Р<5 ат, продувку осуществляют через расширитель.

После погасания факелов и вентиляции газоходов в течении 10 минут дымосос останавливают, и расхолаживание ведут естественным путем. Скорость снижения температуры 1-1,5 в минуту. Контролируют температуру стенки барабана.

При  и температуре 70-80 открывают дренажи 3 и трубную систему опорожняют.

Аварийный останов.

 

Котел аварийно останавливается, когда:

1.    Уровень воды в барабане выходит за допустимые пределы.

2.    Расход среды в ПК прекращается более чем на 30 сек.

3.    Когда выходят из строя измерительные диафрагмы и водоуказательные колонки.

4.    При погасании факела в топке, пожаре в газоходах.

5.    При останове вентилятора, дымососа, паровой турбины.

Расчетная часть.

1. Составление расчетно-технологической схемы трактов паро­вого котла. Выбор коэффициентов избытка воздуха.

 

 

1.1.   Расчетно-технологическая схема трактов парового котла со­ставляется на основе чертежей парового котла и задания на проектиро­вание. На рис.3 приведена схема парового котла Е-75-40 ГМ.

1.2.   Величину коэффициента избытка воздуха на выходе из топки α_т^’’ принимают для всех паровых котлов равной 1,2 при использовании твердых топлив. По [1, табл. 1.1] находятся для заданного парового кот­ла значения присосов воздуха в газоходы, вычисляются величины коэффициентов избытка воздуха за каждым газоходом, а также их средние значения и заполняется табл. 1.1.

Таблица 1.1

Избытки воздуха и присосы по газоходам

 

№ п./п.	Газоходы	Коэффициент избытка воздуха за газоходом α"	Величина присоса Δα	Средний коэффициент из-бытка воздуха в газоходе α
1	Топка и фестон	α"т = α"ф = αт = 1.1	Δαт = 0.05	αт = αт" = 1.15
2	Пароперег­реватель	α"пе=α"т+Δα пе=1.13	Δαпе = 0.03	αпе = (αпе" + αт")/2 = 1.115
3	Экономай­зер	α"эк=α"пе+Δα эк=1.15	Δαэк = 0.02	αэк = (αэк" + αпе")/2 = 1.14
4	Воздухоподогреватель	α"вп=αух=α"эк+Δαвп=1.18	Δαвп = 0.03	αвп = (αух" + αэк")/2 = 1.165

2.   Топливо и продукты горения.

2.1.  Для заданного вида и марки топлива из таблиц [1, П.1 и П.2] описываем элементарный состав рабочей массы:

1.   Величина теплоты сгорания Q_н^р = ккал/кг.

2.   Приведенная влажность

3.   Приведенная зольность

4.            Для контроля проверяется баланс элементарного состава:

2.2.  Теоретические объемы воздуха V° и продуктов горения V_RO2,. ,V_N2^o, V_H2O^o при α = 1 выписываются согласно приложению из [1, табл. П.1] для твердых топлив:

V° = 10,45 м³/кг; V_RO2 = 1,57 м³/кг; V_N2^o = 8,25 м³/кг; V^о_H2O = 1,45 м³/кг.

2.3.  При α > 1 объемы продуктов горения V_г , объемные доли трехатомных газов и водяных паров r_RO2 , r_H2O, безразмерную концентрацию золы μ_зл, массу газов G_г, их плотность ρ_г рассчитываются по всем газоходам для средних и конечных значений α и сводятся в табл. 2.1.

Таблица 2.1

Объемы и массы продуктов горения, доли трехатомных газов и водяных

паров, концентрация золы.

№ п/п	Величина		Единицы	Vo=10,45; VRO2=1,57; VN2o=8,25; VH2Oo=1,45,45; Ap=0
				Газоходы
				Топка и фестон	Пароперег-реватель	Эконо-майзер	Воздухопо-догреватель
1	Коэффициент избытка воздуха за газоходом α”		-	1.1	1.13	1.15	1.18
2	Коэффициент избытка воздуха средний в газоходе α		-	1.1	1.115	1.14	1.165
3	VH2O=VH2Oo+0,016(α-1)Vo	за	м3/кг	1,4668	-	-	1,4803
		ср.		-	1,4693	1,4736	1,5778
4	Vг=VRO2+VN2o+VH2O+ (α-1)Vo	за	м3/кг	12,3318	-	-	13,1813
		ср.		-	12,4911	12,7566	13,0221
5		за	-	0,1273	-	-	0.1191
		ср.		-	0.1257	0.1231	0.1206
6		за	-	0.1189	-	-	0.1123
		ср.		-	0.1176	0.1155	0.1135
7	rп = rRO2 + rH2O	за	-	0.2462	-	-	0.2314
		ср.		-	0.2433	0.2386	0.2341
8	Gг = 1-Aр/100+1,306aVo	за	кг/кг	16,0115	-	-	17,1033
		ср.		-	16,2162	16,5741	16,8986
9		за	кг/кг	0.0001	-	-	0.0001
		ср.		-	0.0001	0.0001	0.0001
10	rг = Gг/Vг	за	кг/м3	1.2984	-	-	1.2975
		ср.		-	1.2982	1.2933	1.2977

2.4.       Энтальпии воздуха и продуктов горения I_в^o, I_г^oпри α = l для табличных значений рабочей массы твердых и жидких топлив и сухой массы газовых топлив берут соответственно из [1, табл. П.З (стр.21-29) и П.4 (стр. 30-32)] во всем диапазоне температур газов V_г (100-2200°C).

2.5.       Энтальпии продуктов горения при α > 1 рассчитываются по формуле (ккал/кг, ккал/м³):

(2.1)

Энтальпию золы учитывают только в том случае, если приведенная зольность уноса золы из топки (% кг/ккал): .

В данном случае энтальпия золы не учитывается.

2.6.       Результаты расчетов сводятся в таблицу 2.2, по которой строится диаграмма I_г - ν_г (р.4).

Таблица 2.2.

Энтальпии воздуха и продуктов горения по газоходам парового котла.

Газоход	Температура газов
1	2	3	4	5	6	7
Топка и фестон	2200	10035	8484	848,4	1088,34	507
	2100	9528	8066	806,6	1033,4
						505
	2000	9023	7648	764,8	9787,8
						498
	1900	8525	7230	723,0	9248
						496
	1800	8022	6812	681,2	8703,2
						494
	1700	7528	6465	640,5	8168,5
						492
	1600	7036	5997	599,7	7635,7
						490
	1500	6546	5590	559	7105
						482
	1400	6064	5182	518,2	6582,2
						480
	1300	5578	4775	477,5	6055,5
						477
	1200	5101	4378	437,8	5538,8
						466
	1100	4635	3981	398,1	5033,1
						462
	1000	4173	3584	358,4	4531,4
						461
	900	3712	3197	319,7	4031,7
Пароперегре-ватель	700	2811	2445	317,85	3128,85	432
	600	2379	2071	269,32	2648,2
						421
	500	1958	1707	221,91	2179,91
						413
	400	1545	1351	175,63	1720,63
Экономайзер	500	1958	1707	256,05	2214,05	413
	400	1545	1351	202,65	264,8
						421
	300	1142	1005	150,75	1291,75
Воздухопо-догреватель	300	1142	10005	180,9	1322,9	396
	200	752	664	119,52	871,52
						380
	100	372	330	54,9	431,4