Курсовая работа: Расчет экономичности топки парового котла марки Е-420-13,8-560 БТ (БКЗ 420-140-7) на Лианском угле (Б2)

Содержание

Введение. 3

1 Описание и чертёж котла Е-420-13,8-560 БТ (БКЗ 420-140-7) 5

1.1 Расчетные характеристики энергетического топлива. Способ шлакоудаление. 7

1.2 Выбор расчётных температур. 7

1.3 Коэффициент избытка воздуха в газовом тракте котла. 8

2 Расчет объёмов и энтальпий воздуха и продуктов сгорания. 10

2.1 Расчет объёмов воздуха и продуктов сгорания. 10

2.2 Расчет энтальпий воздуха и продуктов сгорания. 11

3 Расчет экономичности работы парового котла. 13

3.2 Коэффициент полезного действия и потери теплоты.. 13

3.2 Определение расхода топлива. 14

4 Тепловой расчет топочной камеры.. 15

4.1 Конструктивные характеристики топки котла. 15

4.2 Расчет теплообмена в топке. 16

4.3 Определение температуры газов на выходе из топки. 19

Список использованных источников. 21

Введение

Котельная установка представляет собой комплекс устройств, предназначенных для преобразования химической энергии топлива в тепловую энергию пара или горячей воды. Котельная установка, может быть, одной из составляющих тепловой электростанции или выполнять самостоятельные функции (отопление и горячее водоснабжение, технологическое водо- и пароснабжение).

В зависимости от назначения котельная установка состоит из парового или водогрейного котла и вспомогательного оборудования, обеспечивающего его работу. Основными элементами котла являются: топка, испарительные (в паровых котлах) или водонагревательные (в водогрейных котлах) поверхности нагрева, пароперегреватель, экономайзер, воздухоподогреватель. В комплекс котельного агрегата кроме перечисленных элементов, входят еще коммуникации (паропроводы, водопроводы, соединительные газо- и воздухопроводы) и соответствующая арматура (вентили, задвижки, питательные и предохранительные клапаны, водоуказательные приборы и др.), каркас, лестницы, помосты для обслуживания, обмуровка и гарнитура (дверцы, лазы, гляделки, шиберы, обдувочное устройство).

По виду вырабатываемого теплоносителя котельные установки делятся на паровые и водогрейные. В зависимости от назначения они разделяются на энергетические, производственные, производственноотопительные и отопительные. Энергетические котельные установки вырабатывают пар для паровых турбин на тепловых электростанциях. Такие котельные оборудуют, как правило, котлоагрегатами большой и средней мощности, которые вырабатывают пар повышенных параметров. Производственные и производственноотопительные котельные установки (обычно паровые) вырабатывают насыщенный или слабо перегретый пар (до 4 МПа и 450 ºC), который используется в технологических процессах различных отраслей (сушка, варка, ректификация, концентрирование растворов и др.), а также для обеспечения теплотой систем отопления, вентиляции и горячего водоснабжения. Отопительные котельные установки (в основном водогрейные, но они могут быть и паровыми) предназначены для обслуживаниясистем отопления, горячего водоснабжения и вентиляции производственных и жилых помещений.

В данной работе рассмотрен и произведен расчет экономичности топки парового котла марки Е-420-13,8-560 БТ(БКЗ 420-140-7)предназначенного для выработки перегретого пара на тепловых электростанциях с теплофикационными турбинами на высокие параметры пара.

По ГОСТ 3619-89 буквенное обозначение Е расшифровывается как «Паровой котел с естественной циркуляцией». Параллельно с маркировкой по ГОСТ существует заводская маркировка. Модель БКЗ обозначает паровой котел Барнаульского завода ПО «Сибэнергомаш».

Числовые обозначения указывают на паропроизводительность в т/ч, абсолютное давление в МПа и температуру пара в °С. Для обозначения вида топлива и типа топки установлены следующие индексы К – каменный уголь, Б – бурый уголь.

1 Описание и чертёж котла Е-420-13,8-560 БТ (БКЗ 420-140-7)

Котёл Е-420-13,8-560 БТ(БКЗ 420-140-7)предназначен для работы на каменном или буром угле. Котел вертикально-водотрубный с естественной циркуляцией, однобарабанный, однокорпусный, П-образной компоновки, с уравновешенной тягой, в газоплотном исполнении (рисунок 1)

Рисунок 1 - Продольный разрез котла Е-420-13,8-560 БТ(БКЗ 420-140-7)

В топочной камере предусмотрено твердое шлакоудаление. Шлакоудаление механи­зированное, непрерывное с помощью шнековых транспортеров и дробилок.

Топочная камера - призматическая, открытого типа, с размерами в плане по осям труб 7,7х 14,46 м.

Топка экранированацельносварными газоплотными испарительными стенками, выполненными из труб Ø60х6 мм с вваренной полосой размером 20х6 мм (сталь 20). Шаг труб в панелях равен 80 мм.

В нижней части топки трубами фронтового и заднего экранов образована «холодная воронка».В верхней части топки трубы заднего экрана образуют аэродинамический выступ.Потолок топки закрывается панелями фронтового экрана.Топка оборудована шестью вихревыми горелками, расположенными в два яруса на фронтовой стене.

Барабан котла сварной, имеет внутренний диаметр 1600 мм с толщиной стенки 112 мм (сталь 16ГНМА).Схема испарения двухступенчатая с промывкой пара питательной водой. Первая ступень испарения включена непосредствено в барабан котла и представляет собой соче­тание внутрибарабанных циклонов и промывочных устройств.Вторая ступень испарения включена в испарительные выносные циклоны наружным диаметром 426 мм.

Вода из барабана к испарительным экранам подводится по стоякам диаметром 219 мм с толщиной стенки 20 мм (сталь 20) и отпускным трубам диаметром 159 мм с толщи­ной стенки 14 мм. Пароводяная смесь из экранов в барабан отводится по трубам Ø159х15 мм (сталь 20).

Пароперегреватель радиационно-конвективного типа. Радиационная часть паропере­гревателя состоит из ширм, размещенных в верхней части топочной камеры, выполнен­ных из труб Ø42х5 мм (сталь 12Х1МФ).

Конвективная часть в виде отдельных ступеней расположена в горизонтальном газо­ходе и выполнена из труб Ø38х4 мм, Ø38х4,5 мм, Ø38х5 мм и Ø38х6 мм (сталь 20, 12Х1МФ, 12Х18Н12Т).

Боковые стены горизонтального газохода, а также газоплотная часть опускного газо­хода (потолок, задняя и передняя стены) экранированы горизонтальными цельносварными панелями пароперегревателя из труб Ø60х6 мм с шагом 100 м.Трубы передней стены опускного газохода в месте прохода газов образуют фестон.

Все мембранные цельносварные панели топочных экранов жестко сварены между собой в единую газоплотную коробку.

Надежность работы всех соединений достигается благодаря циркуляции во всех па­нелях рабочей среды с приблизительно одинаковой температурой.

Тракт пара пароперегревателя состоит из двух независимых потоков. Температура перегретого пара регулируется двумя вспрысками собственного конденсата в пароохладитель.

В конвективном газоходе за пароперегревателем размещены водяной экономайзер и трубчатый воздухоподогреватель, скомпонованные «в рассечку».

Экономайзер состоит из двух ступеней, выполненных из гладких труб Ø32х4 мм (сталь 20).

Кубы воздухоподогревателя выполнены из труб Ø40х1,5 мм (Ст. 3).

Блоки водяного экономайзера и воздухоподогревателя установлены один на другой и сварены между собой плотным швом, чтобы исключить присосы холодного воздуха.

Топочная камера и пароперегреватель подвешены к собственному каркасу. Конвек­тивная шахта установлена на портале.

Котел оборудован тепловой камерой для совместной изоляции перепускных труб и камер котла.

Обмуровка котла представляетсобой натрубную изоляцию из вулканитовых плит или асбестовой намыленной массы. Огнеупорные материалы применены только на амбра­зурах горелок и гарнитуре.

Для очистки поверхностей нагрева котла предусмотрена виброочистка ширм; обдувочные устройства - для стен топки и конвективных пакетов пароперегревателя, дробеочистка - для водяного экономайзера и воздухоподогревателя.

Котел спроектирован с учетом возможности ремонта всех поверхностей нагрева внутри котла, снабжен необходимой арматурой, устройствами отбора проб пара и воды, а также контрольно-измерительными приборами.

Процессы питания котла, регулирования температуры перегретого пара и горения автоматизированы. Предусмотрены средства тепловой защиты.

Котел поставляют транспортабельными блоками.

Технические характеристики котла Е-420-13,8-560 БТ(БКЗ 420-140-7)

Паропроизводительность – 420 т/ч=116,7кг/c;

Давление перегретого пара – 140 кгс/см² = 13,8 МПа;

Температура перегретого пара – 560°С;

Температура питательной воды – 230 °С;

Уходящих газов - 143°С