Котельно-вспомогательное оборудование. Техническое задание «Устройство отбора проб уходящих газов котлов нгрэс Парового котла тгм 84 инструкция по эксплуатации

INFLUENCE OF STEAM LOAD OF RADIATION PROPERTIES OF THE TORCH IN THE BOILER FIRE CHAMBER

Mikhail Taimarov

dr. sci. tech., professor of the Kazan state energetic university,

Rais Sungatullin

high teacher of the Kazan state energetic university,

Russia, Republic of Tatarstan, Kazan

АННОТАЦИЯ

В данной работе рассматривается тепловой поток от факела при сжигании природного газа в котле ТГМ-84А (станционный № 4) Нижнекамской ТЭЦ-1 (НкТЭЦ-1) для различных режимных условий с целью определения условий, при которых обмуровка заднего экрана наименее подвержена термическому разрушению.

ABSTRACT

In this operation the heat flux from a torch in case of combustion of natural gas in the boiler TGM-84A (station № 4) of Nizhnekamsk TETc-1 (NkTETs-1) for different regime conditions for the purpose of determination of conditions under which the brickwork envelope of the back screen is least subject to thermal corrupting is considered.

Ключевые слова: паровые котлы, тепловые потоки, параметры крутки воздуха.

Keywords: boilers, heat fluxes, air twisting parameters.

Введение.

Котел ТГМ-84А широко распространенный газомазутный котел имеет сравнительно небольшие габариты. Его топочная камера разделена двухсветным экраном. Нижняя часть каждого бокового экрана перехо­дит в слегка наклонный подовый экран, нижние коллекторы которого прикреплены к коллекторам двухсветного экрана и совместно переме­щаются при тепловых деформациях во время растопок и остановок котла. Наклонные трубы пода защищены от излучения факела слоем огне­упорного кирпича и хромитовой массы. Наличие двухсветного экрана обес­печивает интенсивное охлаждение топочных газов.

В верхней части топки трубы заднего экрана отогнуты внутрь топочной камеры, образуя порог с вылетом 1400 мм. Этим обеспечивается омывание ширм и их защита от прямого излучения факела. Десять труб каждой панели –прямые, выступа в топку не имеют и яв­ляются несущими. Выше порога располагаются ширмы, которые являются частью пароперегревателя и предназначены для охлаждения продуктов сго­рания и перегрева пара. Наличие двухсветного экрана по замыслу конструкторов должно обеспечивать более интенсивное охлаждение топочных газов, чем в близком по производительности газомазутном котле ТГМ-96Б. Однако площадь экранной поверхности нагрева имеет значительный запас, который практически выше необходимого для номинальной работы котла.

Базовая модель ТГМ-84 неоднократно подвергалась реконструкции, в результате чего, как указано выше, появилась модель ТГМ-84А (с 4 горелками), а затем ТГМ-84Б. (6 горелками). Котлы первой модификации ТГМ-84 оборудовались 18-ю газомазутными горелками, размещенными в три ряда на фронтовой стене топочной камеры. В настоящее время устанавливают либо четыре, либо шесть горелок большей производительности.

Топочная камера котла ТГМ-84А оборудована четырьмя газомазутными горелками ХФ-ЦКБ-ВТИ-ТКЗ с единичной мощностью 79 МВт, установленными в два яруса в ряд вершинами на фронтовой стене. Горелки нижнего яруса (2 шт.) установлены на отметке 7200 мм, верхнего яруса (2 шт.) – на отметке 10200 мм. Горелки предназначены для раздельного сжигания газа и мазута. Производительность горелки на газе 5200 нм 3 /час. Растопка котла на паромеханических форсунках. Для регулирования температуры перегретого пара установлены 3 ступени впрыска собственного конденсата.

Горелка ХФ-ЦКБ-ВТИ-ТКЗ вихревая двухпоточная по горячему воздуху и состоит из корпуса, 2-х секций аксиального (центрального) завихрителя и 1-ой секции тангенциального (периферийного) завихрителя воздуха, центральной установочной трубы для мазутной форсунки и запальника, газораздающих труб. Основные расчетные (проектные) технические характеристики горелки ХФ-ЦКБ-ВТИ-ТКЗ приведены в табл. 1.

Таблица 1.

Основные расчетные (проектные) технические характеристики горелки ХФ-ЦКБ-ВТИ-ТКЗ :

Характеристика направлений крутки воздуха в горелках ХФ-ЦКБ-ВТИ-ТКЗ приведена на рис. 1. Схема механизма крутки приведена на рис. 2. Схема расположения газовыпускных труб в горелках приведена на рис. 3.

Рисунок 1. Схема нумерации горелок, круток воздуха в горелках и расположения горелок ХФ-ЦКБ-ВТИ-ТКЗ на фронтальной стене топки котлов ТГМ-84А № 4,5 НкТЭЦ-1

Рисунок 2. Схема механизма осуществления крутки воздуха в горелках ХФ-ЦКБ-ВТИ-ТКЗ котлов ТГМ-84А НкТЭЦ-1

Короб горячего воздуха в горелке разделяется на два потока. Во внутреннем канале установлен аксиальный закручивающий аппарат, а в периферийном тангенциальном канале установлен регулируемый тангенциальный завихритель.

Рисунок 3. Схема расположения газовыпускных труб в горелках ХФ-ЦЛБ-ВТИ-ТКЗ котлов ТГМ-84А НкТЭЦ-1

Во время экспериментов сжигался Уренгойский газ с теплотой сгорания 8015 ккал/м 3 . Методика экспериментального исследования базируется на использовании бесконтактного способа измерения падающих тепловых потоков от факела . В экспериментах величина падающего от факела на экраны теплового потока q пад измерялась отградуированным в лабораторных условиях радиометром .

Измерения несветящихся продуктов сгорания в топках котлов проводилось бесконтактным способом при помощи радиационного пирометра типа РАПИР, которые показывали радиационную температуру. Погрешность измерения действительной температуры несветящихся продуктов на выходе их из топки при 1100°С радиационным методом для градуировки РК-15 с материалом линзы из кварца оценивается ± 1,36 % .

В общем виде выражение для локальной величины падающего от факела на экраны теплового потока q пад может быть представлено в виде зависимости от реальной температуры факела Т ф в топочной камере и степени черноты факела α ф, согласно закона Стефана-Больцмана:

q пад = 5,67 ´ 10 -8 α ф Т ф 4 , Вт/м 2 ,

где: Т ф – температура продуктов горения в факеле, К. Яркостная степень черноты факела α λ​ф =0,8 взята согласно рекомендациям .

График зависимости по влиянию паровой нагрузки на радиационные свойства факела приведен на рис. 4. Измерения проведены на отметке высоты 5,5 м через лючки № 1 и № 2 левого бокового экрана. Из графика видно, что с увеличением паровой нагрузки котла наблюдается очень сильный рост значений падающих тепловых потоков от факела в области заднего экрана. При измерениях через лючок расположенный ближе к фронтальной стенке также наблюдается рост значений, падающих от факела на экраны тепловых потоков с увеличением нагрузки. Однако, в сравнении с тепловыми потоками у заднего экрана, по абсолютной величине тепловые потоки в области фронтального экрана для больших нагрузок в среднем ниже в 2 … 2,5 раза.

Рисунок 4. Распределение падающего теплового потока q пад по глубине топки в зависимости от паропроизводительности Д к по измерениям через лючки 1, 2 1-го яруса на отметке 5,5 м по левой стенке топки для котла ТГМ-84А № 4 НкТЭЦ-1 при максимальной крутке воздуха в положении лопаток в горелках З (расстояние между лючками 1 и 2 равно 6,0 м при общей глубине топки 7,4 м):

На рис. 5 приведены графики распределения падающего теплового потока q пад по глубине топки в зависимости от паропроизводительности Д к по измерениям через лючки № 6 и № 7 2-го яруса на отметке 9,9 м по левой стенке топки для котла ТГМ-84А № 4 НКТЭЦ при максимальной крутке воздуха в положении лопаток в горелках З в сравнении с результирующими тепловых потоков по измерениям через лючки № 1 и № 2 первого яруса.

Рисунок 5. Распределение падающего теплового потока q пад по глубине топки в зависимости от паропроизводительности Д к по измерениям через лючки № 6 и № 7 2-го яруса на отм. 9,9 м по левой стенке топки для котла ТГМ-84А №4 НКТЭЦ при максимальной крутке воздуха в положении лопаток в горелках З в сравнении с результирующими тепловых потоков по измерениям через лючки № 1 и № 2 первого яруса (расстояние между лючками 6 и 7 равно 5,5 м при общей глубине топки 7,4 м):

Обозначения положения воздухозакручивателей в горелках, принятые в данной работе:

З – максимальная крутка, О – крутка отсутствует, воздух идет без крутки.

Индекс ц – центральная крутка, индекс п – периферийная основная крутка.

Отсутствие индекса означает одинаковое положение лопаток для центральной и периферийной крутки (или обе крутки в положении О или обе крутки в положении З).

Из рис. 5 видно, что наиболее высокие значения тепловых потоков от факела на экранные поверхности нагрева имеют место по измерениям через лючок № 6 второго яруса ближний к задней стенке топки на отметке 9,9 м. На отметке 9,9 м по измерениям через лючок № 6 рост тепловых потоков от факела происходит со скоростью 2 кВт/м 2 на каждые 10 т/час увеличения паровой нагрузки, в то время как для горелки № 1 первого яруса на отметке 5,5 м рост тепловых потоков от факела на задний экран происходит со скоростью 8 кВт/м 2 на каждые 10 т/час увеличения паровой нагрузки.

Рост тепловых потоков, падающих от факела на задний экран по измерениям через лючок № 1 на отметке 5,5 м первого яруса, при увеличении нагрузки котла ТГМ-84А № 4 НКТЭЦ для условий максимальной крутки воздуха в горелках происходит в 4 раза быстрее по сравнению с ростом тепловых потоков около заднего экрана на отметке 9,9 м.

Максимум плотности теплового излучения от факела на задний экран по измерениям через лючок № 6 на отметке 9,9 м даже при максимальной паропроизводительности котла ТГМ-84А №4 НКТЭЦ-1 420 т/час для условий максимальной крутки воздуха в горелках (положение лопаток крутки З) в среднем на 23 % выше по сравнению со значением плотности излучения от факела у заднего экрана на уровне отметки 5,5 м по измерениям через лючок № 1.

Результирующая тепловых потоков, полученная по измерениям на отметке 9,9 м через лючок № 7 второго яруса (ближний к фронтальному экрану), при росте паровой нагрузки котла ТГМ-84А № 4 НКТЭЦ от 230 т/час до 420 т/час для условий максимальной крутки воздуха в горелках (положение лопаток крутки З) на каждые 10 т/час возрастает на 2 кВт/м 2 , т. е. как и в вышеупомянутом случае по измерениям через лючок № 6 ближний к заднему экрану на отметке 9,9 м.

Рост значений падающих тепловых потоков по измерениям через лючок № 7 второго яруса на отметке 9,9 м происходит с увеличением паровой нагрузки котла ТГМ-84А № 4 НКТЭЦ от 230 т/час до 420 т/час на каждые 10 т/час со скоростью 4,7 кВт/м 2 , т. е. в 2,35 раза медленнее в сравнении с ростом падающих от факела тепловых потоков по измерениям через лючок № 2 на отметке 5,5 м.

Измерения падающих от факела тепловых потоков через лючок № 7 на отметке 9,9 м при значениях паровой нагрузки котла 420 т/час практически совпадают со значениями, полученным при измерениях через лючок № 2 на отметке 5,5 м для условий максимальной крутки воздуха в горелках (положение лопаток крутки З) котла ТГМ-84А № 4 НКТЭЦ.

Выводы.

1.Влияние на величину тепловых потоков от факела изменения аксиальной (центральной) крутки воздуха в горелках, по сравнению с изменением тангенциальной крутки воздуха в горелках, невелико и заметнее проявляется на отметке 5,5 м по сечению 2.

2.Наибольшие измеренные потоки имели место при отсутствии тангенциальной (периферийной) крутки воздуха в горелках и составляли 362,7 кВт/м 2 по измерениям через лючок № 6 на отметке 9,9 м при нагрузке 400 т/час. Значения тепловых потоков от факела в диапазоне 360 … 400 кВт/м 2 являются опасными при работе топки с режимом прямого наброса факела на стенку топки с огневой стороны из-за постепенного разрушения внутренней обмуровки.

Список литературы:

1. Гаррисон Т.Р. Радиационная пирометрия. – М.: Мир, 1964 г., 248 с.
2. Гордов А.Н. Основы пирометрии – М.: Металлургия, 1964 г. 471 с.
3. Таймаров М.А. Лабораторный практикум по курсу «Котельные установки и парогенераторы». Учебное пособие Казань, КГЭУ 2002 г., 144 с.
4. Таймаров М.А. Исследование эффективности объектов энергетического хозяйства. – Казань: Казан. гос. энерг. ун-т, 2011. 110 с.
5. Таймаров М.А. Практические занятия на ТЭЦ. – Казань: Казан. гос. энерг. ун-т, 2003., 90 с.
6. Тепловые приемники излучения. Труды 1-ого Всесоюзного симпозиума. Киев, Наукова думка, 1967. 310 с.
7. Шубин Е.П., Ливин Б.И. Проектирование теплоподготовительных установок ТЭЦ и котельных – М.: Энергия, 1980 г. 494 с.
8. Trasition Metal Pyrite Dichaicogenides: High-Pressure Synthesis and Correlation of Properties / T.A. Bither, R.I. Bouchard, W.H. Cloud et el. // Inorg. Chem. – 1968. – V. 7. – P. 2208–2220.

Описание парового котла ТГМ-151-Б

Лабораторная работа №1

по курсу «Котельные установки»

Выполнили: Матюшина Е.

Покачалова Ю.

Титова Е.

Группа: ТЭ-10-1

Проверила: Шацких Ю. В.

Липецк 2013

1. Цель работы………………………………………………………………………………….3

2. Краткая характеристика котла ТГМ-151-Б……………………………………………..….3

3. Котельно-вспомогательное оборудование………………………………...……………….4

4. Характеристика оборудования………………………………...……………………………7

4.1 Техническая характеристика……………………………….………………….7

4.2 Описание конструкции………………………………………..……………….7

4.2.1 Топочная камера……………………….…..………………………….….7

4.2.2 Пароперегреватель……………………...……………………………….8

4.2.3 Устройство для регулирования температуры перегретого пара……………………………………………………………………….…….11

4.2.4 Водяной экономайзер…………………...…...……………………...…...11

4.2.5 Воздухоподогреватель…………………………...………………..…..…12

4.2.6 Тягодутьевые устройства……………………...………………………..…12

4.2.7 Предохранительные клапаны………………..……………………………13

4.2.8 Горелочные устройства…………………………..………………………..13

4.2.9 Барабан и сепарационные устройства…………………………………....14

4.2.10 Каркас котла…………....…………………………………………………16

4.2.11. Обмуровка котла……….…....………………………………….…….….16

5. Техника безопасности при проведении работы……………………………………….16

Библиографический список………………………..………………………………………...17

1. Цель работы

Теплотехнические испытания котельных установок проводятся для определения энергетических характеристик, определяющих их режимные показатели в зависимости от нагрузки и типа топлива, выявления их эксплуатационных особенностей и недостатков конструкции. Для привития студентам практических навыков эту работу рекомендуется проводить в производственных условиях на действующих установках тепловых электростанций.

Целью работы является ознакомление студентов с организацией и методикой проведения балансовых испытаний котлоагрегата, определения количества и выбора точек замеров параметров работы котла, с требованиями к установке КИП, с методикой обработки результатов испытаний.

Краткая характеристика котла ТГМ-151-Б

1. Регистрационный номер № 10406

2 Завод-изготовитель Таганрогский котельный

завод "Красный котельщик"

3. Паропроизводительность 220 т/ч

4. Давление пара в барабане 115 кГ/см 2

5. Номинальное давление перегретого пара 100 кГ/см 2

6. Температура перегретого пара 540 °С

7. Температура питательной воды 215 °С

8. Температура горячего воздуха 340 °С

9. Температура воды на выходе из экономайзера 320 °С

10. Температура уходящих газов 180 °С

11. Топливо основное Коксодоменный газ и природный газ

12 Топливо резервное мазут

Котельно-вспомогательное оборудование.

1. Тип дымососа: Д-20х2

Производительность 245 тыс. м3/ч

Разрежение дымососа- 408 кгс/м2

Мощность и тип электродвигателя №21 500 кВт А13-52-8

№22 500 кВт А4-450-8

2. Тип дутьевого вентилятора: ВДН -18-11

Производительность- 170 тыс. м /ч

Давление- 390 кгс/м2

Мощность и тип электродвигателя №21 200 кВт АО-113-6

№22 165 кВт ГАМТ 6-127-6

3. Тип горелки: Турбулентные

Количество горелок (природного газа)- 4

Количество горелок (коксодоменного газа) 4

Минимальное давление воздуха- 50мм в.ст

Расход воздуха через горелку- 21000 нм/час

Температура воздуха перед горелкой- 340 С

Расход природного газа через горелку- 2200 нм /час

Расход коксодоменного газа через горелку- 25000 нм /час

Рисунок 1. Газомазутный котел ТГМ-151-Б на 220 т/ч, 100 кгс/см^2 (продольный и поперечный разрезы): 1 – барабан, 2 – выносной сепарационный циклон, 3 – топочная камера, 4 – топливная горелка, 5 – ширма, 6 – конвективная часть пароперегревателя, 7 – экономайзер, 8 – регенеративный воздухоподогреватель, 9 – дробеуловитель (циклон) дробеструйной установки, 10 – бункер дробеструйной установки, 11 – короб, отводящий дымовые газы от экономайзера к воздухоподогревателю, 12 – газовый короб к дымососу, 13 – короб холодного воздуха.

Рисунок 2. Общая схема котла ТГМ-151-Б: 1 – барабан, 2 – выносной сепарационный циклон, 3 – горелка, 4 – экранные трубы, 5 – опускные трубы, 6 – потолочный пароперегреватель, 7 – радиационный ширмовый пароперегреватель, 8 – конвективный ширмовый пароперегреватель, 9 – 1-я ступень конвективного пароперегревателя, 10 – 2-я ступень конвективного пароперегревателя, 11 – пароохладитель 1-го впрыска,

12 – пароохладитель 2-го впрыска, 13 – пакеты водяного экономайзера, 14 - регенеративный вращающийся воздухоподогреватель.

4. Характеристика оборудования

4.1 Техническая характеристика

Котел ТГМ-151/Б газомазутный, вертикально-водотрубный, однобарабанный, с естественной циркуляцией и трехступенчатым испарением. Котел изготовлен Таганрогским котельным заводом "Красный котельщик".

Котельный агрегат имеет П-образную компоновку и состоит из топочной камеры, поворотной камеры и опускной конвективной шахты.

В верхней части топки (на выходе из нее) в поворотной камере размещена ширмовая часть пароперегревателя, в опускном газоходе - конвективная часть пароперегревателя и экономайзер. Позади конвективного газохода установлено два регенеративных вращающихся воздухоподогревателя (РВВ).

Эксплуатационные показатели, параметры:

4.2 Описание конструкции

4.2.1 Топочная камера

Топочная камера имеет призматическую форму. Объем топочной камеры - 780 м 3 .

Стены топочной камеры экранированы трубами Ø 60x5, выполненными из стали 20. Потолок топочной камеры экранирован трубами потолочного пароперегревателя (Ø 32x3,5).

Фронтовой экран состоит из 4 панелей – по 38 труб в крайних панелях и по 32 трубы в средних. Боковые экраны имеют по три панели - в каждой по 30 труб. Задний экран имеет 4 панели: две крайние панели состоят из 38 труб, средние - из 32 труб.

Для улучшения омывания дымовыми газами ширм и защиты камер заднего экрана от радиации, трубы заднего экрана в верхней части образуют выступ в топку с вылетом 2000 мм (по осям труб). Тридцать четыре трубы не участвуют в образовании вылета, а являются несущими (по 9 труб в крайних панелях и по 8 в средних).

Экранная система, кроме заднего экрана, подвешена за верхние камеры посредством подвязок к металлоконструкциям потолочного перекрытия. Панели заднего экрана подвешены при помощи 12 обогреваемых подвесных труб 0 133x10 к потолочному перекрытию.

Панели задних экранов в нижний части образуют скат к фронтовой стене топки с уклоном 15° к горизонтали и образуют холодный под, покрытый со стороны топки шамотом и хромированной массой.

Все экраны топки свободно расширяются вниз.

Рисунок 3. Эскиз топочной камеры газомазутного котла.

Рисунок 4. Экранные поверхности нагрева котла: 1 – барабан; 2 – верхний коллектор; 3 – опускной пучок труб; 4 – подъемный испарительный пучок; 9 – нижний коллектор заднего экрана; 13 – смесеотводящие трубы заднего экрана; 14 – обогрев экрана факелом горящего топлива.

4.2.2 Пароперегреватель

Пароперегреватель котла состоит из следующих частей (по ходу пара): потолочный пароперегреватель, ширмовый пароперегреватель и конвективный пароперегреватель. Потолочный пароперегреватель экранирует потолок топки и поворотной камеры. Пароперегреватель выполнен из 4 панелей: в крайних панелях по 66 труб, в средних панелях по 57 труб. Трубы Ø 32x3,5 мм из стали 20 установлены с шагом 36 мм. Входные камеры потолочного пароперегревателя выполнены Ø 219x16 мм из стали 20, выходные Ø 219x20 мм из стали 20. Поверхность нагрева потолочного пароперегревателя составляет 109,1 м 2 .

Трубы потолочного пароперегревателя при помощи приварных планок крепятся к специальным балкам (7 рядов по длине потолочного пароперегревателя). Балки, в свою очередь, подвешены при помощи тяг и подвесок к балкам потолочных конструкций.

Ширмовый пароперегреватель расположен в горизонтальном соединительном газоходе котла и состоит из 32 ширм, расположенных в два ряда по ходу газов (первый ряд - радиационные ширмы, второй – конвективные ширмы). Каждая ширма имеет по 28 змеевиков из труб Ø 32x4 мм из стали 12Х1МФ. Шаг между трубами в ширме 40 мм. Ширмы установлены с шагом 530 мм. Суммарно поверхность нагрева ширм составляет 420 м 2 .

Крепление змеевиков между собой осуществляется при помощи гребенок и хомутов (толщиной 6 мм из стали марки Х20Н14С2), установленных по высоте в два ряда.

Конвективный пароперегреватель горизонтального типа расположен в опускной конвективной шахте и состоит из двух ступеней: верхней и нижней. Нижняя ступень пароперегревателя (первая по ходу пара) с поверхностью нагрева 410 м 2 - противоточная, верхняя ступень с поверхностью нагрева 410 м 2 – прямоточная. Расстояние между ступенями 1362 мм (по осям труб), высота ступени - 1152 мм. Ступень состоит из двух частей: левой и правой, каждая из которых состоит из 60 сдвоенных трехпетлевых змеевиков, расположенных параллельно фронту котла. Змеевики выполнены из труб Ø 32x4 мм (сталь 12Х1МФ) и установлены в шахматном порядке с шагами: продольный – 50 мм, поперечный – 120 мм.

Змеевики при помощи стоек опираются на опорные балки, охлаждаемые воздухом. Дистанционирование змеевиков осуществляется при помощи 3 рядов гребенок и полос толщиной 3 мм.

Рисунок 5. Крепление конвективного трубного пакета с горизонтальными змеевиками:1 –опорные балки; 2 – трубы; 3 – стойки;4 – скоба.

Движение пара по пароперегревателю происходит двумя не смешивающимися потоками, симметрично относительно оси котла.

В каждом из потоков пар движется следующим образом. Насыщенный пар из барабана котла по 20 трубам Ø 60x5 мм поступает в два коллектора потолочного пароперегревателя Ø 219x16 мм. Далее пар движется по потолочным трубам и поступает в две выходные камеры Ø 219x20 мм, расположенные у задней стенки конвективного газохода. Из этих камер, четырьмя трубами Ø 133x10 мм (сталь 12Х1МФ), пар направляется во входные камеры Ø 133x10 мм (сталь 12Х1МФ) райних ширм конвективной части ширмового пароперегревателя. Далее в крайние ширмы радиационной части ширмового пароперегревателя, затем в промежуточную камеру Ø 273x20 (сталь 12X1МФ), из которой трубами Ø 133x10 мм направляется в четыре средние ширмы радиационной части, а затем в четыре средние ширмы конвективной части.

После ширм пар по четырем трубам Ø 133x10 мм (сталь 12Х1МФ) поступает в вертикальный пароохладитель, пройдя который направляется четырьмя трубами Ø 133x10 мм в две входные камеры нижней противоточной ступени конвективного пароперегревателя. Пройдя противотоком, змеевики нижней ступени, пар поступает в две выходные камеры (диаметр входных и выходных камер Ø 273x20 мм), из которых четырьмя трубами Ø 133x10 мм направляется в горизонтальный пароохладитель. После пароохладителя пар поступает по четырем трубам Ø 133x10 мм во входные коллекторы Ø 273x20 мм верхней ступени. Пройдя прямотоком, змеевики верхней ступени, пар попадает в выходные коллекторы Ø 273x26 мм, из которых четырьмя трубами направляется в паросборную камеру Ø 273x26 мм.

Рисунок 6. Схема пароперегревателя котла ТГМ-151-Б: а – схема потолочных панелей и ширм, б – схема конвективных трубных пакетов, 1 – барабан, 2 – потолочные трубные панели (условно показана лишь одна из труб), 3 – промежуточный коллектор между потолочными панелями и ширмами, 4 – ширма, 5 – вертикальный пароохладитель, 6 и 7 – соответственно нижние и верхние конвективные трубные пакеты, 8 – горизонтальный пароохладитель, 9 – паросборный коллектор, 10 – предохранительный клапан, 11 – воздушник, 12 – выход перегретого пара.

4.2.3 Устройство для регулирования температуры перегретого пара

Регулирование температуры перегретого пара осуществляется в пароохладителях посредством впрыска конденсата (или питательной воды) в проходящий через них поток пара. На тракте каждого потока пара установлено по два пароохладителя впрыскивающего типа: по одному вертикальному – за ширмовой поверхностью и по одному горизонтальному – за первой ступенью конвективного пароперегревателя.

Корпус пароохладителя состоит из камеры впрыска, коллектора и выходной камеры. Внутри корпуса размещены впрыскивающие устройства и защитная рубашка. Впрыскивающее устройство состоит из сопла, диффузора и трубы с компенсатором. Диффузор и внутренняя поверхность сопла образуют трубу Вентури.

В узком сечении сопла просверлено 8 отверстий Ø 5 мм на II пароохладителе и 16 отверстий Ø 5 мм на I пароохладителе. Пар через 4 отверстия в корпусе пароохладителя поступает в камеру впрыска и входит в сопло трубы Вентури. Конденсат (питательная вода) подводится к кольцевому каналу трубой Z 60x6 мм и впрыскивается в полость трубы Вентури через отверстия Ø 5 мм, расположенные по окружности сопла. После защитной рубашки пар поступает в выходную камеру, откуда четырьмя трубами отводится к пароперегревателю. Камера впрыска и выходная камера выполнены из трубы Ø Г г 3х26 мм, коллектор из трубы Ø 273x20 мм (сталь 12Х1МФ).

Водяной экономайзер

Стальной змеевиковый экономайзер расположен в опускном газоходе за пакетами конвективного пароперегревателя (по ходу газов). По высоте экономайзер разбит на три пакета высотой 955 мм каждый, расстояние между пакетами - 655 мм. Каждый пакет выполнен из 88 сдвоенных трехпетлевых змеевиков Ø 25x3,5 мм (сталь20). Змеевики расположены параллельно фронту котла в шахматном порядке (продольный шаг 41,5 мм, поперечный шаг 80 мм). Поверхность нагрева водяного экономайзера составляет 2130 м 2 .

Рисунок 7. Эскиз экономайзера с двусторонне-параллельным фронтом расположения змеевиков: 1 – барабан, 2 – водоперепускные трубы, 3 – экономайзер, 4 – входные коллекторы.

Воздухоподогреватель

Котлоагрегат оборудован двумя регенеративными вращающимися воздухоподогревателями типа РВВ–41M. Ротор воздухоподогревателя состоит из обечайки Ø 4100 мм (высотой 2250 мм), ступицы Ø 900 мм и соединяющих ступицу с обечайкой радиальных ребер, разделяющих ротор на 24 сектора. Секторы ротора заполнены нагревательными гофрированными стальными листами (набивкой). Ротор приводится в движение электродвигателем с редуктором и вращается со скоростью 2 оборота в минуту. Общая поверхность нагрева воздухоподогревателя - 7221 м 2 .

Рисунок 8. Регенеративный воздухоподогреватель: 1 – вал ротора, 2 – подшипники, 3 – электродвигатель, 4 – набивка, 5 – наружный кожух, 6 и 7 – радиальное и периферийное уплотнение, 8 – утечка воздуха.

Тягодутьевые устройства

Для эвакуации дымовых газов котлоагрегат оборудован двумя дымососами двухстороннего всасывания типа Д-20х2. Приводом каждого дымососа служит электродвигатель мощностью N=500 кВт, при частоте вращения n = 730 оборотов в минуту.

Производительность и полный напор дымососов даны для газов при давлении 760 мм рт. ст и температуре газов на входе в дымосос 200° С.

Номинальные параметры при наибольшем к.п.д. η=0,7

Для подачи в топку воздуха, необходимого для горения, котел №11 оборудован двумя дутьевыми вентиляторами (ДВ) типа ВДН–18–II производительностью Q= 170000 м 3 /час, полный напор 390 мм вод. ст. при температуре рабочей среды 20° С. Приводом вентиляторов котла № 11 служат электродвигатели мощностью: левый – 250 кВт, частота вращения n=990 об/мин, правый - 200 кВт, частота вращения n=900 об/мин.

4.2.7 Предохранительные клапаны

На котле №11 на паросборной камере установлено два импульсных предохранительных клапана. Один из них – контрольный – с импульсом от паросборной камеры, второй – рабочий – с импульсом от барабана котла.

Контрольный клапан настроен на срабатывание при повышении давления в паросборной камере до 105 кгс/см 2 . Клапан закрывается при понижении давления до 100 кгс/см 2 .

Рабочий клапан открывается при повышении давления в барабане до 118,8 кгс/см 2 . Клапан закрывается при понижении давления в барабане до 112 кгс/см 2 .

4.2.8 Горелочные устройства

Hа фронтовой стене топочной камеры установлены 8 газомазутных горелок, расположенных в два яруса по 4 горелки в каждом ярусе.

Комбинированные горелки выполнены двухпоточными по воздуху.

Каждая горелка нижнего яруса рассчитана на сжигание коксодоменной смеси газов и мазута, раздельное сжигание коксового или доменного газов в этих же горелках. Коксодоменная смесь подается через коллектор Ø 490 мм. По оси горелки предусмотрена труба Ø 76x4 для установки мазутной форсунки механического распыливания. Диаметр амбразуры 1000 мм.

Каждая из 4 горелок верхнего яруса рассчитана на сжигание природного газа и мазута. Природный газ подается по коллектору Ø 206 мм через 3 ряда отверстий Ø 6, 13, 25 мм. Количество отверстий по 8 в каждом ряду. Диаметр амбразуры - 800 мм.

4.2.9 Барабан и сепарационные устройства

На котле установлен барабан диаметром 1600 мм, толщина стенки барабана 100 мм, сталь листовая

Котел имеет трехступенчатую схему испарения. Первая и вторая ступени испарения организованы внутри барабана, третья в выносных циклонах. Отсек первой ступени находится в середине барабана, два отсека второй ступени - по торцам. Внутри барабана водяные объемы соленых отсеков отделены от чистого отсека перегородками. Питательной водой для соленых отсеков второй ступени является котловая вода чистого отсека, которая поступает через отверстия в разделительных межотсековых перегородках. Питательной водой для третьей ступени испарения является котловая вода второй ступени.

Непрерывная продувка осуществляется из водяного объема выносных циклонов.

Питательная вода, поступая из экономайзера в барабан, разделяется на две части. Половина воды по трубам направляется в водное пространство барабана, вторая половина вводится в продольный раздающий коллектор, выходит из него через отверстия и растекается по дырчатому листу, через который проходит насыщенный пар. При прохождении пара через слой питательной воды осуществляется его промывка, т.е. очистка пара от содержащихся в нем солей.

После промывки пара питательная вода по коробам сливается в водное пространство барабана.

Пароводяная смесь, поступая в барабан, проходит через 42 сепарационных циклона, из которых: 14 расположены на фронтовой стороне барабана, 28 – на задней стороне барабана (в том числе 6 циклонов остановлены в соленых отсеках ступенчатого испарения).

В циклонах осуществляется грубое, предварительное разделение воды и пара. Отсепарированная вода стекает в нижнюю часть циклонов, под которыми установлены поддоны.

Непосредственно над циклонами находятся жалюзийные щиты. Проходя через эти щиты и через дырчатый лист, пар направляется для окончательного осушения в верхние жалюзийные щиты, под которыми расположен дырчатый лист. Средний уровень в чистом отсеке расположен на 150 мм ниже его геометрической оси. Верхний и нижний допустимые уровни соответственно на 40 мм выше и ниже среднего. Уровень воды в соленых отсеках обычно расположен ниже, чем в чистом отсеке. Разность уровней воды в этих отсеках увеличивается с возрастанием нагрузки котла.

Ввод раствора фосфатов в барабан производится в чистый отсек ступенчатого испарения по трубе, расположенной вдоль нижней части барабана.

В чистом отсеке имеется труба для аварийного слива воды в случае чрезмерного повышения ее уровня. Кроме того, имеется линия с вентилем, соединяющая пространство левого выносного циклона с одной из нижних камер заднего экрана. При открытии вентиля возникает движение котловой воды из соленого отсека третьей ступени в чистый отсек, благодаря чему можно при необходимости, уменьшить кратность солесодержания воды в отсеках. Выравнивание содержания солей в левом и правом соленых отсеках третьей ступени испарения обеспечивается тем, что из каждого соленого выносного отсека выходит труба, которая направляет котловую воду в нижнюю экранную камеру противоположного соленого отсека.

Рисунок 11. Схема трехступенчатого испарения: 1 – барабан; 2 – выносной циклон; 3 – нижний коллектор циркуляционного контура, 4 – парогенерирующие трубы; 5 – опускные трубы; 6 – подвод питательной воды; 7 – отвод продувочной воды; 8 – водоперепускная труба из барабана в циклон; 9 – пароперепускная труба из циклона в барабан; 10 – пароперпускная труба из агрегата; 11- внутрибарабанная перегородка.

4.2.10 Каркас котла

Каркас котла состоит из металлических колонн, связанных горизонтальными балками, фермами, раскосами и служит для восприятия нагрузок от веса барабана, поверхностей нагрева, обмуровки, пищалок обслуживания, газопроводов и других элементов котла. Колонны каркаса котла жестко прикрепляются к железному фундаменту котла, основания (башмаки) колонн заливают бетоном.

4.2.11 Обмуровка

Шиты обмуровки представляют собой слои огнеупорных и изоляционных материалов, которые крепятся при помощи кронштейнов и притяжек к стальной рамной конструкции с обшивочными листами.

В щитах последовательно с газовой стороны расположены: слои огнеупорного бетона, совелитовые маты слой уплотнительной обмазки. Толщина обмуровки топочной камеры – 200 мм, в районе двух нижних пакетов экономайзера – 260 мм. Обмуровка пода в нижней части топочной камеры выполнена натрубно. При тепловом удлинении экранов эта обмуровка перемещается вместе с трубами. Между подвижной и неподвижной частями обмуровки топочной камеры имеется температурный шов, уплотненный с помощью водяного затвора (гидрозатвора). В обмуровке имеются отверстия для лазов, люков и лючков.

5. Техника безопасности при проведении работы

На территории электростанции студенты подчиняются всем правилам режима и техники безопасности, действующим на предприятии.

Перед началом испытаний представитель предприятия проводит со студентами инструктаж о порядке проведения испытания и о правилах техники безопасности с записью в соответствующих документах. Во время испытаний студентам запрещается вмешиваться в действия обслуживающего персонала производить отключения приборов на пульте управления, открывать гляделки, лючки, лазы и т.п.

Библиографический список

1. Сидельковский Л. Н., Юренев В.Н. Котельные установки промышленных предприятий: Учебник для вузов. – 3 - е изд., перераб. – М.: Энергоатомиздат, 1988. – 528с., ил.
2. Ковалев А.П. и др. Парогенераторы: учебник для вузов/ А. П. Ковалев, Н.С.Лелеев, Т.В. Виленский; Под общ. ред. А. П. Ковалев. – М.: Энергоатомиздат, 1985. – 376 с., ил.
3. Киселев Н.А. Котельные установки, Учебное пособие для подгот. рабочих на производстве – 2 – е изд., перераб. и доп. – М.: Высшая школа, 1979. – 270с., ил.
4. Деев Л.В., Балахничев Н.А. Котельные установки и их обслуживание. Практические занятия для ПТУ. – М.: Высшая школа, 1990. – 239с., ил.
5. Мейкляр М. В. Современные котельные агрегаты ТКЗ. – 3 изд., перераб. и доп. – М.: Энергия, 1978. - 223с., ил.

Курсовой проект

Поверочный тепловой расчёт котлоагрегата ТГМ-84 марки Е420-140-565

Задание на курсовой проект………………………………………………………

1. Краткое описание котельной установки..……………………………………..…

• Топочная камера………………………………………………………..……..
• Внутрибарабанные устройства …………………………………….…….…
• Пароперегреватель……………………………………………………..……..
  • Радиационный пароперегреватель…………………………..……….
  • Потолочный пароперегреватель……………………………..……….
  • Ширмовый пароперегреватель……………………………..………...
  • Конвективный пароперегреватель…………………………..……….
• Водяной экономайзер…………………………………………………………
• Регенеративный воздухоподогреватель…………………………………….
• Очистка поверхностей нагрева……………………………………………..

1. Расчет котла……………………………………………………………….………

2.1. Состав топлива……………………………………………………….………

2.2. Расчет объемов и энтальпий продуктов сгорания…………………………

2.3. Расчетный тепловой баланс и расход топлива…………………………….

2.4. Расчет топочной камеры……………………………………………..……...

2.5. Расчет пароперегревателей котла…………………………………………..

2.5.1 Расчёт настенного пароперегревателя………………………….…….

2.5.2. Расчёт потолочного пароперегревателя……………………..……….

2.5.3. Расчёт ширмового пароперегревателя……………………….………

2.5.4. Расчёт конвективного пароперегревателя…………………..……….

2.6. Заключение…………………………………………………………………..

1. Список используемой литературы……………………………………………….

Задание

Необходимо произвести поверочный тепловой расчёт котлоагрегата ТГМ-84 марки Е420-140-565.

В поверочном тепловом расчёте по принятой конструкции и размерам котла для заданных нагрузки и вида топлива определяют температуры воды, пара, воздуха и газов на границах между отдельными поверхностями нагрева, коэффициент полезного действия, расход топлива, расход и скорости пара, воздуха и дымовых газов.

Поверочный расчёт производят для оценки показателей экономичности и надёжности котла при работе на заданном топливе, выявления необходимых реконструктивных мероприятий, выбора вспомогательного оборудования и получения исходных материалов для проведения расчётов: аэродинамического, гидравлического, температуры металла, прочности труб, интенсивности золового износа труб, коррозии и др.

Исходные данные:

1. Номинальная паропроизводительность D 420 т/ч
2. Температура питательной воды t пв 230°С
3. Температура перегретого пара 555°С
4. Давление перегретого пара 14 МПа
5. Рабочее давление в барабане котла 15,5 МПа
6. Температура холодного воздуха 30°С
7. Температура уходящих газов 130…160°С
8. Топливо природный газ газопровод Надым-Пунга-Тура-Свердловск-Челябинск
9. Низшая теплота сгорания 35590 кДж/м 3
10. Объем топки 1800м 3
11. Диаметр экранных труб 62*6 мм
12. Шаг труб экранов 60 мм.
13. Диаметр труб КПП 36*6
14. Расположение труб КПП шахматное
15. Поперечный шаг труб КПП S 1 120 мм
16. Продольный шаг труб КПП S 2 60 мм
17. Диаметр труб ШПП 33*5 мм
18. Диаметр труб ППП 54*6 мм
19. Площадь живого сечения для прохода продуктов сгорания 35,0 мм

1.Назначение парового котла ТГМ-84 и основные параметры.

Котельные агрегаты серии ТГМ-84 предназначены для получения пара высокого давления при сжигании мазута или природного газа.

1. Краткое описание парового котла.

Все котлы серии ТГМ-84 имеют П-образную компоновку и состоят из топочной камеры, являющейся восходящим газоходом, и опускной конвективной шахты, соединенных в верхней части горизонтальным газоходом.

В топочной камере размещены испарительные экраны и радиационный настенный пароперегреватель. В верхней части топки (а в некоторых модификациях котла и в горизонтальном газоходе) расположен ширмовый пароперегреватель. В конвективной шахте последовательно (по ходу газов) размещены конвективный пароперегреватель и водяной экономайзер. Конвективная шахта после конвективного пароперегревателя разделяется на два газохода, в каждом из которых располагается один поток водяного экономайзера. За водяным экономайзером газоход делает поворот, в нижней части которого установлены бункеры для золы и дроби. Регенеративные вращающиеся воздухоподогреватели установлены позади конвективной шахты вне здания котельной.

1.1. Топочная камера.

Топочная камера имеет призматическую форму и в плане представляет собой прямоугольник размерами: 6016х14080 мм. Боковые и задние стены топочной камеры всех типов котлов экранированы испарительными трубами диаметром 60х6 мм с шагом 64 мм из стали 20. На фронтовой стене размещен радиационный пароперегреватель, конструкция которого описана ниже. Двухсветный экран делит топочную камеру на две полу-топки. Двусветный экран состоит из трех панелей и образован трубами диаметром 60х6 мм (сталь 20). Первая панель состоит из двадцати шести труб с шагом между трубами 64 мм; вторая панель - из двадцати восьми труб с шагом между трубами 64 мм; третья панель - из двадцати девяти труб, шаг между трубами 64 мм. Входные и выходные коллекторы двухсветного экрана выполнены из труб диаметром 273х32 мм (сталь20). Двухсветный экран с помощью тяг подвешен к металлоконструкциям потолочного перекрытия и имеет возможность перемещаться при температурном расширении. С целью выравнивания давления по полутопкам в двухсветном экране имеются окна, образованные разводкой труб.

Боковые и задние экраны выполнены конструктивно одинаковыми для всех типов котлов ТГМ-84. Боковые экраны в нижней части образуют скаты пода холодной воронки с наклоном 15 0 к горизонтали. С огневой стороны подовые трубы закрыты слоем шамотного кирпича и слоем хромитовой массы. В верхней и нижней частях топочной камеры боковые и задние экраны подключены к коллекторам диаметром 219х26 мм и 219х30 мм соответственно. Верхние коллекторы заднего экрана выполнены из труб диаметром 219х30 мм, нижние из труб диаметром 219х26 мм. Материал коллекторов экранов - сталь 20. Подвод воды к коллекторам экранов осуществляется трубами диаметром 159х15 мм и 133х13 мм. Отвод пароводяной смеси производится трубами диаметром 133х13 мм. Трубы экранов крепятся к балкам каркаса котла, чтобы не допустить прогиба в топку. Панели боковых экранов и двухсветного экрана имеют четыре яруса креплений, панели заднего экрана - три яруса. Подвеска панелей топочных экранов осуществляется с помощью тяг и допускает вертикальное перемещение труб.

Дистационирование труб в панелях осуществляется приварными прутками диаметром 12 мм, длиной 80 мм, материал - сталь 3кп.

С целью уменьшения влияния неравномерности обогрева на циркуляцию все экраны топочной камеры секционированы: трубы с коллекторами выполнены в виде панели, каждая из которых представляет собой отдельный циркуляционный контур. Всего в топке имеется пятнадцать панелей: задний экран имеет шесть панелей, двухсветный и каждый боковой экран по три панели. Каждая панель заднего экрана состоит из тридцати пяти испарительных труб, трех водоподводящих и трех водоотводящих труб. Каждая панель боковых экранов состоит из тридцати одной испарительной трубы.

В верхней части топочной камеры имеется выступ (в глубину топки), образованный трубами заднего экрана, способствующий лучшему омыванию дымовыми газами ширмовой части пароперегревателя.

1.2. Внутрибарабанные устройства.

1 - короб раздающий; 2 - короб циклона; 3 - короб сливной; 4 - циклон; 5 - поддон; 6 - труба аварийного слива; 7 - коллектор фосфатирования; 8 - коллектор парового разогрева; 9 - лист дырчатый потолочный; 10 - труба питательная; 11 - лист барботажный.

На данном котле ТГМ-84 применяется двухступенчатая схема испарения. Барабан - это чистый отсек и является первой ступенью испарения. Барабан имеет внутренний диаметр 1600 мм и изготовлен из стали 16ГНМ. Толщина стенки барабана 89 мм. Длина цилиндрической части барабана 16200 мм, общая длина барабана 17990 мм.

Вторая ступень испарения - выносные циклоны.

Пароводяная смесь по паропроводящим трубам поступает в барабан котла - в раздающие короба циклонов. В циклонах происходит отделение пара от воды. Вода из циклонов сливается в поддоны, а отсепарированный пар поступает под промывочное устройство.

Промывка пара осуществляется в слое питательной воды, которая поддерживается на дырчатом листе. Пар проходит через отверстия в дырчатом листе и барбатирует через слой питательной воды, освобождаясь при этом от солей.

Раздающие короба расположены над промывочным устройством и имеют в своей нижней части отверстия для слива воды.

Средний уровень воды в барабане находится ниже геометрической оси на 200 мм. На водоуказательных приборах этот уровень принят за нулевой. Высший и низший уровни находятся соответственно ниже и выше от среднего на 75 м. Для предупреждения перепитки котла в барабане установлена труба аварийного слива, позволяющая сбрасывать излишнее количество воды, но не большее среднего уровня.

Для обработки котловой воды фосфатами в нижней части барабана установлена труба, через которую в барабан вводятся фосфаты.

В нижней части барабана имеются два коллектора парового разогрева барабана. В современных паровых котлах они используются только для ускоренного расхолаживания барабана при останове котла. Поддержание соотношения между температурой тела барабана «верх-низ» достигается режимными мероприятиями.

1.3. Пароперегреватель.

Поверхности пароперегревателя на всех котлах размещены в топочной камере, горизонтальном газоходе и конвективной шахте. По характеру тепловосприятия пароперегреватель делится на две части: радиационную и конвективную.

К радиационной части относятся радиационно-настенный пароперегреватель (НПП), первая ступень ширм и часть потолочного пароперегревателя, расположенная над топочной камерой.

К конвективной части относятся - часть ширмового пароперегревателя (не получающая непосредственно излучение из топки), потолочный пароперегреватель и конвективный пароперегреватель.

Схема пароперегревателя выполнена двухпоточной с многократным перемешиванием пара внутри каждого потока и перебросом пара по ширине котла.

Принципиальная схема пароперегревателей.

1.3.1. Радиационный пароперегреватель.

На котлах серии ТГМ-84 трубы радиационного пароперегревателя экранируют фронтовую стену топочной камеры с отметки 2000 мм до 24600 мм и состоят из шести панелей, каждая из которых представляет собой самостоятельный контур. Трубы панелей имеют диаметр 42х5 мм, выполнены из стали 12Х1МФ, установлены с шагом 46 мм.

В каждой панели двадцать две трубы опускные, остальные - подъемные. Все коллекторы панелей расположены вне обогреваемой зоны. Верхние коллекторы при помощи тяг подвешены к металлоконструкциям потолочного перекрытия. Крепление труб в панелях осуществляется дистанционирующими планками и приваренными прутками. В панелях радиационного пароперегревателя выполнены разводки под установку горелок и разводки под лазы и лючки-гляделки.

1.3.2. Потолочный пароперегреватель.

Потолочный пароперегреватель расположен над топочной камерой, горизонтальным газоходом и конвективной шахтой. Выполнен потолок на всех котлах из труб диаметром 32х4 мм в количестве триста девяносто четыре трубы, размещенных с шагом 35 мм. Крепление потолочных труб выполнено следующим образом: прямоугольные планки одним концом приваривают к трубам потолочного пароперегревателя, другим - к специальным балкам, которые при помощи тяг подвешены к металлоконструкциям потолочного перекрытия. По длине труб потолка имеется восемь рядов креплений.

1.3.3. Ширмовый пароперегреватель (ШПП).

На котлах серии ТГМ-84 устанавливаются два типа вертикальных ширм. Ширмы U-образные со змеевиками разной длины и унифицированные ширмы со змеевиками одинаковой длины. Устанавливаются ширмы в верхней части топки и в выходном окне топки.

На мазутных котлах устанавливаются U-образные ширмы в один или два ряда. На котлах газомазутных устанавливаются унифицированные ширмы в два ряда.

Внутри каждой U-образной ширмы - сорок один змеевик, которые установлены с шагом 35 мм, в каждом из рядов восемнадцать ширм, между ширмами шаг 455 мм.

Шаг между змеевиками внутри унифицированных ширм 40 мм, в каждом из рядов установлено по тридцать ширм, в каждой по двадцать три змеевика. Дистанционирование змеевиков в ширмах осуществляется при помощи гребенок и хомутов, в некоторых конструкциях - приваркой прутков.

Подвеска ширмового пароперегревателя осуществляется к металлоконструкциям потолка при помощи тяг, приваренных к ушам коллекторов. В том случае, когда коллекторы расположены один над другим, то нижний коллектор подвешивается к верхнему, а тот в свою очередь тягами к потолочному перекрытию.

1.3.4. Конвективный пароперегреватель (КПП).

Схема конвективного пароперегревателя (КПП).

На котлах типа ТГМ-84 конвективный пароперегреватель горизонтального типа располагается в начале конвективной шахты. Пароперегреватель выполнен двухпоточным и каждый поток располагается симметрично относительно оси котла.

Подвеска пакетов входной ступени пароперегревателя сделана на подвесных трубах конвективной шахты.

Выходная (вторая) ступень расположена первой в конвективной шахте по ходу газоходов. Змеевики этой ступени так же выполнены из труб диаметром 38х6 мм (сталь 12Х1МФ) с теми же шагами. Входные коллекторы диаметром 219х30 мм, выходные диаметром 325х50 мм (сталь 12Х1МФ).

Крепление и дистанционирование аналогично входной ступени.

В некоторых вариантах котлов пароперегреватели отличаются от описанного выше типоразмерами входных и выходных коллекторов и шагами в пакетах змеевиков.

1.4. Водяной экономайзер

Водяной экономайзер расположен в конвективной шахте, которая разделена на два газохода. Каждый из потоков водяного экономайзера расположен в соответствующем газоходе, образуя два параллельных самостоятельных потока.

По высоте каждого газохода водяной экономайзер разделён на четыре части, между которыми имеются проёмы высотой 665мм (на некоторых котлах проёмы имеют высоту 655мм) для производства ремонтных работ.

Экономайзер выполнен из труб диаметром 25х3,3мм (сталь 20), а входные и выходные коллекторы выполнены диаметром 219х20мм (сталь 20).

Пакеты водяного экономайзера выполнены из 110 сдвоенных шестиходовых змеевиков. Пакеты расположены в шахматном порядке с поперечным шагом S 1 =80мм и продольным шагом S 2 =35мм.

Змеевики водяного экономайзера расположены параллельно фронту котла, а коллекторы располагаются вне газохода на боковых стенах конвективной шахты.

Дистанционирование змеевиков в пакетах осуществлено при помощи пяти рядов стоек, фигурные щёки которых охватывают змеевик с двух сторон.

Верхняя часть водяного экономайзера опирается на три балки, расположенные внутри газохода и охлаждаемые воздухом. Следующая часть (вторая по ходу газов) подвешивается к вышеуказанным охлаждаемым балкам при помощи дистанционируемых стоек. Крепление и подвеска нижних двух частей водяного экономайзера идентично первым двум.

Охлаждаемые балки выполнены из проката и покрыты термозащитным бетоном. Сверху бетон обшит металлическим листом, предохраняющим балки от дробевого воздействия.

Первые по ходу движения дымовых газов змеевики имеют металлические накладки из стали3 для защиты от износа дробью.

Входные и выходные коллекторы водяного экономайзера имеют по 4 подвижных опоры для компенсации температурных перемещений.

Движение среды в водяном экономайзере - противоточное.

1.5. Регенеративный воздухоподогреватель.

Для подогрева воздуха котельный агрегат имеет два регенеративных вращающихся воздухоподогревателя РРВ-54.

Конструкция РВП: типовая, бескаркасная, воздухоподогреватель устанавливается на специальном железобетонном постаменте рамочного типа, а все вспомогательные узлы крепятся на самом воздухоподогревателе.

Вес ротора передаётся через упорный сферический подшипник установленный в нижней опоре, на несущую балку, в четырех опорах на фундаменте.

Воздухоподогреватель представляет собой вращающийся на вертикальном валу ротор диаметром 5400 мм и высотой 2250 мм заключённый внутри неподвижного корпуса. Вертикальные перегородки разделяют ротор на 24 сектора. Каждый сектор дистанционными перегородками разделен на 3 отсека, в которых укладываются пакеты нагревательных стальных листов. Нагревательные листы, собранные в пакеты, уложены в два яруса по высоте ротора. Верхний ярус первый по ходу газов, является "горячей частью" ротора, нижний - "холодной частью".

"Горячая часть" высотой 1200 мм выполнена из дистанционирующих гофрированных листов толщиной 0,7 мм. Общая поверхность "горячей части" двух аппаратов 17896 м2. "Холодная часть" высотой 600 мм выполнена из дистанционирующих гофрированных листов толщиной 1,3 мм. Общая поверхность нагрева "холодной части " нагрева 7733 м2.

Зазоры между дистанционными перегородками ротора и пакетами набивки наполняются отдельными листами дополнительной набивки.

Газы и воздух поступают в ротор и отводятся из него по коробам, опирающимися на специальный каркас и соединённых с патрубками нижних крышек воздухоподогревателя. Крышки вместе с кожухом образуют корпус воздухоподогревателя.

Корпус нижней крышкой опирается на опоры, устанавливаемые на фундаменте и несущей балке нижней опоры. Вертикальная обшивка состоит из 8-ми секций, из которых 4 являются несущими.

Вращение ротора осуществляется электродвигателем с редуктором через цевочное зацепление. Скорость вращения - 2 об/мин.

Пакеты набивки ротора попеременно проходят газовый тракт, нагреваясь от дымовых газов, и воздушный тракт отдавая аккумулированное тепло потоку воздуха. В каждый момент времени 13 секторов из 24 включены в газовый тракт, и 9 секторов - в воздушный и 2 сектора перекрыты уплотнительными плитами и отключены из работы.

Для предотвращения присосов воздуха (плотного разделения газового и воздушного потоков) имеются радиальные, переферийные и центральные уплотнения. Радиальные уплотнения состоят из горизонтальных стальных полос, закрепленных на радиальных перегородках ротора - радиальных подвижных плит. Каждая плита закреплены на верхней и нижней крышках тремя регулировочными болтами. Регулировка зазоров в уплотнениях осуществляется подъёмом и опусканием плит.

Переферийные уплотнения состоят из фланцев ротора, обтачиваемых при монтаже, и подвижных чугунных колодок. Колодки вместе с направляющими закреплены на верхней и нижней крышках корпуса РВП. Регулировка колодок осуществляется специальными регулировочными болтами.

Внутренние уплотнения вала аналогичны переферийным уплотнениям. Внешние уплотнения вала сальникового типа.

Живое сечение для прохода газов: а) в "холодной части" - 7,72 м2.

б) в "горячей части" - 19,4 м2.

Живое сечение для прохода воздуха: а) в "горячей части" - 13,4 м2.

б) в "холодной части" - 12,2 м2.

1.6. Очистка поверхностей нагрева.

Для очистки поверхностей нагрева и опускного газохода применяется дробеочистка.

При дробеструйном способе очистки поверхностей нагрева применяется чугунная дробь округлой формы размером 3-5 мм.

Для нормальной работы контура дробеочистки в бункере должно быть около 500 кг дроби.

При включении воздушного эжектора создается необходимая скорость воздуха для подъема дроби через пневматическую трубу наверх конвективной шахты в дробеуловитель. Из дробеуловителя отработавший воздух сбрасывается в атмосферу, а дробь через коническую мигалку, промежуточный бункер с проволочной сеткой и через разделитель дроби самотеком поступает в течки дроби.

В течках скорость потока дроби замедляется с помощью наклонных полок, после чего дробь попадает на сферические разбрасыватели.

Пройдя через очищаемые поверхности, отработавшая дробь собирается в бункер, на выходе из которого установлен воздушный сепаратор. Сепаратор служит для отделения золы от потока дроби и для поддержания в чистоте бункера с помощью воздуха, поступающего в газоход через сепаратор.

Частицы золы, подхваченные, воздухом, по трубе возвращаются в зону активного движения дымовых газов и уносятся ими за пределы конвективной шахты. Очищенная от золы дробь пропускается через мигалку сепаратора и сквозь проволочную сетку бункера. Из бункера дробь снова подается в пневмотранспортную трубу.

Для очистки конвективной шахты установлено 5 контуров с 10 течками дроби.

Количество дроби, пропускаемой через поток труб очистки, возрастает с увеличением первоначальной степени загрязнения пучка. Поэтому в процессе эксплуатации установки следует стремиться к уменьшению интервалов между очистками, что позволяет относительно малыми порциями дроби поддерживать поверхность в чистом состоянии и, следовательно, в ходе работы агрегатов за всю компанию иметь минимальные значения коэффициентов загрязнения.

Для создания разряжения в эжекторе используется воздух от нагнетательной установки с давлением 0,8-1,0 ати и температурой 30-60 о С.

1. Расчет котла.

2.1. Состав топлива.

2.2. Расчет объемов и энтальпий воздуха и продуктов сгорания.

Расчеты объемов воздуха и продуктов сгорания представлены в таблице 1.

Расчет энтальпий:

1. Энтальпия теоретически необходимого количества воздуха рассчитываем по формуле

где - энтальпия 1 м 3 воздуха, кДж/кг.

Данную энтальпию можно найти и по таблице XVI .

1. Энтальпию теоретического объема продуктов сгорания рассчитываем по формуле

где, - энтальпии 1 м 3 трехатомных газов, теоретического объема азота, теоретического объема водяных паров.

Эту энтальпию находим для всего диапазона температур и полученные значения заносим в таблицу 2.

1. Энтальпию избыточного количества воздуха рассчитываем по формуле

где - коэффициент избытка воздуха, и находится по таблицам XVII и XX

1. Энтальпию продуктов сгорания при a > 1 рассчитываем по формуле

Данную энтальпию находим для всего диапазона температур и полученные значения заносим в таблицу 2.

2.3. Расчетный тепловой баланс и расход топлива.

2.3.1. Расчет потерь теплоты.

Суммарное количество теплоты, поступившее в котельный агрегат, называют располагаемой теплотой и обозначают. Теплота, покинувшая котельный агрегат представляет собой сумму полезной теплоты и потерь теплоты, связанных с технологическим процессом выработки пара или горячей воды. Следовательно, тепловой баланс котла имеет вид: = Q 1 + Q 2 + Q 3 + Q 4 + Q 5 + Q 6 ,

где - располагаемая теплота, кДж/м 3 .

Q 1 - полезная теплота, содержащаяся в паре, кДж/кг.

Q 2 - потери теплоты с уходящими газами, кДж/кг.

Q 3 - потери теплоты от химической неполноты сгорания, кДж/кг.

Q 4 - потери теплоты от механической неполноты сгорания, кДж/кг.

Q 5 - потери теплоты от наружного охлаждения, кДж/кг.

Q 6 - потери теплоты от физической теплоты, содержащейся в удаляемом шлаке, плюс потери на охлаждение панелей и балок, не включенных в циркуляционный контур котла, кДж/кг.

Тепловой баланс котла составляется применительно к установившемуся тепловому режиму, а потери теплоты выражаются в процентах располагаемой теплоты:

Расчет потерь теплоты приведен в таблице 3.

Примечания к таблице 3:

H ух - энтальпия уходящих газов, определяется по таблице 2.

2.3.2. Расчет КПД и расхода топлива.

Коэффициентом полезного действия парового котла называют отношение полезной теплоты к располагаемой теплоте. Не вся полезная теплота, выработанная агрегатом, направляется к потребителю. Если КПД определяется по выработанной теплоте - его называют брутто, если по отпущенной теплоте - нетто.

Расчет КПД и расхода топлива приведен в таблице 3.

Таблица 1.

Таблица 2.

Таблица 3.

2.4. Тепловой расчет топочной камеры.

2.4.1 Определение геометрических характеристик топки.

При проектировании и эксплуатации котельных установок чаще всего выполняется поверочный расчет топочных устройств. При поверочном расчете топки по чертежам необходимо определить: объем топочной камеры, степень ее экранирования, площадь поверхности стен и площадь лучевоспринимающих поверхностей нагрева, а также конструктивные характеристики труб экранов (диаметр труб, расстояние между осями труб).

Расчет геометрических характеристик приведен в таблицах 4 и 5.

Таблица 4.

Таблица 5.

2.4.2. Расчет топки.

Таблица 6

Температура на выходе из топки выбрана верно и погрешность составила (920-911,85)*100%/920=0,885 %

2.5. Расчет пароперегревателей котла.

Конвективные поверхности нагрева паровых котлов играют важную роль в процессе получения пара, а также использования теплоты продуктов сгорания, покидающих топочную камеру. Эффективность работы конвективных поверхностей нагрева зависит от интенсивности передачи теплоты продуктами сгорания пару.

Продукты сгорания передают теплоту наружной поверхности труб путем конвекции и излучения. Через стенку трубы теплота передается теплопроводностью, а от внутренней поверхности к пару - конвекцией.

Схема движения пара по пароперегревателям котла следующая:

Настенный пароперегреватель, расположенный на фронтальной стене топочной камеры, и занимающий всю поверхность фронтальной стены.

Потолочный пароперегреватель, расположенный на потолке, проходящий через топочную камеру, ширмовые пароперегреватели и верхнюю часть конвективной шахты.

Первый ряд ширмовых пароперегревателей, расположенный в поворотной камере.

Второй ряд ширмовых пароперегревателей, расположенный в поворотной камере следом за первым рядом.

Конвективный пароперегреватель с последовательно-смешанным током и впрыскивающим пароохладителем, установленным врассечку, установлен в конвективной шахте котла.

После КПП пар поступает в паросборный коллектор и выходит за пределы котельного агрегата.

Геометрические характеристики пароперегревателей

Таблица 7.

2.5.1. Расчет настенного пароперегревателя.

Настенный ПП расположен в топке, при его расчете тепловосприятие будем определять как часть от тепла, отданного продуктами сгорания поверхности НПП по отношению к остальным поверхностям топки.

Расчет НПП представлен в таблице №8

2.5.2. Расчет потолочного пароперегревателя.

Учитывая то, что ППП расположен как в топочной камере, так и в конвективной части, но воспринятая теплота в конвективной части после ШПП и под ШПП очень мала по отношению к воспринятой теплоте ППП в топке (около 10% и 30% соответственно (из технического руководства по котлу ТГМ-84. Расчет ППП выполняем в таблице №9.

2.5.3. Расчет ширмового пароперегревателя.

Расчет ШПП выполняем в таблице №10.

2.5.4. Расчет конвективного пароперегревателя.

Расчет КПП выполняем в таблице №11.

Таблица 8.

Температура после НПП принимается равной температуре продуктов сгорания на выходе из топки = 911,85 0 С.

Таблица 9.

Таблица10.

верхности в районе вы-

ходного окна топки

Таблица 11.

Результаты расчета:

Q р р = 35590 кДж/кг - располагаемая теплота.

Q л = φ·(Q m - I´ Т) = 0,996·(35565,08 - 17714,56) = 17779,118 кДж/кг.

Q к = 2011,55 кДж/кг - тепловосприятие ШПП.

Q пе = 3070 кДж/кг - тепловосприятие КПП.

Тепловосприятие НПП и ППП учитывается в Q л, т. к. НПП и ППП находятся в топке котла. То есть Q НПП и Q ППП включены в Q л.

2.6 Заключение

Я произвела поверочный расчет котлоагрегата ТГМ-84.

В поверочном тепловом расчете по принятой конструкции и размерам котла для заданных нагрузки и вида топлива определила температуры воды, пара, воздуха и газов на границах между отдельными поверхностями нагрева, коэффициент полезного действия, расход топлива, расход и скорости пара, воздуха и дымовых газов.

Поверочный расчет производят для оценки показателей экономичности и надежности котла при работе на заданном топливе, выявление необходимых реконструктивных мероприятий, выбора вспомогательного оборудования и получения исходных материаллов для проведения расчетов: аэродинамического, гидравлического, температуры металла, прочности труб, интенсивности золового изно са труб, коррозии и др.

3.Список используемой литературы

1. Липов Ю.М. Тепловой расчёт парового котла. -Ижевск: НИЦ «Регулярная и Хаотическая динамика», 2001г
2. Тепловой расчёт котлов (Нормативный метод). -СПб: НПО ЦКТИ, 1998г
3. Технические условия и инструкция по эксплуатации парового котла ТГМ-84.

Скачать: У вас нет доступа к скачиванию файлов с нашего сервера.

Типовая энергетическая характеристика котла ТГМ-96Б отражает технически достижимую экономичность котла. Типовая энергетическая характеристика может служить основой для составления нормативных характеристик котлов ТГМ-96Б при сжигании мазута.

МИНИСТЕРСТВО ЭНЕРГЕТИКИ И ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ СССР

ГЛАВНОЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ
ЭНЕРГОСИСТЕМ

ТИПОВАЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
КОТЛА ТГМ-96Б ПРИ СЖИГАНИИ МАЗУТА

Москва 1981

Настоящая Типовая энергетическая характеристика разработана Союзтехэнерго (инж. Г.И. ГУЦАЛО)

Типовая энергетическая характеристика котла ТГМ-96Б составлена на базе тепловых испытаний, проведенных Союзтехэнерго на Рижской ТЭЦ-2 и Средазтехэнерго на ТЭЦ-ГАЗ, и отражает технически достижимую экономичность котла.

Типовая энергетическая характеристика может служить основой для составления нормативных характеристик котлов ТГМ-96Б при сжигании мазута.

Приложение

. КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОБОРУДОВАНИЯ КОТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКИ

1.1 . Котел ТГМ-96Б Таганрогского котельного завода - газомазутный с естественной циркуляцией и П-образной компоновкой, предназначен для работы с турбинами T -100/120-130-3 и ПТ-60-130/13. Основные расчетные параметры котла при работе на мазуте приведены в табл. .

По данным ТКЗ, минимально допустимая нагрузка котла по условию циркуляции составляет 40 % номинальной.

1.2 . Топочная камера имеет призматическую форму и в плане представляет собой прямоугольник с размерами 6080×14700 мм. Объем топочной камеры - 1635 м 3 . Тепловое напряжение топочного объема составляет 214 кВт/м 3 , или 184 · 10 3 ккал/(м 3 · ч). В топочной камере размещены испарительные экраны и на фронтовой стене радиационный настенный пароперегреватель (РНП). В верхней части топки в поворотной камере размещен ширмовый пароперегреватель (ШПП). В опускной конвективной шахте расположены последовательно по ходу газов два пакета конвективного пароперегревателя (КПП) и водяной экономайзер (ВЭ).

1.3 . Паровой тракт котла состоит из двух самостоятельных потоков с перебросом пара между сторонами котла. Температура перегретого пара регулируется впрыском собственного конденсата.

1.4 . На фронтовой стене топочной камеры расположены четыре двухпоточные газомазутные горелки ХФ ЦКБ-ВТИ. Горелки установлены в два яруса на отметках -7250 и 11300 мм с углом подъема к горизонту 10°.

Для сжигания мазута предусмотрены паромеханические форсунки «Титан» номинальной производительностью 8,4 т/ч при давлении мазута 3,5 МПа (35 кгс/см 2). Давление пара на продувку и распыл мазута рекомендовано заводом 0,6 МПа (6 кгс/см 2). Расход пара на форсунку составляет 240 кг/ч.

1.5 . Котельная установка укомплектована:

Двумя дутьевыми вентиляторами ВДН-16-П производительностью с запасом 10 % 259 · 10 3 м 3 /ч, давлением с запасом 20 % 39,8 МПа (398,0 кгс/м 2), мощностью 500/250 кВт и частотой вращения 741/594 об/мин каждой машины;

Двумя дымососами ДН-24×2-0,62 ГМ производительностью с запасом 10 % 415 · 10 3 м 3 /ч, давлением с запасом 20 % 21,6 МПа (216,0 кгс/м 2), мощностью 800/400 кВт и частотой вращения 743/595 об/мин каждой машины.

1.6 . Для очистки конвективных поверхностей нагрева от отложений золы проектом предусмотрена дробевая установка, для очистки РВП - водная обмывка и обдувка паром из барабана со снижением давления в дросселирующей установке. Продолжительность обдувки одного РВП 50 мин.

. ТИПОВАЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА КОТЛА ТГМ-96Б

2.1 . Типовая энергетическая характеристика котла ТГМ-96Б ( рис. , , ) составлена на основании результатов тепловых испытаний котлов Рижской ТЭЦ-2 и ТЭЦ ГАЗ в соответствии с инструктивными материалами и методическими указаниями по нормированию технико-экономических показателей котлов. Характеристика отражает среднюю экономичность нового котла, работающего с турбинами T -100/120-130/3 и ПТ-60-130/13 при нижеприведенных условиях, принятых за исходные.

2.1.1 . В топливном балансе электростанций, сжигающих жидкое топливо, большую часть составляет высокосернистый мазут M 100. Поэтому характеристика составлена на мазут M 100 (ГОСТ 10585-75 ) с характеристиками: A P = 0,14 %, W P = 1,5 %, S P = 3,5 %, (9500 ккал/кг). Все необходимые расчеты выполнены на рабочую массу мазута

2.1.2 . Температура мазута перед форсунками принята 120 ° C (t тл = 120 °С) исходя из условий вязкости мазута M 100, равной 2,5° ВУ, согласно § 5.41 ПТЭ.

2.1.3 . Среднегодовая температура холодного воздуха (t x .в. ) на входе в дутьевой вентилятор принята равной 10 ° C , так как в основном котлы ТГМ-96Б находятся в климатических районах (Москва, Рига, Горький, Кишинев) со среднегодовой температурой воздуха, близкой к этой температуре.

2.1.4 . Температура воздуха на входе в воздухоподогреватель (t вп ) принята равной 70 ° C и постоянной при изменении нагрузки котла, согласно § 17.25 ПТЭ.

2.1.5 . Для электростанций с поперечными связями температура питательной воды (t п.в ) перед котлом принята расчетной (230 °С) и постоянной при изменении нагрузки котла.

2.1.6 . Удельный расход тепла нетто на турбоустановку принят 1750 ккал/(кВт. ч), по данным тепловых испытаний.

2.1.7 . Коэффициент теплового потока принят изменяющимся с нагрузкой котла от 98,5 % при номинальной нагрузке до 97,5 % при нагрузке 0,6 D ном .

2.2 . Расчет нормативной характеристики проведен в соответствии с указаниями «Теплового расчета котельных агрегатов (нормативный метод)», (М.: Энергия, 1973).

2.2.1 . Коэффициент полезного действия брутто котла и потери тепла с уходящими газами подсчитаны в соответствии с методикой, изложенной в книге Я.Л. Пеккера «Теплотехнические расчеты по приведенным характеристикам топлива» (М.: Энергия, 1977).

где

здесь

α ух = α " вэ + Δα тр

α ух - коэффициент избытка воздуха в уходящих газах;

Δα тр - присосы в газовый тракт котла;

Т ух - температура уходящих газов за дымососом.

В расчет заложены значения температур уходящих газов, измеренные в опытах тепловых испытаний котла и приведенные к условиям построения нормативной характеристики (входные параметры t x в , t " кф , t п.в ).

2.2.2 . Коэффициент избытка воздуха врежимной точке (за водяным экономайзером) α " вэ принят равным 1,04 на номинальной нагрузке и изменяющимся до 1,1 на 50 %-ной нагрузке по данным тепловых испытаний.

Снижение расчетного (1,13) коэффициента избытка воздуха за водяным экономайзером до принятого в нормативной характеристике (1,04) достигается правильным ведением топочного режима согласно режимной карте котла, соблюдением требований ПТЭ в отношении присосов воздуха в топку и в газовый тракт и подбором комплекта форсунок.

2.2.3 . Присосы воздуха в газовый тракт котла на номинальной нагрузке приняты равными 25 %. С изменением нагрузки присосы воздуха определяются по формуле

2.2.4 . Потери тепла от химической неполноты сгорания топлива (q 3 ) приняты равными нулю, так как во время испытаний котла при избытках воздуха, принятых в Типовой энергетической характеристике, они отсутствовали.

2.2.5 . Потери тепла от механической неполноты сгорания топлива (q 4 ) приняты равными нулю согласно «Положению о согласовании нормативных характеристик оборудования и расчетных удельных расходов топлива» (М.: СЦНТИ ОРГРЭС, 1975).

2.2.6 . Потери тепла в окружающую среду (q 5 ) при испытаниях не определялись. Они рассчитаны в соответствии с «Методикой испытаний котельных установок» (М.: Энергия, 1970) по формуле

2.2.7 . Удельный расход электроэнергии на питательный электронасос ПЭ-580-185-2 рассчитывался с использованием характеристики насоса, принятой из технических условий ТУ-26-06-899-74.

2.2.8 . Удельный расход электроэнергии на тягу и дутье рассчитан по расходам электроэнергии на привод дутьевых вентиляторов и дымососов, измеренным при проведении тепловых испытаний и приведенный к условиям (Δα тр = 25 %), принятым при составлении нормативной характеристики.

Установлено, что при достаточной плотности газового тракта (Δα ≤ 30 %) дымососы обеспечивают номинальную нагрузку котла на низкой частоте вращения, но без какого-либо запаса.

Дутьевые вентиляторы на низкой частоте вращения обеспечивают нормальную работу котла до нагрузок 450 т/ч.

2.2.9 . В суммарную электрическую мощность механизмов котельной установки включены мощности электроприводов: питательного электронасоса, дымососов, вентиляторов, регенеративных воздухоподогревателей (рис. ). Мощность электродвигателя регенеративного воздухоподогревателя принята по паспортным данным. Мощности электродвигателей дымососов, вентиляторов и питательного электронасоса определены во время тепловых испытаний котла.

2.2.10 . Удельный расход тепла на нагрев воздуха в калориферной установке подсчитан с учетом нагрева воздуха в вентиляторах.

2.2.11 . В удельный расход тепла на собственные нужды котельной установки включены потери тепла в калориферах, КПД которых принят 98 %; на паровую обдувку РВП и потери тепла с паровой продувкой котла.

Расход тепла на паровую обдувку РВП рассчитывался по формуле

Q обд = G обд · i обд · τ обд · 10 -3 МВт (Гкал/ч )

где G обд = 75 кг/мин в соответствии с «Нормами расхода пара и конденсата на собственные нужды энергоблоков 300, 200, 150 МВт» (М.: СЦНТИ ОРГРЭС, 1974);

i обд = i нас. пара = 2598 кДж/кг (ккал/кг)

τ обд = 200 мин (4 аппарата с продолжительностью обдувки 50 мин при включении в течение суток).

Расход тепла с продувкой котла подсчитывался по формуле

Q прод = G прод · i к.в · 10 -3 МВт (Гкал/ч )

где G прод = PD ном 10 2 кг/ч

P = 0,5 %

i к.в - энтальпия котловой воды;

2.2.12 . Порядок проведения испытаний и выбор средств измерений, применяемых при испытаниях, определялись «Методикой испытаний котельных установок» (М.: Энергия, 1970).

. ПОПРАВКИ К НОРМАТИВНЫМ ПОКАЗАТЕЛЯМ

3.1 . Для приведения основных нормативных показателей работы котла к измененным условиям его эксплуатации в допустимых пределах отклонения значений параметров даны поправки в виде графиков и цифровых значений. Поправки к q 2 в виде графиков приведены на рис. , . Поправки к температуре уходящих газов приведены на рис. . Кроме перечисленных, приведены поправки на изменение температуры подогрева мазута, подаваемого в котел, и на изменение температуры питательной воды.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Уральский государственный технический университет - УПИ

Имени первого президента России Б.Н. Ельцина» -

филиал в г. Среднеуральске

СПЕЦИАЛЬНОСТЬ: 140101

ГРУППА: ТЭС -441

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

ТЕПЛОВОЙ РАСЧЁТ КОТЕЛЬНОГО АГРЕГАТА ТГМ - 96

ПО ДИСЦИПЛИНЕ “Котельные установки ТЭС”

Преподаватель

Свалова Нина Павловна

Кашурин Антон Вадимович

г. Среднеуральск

1.Задание на курсовой проект

2. Краткая характеристика и параметры котла ТГМ-96

3. Коэффициенты избытка воздуха, объёмы и энтальпии продуктов сгорания

4. Тепловой расчёт котельного агрегата:

4.1 Тепловой баланс и расчёт топлива

4.2 Регенеративный воздухоподогреватель

а. холодная часть

б. горячая часть

4.4 Выходные ширмы

4.4 Входные ширмы

Список используемой литературы

1. Задание на курсовой проект

Для расчета принят барабанный котельный агрегат ТГМ - 96.

Исходные данные задания

Параметры котла ТГМ - 96

· Паропроизводительность котла - 485 т/ч

· Давление перегретого пара на выходе из котла- 140 кгс/см 2

· Температура перегретого пара- 560 єС

· Рабочее давление в барабане котла - 156 кгс/см 2

· Температура питательной воды на вход в котел - 230єС

· Давление питательной воды на вход в котел - 200 кгс/см 2

· Температура холодного воздуха на входе в РВП - 30єС

2 . Описание тепловой схемы

Питательной водой котла является конденсат турбин. Который конденсатным насосом последовательно через основные эжектора, эжектор уплотнений, сальниковый подогреватель, ПНД-1, ПНД-2, ПНД-3 и ПНД-4 нагревается до температуры 140-150°С и подается в деаэраторы 6 ата. В деаэраторах происходит отделение растворенных в конденсате газов (деаэрация) и дополнительный нагрев до температуры примерно 160-170°С. Затем конденсат из деаэраторов самотеком подается на всас питательных насосов, после которых происходит подъем давления до 180-200 кгс/смІ и питательная вода через ПВД-5, ПВД-6, и ПВД-7 подогретая до температуры 225-235°С подается на сниженный узел питания котла. За регулятором питания котла давление садится до 165 кгс/смІ и подаётся в водяной экономайзер.

Питательная вода через 4 камеры D 219х26 мм поступает в подвесные трубы D 42х4,5 мм ст.20, расположенные с шагом 83 мм по 2 ряда в каждой половине газохода. Выходные камеры подвесных труб расположены внутри газохода, подвешены на 16 трубах D 108х11 мм ст.20 Из камер вода 12 трубами D 108х11 мм подводится к 4 конденсаторам и далее к панели настенного экономайзера. Одновременно происходит переброс потоков с одной стороны на другую. Панели выполнены из труб D28х3,5 мм ст.20 и экранируют боковые стены и скатповоротной камеры.

Вода проходит двумя параллельными потоками через верхние и нижние панели, направляется во входные камеры конвективного экономайзера.

Конвективный экономайзер состоит из верхнего и нижнего пакетов, нижняя часть выполнена в виде змеевиков из труб диаметром 28х3,5 мм ст. 20, расположенных в шахматном порядке с шагом 80х56 мм. Он состоит из 2 частей, расположенных в правом и левом газоходах. Каждая часть состоит из 4 блоков (2 верхних и 2нижних). Движение воды и дымовых газов в конвективном экономайзере противоточное. При работе на газе экономайзер имеет 15% кипения. Отделение пара, образующегося в экономайзере, (экономайзер имеет 15% кипения при работе на газе) происходит в специальном пароотделительном коробе с лабиринтовым гидрозатвором. Через отверстие в коробе постоянное количество питательной воды, независимо от нагрузки, вместе с паром подается в объем барабана под промывочные щиты. Сброс воды с промывочных щитов осуществляется с помощью сливных коробов.

Пароводяная смесь из экранов по пароотводящим трубам поступает в раздающие короба, а затем в вертикальные сепарационные циклоны, где происходит первичная сепарация. В чистом отсеке установлено 32 двоенных и 7 одиночных циклонов, в солевом 8 - по 4 на каждую сторону. Во избежание попадания пара из циклонов в опускные трубы под всеми циклонами установлены короба. Вода, отделившаяся в циклонах, стекает вниз в водяной объем барабана, а пар вместе с некоторым количеством влаги поднимается вверх, пройдя мимо отражательной крышки циклона поступает в промывочное устройство, которое состоит из горизонтальных дырчатых щитов, на которые подается 50% питательной воды. Пар, пройдя через слой промывочного устройства отдает ей основное количество содержащихся в нем кремниевых солей. После промывочного устройства пар проходит через жалюзийный сепаратор и дополнительно очищается от капелек влаги, а затем через дырчатый потолочный щит, выравнивающий поле скоростей в паровом пространстве барабана, поступает в пароперегреватель.

Все элементы сепарации выполнены разборными и крепятся клиньями, которые прихватываются сваркой к деталям сепарации.

Средний уровень воды в барабане ниже середины среднего водомерного стекла на 50 мм и на 200 мм ниже геометрического центра барабана. Верхний допустимый уровень +100мм, нижний допустимый - 175 мм по водомерному стеклу.

Для подогрева тела барабана во время растопки и расхолаживания при останове котла в нем смонтировано специальное устройство по проекту УТЭ. Пар в это устройство подается от соседнего работающего котла.

Насыщенный пар из барабана с температурой 343оС поступает в 6 панелей радиационного пароперегревателя и нагревается до температуры 430оС, после чего в 6 панелях потолочного пароперегревателя нагревается до 460-470оС.

В первом пароохладителе температура пара снижается до 360-380оС. Перед первыми пароохладителями поток пара разделяется на два потока, а после них для выравнивания температурной развертки левый поток пара перебрасывается в правую сторону, а правый - в левую. После переброса каждый поток пара поступает в 5 входных холодных ширм, за ними в 5 выходных холодных ширм. В этих ширмах пар движется противотоком. Далее прямотоком пар поступает в 5 горячих входных ширм, за ними в 5 выходных горячих ширм. Холодные ширмы расположены с боков котла, горячие - в центре. Уровень температуры пара в ширмах 520-530оС.

Далее по 12 пароперепускным трубам D 159х18 мм ст.12Х1МФ пар поступает во входной пакет конвективного пароперегревателя, где нагревается до 540-545оС. В случае повышения температуры выше указанной вступает в работу второй впрыск. Далее по перепускному трубопроводу D 325х50 ст. 12Х1МФ поступает в выходной пакет КПП, где прирост температуры составляет 10-15оС. После него пар поступает в выходной коллектор КПП, который в сторону фронта котла переходит в главный паропровод, а на заднем участке смонтированы по 2 главных рабочих предохранительных клапана.

Для удаления растворенных в котловой воде солей производят непрерывную продувку из барабана котла, регулирование величины непрерывной продувки производят по заданию начальника смены химцеха. Для удаления шлама из нижних коллекторов экранов производят периодическую продувку нижних точек. Для предупреждения образования в котле кальциевой накипи производить фосфатирование котловой воды.

Количество вводимого фосфата регулируется старшим машинистом по заданию начальника смены химцеха. Для связывания свободного кислорода и образования пассивирующей (защитной) пленки на внутренних поверхностях котловых труб производить дозирование гидразина в питательную воду, поддерживая его избыток 20-60 мкг/кг. Дозирование гидразина в питательную воду производит персонал турбинного отделения по заданию начальника смены химцеха.

Для утилизации тепла непрерывной продувки котлов П оч. установлены 2 последовательно включенных расширителя непрерывной продувки.

Расширитель 1 ст. имеет объем 5000 л и рассчитан на давление 8 ата с температурой 170оС, выпар направлен в коллектор греющего пара 6 ата, сепарат через конденсационный горшок в расширитель П оч.

Расширитель П ст. имеет объем 7500 л и рассчитан на давление в 1,5 ата с температурой среды 127оС, выпар направлен в НДУ и подключен параллельно выпару расширителей дренажей и трубопроводу редуцированного пара растопочной РОУ. Сепарат расширителя направлен через гидрозатвор высотой 8 м в канализацию. Подача дренажа расширителей П ст. в схему запрещается! Для аварийного слива с котлов П оч. и продувки нижних точек этих котлов в КТЦ-1 установлены 2 параллельно включенных расширителя объемом 7500 л каждый и расчетным давлением 1,5 ата. Выпар каждого расширителя периодической продувки по трубопроводам диаметром 700 мм без запорной арматуры направлен в атмосферу и выведен на крышу котельного цеха. Отделение пара, образующегося в экономайзере, (экономайзер имеет 15% кипения при работе на газе) происходит в специальном пароотделительном коробе с лабиринтовым гидрозатвором. Через отверстие в коробе постоянное количество питательной воды, независимо от нагрузки, вместе с паром подается в объем барабана под промывочные щиты. Сброс воды с промывочных щитов осуществляется с помощью сливных коробов

3 . Коэффициенты избытка воздуха, объёмы и энтальпии продуктов сгорания

Расчетная характеристика газообразного топлива (табл. II)

Коэффициенты избытка воздуха по газоходам:

· Коэффициент избытка воздуха на выходе из топки:

т = 1,0 + ? т =1,0 + 0,05 = 1,05

· ?Коэффициент избытка воздуха за КПП:

КПП = т + ? КПП = 1,05 + 0,03 =1,08

· Коэффициент избытка воздуха за ВЭ:

ВЭ = КПП + ? ВЭ =1,08 + 0,02 =1,10

· Коэффициент избытка воздуха за РВП:

РВП = ВЭ + ? РВП =1,10 + 0,2 = 1,30

Характеристика продуктов горения

· Теоретическое количество воздуха

V° = 0,0476 (0,5CО + 0,575Н 2 О +1,5H 2 S + У(m + n/4)C m H n - O P)

· Теоретический объем азота

· Теоретический объем водяных паров

· Объем трехатомных газов

Энтальпии продуктов сгорания (J - таблица).

4.Тепл овой расчёт котельного агрегата

4.1 Тепловой баланс и расчёт топлива

4.2 Реге неративный воздухоподогреватель

вп=330°С tгв=260°С

Јвп=1400 ккал/нм 3 Јгв=806 ккал/нм 3

хч=159°С tпр=67°С

Јхч=663 ккал/нм 3

Јпр=201,67 ккал/нм 3

ух=120°С tхв=30°С

Јхв=90,3ккал/нм 3

Јух=533 ккал/нм 3

4.3 Топка

4.4 Горячие ш ирмы

Значения Q тш и Q

а Q т доп и Q

4.4 Холодные ш ирмы

Значения Q тш и Q бш различаются не более чем на 2%,

а Q т доп и Q б доп - меньше чем на 10%, что допустимо.

Список используемой литературы

Тепловой расчёт котельных агрегатов. Нормативный метод. М.: Энергия, 1973, 295 с.

Ривкин С.Л., Александров А. А. Таблицы термодинамических свойств воды и водяного пара. М.: Энергия, 1975 г.

Фадюшина М.П. Тепловой расчёт котельных агрегатов: Методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине “Котельные установки и парогенераторы” для студентов очного обучения специальности 0305 - Тепловые электрические станции. Свердловск: УПИ им. Кирова,1988, 38 с.

Фадюшина М.П. Тепловой расчёт котельных агрегатов. Методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине “Котельные установки и парогенераторы”. Свердловск,1988, 46 с.

Подобные документы

Характеристика котла ТП-23, его конструкция, тепловой баланс. Расчет энтальпий воздуха и продуктов сгорания топлива. Тепловой баланс котельного агрегата и его коэффициент полезного действия. Расчет теплообмена в топке, поверочный тепловой расчёт фестона.

курсовая работа , добавлен 15.04.2011


Конструктивные характеристики котельного агрегата, схема топочной камеры, ширмового газохода и поворотной камеры. Элементарный состав и теплота сгорания топлива. Определение объёма и парциальных давлений продуктов сгорания. Тепловой расчёт котла.

курсовая работа , добавлен 05.08.2012


Тепловая схема котельного агрегата Е-50-14-194 Г. Расчёт энтальпий газов и воздуха. Поверочный расчёт топочной камеры, котельного пучка, пароперегревателя. Распределение тепловосприятий по пароводяному тракту. Тепловой баланс воздухоподогревателя.

курсовая работа , добавлен 11.03.2015


Расчетные характеристики топлива. Расчёт объема воздуха и продуктов сгорания, КПД, топочной камеры, фестона, пароперегревателя I и II ступеней, экономайзера, воздухоподогревателя. Тепловой баланс котельного агрегата. Расчёт энтальпий по газоходам.

курсовая работа , добавлен 27.01.2016


Перерасчет количества теплоты на паропроизводительность парового котла. Расчет объема воздуха, необходимого для сгорания, продуктов полного сгорания. Состав продуктов сгорания. Тепловой баланс котельного агрегата, коэффициент полезного действия.

контрольная работа , добавлен 08.12.2014


Описание котельного агрегата ГМ-50–1, газового и пароводяного тракта. Расчет объемов и энтальпий воздуха и продуктов сгорания для заданного топлива. Определение параметров баланса, топки, фестона котельного агрегата, принципы распределения теплоты.

курсовая работа , добавлен 30.03.2015


Описание конструкции и технических характеристик котельного агрегата ДЕ-10-14ГМ. Расчет теоретического расхода воздуха и объемов продуктов сгорания. Определение коэффициента избытка воздуха и присосов по газоходам. Проверка теплового баланса котла.

курсовая работа , добавлен 23.01.2014


Характеристика котла ДЕ-10-14ГМ. Расчет объемов продуктов сгорания, объемных долей трехатомных газов. Коэффициент избытка воздуха. Тепловой баланс котельного агрегата и определение расхода топлива. Расчет теплообмена в топке, водяного экономайзера.

курсовая работа , добавлен 20.12.2015


Расчет объемов и энтальпии воздуха и продуктов сгорания. Расчетный тепловой баланс и расход топлива котельного агрегата. Проверочный расчет топочной камеры. Конвективные поверхности нагрева. Расчет водяного экономайзера. Расход продуктов сгорания.

курсовая работа , добавлен 11.04.2012


Виды топлива, его состав и теплотехнические характеристики. Расчет объема воздуха при горении твердого, жидкого и газообразного топлива. Определение коэффициента избытка воздуха по составу дымовых газов. Материальный и тепловой баланс котельного агрегата.