Поверочный расчет парового котла бкз – 320 - 140 гм

Министерство образования  и науки

Российской Федерации

 

УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  АВИАЦИОННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

 

Кафедра авиационной  теплотехники и теплоэнергетики

 

 

 

 

 

 

ПОВЕРОЧНЫЙ  РАСЧЕТ

ПАРОВОГО  КОТЛА  БКЗ – 320 - 140  ГМ

Топливо - газ 

 

 

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовому проекту

по дисциплине “Котельные установки и парогенераторы”

 

 

 

Группа    ТЭС-406

 

Студент                   _____________      _____________       Носков А.В.

                                                        (подпись)                               (дата)                             (и., о., фамилия)

 

Консультант           _____________      _____________       Бурденко А. С.                                   

                                                        (подпись)                               (дата)                             (и., о., фамилия)

 

Принял                    _____________      _____________       Бурденко А. С.                                   

                                                        (подпись)                               (дата)                             (и., о., фамилия)

 

                                                         

                                                                                               

                                                                                                     

 

 

                                                            Уфа 2007

 

СОДЕРЖАНИЕ 

I.   КОНСТРУКЦИЯ КОТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКИ------------------------------------ 4

     1.1 Краткая характеристика  оборудования КУ---------------------------------------4

1.1.1 Общие положения--------------------------------------------------------------- 4

     1.1.2 Топка------------------------------------------------------------------------------- 5 1.1.3 Барабан и сепарационные устройства--------------------------------------- 5

1.1.4 Пароперегреватели-------------------------------------------------------------- 7

1.1.5 Регулирование температуры пара-------------------------------------------- 7

     1.1.6 Опускной газоход---------------------------------------------------------------- 8

     1.1.7 Узел питания котла-------------------------------------------------------------- 8

     1.1.8 Отбор  пара и воды--------------------------------------------------------------- 9

     1.1.9 Тягодутьевая  установка---------------------------------------------------------9

1.1.10 Регенеративный воздухоподогреватель---------------------------------- 10

1.2Пуск котла------------------------------------------------------------------------------ 10

1.3 Обслуживание котла во время  эксплуатации----------------------------------- 11

1.4 Порядок останова котла------------------------------------------------------------- 13

1.5 Перечень основных аварийных случаев----------------------------------------- 13

1.6 Требования по технике безопасности---------------------------------------------14

 

 

2. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ПАРОВОГО КОТЛА

2.1  Объёмы и энтальпии  воздуха и продуктов сгорания--------------------- 18

2.2  Экономичность работы парового  котла------------------------------------- 20

     2.3  Тепловой  расчет топочной камеры------------------------------------------- 22

     2.4  Расчет ширмового  пароперегревателя -------------------------------------- 23

     2.5  Расчет конвективного  перегревателя---------------------------------------- 26 

     2.6  Расчет водяного  экономайзера------------------------------------------------ 27

     2.7  Расчет РВП------------------------------------------------------------------------ 29

     2.8  Уточнение теплового  баланса------------------------------------------------- 30

     2.9  Заключение------------------------------------------------------------------------ 31

Список использованной литературы-------------------------------------------------- 32

                                                                   

 

 

         

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Котельный агрегат БКЗ-320/140 ГМ - однобарабанный вертикально-водотрубный, с естественной циркуляцией предназначен для получения пара высокого давления при сжигании газа (основное топливо) и мазута (резервное).

           Котел спроектирован для работы  со следующими параметрами:

 

Номинальная производительность:                                — 320 т/ч;

Минимальная производительность:

     при работе  на газе                                  — 180т/ч;

     при работе  на мазуте или на смеси газ-мазут           — 220т/ч;

Рабочее давление в барабане котла                                — 156 кгс/см²;

Давление перегретого пара:                                                    — 140 кгс/см²;

Температура перегретого  пара:                                    — 560 °С;

Температура питательной  воды:                                  — 230 °С.

 

Компоновка котлоагрегата выполнена по П-образной схеме. Топка является первым восходящим газоходом.

В верхнем горизонтальном газоходе расположена вторая, третья и четвертая  ступени пароперегревателя (соответственно ширмовый пароперегреватель, предвыходные и выходные микроблоки). В нисходящем газоходе расположены первая ступень пароперегревателя (холодный пакет) и две ступени водяного экономайзера. Подогрев воздуха осуществляется в двух регенеративных вращающихся воздухоподогревателях (РВП), вынесенных за пределы котла.

Водяной объем котла — 50 м³; паровой объем котла — 33 м³.

1.1. Топочная  камера.

Топочная камера открытого  типа, призматической формы, полностью  экранирована трубами Æ 60 х 6,0 мм. и Æ 60 х 5,5 мм. с шагом 64 мм. Нижняя часть экранов выполнена из труб Æ 60 х 5,5 мм.  сталь 12Х1МФ. Верхняя — из труб Æ 60 х 6,0 мм., сталь 20.

Топка в горизонтальном сечении  по осям труб противоположных экранов  имеет следующие размеры: 5440 х 12096 мм. Объем топочной камеры 945 м³.

Передний и задний экраны в нижней части образуют слабонаклонный, закрытый шамотным кирпичом под. Потолок топки и поворотной камеры экранированы трубами пароперегревателя. В верхней части трубы задней стены образуют аэродинамический выступ, который предназначен для улучшения аэродинамики газового потока на выходе из топки и частичной защиты ширм пароперегревателя от прямого излучения факела.

Экраны разделены на 18 самостоятельных  циркуляционных контуров. Экранные трубы  каждого контура входят в камеры Æ 273 х 35 мм. Камеры по воде и пару соединяются с барабаном котла опускными и пароотводящими трубами.

Подвод воды из барабана котла к нижним камерам экранов  осуществляется трубами Æ 133 х 13 мм., сталь 20. Пароводяная смесь из верхних камер фронтового и боковых экранов отводится в барабан трубами Æ 133 х 13 мм., сталь 20.

Для повышения надежности циркуляции, пароводяная смесь из задних боковых экранов отводится  трубами Æ 159 х 14 мм., сталь 20.

Пароотводящие трубы  заднего экрана, проходящие внутри газохода, выполнены из труб Æ 133 х 10 мм., сталь 12Х1МФ, и служат подвесками заднего экрана. Остальные топочные экраны с помощью специальных подвесок подвешены к потолочной раме каркаса котла.

При нагревании топочные экраны свободно расширяются вниз.

Жесткость и прочность  стен топки обеспечивается установленными по периметру топки горизонтальными поясами жесткости. Горизонтальные нагрузки от стен топочной камеры при случайных "хлопках" в топке воспринимаются основным каркасом котла через пояса жесткости и специальные скользящие крепления и упоры, не препятствующие тепловым расширениям экранов.

Топка оборудована 6 газомазутными  горелками, расположенными в два  яруса на фронтовой стене (по 3 горелки в каждом ярусе).

Подача распыленного мазута в топку осуществляется основными 6-ю мазутными форсунками механического распыливания производительностью по мазуту 3625 кг/час при давлении мазута до 30 кгс/см².

Производительность горелок  по газу 4100 нм³/час.

1.2. Барабан котла  и сепарационные устройства.

Барабаны котлов  сварной  конструкции внутренним диаметром 1600 мм,   толщиной стенки 90 мм выполнены из стали 16ГНМ.

Для обеспечения требуемого качества пара на котле применена  схема двухступенчатого испарения.

Первую ступень испарения (чистый отсек) составляют барабан с  фронтовым, задним и боковыми экранами, кроме задних половин передних боковых экранов, которые совместно с выносными циклонами составляют II ступень испарения. Каждый блок выносных циклонов состоит из двух камер Æ 426 х 36 мм. (сталь 20).

Сепарационные устройства I ступени испарения расположены  в барабане и представляют собой сочетание внутрибарабанных циклонов, барботажной промывки пара и дырчатых листов.

Вся питательная вода после водяного экономайзера поступает  в питательные короба барабана, половина ее из питательных коробов направляется на промывочные листы, протекает по ним и сливается в водяной объем барабана, другая половина сливается непосредственно в водяной объем барабана помимо промывочных листов.

Пароводяная смесь из экранов, включенных в I ступень испарения, поступает  во внутрибарабанные циклоны, где происходит отделение воды из пароводяной смеси. Вода, отсепарированная в циклонах, сливается в водяной объем барабана. Пар из циклонов поступает под промывочный дырчатый лист, поднимаясь вверх, проходит через слой питательной воды.

Дальнейшая сепарация  пара происходит в паровом объеме барабана. Осушенный пар проходит через пароприемный дырчатый лист, обеспечивающий равномерную по длине барабана работу парового объема, и затем направляется в пароперегреватель котла.

Сепарационными устройствами второй ступени испарения являются выносные циклоны. В верхней части циклона имеется перфорированный пароприемный потолок для выравнивания подъемной скорости пара по всему поперечному сечению циклона. В нижней части циклона расположена антикавитационная крестовина, препятствующая образованию воронок и захвату пара в опускные трубы. Подвод пароводяной смеси в циклон выполнен тангенциально по отношению к внутренней образующей циклона.

Средний эксплуатационный уровень воды в барабане на 200 мм ниже геометрической оси барабана. По условиям надежности циркуляции в котле и нормальной его работы без ухудшения качества пара, допускаемые отклонения уровня в барабане от среднего не должны превышать ± 50 мм от среднего. Барабаны котлов оборудованы двумя водоуказательными колонками. Предельно допустимый уровень в барабанах котлов составляет  ± 150 мм от среднего по водоуказательным колонкам.

Для обеспечения равномерного охлаждения тела барабана при остановах, а также  для равномерного разогрева при  растопках предусмотрена схема  подачи насыщенного пара от постороннего источника. Для предупреждения перепитки котла в барабане установлена труба аварийного слива.

Для ввода и раздачи  фосфатов внутри барабана имеется перфорированная  раздающая труба.

Для обеспечения нормального  солевого режима на котле предусмотрены:

а) линия снижения кратности  солесодержание по ступеням испарения 

Эта линия соединяет  водяной объем выносного циклона  с нижней камерой бокового переднего блока (чистый отсек) топочной камеры;

б) линия выравнивания солесодержания воды в правой и левой части второй ступени испарения. Эти линии соединяют водяной объем циклонов с нижней камеры противоположного соленого отсека;

г) линии непрерывной  продувки нижних камер солевых отсеков 

Циркуляционная схема  котла  предусматривает глубокое секционирование экранов на контуры, что повышает надежность циркуляции.

Экраны разбиты на 18 самостоятельных контуров циркуляции.

1.3. Пароперегреватель.

Пароперегреватель котла БКЗ-320-140 ГМ конструктивно выполнен четырехступенчатым. В верхнем горизонтальном газоходе расположена вторая, третья и четвертая ступени пароперегревателя, в нисходящем газоходе расположена первая ступень –  “холодный пакет”. В целях снижения общей стоимости пароперегревателя за счет сокращения веса высококачественных и наиболее дорогих марок сталей в котлоагрегатах отдельные элементы пароперегревателя выполнены из различных по качеству сталей. Каждая из них в своей рабочей зоне температуры и давления используется максимально и имеет небольшой запас прочности.

В пароперегревателях расчетная температура пара уже близка к предельной по условиям прочности металла. Металл змеевиков пароперегревателя работает в очень тяжелых температурных условиях, практически на пределе своих механических свойств. Надежная работа пароперегревателя обеспечивается в том случае, когда температура стенки трубы не превышает максимально допустимого значения по условиям прочности металла.