ФГБОУ ВПО УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АВИАЦИОННЫЙ
ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
ФАКУЛЬТЕТ АВИАЦИОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
Кафедра
авиационной теплотехники и теплоэнергетики
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к курсовой работе по дисциплине
«Теплоэнергетика»
Поверочный
расчет парового котла ПК-10
Группа ТЭз-501
Студент: РамазановаЛ.Б.
Консультант Давыдова Р.С.
Принял Давыдова Р.С.
Уфа
- 2014
Содержание
1. Конструкция котлоагрегата
.1 Топочная камера
.2 Барабаны и сепарационные устройства
.3 Пароперегреватель
.4 Водяной экономайзер
.5 Воздухоподогреватель
.6 Эксплуатация котла
.6.1 Пуск котла
.6.2 Останов котла
.7 Техника безопасности
. Тепловой расчет парового котла ПК-10
.1 Объемы и энтальпии воздуха и продуктов сгорания
.2 Экономичность работы парового котла
.3 Тепловой расчет топочной камеры
.4. Расчет конвективного пароперегревателя
.2.5 Расчет водяного экономайзера второй ступени
.2.6 Расчет воздухоподогревателя второй ступени (ТВП2)
.2.7 Расчет водяного экономайзера первой ступени
.2.8 Расчет воздухоподогревателя первой ступени (ТВП1)
.2.9 Уточнение теплового баланса
.10 Заключение
. Графическая часть
.1 Эскиз котла
.2 Эскиз топки
.3 Поперечный разрез нижнего (большого) барабана
.4 Схема питания котла
.5 Эскиз водяного экономайзера
.6 Эскиз фестона и пароперегревателя
Список использованной литературы
1. Конструкция котлоагрегата
Котел состоит из следующих основных
узлов: каркас, топка, барабаны, испарительная поверхность нагрева,
пароперегреватель, водяной экономайзер, воздухоподогреватель, газовоздуховоды и
тягодутьевые установки.
.1 Топочная камера
Котел ТП-230-2 снабжен экранной камерной топкой. Топочная камера представляет собой шахту с наклонным потолком в верхней части и холодной воронкой в нижней части.
Объем топочного пространства 1206,3 м3
Площадь поверхности топки 670,26 м2
Средний уровень горелок 7.14 м
Высота топки 19,7 м
Относительный уровень расположения горелок 0.363 м
Топочная камера снабжена необходимым количеством лазов и лючков для доступа внутрь топки при ремонте и для наблюдения за работой топки.
Стены топочной камеры защищены
водяными экранами, включенными в систему циркуляции воды котла. Обмуровка
топочной камеры выполнена облегченного типа. В качестве материала для обмуровки
принят шамотный кирпич и для изоляции диатомовый кирпич или совелитовые плиты.
На боковых стенах топки имеются 2 амбразуры для установки двух газо-мазутных
горелок по одной с каждой стороны на расход 10.0 т/час по мазуту.
.2 Барабаны и сепарационные
устройства
Котел снабжен двумя барабанами, вынесенными за пределы обогреваемой зоны, из которых основной нижний барабан (большой) имеет внутренний диаметр = 1300мм. толщину стенки 90мм. а предвключенный или разделительный барабан (малый) имеет внутренний диаметр 900 мм и толщину стенки 70мм. Длина барабанов 13300 мм.
Расстояние по высоте между осями барабанов 1100 мм. Малый барабан соединен с большим пучком пароводоперепускных труб диаметром 76/6 в количестве:
Паро-перепускных - 84 шт.
Водо-перепускных - 132 шт.
Питательная вода из водяного экономайзера подводится к большому барабану, из него же отводится насыщенный пар в пароперегреватель. Котловая вода из большого барабана по водоопускным трубам поступает в нижние коллектора экранов.
Из экранов смесь пара и воды (пароводяная эмульсия) поступает в малый барабан, где происходит предварительное (грубое) разделение пара и воды. По пароперепускным и водоперепускным трубам пар и вода поступают из малого в большой барабан.
Уровень котловой воды поддерживается в большом барабане, который оборудован водоуказательными приборами - водомерными колонками и сниженными указателями уровня.
Водомерные колонки в количестве 3-х штук - одна в чистом отсеке и две соленых отсеках. В чистом отсеке большого барабана взяты 2 отбора на сниженные уровнемеры.
Компоновка соленых отсеков в большом барабане предусматривает установку перепускных коробов из чистого в соленый отсеки с использованием объема в торцах большого барабана и установку перегородок между отсеками. Рабочий уровень в большом барабане должен поддерживаться в зависимости от котлов 50 мм или 80мм от оси барабана.
От одного отборного устройства идут отдельные импульсные линии на уровнемер оперативного щита и уровнемер защиты II по упуску и перепитке уровня котла.
От второго отборного устройства идут отдельные импульсные линии на уровнемер аварийного сброса и уровнемер защиты I по упуске и перепитке уровня котла.
Отдельно взяты отборы импульсов по уровню на автоматы питания - левый и правый - из чистого отсека б/барабана.
Присоединение всех труб к большому и малому барабанам произведено эл. сваркой либо непосредственно к барабанам либо приваркой к приваренным штуцерам, кроме пароперепускных труб между барабанами, которые присоединены вальцовкой.
Экраны котлов и внутрибарабанное устройства выполнены по схеме двухступенчатого испарения с восемью, шестнадцатью и восемнадцатью самостоятельными циркуляционными контурами.
Малый барабан разделен внутри глухими перегородками на 3 части. В среднюю часть включены поверхности нагрева циркуляционных контуров чистого отсека, в две крайние поверхности нагрева циркуляционного контура соленых отсеков.
Котел оборудован устройствами 2-х ступенчатого испарения с барботажной промывкой всего пара. В качестве барботажных устройств установлен в чистом отсеке дырчатый плоский щит, на который подается питательная вода. Щит работает в режиме не проваливающегося слоя воды. Весь пар котла из чистых и соленых отсеков подается под слой питательной воды. Для очистки пара от влаги установлен дырчатый потолок.
В связи с тем, что на котлах температура питательной воды значительно ниже температуры насыщения, предусмотрен сброс 50 % питательной воды помимо дырчатого листа во избежание крайне нежелательного увеличения слоя промывочной воды на барботажных листах за счет конденсации барботирующего пара.
Сброс осуществлен специальными патрубками диаметром 51/3,5 с установленными в них шайбами диам.30 мм. Патрубки выводятся непосредственно из питательных коллекторов барабана под уровень воды.
Для предотвращения образования трещин в теле большого барабана в период растопки и останова котла внутри большого барабана смонтирована система парового обогрева паровой и водяной части барабана паром после I ст. п/перегревателя.
Система представляет собой трубы в
паровом и водяном объеме б/барабана, а также побудительные сопла по 2 шт. в
водяной части каждого соленого отсека.
.3 Пароперегреватель
Пароперегреватель котла ТП-230-2 состоит из вертикально-подвешенных змеевиков и выполнен из двух ступеней.
Первая ступень (по ходу пара) состоит из 106 сдвоенных змеевиков, выполненных из труб малоуглеродистой стали марки Ст.20 диам. 38/29. Поверхность нагрева первой ступени 797м2.
Вторая ступень (по ходу пара) состоит из 104 змеевиков выполненных из стали 12Х1МФ.
Поверхность нагрева 2-й ступени 1056 м2. Насыщенный пар из основного барабана котла по 104 трубам диам.42/32мм, поступает в две камеры пароохладителя диаметром 325/35,которые являются входными коллекторами п/перегревателя 1-й ступени. Из камер пароохладителя пар поступает в змеевики первой ступени пароперегревателя и пройдя их попадает в два выходных коллектора 1-й ступени диам. 273/35.
Из этих коллекторов по 6 и 8 пароперепускным трубам диам. 108/90 мм пар поступает в 2 входных промежуточных коллектора второй ступени п/перегревателя.
Во избежание температурных перекосов по змеевикам п/перегревателя промежуточные коллектора соединены пароперепускными трубами в перекрест, Из входных коллекторов 2-й ступени п/перегревателя пар поступает в змеевики, а затем в 2 выходных коллектора перегретого пара диам. 273/35мм и по 12-ти трубам диам.108/90мм поступает в паросборную камеру диам. 325/50мм.
Из которой через главную паровую задвижку котла пар поступает в главный паропровод.
Из правой половины 1-й ступени п/перегревателя пар поступает в правую половину нижнего промежуточного коллектора и выходит из левой его половины в левую половину змеевиков 2-й ступени п/перегревателя. Из змеевиков пар поступает в 2 выходных коллектора перегретого пара, а оттуда по 8 пароотводящим трубам в паросборную камеру.
-я ступень п/перегревателя по ходу дымовых газов расположена за 2-й ступенью.
Движение пара по змеевикам 1 -й ступени по отношению движения газов -противоточное.
-я ступень п/перегревателя расположена в газоходе после фестонного пучка.
Движение пара по змеевикам 2-й ступени по отношению и движению газов прямоточное. Змеевики 1 и 2-й ступени п/перегревателя и пароперепускные трубы к штуцерам коллекторов п/перегревателя присоединены сваркой. Подвески труб п/перегревателя в зоне высоких температур выполнены из жароупорной стали ЭИ-211.Температура газов перед п/перегревателем при нормальной нагрузке составляет:
При работе на мазуте - 1080°С.
В этом случае передача тепла от газов к поверхности нагрева происходит не только по средствам соприкосновения, но в значительной степени так же излучением газового потока высокой температуры. Такой п/перегреватель по существу может быть назван полурадиационным, т.к. кроме вышеуказанной передачи тепла происходит передача тепла от лучеиспускания факела топки через разреженный фестонный пучок.
Расположение п/перегревателя в зоне высоких температур обеспечивает сокращение его поверхности нагрева.
Регулирование температуры перегретого пара производится пароохладителем поверхностного типа или с помощью вентилятора рециркуляции дымовых газов (ВРГ).
Пароохладитель установлен во входных коллекторах 1-й ступени п/перегревателя. Изменение температуры производится за счет изменения влажности пара перед п/перегревателем. Пароохладитель каждой стороны состоит из 12 змеевиков диам. 25x3 с поверхностью 7 м2.
Подвод воды в пароохладитель
осуществляется из питательной линии после регулирующих вентилей, а подогретая в
пароохладителе вода отводится в питательную линию после запорных задвижек перед
водяным экономайзером.
.4 Водяной экономайзер
Водяной экономайзер кипящего типа, гладкотрубный, змеевиковый выполнен из двух ступеней, состоит из двух половин (правой и левой). Первая ступень (по ходу воды) водяного экономайзера расположена в газоходе котла между первой и второй ступенями воздухоподогревателя.
Вторая ступень установлена непосредственно после пароперегревателя.
Первая ступень (нижняя) имеет поверхность нагрева - 1720 мг.
Вторая ступень (верхняя) - 926 м.
Общая поверхность нагрева в/экономайзера - 2646 м".
Змеевики в/экономайзера выполнены из труб диаметром 38x4,5. из малоуглеродистой стали марки СТ.20.
Каждая половина первой ступени в/экономайзера состоит из нижнего коллектора диам. 273/35мм, к которому по трем трубам диам. 108/90 подводится питательная вода из питательных магистралей, верхнего коллектора диам.273/35 и 48 шт. змеевиков (по которым вода из нижнего коллектора поступает в верхний). Из верхнего коллектора первой ступени водяного экономайзера вода через 8 перепускных труб диам.76/6. ПОДВОДИТСЯ к нижним коллекторам 2-й ступени водяного экономайзера. Вторая ступень водяного экономайзера по конструкции одинакова с 1-й ступенью, но состоит из 54 змеевиков.
От верхнего коллектора 2-й ступени экономайзера питательная вода по 4 отводящим Трубам диам. 108/90 с каждой стороны поступает в большой барабан котла. Змеевики в/экономайзера соединяются со штуцерами коллекторов при помощи сварки.
Водяной экономайзер котлов ТП-230-2 рассчитан на подогрев всей питательной волы от температуры 150°С до температуры, близкой к температуре
насыщения в количестве 230т/час.
Допускается частичное кипение воды в экономайзере. При температуре питательной
воды равной 158°С в водяном экономайзере на выходе вола подогревается до
275-290°С.
.5 Воздухоподогреватель
Воздухоподогреватель трубчатого типа, двухступенчатый 4-х ходовой по воздуху. Обе ступени состоит из 6 кубов, установленных в два яруса.
Кубы собираются из стальных труб диам.51/48мм и трубных решеток, к которым сваркой крепятся трубы.
Длина труб обоих ступеней ТВП 5600 мм
Поверхность нагрева первой ступени 5530 м2.
Общая поверхность нагрева 11060 м2.
Трубные решетки подогревателя устанавливаются на балках каркаса котла так, чтобы трубы воздухоподогревателя имели возможность удлиняться вверх при температурных расширениях.
Тепловое расширение воздухоподогревателя воспринимается компенсаторами специальной конструкции. Между второй и первой ступенями воздухоподогревателя установлена в рассечку первая ступень в/экономайзера. В котле применен высокий подогрев воздуха.
В связи с высокой конечной
температурой воздуха часть в/подогревателя, т.е. вторая его ступень,
расположена в зоне высокой температуры газов после второй ступени
в/экономайзера, что дало возможность значительно сократить его поверхность при
выбранной конечной температуре горячего воздуха.
.6 Эксплуатация котла
.6.1 Пуск котла
Осмотр котла:
При пуске котла после ремонта или длительного останова необходимо произвести осмотр котла, а именно:
Осмотреть изнутри топку и газоходы, убедиться в отсутствии людей и посторонних предметов: шлака, отложений, золы, лесов и т.п., кроме того должны быть сданы все наряды с растапливаемого котла.
Проверить целость обшивы котла, закрыть все лазы, люки.
Осмотреть снаружи и изнутри воздуховоды, убедиться в их целости, в отсутствии в них посторонних предметов.
Проверить исправность и легкость хода газо-воздушных шиберов, путем их открытия проверить правильность надписей, указывающих их положение, убедиться в исправности приводов, в особенности, дистанционных.
Произвести осмотр трубопроводов и их арматуры, штоки задвижек и вентилей должны быть очищены, шпильки сальников должны иметь запас для подтягивания, проверить легкость вращения вентилей и задвижек путем пробного открытия и закрытия, последнее также относится к дренажам и продувочным вентилям, у вентилей и задвижек -наличие нумерации и табличек.
Проверить исправность предохранительных клапанов котла, обратив внимание на правильное расположение грузов. Грузы должны быть закреплены и опломбированы. Рычаги клапанов должны свободно двигаться в вилках, пыль и ржавчина, затрудняющие свободное движение рычагов должны быть удалены.
Дренажи на линиях после импульсных клапанов (малых) должны быть немного подорваны, чтобы при пропуске клапана в закрытом состоянии в линии перед главным клапаном не создавалось давление, и главный клапан не подорвался бы ложно.
Демпферные камеры предохранительных клапанов должны быть заполнены водой.
Выхлопные трубы должны быть закреплены.
Проверить исправность водоуказательной арматуры (водоуказательных колонок и сниженных уровнемеров), опробовать все вентили и включить водоуказательные колонки, как чистого, так и соленого отсека, т.е. паровые и водяные вентили открыть, а продувочные вентиля закрыть.
Манометры котла должны быть включены в рабочее положение, шкала манометров должна быть видна и хорошо освещена. Проверить наличие смазки на муфтах соединительных штанг гл. паровой задвижки, питательных задвижек, регуляторов перегрева и опробовать имеющиеся электромоторные привода задвижек, горелок и шиберов.
Осмотреть и проверить готовность к пуску и работе дымососов, вентиляторов и ВРГ, а именно: (состояние соединительных муфт - они должны быть собраны),