Тепловой расчет парового котла

применение  ступенчатого испарения KB с размещением солевого отсека в выносных циклонах, при высоком солесодержании питательной воды — ПВ (S_пв > 200 — 250 мг/кг) применение трехступенчатой схемы испарения KB;

снижение  солесодержания ПВ (применение обессоливания, увеличение возврата конденсата и т.д.).

 

2.6. Варианты реконструкции котлов

 

В результате реконструкции котла номинальная  паровая нагрузка была увеличена  до 100 т/ч (133% D_н). Реконструкция котла в основном заключалась в применении внутрибарабанных циклонов ОРГРЭС (с улиткой) вместо заводских циклонов (тангенциальных), имеющих более низкие удельные паровые нагрузки, а также в установке двух выносных циклонов диаметром 377x16 мм.

 

Котел БКЗ-75-39 (D_к = 75 т/ч). В результате реконструкции этих котлов номинальная нагрузка была увеличена до 90 т/ч (120% D_н) за счет установки в барабане циклонов АО "Фирма ОРГРЭС" (с улиткой) и перевода схемы ступенчатого испарения с двух- на трехступенчатую.

 

3.Тепловой расчет парового котла

3.1. Расчет толщины стенки экранной трубы

 

Исходные  данные:

• давление в барабане котла: ;
• температура насыщения в барабане котла: ;
• наружный диаметр и толщина стенки трубы: .

Экранная  труба является обогреваемым элементом  парового котла. Расчет проводим по правилам устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов.

Гидростатический  напор при расчете экранной трубы  не учитываем.

Материал  трубы выбирается по расчетному давлению и средней температуре стенки.

Средняя температура стенки:

 

.

 

Разность  температур по нормативному методу (между и ) .

По этим данным выбираем материал трубы: легированная сталь марки 15ГС

Нормативная документация:

• на трубы: ТУ 14-3-460-75;
• на сталь: ТУ 14-3-460-75.

Предельные  параметры:

• давление: не ограничено;
• температура: .

Номинальные допускающие напряжения выбираем по [3] для выбранной марки стали, расчетной температуры, и наработки часов:

.

Определяем  расчетную толщину стенки:

 

,

 

где – избыточное давление с учетом статического давления;

 – наружный диаметр трубы;

 – коэффициент прочности,  принимаем  ;

 – допускаемые номинальные  напряжения.

Прибавки  составят:

 – технологическая прибавка, выбираем по нормативной документации  на лист как минусовый допуск  на толщину листа(5% от S):

;

 – технологическая прибавка, учитывает утонение стенки от  деформации в процессе производства

;

 – эксплуатационная прибавка, которая учитывает коррозионный  износ внутренней стенки в  условиях эксплуатации; для тубы  с диаметром 60мм внутри которой  пароводяная смесь :

;

 – эксплуатационная прибавка, учитывающая коррозионный износ  наружной стенки; для обогреваемых  деталей принимается в зависимости  от соотношения между допустимой  предельной температурой (в данном  случае 450 ) и расчётной температурой внешней поверхности трубы(344 )

.

Сумма прибавок составит:

 

.

 

Определяем  толщину стенки:

 

.

 

Принимаем толщину стенки из стандартного типа ряда: .

 

3.2. Расчет толщины стенки трубы пароперегревателя

 

Исходные  данные:

• давление на входе в пароперегреватель: ;
• температура перегретого пара: ;
• температура загрязненной стенки трубы: ;
• наружный диаметр и толщина стенки трубы: ;

Труба пароперегревателя  является обогреваемым элементом парового котла. Расчет проводим по правилам устройства и безопасной эксплуатации паровых  и водогрейных котлов.

Материал  трубы выбирается по расчетному давлению и средней температуре стенки.

Средняя температура стенки:

 

.

 

По этим данным выбираем материал трубы: марка  стали 12Х1МФ.

Нормативная документация:

• на трубы: ТУ 14-3-460-75;
• на сталь: ТУ 14-3-460-75.

Предельные  параметры:

• давление: не ограничено;
• температура: .

Номинальные допускающие напряжения выбираем по [3] для выбранной марки стали, расчетной температуры, и наработки часов:

.

Определяем  расчетную толщину стенки:

 

,

 

где – избыточное давление с учетом статического давления;

 – наружный диаметр трубы;

 – коэффициент прочности,  принимаем  ;

 – допускаемые номинальные  напряжения.

Прибавки  составят:

; ; ; .

Сумма прибавок составит:

 

.

 

Определяем  толщину стенки:

 

.

Принимаем толщину стенки из стандартного типа ряда: .

3.3. Расчет толщины стенки трубы экономайзера

 

Исходные  данные:

• давление на входе в экономайзер: ;
• температура воды на выходе из экономайзера: ;
• наружный диаметр и толщина стенки трубы: .

Труба экономайзера является обогреваемым элементом парового котла. Расчет проводим по правилам устройства и безопасной эксплуатации паровых  и водогрейных котлов.

Материал  трубы выбирается по расчетному давлению и средней температуре стенки.

Температура стенки:

 

.

 

По этим данным выбираем материал трубы: марка  стали 20.

Нормативная документация:

• на трубы: ТУ 14-3-460-75;
• на сталь: ТУ 14-3-460-75.

Предельные  параметры:

• давление: не ограничено;
• температура: .

Номинальные допускающие напряжения выбираем по [3] для выбранной марки стали, расчетной температуры, и наработки часов:

.

Определяем  расчетную толщину стенки:

 

,

 

где – избыточное давление с учетом статического давления;

 – наружный диаметр трубы;

 – коэффициент прочности,  принимаем  ;

 – допускаемые номинальные  напряжения.

Прибавки  составят:

; ; ; .

Сумма прибавок составит:

 

.

 

Определяем  толщину стенки:

 

.

 

Принимаем толщину стенки из стандартного типа ряда: .

 

3.4. Расчет на прочность коллектора экранных труб

 

Исходные  данные.

• давление в барабане котла: ;
• температура насыщения в барабане котла: ;
• наружный диаметр и толщина стенки трубы: .

Коллектор ослаблен рядом труб установленных  в шахматном порядке, трубы размером , установлены с шагом

Коллектор экранных труб является необогреваемым элементом парового котла. Расчет проводим по Правилам устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных  котлов.

Т.к. деталь необогреваемая, то расчётная температура  стенки равна температуре среды

 

.

 

Расчётное давление равно избыточному давлению в коллекторе ,

где

- статическое давление создаваемое столбом жидкости в опускных трубах - т.к. высота котла составляет метров.

 

По этим данным выбираем материал трубы: марка  стали 20.

Нормативная документация:

• на трубы: ТУ 14-3-460-75;
• на сталь: ТУ 14-3-460-75.

Предельные  параметры:

• давление: не ограничено;
• температура: .

Номинальные допускающие напряжения выбираем по [3] для выбранной марки стали, расчетной температуры, и наработки часов:

.

Определяем  расчетную толщину стенки:

 

,

 

где – избыточное давление с учетом статического давления;

 – наружный диаметр трубы;

 – допускаемые номинальные  напряжения.

 – коэффициент прочности,  рассчитываемый по следующему  соотношению:

 

.

 

Прибавки  составят:

; ; ; .

Сумма прибавок составит:

 

.

 

Определяем  толщину стенки:

 

.

 

Принимаем толщину стенки из стандартного типа ряда: .

 

3.5. Расчет днища коллектора экранных труб

 

Толщина стенки плоского глухого днища рассчитывается по формуле:

 

,

где – коэффициент, учитывающий способ соединения плоского днища к коллектору, принимаем, что ;

 – вспомогательный коэффициент,  который определяется по номограмме  . Тогда .

 – коэффициент прочности,  , т.к. днище глухое;

 – внутренний диаметр коллектора;

 

.

 

 – вспомогательный коэффициент,  , т.к. днище без отверстия;

Принимаем толщину стенки из стандартного типа ряда: .

 

3.6. Расчет на прочность коллектора труб пароперегревателя

 

Исходные  данные:

• давление перегретого пара: ;
• температура перегретого пара котла: ;
• наружный диаметр и толщина стенки коллектора: .

Коллектор ослаблен рядом труб установленных  коридорно, трубы размером , установлены с шагом .

Коллектор является необогреваемым элементом  парового котла. Расчет проводим по Правилам устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов.

Т.к. деталь необогреваемая, то расчётная температура  стенки равна температуре среды

.

 

Расчётное давление равно избыточному давлению в коллекторе

 

 

 

Материал  коллектора выбираем по расчетному давлению и средней температуре стенки.

Выбираем  материал трубы: марка стали 12Х1МФ.

Нормативная документация:

• на трубы: ТУ 14-3-460-75;
• на сталь: ТУ 14-3-460-75.

Предельные  параметры:

• давление: не ограничено;
• температура: .

Номинальные допускающие напряжения выбираем по [3] для выбранной марки стали, расчетной температуры, и наработки часов:

.

Определяем  расчетную толщину стенки:

 

,

 

где – избыточное давление с учетом статического давления;

 – наружный диаметр трубы;

 – допускаемые номинальные  напряжения.

 – коэффициент прочности,  рассчитываемый по следующему  соотношению:

 

Прибавки  составят:

; ; ; .

Сумма прибавок составит:

 

.

 

Определяем  толщину стенки:

 

.

 

Принимаем толщину стенки из стандартного типа ряда: .

 

3.7. Расчет днища коллектора труб пароперегревателя

 

Толщина стенки плоского глухого днища рассчитывается по формуле: