Поверочный расчет парового котла ПК-10

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.

1. Конструкция котлоагрегата.

1.1 Топочная камера.

1.2 Барабаны и сепарационные устройства.

1.3 Пароперегреватель.

1.4 Водяной экономайзер

1.5 Воздухоподогреватель.

1.6 Эксплуатация котла.

1.6.1 Пуск котла.

1.6.2 Останов котла.

1.7 Техника безопасности.

2. Тепловой расчет парового котла ПК-10.

2.1 Объемы и энтальпии воздуха и продуктов сгорания.

2.2 Экономичность работы парового котла.

2.3 Тепловой расчет топочной камеры.

2.4. Расчет конвективного пароперегревателя.

2.2.5 Расчет водяного экономайзера второй ступени.

2.2.6 Расчет воздухоподогревателя второй ступени (ТВП2).

2.2.7 Расчет водяного экономайзера первой ступени.

2.2.8 Расчет воздухоподогревателя первой ступени (ТВП1).

2.2.9 Уточнение теплового баланса.

2.10 Заключение.

3. Графическая часть.

3.1 Эскиз котла.

3.2 Эскиз топки.

3.3 Поперечный разрез нижнего (большого) барабана.

3.4 Схема питания котла.

3.5 Эскиз водяного экономайзера.

3.6 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.

1.1 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.

1.2 Барабаны и сепарационные устройства Котел снабжен двумя барабанами, вынесенными за пределы обогреваемой зоны, из которых основной нижний барабан (большой) имеет внутренний диаметр = 1300 мм. толщину стенки 90 мм. а предвключенный или разделительный барабан (малый) имеет внутренний диаметр 900 мм и толщину стенки 70 мм. Длина барабанов 13 300 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 80 мм 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.

1.3 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 797 м².

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.

1-я ступень п/перегревателя по ходу дымовых газов расположена за 2-й ступенью.

Движение пара по змеевикам 1 -й ступени по отношению движения газовпротивоточное.

2-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 °C.

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. 25×3 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.

1.4 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 38×4,5. 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 °C до температуры, близкой к температуре.

насыщения в количестве 230т/час. Допускается частичное кипение воды в экономайзере. При температуре питательной воды равной 158 °C в водяном экономайзере на выходе вола подогревается до 275−290°С.

1.5 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 11 060 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.

1.6 Эксплуатация котла.

1.6.1 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 задвижекналичие 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),.

наличие ограждений муфт и конца вала, состояние фундаментных болтов дымососов, вентиляторов и их моторов (при необходимости гайки болтов подтянуть).

Наличие масла в подшипниках (по маслоуказателю), отсутствие течи масла через уплотнения и нижние пробки, прочно ли закреплены маслоуказатели: в случае обнаружения загрязненного масла, спустить его, промыть подшипники керосином и залить их свежим маслом.

Осмотрев и проверив готовность котла и вспомогательного оборудования к пуску, машинист котла докладывает о результатах осмотра ст. машинисту и НСКЦ (начальник смены котельного цеха), после чего можно производить заполнение котла водой или подпитку его, если из него спускалась вода.

Заполнение котла водой:

Предварительно, до заполнения котла водой, необходимо произвести проверку и запись указателей расширения (реперов) элементов котла в формуляр с пометкой «котел без воды» .

Заполнение котла производится конденсатом, из конденсатных баков с температурой не более 80 °C через линию заполнение.

Заполнение производится конденсатным насосом через нижние точки. При этом для поддержания постоянного уровня конденсата в конденсатном баке должен быть открыт вентиль на вновь врезанный в конденсатный бак поток конденсата.

Особенно небольшой должна быть подача в начальный период заполнения котла, когда вода только начинает поступать в холодный котел. При заполнении водой неостывшего котла температура воды перед барабаном не должна отличаться более, чем на 40 °C от температуры металла барабана.

Эти меры необходимы для предотвращения появления больших тепловых напряжений в сварных соединениях труб, подходящих к барабанам котла, которые могут привести к расстройству этих соединений.

Заполнение котла производится при открытых воздушниках на барабане и на п/перегревателе. Перед заполнением котла необходимо включить водоуказательные колонки. Проверить закрытое положение всех вентилей на питательном кольце. Закрыть вентили на непрерывной продувке и пробоотборниках.

Котел следует заполнить водой до низшей растопочной отметки водоуказательного стекла колонки чистого отсека. Во время заполнения котла следует проверить плотность фланцев, спускной и продувочной арматуры котла и экономайзера, обращая особое внимание на части, подвергавшиеся разборке при ремонте судить о пропуске воды можно, но температуре труб после вентилей.

Как только уровень в котле достигнет нижнего указателя по указательному стеклу чистого отсека, питание прекратить, после чего проверить, держится ли в котле уровень воды. Если он опускается, нужно выяснить причину, найти место неплотностей и устранить их, после чего снова заполнить котел до нижнего уровня.

Если котел был уже заполнен водой или котел стоял на консервации, следует подпитать его или спустить часть воды и довести уровень воды до растопочного уровня, т. е. до средней черты нижнего стекла водоуказательной колонки.

После заполнения котла водой произвести проверку и записать показания указателей расширения (реперов) элементов котла в формуляр с пометкой «котел заполнен водой» .

Растопка котла:

Рекомендуется начинать растопку котла, когда температура стенок барабана достигнет 80−100°С.

Для более равномерного прогрева стенок барабана котел ставится на прогрев питательной водой через коллектор общей промывки п/перегревателя. Питательная вода проходя через п/перегреватель, барабаны и экранную систему сбрасывается в конденсатные баки. Перед растопкой, котел снимается с прогрева, и вода сбрасывается до растопочного уровня. Растопка котла производится по графику растопки котлов, который определяет равномерный разогрев стенок большого барабана.

Для растопки котла собираются схемы газовых блокировок и запально-защитных устройств согласно инструкции.

Растопка котла как правило, производится на газе.

При отсутствии газа растопка может производиться на мазуте. Разрешение на растопку котла после ремонта и из режима консервации записывает Начальник цеха или его заместитель в журнале распоряжений по цеху с указанием продолжительности и режима растопки.

Растопка котла из резерва производится по разрешению НСС (начальник смены станции). Машинист котла может произвести растопку котла только разрешения ст. машиниста или начальника смены.

Растопку котла при выводе его из капитального ремонта, среднего и текущего ремонта, а также из резерва, при простое его более месяца, производится в присутствии начальника КЦ или его заместителя.

Процесс растопки котла в основном состоит следующих операций:

— Прогрев растопочных РОУ 100/1.2 и РОУ 100/18.

— Розжиг котла.

— Разогрев котельного агрегата с подъемом в нем давления.

— Прогрев паропровода и включение растопочного РОУ 100/1.2 и РОУ100/18 совместно с растапливаемым котлом.

При нормальной растопке устанавливается следующее время от начала растопки до включения котла в главный паропровод.

Для холодного котла, не работающего более 1−2 суток — 4−5 часов.

Для горячего котла при остаточном давлении в котле 10−15 кгс/см2. — 2 часа.

При остаточном давлении выше 15 кгс/см2 время на растопку уменьшается в соответствии с величиной остаточного давления.

При аварийной растопке время на растопку котла сокращается до 3−4 часов для холодного котла и 2−3 часов для горячего котла в зависимости от остаточного давления, но при этом следует увеличить число продувок нижних точек для более равномерного прогрева и расширения трубной системы котла.

Растопку котла следует производить:

Соблюдая равномерный подъем температуры насыщения в большом барабане котла должна быть не более 1−1,5 градуса °С в минуту.

Осуществляя прогрев большого барабана паром отобранным из паро-перепускных труб.

Осуществляя равномерное и постоянное питание котла. Включение котла:

При достижении давления в котле, близкого к давлению в джемперной перемычки и при температуре перегретого пара не ниже 450 °C, приступить к включению котла.

Перед включением котла ст. машинист предупреждает дежурного слесаря, который должен при этом продуть водоуказательные колонки, убедится в правильности их показаний.

Включение котла в паропровод турбинного цеха производить после сообщения НСКЦ о готовности котла к включению. НСКЦ дает указание (распоряжение) начальнику смены турбинного цеха о включении котла в джемперную перемычку, которое производится под его личным руководством в соответствии с действующими инструкциями по турбинному цеху.

При включении котла необходимо внимательно следить за ростом давления в барабане котла, не допуская повышения давления выше 110 ата.

Если давление держится постоянным, это говорит о том, что степень открытия паровой задвижки в турбинном цехе соответствует данному паросъему с котла и котел можно продолжать нагружать.

При наборе нагрузки на котел нужно следить за соответствием количества подачи воздуха и топлива в топку котла по дымомерам и по визуальному контролю факела.

При увеличении подачи газа или мазута надо увеличить давление воздуха перед соответствующей горелкой, приоткрывая шибера регулятора давления воздуха и подгружая дутьевые вентиляторы. Необходимо в момент набора нагрузки следить за температурой перегретого пара, не допуская снижения ее. прибегая к регулировке пароохладителем.

Получив сообщение от НСТЦ (начальник смены турбинного цеха) о полном открытии котловой задвижки (котел включен). НСКЦ продолжает принимать нагрузку на котел, нагружая обе газовые горелки или мазутные форсунки.

При расходе воды около 80−100 т/час настроить и включить автоматический регулятор питания.

Второй дымосос включить в работу при нагрузке 100−120 т/час.

При необходимости, при нагрузке меньше 180−190 т/час включить в работу ВРГ для поддержания температуры перегретого пара и снижения избытков воздуха. Длительность набора нагрузки на котле устанавливается следующая: Набор нагрузки после капитального или текущего ремонта: С момента отдачи пара котлом до нагрузки 70 т/час — 0.5 часа С нагрузки 70 т/час до 100−110 т/час — 0.5 часа. С нагрузки 110 г/час до 200−210 т/час — 0.5 часа При нормальной растопке котла из резерва время набора номинальной нагрузки от 1часа до 1,5 часов.

Величина набор нагрузки допускается 12 тонн в минуту, а подъем давления 1−1,5 атм. в минуту. При этом должна выдерживаться нормальная температура перегретого пара и рабочий уровень воды в барабане.

1.6.2 Останов котла Нормальный останов котла:

Перед остановом котла при работе на мазуте обязательно произвести его очистку дробью лавинной очистки.

Постепенно снижать нагрузку котла ло минимально разрешенной нагрузки в 100 т/час, разгружая мазутные форсунки или газовые горелки, сообразуясь с температурной перегрева и со снижением нагрузки. Разгрузка котла продолжается с нагрузки 230 т/час до нагрузки 100 т/час не менее 30 мин. За час до остановки котла закрыть на него подачу фосфата.

Закрыть задвижку с эл. приводом на резервную сторону питания.

После погашения котла открыть дренажи п/перегревателя на 0,5−1,5 оборота для продувки пароперегревателя во избежании перегрева змеевиков от горячей обмуровки, но не допуская резкого снижения давления в барабане котла.

После погашения:

— Закрыть непрерывную продувку на РНП.

— Погасить котел и опробовать работу защит котла путем отключения обоих вентиляторов, либо другой защитой. Проконтролировать правильность и полноту срабатывания схемы защиты. Продуть паром мазутные форсунки. После закрытия гл. паровой задвижки котла следить за снижением давления в барабане котла. Потребовать от начальника смены турбинного цеха закрыть главную паровую задвижку от котла в ТЦ или на щите котла силами персонала КЦ. Проверить отсутствие горения топлива в топке, после останова котла.

Спуск воды с котла допускается при температуре воды в котле не выше 80 °C.

После остановки котла необходимо контролировать уровень воды в нем и давление во избежание опрессовки котла при возможном пропуске питательной арматуры.

При повышении температуры по газовому тракту следует осмотреть газоходы, чтобы выяснить, нет ли загорания отложений, сообщить НСС и начальнику цеха. При загорании о гложений в хвостовой части котла следует вызвать пожарную команду, включить водотушения и собрать шланги от пожарной магистрали.

Если водотушение не даст снижение температуры и температура продолжает подниматься, следует организовать тушение пожарной водой.

При загорании хвостовой части котла необходимо открыть подпитку котла через водяной экономайзер со сбросом воды через аварийный сброс, эта мера должна предотвратить выход из строя водяного экономайзера.

Расход воды через водяной экономайзер должен быть 30−60 т/час.

После снижения давления на котле до 0 следует провести общую промывку п/перегревателя питательной воды для удаления солей из труб пароперегревателя. При проведении гидразино-аммиачной консервации общую промывку п/перегревателя следует производить непосредственно перед растопкой котла.

Ускоренный останов котла бывает необходим, если котлу угрожает какая-нибудь опасность.

Ускоренный останов производится в следующем порядке:

— погасить газ закрытием всех газовых задвижек, открыть свечи. Заглушка устанавливается по возможности немедленно;

— погасить мазутные форсунки;

— открыть продувку выходных коллекторов п/перегревателя (дренажные вентили):

— отключить ключ защиты;

— включить обогрев б/барабана;

— остановить дутьевые вентиляторы:

— остановка дымососов производится по обстоятельствам;

— закрыть паровые и питательные задвижки;

— закрыть фосфатирование и продувку.

1.7 Техника безопасности Устройство и обслуживание котельных установок должны соответствовать Правилам устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов. Правилам взрывобезопасности при использовании мазута в котельных установках и 11равилам безопасности в газовом хозяйстве.

Предохранительные и взрывные клапаны котла (пароводяного тракта, топки и газоходов) должны иметь отводы для удаления пароводяной смеси и взрывных газов при срабатывании клапанов за пределы рабочего помещения в места, безопасные для обслуживающего персонала, или должны быть ограждены отбойными щитами со стороны возможного нахождения людей.

Не разрешается заклинивать предохранительные клапаны работающих котлов или увеличивать нажатие на тарелки клапанов путем увеличения массы груза или каким-либо другим способом.

Грузы рычажных предохранительных клапанов должны быть застопорены и запломбированы так, чтобы исключалась возможность их самопроизвольного перемещения.

К форсункам котла должен быть обеспечен свободный, удобный доступ для обслуживания и ремонта.

Во избежание ожогов при обратном ударе пламени на отверстиях для установки форсунок должны быть краны, а вентили, регулирующие подачу топлива и воздуха к форсункам, или их приводы должны располагаться в стороне от отверстий. Не разрешается во время обхода открывать люки, лазы на котле, за исключением кратковременного открытия смотровых лючков и гляделок при условии нахождения сбоку от них.

Не разрешается зажигать топливо в топках при открытых лазах и гляделках. Смотровые лючки для постоянного наблюдения за факелом должны быть закрыты стеклом.

Перед растопкой котла на нем должны быть прекращены все ремонтные работы, а весь персонал, не имеющий отношения к растопке, выведен начальником смены цеха (блока).

На соседних котлах должны быть прекращены все ремонтные работы, выполняемые вне топок и газоходов на сторонах, обращенных к растапливаемому котлу или находящихся в пределах прямой видимости от него (фронтовая и задняя стены, потолочные перекрытия).

Работы на котле возобновляются по указанию дежурного персонала.

Не разрешается стоять против открытых гляделок, смотровых или шуровочных люков при осмотре или выполнении шуровочных работ.

Перед проведением очистки поверхностей нагрева котла дробью персонал должен быть удален из зоны расположения очищаемых элементов котла. Осмотры и ремонт в этой зоне в период очистки не разрешаются.

Все горячие части оборудования, трубопроводы, прикосновение к которым может вызвать ожоги, должны иметь тепловую изоляцию. Температура на поверхности изоляции при температуре окружающего воздуха 25 С должна быть не выше 45 °C.

Все горячие участки поверхностей оборудования и трубопроводов, находящихся в зоне возможного попадания на них легковоспламеняющихся, горючих, взрывоопасных или вредных веществ, должны быть покрыты металлической обшивкой для предохранения тепловой изоляции от пропитывания этими веществами.

Элементы оборудования, расположенные на высоте более 1,5 м от уровня пола, следует обслуживать со стационарных площадок с ограждениями и лестницами.

Обходы и осмотры котла должны производиться только с разрешения НСКЦ или старшего машиниста.

При обнаружении свищей в трубах поверхностей нагрева, паропроводах, коллекторах, питательных трубопроводах, в корпусах арматуры срочно вывести работающих с аварийного оборудования, оградить опасную зону и вывесить плакаты или «Опасная зона», «Проход закрыт».

Не разрешается пуск и кратковременная работа механизмов при отсутствии или не исправном состояние ограждающих устройств. Не разрешается производить уборку возле таких механизмов.

Не разрешается чистить, обтирать и смазывать вращающиеся и движущиеся части механизмов, а также перелезать через ограждения или просовывать руки за них для смазки и уборки. Не разрешается при обтирке наружной поверхности работающих механизмов, наматывать на руку или пальцы обтирочный материал.

В качестве обдирочного материала применять х/бумажные или льняные тряпки.

Не разрешается останавливать вручную вращающиеся или движущиеся механизмы.

Не разрешается наступать на оборванные, свешивающиеся или лежащие на земле или полу провода, а также на обрывки проволоки, веревки, тросы, соприкасающиеся с этими проводами, или прикасаться к ним.

Не разрешается эксплуатировать неисправное оборудование, а также оборудование с неисправными или отключенными устройствами аварийного отключения, блокировок, защит и сигнализации. При отклонении режима работы оборудования от нормального, что может стать причиной несчастного случая, должны быть приняты меры по обеспечению безопасности персонала.

Капитальные и средние ремонты оборудования должны выполняться по проектам производства работ (ППР) и техническим условиям на ремонт или технологическим картам. Места, опасные для прохода или нахождения в них людей, должны ограждаться канатами или переносными щитами с указанными на них знаками безопасности. При необходимости нахождения людей вблизи горячих частей оборудования должны быть приняты меры по их защите от ожогов и действия высоких температур (ограждение действующего оборудования, вентиляции, спецодежда и т. п.).

2. Тепловой расчет парового котла ПК-10.

2.1 Объемы и энтальпии воздуха и продуктов сгорания Топливом для данного котла является мазут низкосернистый.

Расчетные характеристики топлива [(1), табл. III]:

Рабочая масса топлива, %:

Wrt=0,15 — влажность;

Ar=0,03 — зольность;

Sr=0,39 — содержание серы;

Сr=87,33 — содержание углерода;

Нr=11,90 — содержание водорода;

Nr=0,2 — содержание азота;

Or=0,2 — содержание кислорода.

Низшая теплота сгорания (средняя):

Выбор расчетных температур

1) Температура уходящих газов ух 170C.

2) Температура воздуха на входе в воздухоподогреватель 30C.

3) Температура холодного (присосанного) воздуха 30C.

4) Температура воздуха, поступающего из воздухоподогревателя в топку для горения 305C.

Объемы воздуха и продуктов сгорания топлива:

Теоретическое количество сухого воздуха, необходимого для полного сгорания топлива (коэффициент избытка воздуха):

Теоретические (минимальные) объемы продуктов сгорания, полученные при сгорании топлива с теоретически необходимым количеством воздуха:

азота ;

трехатомных газов.

;

водяных паров.

Коэффициенты избытка воздуха по тракту котла:

— коэффициент избытка воздуха для верха топки.

Коэффициенты избытка воздуха в других участках газового тракта получаются путем прибавления к бT присосов воздуха, принимаемых по [(1), табл. ХVII], т. е.: бi= бT+ Дбi.

Таблица 1. Расчет коэффициентов избытка воздуха по тракту котла.

Расчет объемов и энтальпий продуктов сгорания в поверхностях нагрева:

Таблица 2. Объемы газов, объемные доли трехатомных газов.

Таблица 3. Энтальпия 1 м³ газов и воздуха.

Энтальпия дымовых газов на 1 кг топлива вычисляется по формуле:

.

паровой котел тепловой расчет где.

— энтальпия газов при коэффициенте избытка воздуха и температуре, оС;

— энтальпия теоретически необходимого количества воздуха при температуре, оС.

Энтальпии 1 м³ влажного воздуха, углекислого газа, азота и водяных паров определяются по таблице 3. Результаты расчетов энтальпий сведены в таблицу 4.

Таблица 4 — Энтальпия продуктов сгорания (-таблица).

2.2 Экономичность работы парового котла Составление теплового баланса котла заключается в установлении равенства между поступившим в котел количеством тепла, называемым располагаемым теплом QP и суммой полезно использованного тепла Q1 и тепловых потерь Q2, Q3, Q4, Q5 и Q6. На основании теплового баланса вычисляются КПД и необходимый расход топлива.

Общее уравнение теплового баланса имеет вид:

Qp=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6, кДж/кг Располагаемое тепло 1 кг жидкого топлива:

где — низшая теплота сгорания рабочей массы жидкого топлива.

— физическое тепло топлива, кДж/кг.

— теплоемкость мазута при t=1250С.

— теплота, внесенная в котел воздухом при подогреве его вне агрегата отборным паром, отработанным паром или другим теплоносителем в калорифере, устанавливаемом перед воздухоподогревателем. В задании значение этой температуры не уточняется, значит под этим понимаем, что калориферы отсутствуют.

Потеря тепла с уходящими газами q2:

где Iух, кДж/кг — энтальпия уходящих газов при избытке воздуха бУХ= бТВП1=1,16 и tух=170°С. Рассчитываем по таблице 4 (-таблица).

Интерполируем:

q4 — потеря тепла от механического недожога. Для жидкого топлива механический недожог отсутствует, т. е. q4 = 0. Следовательно:

Потеря тепла от химической неполноты сгорания топлива q3.

Потеря тепла от химического недожога обусловлена суммарной теплотой сгорания продуктов неполного горения, остающихся в уходящих газах и принимается по [(1), табл. XX]: q3=0.15%.

4. Потеря тепла от наружного охлаждения q5 принимается по рис. 5.1 [(1), стр.30]: q5 = 0.6%.

5. При сжигании мазута потери на охлаждение несущих балок q6ОХЛ =0.1% и потери с теплом шлака q6ШЛ =0%.

6. Суммарная потеря тепла в котле:

7. Коэффициент полезного действия котельного агрегата (брутто):

8. Полезно использованное в котельном агрегате тепло:

кВт где =44,44 кг/с — количество выработанного перегретого пара.

Энтальпии находятся по I-s диаграмме:

— энтальпия перегретого пара,.

iПВ = 883,9 кДж/кг — энтальпия питательной воды,.

iКИП=1429,3 кДж/кг — энтальпия воды на линии насыщения при давлении в барабане парового котла.

— расход продувочной воды из барабана котла. где рпр=2,5% - относительная величина непрерывной продувки котла.

9. Полный расход топлива:

10. Расчетный расход топлива с учетом механической неполноты сгорания топлива:

2.3 Тепловой расчет топочной камеры Расчет основывается на приложениях теории подобия к топочным процессам. Основными параметрами, определяющими безразмерную температуру газов на выходе из топки, являются критерий радиационного теплообмена Больцмана (Во) и критерий поглощательной способности Бугера (Bu). Учет влияния на теплообмен неизотермичности температурного поля топки и эффекта рассеяния излучения обеспечивается использованием эффективного критерия .

Исходной для расчета теплопередачи в топках является формула, определяющая безразмерную температуру на выходе из топки:

— справедлива в области значений ?0,9.

Та — адиабатическая температура горения топлива, К;

М — параметр, учитывающий влияние на интенсивность теплообмена относительного уровня расположения горелок, степени забалластированности топочных газов и других факторов.

1. Зададимся температурой газов на выходе из топки = 1250 °C, тогда энтальпия продуктов сгорания на выходе из топки по таблице 4 (-таблица):

2. Тепло, вносимое в топку воздухом, определяется по формуле:

где — энтальпия теоретически необходимого количества горячего воздуха после ТВП. Принимается по таблице 4 (-таблица) при температуре на выходе из воздухоподогревателя tГВ=305°C:

— см. выше.

Следовательно:

3. Полезное тепловыделение в топке:

4.

Коэффициент тепловой эффективности экранов:

где — коэффициент загрязнения топочных экранов принимается по табл. 6.3 [(1), стр.42]).

— угловой коэффициент экрана принимается по номограмме 1а [(1), стр.214] при s/d=95/76=1.25.

5. Эффективная толщина излучающего слоя:

.

где VT=1210м3 и FCT=540м2 — объем и поверхность стен топки.

6. Коэффициент ослабления лучей (коэффициент поглощения топочной среды):

k = kГ + m•kС, 1/(м•МПа) где kГ — коэффициент поглощения лучей газовой фазой,.

kC — коэффициент поглощения лучей частичками сажи,.

m — коэффициент относительного заполнения топочной камеры светящимся пламенем При сжигании мазута m = 0,6 [(1), стр. 38].

— суммарная объемная доля трехатомных газов в продуктах сгорания, р=0,1МПа — давление в топочной камере [(2) стр. 62],.

ТТ''=1250+273=1523К — температура газов на выходе из топки.

k=0.651+0.6•2,523=2,165.

7. Коэффициент сохранения теплоты:

Расчет суммарного теплообмена в топке.

Критерий Больцмана:

где ТA — адиабатическая температура горения топлива определяется по таблице 4 (-таблица) при коэффициенте избытка воздуха бТ и энтальпии продуктов сгорания I=QT.

(Vc)cpсредняя суммарная теплоемкость продуктов сгорания 1 кг топлива в интервале температур (ТА-ТТ''):

— коэффициент излучения абсолютно черного тела.

Т.к. стены топки закрыты экранами с одинаковыми значениями коэффициента тепловой эффективности ш, то шср=ш.

3. Эффективное значение критерия Бугера:

— критерий Бугера, тогда:

4. Рассчитаем коэффициент.

где — относительный уровень расположения горелок;

hг=4.89м — средний уровень расположения осей горелок (известна из конструкции котла).

НТ=18,9м — высота топки (известна из конструкции котла).

— параметр забалластированности топочных газов;

Мо — коэффициент, принимается по [(1), стр.40]: Мо = 0,4 — для газомазутных топок с настенным расположением горелок.

5. Безразмерная температура газов на выходе из топки равна:

Тогда действительная размерная температура газов на выходе из топки равна Т.к. действительная температура газов отличается от первоначальной меньше чем на 100 °C, то вторая итерация не требуется, и тогда расчет топки примем законченным.

2.4 Расчет конвективного пароперегревателя Для расчета пароперегревателя используются два уравнения:

уравнение теплообмена:

уравнение теплового баланса, в котором приравниваются тепло, отданное газами, и тепло, воспринятое паром:

В этих уравнениях:

k — коэффициент теплопередачи, отнесенный к расчетной поверхности нагрева, Вт/(м2К);

Дt — температурный напор, °С;

BP — расчетный расход топлива, кг/с;

Н — расчетная поверхность нагрева, м2;

ц — коэффициент сохранения теплоты, учитывающий потери теплоты от наружного охлаждения; I', I" - энтальпии продуктов сгорания на входе в поверхность нагрева и на выходе из нее, кДж/кг;

I0ПРС= I0ХВ — количество теплоты, вносимое присасываемым в газоход воздухом c t=300С, кДж/кг.

Тепловой баланс перегревателя:

Тепловосприятие перегревателя излучением из топки:

.

где.

— тепло, переданное излучением в топке,.

— энтальпия газов на выходе из топки при по таблице 4 (-таблица), тогда:

НЛ=666 м2 — полная лучевоспринимающая поверхность нагрева топки (известна из конструкции котла),.

НЛФ =164м2 — лучевоспринимающая поверхность фестона (известна из конструкции котла),.

хф — угловой коэффициент фестона принимается по номограмме 1а [(1), стр.214] при s/d=380/76=5.

Температура газов на входе в перегреватель:

— известна из расчета топки.

Температура перегретого пара:

tПП = 495 °C.

iПП = 3355 кДж/кг — энтальпия перегретого пара.

Тепло, переданное в пароохладителе:

где r = 1267,9 кДж/кг — теплота парообразования,.

(1 — х) * 100 = 3% - величина увлажнения в пароохладителе, принимается с последующим уточнением.

Тепловосприятие перегревателя (по балансу):

где iHП =2710.6 кДж/кг — энтальпия насыщенного пара.

Энтальпия газов за перегревателем:

Тогда температура газов за перегревателем по таблице 4(-таблица):

Расчет второй (по пару) ступени.

1. Температура газов на входе во вторую ступень:

— известна из расчета топки.

— см. выше.

2. Зададимся температурой газов на выходе из второй ступени пароперегревателя, тогда энтальпия продуктов сгорания на выходе по таблице 4:

3. Тепловосприятие ступени по балансу (теплота, отданная продуктами сгорания):

4. Энтальпия пара на входе во вторую ступень (р=105 ата) где iПП — энтальпия перегретого пара, определяется по tПП = 495 °C, тогда температура пара на входе равна tП' = 361 °C.

5. Так как вторая ступень перегревателя выполнена по прямоточной схеме движения продуктов сгорания и пара следовательно, средний температурный напор при прямотоке равен:

.

где.

— температурный напор на входе в ПЕ второй ступени,.

— температурный напор на выходе из ПЕ второй ступени, Для определения коэффициента пересчета ш от прямотока к более сложной, сначала вычислим безразмерные параметры:

По [(1), номограмма 19] определим ш=0,995. Тогда температурный напор во второй ступени пароперегревателя:

6. Коэффициент теплопередачи находится по упрощенной формуле [(3), стр. 93]:

и — наружный диаметр и поперечный шаг (известны из конструкции котла) о=1,08 — коэффициент, учитывающий излучение газовых объемов.

m=0 — коэффициент, учитывающий вид пучка (в данном случае коридорный) Расчетная формула построена так, что для принятых значений скорости газов, диаметра и шага труб определено по Нормативному методу расчета значение коэффициента теплопередачи А. Коэффициенты, А и n определим по [(3), стр. 94]:

A=66.

n=0.5.

НII = 620м2 — поверхность нагрева второй ступени перегревателя (известна из конструкции котла). — средняя скорость газов в ПЕ-2:

7. Тепловосприятие ступени по уравнению теплообмена:

8. Сравним тепловосприятия:

Так как значения QБПЕ2 и QTПЕ2 отличаются менее чем на 2%, то расчет ПЕ второй ступени считается законченным.

Расчет первой (по пару) ступени.

1. Температура газов на входе в первую ступень:

— известна из расчета второй ступени ПЕ.

— см. выше.

2. Тепло, передаваемое газами на участке испарения:

3. Тепло, передаваемое газами на участке перегрева:

Энтальпия газов за ПЕ-1:

тогда температура газов за этой частью по таблице 4:

Средний температурный напор при изменении агрегатного состояния с учетом противотока:

.

где.

— средний температурный напор на участке перегрева, где:

— температурный напор на входе газов в перегревающую часть,.

— температурный напор на выходе газов из нее.

— средний температурный напор для участка испарения, где — температурный напор на выходе газов из ступени.

6. Коэффициент теплопередачи находится по упрощенной формуле [(3), стр. 93]:

о=1,03.

m=0.

A=66.

n=0.5.

и — наружный диаметр и поперечный шаг (известны из конструкции котла) НI = 580м2 — поверхность нагрева ПЕ-1 (известна из конструкции котла).

— средняя скорость газов в перегревателе:

Тепловосприятие ступени по уравнению теплообмена:

8. Сравним тепловосприятия:

Так как значения QБПЕ1 и QTПЕ1 отличаются менее чем на 2%, то расчет ПЕ второй ступени считается законченным.

2.2.5 Расчет водяного экономайзера второй ступени.

1. Температура газов на входе и выходе:

— известна из расчета первой ступени ПЕ.

— задаемся.

— по таблице 4.

2. Тепловосприятие по уравнению теплового баланса:

3. Энтальпия воды на выходе и на входе в ЭК-2:

— см. выше (при р=105 кгс/см2).

(при р=130кгс/см2).

4. Средний температурный напор с учетом противотока:

.

где.

— температурный напор на входе в ЭК второй ступени,.

— температурный напор на выходе из ЭК второй ступени, Скорость движения газов:

Коэффициент теплопередачи в ступени экономайзера:

о=1,0.

m=1 — шахматный пучок.

A=75.

n=0.5.

и — наружный диаметр и поперечный шаг (известны из конструкции котла).

7. Тепловосприятие ступени экономайзера по уравнению теплообмена:

НII = 940м2 — поверхность нагрева второй ступени ЭК (известна из конструкции котла).

8. Сравним тепловосприятия:

Так как значения QБЭК2 и QTЭК2 отличаются менее чем на 2%, то расчет ЭК второй ступени считается законченным.

2.2.6 Расчет воздухоподогревателя второй ступени (ТВП2).

1. Температура газов на входе:

— известна из расчета второй ступени ЭК.

2. Энтальпия и температура воздуха на выходе и на входе в ТВП-2:

— см. выше.

— задаемся.

3. Тепловосприятие по уравнению теплового баланса:

Тогда температура газов за ТВП-2 по таблице 4(-таблица):

4. Средний температурный напор с учетом противотока:

Для определения коэффициента пересчета ш от прямотока к более сложной, сначала вычислим безразмерные параметры:

По [(1), номограмма 21] определим ш=0,99. Тогда:

5. Скорость движения газов и воздуха:

Коэффициент теплопередачи в ступени ТВП:

оИ= о0 + До=0,85+0,05=0,90 — коэффициент использования поверхности ТВП.

о0=0,85 — для мазута До=0,05 — для четырехходового ТВП.

7. Тепловосприятие ступени ТВП по уравнению теплообмена:

НII = 6050м2 — поверхность нагрева второй ступени ТВП (известна из конструкции котла).

8. Сравним тепловосприятия:

Так как значения QБТВП2 и QTТВП2 отличаются менее чем на 2%, то расчет ТВП второй ступени считается законченным.

2.2.7 Расчет водяного экономайзера первой ступени.

1. Температура газов на входе:

— известна из расчета второй ступени ТВП.

2. Энтальпия и температура воды на выходе и на входе в ЭК-1:

— см. выше.

3. Тепловосприятие по уравнению теплового баланса:

4. Средний температурный напор с учетом противотока:

.

где.

— температурный напор на входе в ЭК первой ступени,.

— температурный напор на выходе из ЭК первой ступени,.

5. Коэффициент теплопередачи в ступени экономайзера:

— скорость движения газов о=1,0.

m=1 — шахматный пучок.

A=75.

n=0.5.

и — наружный диаметр и поперечный шаг (известны из конструкции котла).

7. Тепловосприятие ступени экономайзера по уравнению теплообмена:

НI = 1650м2 — поверхность нагрева ЭК-1 (известна из конструкции котла).

8. Сравним тепловосприятия:

Так как значения QБЭК1 и QTЭК1 отличаются менее чем на 2%, то расчет ЭК первой ступени считается законченным.

2.2.8 Расчет воздухоподогревателя первой ступени (ТВП1).

1. Температура газов на входе:

— известна из расчета первой ступени ЭК.

2. Энтальпия и температура воздуха на входе и выходе из ТВП-1:

3. Тепловосприятие по уравнению теплового баланса:

Тогда температура газов за ТВП-2 по таблице 4(-таблица):

4. Средний температурный напор с учетом противотока:

Для определения коэффициента пересчета ш от прямотока к более сложной, сначала вычислим безразмерные параметры: