Стационарные паровые и водогрейные котлы

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ  БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ "МУРМАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ  УНИВЕРСИТЕТ"

 

 

 

 

Кафедра Энергетики и Транспорта

 

 

Курсовой проект

 «Стационарные паровые и водогрейные котлы»

 

Специальность «Энергообеспечение предприятий»

Политехнический факультет

3 Курс

Группа ЭП-301(2)

Шифр 259.10

Вариант 28

 

 

 

 

 

Выполнила: студентка  Сафина Д.К.

 подпись __________, дата_________

 

Проверил: доцент Пантилеев С.П.

подпись __________, дата_________

 

 

 

Мурманск 2013 

Содержание.

 

Задание на курсовое проектирование……………………………………3

1. Описание котельного агрегата………………………………………..4
2. Расчет топлива по воздуху и продуктам сгорания

 и построение I-t диаграммы………………………………………....12

3. Тепловой расчет
1. Предварительный тепловой баланс………………………….17
2. Расчет теплообмена в топке…………………………………..19
3. Расчет теплообмена в конвективной испарительной

поверхности……………………………………………………22

4. Окончательный тепловой баланс котла……………………..28
4. Графическая часть……………………………………………………29
5. Список литературы------------------------------------------------------------30

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задание на курсовое проектирование

 

№	Параметры	Значения
1	Вид топлива	Уголь каменный, длиннопламенный  орех
2	Паропроизводительность, т/ч	10
3	Рабочее давление пара на выходе, МПа	1,3
4	Температура пара, С	194
5	Габаритные размеры, м: Длина	9775
	Ширина	5715
	Высота	7110
6	Масса котла в объеме заводской  поставки, кг	16531
7	Топочное устройство	ПМЗ-РПК
8	Питательный экономайзер	Чугунный ВЭ-XII-16 п
9	Дутьевой вентилятор	ВД-8
10	Дымосос	Д-10
11	Воздухоподогреватель	ВП-233
11	Золоуловитель	Батарейный циклон БЦ-2-4*(3+2)
11	Расчетный КПД на каменном угле, %	86

1. Описание котельного агрегата

Паровой котёл ДКВр-10-13 С  двухбарабанный, вертикально-водотрубныей предназначен для выработки насыщенного или слабоперегретого пара, идущего на технологические нужды промышленного предприятия, в системы отопления, вентиляции и горячего водоснабжения.

Внешний вид котла представлен на рис. 1, технические характеристики и возможная комплектация приведены в табл. 1.

 

 

 

 

 

 

Рис. 1.  Котел паровой  ДКВр-10-13 С с топкой ПМЗ-РПК

Таблица 1.1 Технические характеристики и возможная схема комплектации.

 

 

Топочная камера для исключения затягивания пламени в конвективный пучок и уменьшения потерь с уносом и химическим недожогом разделяются  шамотной перегородкой на собственно топку и камеру догорания. В котлах паропроизводительностью 10 т/ч и более перед шамотной перегородкой установлен задний экран. Камера догорания отделяется от конвективного пучка шамотной перегородкой, устанавливаемой между первым и вторым рядами кипятильных труб, вследствие чего первый ряд труб конвективного пучка является одновременно и задним экраном камеры догорания. Внутри конвективного пучка устанавливается чугунная перегородка, разделяющая его на первый и второй газоходы.

Рис. 3.5. Схема движения продуктов  горения в котлах ДКВР: Т – топливо; В – воздух;   ПГ – продукты горения

 

Ход движения продуктов горения  топлива в котле схематично показан  на рис. 3.5. Дымовые газы из топки  выходят через окно, расположенное  в правом углу стенки топки, и поступают  в камеру догорания. Затем они  проходят последовательно первый и  второй газоходы конвективного пучка. После этого дымовые газы выходят  из котла через специальное окно, расположенное с левой стороны  в задней стенке котла.

Внутри котельного пучка  имеется чугунная перегородка которая делит пучок на первый и второй газоходы и обеспечивает горизонтальный разворот газов в пучке при поперечном омывание труб.

Вход газов из топки  в камеру догорания и выход  газов из котла - асимметричные.

При наличие пароперегревателя часть кипятильных труб не устанавливается; пароперегреватели размещаются в первом газоходе после второго-третьего рядов кипятильных труб. Котлы имеют два барабана - верхний (длинный) и нижний (короткий) - и трубную систему. Для осмотра барабанов и установки в них устройств, а также для чистки труб шарошками на днищах имеются овальные лазы размером 325х400 мм.

Барабаны котла ДКВр-10-13 С, рабочим давлением 1,4 или 2,4 МПа, изготавливается из стали 16ГС, 09Г2С, стенка толщиной 13 или 20 мм соответственно. Контроль качества продукции, обеспечивается за счёт провидения ультразвуковой диагностики сварных швов барабана. На котёл ДКВр-10-13 С выдаётся  паспорт, присваивается заводской номер котла. Прилагается сертификаты и разрешения на применение выданное "Федеральной службой по экологическому, технологическому и атомному надзору ". Экраны и кипятильные пучки котлов выполнены из стальных бесшовных труб. Для удаления шламов в котлах имеются торцевые лючки на нижних камерах экранов, для периодической продувки камер имеются штуцера Ø 32х3 мм.

Пароперегреватели котлов типа ДКВр, расположенные в первом по ходу газов газоходе, унифицированы по профилю для котлов одинаковых давлений и отличаются для котлов разной производительности лишь числом параллельных змеевиков.

Пароперегреватели - одноходовые по пару - обеспечивают получение перегретого пара без применения пароохладителей. Камера перегретого пара крепится к верхнему барабану; одна опора этой камеры делается неподвижной, а другая - подвижной.

Котлы имеют следующую циркуляционную схему: питательная вода поступает в верхний барабан по двум питательным линиям, откуда по слабообогреваемым трубам конвективного пучка поступает в нижний барабан. Питание экранов производится необогреваемыми трубами из верхнего и нижнего барабанов. Фронтовой экран котла ДКВр-10 питается водой из опускных труб верхнего барабана, задний экран - из опускных труб нижнего барабана. Пароводяная смесь из экранов и подъемных труб пучка поступает в верхний барабан.

Угольный паровой котёл ДКВр 10-13 С снабжен внутрибарабанным паросепарационным устройствам для получения пара.

Угольный котёл ДКВр 10-13 С поставка которого может осуществляться одним транспортабельным блоком и в разобранном виде, имеют опорную раму сварной конструкции, выполненную из стального проката. Котлы типа ДКВр 10 опорной рамы не имеют. Неподвижной, жестко закрепленной точкой котла является передняя опора нижнего барабана. Остальные опоры нижнего барабана и камер боковых экранов выполнены скользящими. Камеры фронтового и заднего экранов крепятся кронштейнами к обдувочному каркасу. Камеры боковых экранов крепятся к опорной раме.

Котел снабжен контрольно-измерительными приборами и необходимой арматурой. На котлах типа ДКВр устанавливается следующая арматура: предохранительные клапаны, манометры и трехходовые краны к ним; рамки указателей уровня со стеклами и запорными устройствами указателей уровня; запорные вентили и обратные клапаны питания котлов; запорные вентили продувки барабанов, камер экранов, регулятора питания и пароперегревателя; запорные вентили отбора насыщенного пара (для котлов без пароперегревателей); запорные вентили для отбора перегретого пара (для котлов с пароперегревателями); запорные вентили на линии обдувки и прогрева нижнего барабана при растопке котлов (для котлов ДКВр-10); вентили для спуска воды из нижнего барабана; запорные вентили на линии ввода химикатов; вентили для отбора проб пара. Для котлов типа ДКВр-10 поставляются также запорный и игольчатый вентили для непрерывной продувки верхнего барабана.

Для  обслуживания  газоходов   на  котлах устанавливается чугунная гарнитура.

Многочисленные испытания и  длительный опыт эксплуатации большого числа котлов ДКВр подтвердили их надежную работу на пониженном по сравнению с номинальным давлении. Минимальное допустимое давление (абсолютное) для угольного парового котла ДКВр 10-13 С  равно 0,7 МПа (7 кгс/см²). При более низком давлении значительно возрастает влажность вырабатываемого котлами пара, а при сжигании сернистых топлив (Sпр > 0,2%) наблюдается низкотемпературная коррозия. С уменьшением рабочего давления КПД котлоагрегата не уменьшается, что подтверждено сравнительными тепловыми расчетами котлов на номинальном и пониженном давлениях. Элементы котлов рассчитаны на рабочее давление 1,4 МПа (14 кгс/см²), безопасность их работы обеспечивается установленными на котле предохранительными клапанами.

С понижением давления в котлах до 0,7 МПа комплектация котлов экономайзерами не изменяется, так как в этом случае недогрев воды в питательных экономайзерах до температуры насыщения пара в котле составляет более 20°С, что удовлетворяет требованиям правил Госгортехнадзора.

1. Циркуляционная схема

 

Питательная вода поступает в верхний барабан  по двум питательным линиям, откуда по последним рядам труб кон вективного пучка поступает в нижний барабан. Питание экранов производится необогреваемыми трубами из верхнего и нижнего барабанов. Фронтовой экран котла ДКВр-10 питается водой из опускных труб верхнего барабана, задний экран – опускных труб нижнего барабана. Пароводяная смесь из экранов и подъемных труб пучка поступает в верхний барабан.

Все котлы снабжены внутрибарабанными паросепарационными устройствами для получения пара.

Котлы ДКВр-10 опорной рамы не имеют. Неподвижной, жестко закрепленной точкой котла является передняя опора нижнего барабана. Остальные опоры нижнего барабана и камер боковых экранов выполнены  скользящими. Камеры фронтового и заднего экранов крепятся кронштейнами к обдувочному каркасу. Камеры боковых экранов крепятся к опорной раме.

 

2. Арматура и КИП

 

Паровые котлы типа ДКВр снабжаются контрольно-измерительными приборами и необходимой арматурой:

• предохранительные клапаны;
• манометры и трехходовые краны к ним;
• рамки указателей уровня со стеклами и запорные устройства указателей уровня;
• запорные вентили и обратные клапаны питания котлов;
• запорные вентили продувки барабанов, камер экранов, регулятора питания и пароперегревателя;
• запорные вентили отбора насыщенного пара (для котлов без пароперегревателей);
• запорные вентили для отбора перегретого пара (для котлов с пароперегревателями);
• вентили для спуска воды из нижнего барабана;
• запорные вентили на линии ввода химикатов;
• вентили для отбора проб пара.

1.3. Корпус котла

 

Угольный паровой котёл ДКВр 10-13 С снабжен внутрибарабанным паросепарационным устройствам для получения пара.

Угольный котёл ДКВр 10-13 С поставка которого может осуществляться одним транспортабельным блоком и в разобранном виде, имеют опорную раму сварной конструкции, выполненную из стального проката. Котлы типа ДКВр 10 опорной рамы не имеют. Неподвижной, жестко закрепленной точкой котла является передняя опора нижнего барабана. Остальные опоры нижнего барабана и камер боковых экранов выполнены скользящими. Камеры фронтового и заднего экранов крепятся кронштейнами к обдувочному каркасу. Камеры боковых экранов крепятся к опорной раме.

1.4. Описание топочного устройства

 

Топки с пневмомеханическими  забрасывателями и решеткой с поворотными колосниками также относятся к классу факельно-слоевых полумеханических топочных устройств работают по принципу непрерывного заброса топлива на горящим слой. В них можно сжигать угли с содержанием мелочи размером 0—6 мм до 60%. Горение на решетке происходит в тонком слое (20—50 мм поверх шлаковой подушки). Мелкие фракции топлива отвеиваются и горят в топочном объеме. Вследствие интенсивного нижнего зажигания свежего топлива но всей площади решетки топки успешно работают на бурых углях с большой влажностью.

Процесс горения можно  автоматизировать установкой регуляторов  подачи топлива и воздуха,  также  регулятора величины разрежения газов  в топке.

Топка ПМЗ-РПК (рис 2.) состоит  из решетки с поворотными колосниками, одного пли нескольких забрасывателей, чугунного фронта, угольных ящиков и привода забрасывателей. Роторы забрасывателей соединяются между собой шарнирными муфтами и вращаются от электродвигателя через клиноременную передачу. При более чем трех забрасывателях применяются, два раздельных привода с левой и правой сторон.

В топках ПМЗ-РПК полностью  механизирована только одна операция обслуживания топочного процесса —  подача топлива па решетку. Удаление шлака требует применения ручного  труда и связано с прерыванием  горения на очищаемой секции. Топка  является полумеханической, однако вследствие особенностей топочного процесса удаление шлака не представляет больших затруднений, а необходимость шурования слоя практически исключается. Колосниковая решетка собирается на раме из швеллеров. В зависимости от размеров решетка состоит по ширине из одной, двух, трех или четырех секций, имеющих отдельные шлаковые бункера и отдельные модно и.1 воздуха (ширила секций 900, 1100, 1300 мм). Каждая секция по длине разделена на две группы поворотных колосников, имеющие самостоятельные приводы для поворота колосников. Такое разделение решетки облегчает чистку ее от шлака, а также позволяет не прерывать горение в топке. Сзади решетки на поперечных балках установлены неподвижные колосники. Промежуток между решеткой и фронтовыми плитами перекрыт чугунными плитами.¹