Паровой котел дквр 6. Паровые котлы типа дквр
1. Краткое описание котла типа ДКВР.
ДКВР – двухбарабанный паровой котел, вертикально-водотрубный, реконструированный с естественной циркуляцией и уравновешенной тягой, предназначен для выработки насыщенного пара.
Расположение барабанов продольное. Движение газов в котлах горизонтальное с несколькими поворотами или без поворотов, но с изменением сечения по ходу газов.
Котлы относятся к системе котлов горизонтальной ориентации, т.е. увеличение паропроизводительности идет за счет их развития в длину и ширину при сохранении высоты.
Котлы выпускаются Бийским котельным заводом производительностью 2,5; 4; 6,5; 10 и 20 т./ч. С избыточным давлением пара на выходе из котла (для котлов с пароперегревателем – давление пара за перегревателем) 1,3 МПа и некоторые типы котлов с давлением 2,3 и 3,9 МПа. Перегрев пара у котлов с давлением 1,3 МПа до 250˚C, с давлением 2,3 МПа – до 370˚C, с давлением 3,9 МПа – до 440˚C.
Котлы применяются при работе на твердом, жидком и газообразном топливе. Вид используемого топлива диктует особенности компоновочных решений котла.
Газомазутные котлы типа ДКВР имеют камерную топку.
Котлы паропроизводительностью 2.5; 4; 6,5 т/ч выполняются с удлиненным верхним барабаном, 10 т/ч – с удлиненным и коротким верхним барабаном, 20 т/ч – с коротким верхним барабаном.
Газомазутные котлы ДКВР – 2,5; 4; 6,5 т/ч с избыточным давлением 1,3 МПа выпускаются с низкой компоновкой в тяжелой и облегченной обмуровке, котлы ДКВР – 10 т/ч – с высокой компоновкой в тяжелой обмуровке и с низкой компоновкой в тяжелой и облегченной обмуровке, ДКВР–20 т/ч – с высокой компоновкой и облегченной обмуровкой.
Котлы ДКВР – 2,5; 4; 6,5; 10 т/ч с удлиненным барабаном поставляются в полностью собранном виде без обмуровки.
Котлы ДКВР 10 и 20 т/ч с коротким барабаном поставляются 3 блоками: передний топочный блок, задний топочный блок, блок конвективного пучка. Котлы с облегченной обмуровкой могут поставляться вместе с обмуровкой.
Котлы с удлиненным верхним барабаном имеют одну ступень испарения, с коротким верхним барабаном – две ступени испарения.
Схема котла ДКВР с длинным верхним барабаном приведена на рисунке 1, с коротким - на рисунке 2.
Конструктивная схема котлов ДКВР – 2,5; 4; 6,5; 10 т/ч с длинным верхним барабаном одинакова (рис 3).
Котлы ДКВР – 2,5; 4; 6,5; т/ч в топке имеют два боковых экрана – фронтового и заднего экранов у них нет. Котлы паропроизводительностью 10 и 20 т/ч имеют 4 экрана: фронтовой, задний и два боковых. Боковые экраны одинаковые. Фронтовой экран отличается от заднего меньшим количеством труб (часть стены занята горелками) и схема питания. Задний экран установлен перед шамотной перегородкой.
Трубы боковых экранов завальцованы в верхнем барабане. Нижние концы труб баковых экранов приварены к нижним коллекторам (камерам), которые расположены под выступающей частью верхнего барабана возле обмуровки боковых стен. Для создания циркуляционного контура передний конец каждого экранного коллектора соединен опускной не обогреваемой трубой с верхним барабаном, а задний конец – перепускной (соединительный) трубой с нижним барабаном.
Вода поступает в боковые экраны одновременно из верхнего барабана по передним опускным трубам и из нижнего барабана по перепускным трубам. Такая схема питания боковых экранов повышает надежность работы котла при понижении уровня воды в верхнем барабане и повышает кратность циркуляции.
Схема парового котла типа ДКВР с длинным верхним барабаном.
1-продувочный вентиль; 2-предохранительный клапан; 3-водоуказательное стекло;
4-регулятор питания; 5-вентиль ввода химикатов; 6-обратный клапан; 7-вентиль насыщенного пара; 8-верхний барабан; 9-обдувочная линия; 10-вентиль перегретого пара; 11-спускной вентиль; 12-пароперегреватель; 13-вентили для спуска воды из котла; 14-нижний барабан; 15-кипятильные трубы; 16-экранный коллектор; 17-экранная труба; 18-водоопускная труба.
Паровой котел типа ДКВР с коротким верхним барабаном
1-нижний экранный коллектор; 2-потолочные экранные трубы; 3-верхний экранный коллектор; 4-выносной циклон; 5-пароперепускная труба; 6-верхний барабан; 7-кипятильные трубы; 8-нижний барабан.
Конструктивная схема котла ДКВР – 6,5 с газомазутной топкой.
Верхние концы труб заднего и бокового экранов завальцованы в верхний барабан, а нижние – в коллекторы. Фронтовой экран получает воду из верхнего барабана по отдельной не обогреваемой трубе, а задний экран – по перепускной трубе из нижнего барабана.
Циркуляция в кипятильных трубах конвективного пучка происходит за счет бурного испарения воды в передних рядах труб, так как они ближе расположены к топке и омываются более горячими газами, чем задние, в следствии чего в задних трубах, расположенных на выходе из котла, вода идет не вверх, а вниз.
Камера догорания отделяется от конвективного пучка шамотной перегородкой, устанавливаемой между первым и вторым рядами кипятильных труб, в следствие чего первый ряд конвективного пучка является одновременно и задним экраном камеры догорания.
Внутри конвективного пучка устанавливается поперечная чугунная перегородка, разделяющая его на 1 и 2 газоходы, по которым движутся дымовые газы, поперечно омывающие все кипятильные трубы. После этого они выходят из котла через специальное окно, расположенное с левой стороны в задней стенке.
В котлах с перегревом пара пароперегреватель устанавливается в первом газоходе после 2 – 3 ряда кипятильных труб (вместо части кипятильных труб).
Питательная вода подается в верхний барабан и в его водяном пространстве распределяется по перфорированной трубе.
Барабан оборудован устройствами для непрерывной продувки, предохранительными клапанами, водоуказательными приборами и сепарационными устройствами, состоящими из жалюзи и дырчатых листов.
Нижний барабан является шламоотстойником и из него по перфорированной трубе производится периодическая продувка. В нижнем барабане устанавливается труба для прогрева котла паром при растопке.
Газомазутные блочные котлы ДКВР-10 и ДКВР-20 с коротким верхним барабаном (рис.2 и рис.4) имеют особенности по сравнению с вышеописанными котлами.
В этих котлах применяется двух ступенчатая схема испарения. Первая ступень испарения включает конвективный пучок, фронтовой и задний экраны, боковые экраны заднего топочного блока. Баковые экраны переднего топочного блока включены во вторую ступень испарения. Сепарационными устройствами второй ступени испарения являются выносные циклоны центробежного типа.
Верхние и нижние концы топочных экранов приварены к коллекторам (камерам), что обеспечивает разбивку на блоки, но увеличивает сопротивление циркуляционного контура. Для увеличения скорости циркуляции в контур введены не обогреваемые рециркуляционные трубы.
Трубы боковых экранов котла закрывают потолок топочной камеры. Нижние концы боковых экранных труб приварены к нижним коллекторам, т.е. трубы правого экрана приварены к правому коллектору, а трубы левого экрана – к левому коллектору.
Верхние концы экранных труб соединены с коллекторами иначе. Конец первой трубы правого экрана приварен к правому коллектору, а все остальные трубы приварены к левому коллектору. Таким же образом расположены концы экранных труб левого ряда, благодаря чему на потолке они образуют потолочный экран (рис 5).
Фронтовой и задний экраны закрывают часть фронтовой и задней стенки топки.
На наклонной части заднего экрана установлена шамотная перегородка, разделяющая топочную камеру на собственно топку и камеру догорания.
Блок конвективного пучка котла ДКВР-20 включает верхний и нижний барабаны одинакового размера и пучок кипятильных труб пролетного типа с коридорами по краям, как у котлов производительностью 2,5;4;6,5;10 т/ч. Вторая часть конвективного пучка коридоров не имеет. Обе части имеют коридорное расположение труб с теми же шагами, что и у всех остальных котлов типа ДКВР.
Котел ДКВР-20-13
1-газомазутная горелка; 2-боковые экраны; 3-выносной циклон; 4-короб взрывного предохранительного клапана; 5-задний топочный блок; 6-конвективная поверхность нагрева (конвективный блок); 7-изоляция верхнего барабана; 8-нижний барабан; 9-задний экран.
Для улучшения омывания газами первой части пучка за 6 рядом труб должны быть установлены диафрагмы из шамотного кирпича, перекрывающие боковые коридоры. При отсутствии диафрагм температура за котлом может повыситься до 500˚C.
Питательная вода по питательным трубопроводам 15 поступает в верхний барабан 16, где смешивается с котловой водой. Из верхнего барабана по последним рядам труб конвективного пучка 18 вода опускается в нижний барабан 17, откуда по подпиточным трубам 21 направляется в циклоны 8. Из циклонов по опускным трубам 26 вода подается к нижним коллекторам (камерам) 24 боковых экранов 22 второй ступени испарения, пароводяная смесь поднимается в верхние камеры 10 этих экранов, откуда поступает по трубам 9 в выносные циклоны 8, в которых разделяется на пар и воду. Вода по трубам 31 опускается в нижние камеры 20 экранов, отсепарированный пар по перепускным трубам 12 отводится в верхний барабан. Циклоны (их 2) соединены между собой перепускной трубой 25.
Паровой котёл 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.
Расшифровка наименования котла ДКВр-6,5-13 ГМ (ДКВр-6,5-13-250 ГМ)*:
ДКВр – тип котла (двухбарабанный котел водотрубный реконструированный), 6,5 - паропроизводительность (т/ч), 13 – абсолютное давление пара (кгс/см 2), ГМ - котел для сжигания газообразного топлива / жидкого топлива (дизельное и печное бытовое топливо, мазут, нефть), 250 – температура перегретого пара, °С (в случае отсутствия цифры – пар насыщенный).
Цена котла в сборе: 3 221 400 рублей, 3 422 000 рублей (*)
Цена котла россыпью: 2 914 600 рублей, 3 174 200 рублей (*)
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.
Паропроизводительностыо до 6,5 т/ч.
Конструктивно котлы ДКВр-2,5-13, ДКВр-4-13, ДКВр-6,5-13 выполнены динаково и отличаются длиной барабанов и количеством экранных и конвективных труб.
Котлы имеют два барабана (верхний и нижний), внутренний диаметр обоих барабанов - 1000 мм, толщина стенок барабанов 13 мм. Барабаны выполнены из стали марки 16 ГС0,16 % углерода, марганца и кремния - менее одного процента) и располагаются продольно, в вертикальной плоскости на одной оси.). Данная сталь обладает достаточной прочностью, антикоррозионной защитой, легко свариваемая, относительно дешева. Нижняя часть верхнего барабана, располагаемая над топкой, покрыта торкретом (теплоизоляцией), чтобы исключить дополнительный подвод тепла к барабану и нарушение циркуляции воды в котле. Для контроля исправности торкрета в верхней части фронтовой стенки котла (в обмуровке) выполнено отверстие.
В паровом объёме верхнего барабана смонтировано сепарационное устройство, состоящее из металлического дырчатого листа и пластинчатых сепараторов. В водяном объёме верхнего барабана смонтированы:
Два трубопровода с системой отверстий, обеспечивающих равномерное распределение поступающей питательной воды по объёму барабана, быстрый нагрев её, исключая охлаждение котловой воды и конденсацию пара.
Трубопровод ввода хим. реагентов, корректирующих качество котловой воды при эксплуатации котла, и для ввода моющих реагентов при химической очистке котла;
Трубопровод непрерывной продувки с системой отверстий.
В котлах работающих на твёрдом топливе в нижней образующей верхнего барабана над топкой, установлены две легкоплавкие пробки. Пробки заливаются сплавом олова и свинца с температурой плавления сплава 290-310°С. В случае перегрева металла барабана (при «упуске» воды в котле, при нарушении торкрета и др.) сплав из пробок выплавляется, и вытекающая пароводяная смесь гасит горящее топливо, защищая котёл от аварии. Персонал извещался о случившемся по шуму вытекающей пароводяной смеси.
Нижний барабан (примерно в половину короче верхнего), во фронтовой части крепится неподвижно, задняя часть его имеет подвижную (скользящую) опору. Фронтовая часть нижнего барабана со стороны топки покрыта торкретом.
В нижнем барабане смонтированы:
Трубопровод периодической продувки с системой отверстий;
Трубопровод подач пара в нижний барабан от паропровода собственных нужд.
Пар в нижний барабан может подаётся:
В период растопки котла, из его верхнего барабана или от других работающих котлов, с целью равномерного прогрева котловой воды, исключения температурных перенапряжений в наиболее теплонапряжённых элементах котла и сокращения времени растопочного периода;
В период кратковременной остановки котла (на срок не более одних суток), при выводе котла в «горячий резерв». В этом случае в неработающем котле поддерживается давление пара 3-4 кгс/см2 в течение всего периода нахождения котла в «горячем резерве». При получении распоряжения на включение котла из «горячего резерва», время вывода его на рабочий режим сокращается на полтора-два часа.
Топка котла (топочная камера), экранирована с боков экранными трубами (боковыми топочными экранами). Для устранения затягивания пламени в пучок и уменьшения потерь с химическим и механическим недожогом топочная камера котлов ДКВр-2,5; ДКВр-4 и ДКВр-6,5 делится шамотной перегородкой на две части: собственно топку и камеру догорания. В правой части перегородки выполнено окно для прохода дымовых газов из топки в камеру догорания.
Камера догорания отделена от конвективного пучка перегородкой, выполненной из шамотного кирпича. Перегородка выполнена не по всей ширине конвективного пучка, с правой стороны она имеет окно, через которое дымовые газы из камеры догорания поступают в первый газоход конвективного пучка.
Экранные поверхности нагрева - экранные трубы, диаметром 51х 2,5 мм. Котлы ДКВР паропроизводительностью до 6,5 т/ч имеют два экрана:
левый топочный экран и правый топочный экран; Экранные трубы к барабанам крепятся развальцовкой, а к коллекторам сваркой. Экранные трубы, воспринимают тепло радиацией (до 80%) и конвекцией, при омывании их горячими дымовыми газами. Топочные экраны защищают обмуровку котла от воздействия высоких температур.
Два боковых коллектора диаметром 219 мм. Коллекторы по торцам имеют лючки, для возможности внутреннего осмотра и очистки. К коллекторам крепятся нижние концы экранных труб. Оба коллектора имеют продувочные трубопроводы для выполнения периодической продувки во время работы котла.
Конвективные поверхности нагрева - конвективный пучок труб, выполнен из труб диаметром 51x2,5 мм, вдоль барабанов, по всей длине нижнего барабана. Трубы конвективного пучка крепятся к барабанам развальцовкой. Трубы конвективного пучка (конвективные поверхности нагрева) получают тепло конвекцией, при омывании их горячими дымовыми газами. Для максимального использования тепла дымовых газов в конвективном пучке происходит не продольное, а двухходовое поперечное их движение путём установки стальной перегородки в средней части конвективного пучка, образуя 1-й и И-й газоходы по ходу дымовых газов.
Стальная перегородка выполнена по всей высоте труб конвективного пучка, но не по всей его ширине, образуя окно в правой части. Через это окно дымовые газы из первого газохода свободно поступают во второй газоход.
Котлы ДКВР-2,5-13, ДКВР-4-13 и ДКВР-6,5-13 во фронтовой части котла в обмуровке имеют по две опускные необогреваемые трубы диаметром 179 мм. Эти трубы соединяют фронтовую часть верхнего барабана с коллекторами, и являются опорами фронтовой части верхнего барабана.
Перепускные трубы диаметром 76 мм, соединяют нижний барабан с коллекторами (по три трубы из барабана в каждый коллектор).
Обмуровка котла . Внутренняя часть обмуровки, называемая футеровкой, выполнена из огнеупорного кирпича. Наружная часть обмуровки, называемая облицовкой, выполнена из красного кирпича.
Гарнитура котла, включает:
Лазы в барабанах (в нижнем барабане со стороны топки лаз не предусмотрен);
Лазы (люки) во фронтовой нижней части котла;
Лючки по торцам коллекторов.
Смотровые окна, выполнены во фронтовой стенке котла, вблизи горелок и служат для наблюдением за горением топлива и исправностью торкрета верхнего барабана. Кроме того, лючки выполнены на боковых стенах обмуровки, которые используются для контроля за состоянием труб котла, обмуровки и для обдувки конвективных поверхностей нагрева переносным обдувочным устройством;
Лестницы и площадки для обслуживания манометра, указателей уровня воды, предохранительных клапанов и взрывных предохранительных клапанов;
Два взрывных предохранительных клапана - выполнены в верхней части котла: один клапан смонтирован над топкой, второй - над вторым газоходом.
Каркас котла - выполнен из металлического уголка.(каркас можно относить к гарнитуре котла)
Арматура котла:
Вентили на воздушнике, на трубопроводе ввода химреагентов;
Обратный клапан на питательном трубопроводе или задвижки, если котёл имеет отключаемый по воде экономайзер;
Два предохранительных клапана (рычажно-грузовые или пружинные);
Вентили на паропроводе собственных нужд котла;
Вентили на продувочных трубопроводах и на спускном трубопроводе.
Контрольно-измерительные приборы:
Манометр котла, устанавливается во фронтовой части верхнего барабана и присоединяется к верхней трубе для указателей уровня воды или непосредственно к барабану;
Два указателя уровня воды прямого действия, крепятся к фронтовой части котла с левой стороны;
Приборы (реперы) – для контроля свободного перемещения нижнего барабана при тепловом расширении в процессе растопки котла.
Трубопроводы котла:
Два ввода питательной воды (один их них резервный);
Воздушник, используемый при заполнении котла водой, при сливе воды из котла и для контроля начала образования пара при растопке котла, когда сложно определить давление пара малой величины по манометру. После появления пара из воздушника, вентиль на вздушнике закрывают и далее контроль давления пара осуществляется по манометру;
Паропровод собственных нужд котла;
Трубопроводы непрерывной и периодической продувки котла;
Спускной (сливной) трубопровод для слива воды из котла.
Паровой котел ДКВр-6/13:
1 – экранные трубы; 2 - верхний барабан котла; 3- манометр; 4 - предохранительный клапан; 5 - патрубок подвода питательной воды; 6 - патрубок отвода пара; 7 - легкоплавкие пробки; 8 - камера догорания; 9 - перегородка из шамотного кирпича; 10 - трубы конвективного пучка; 11 – чугунная перегородка; 12 - патрубок непрерывной продувки; 13 - центральный обдувочный аппарат; 14 - нижний барабан; 15 - коллектор экрана.
Принцип работы парового котла включает циркуляцию воды в котле и схему движения дымовых газов. Дымовые газы, образующиеся в топке котла при сгорании топлива, отдают часть тепла экранным трубам, и через специально выполненное окно, расположенное в левой части задней стенке топки поступают в камеру догорания. В камере догорания дымовые газы движутся с права на лево, огибают первую перегородку конвективного пучка и поступают в первый газоход конвективного пучка. В первом газоходе дымовые газы движутся с лева на право, поперечным потоком омывают трубы, отдают им своё тепло и с меньшей температурой поступают во второй газоход конвективного пучка (см. схему движения дымовых газов). Во втором газоходе конвективного пучка дымовые газы движутся с права на лево, поперечным потоком омывают трубы и отдав им своё тепло, с расчётной температурой выходят из котла через окно, выполненное в верхней левой части задней стенки котла.
Из котла дымовые газы по газоходу направляются в экономайзер.
Циркуляция воды (пароводяной смеси). В котлах ДКВР паропроизводительностью до 6.5 т пара в час выделяют три контура циркуляции воды:
контур циркуляции воды левого топочного экрана;
контур циркуляции воды правого топочного экрана;
контур циркуляции воды конвективного пучка.
Работа контура циркуляции воды левого топочного экрана. Вода из верхнего барабана по опускной трубе, расположенной в обмуровке левой фронтовой части котла, поступает в левый коллектор. В этот же коллектор дополнительно поступает вода из нижнего барабана по трём перепускным трубам. Из коллектора вода поступает в систему экранных подъёмных труб левого топочного экрана. Двигаясь в экранных трубах снизу вверх вода подогревается, частично вскипает и в виде пароводяной смеси поступает в верхний барабан котла.
Работа контура циркуляции воды правого топочного экрана - происходит аналогично.
Работа контура циркуляции воды конвективного пучка. Питательная вода поступает в верхний барабан котла. Из верхнего барабана вода по системе опускных труб, расположенных во втором газоходе конвективного пучка (где температура дымовых газов ниже, чем в первом газоходе), поступает в нижний барабан. Из нижнего барабана вода по системе подъёмных труб конвективного пучка, расположенных в первом газоходе (где температура дымовых газов выше, чем во втором газоходе), перемещается вверх, подогревается и в виде пароводяной смеси поступает в вер-ний барабан котла.
Влажный насыщенный пар, образующийся в циркуляционных контурах и поступивший в водяной объём верхнего барабана, проходит с большой скоростью через толщу воды, поступает в паровой объём, затем проходит через сепараторы пара и осушенный до заданной степени сухости поступает в паропровод.
Очистка наружных поверхностей труб конвективного пучка от сажи при работе котла на жидком топливе. Для очистки наружных поверхностей труб конвективного пучка от сажи и других отложений при работе котла на мазуте предусмотрен специальный обдувочный прибор (стационарное обдувочное устройство). Через заднюю стенку обмуровки вдоль осей барабанов через трубы конвективного. пучка проходит вращающаяся обдувочная труба (из нержавеющей стали), имеющая ряд отверстий с соплами для выхода пара. Передний конец трубы входит во втулку, приваренную к одной из центральных труб второго ряда конвективного пучка. Вращают трубу вручную при помощи маховика и стальной цепи. Кроме того, имеются переносные обдувочные приборы.
Котлы ДКВР-10-13
Двухбарабанный котёл вертикально-водотрубный реконструированный, паро-Производительностью 10 т/ч, избыточное давление пара 1,3 МПа (13 кгс/см 2 . Котёл типа Е- с естественной циркуляцией воды.
Техническая характеристика котлов ДКВР-10-13 указана ранее, в общей технической характеристике котлов типа ДКВР.
Паровой котёл ДКВР -10-13, в сравнении с конструкциями котлов ДКВР меньшей паропроизводительности, имеет следующие отличия:
В котле ДКВР 10-13 поднят нижний барабан, под который сделан доступ обслуживающего персонала;
Котёл имеет дополнительно фронтовой и задний экраны, соответственно имеет фронтовой и задний коллекторы;
Задний коллектор расположен под передней частью нижнего барабана, снизу;
Фронтовой коллектор расположен на фронтовой части передней стенки котла, то-есть выведен из топки. Опускные необогреваемые трубы, питающие водой фронтовой коллектор из верхнего барабана, расположены в обмуровке.
Топка котлов ДКВР-10-13 экранирована с 4-х сторон
экранными трубами;
В конвективном пучке котлов ДКВР-10-13 обе перегородки, делящие пучок на 1 -й и 2-й газоходы, выполнены из жаропрочного чугуна.
В отличие от котлов меньшей производительности у котла ДКВР-10-13 нижний барабан поднят, под него обеспечен доступ обслуживающему персоналу. Барабаны соединены между собой трубами конвективного пучка. Трубы крепятся к барабанам вальцовкой, чтобы обеспечить герметичность соединения трубы с барабаном, не разрушая структуры и не снижая прочность стенки барабана.
Каждый коллектор и нижний барабан котла имеют продувочные трубопроводы периодической продувки с двумя вентилями (фланцевые вентили).
Основные элементы парового" котла ДКВр-10-13
1. Верхний барабан; 2. Опускные и подъёмные трубы конвективного пучка; 3. Нижний барабан; 4. Перепускные трубы (3 шт.);
5. Коллектор заднего экрана; 6. Трубы заднего экрана;
7. Опускные (необогреваемые) трубы; 8. Перепускная труба бокового экрана; 9. Коллектор бокового экрана; 10. Экранные трубы;
11. Опускные трубы фронтового экрана; 12. Фронтовой коллектор; 13.Подъёмные трубы фронтового экрана; 14. Лаз; 15. Указатель уровня воды (2 шт.); 16. манометр котла; 17. Воздушник; 18. Ввод химреагентов (в т. ч. моющих химреагентов); 19. Вводы питательной воды (рабочий и резервный); 20. Главный парозапорный вентиль или задвижка;21. Предохранительные клапаны (пружинные клапаны-
2 шт.); 22. Паропровод собственных нужд котла; 23. Общий паропровод собственных нужд;24. Центральный обдувочный аппарат; 25. Обмуровка; 26. Торкрет; 27. Легкоплавкие пробки);
28. Непрерывная продувка;29. Периодическая продувка;
30. Трубопровод для спуска воды из котла;
31. Паропровод подачи пара на прогрев нижнего барабана.
Топка полностью экранирована, разделена стенкой из шамотного кирпича на собственно топку и камеру догорания. Камера догорания уменьшает потери тепла с уходящими дымовыми газами и исключает хим. недожог, а так же предотвращает затягивание факела в конвективный пучок. Между первым и вторым рядом конвективного пучка установлена шамотная перегородка, отделяющая конвективный газоход от камеры догорания. В конвективном газоходе установлена чугунная перегородка, организующая горизонтальный разворот дымовых газов, что способствует большей отдаче тепла дымовых газов конвективным поверхностям нагрева. Обмуровка котла - тяжелая. С фронта котла установлены две газомазутные горелки «ГМГ». Для обдувки труб конвективного пучка на задней стенке котла установлен обдувочный аппарат.
Барабаны котлов выполнены из мало-углеродистой низко-легированной стали марки 16 ГС: - 0,16 % углерода, марганца и кремния - менее одного процента. Коллекторы выполнены диаметром -219 мм. Опускные необогреваемые трубы во фронтовой части котла - 179 мм, перепускные трубы - 76 мм.
Схема движения дымовых газов в котлах ДКВр - 10-13. Дымовые газы, образующиеся в топке котла при сгорании топлива, отдают часть тепла экранным трубам, и через специально выполненное окно, расположенное в левой части задней стенке топки поступают в камеру догорания.В камере догорания дымовые газы движутся с права на лево, огибают первую перегородку конвективного пучка и поступают в первый газоход конвективного пучка.В первом газоходе дымовые газы движутся с лева на право, поперечным потоком омывают трубы, отдают им своё тело и;е меньшей температурой поступают во второй газоход конвективного пучка (см. схем4 движения дымовых газов).Во втором газоходе конвективного п|учка дымовые газы движутся с права на лево, поперечным потоком омывают трубы и отдав им своё тепло, с расчётной температурой выходят из котла через окно, выполненное в верхней левой части задней стенки котла.Из котла дымовые газы по газоходу направляются в экономайзер.
Для очистки наружных поверхностей труб конвективного пучка от сажи и других отложений при работе котла на мазуте предусмотрен специальный обдувочный прибор (стационарное обдувочное устройство). Через заднюю стенку обмуровки вдоль осей барабанов через трубы конвективного. пучка проходит вращающаяся обдувочная труба (из нержавеющей стали), имеющая ряд отверстий с соплами для выхода пара. Передний конец трубы входит во втулку, приваренную к одной из централыгых труб второго ряда конвективного пучка. Вращают трубу вручную при помощи маховика и стальной цепи. Кроме того, имеются переносные обдувочные приборы.
Обдувку труб конвективного пучка при работе котла на мазуте производят паром или воздухом давлением 0,7-1,0 МПа (7-10 кгс/см).
Обдувка производится в сроки, указанные в местной инструкции, а также при повышение температуры отходящих дымовых газов.
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.
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
Основные позиции (рис. 2):
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
Основные позиции (рис. 3):
2-сплав свинца и олова;