Питательный насос котла дквр 6.5.13. Паровые котлы типа дквр. конструкция и принцип работы

Паровые котлы типа ДКВР.

Рис. 7.17. Паровой котел ДКВР-6,5-13 :
I - топочная камера; 2- верхний барабан; 3 - манометр; 4- предохранительный клапан; 5- питательные трубопроводы; 6- сепарационное устройство; 7 - легкоплавкая пробка; 8 - камера догорания; 9 - перегородка; 10 - кипятильный пучок труб; 11 - трубопровод непрерывной продувки; 12 - обдувочное устройство; 13 - нижний барабан; 14 - трубопровод периодической продувки; 15 - кирпичная стенка; 16 - коллектор

Вертикально-водотрубные котлы типа ДКВР предназначены для выработки насыщенного и перегретого пара с температурой 250, 370 и 440 °С, имеют несколько типоразмеров в зависимости от рабочего давления пара 1,4; 2,4; 3,9 МПа и номинальной паропроизводительности 2,5; 4; 6,5; 10; 20; 35 т/ч.
Котлы типа ДКВР являются унифицированными. Они представляют собой двухбарабанные вертикально-водотрубные котлы с естественной циркуляцией. По длине верхнего барабана котлы ДКВР имеют две модификации - с длинным барабаном и укороченным. У котлов паропроизводительностью 2,5; 4; 6,5 и 10 т/ч (раннего выпуска) верхний барабан значительно длиннее нижнего. У котлов паропроизводительностью 10 т/ч последней модификации, а также 20 и 35 т/ч верхний барабан значительно укорочен. Комплекция котлов типа ДКВР теми или иными топочными устройствами зависит от вида топлива. Котлы ДКВР-2,5-13, ДКВР- 4-13 и ДКВР-6,5-13 имеют одинаковое конструктивное оформление.
Для примера на рис. 7.17 приведено устройство котла ДКВР- 6,5-13. Два барабана котла - верхний 2 и нижний 13 - изготовлены из стали 16ГС и имеют одинаковый внутренний диаметр 1 ООО мм. Нижний барабан укорочен на размер топки. Котел имеет экранированную топочную камеру 1 и развитый кипятильный пучок труб 10. Топочные экраны и трубы кипятильного пучка выполнены из труб 051 х 2,5 мм. Топочная камера разделена кирпичной стенкой 15 на собственно топку и камеру догорания, устраняющую опасность затягивания пламени в пучок кипятильных труб, а также снижающую потери от химической неполноты сгорания.
Ход движения продуктов горения топлива в котлах разных типов схематично показан на рис. 7.18, а - в. Дымовые газы из топки выходят через окно, расположенное в правом углу стены топки, и поступают в камеру догорания (см. рис. 7.17). С помощью двух перегородок 9, шамотной (первая по ходу газов) и чугунной, внутри котла образуются два газохода, по которым движутся дымовые газы, поперечно омывающие все трубы конвективного пучка. После этого они выходят из котла через специальное окно, расположенное с левой стороны в задней стене котла.
Верхний барабан в передней части соединен с двумя коллекторами 16 трубами, образующими два боковых топочных экрана. Одним концом экранные трубы ввальцованы в верхний барабан, а другим приварены к коллекторам 0108x4 мм. В задней части верхний барабан соединен с нижним барабаном пучком кипятильных труб, которые образуют развитую конвективную поверхность нагрева. Расположение труб коридорное с одинаковым шагом 110 мм в продольном и поперечном направлениях. Коллекторы соединены с нижним барабаном с помощью перепускных труб.
Питательная вода подается в котел по двум перфорированным (с боковыми отверстиями) питательным трубопроводам 5 под уровень воды в верхний барабан. По опускным трубам вода из барабана поступает в коллекторы 16, а по боковым экранным трубам пароводяная смесь поднимается в верхний барабан, образуя таким образом два контура естественной циркуляции.
Третий контур циркуляции образуют верхний и нижний бара¬баны котла и кипятильный пучок. Опускными трубами этого контура являются трубы наименее обогреваемых последних рядов (по ходу газов) кипятильного пучка.


Рис. 7.18. Схема движения газов в котлах ДКВР (а), ДЕ-4, -6,5, -10 (б) и ДЕ-16, -25 (в) :
Г - газ; В - воздух; ПГ - продукты горения

Вода по опускным трубам поступает из верхнего барабана в нижний, а пароводяная смесь по остальным трубам котельного пучка, имеющим повышенную тепловую нагрузку, поднимается в верхний барабан. В верхнем барабане котла происходит разделение пароводяной смеси на пар и воду. Для снижения солесодержания и влажности пара в верхнем барабане установлено сепарационное устройство 6 из жалюзи и дырчатого листа, улавливающее капли уносимой с паром котловой воды. При необходимости производства перегретого пара пароперегреватель устанавливают после второго или третьего ряда труб кипятильного пучка, заменяя часть его труб. Для котлов с давлением 1,4 МПа и перегревом 225... 250 °С пароперегреватель выполняют из одной вертикальной петли, а для котлов давлением 2,4 МПа - из нескольких петель труб 032 х 3 мм.
В нижней части верхнего барабана имеются патрубок, через который осуществляется непрерывная продувка котла (см. рис. 7.17, поз. 11) с целью снижения солесодержания котловой воды и поддержания его на заданном уровне, а также две контрольные легкоплавкие пробки 7, сигнализирующие об упуске воды.
Нижний барабан является шламоотстойником; из него по специальному перфорированному трубопроводу 14 проводится периодическая продувка котла. Кроме того, в нижнем барабане имеются линия для слива воды и устройство для подогрева паром в период растопки котла.
На верхнем барабане установлены два водоуказательных стекла, манометр 3, предохранительные клапаны 4, имеется патрубок для отбора пара на собственные нужды, парозапорный вентиль. Для защиты обмуровки и газоходов от разрушения и предотвращения возможных взрывов котла в верхних частях топки и кипятильного пучка расположены взрывные предохранительные клапаны. Для очистки наружных поверхностей труб от загрязнений котел оборудуют обдувочным устройством 12 - вращающейся трубой с соплами. Обдувка выполняется паром.
Рассматриваемый котел не имеет несущего каркаса, трубно-барабанная система его размещается на опорной раме, с помощью которой котел крепится к фундаменту.
Паровые котлы производительностью 10; 20; 30 т/ч имеют рабочее давление 1,4; 2,4 и 3,9 МПа и выполняются как с пароперегревателем, так и без него.
Обмуровка котлов типа ДКВР выполняется из шамотного и обыкновенного кирпича или облегченной из термоизоляционных плит.
Все котлы типа ДКВР и особенно с повышенным рабочим давлением работают на химически очищенной и деаэрированной воде. При сжигании газа и мазута КПД этих котлов 90 %.

Поставляются котлы ДКВР блоком или россыпью. В комплект поставки котла ДКВР входят верхний и нижний барабаны с внутрибарабанными устройствами, трубная система экранов и конвективного пучка, горелки, лестницы, площадки.

Технические характеристики котлов ДКВр

Наименование показателей

Котел ДКВР 2,5-13 ГМ

Котел ДКВР 4-13 ГМ

Котел ДКВР 6,5-13 ГМ

Котел ДКВР 10-13 ГМ

Котел ДКВР 20-13 ГМ

Паропроизводительность, т/ч

Давление пара, МПа

Температура пара, °С

до 194

до 194

до 194

до 194

до 194

Расход топлива

Газ
- мазут

280
265

446
422

721
684

1 105
1 45

2 060
1 960

КПД, %

Экономайзер чугунный

ЭБ2-94И

ЭБ2-142И

ЭБ2-236И

ЭБ1-330И

ЭБ1-646И

Вентилятор

ВДН 8-1500

ВДН 10-100

ВДН 8-1500

ВДН 11,2-1000

ВДН 12,5-1000

Дымосос

ВДН 9-1000

ДН 9-1000

ВДН 10-1000

ДН 12,5-1000

ДН 13-1500

Габаритные размеры котла, мм

Длина
- ширина
- высота

4 180
2 100
3 983

5 518
2 100
3 985

5 780
3 250
3 990

8 850
5 830
7 100

11 500
5 970
7 660

Масса котла ДКВР, кг

6 886

9 200

11 447

15 396

44 634


Котлы ДКВР имеют экранированную топочную камеру и развитый кипятильный пучок из гнутых труб. Для устранения затягивания пламени в пучок и уменьшения потерь с уносом и химическим недожогом топочная камера котлов ДКВр-2,5 ; ДКВр-4 и ДКВр-6,5 делится шамотной перегородкой на две части: собственно топку и камеру догорания. На котлах ДКВр-10 камера догорания отделяется от топки трубами заднего экрана. Между первым и вторым рядами труб котельного пучка всех котлов ДКВР также устанавливается шамотная перегородка, отделяющая пучок от камеры догорания.

Внутри котельного пучка имеется чугунная перегородка, которая делит его на первый и второй газоходы и обеспечивает горизонтальный разворот газов в пучках при поперечном омывании труб.

Вход газов из топки в камеру догорания и выход газов из котла ДКВР - асимметричные. При наличии пароперегревателя часть кипятильных труб не устанавливается; пароперегреватели размещаются в первом газоходе после второго-третьего рядов кипятильных труб.

Котлы ДКВР 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 325Ѕ400 мм.

Барабаны внутренним диаметром 1000 мм на давления 1,4 и 2,4 МПа (14 и 24 кгс/см2) изготовляются из стали 16ГС или 09Г2С и имеют толщину стенки соответственно 13 и 20 мм. Экраны и кипятильные пучки котлов ДКВР выполняются из стальных бесшовных труб.

Для удаления отложений шлама в котлах имеются торцевые лючки на нижних камерах экранов, для периодической продувки камер имеются штуцеры диаметром 32х3 мм.

Пароперегреватели котлов 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 ДКВР 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.

Все котлы ДКВР снабжены внутрибарабанными паросепарационными устройствами для получения пара.

Котлы ДКВр-2,5, ДКВр-4 и ДКВр-6,5, поставка которых может осуществляться одним транспортабельным блоком и в разобранном виде, имеют опорную раму сварной конструкции, выполненную из стального проката. Котел ДКВр-10 опорной рамы не имеет. Неподвижной, жестко закрепленной точкой котла ДКВР 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 ДКВР снабжен контрольно-измерительными приборами и необходимой арматурой. На котлах (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 ДКВр-10 поставляются также запорный и игольчатый вентили для непрерывной продувки верхнего барабана.

Для обслуживания газоходов на котлах ДКВР 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 котлов ДКВр-2,5; ДКВр-4; ДКВр-6,5 ; ДКВр-10 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 ДКВР 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 20оС, что удовлетворяет требованиям правил Госгортехнадзора.

Для комплектации котлов ДКВр-2,5; ДКВр-4; ДКВр-6,5 и ДКВр-10 при сжигании газа и мазута применяются двухзонные вихревые газомазутные горелки типа ГМГ-м (по 2 горелки на котле).

Котлы ДКВр, работающие на мазуте, комплектуются чугунными экономайзерами, при использовании только природного газа для комплектации котлов могут использоваться стальные экономайзеры.

ДКВр-6,5-13 ГМ (ДКВр-6,5-13-250 ГМ) - паровой вертикально-водотрубный котёл с экранированной топочной камерой и кипятильным пучком, выполненных по конструктивной схеме "D", характерной особенностью которой является боковое расположение конвективной части котла относительно топочной камеры.

Технические характеристики котла ДКВр-6,5-13 ГМ

Наименование показателя Значение
Тип котла Паровой
Вид расчетного топлива Газ, жидкое топливо
Паропроиз-ть, т/ч 6,5
Рабочее (избыточное) давление теплоносителя на выходе, МПа (кгс/см 2) 1,3 (13,0)
Температура пара на выходе, °С насыщенный, 194
Температура питательной воды, °С 100
Расчетный КПД, % 87
Расчетный КПД (2), % 86
Расход расчетного топлива, кг/ч 444
Расход расчетного топлива (2), кг/ч 420
Габариты транспортабельного блока, LxBxH, мм 5780х3250х3990
Габариты компоновки, LxBxH, мм 8526х4695х5170
Масса транспортабельного блока котла, кг 11447

Комплектация парового котла ДКВр-6,5-13 ГМ

Устройство и принципы работы ДКВр-6,5-13 ГМ

Котлы ДКВр - двухбарабанные, вертикально-водотрубные с экранированной топочной камерой и развитым конвективным пучком из гнутых труб. Топочная камера котлов производительностью до 10 т/ч включительно разделена кирпичной стенкой на собственно топку и камеру догорания, которая позволяет повысить КПД котла за счет снижения химического недожога. Вход газов из топки в камеру догорания и выход газов из котла - асимметричные.

Установкой одной шамотной перегородки, отделяющей камеру догорания от пучка и одной чугунной перегородки, образующей два газохода, в пучках создается горизонтальный разворот газов при поперечном омывании труб. В котлах с пароперегревателем трубы размещаются в первом газоходе с левой стороны котла.

Барабаны котлов на давление 13 кгс/см 2 изготавливаются из стали 16ГС ГОСТ 5520-69 и имеют внутренний диаметр 1000 мм при толщине 13 мм. Для осмотра барабанов и расположенных в них устройств, а также для чистки труб на задних днищах имеются лазы; у котлов ДКВр-6,5 и 10 с длинным барабаном имеется еще лаз на переднем днище верхнего барабана. В данных котлах при шаге экранных труб 80 мм стенки верхнего барабана хорошо охлаждаются потоками пароводяной смеси, выходящими из труб боковых экранов и крайних труб конвективного пучка, что было подтверждено специальными исследованиями температуры стенки барабана при различном снижении уровня воды, а также многолетней практикой эксплуатации нескольких тысяч котлов. На верхней образующей верхнего барабана приварены патрубки для установки предохранительных клапанов, главного парового вентиля или задвижки, вентилей для отбора проб пара, отбора пара на собственные нужды (обдувку).

В водяном пространстве верхнего барабана находится питательная труба, в паровом объеме - сепарационные устройства. В нижнем барабане размещаются перфорированная труба для продувки, устройство для прогрева барабана при растопке (для котлов производительностью от 6,5 т/ч и выше) и штуцер для спуска воды. Для наблюдения за уровнем воды в верхнем барабане устанавливаются два указателя уровня. На переднем днище верхнего барабана установлено два штуцера D=32х3 мм для отбора импульсов уровня воды на автоматику. Экраны и конвективные пучки выполняются из стальных бесшовных труб D=51x2,5 мм. Боковые экраны у всех котлов имеют шаг 80 мм; шаг задних и фронтовых экранов равен 80-130 мм.

Опускные и пароотводящие трубы привариваются и к коллекторам и к барабанам (или к штуцерам на барабанах). При питании экранов из нижнего барабана для предотвращения попадания в них шлама концы опускных труб выведены в верхнюю часть барабана. Шамотная перегородка, отделяющая камеру догорания от пучка, опирается на чугунную опору, укладываемую но нижний барабан. Чугунная перегородка между первым и вторым газоходами собирается на болтах из отдельных плит с предварительным промазыванием стыков специальной замазкой или с прокладкой асбестового шнура, пропитанного жидким стеклом. Монтаж этой перегородки должен производиться очень тщательно, так как при наличии зазоров может быть перетечка газов из одного газохода в другой помимо пучка труб, что приведет к повышению температуры уходящих газов. В перегородке имеется отверстие для прохода трубы стационарного обдувочного прибора.

Очистка экранов и пучков может производится через лючки на боковых стенках ручными переносными обдувочными приборами при давлении пара не выше 7-10 кгс/см 2 .

Площадки расположены в местах, необходимых для обслуживания арматуры и гарнитуры котла.

Основные площадки котлов:

  • боковая площадка для обслуживания водоуказательных приборов;
  • боковая площадка для обслуживания предохранительных клапанов и запорной арматуры на барабане котла;
  • площадка на задней стенке котла для обслуживания доступа в верхний барабан при ремонте котла.

На боковые площадки ведут лестницы, а на заднюю площадку - вертикальный трап.


МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра теплоэнергетики

Курсовой проект

на тему: «Поверочно-конструкторский расчет котла ДКВР 6,5 - 13 и экономайзера»

Выполнил: ст. гр. 07-404

Грунина К.Е.

Проверил:

Ланцов А. Е.

Введение

1. Описание котла типа ДКВР 6,5 - 13. Циркуляция воды

2. Описание топки

3. Расчет объемов и энтальпий воздуха и продуктов сгорания при б = 1

4. Средние характеристики продуктов сгорания в топке

5. Энтальпия продуктов сгорания. I-и диаграмма

6. Тепловой баланс и расход топлива

7. Тепловой расчёт топки

8. Описание кипятильного пучка

9. Описание водяного экономайзера

10. Определение невязки теплового баланса

11. Сводная таблица теплового расчета котельного агрегата

Заключение

Литература

Введение

В данной курсовой работе выполнен поверочно-конструкторский расчет стационарного парового вертикально водотрубного котельного агрегата ДКВР 6,5-13 и экономайзера.

Для топочной камеры и конвективных котельных пучков выполнен поверочный расчет.

Для водяного экономайзера - конструктивный расчет.

Также разработан проект котельного агрегата с экономайзером.

Исходные данные:

Поверхность нагрева, установленная за котлом - экономайзер

Номинальная паропроизводительность котла - 6,5 т/ч

Давление пара 14 атм (ати)

Температура питательной воды (после деаэратора) - 80 0С

Вид топлива - Тавричанский уголь марки Б3

Способ сжигания топлива - в слое

Температура наружного воздуха (в котельной) - 25 0С

Местонахождение котельной г. Артём

Расчетное потребление пара на технологические нужды 55 т/ч

В первой главе приводится описание котла ДКВР 6,5-13, схема циркуляции воды в котле с установкой необходимой арматуры, схема предохранительных устройств.

В главе второй производится выбор типа топки по исходным данным, приводятся расчетные характеристики топки.

В третьей главе производится расчет объемов и энтальпий воздуха и продуктов сгорания при б = 1. Для этого рассчитывается теоретическое количество воздуха необходимое для полного сгорания топлива и минимальный объем продуктов сгорания, которые получились бы при полном сгорании топлива с теоретически необходимым количеством воздуха.

В четвертой главе находятся коэффициенты избытка воздуха, объемы продуктов сгорания по газоходам для этого котельный агрегат делят на самостоятельные участки: топочную камеру, конвективные пучки и экономайзер. В пятой главе рассчитываются энтальпии продуктов сгорания также для разных участков, тут же строится J-и диаграмма продуктов сгорания.

В шестой главе вычисляется полезно израсходованное тепло в котлоагрегате, постоянный и расчетный расходы топлива.

В следующих двух главах оценивается неизвестная температура и энтальпия газов. Решая уравнение теплового баланса, определяется тепловосприятие поверхности нагрева (кипятильных пучков) и конечная энтальпия среды. Далее рассчитывается коэффициент теплопередачи и температурный напор, по уравнению теплообмена определяется вторичная величина тепловосприятия поверхности нагрева.

В девятой главе проводится конструктивный расчет водяного экономайзера, находится его поверхность нагрева, число и ряд труб.

В конечном итоге приводится таблица теплового расчета котлоагрегата.

Описание топлива.

В качестве топлива котельная использует тавричанский бурый уголь марки Б3. К марке Б3 относится уголь с содержанием влаги менее 30%.

Бурый уголь -- твердый ископаемый уголь, образовавшийся из торфа, имеет бурый цвет, наиболее молодой из ископаемых углей. Используется как местное топливо, а также как химическое сырье. Образуются из отмерших органических остатков под давлением нагрузки и под действием повышенной температуры на глубинах порядка 1 километра.

Куски бурого угля рыхлые, легко крошатся и выветриваются. При длительном хранении угля, возможно, его самовозгорание. Бурый уголь не выдерживает дальних перевозок.

1. Описание котла типа ДКВР 6,5 - 13. Циркуляция воды

Котел ДКВР 6,5-13 предназначен для производства насыщенного и перегретого пара для технологических нужд промышленных предприятий, в системы отопления, вентиляции и горячего водоснабжения.

Условное обозначение котла: ДКВР - тип котла; 6,5 - паропроизводительность (в т/ч); 14 - абсолютное давление пара (в атм),

Описание котла:

ДКВР 6,5-13 - двухбарабанный котел водотрубный реконструированный. Котел имеет два барабана - верхний (длинный) и нижний (короткий), трубную систему и экранные коллекторы (камеры). Топочная камера котла ДКВР 6,5-13 делится шамотной перегородкой на две части: собственно топку и камеру догорания. Вход газов из топки в камеру догорания и выход газов из котла - ассиметричные. Перегородки котла выполнены таким образом, что дымовые газы омывают трубы поперечным током, что способствует теплоотдаче в конвективном пучке. Внутри котельного пучка имеется чугунная перегородка, которая делит его на первый и второй газоходы и обеспечивает горизонтальный разворот газов в пучках при поперечном омывании труб.

Для наблюдения за уровнем воды в верхнем барабане установлены два водоуказательных прибора (ВУП). Водоуказательные приборы присоединены к цилиндрической части верхнего барабана. Для измерения давления на верхнем барабане котла установлен манометр, также имеется рычажный предохранительный клапан, вентили непрерывной продувки, вентили периодической продувки, воздушник. В водяном пространстве верхнего барабана находятся питательные трубы (с вентилями и обратными клапанами); в паровом объеме - сепарационное устройство. В нижнем барабане имеются трубные ответвления для периодической продувки с двумя вентилями, для дренажа с двумя вентилями, для пуска пара в верхний барабан с вентилем.

Боковые экранные коллекторы расположены под выступающей частью верхнего барабана, возле боковых стен обмуровки. Для создания циркуляционного контура в экранах передний конец каждого экранного коллектора соединен опускной необогреваемой трубой с верхним барабаном, а задний конец - перепускной также необогреваемой трубой с нижним барабаном.

Вода поступает в боковые экраны одновременно из верхнего барабана по передним опускным трубам, а из нижнего барабана по перепускным. Такая схема питания боковых экранов повышает надежность работы при пониженном уровне воды в верхнем барабане, увеличивает кратность циркуляции.

Циркуляция в кипятильных трубах происходит за счет бурного испарения воды в передних рядах труб, т.к. они расположены ближе к топке и омываются более горячими газами, чем задние, вследствие чего в задних трубах, расположенных на выходе газов из котла вода идет не вверх, а вниз.

Контрольно-измерительные приборы и арматуру котла ДКВР 6,5-13 наглядно можно увидеть на рисунке 1.

Рис. 1. Циркуляция воды в котле ДКВР 6,5 - 13

Основные позиции (рис. 1):

1-нижний барабан;

2-дренажные вентили;

3-вентили периодической продувки;

4-вентиль для пуска пара в верхний барабан;

5-водяной объем;

6-опускные трубы конвективного пучка, вальцованы в верхний и нижний барабаны в шахматном порядке;

7-зеркало испарения;

8-верхний барабан. В нем находится котловая вода. Он заполнен примерно наполовину;

10-вентиль пара на собственные нужды;

11-сепаратор;

12-главный парозапорный вентиль;

13-воздушник;

14-вентиль на питательной линии - 2 шт;

15-обратный клапан;

16-ввод питательной воды;

17-рычажный предохранительный клапан;

18- трехходовой клапан манометра;

19-манометр;

20-пробковый кран водоуказательных приборов (ВУП)-6 шт;

21-водоуказательные приборы;

22-вентили непрерывной продувки - 2 шт;

23-необогреваемые опускные трубы боковых экранов - 2 шт;

24-обогреваемые трубы боковых экранов - 2 шт. Вальцованы в верхний барабан и коллекторы. Они окружают топку с двух сторон. Передача тепла к ним осуществляется излучением;

25-нижний коллектор - 2 шт;

26-нижние необогреваемые перепускные трубы - 2 шт;

27-подъемные трубы конвективного пучка;

28-питательные трубы. По ним осуществляется подача питательной воды в верхний барабан.

На верхнем барабане котла установлен предохранительный клапан (рис. 1. позиция 17). Назначение предохранительного клапана (рис. 2) заключается в предохранении от взрыва верхнего барабана котельного агрегата.

Рис. 2 Схема рычажного предохранительного клапана

Основные позиции (рис. 2):

1-клапан;

2-стенки барабана котла;

3-защитный корпус;

4-рычажное устройство;

5-грузы, регулирующие давление срабатывания клапана и уравновешивающие давление в барабане котла;

6-траектория движения пара или воды в выхлопную трубу;

Рычажный предохранительный клапан (рис. 2) имеет рычаг с грузом, под действием которого клапан закрывается. При нормальном давлении в барабане котла груз прижимает клапан к отверстию. При повышении давления клапан поднимается, и излишек давления удаляется в атмосферу.

Для предотвращения повреждений котла при упуске воды из барабана в нижнюю его часть со стороны топки вкручиваются легкоплавкие пробки (рис.3). Они имеют коническую форму с внешней резьбой.

Отверстие пробки заливается специальным легкоплавким составом, состоящим из 90% свинца и 10% олова. Температура плавления такого состава 280-310 градусов по Цельсию.

При нормальном уровне воды в котле легкоплавкий состав охлаждается водой и не плавится. При упуске воды пробка сильно нагревается продуктами сгорания топлива, что приводит к расплаву легкоплавкого состава. Через образовавшееся отверстие пароводяная смесь под давлением входит в топку. Это служит сигналом для аварийной остановки котла.

Рис. 3 Схема легкоплавкой предохранительной пробки

Основные позиции (рис. 3):

2-сплав свинца и олова;

3-корпус пробки.

2. Описание топки

Способ сжигания топлива - в слое.

Слоевая топка предназначена для сжигания твердого топлива в слое на колосниковой решетке. При слоевом способе сжигания необходимый для горения воздух попадает к слою топлива через колосниковую решетку.

Наиболее трудоемкими операциями при обслуживании топок являются: подача топлива в топку, его шуровка (перемешивание) и удаление шлака.

В данной курсовой работе заброс топлива механизирован, он осуществляется пневмомеханическим забрасывателем (ПМЗ). Таких забрасывателей всего два, расстояние между осями забрасывателей 1300 мм. Таким образом, топливо равномерно распределяется по решетке.

Основным элементом слоевой топки является колосниковая решетка, служащая для поддержания сжигаемого на ней топлива и одновременного подвода воздуха. Колосниковая решетка собрана из отдельных элементов - чугунных брусков или балок - колосников. В проекте процесс удаления шлака также механизирован: применяется колосниковая решетка с ручными поворотными колосниками (РПК). Размеры решетки таковы: ширина 2600 мм, длина 2440 мм, число секций по ширине 3, ширина средней секции 900 мм, ширина крайней секции 850 мм, число рядов колосников по длине 8. Очаговые остатки удаляются путем их сбрасывания в зольный бункер при повороте колосников около своей оси.

Расчетные характеристики топки занесены в таблицу 1.

Таблица 1

Расчетные характеристики топки

Наименование величин

Обозначение

Размерность

Величина

Видимое теплонапряжение зеркала горения

Коэф. избытка в-ха в топке

Потеря тепла от химнедожога

Потеря тепла от мехнедожога

Доля золы топлива в шлаке и провале

Доля золы топлива в уносе

Давление воздуха под решеткой

мм вод.ст.

Температура дутьевого воздуха

3. Расчет объемов, энтальпий воздуха и продуктов сгорания при б=1

Расчетные характеристики топлива (Тавричанский уголь Б3):

Состав угля :

Расчет объемов и энтальпий воздуха и продуктов сгорания ведем по :

Теоретическое количество воздуха необходимое для полного сгорания топлива:

Минимальный объем продуктов сгорания, которые получились бы при полном сгорании топлива с теоретически необходимым количеством воздуха (б=1):

4. Средние характеристики продуктов сгорания в топке

Коэффициент избытка воздуха на выходе из топки принимаем из таблицы «Расчетные характеристики топки» РН 5-02, РН 5-03 .

Коэффициент избытка воздуха для других участков газового тракта получаются путем прибавления к бт присосов воздуха принимаемых по РН 4-06 . котел тепло энтальпия сгорание

Для выполнения теплового расчета газовый тракт котельного агрегата делят на самостоятельные участки: топочную камеру, конвективные испарительные пучки и экономайзер.

Таблица 2

Средние характеристики продуктов сгорания в поверхностях нагрева котла

Наименование величин

Размерность

Конвективные пучки

Экономайзер

Коэффициент избытка воздуха перед газоходом бґ

Коэффициент избытка воздуха за газоходом бґґ

Коэффициент избытка воздуха (средний) б

6. Тепловой баланс и расход топлива

Таблица 4

Тепловой баланс и расход топлива

Наименование величин

Обозначение

Размерность

Располагаемое тепло топлива

Температура уходящих газов

По приложению IV

Энтальпия уходящих газов

Из диаграммы J-и при

Температура холодного воздуха

Согласно заданию

Энтальпия холодного воздуха

Потери тепла от мехнедожога

По характеристикам топки

Потери тепла от химнедожога

По характеристикам топки

Потери тепла с уходящими газами

Потери тепла в окружающую среду

Коэффициент сохранения тепла

Потери тепла с физическим теплом шлаков

где ашл - по расчетным характеристикам топки;

(сt)шл - энтальпия шлака, равная при tшл=600°С по РН4-04 133,8 ккал/кг

Сумма потерь тепла

Q = q2+ q3+q4 +q5 +q6, при сжигании мазута и газа q4=0; q6=0

К.П.Д. котлоагрегата

Энтальпия насыщенного пара

Из термодинамических таблиц согласно Рнп (приложение V )

Энтальпия питательной воды

Из термодинамических таблиц согласно (приложение V )

Тепло, полезно использованное в котлоагрегате

Без пароперегревателя

Полный расход топлива

В = ·100/(·зка)

Расчетный расход топлива

Вр = В, при сжигании газа и мазута Вр=В

7. Тепловой расчёт топки

Таблица 5

Тепловой расчет топки

Наименование величин

Обозначение

Расчетная формула, способ определения

Размерность

Объем топочной камеры

Полная лучевоспринимающая поверхность нагрева

По конструктивным характеристикам

Поверхность стен

Степень экранирования топки

Для камерных топок ш"=.

Для слоевых топок ш"=

Площадь зерк. гор

По приложению III

Поправочный коэффициент

По приложению VI

Абсолютное давление газов в топке

Принимается р=1,0

Принимается предварительно по приложению VII

Коэффициент ослабления лучей в пламени

Для светящегося пламени:

k = - 0,5 + 1,6 /1000.

Для несветящегося пламени

k = kг (рRO2 +рpO).

Для полусветящегося пламени:

k = kг (рRO2 +рpO)+ kn м

Произведение

Степень черноты топочной среды

Принимается по номограмме XI

Эффективная степень черноты факела

Условный коэффициент загрязнения

Произведение

Параметр, учитывающий влияние излучения горящего слоя

Степень черноты топки

Для камерных топок

Для слоевых топок:

Присос холодного воздуха в топку

Коэффициент избытка воздуха, организованно поданного в топку

где принимается из табл.2

Температура горячего воздуха

Принимается согласно расчетным характеристикам топки

Энтальпия горячего воздуха

Энтальпия холодного воздуха

При наличии подогрева воздуха

Тепло, вносимое воздухом в топку

При отсутствии подогрева воздуха

При наличии подогрева воздуха

Тепловыделение в топке на 1 кг (1нм3)топлива

Теоретическая (адиабатическая) температура горения

По диаграмме J-и согласно величине QТ

Тепловыделение на 1 м2 поверхности нагрева

Температура газов на выходе из топки

По номограмме I

Энтальпия газов на выходе из топки

По диаграмме J-и согласно величине Q”Т

Тепло, переданное излучением в топке

Qл = ц (QТ - I”Т)

Тепловая нагрузка лучевоспринимающей поверхности нагрева топки

Видимое теплонапряжение топочного объема

8. Описание кипятильного пучка

Один из существенных недостатков котла ДКВР 6,5-13 - слабая циркуляция воды в верхних рядах кипятильных труб, объединенной одной секцией, что обуславливается разной их тепловой нагрузкой. При больших форсировках это приводит к опрокидыванию циркуляции или застою воды и, как следствие этого, к пережогу кипятильных труб.

Для увеличения надежности циркуляции кипятильные трубы котла ДКВР 6,5-13 расположены с большим углом наклона к горизонту, а сами трубы объединены в пучки таким образом, чтобы была обеспечена четкая схема движения воды в пароводяной смеси.

Концы труб котла вальцованы непосредственно в барабаны. Чтобы не получилось косых вальцовочных соединений, концы труб вставляются в радиально просверленные в барабане отверстия.

Продольно расположенные барабаны соединены развальцованными в них гнутыми кипятильными трубами, образующими конвективный котельный пучок, так называемого пролетного типа, т.е. омываются одним, не меняющим своего направления, потоком дымовых газов.

Котельные пучки выполняются из стальных бесшовных труб диаметром 51мм и толщиной стенки 2,5 мм.

Трубы в кипятильных пучках расположены в коридорном порядке с шагом 100 мм вдоль оси, 110 мм поперек оси котла.

Результаты расчёта кипятильного пучка приведены в таблице 6.

Таблица 6

Расчет кипятильного пучка

Наименование величин

Обозначение

Расчетная формула, способ определения

Размерность

а)расположение труб

По данным приложения I

коридорное

б)диаметр труб

в)поперечный шаг

г)продольный шаг

д)число труб в ряду первого газохода

е)число рядов труб в первом газоходе

ж)число труб в ряду второго газохода

з)число рядов труб во втором газоходе

и)общее число труб

к)средняя длина одной трубы

По конструктивным данным

л)конвективная поверхность нагрева

Нк = z р dн lср

Среднее сечение для прохода газов

По конструктивным данным

Температура газов перед кипятильным пучком первого газохода

Из расчета топки (без пароперегревателя)

Энтальпия газов на входе

По диаграмме J-и

Температура газов за кипятильным пучком второго газохода

Предварительно принимается по приложению VIII

Энтальпия газов за вторым пучком

По диаграмме J-и

Средняя температура газов

Тепловосприятие кипятильных пучков

Qб = ц(-+Дбкп)

Секундный объем газов

Средняя скорость газов

щГ.СР = Vсек / Fср

Температура насыщения при давлении в барабане котла

По приложению V

Коэффициент загрязнения

Принимается по номограмме XII

Температура наружной стенки

Объемная доля водяных паров

Из табл. 2

Коэффициент теплообмена конвекцией

бк = бн Сz Сср

по номограмме II

Объемная доля сухих трехатомных газов

Объемная доля трехатомных газов

Эффективная толщина излучающего слоя

Суммарная поглощательная способность трехатомных газов

Коэф. ослабления лучей трехатомными газами

По номограмме IX

Сила поглощения газового потока

kГ s p, где р=1 ата

Поправочный коэффициент

По номограмме XI

Коэффициент теплообмена излучением

бл = бн Сг а

по номограмме XI

из пункта 22 расчета

Коэффициент омывания поверхности нагрева

По приложению II

Коэффициент теплопередачи

Температурный напор на выходе газов

Среднелогарифмический температурный напор

Тепловосприятие поверхности нагрева по уравнению теплопередачи

Отношение расчетных величин тепловосприятия

Если QТ и Qб отличаются меньше, чем на 2%, расчет считается законченным, в противном случае повторяется с изменением величины Q??2кп

Приращение энтальпии воды

9. Описание водяного экономайзера

В данной курсовой работе в качестве поверхности нагрева используется экономайзер, установленный за котлом. Для котла типа ДКВР 6,5-13 выбран чугунный экономайзер марки ВТИ.

Чугунный экономайзер собран из чугунных ребристых труб, соединенных чугунными коленами так, чтобы питательная вода могла последовательно пойти по всем трубам снизу вверх. Такое ее движение необходимо, т. к. при нагревании воды падает растворимость находящихся в ней газов и они выделяются из нее в виде пузырьков, которые постепенно продвигаются вверх, где и удаляются через воздушный сборник. Конструкция экономайзера способствует удалению этих пузырьков. Чтобы лучше смывать их, скорость движения воды принята не менее 0,3 м/сек.

Чугунные ребристые трубы (рис. 6) имеют по краям прямоугольные фланцы, которые одновременно составляют стенки, ограничивающие газоход.

Чтобы предупредить присос воздуха, щели между фланцами уплотнены асбестовым шнуром, уложенным в особые канавки, находящиеся на фланцах.

Рис.6 Чугунные ребристые трубы

Число труб в горизонтальном ряду Z1 = 4 экономайзера определено из условия, скорости движения дымовых газов, которая равна 6,5 м/с. Необходимо, чтобы экономайзер не засорялся золой и сажей. Так как топливо твердое, предусматривается два обдувочных устройства для удаления сажи и золы. Число горизонтальных рядов Z2 = 11 определено из условия получения требуемой поверхности нагрева экономайзера. В нижней части экономайзера предусмотрена ревизия.

Одиннадцать горизонтальных рядов чугунных ребристых труб скомпонованы в одну группу - колонку. Группа собрана в каркасе с глухими стенками, состоящими из изоляционных плит, обшитых металлическими листами. Торцы экономайзера закрыты съемными металлическими щитами.

Схема подключения водяного чугунного экономайзера к котлу показана на рисунке 7.

Рис.7 Схема включения чугунного экономайзера

Позиции (рис. 7): 1-барабан котла; 2-запорный вентиль; 3-обратный клапан; 4-вентиль на сгонной линии; 5-предохранительный клапан; 6-вентиль воздушника; 7-чугунный водяной экономайзер; 8-вентиль на дренажной линии.

Для экономайзера выполнен конструкторский расчет. Результаты расчета экономайзера приведены в таблице 7.

Таблица 7

Расчет водяного экономайзера

Наименование величин

Обозначение

Расчетная формула, способ определения

Размерность

Конструктивные характеристики:

а)диаметр труб

По приложению I

б)расположение труб

Коридорное

в)поперечный шаг

г)продольный шаг

д)относительный поперечный шаг

е)относительный продольный шаг

ж)средняя длина одной трубы

Принимается по приложению Х

з)число труб в ряду колонки

и)число рядов труб по ходу газов

Принимается в зависимости от вида топлива:

а) газ, мазут z2 = 12;

б) тв.топлива с Wр >22% z2 = 14;

в) тв.топлива с Wр <22% z2 = 16.

Средняя скорость газов

Принимается равной 6-8 м/сек

Температура газов на входе

Из расчета кипятильных пучков котла =

Энтальпия газов на входе

По диаграмме J-и

Температура газов на выходе

Из задания =

Энтальпия газов на выходе

По диаграмме J- и

Температура воды на входе в экономайзер

Из задания tґ = tґпв

Энтальпия воды на входе в экономайзер

Согласно расчету теплового баланса котлоагрегата (табл.4)

Тепловосприятие экон-ра по балансу

Qб =ц(-+Дбвэ)

Энтальпия воды на выходе из экономайзера

iґґ = iґ+ Qб Вр / Qрp

Температура воды на выходе из экономайзера

По приложению V при Рк

Температурный напор на входе газов

Температурный напор на выходе

Средний температурный напор

Дtср = 0,5(Дtґ+ Дtґґ)

Средняя температура газов

Средняя температура воды

t = 0,5(tґ+ tґґ)

Объем газов на 1 кг топлива

По табл.2 расчета

Сечение для прохода газов

Коэффициент теплопередачи

По номограмме ХVI

Поверхность нагрева

Поверхность нагрева одного элемента с газовой стороны

В зависимости от длины труб:

Длина,мм 1500 2000 2500 3000

Поверхность

нагрева,м2 2,18 2,95 3,72 4,49

Число рядов труб по ходу газов

Число рядов труб, принятое по конструк.соображ.

По конструктивным соображениям

Число рядов труб в одной колонке

zґ2к = 0,5 z2к

Высота колонки

h= s2 z2к + 600

Ширина колонки

Приращение энтальпии воды

10. Определение невязки теплового баланса

Таблица 8

Определение невязки теплового баланса

Наименование величин

Обозначение

Расчетная формула, способ определения

Размер-ность

Количество тепла, воспринятое на 1 кг топлива лучевоспринимающими поверхностями топки, определенное из уравнения баланса

То же кипятильными пучками

То же экономайзером

Общее количество полезно использованного тепла

Невязка таплового баланса

ДQ= Q1 - (Qт+ Qкп + Qэк) х(1-q4 /100)

Относительная тепловая невязка

дґ= ДQ?100/ ?0,5%

Приращение энтальпии воды в топке

То же, в кипятильных пучках

То же, в экономайзере

Сумма приращений энтальпий

Дi1 = ДiТ + Дiкп + Дiэк

Невязка теплового баланса

iнп - iпв - Дi1

Относительная величина невязки

д2 = (Дi - Дi1)100/Дi ?0,5%

11. Сводная таблица теплового расчета котельного агрегата

Таблица 9

Сводная таблица теплового расчета котельного агрегата

Наименование величин

Размерность

Наименование газохода

Кипятильные пучки

Экономайзер

Температура газов на входе

То же, на выходе

Средняя температура газов

Энтальпия газов на входе

То же, на выходе

Тепловосприятие

Температура вторичного теплоносителя на входе

То же, на выходе

Скорость газов

Скорость воздуха

Заключение

Данная курсовая работа выполнена согласно заданию с использованием необходимой справочной и нормативной литературы.

В результате расчёта определила расчётный расход топлива Вр = 1084,5 кг/час. По конструктивному расчёту определила размер поверхности нагрева отдельных элементов экономайзера, необходимые для получения принятых показателей экономичности при заданных температурах питательной воды и характеристик топлива, Нве = 167,04 м2 , число труб в ряду колонки z1 = 4 шт, число рядов труб по ходу газов z2 = 16 шт.

Определила температуру среды, расход и скорости воздуха и дымовых газов.

В результате расчета получила невязку между тепловосприятием поверхности нагрева по уравнению теплопередачи и тепловосприятием кипятильных пучков по уравнению баланса 0,52 %. По определённому количеству тепла, воспринимаемого различными поверхностями котельного агрегата по полезному теплу, нашла тепловую невязку д1 = 4,2 %. Также определила относительную величину тепловой невязки по энтальпии д2 = 4,7 %.

По поверочно-конструктивному расчёту сконструирован водяной экономайзер. Выполнена обвязка котла и экономайзера с нанесением необходимой арматуры (предохранительные клапаны, вентиля, обратные клапана, регулирующие клапаны, задвижки, воздушник).

Литература

1. Гусев Ю.Л. Основы проектирования котельных установок. Издание 2, переработанное и дополненное. Издательство литературы по строительству. Москва, 1973,248 с

2. Щёголев М.М., Гусев Ю.Л., Иванова М.С. Котельные установки. Издание2, приработанное и дополненное. Издательство литературы по строительству. Москва, 1972

3. Делягин Г.Н., Лебедев В.И., Пермяков Б.А. Теплогенерирующие установки, Москва, Стройиздат, 1986, 560 с

4. СНиП II-35-76. Котельные установки.

5. Методические указания для расчета котельного агрегата и экономайзера. К курсовой работе по ТГУ для студентов специальности 270109-Теплогазоснабжение и вентиляция / Сост.: А. Е. Ланцов, Г. М. Ахмерова. Казань, 2007.-26 с.

6. Ланцов А.Е. Расчетные нормали и номограммы. РИО КГАСУ, 2007

Размещено на сайт

Подобные документы

    Техническая характеристика и схема котла ДКВР-4-13. Определение энтальпий воздуха, продуктов сгорания и построение i-t диаграммы. Расчет теплообмена в топочной камере и в конвективной испарительной поверхности нагрева. Поверочный тепловой расчет котла.

    курсовая работа , добавлен 10.05.2015

    Объем азота в продуктах сгорания. Расчет избытка воздуха по газоходам. Коэффициент тепловой эффективности экранов. Расчет объемов энтальпий воздуха и продуктов сгорания. Определение теплового баланса котла, топочной камеры и конвективной части котла.

    курсовая работа , добавлен 03.03.2013

    Принцип работы водогрейного котла ТВГ-8МС, его конструкция и элементы. Расход топлива котла, определение объемов воздуха и продуктов сгорания, подсчет энтальпий, расчет геометрических характеристик нагрева, тепловой и аэродинамический расчеты котла

    курсовая работа , добавлен 13.05.2009

    Описание двухбарабанного вертикально-водотрубного реконструированного котла и его теплового баланса. Количество воздуха необходимого для полного сгорания топлива и расчетные характеристики топки. Конструкторский расчет котельного агрегата и экономайзера.

    курсовая работа , добавлен 20.03.2015

    Топливо, его состав, объемы воздуха и продуктов сгорания для котла определенного типа. Элементарный состав топлива. Коэффициент избытка воздуха в топке. Объёмы продуктов сгорания. Тепловой баланс котла, расчет расхода топлива на весь период его работы.

    контрольная работа , добавлен 16.12.2010

    Описание конструкции котла. Особенности теплового расчета парового котла. Расчет и составление таблиц объемов воздуха и продуктов сгорания. Расчет теплового баланса котла. Определение расхода топлива, полезной мощности котла. Расчет топки (поверочный).

    курсовая работа , добавлен 12.07.2010

    Расчет котла, предназначенного для нагрева сетевой воды при сжигании газа. Конструкция котла и топочного устройства, характеристика топлива. Расчет топки, конвективных пучков, энтальпий воздуха и продуктов сгорания. Расчетная невязка теплового баланса.

    курсовая работа , добавлен 21.09.2015

    Определение объема воздуха, продуктов сгорания, температуры и теплосодержания горячего воздуха в топке агрегата. Средние характеристики продуктов сгорания в поверхностях нагрева. Расчет энтальпии продуктов сгорания, теплового баланса и пароперегревателя.

    контрольная работа , добавлен 09.12.2014

    Характеристика оборудования котельной установки. Обслуживание котла во время нормальной его эксплуатации. Расчет объемов, энтальпий и избытка воздуха и продуктов сгорания. Расчет ширмового и конвективного перегревателя. Уточнение теплового баланса.

    курсовая работа , добавлен 08.08.2012

    Техническая характеристика водогрейного котла. Расчет процессов горения топлива: определение объемов продуктов сгорания и минимального объема водяных паров. Тепловой баланс котельного агрегата. Конструкторский расчет и подбор водяного экономайзера.