ДИПЛОМ (1207161), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Средняя высота топочной камеры составляет 2400 мм, ширина – 1790 мм[17].
Эффективность теплотехнических способов уменьшения образования оксидов азота в топках котлов.
Глубина топочной камеры увеличивается с повышением паропроизводительности котлов.
Трубы правого топочного экрана Ѳ 51х2,5 мм устанавливаются с продолжительным шагом 55 мм; на вводе в барабаны трубы разводятся в два ряда отверстий.Экранирование фронтовой стенки выполняется из труб Ѳ 51х2,5 мм.Газоплотная перегородка выполняется из труб Ѳ 51х4мм, установленных с шагом 55 мм. На вводе в барабаны трубы разводятся в два ряда отверстий. Вертикальная часть перегородки уплотняется вваренными между трубами металлическими приставками. Участки разводки труб на входе в барабаны уплотняются приваренными к трубам металлическими пластинами и шамотобетоном [20].
Таблица 1.3
Эффективность теплотехнических способов уменьшения образования оксидов азота в топках котлов.
Топливо | Методы снижения NO2 | ||||||
Малые значения αт | Двухступенчатое горение | Двухступенчатое горение при малых αт | Рециркуляция | Рециркуляция при малых значениях αт | Впрыск воды или пара | ||
Природный газ | 33 | 50 | 90 | 33 | 80 | 10 | |
Мазут | 33 | 40 | 73 | 33 | 70 | 10 |
Основная часть труб, конвективного пучка и правого топочного экрана, а также трубы экранирования фронтовой стенки топки присоединяются к барабанам вальцовкой.
Трубы газоплотной перегородки, а также часть труб правого топочного экрана и наружного ряда конвективного пучка, которые устанавливаются в отверстиях, расположенных в сварных швах или околошовной зоне, привариваются к барабанам электросваркой.
В топочной камере котлов паропроизводительностью 6,5 т/ч устанавливаются охлаждаемые направляющие лопатки из труб Ѳ51х2,5 мм. Трубы лопаток вводятся в верхний и нижний барабаны и присоединяются к ним вальцовкой [4].
Трубы заднего экрана топки Ѳ51 х 2,5 мм, установленные с шагом 75 мм, привариваются к верхнему и нижнему коллекторам экрана Ѳ 159х6 мм, которые, в свою очередь, привариваются к верхнему и нижнему барабану. Концы коллекторов заднего экрана со стороны, противоположной барабанам, соединяются не обогреваемой рециркуляционной трубой Ѳ76х3,5 мм. На всех котлах для защиты от теплового излучения со стороны топки рециркуляционных труб и коллекторов заднего экрана в конце топочной камеры устанавливаются две трубы Ѳ51х2.5. присоединяемые к барабанам вальцовкой.
Котлы паропроизводительностью 6,5 т/ч выполнены с одноступенчатой схемой испарения.
Опускным звеном циркуляционных контуров котлов паропроизводительностью 6,5 т/ч являются последние по ходу газов наименее обогреваемые ряды труб конвективного пучка.
В водяном пространстве верхнего барабана находятся питательная труба и направляющие щиты, в паровом объеме – сепарационные устройства.
В нижнем барабане размещаются устройство для парового прогрева воды в барабане при растопке и патрубки для спуска воды.
В качестве первичных сепарационных устройств используются установленные в верхнем барабане направляющие щиты и козырьки, обеспечивающие выдачу пароводяной смеси на уровень воды. В качестве вторичных сепарационных устройств применяются дырчатый лист и жалюзийный сепаратор.
Отбойные щиты, направляющие козырьки, жалюзийные сепараторы и дырчатые листы выполняются съемными для возможности полного контроля и ремонта вальцовочных соединений труб с барабаном.
На котлах паропроизводительностью 6,5 т/ч предусмотрена непрерывная продувка из нижнего барабана и периодическая из нижнего коллектора заднего экрана [8].
Выход дымовых газов из котлов паропроизводительностью 6,5 т/ч осуществляется через окно, расположенное на задней стенке котла[18].
Котлы оборудованы стационарными обдувочными аппаратами завода «Ильмарине» (г. Таллин) для очистки наружной поверхности труб конвективного пучка от отложений. Обдувочный аппарат имеет трубку с соплами, которую необходимо вращать при проведении обдувки. Наружная часть аппарата крепится к обшивке левой конвективной стенки котла, а конец обдувочной трубы поддерживается при помощи втулки, при варенной к трубе пучка. Вращение обдувочной трубы производится вручную при помощи маховика и цепи.
Для обдувки котлов используется насыщенный или перегретый пар работающих котлов при давлении не менее 7 бар. (0,7 МПа)[13].
Для удаления отложений из конвективного пучка устанавливаются люки на левой стенке котла.
У всех котлов на фронте топочной камеры имеется лаз в топку, который расположенный ниже горелочного устройства, а также три смотровых люка - два на правой боковой и один на задней стенки топочной камеры.
Взрывной клапан на котлах паропроизводительностью 6,5 т/ч располагается на фронте топочной камеры над горелочным устройством.
Котлы изготавливаются на заводе в виде единого поставочного блока, смонтированного на опорной раме и состоящего из верхнего и нижнего барабана, трубной системы, пароперегревателя (для котлов с перегревом пара) и каркаса.
Плотное экранирование боковых стенок (относительный шаг труб S=1,08), потолка и пола топочной камеры позволяет на котлах применить легкую изоляцию толщиной 100 мм, укладываемую на слой шамотобетона толщиной 15 – 20 мм, нанесенного по стенке[6].
Для изоляции предусмотрены асбестовермикулитовые плиты или равноценные им по теплофизическим характеристикам.
Обмуровка фронтовой стенки выполняется из огнеупорного шамотного кирпича класса А или Б, диатомового кирпича, изоляционных плит; обмуровка задней стенки – из огнеупорного шамотного кирпича и изоляционных плит.
Обмуровочные и изоляционные материалы заводом не поставляются.
Для уменьшения присосов снаружи изоляция покрывается металлической листовой обшивкой толщиной 2 мм, которая приваривается к обвязочному каркасу.
Опорная рама воспринимает нагрузку от элементов котла, работающих под давлением котловой воды, а также обвязочного каркаса над трубной изоляции и обшивки.
Нагрузка от элементов котла, работающих под давлением, и котловой воды передается на опорную раму через нижний барабан.
Для установки нижнего барабана в конструкции опорной рамы предусмотрены фронтовая и задняя поперечная балка с опорными подушками, а также опоры – две справа от барабана (со стороны топки) на поперечных балках и слева от барабана на продольной балке и две слева от барабана на продольной балке.
Нижний барабан на фронте котла закрепляется неподвижно посредством приварки барабана к подушке поперечной балки опорной рамы и неподвижными опорами. Каркас и обшивка со стороны фронта котла крепятся к нижнему барабану также неподвижно. На заднем днище нижнего барабана устанавливается репер для контроля за перемещением барабана (котла). Установка реперов для контроля за тепловым расширением котлов в вертикальном и поперечном направлениях не требуется, так как конструкция котлов обеспечивает свободное тепловое перемещение в этих направлениях.
Основными узлами горелок типа ГМ являются: газовая часть, лопаточный аппарат для завихрения воздуха, форсуночный узел с основной и резервной паромеханической форсункой и захлопками для закрывания форсуночного клапана при снятии форсунок.
На фронте горелки предусмотрена установка смотрового окна это запально-защитное устройство ЗЗУ-4, которое в комплект горелки не входит и поставляется по отдельным заказам. Котлы являются сейсмостойкими при сейсмическом воздействии интенсивностью до 9 баллов ( по шкале MSK-64) включительно. Каждый котел комплектуется двумя пружинными предохранительными клапанами, один из которых является контрольным[9].
На котлах без пароперегревателя оба клапана устанавливаются на верхнем барабане котла, и любой из них может быть контрольным. Предохранительные клапаны подбираются заводом – изготовителем котла, поставляются комплектно с котлом и имеют свой паспорт. На котлах предусматриваются два водоуказательных прибора прямого действия, которые присоединяются к трубкам, идущим из парового и водяного объемов верхнего барабана. Котлы комплектуются необходимым количеством манометром, дренажной и сливной арматурой. Арматура и контрольно – измерительные приборы устанавливаются согласно схеме арматуры, приведенной в чертежах общего вида котлов. Котлы должны быть снабжены необходимыми приборами безопасности согласно правил устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов.
2 Расчет горения газообразного топлива
2.1 Исходные данные для расчета
Поверочный расчет из выбранного котлоагрегата ДЕ 6,5 -14[17].
Основные характеристики котлоагрегата:
1. Номинальная паропроизводительность – 6,5 т/час,
2. Избыточное давление насыщенного пара – 1,3 МПа.
В качестве топлива используется природный газ газопровода со следующим объемным составом (%).
CH4(Метан) – 95,5
C2H6(Этан) – 2,1
C3H8(Пропан) – 0,4
C4H10(Бутан) – 0,2
C5H12(Пентан) – 0,1
N2(Азот) – 1,0
CO2(Диоксид углерода) – 0,1
H2S (Сероводород) – 0,6
Низшая теплота сгорания газа Qнр=36680 кДж/м3,
Температура уходящих газов tух=101°С.
2.2Расчет объемов воздуха при горении продуктов сгорания
Все расчеты выполняются по формулам
2.2.1 Определяем теоретический объем воздуха V0, м3/м3, необходимого для полного сгорания при сжигании газа[17]:
V0=0,0476 [0,5 СО+0,5Н2+1,5Н2S+∑(m + )СmНn-О2] (2.1)
Где: m – число атомов углерода;
n – число атомов водорода.
V0=0,0476[(1+ )95,5+(2+
)2,7+(3+
)0,4+(4+
)0,2+(5+
)0,1]=
=0,0476[191+8,1+2,4+1,3+0,8]=9,7
2.2.2 Определяем теоретический объем азота V0N2, м3/м3, в продуктах сгорания при сжигании газа:
V0N2=0,79 V0+ (2.2)
V0N2=0,79 · 9,7+ =7,7
2.2.3 Определяем объём трехатомных газов VRO2, м3/м3, в продуктах сгорания при сжигании газа[17]:
VRO2=0,01(СО2+СО+Н2S+∑ m СmНn) (2.3)
VRO2=0,01(0,1+(1·95,5+2·2,7+3·0,4+4·0,2+5·0,1)=1,035
2.2.4 Определяем теоретический объём водяных паров V0H2O, м3/м3, в продуктах сгорания при сжигании газа:
V0H2O=0,01(Н2S+Н2+∑ СmНn+0,124dг.тл)+0,0161 V0 (2.4)
где: dг.тл– влагосодержание газообразного топлива, отнесенного к 1 м3сухого газа, г/м3,dг.тл=10
V0H2O=0,01( ·95,5+
·2,7+
·0,4+
·0,2+
·0,1+0,124·10)+
+0,0161·9,7=2,195
2.2.5 Средний коэффициент избытка воздуха в газоходе для каждой поверхности нагрева.
(2.5)