125522 (Тепловий розрахунок парового газомазутного котла типу ДЕ-25-І4 т/г)

Тепловий розрахунок парового газомазутного котла типу ДЕ-25-І4 т/г

Зміст

1. Характеристика парового газомазутного котла типу ДЕ-25-І4 т/г.

1.1 Опис котла

1.2 Опис парової частини

2. Тепловий розрахунок

2.1 Тепловий баланс котлового агрегату

2.2 Розрахунок топки

2.3 Розрахунок конвективного пучка

2.4 Розрахунок другого газоходу

2.5 Розрахунок водяного економайзера

2.6 Аеродинамічний розрахунок котельного агрегату

2.6.1 Опір першого газоходу

2.6.2 Опір другого газоходу

2.6.3 Опір водяного економайзера

2.6.4 Загальний опір котла

2.6.5 Вибір димососа

1. Характеристика парового газомазутного котла типу ДЕ-25-І4 т/г

1.1 Опис котла

Газомазутні вертикально-водотрубні парові котли типу ДЕ паропродуктивністю 25 т/г призначені для вироблення насиченого пару, що йде на технологічні нестатки промислових підприємств, у системі опалення, вентиляції і гарячого водопостачання. Топкова камера котла розміщається збоку від конвективного пучка, обладнаного вертикальними трубами, розвальцьованими у верхньому і нижньому барабанах. Ширина топкової камери по осях бічних екранних труб однакова для всіх котлів - 1790 мм. Глибина топкової камери - 1930-6960 мм. Основною складовою частиною котла є верхній і нижній барабани, конвективний пучок, фронтовий, бічні і задній екрани, що утворять топкову камеру.

Труби перегородки правого бічного екрана, що утворюють також під і потолок топкової камери, уводяться безпосередньо у верхній і нижній барабани. Кінці груб заднього екрана приварюються до верхнього і нижнього колекторів. Труби фронтового екрана котла паропродуктивністю 25 т/г розвальцьовані у верхньому і нижньому барабанах.

В усіх типорозмірах котлів діаметр верхнього і нижнього барабанів - 1000 мм. Відстань між барабанами - 2750 мм (максимально можливе за умовами транспортування блоку по залізниці). Довжина циліндричної частини барабанів котла продуктивністю 25 т/год - 7500 мм. Для доступу у середину барабанів у переднім і заднім днищах маються лазові затвори. Виготовляються барабани для котлів з робочим тиском 1,4 і 2,4 МПа абс. зі сталі 16ГС і мають товщину стінки відповідно 13 і 22 мм.

У водяному просторі верхнього барабана знаходяться живильна труба і труба для уведення фосфатів, у паровому обсязі - сепараційні пристрої, У нижньому барабані розміщаються пристрій для парового прогріву води в барабан не при розпалюванні і патрубки для спуска води, перфоровані труби для періодичної продувки в котлів продуктивністю 25 т/г.

У котлі продуктивністю 25 т/г застосований двоступінчастий випар. В другу ступінь випару винесена задня частина екранів топки і частина конвективного пучка, розташована в зоні з більш високою температурою газів. Контури другої ступіні випару мають опускну систему, що не обігрівається.

Конвективний пучок відділений від топкової камери газоплотною перегородкою, у задній частині якої мається вікно для входу газів у пучок. Перегородка виконана з щільно поставлених із кроком S = 55 мм і зварених між собою труб Ø 51х2,5 мм. При вході в барабани труби розводяться в два ряди. Місця розведення ущільнюються металевими проставками і шамотобетоном. Конвективний пучок утворений коридорно розташованими вертикальними грубами Ø 0,51х2,5 мм, розвальцьованими у верхньому і нижньому барабанах. Крок труб уздовж барабана - 90 мм, поперечний крок-110 мм (за винятком середнього, рівного 120 мм).

Котли продуктивністю 25 т/г перегородок у пучку не мають, а необхідний рівень швидкостей газів підтримується зміною ширини пучка від 890 до 1000 мм. Димові гази проходять по всьому перетину конвективного пучка і виходять через передню стінку в газовий короб, що розміщений над топковою камерою, і по ньому проходять до розташованого позаду котла економайзеру.

Усі типорозміри котлів мають однакову циркуляційну схему. Контури бічних екранів і конвективного пучка всіх типорозмірів котлів, а також фронтового екрана котлів паровиробництвом 25 т/г замкнуті безпосередньо на барабані.

Котли обладнані стаціонарними обдувочними апаратами, розташованими з лівої сторони котла. Для обдування котлів використовується насичена пара з тиском не менш 0,7 МПа.

Усі котли мають опорну раму, на яку передається маса елементів котла, що працюють під тиском, маса котлової води, а також маса обв'язувального каркаса, натрубного обмуровування й обшивання. Нерухомими опорами котлів є передні опори нижнього барабана. Середня і задня опори нижнього барабана - рухливі і мають овальні отвори для болтів, які кріпляться до опорної рами на період транспортування.

Котел типу ДЕ постачений двома пружинними запобіжними клапанами, один із яких є контрольним. На котлах без пароперегрівника обидва клапани встановлюються на верхньому барабані котла і кожний з них може бути обраний як контрольний. Номінальна паропродуктивність і параметри пари забезпечуються при температурі живильної води 100° С і спалюванні палив: природного газу питомою теплотою згоряння 29300-36000 кДж/кг (7000-8600 ккал/м^З) і мазути.

Діапазон регулювання 20-100% від номінальної паропродуктивності. Допускається короткочасна робота з навантаженням 110% від номінального паровиробництва. Котел ДЕ-25-14ГМ може працювати в діапазоні тисків 0,7-1,4 МПа.

У котельнях, призначених для виробництва насиченої пари без пред'явлення твердих вимог до його якості, паровиробництво котлів типу ДЕ при зниженому до 0,7 МПа тиску може бути прийнята також, як і при тиску 1,4 МПа. Для котлів типу Е (ДЕ) пропускна здатність запобіжних клапанів відповідає номінальної продуктивності котла при абсолютному тиску не нижче 0,8 МПа. У випадку, якщо з'єднане з котлом тепловикористовуючі устаткування мають граничний робочий тиск менший за зазначений вищих величин, для захисту цього устаткування варто встановити на ньому запобіжні клапани. При роботі на зниженому тиску запобіжні клапани на котлі і додаткові запобіжні клапани, установлені на устаткуванні, повинні бути відрегульовані на фактичний робочий тиск.

При роботі на котлах з тиском до 0,7 МПа змін у комплектації котлів економайзерами робити не потрібно, тому що в цьому випадку недогрів води в живильних економайзерах до температури насичення пари в котлі складає більш 20° С, що задовольняє вимогам правил.

Норми якості живильної води і пара повинні відповідати вимогам ДСТ20995-75.

Солевміст котлової води в першій ступіні випару котлів без пароперегрівника не повинний бути більш 3000 мг/кг. Солевміст котлової води другої ступіні випару повинний бути не більш 4500 мг/кг. Середній термін служби котлів між капітальними ремонтами при числі годин використання встановленої потужності 2500 год/рік - 3 роки, середній термін служби до списання - 20 років.

Котли всіх типорозмірів поставляються споживачами в зборі без обмуровування й обшивання. Розрізані по розмірах аркуші, обшивання поставляються в пакетах.

Парові газомазутні котли типу Е (ДЕ) продуктивністю від 4 до 24 т/г випускаються Бійським Котельним заводом.

1.2 Опис парової частини

Покриття зовнішніх навантажень і мазутного господарства по пару забезпечується вироблюваною у парових котлах ДС-25-14 насиченою парою Р=1,372 МПа (14 кгс/см²) і температуру 194 °С. Хімоброблена живильна вода парових котлів підігрівається у водоводяному теплообміннику відсепарованої води, пароводяному охолоджувачі випара охолоджувачі живильної води і потім проходить деаерацію в атмосферному деаераторі барботажного типу.

Для живлення парових котлів водою встановлені два живильних електронасоси.

Для сепарації пари продувної води котлів і часткового використання тепла відсепарованої води встановлені сепаратор і теплообмінник безупинної продувки. Відсепарована в розширнику вода скидається в каналізацію через продувний колодязь, після охолодження до 40°С. Конденсат з виробництва охолоджується в теплообміннику вихідною водою в 39°С і подається в конденсатні баки. Конденсат з мазутного господарства після охолодження в теплообміннику до 47°С поступає в баки - відстійники. Відстояний конденсат направляється в конденсатний бак збору конденсату з виробництва, відкіля загальний потік конденсату насосами подається до водопідготовчої установки.

Конденсат після підігріву в охолоджувачі конденсату мазутного господарства подається в деаератор живильної води.

У випадку надходження замазученного конденсату з мазутного господарства відстояний мазут насосом подається в прийомну ємність мазутного господарства. Система збору і повернення конденсату розташована в будинку водопідготовки.

Вихідні дані

Паливо - природний газ Шебелинка-Харків.

Склад газу по обсязі:

Нижча теплота згоряння кДж/м³,

=377332,9;

СН₄ = 92,8%;

С₂Н₆ = 3,9%;

С_ЗН₈= 1%;

С₄Н₁₀ = 0,4%;

С₅Н₁₂ = 0,3%;

N0₂= 3,5%;

СО₂ = 0,1%;

H₂S = 0%.

Коефіцієнт надлишку повітря

Топка: =1,1.

Котельний пучок: =1,15.

Водяной економайзер: =1,23.

Номінальна паропродуктивність - 25т/год.

Робочий тиск - 14 кгс/см^2.

Температура живильної води - 100 ⁰С.

Температура газів, що відходять - 130 ⁰С.

Продувка котла в розмірі - 2%.

2. Тепловий розрахунок

Котли типу ДЄ-25-14 - парові двобарабанні.

Поверхня нагрівання котлів виконана з передніх, задніх двох бічних екранів і конвективного пучка.

Екрани і котлові пучки котла виконані зі сталевих труб діаметром 60x3 мм. Трубки конвективного пучка розвальцьовані у верхньому і нижньому барабані пучка. Труби всіх екранів приварені до нижніх камер і розвальцьовані у верхньому барабані. Крок труб конвективного пучка подовжній - 90 мм; поперечний - 110 мм.

Барабани котлів ДЕ-25-14 виготовлені зі сталі 25К. Для огляду барабанів і розташованих у них пристроїв на задніх днищах маються лази. Сепараційні пристрої складаються з встановлених у верхньому барабані направляючих рахунків і козирків, що забезпечують видачу пароводяної суміші на рівень води.

2.1 Тепловий баланс котлового агрегату

Розташовуване тепло палива, кДж/м³

qp=qp =37332,9.

Температура газів, що відходять (за завданням), ⁰С Q_yx=130.

Ентальпія газів, що відходять (по таблиці І - θ), кДж/м³

.

Температура холодного повітря t_хв, ⁰С t_хв = 30.

Ентальпія холодного повітря, теоретично необхідного для повного згоряння 1 м³, кДж/м³

Н⁰_хв = 396,667.

Втрати теплоти від хімічного недопалу (по табл. ХХ [1]) q₃,%

q₃ = 0,5.

Втрати від механічного недопалу (по табл. ХХ [1]) q₄,%

q₃= 0,5.

Втрати теплоти з газами, що відходять q₂,%

, (2.1)

де - з I-θ таблиці;

- з вихідних даних;

- з I-θ таблиці;

q₄ - з таблиці ХХ [1].

.

Втрати теплоти в навколишнє середовище (по рисунку 5-1 [1]) q₅,%

q₅ = 1,2. Сума теплових втрат Σq,%

. (2.2)

ККД котлового агрегату η_ка,%

. (2.3)

Температура живильної води t_{п. в.,} ⁰C

Абсолютний тиск у барабані котла Р_б, МПа

Р_б=14.

Ентальпія живильної води (по табл. ХХІ [7] при тиску рівному Р_б, кДж/кг

Н_{п. в} = 294,47.

Ентальпія котлової води (по табл. XXIII) І_кип, кДж/кг

Н_кип = 826,687.

Відсоток продувки котла (за завданням) g_np,%

g_np = 2.

Тепло, корисно використане в котлі Q_КА, кBt

, (2.4)

де - з завдання;

- з вихідних даних.

.

Витрата палива В, м³ /год