Экибастузский угольный бассейн
Введение 4
1 Тепловой расчет котла БКЗ . 460 . 140 6
2 Аэродинамический расчет к/а БКЗ 460.140 49
3 Охрана окружающей среды 62
3.1 Система золоулавливания ТЭЦ 62
3.2 Расчет выбросов в атмосферу 63
4 Автоматика 70
4.1 Описание автоматики котельного агрегата 70
4.2 Расчет сужающего устройства, устанавливаемого 72
на трубопроводе
5 Охрана труда 77
5.1 Организация воздухообмена в котельном цехе 77
5.2 Требования ТБ при работе внутри топок, газоходов, 77
воздуховодов и барабанов котлов и на дымовых трубах
5.3 Требования безопасности по содержанию зданий и 83
помещений на энергетических предприятиях
5.4 Расчет аэрации 85
6 Расчет экономического эффекта 86
Заключение 92
Список использованных источников 93
1 Тепловой расчет котла БКЗ . 460 . 140 6
2 Аэродинамический расчет к/а БКЗ 460.140 49
3 Охрана окружающей среды 62
3.1 Система золоулавливания ТЭЦ 62
3.2 Расчет выбросов в атмосферу 63
4 Автоматика 70
4.1 Описание автоматики котельного агрегата 70
4.2 Расчет сужающего устройства, устанавливаемого 72
на трубопроводе
5 Охрана труда 77
5.1 Организация воздухообмена в котельном цехе 77
5.2 Требования ТБ при работе внутри топок, газоходов, 77
воздуховодов и барабанов котлов и на дымовых трубах
5.3 Требования безопасности по содержанию зданий и 83
помещений на энергетических предприятиях
5.4 Расчет аэрации 85
6 Расчет экономического эффекта 86
Заключение 92
Список использованных источников 93
Современная жизнь характеризуется бурным развитием промышленности, производства электроэнергии и расширением сферы использования транспорта всех видов. Эти процессы, а также сопровождающая их урбанизация обусловливают возрастающее загрязнение внешней среды, которое достигло такого уровня, что превратилось в одну из важнейших проблем. Решение ее преследует цель – не только сохранить природные ресурсы для дальнейшего экономического и социального развития республики, но прежде всего обеспечить благоприятные санитарные условия жизни населения и предупредить возможное вредное влияние загрязнений внешней среды на здоровье людей.
В мероприятиях, связанных с охраной окружающей среды, особое место занимает защита атмосферного воздуха от загрязнений.
Тепловые электростанции занимают одно из первых мест по выбросу вредных веществ в атмосферу. Локальное воздействие выбросов ТЭС на окружающую среду и человека распространяется на прилегающий район диаметром до 20-50 км. Неблагоприятное действие на окружающую среду оказывают оксиды азота и серы: разрушается хлорофилл растений, повреждаются листья и хвоя. Постоянное пребывание людей в атмосфере с концентрацией указанных веществ выше 0,5 мг/м³ приводит к более частым заболеваниям и возрастанию смертности.
С каждым годом зольность Екибастузского угля возрастает. Повышение зольности угля произошло в основном, из-за увеличения в балансе доли угля высокозольного пласта и уменьшения селективной добычи на разрезах в связи с применением высокопроизводительной угледобывающей техники. В перспективе следует ожидать дальнейшего ухудшения качества Екибастузского угля за счет роста зольности, т. к. доля поставок угля от высокозольного пласта будет увеличиваться.
Чтобы надежно сжигать угли указанного качества, требуется своевременная реконструкция отдельных узлов оборудования, высокая организация всего энергетического производства и особенно таких звеньев, как эксплуатация и ремонт. В противном случае будет иметь место дальнейшее снижение надежности оборудования ТЭС и, соответственно, энергоснабжения потребителей.
Необходимо отметить, что увеличение средней зольности угля над проектной существенно снижает проектные резервы оборудования по производительности и надежности, а в большей части случаев ведет к ограничению мощности ТЭС.
Увеличение средней зольности угля над проектной на 1-3 % не так уж опасно, однако при этом возрастают колебания зольности угля в маршрутах в отдельных вагонах, достигая временами в маршрутах до 48 %, а в отдельных вагонах до 70 % и более, что значительно усложняет его сжигание и, соответственно, эксплуатацию котлов. Известно, что зола Екибастузского угля, состоящая до 95 % из окислов кремния и алюминия, тугоплавка, обладает слабыми шлакующими свойствами и после термической обработки в топке, высокой абразивностью.
В мероприятиях, связанных с охраной окружающей среды, особое место занимает защита атмосферного воздуха от загрязнений.
Тепловые электростанции занимают одно из первых мест по выбросу вредных веществ в атмосферу. Локальное воздействие выбросов ТЭС на окружающую среду и человека распространяется на прилегающий район диаметром до 20-50 км. Неблагоприятное действие на окружающую среду оказывают оксиды азота и серы: разрушается хлорофилл растений, повреждаются листья и хвоя. Постоянное пребывание людей в атмосфере с концентрацией указанных веществ выше 0,5 мг/м³ приводит к более частым заболеваниям и возрастанию смертности.
С каждым годом зольность Екибастузского угля возрастает. Повышение зольности угля произошло в основном, из-за увеличения в балансе доли угля высокозольного пласта и уменьшения селективной добычи на разрезах в связи с применением высокопроизводительной угледобывающей техники. В перспективе следует ожидать дальнейшего ухудшения качества Екибастузского угля за счет роста зольности, т. к. доля поставок угля от высокозольного пласта будет увеличиваться.
Чтобы надежно сжигать угли указанного качества, требуется своевременная реконструкция отдельных узлов оборудования, высокая организация всего энергетического производства и особенно таких звеньев, как эксплуатация и ремонт. В противном случае будет иметь место дальнейшее снижение надежности оборудования ТЭС и, соответственно, энергоснабжения потребителей.
Необходимо отметить, что увеличение средней зольности угля над проектной существенно снижает проектные резервы оборудования по производительности и надежности, а в большей части случаев ведет к ограничению мощности ТЭС.
Увеличение средней зольности угля над проектной на 1-3 % не так уж опасно, однако при этом возрастают колебания зольности угля в маршрутах в отдельных вагонах, достигая временами в маршрутах до 48 %, а в отдельных вагонах до 70 % и более, что значительно усложняет его сжигание и, соответственно, эксплуатацию котлов. Известно, что зола Екибастузского угля, состоящая до 95 % из окислов кремния и алюминия, тугоплавка, обладает слабыми шлакующими свойствами и после термической обработки в топке, высокой абразивностью.
1 Тепловой расчет котельных агрегатов (Нормативный метод)/ Под ред. Н. А. Кузнецова и др. М.: Энергия, 1973.
2 Компоновка т тепловой расчет парового котла: Учеб. пособие для вузов/ Ю. М. Липов, Ю. Ф. Самойлов, Т. В. Виленский.–М.: Энергоатомиздат, 1988.
3 Ривкин С. Л., Вукалович М. П., Александров А. А. Таблицы теплофизических свойств воды и водяного пара. М., Изд-во стандартов, 1969.
4 Тепловые и атомные электрические станции: Справочник/ Под ред. В. А. Григорьева и В. М. Зорина. М.: Энергоиздат, 1982.
5 Жабо В. В. Охрана окружающей среды на ТЭС и АЭС: Учеб. для техникумов. – М.: Энергоатомиздат, 1992.
6 Смирнов А. Д., Антипов К. М. Справочная книжка энергетика. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1984.
7 Методические указания по измерению расхода газов и жидкостей стандартными сужающими устройствами.
8 Преображенский В. П. Теплотехнические измерения и приборы: Учебник для вузов по специальности "Автоматизация теплоэнергетических процессов". – 3-е изд., перераб. – М.: "Энергия", 1978.
9 Теплотехнический справочник. Под общ. ред. В. Н. Юренева и П. Д. Лебедева. В 2-х томах. Изд. 2-е, перераб. М., "Энергия", 1976.
10 Воронина А. А., Шибенко М. Ф. "Охрана труда в энергосистемах". Учеб. пособие для учащихся энергетических и энергостроительных техникумов. М., "Энергия", 1973.
11 Аэродинамический расчет котельных установок. Нормативный метод . Госэнергоиздат, 1958.
12 Строительные нормы и правила. Нормы проектирования. Котельные установки.
13 Правила взрывопожаробезопасности топливоподач электростанций. Правила взрывобезопасности установок для приготовления и сжигания топлива в пылевидном состоянии. Технические требования по взрывобезопасности котельных установок, работающих на мазуте или природном газе. М., "Энергия", 1975.
14 Электрооборудование тепловых электростанций: Учебник для техникумов/ Под ред. Л. Д. Рожковой. – 2-е изд., перераб. – М.: "Энергия", 1979.
15 Плетнев Г. Н. Автоматическое регулирование и защита теплоэнергетических установок. Учебник для энергетических и энергостроительных техникумов. Изд. 2-е, перераб. и доп. М., "Энергия", 1976.
16 Автоматические приборы, регуляторы и вычислительные системы. Справочное пособие. Тзд. 3-е, перераб. и доп. Под ред. Б. Д. Кошарского. Л., "Машиностроение", 1976.
17 Мейкляр М.В. Паровые котлы электростанций. Изд. 4-е, перераб. М., "Энергия", 1974.
18 Коц А. Я. Освещение электрических станций и подстанций. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоиздат, 1981.
19 Тищенко Н. Ф. Охрана атмосферного воздуха. Расчет содержания вредных веществ и их распределение в воздухе. Справ. изд. – М.: Химия, 1991.
20 Справочник по пыле- и золоулавливанию/ М. И. Биргер, А. Ю. Вальдберг, Б. И. Мягков и др.; Под общ. ред. А. А. Русанова. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1983.
21 Теория горения и топочные устройства. Под ред. Д. М. Хзмаляна. Учеб. пособие для студентов высш. учеб. заведений. М., "Энергия", 1976.
22 Златопольский А. Н., Прузнер С. Л. Экономика, организация и планирование теплового хозяйства промышленных предприятий: Учебник для техникумов. – М.: "Энергия", 1979.
23 Закон Республики Казахстан от 28 февраля 2004 года N 528-М. О безопасности и охране труда.
2 Компоновка т тепловой расчет парового котла: Учеб. пособие для вузов/ Ю. М. Липов, Ю. Ф. Самойлов, Т. В. Виленский.–М.: Энергоатомиздат, 1988.
3 Ривкин С. Л., Вукалович М. П., Александров А. А. Таблицы теплофизических свойств воды и водяного пара. М., Изд-во стандартов, 1969.
4 Тепловые и атомные электрические станции: Справочник/ Под ред. В. А. Григорьева и В. М. Зорина. М.: Энергоиздат, 1982.
5 Жабо В. В. Охрана окружающей среды на ТЭС и АЭС: Учеб. для техникумов. – М.: Энергоатомиздат, 1992.
6 Смирнов А. Д., Антипов К. М. Справочная книжка энергетика. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1984.
7 Методические указания по измерению расхода газов и жидкостей стандартными сужающими устройствами.
8 Преображенский В. П. Теплотехнические измерения и приборы: Учебник для вузов по специальности "Автоматизация теплоэнергетических процессов". – 3-е изд., перераб. – М.: "Энергия", 1978.
9 Теплотехнический справочник. Под общ. ред. В. Н. Юренева и П. Д. Лебедева. В 2-х томах. Изд. 2-е, перераб. М., "Энергия", 1976.
10 Воронина А. А., Шибенко М. Ф. "Охрана труда в энергосистемах". Учеб. пособие для учащихся энергетических и энергостроительных техникумов. М., "Энергия", 1973.
11 Аэродинамический расчет котельных установок. Нормативный метод . Госэнергоиздат, 1958.
12 Строительные нормы и правила. Нормы проектирования. Котельные установки.
13 Правила взрывопожаробезопасности топливоподач электростанций. Правила взрывобезопасности установок для приготовления и сжигания топлива в пылевидном состоянии. Технические требования по взрывобезопасности котельных установок, работающих на мазуте или природном газе. М., "Энергия", 1975.
14 Электрооборудование тепловых электростанций: Учебник для техникумов/ Под ред. Л. Д. Рожковой. – 2-е изд., перераб. – М.: "Энергия", 1979.
15 Плетнев Г. Н. Автоматическое регулирование и защита теплоэнергетических установок. Учебник для энергетических и энергостроительных техникумов. Изд. 2-е, перераб. и доп. М., "Энергия", 1976.
16 Автоматические приборы, регуляторы и вычислительные системы. Справочное пособие. Тзд. 3-е, перераб. и доп. Под ред. Б. Д. Кошарского. Л., "Машиностроение", 1976.
17 Мейкляр М.В. Паровые котлы электростанций. Изд. 4-е, перераб. М., "Энергия", 1974.
18 Коц А. Я. Освещение электрических станций и подстанций. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоиздат, 1981.
19 Тищенко Н. Ф. Охрана атмосферного воздуха. Расчет содержания вредных веществ и их распределение в воздухе. Справ. изд. – М.: Химия, 1991.
20 Справочник по пыле- и золоулавливанию/ М. И. Биргер, А. Ю. Вальдберг, Б. И. Мягков и др.; Под общ. ред. А. А. Русанова. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1983.
21 Теория горения и топочные устройства. Под ред. Д. М. Хзмаляна. Учеб. пособие для студентов высш. учеб. заведений. М., "Энергия", 1976.
22 Златопольский А. Н., Прузнер С. Л. Экономика, организация и планирование теплового хозяйства промышленных предприятий: Учебник для техникумов. – М.: "Энергия", 1979.
23 Закон Республики Казахстан от 28 февраля 2004 года N 528-М. О безопасности и охране труда.
Дисциплина: Промышленность, Производство
Тип работы: Дипломная работа
Бесплатно: Антиплагиат
Объем: 81 страниц
В избранное:
Тип работы: Дипломная работа
Бесплатно: Антиплагиат
Объем: 81 страниц
В избранное:
Содержание
Введение 4
1 Тепловой расчет котла БКЗ – 460 – 140 6
2 Аэродинамический расчет ка БКЗ 460-140 49
3 Охрана окружающей среды 62
3.1 Система золоулавливания ТЭЦ 62
3.2 Расчет выбросов в атмосферу 63
4 Автоматика 70
4.1 Описание автоматики котельного агрегата 70
4.2 Расчет сужающего устройства, устанавливаемого 72
на трубопроводе
5 Охрана труда 77
5.1 Организация воздухообмена в котельном цехе 77
5.2 Требования ТБ при работе внутри топок, газоходов, 77
воздуховодов и барабанов котлов и на дымовых трубах
5.3 Требования безопасности по содержанию зданий и 83
помещений на энергетических предприятиях
5.4 Расчет аэрации 85
6 Расчет экономического эффекта 86
Заключение 92
Список использованных источников 93
Введение
Современная жизнь характеризуется бурным развитием промышленности,
производства электроэнергии и расширением сферы использования транспорта
всех видов. Эти процессы, а также сопровождающая их урбанизация
обусловливают возрастающее загрязнение внешней среды, которое достигло
такого уровня, что превратилось в одну из важнейших проблем. Решение ее
преследует цель – не только сохранить природные ресурсы для дальнейшего
экономического и социального развития республики, но прежде всего
обеспечить благоприятные санитарные условия жизни населения и предупредить
возможное вредное влияние загрязнений внешней среды на здоровье людей.
В мероприятиях, связанных с охраной окружающей среды, особое место
занимает защита атмосферного воздуха от загрязнений.
Тепловые электростанции занимают одно из первых мест по выбросу
вредных веществ в атмосферу. Локальное воздействие выбросов ТЭС на
окружающую среду и человека распространяется на прилегающий район диаметром
до 20-50 км. Неблагоприятное действие на окружающую среду оказывают оксиды
азота и серы: разрушается хлорофилл растений, повреждаются листья и хвоя.
Постоянное пребывание людей в атмосфере с концентрацией указанных веществ
выше 0,5 мгм³ приводит к более частым заболеваниям и возрастанию
смертности.
С каждым годом зольность Екибастузского угля возрастает. Повышение
зольности угля произошло в основном, из-за увеличения в балансе доли угля
высокозольного пласта и уменьшения селективной добычи на разрезах в связи с
применением высокопроизводительной угледобывающей техники. В перспективе
следует ожидать дальнейшего ухудшения качества Екибастузского угля за счет
роста зольности, т. к. доля поставок угля от высокозольного пласта будет
увеличиваться.
Чтобы надежно сжигать угли указанного качества, требуется своевременная
реконструкция отдельных узлов оборудования, высокая организация всего
энергетического производства и особенно таких звеньев, как эксплуатация и
ремонт. В противном случае будет иметь место дальнейшее снижение надежности
оборудования ТЭС и, соответственно, энергоснабжения потребителей.
Необходимо отметить, что увеличение средней зольности угля над проектной
существенно снижает проектные резервы оборудования по производительности и
надежности, а в большей части случаев ведет к ограничению мощности ТЭС.
Увеличение средней зольности угля над проектной на 1-3 % не так уж
опасно, однако при этом возрастают колебания зольности угля в маршрутах в
отдельных вагонах, достигая временами в маршрутах до 48 %, а в отдельных
вагонах до 70 % и более, что значительно усложняет его сжигание и,
соответственно, эксплуатацию котлов. Известно, что зола Екибастузского
угля, состоящая до 95 % из окислов кремния и алюминия, тугоплавка, обладает
слабыми шлакующими свойствами и после термической обработки в топке,
высокой абразивностью.
Наличие в дымовых газах котлов большого количества высокоабразивной золы
приводит к интенсивному золовому износу конвективных поверхностей нагрева.
Вопросам золового износа конвективных поверхностей нагрева при сжигании
высокозольных углей уделяется большое внимание, но пока что нет надежных и
простых решений, позволяющих снизить износ, в том числе и локальный, в 2-3
раза продлить срок службы поверхностей да расчетных значений.
Главное место здесь отводится своевременному контролю и
профилактическим ремонтам, знанию точных мест износа и ресурсов работы труб
в наиболее изнашиваемых местах. При этом ресурс поверхностей нагрева может
быть увеличен вдвое, т. к. они подвергаются в основном локальному износу,
наступающему в 2-3 раза быстрее общего.
Следует отметить, что повышенный локальный золовой износ конвективных
поверхностей нагрева обусловлен, в основном, неравномерными полями
скоростей газов и концентрацией золы по сечению газоходов и в пучках, а в
отдельных случаях, при низком уровне эксплуатации и ремонтов оборудования –
рихтовкой труб поверхностей нагрева, отсутствием местных защит, присосами
холодного воздуха в газоходы и другими эксплуатационными и ремонтными
условиями.
Иногда наиболее целесообразно применять косвенные методы определения
мест максимального золового износа, например, установкой по сечению
газоходов специальных образцов с последующим определением скоростей газов и
концентраций золы в наиболее изнашиваемых местах. В эксплуатации более
достоверным способом снижения абразивного износа является полный и
тщательный сбор и анализ статистических данных по повреждаемости
поверхностей нагрева.
Указанные работы могут выполняться ремонтным персоналом ТЭС с
привлечением наладочных организаций за период времени от 3 до 5 лет. Могут
быть также использованы для анализа уже имеющиеся на ТЭС статистические
данные при условии их объективности.
На ТЭЦ-3 высокой повреждаемости от золового износа подвержены
конвективные поверхности нагрева всех котлов, но особенно следует выделить
котлы БКЗ-420-140.
Из-за периодического увеличения зольности топлива до 41-43 % на сухую
массу, несвоевременного ремонта котлов в связи с напряженным графиком
нагрузок возросли присосы и, соответственно, скорости в газоходах до 8-9
мс против расчетных 5,9-6,5 мс.
Поэтому чрезмерно увеличился износ поверхностей нагрева и, особенно,
водяных экономайзеров 1 и 2 ступеней.
1 Тепловой расчет котельного агрегата БКЗ-460-140
Котел паровой БКЗ-420-140 однобарабанный, вертикально-водотрубный, с
естественной циркуляцией, крупноблочной конструкции с применением
газоплотных панелей, предназначен для получения пара высокого давления при
сжигании Екибастузского угля марки СС при твердом шлакоудалении.
Компоновка котла выполнена по Т-образной схеме. Топка представляет собой
первый подъемный газоход. В опускных газоходах слева и справа от топки
расположены конвективный пароперегреватель и вторая ступень водяного
экономайзера.
В вынесенном опускном газоходе расположены первая ступень экономайзера и
две ступени воздухоподогревателя.
Водяной объем котла – 86, м3. Паровой объем котла – 68, м3.
Допускается кратковременная работа котла с температурой питательной воды
160 оС (при временном отключении ПВД). При работе котла с температурой ниже
номинальной, паропроизводительность его должна быть снижена с таким
расчетом, чтобы тепловая нагрузка топки не превышала номинальной величины,
а температуры пара и металла по тракту не превышала допустимых величин.
Топка открытого типа полностью экранирована гладкими трубами 60х6 сталь
20, с шагом 80 мм с варкой полосы между ними.
Боковые экраны в нижней части образуют скаты холодной воронки. Верх
топки и горизонтальных газоходов закрыты трубами потолочного
пароперегревателя.
Топка конструктивно разделена на две половины. Верхняя часть топки в
горизонтальном сечении по осям труб противоположных экранов имеет следующие
размеры: 15420х3860 мм, а нижняя часть 15420х8980 мм.
Объем топки составляет 1992 м2.
Топка оборудована восемью двухпоточными пылеугольными горелками,
расположенными на боковых стенах в один ярус. Для растопки котла
предусмотрены мазутные форсунки паромеханического распыливания в количестве
восьми штук, встроенные в пылеугольные горелки.
Максимальная суммарная производительность всех мазутных форсунок
обеспечивает 35 % номинальной нагрузки котла. Давление мазута Р=0,8 МПа,
давление пара 1,2 МПа. Регулирование давления пара перед форсунками
осуществляется вентилем, расположенным перед форсункой. Для возможности
регулирования расхода мазута предусмотрен регулирующий вентиль на подводе
мазута к форсунке.
Для обеспечения плотности горелки приварены к экранным трубам и при
тепловых расширениях перемещаются вместе с ними.
Пароотводящие трубы боковых экранов проходят внутри газохода и служат
элементами подвесок боковых экранов. Все топочные блоки подвешены с помощью
подвесок к потолочной раме. Вся топка расширяется вниз.
Жесткость и прочность стен топочной камеры обеспечивается поясами
жесткости. Пояса жесткости состоят из швеллеров-бандажей и вынесенных из
изоляции двутавровых балок. По углам двутавровые балки поясов жесткости
шарнирно связаны между собой.
Котел имеет один сварной барабан с внутренним диаметром 1600 мм, с
толщиной стенки 112 мм. Длина цилиндрической части барабана 19400 мм.
Средний уровень в барабане на 200 мм ниже геометрической оси барабана.
Допустимые отклонения уровня воды от среднего при нормальной работе котла
не должна превышать +-50 мм. Для предупреждения перепитки котла водой в
барабане установлена труба аварийного слива.
Для сокращения продолжительности расхолаживания и улучшения
температурного режима барабана при останове котла предусмотрено устройство
парового охлаждения барабана, которое состоит из одного верхнего и двух
нижних коллекторов.
При растопках два нижних распределительных коллектора используются для
парового разогрева барабана от постоянного источника насыщенным паром
давлением 4-16 МПа.
Для ввода в котловую воду фосфатов внутри барабана имеется
перфорированная раздающая труба, пролегающая по всей длине барабана.
Для получения качественного пара в котле применена схема
двухступенчатого испарения с соответствующими сепарационными устройствами.
Первой ступенью испарения (чистый отсек) являются барабан с
подключенными к нему циркуляционными контурами. Сепарационные устройства
первой ступени испарения расположены в барабане и представляют собой
сочетание внутрибарабанных циклонов, барботажной промывки пара питательной
водой и дырчатых листов.
Вся питательная вода после экономайзера поступает в питательные короба
барабана, 50 % ее направляется на промывочные листы, протекает по ним и
сливаются в водяной объем барабана. Остальные 50 % питательной воды из
питательных коробов сливаются непосредственно в водяной объем барабана мимо
дырчатых листов.
Пароводяная смесь из экранов котла, включенных в первую ступень
испарения, поступает в распределительные короба, расположенные в барабане,
откуда направляются во внутрибарабанные циклоны. Вода отсепарированная в
циклонах, сливается в водяной объем барабана, а пар, поднимаясь вверх,
проходит через слой питательной воды, текущей по промывочным листам и
попадает в паровой объем барабана. Далее через дырчатый щит, который
обеспечивает равномерную по длине барабана работу парового объема, пар
направляется в пароперегреватель котла.
Вторая ступень испарения включает в себя два блока выносных циклонов с
подключенными к ним циркуляционными контурами. К циклонам подключены правые
средние блоки фронтовой и задней стенки топки.
Выносной циклон состоит из улиточного ввода и двух цилиндрических
участков, пароводяная смесь подводится к улитке. В циклоне вода, отжатая к
стенке, стекает вниз, а пар, поднимаясь, проходит через пароприемочный
дырчатый потолок и направляется в паровой объем барабана.
Пароперегреватель котла по характеру восприятия тепла радиационно-
конвективного типа. Радиационной частью пароперегревателя являются
мембранные панели, закрывающие верх топки и боковые, фронтовые и задние
стены нисходящих газоходов.
Полурадиационной частью пароперегревателя являются блоки ширм.
К конвективной части относятся блоки первой и третьей ступени
пароперегревателя, расположенные в нисходящих газоходах справа и слева от
топки.
Пароперегреватель имеет два потока. Потоки зеркальны. Схема движения
пара в каждом потоке следующая: пар из барабана котла по шести трубам
поступает в два входных коллектора мембранных панелей, экранирующих
фронтовую и заднюю стенки нисходящих газоходов. Затем пар поступает в три
входных коллектора потолочного пароперегревателя. Из выходных камер
потолочного пароперегревателя пар подается в шесть входных коллекторов
первой ступени пароперегревателя.
Пройдя первую ступень пароперегревателя и подвесные панели пар поступает
в 12 выходных коллекторов, из которых поступает в коллектор растопочного
пароперегревателя. В этом коллекторе два потока смешиваются и поступают в
два коллектора, из которых пар подается в 10 средних ширм. Пройдя средние
ширмы пар, подается в пароохладитель первой ступени, затем в крайние ширмы
и в пароохладитель второй ступени, из которого по шести трубам направляется
в выходную ступень пароперегревателя. На котле установлены две паросборные
камеры.
В вынесенном опускном газоходе размещены в рассечку первая ступень
водяного экономайзера и воздухоподогреватель. Газы поступают в газоход с
двух сторон по двум газовым коробам.
Кубы воздухоподогревателя и блоки экономайзера первой ступени
установлены друг на друге с проваром мест примыкания. Этим достигается
высокая плотность по газовой и воздушной сторонам.
При тепловом расширении всех блоков опускной газоход перемещается
вверх. Для обеспечения тепловых перемещений и создания газовой плотности на
коробах подвода газа к опускному газоходу установлены компенсаторы.
Вторая ступень экономайзера расположена за первой ступенью
пароперегревателя в нисходящих газоходах.
Экономайзеры первой и второй ступени выполнены из труб 32х4 в виде
пакетов гладкотрубных змеевиков, расположенных в шахматном порядке.
Воздухоподогреватель трубчатый, выполнен по двухпоточной схеме.
На котле применена однопоточная схема питания. Сниженный узел питания
состоит из основной питательной линии с регулирующим клапаном и двух
байпасов с регулирующими клапанами.
Таблица 1.1 – Исходные данные для расчета
Наименование Обозна- Величина
чение
Паропроизводительность котла, кгч Д 460000
Давление в барабане котла, МПа pб 15,6
Давление пара после задвижки, МПа pпп 14
Температура перегретого пара, оС tпп 540
Температура питательной воды, оС tпв 230
Непрерывная продувка, % Дпр 1
Расход питательной воды через водяной Дэк 460000
экономайзер, кгс
Температура впрыскиваемой воды, оС tвпр 345
Энтальпия перегретого пара, ккалкг iпп 3485,8
Энтальпия насыщенного пара, ккалкг iнп 2594,6
Энтальпия впрыскиваемой воды, ккалкг iвпр 1636,6
Энтальпия питательной воды, ккалкг iпв 990,3
Температура холодного воздуха, оС tв 30
Температура воздуха на входе в t`в 30
воздухоподогреватель, оС
Топливо Смесь углей:
20%Майкубенского и 80%
Екибастузского
Тип мельничного устройства ММТ
Сушильный агент горячий воздух
Характеристика топлива: Смесь Майку-беЕкибас-т
углей нский узский
Содержание углерода, % Ср 44,32 50,00 42,90
Содержание водорода, % Нр 3,04 3,60 2,90
Содержание кислорода, % Ор 7,48 13,40 6,00
Содержание азота, % Nр 0,80 0,80 0,80
Содержание серы, % Sр 0,72 0,40 0,80
Содержание влаги, % Wр 10,60 21,00 8,00
Содержание золы, % Ар 33,04 10,80 38,60
Выход летучих на горючую массу, % Vг 44,32 50,00 42,90
Теплота сгорания низшая, ккалкг Qрн 4190,9
Qрн 17556,5
кДжкг
Таблица 1.2 – Конструктивные характеристики котла
Наименование Обозна- Формула, Расчет, величина
чение обоснование
Топка
Диаметр и толщина dxδ По чертежу 60х6
экранных труб, мм
Поверхности стен, м2
фронтовой Fфр По рис. 4.1 (4,99+8,98)2*2,378+
8,79*8,98+
(8,98+3,86)2*0,686+
3,86*7,584=129,2
задней Fзадн Fфр=Fзадн 129,2
боковой Fб По рис. 4.1 15,42*(2,495+3,103+8,79+2
,65+7,584)=379,7
по ширине Fшир По рис. 4.1 3,86*15,42=59,6
Суммарная поверхность ∑Fтст Fфр*2+ Fб*2+ 2*129,2+2+379,7+59,6=
стен, м2 Fшир 1077
Лучевоспринимающая ∑Нл ∑F*хгор 1077*8=1069
поверхность топки, м2
Объем топки, м3 Vт По рис. 4.1 129,2*15,42=1992
Эффективная толщина s 3,6* Vт∑Fст 3,6*19921077=6,66
излучающего слоя, м
Ширмы (вторая ступень пароперегревателя)
Диаметр и толщина dxδ По чертежу 32х5
труб,мм
Число лент по ширине z По чертежу 20*2=40
топки, шт
Число труб в ленте, штz2 По чертежу 12*2=24
Шаги труб, мм S1, S2 По чертежу 640, 52
Относительный σ1 S1d 64032=20
поперечный шаг
Относительный σ2 S2d 5232=1,625
продольный шаг
Поверхность нагрева Нкр По рис. 4.2а 2*20*[(0,572+0,032)*3,7*2
ширм в плоскости – +(0,468+0,032)*0,67*2+
крайние пакеты 1,118*0,63]*0,71=166
Поверхность нагрева Нср Нкр=Нср 166
ширм в плоскости –
средние пакеты
Лучевоспринимающая Нвхл По рис. 4.2а 3,86*15,42=59,6
поверхность нагрева
(входная), м2
Продолжение таблицы 1.2
Наименование Обозна- Формула, Расчет, величина
чение обоснование
Лучевоспринимающая Нвыхл По рис. 4.2а 2,5*15,42*2=77,1
поверхность нагрева
(выходная), м2
Полная поверхность Ншполн π*d*n*l*z 3,14*0,032*20*2*
ширм, м2 (10*10+10,6*2)=487
Сечение для прохода fп π*d24*z2 3,14*0,03224*24*10=
пара, м2 0,091
Сечение для прохода Fпоп По рис. 4.2а (15,42-0,032*20)*
газов (поперечное), м2 2,5*2=73,9
Сечение для прохода Fпр По рис. 4.2а 15,42*3,86-20*12*0,785*
газов (продольное), м2 0,0322*4=58,8
Эффективная толщина s
излучающего слоя, м
Дополнительные
поверхности, м2
потолка Нпотш По рис. 4.2а 3,86*15,42=59,6
экранов Нэкрш По рис. 4.2а 3,86*5*2+15,42*3,5*2=
146,5
Поворотная камера
Суммарная поверхность ∑Fпкст По рис. 4.2б 4*(15,42*3,35+15,42*2,56+
стен, м2 2,56*3,35)=399
Объем поворотной V По рис. 4.2б 15,42*3,35*2,56*2=264
камеры, м3
Лучевоспринимающие
поверхности
пароперегревателя в
поворотной камере, м2
потолка Нпотл По рис. 4.2б 15,42*(2,56+3,35)*2=
182,2
фронта и задней стенкиНфр+заднлПо рис. 4.2б 2,56*3,35*4=34,3
экранов Нэкрпк По рис. 4.2б 15,42-0,65*2=20
дополнительных Нпп3пк По рис. 4.2б 15,42*2,56*2=79
поверхностей третьей
ступени
пароперегревателя
подвесных труб Нподв По рис. 4.2б 3,14*0,032*30*2*3,35*6=12
1
Продолжение таблицы 1.2
Наименование Обозна- Формула, Расчет, величина
чение обоснование
Суммарная площадь ∑Нпк Нпотл+Нфр+задн182,2+34,3+20+79+12 1=
поверхностей л 436
поворотной камеры +Нэкрл+Н3стл+
Нподв
Сечение для прохода Fподвг По рис. 4.2б (15,42-0,032*6)*3,35*2=
газов, м2 102
Третья ступень пароперегревателя
Диаметр и толщина dxδ По чертежу 32х4,5
труб,мм
Число труб, шт z2, z1 По чертежу 8, 31
Шаги труб, мм S1, S2 По чертежу 80, 93
Поверхность нагрева Нпп3 π*d*l*n 3,14*0,032*15,42*31*8*2=7
третьей ступени, м2 73
Сечение для прохода f пп3п π*d24*z2 0,785*0,0232*31*2*2*2=
пара, м2 0,103
Сечение для прохода Fпп3г По чертежу (2,56-0,032*31)*15,42*2-0
газов, м2 ,785*0,0322*30*12=48,1
Эффективная толщина s
излучающего слоя, м
Дополнительные
поверхности, м2
подвесных труб Нподвпп1 По чертежу 3,14*0,032*30*6*1,2*2=
43,4
экранов Нэкрпп1 По чертежу 15,42*1,2*2=37
настенного Ннпппп1 По чертежу 2,56*1,2*4+15,42*1,2*2=
пароперегревателя 49,3
Суммарная площадь ∑ Ндоп Нподвпп1+Нэкрп43,3+37+49,3=129,7
дополнительных п1 +Н3стпп1
поверхностей в районе
пароперегревателя
третьей ступени
Первая ступень пароперегревателя
Диаметр и толщина dxδ По чертежу 32х4
труб,мм
Число труб, шт z2, z1 По чертежу 10, 30
Шаги труб, мм S1, S2 По чертежу 80, 55
Поверхность нагрева Нпп1 π*d*l*n 3,14*0,032*25,072*30*6*2=
первой ступени, м2 907
Продолжение таблицы 1.2
Наименование Обозна- Формула, Расчет, величина
чение обоснование
Сечение для прохода f пп1п π*d24*z2 0,785*0,0242*30*2*6=
пара, м2 0,163
Сечение для прохода Fпп1г По чертежу (2,56-0,032*30)*15,42*2=
газов, м2 49,5
Эффективная толщина s
излучающего слоя, м
Дополнительные
поверхности, м2
настенного Ннпппп1 По чертежу (2,56*2,1*2+15,42*2,1)*2=
пароперегревателя 86,2
экранов Нэкрпп1 По чертежу 15,42*2,1*2=64,8
Суммарная площадь ∑Нпп1д Ннпппп1+Нэкрпп86,2+64,8=151
дополнительных 1
поверхностей в районе
пароперегревателя
первой ступени
Вторая ступень водяного экономайзера
Диаметр и толщина dxδ По чертежу 32х4
труб, мм
Число труб, шт z2, z1 По чертежу 18, 31
Шаги труб, мм S1, S2 По чертежу 80, 55
Поверхность нагрева Нвэк2 π*d*l*n 3,14*0,032*30*4*68,3*2=16
второй ступени, м2 47
Сечение для прохода fв π*d24*z2 0,785*0,0242*30*2*6=
воды, м2 0,163
Сечение для прохода Fвэк2г По чертежу (2,56-0,032*30)*15,42*2=
газов, м2 48,4
Дополнительные
поверхности, м2
настенного Ннпп вэк2По чертежу 2*(2,56*2,3*2+15,42*2,3)*
пароперегревателя 2=94
экранов Ннпп вэк2По чертежу 15,42*2,3*2=71
Верхние и нижние кубы второй ступени воздухоподогревателя
Диаметр и толщина dxδ По чертежу 40х1,6
труб,мм
Шаги труб, мм S1, S2 По чертежу 60, 42
Продолжение таблицы 1.2
Наименование Обозна- Формула, Расчет, величина
чение обоснование
Количество труб в z1 По чертежу 225
поперечном ряду, шт
Высота куба, мм
нижнего lн По чертежу 3400
верхнего lв По чертежу 1700
Количество рядов, шт
нижнего куба z2 По чертежу 48*2=96
верхнего куба z2 По чертежу 48*2=96
Количество труб, шт
нижний куб n По чертежу 21600
верхний куб n По чертежу 21600
Поверх-ть нагрева, м2
нижнего куба Ннк π*d*l*n 3,14*0,0384*3,4*21600=
8856
верхнего куба Нвк π*d*l*n 3,14*0,0384*1,7*21600=
4428
Сечение для прохода
газов, м2
нижнего куба Fнкг π*d24*z2 0,785*0,03682*21600=
22,96
верхнего куба Fвкг π*d24*z2 0,785*0,03682*21600=
22,96
Сечение для прохода
воздуха, м2
нижнего куба Fнкв По чертежу (13,88-0,04*225)*2*3,4=
33,2
верхнего куба Fвкв По чертежу (13,88-0,04*225)*2*1,7=
16,6
Первая ступень водяного экономайзера
Диаметр и толщина dxδ По чертежу 32х4
труб,мм
Число труб, шт z2, z1 По чертежу 16, 45
Шаги труб, мм S1, S2 По чертежу 90, 46
Поверхность нагрева Нвэк1 π*d*l*n 3,14*0,032*22,5*9,24*
первой ступени, м2 12*2*2=1003
Сечение для прохода fв π*d24*z2 0,785*0,0242*45*2*4=
воды, м2 0,163
Сечение для прохода Fвэк1г По чертежу (2,05*13,9-13,9*
газов, м2 0,032*22,5)*2=37
Окончание таблицы 1.2
Наименование Обозна- Формула, Расчет, величина
чение обоснование
Верхние, средние и нижние кубы первой ступени воздухоподогревателя
Диаметр и толщина dxδ По чертежу 40х1,6
труб,мм
Шаги труб, мм S1, S2 По чертежу 60, 42
Высота куба, мм
верхнего, среднего l По чертежу 3400
нижнего l По чертежу 2600
Количество рядов, шт
нижнего куба z2 По чертежу 44*2=88
верхнего куба z2 По чертежу 46*2=92
Количество труб в
поперечном ряду, шт
верхний, средний z1 По чертежу 225
нижний куб z1 По чертежу 213
Количество труб, шт
верхний, средний n По чертежу 19800
кубы
нижний куб n По чертежу 19596
Поверхность нагрева,м2
верхнего, среднего Нвск π*d*l*n 3,14*0,0384*3,4*19800*2=1
кубов 6248
нижнего куба Ннк π*d*l*n 3,14*0,0384*1,7*19596
=6144
Сечение для прохода
газов, м2
верхнего, среднего Fвскг π*d24*z2 0,785*0,03682*19800=21
кубов
нижнего куба Fнкг π*d24*z2 0,785*0,03682*19596=20,8
Сечение для прохода
воздуха, м2
верхнего, среднего Fвск\в По чертежу (13,88-0,04*225)*2*3,4=
кубов 33,2
нижнего куба Fнкв По чертежу (13,88-0,04*106,5)*2,6*4=
24,5
Общая поверхность, м2 Нвзп1 Нвск+Ннк 16248+6144=22392
Сечение для прохода Fвзп1в Н(НнкFнкв+ 22392(614424,5+
воздуха, м2 НвскFвск\в) 1624833,2)=30,2
Сечение для прохода Fвзп1г Н(НнкFнкг+ 22392(614420,8+
газов, м2 НвскFнкг) 1624821)=20,9
Таблица 1.3 – Теоретические объемы воздуха и продуктов сгорания
Наименование Обозна- Формула, Расчет, величина
чение обоснование
Теоретическое Vo 0,0889*(Ср+0,375*Sр4,523
количество воздуха, )+0,265*Нр-0,0333*О
м3кг р
Теоретические объемы продуктов сгорания, м3кг:
азота 0,79*Vo+0,008*Nр 3,579
трехатомных газов 0,0187*(Ср+0,375*Sр0,832
)
водяных паров 0,111*Нр+0,0124*Wр+0,542
0,0161*Vo
Общий объем продуктов Voг ++ 9,476
сгорания, м3кг
Таблица 1.4 – Объемы продуктов сгорания, объемные доли трехатомных газов
и концентрация золовых частиц
Величина и расчетная формула Газоходы
топка, поворот-ныйвторая первая первая за котлом
ширмы, ПП, газоход ступень ступень ступень
ВЭК 2 ст. воздухопо-дводяной воздухопо-д
огрева-теляэкономай-зеогрева-тел я
ра
Коэффициент избытка воздуха за газоходом, α 1,200 1,220 1,240 1,290 1,310 1,360
Коэффициент избытка воздуха средний, αср 1,200 1,210 1,230 1,265 1,300 1,335
Объем водяных паров, м3кг, 0,606 0,607 0,608 0,611 0,614 0,616
=+0,0161*( αср-1)* Vo
Полный объем газов, м3кг, 6,059 6,106 6,200 6,365 6,530 6,695
Vг=Voг+1,0161*( αср-1)* Vo
Объемная доля трехатомных газов, 0,142 0,141 0,138 0,135 0,131 0,128
= Vг
Объемная доля водяных паров, 0,100 0,099 0,098 0,096 0,094 0,092
= Vг
Доля трехатомных газов и водяных паров, 0,242 0,240 0,237 0,231 0,225 0,220
=+
Концентрация золовых частиц, 40,82 40,50 39,89 38,86 37,88 36,94
μзл=10*Ар*αунVг
Таблица 1.5 – Теплосодержание продуктов сгорания межу поверхностями
нагрева
τ, оСIoг, Ioв, Iзл, Iг=Ioг+( αср-1)*Ioв+Iзл
ккалкг ккалкг ккалкг
Тепловой баланс
Располагаемое тепло Qрр Qрн 4190
топлива, ккалкг
Температура уходящих τух Принимаем 134
газов, оС предварительно
Энтальпия уходящих Iух По таблице 4.5 306
газов, ккалкг
Температура холодного tхв [6, п. 5-03] 30
воздуха, оС
Энтальпия холодного Ioхв По таблице 4.5 43
воздуха, ккалкг
Потери тепла: q3 [6, таблица ХVIII] 0,5
от химического
недожога, %
от механического q4 [6, таблица ХVIII] 2,0
недожога, %
с уходящими газами, % q2 (Iух-αух* Ioхв)* 5,81
*(100- q4) Qрр
от наружного q5
охлаждения, %
Доля золы топлива в αун [6, таблица ХVIII] 0,95
уносе
Доля золы топлива в αшл (1- αун) 0,05
шлаке
Температура твердого tшл [7, п. 3-1] 600
шлака, оС
Энтальпия золы, (сυ)зл [7, п. 3-1] 560
ккалкг
Потеря тепла с теплом q6 0,044
шлака, %
Продолжение таблицы 1.6
Наименование Обозна- Формула, Расчет, величина
чение обоснование
Сумма тепловых потерь,∑q q2+ q3+ q4+ q5+ q6+5,81+0,5+2,0+0,4+
% q`6 +0,044=8,754
Коэффициент полезного ηка 100-∑q 100-8,754=91,25
действия агрегата, %
Тепло, полезно Qка D*(Iпп-Iпв) 251 034 000
используемое в
агрегате, ккалкг
Полный расход топлива,Вк
кгс
Расчетный расход Вр
топлива, кгс
Коэффициент сохраненияφ
тепла
Топочная камера
Коэффициент избытка αт [6, п. 4-14, 1,2
воздуха таблица ХVIII]
Температура горячего t`` Принимаем 360
воздуха, оС предварительно
Энтальпия горячего Io``в По таблице 4.5 538
воздуха, ккалкг
Температура воздуха наt` Принимаем 235
входе в предварительно
воздухопо-догреватель
2 ступени,
Энтальпия там же, Io`в По таблице 4.5 347,6
ккалкг
Отношение воздуха, βгс Принимаем 0,55
проходящего через
воздухоподогреватель к
теоретически
необходимому
Тепло вносимое Qв βгс* Io``в+( αт- 556
воздухом в топку, βгс)* Io`в
ккалкг
Полезное Qт Qрр*(100-q3-q6)1004723
тепловыде-ление в +Qв
топке, ккалкг
Продолжение таблицы 1.6
Наименование Обозна- Формула, Расчет, величина
чение обоснование
Теоретическая τа По таблице 4.5 1942
температура горения,
оС
Поправка на сдвиг ∆х [6, п. 6-14] 0,1
максимума температур
Относительное хм ∆hг∆hт+∆х 4,78819,438+0,1=
местоположение 0,347
максимума температур
Коэффициент М 0,56-0,5* хм 0,56-0,5*0,347=0,386
Температура газов на τ``т Принимаем 1240
выходе из топки, оС предварительно
Энтальпия там же, I``т По таблице 4.5 2908
ккалкг
Средняя суммарная υср (Qт- 2,584
теплоемкость продуктов I``т)(Та-Т``т)
сгорания, кДж(кг*К)
Давление в топке, МПа pn [6, п. 6-06] 0,103
Произведение pns p*rn*s 0,103*0,229*6,66=
0,153
Коэффициент ослаблениякг [6, номограмма 3] 2,8
лучей:
трехатомными газами,
1(м*МПа)
золовыми частицами, кзл [6, номограмма 4] 1
1(м*МПа)
частицами кокса, ккокс [6, п. 6-08] 1
1(м*МПа)
Безразмерный параметр х1 [1, п. 6-08] 1
Безразмерный параметр х2 [6, п. 6-08] 0,1
Оптическая толщина kps (кг*rn+ кзл*μзл+ (2,8*0,229+63*0,054+0
ккокс* х1* х2)*p*s ,1*1*1)*0,103*6,66=2,
84
Степень черноты факелааф [6, номограмма 2] 0,945
Продолжение таблицы 1.6
Наименование Обозна- Формула, Расчет, величина
чение обоснование
Коэффициент εэкр [6, таблица 6.2] 0,35
загрязнения
поверхности экранов
Коэффициент β [6, рис. 6.4] 0,88
Коэффициент εш εэкр* β 0,35*0,88=0,308
загрязнения
поверхности ширм
Степень экраниро-ванияψ ∑(εэкр*Нл) ∑Fст (0,35*1009,4+
топки с учетом +0,308*59,6)1077=
коэфф-та загрязнения 0,345
Степень черноты топки ат
Температура газов на τ``т (τа+273)[М*[5,67**1240,6
выходе из топки, оС ψ*Fст*ат*
*(τа+273)3(1011*
*υср*Вр)]0,6+1]
-273
Энтальпия там же, I``т По таблице 4.5 2910 (12193)
ккалкг (кДжкг)
Количество тепла Qтл φ*( Qт- I``т) 1806
воспринятое в топке,
ккалкг
Теплонапряжение qv Вр* QррVт 137767
поверхности топочного
объема, кВтм3
Вторая ступень пароперегревателя (ширмы, середина)
Температура газов на τ`срш Из расчета топки 1240,6
входе в ширмы, оС
Энтальпия там же, I`срш По таблице 4.5 2910
ккалкг
Температура газов за τ``срш Принимаем 1039
ширмами, оС предварительно
Энтальпия там же, I``срш По таблице 4.5 2407
ккалкг
Средняя температура τср (τ`срш+ τ``срш)2 1140
газов, оС
Продолжение таблицы 1.6
Наименование Обозна- Формула, Расчет, величина
чение обоснование
Коэффициент, β [6, рис. 6.4] 0,93
учитывающий взаимный
теплообмен между
топкой и ширмами
Коэффициент ηв [7, таблица 4.10] 0,7
распределения
тепловосприятия по
высоте топки
Лучистое тепло Qл.вх β* ηв* qл* НвхлВр 0,93*0,7*121*29,8=
воспринятое плоскостью 122
входного сечения ширм,
ккалкг
Поправочный ξп [6, п. 7-04] 0,5
коэффициент для учета
излучения на пучок за
ширмами
Произведение pns p*rn*s 0,103*0,229*0,89=
0,0204
Коэффициент ослаблениякг [6, номограмма 3] 9,7
лучей:
трехатомными газами,
1(м*МПа)
золовыми частицами, кзл [6, номограмма 4] 69
1(м*МПа)
Оптическая толщина kps (кг*rn+ (9,7*0,229+69*0,054)*
кзл*μзл)*p*s 0,103*0,89=0,545
Степень черноты факелаа [6, номограмма 2] 0,415
Угловой коэффициент с φш
входного на выходное
сечение ширм
Теплота, излучаемая изQл.вых Qл.вх*(1- а)* φшβ+122,3*(1-0,415)*
топки и ширм на +5,7*10-11*а* *0,060,93+5,7*10-11*
поверхности за Нвыхл*Т4ср* ξпВр *0,415*38,5*
ширмами, ккалкг *(1196+273)4*0,5
19,19=115
Продолжение таблицы 1.6
Наименование Обозна- Формула, Расчет, величина
чение обоснование
Тепло, получаемое Qл Qл.вх-Qл.вых 122-115=7,0
излучением из топки
ширмами (середина) и
дополнительными
поверхностями, ккалкг
Количество тепла, Qшл Qл*Нппр 7,0*332583,3=4,44
воспринятого из топки (Нппр+Нш)
ширмами, ккалкг
То же дополнительной Qшдл Qл*Нпот*2 7,0*59,6*2583,3=
поверхностью, ккалкг (Нпотр+Нш) 1,59
Тепловосприятие ширм иQсрш+дб φ*(I``-I``)2 500
допол-ных поверхностей
по балансу, ккалкг
Тепловосп-тие ширм по Qсршб Принимаем 363
балансу, ккалкг предварительно
Тепловосприятие Qшдб Принимаем 137
до-полнительных предварительно
пов-тей в районе ширм
по балансу, ккалкг
Расход воды на впрыск Двпр1 Принимаем 4,3
первой ступени, кгс предварительно
Расход воды на впрыск Двпр2 Принимаем 2,2
второй ступени, кгс предварительно
Температура пара на t`срш Принимаем 423
входе в ширмы, оС предварительно
Энтальпия пара там же,i`срш [8, таблица 3] 732
ккалкг
Энтальпия пара на i``срш
выходе, ккалкг
Температура пара на t``срш [8, таблица 3] 508
выходе, оС
Средняя скорость газовWгпоп Вр*Vг*(τср+273) 6,74
в поп. сеч, мс (Fпоп*273)
Продолжение таблицы 1.6
Наименование Обозна- Формула, Расчет, величина
чение обоснование
Средняя скорость газовWгпр Вр*Vг*(τср+273) 9,73
в продольном сечении, (Fпр*273)
мс
Поправка на Сs [6, номограмма 12] 0,957
геометрическую
компоновку пучка
Поправка на число Сz [6, номограмма 12] 1
рядов труб по ходу
продуктов сгорания
Коэффициент, Спопф [6, номограмма 12] 0,93
учитывающий влияние
изменения физических
параметров потока при
поперечном омывании
Коэффициент αпопн [6, номограмма 12] 67
теплоотдачи, Вт(м2*К)
Коэффициент αпопк Сs*Сz*Сф*αпопн 0,957*1*0,93*67=
теплоотдачи конвекцией 59,6
при поперечном
омывании, Вт(м2*К)
Средняя температура tср (t`срш+t``срш)2 465,5
пара, оС
Средняя скорость пара,wсршп (Д-Двпр1- 20,4
мс Двпр2)*υfп
Коэфф-т, учитыв-щий Спрф [6, номограмма 14] 0,73
влияние изменения
физич-х парамет-ров
потока при прод. омыв
Поправка на Сl [6, номограмма 14] 1
относительную длину
Коэффициент αпрн [6, номограмма 14] 34
теплоотдачи, Вт(м2*К)
Коэффициент αпрк Спрф*Сl*αпрн 0,73*1*34=
тепло-отдачи 24,8
конвекцией при прод-м
омывании, Вт(м2*К)
Продолжение таблицы 1.6
Наименование Обозна- Формула, Расчет, величина
чение обоснование
Средний коэффициент αк (αпопк+αпрк)2 (59,6+24,8)2=42,2
теплоотдачи, Вт(м2*К)
Коэффициент ε [6, п. 7-49, 0,0054
загрязнения, (м2*К)Вт рис. 7-9а]
Коэффициент ξ [6, п. 7-49, 0,85
использования ширм рис. 7-9б]
Поправка на форму Сd [6, номограмма 15] 1,06
канала
Коэффициент αн [6, номограмма 15] 4790
теплоотдачи, Вт(м2*К)
Коэффициент α2 αн*Сd 4790*1,06=5077
теплоотдачи от стенки
к пару, Вт(м2*К)
Температура tз tср+(ε+1 α2)* 473,5+
поверхности (Qсршб+ Qшл)* (0,0054+15077)*
загрязнения, оС Вр*103Ншср (565,6+4,44)*
19,19*103166=831
Коэффициент αн [6, номограмма 19] 441,9
теплоотдачи, Вт(м2*К)
Коэффициент αл а*αн 0,415*441,9=183,4
теплоотдачи
излучением, Вт(м2*К)
Коэффициент α1 ξ*[αк*π*d 0,85*[42,2*3,14*
теплоотдачи от газов к (2*S2*x)+αл] 0,032(2*0,052
стенке, Вт(м2*К) *0,71)+183,4]=204,6
Коэффициент k α1[1+(ε+1α2)* 204,6[1+(0,0054+
теплопередачи, (1+ QшлQсршб)* 15077)*(1+4,44
Вт(м2*К) α1] 565,6)*204,6]= 89,8
Температурный напор, ∆t τср-tср 674
оС
Тепловосприятие ширм Qсршт Ншср*k*∆t 503,4
по уравнению (103*Вр)
теплообмена, ккалкг
Невязка, % δQ Qсршт-Qсршб*100 503,4-500*100
Qб 503,4=0,6‹ 2 %
Продолжение таблицы 1.6
Наименование Обозна- Формула, Расчет, величина
чение обоснование
Отводящие ... продолжение
Вы можете абсолютно на бесплатной основе полностью просмотреть эту работу через наше приложение.
Введение 4
1 Тепловой расчет котла БКЗ – 460 – 140 6
2 Аэродинамический расчет ка БКЗ 460-140 49
3 Охрана окружающей среды 62
3.1 Система золоулавливания ТЭЦ 62
3.2 Расчет выбросов в атмосферу 63
4 Автоматика 70
4.1 Описание автоматики котельного агрегата 70
4.2 Расчет сужающего устройства, устанавливаемого 72
на трубопроводе
5 Охрана труда 77
5.1 Организация воздухообмена в котельном цехе 77
5.2 Требования ТБ при работе внутри топок, газоходов, 77
воздуховодов и барабанов котлов и на дымовых трубах
5.3 Требования безопасности по содержанию зданий и 83
помещений на энергетических предприятиях
5.4 Расчет аэрации 85
6 Расчет экономического эффекта 86
Заключение 92
Список использованных источников 93
Введение
Современная жизнь характеризуется бурным развитием промышленности,
производства электроэнергии и расширением сферы использования транспорта
всех видов. Эти процессы, а также сопровождающая их урбанизация
обусловливают возрастающее загрязнение внешней среды, которое достигло
такого уровня, что превратилось в одну из важнейших проблем. Решение ее
преследует цель – не только сохранить природные ресурсы для дальнейшего
экономического и социального развития республики, но прежде всего
обеспечить благоприятные санитарные условия жизни населения и предупредить
возможное вредное влияние загрязнений внешней среды на здоровье людей.
В мероприятиях, связанных с охраной окружающей среды, особое место
занимает защита атмосферного воздуха от загрязнений.
Тепловые электростанции занимают одно из первых мест по выбросу
вредных веществ в атмосферу. Локальное воздействие выбросов ТЭС на
окружающую среду и человека распространяется на прилегающий район диаметром
до 20-50 км. Неблагоприятное действие на окружающую среду оказывают оксиды
азота и серы: разрушается хлорофилл растений, повреждаются листья и хвоя.
Постоянное пребывание людей в атмосфере с концентрацией указанных веществ
выше 0,5 мгм³ приводит к более частым заболеваниям и возрастанию
смертности.
С каждым годом зольность Екибастузского угля возрастает. Повышение
зольности угля произошло в основном, из-за увеличения в балансе доли угля
высокозольного пласта и уменьшения селективной добычи на разрезах в связи с
применением высокопроизводительной угледобывающей техники. В перспективе
следует ожидать дальнейшего ухудшения качества Екибастузского угля за счет
роста зольности, т. к. доля поставок угля от высокозольного пласта будет
увеличиваться.
Чтобы надежно сжигать угли указанного качества, требуется своевременная
реконструкция отдельных узлов оборудования, высокая организация всего
энергетического производства и особенно таких звеньев, как эксплуатация и
ремонт. В противном случае будет иметь место дальнейшее снижение надежности
оборудования ТЭС и, соответственно, энергоснабжения потребителей.
Необходимо отметить, что увеличение средней зольности угля над проектной
существенно снижает проектные резервы оборудования по производительности и
надежности, а в большей части случаев ведет к ограничению мощности ТЭС.
Увеличение средней зольности угля над проектной на 1-3 % не так уж
опасно, однако при этом возрастают колебания зольности угля в маршрутах в
отдельных вагонах, достигая временами в маршрутах до 48 %, а в отдельных
вагонах до 70 % и более, что значительно усложняет его сжигание и,
соответственно, эксплуатацию котлов. Известно, что зола Екибастузского
угля, состоящая до 95 % из окислов кремния и алюминия, тугоплавка, обладает
слабыми шлакующими свойствами и после термической обработки в топке,
высокой абразивностью.
Наличие в дымовых газах котлов большого количества высокоабразивной золы
приводит к интенсивному золовому износу конвективных поверхностей нагрева.
Вопросам золового износа конвективных поверхностей нагрева при сжигании
высокозольных углей уделяется большое внимание, но пока что нет надежных и
простых решений, позволяющих снизить износ, в том числе и локальный, в 2-3
раза продлить срок службы поверхностей да расчетных значений.
Главное место здесь отводится своевременному контролю и
профилактическим ремонтам, знанию точных мест износа и ресурсов работы труб
в наиболее изнашиваемых местах. При этом ресурс поверхностей нагрева может
быть увеличен вдвое, т. к. они подвергаются в основном локальному износу,
наступающему в 2-3 раза быстрее общего.
Следует отметить, что повышенный локальный золовой износ конвективных
поверхностей нагрева обусловлен, в основном, неравномерными полями
скоростей газов и концентрацией золы по сечению газоходов и в пучках, а в
отдельных случаях, при низком уровне эксплуатации и ремонтов оборудования –
рихтовкой труб поверхностей нагрева, отсутствием местных защит, присосами
холодного воздуха в газоходы и другими эксплуатационными и ремонтными
условиями.
Иногда наиболее целесообразно применять косвенные методы определения
мест максимального золового износа, например, установкой по сечению
газоходов специальных образцов с последующим определением скоростей газов и
концентраций золы в наиболее изнашиваемых местах. В эксплуатации более
достоверным способом снижения абразивного износа является полный и
тщательный сбор и анализ статистических данных по повреждаемости
поверхностей нагрева.
Указанные работы могут выполняться ремонтным персоналом ТЭС с
привлечением наладочных организаций за период времени от 3 до 5 лет. Могут
быть также использованы для анализа уже имеющиеся на ТЭС статистические
данные при условии их объективности.
На ТЭЦ-3 высокой повреждаемости от золового износа подвержены
конвективные поверхности нагрева всех котлов, но особенно следует выделить
котлы БКЗ-420-140.
Из-за периодического увеличения зольности топлива до 41-43 % на сухую
массу, несвоевременного ремонта котлов в связи с напряженным графиком
нагрузок возросли присосы и, соответственно, скорости в газоходах до 8-9
мс против расчетных 5,9-6,5 мс.
Поэтому чрезмерно увеличился износ поверхностей нагрева и, особенно,
водяных экономайзеров 1 и 2 ступеней.
1 Тепловой расчет котельного агрегата БКЗ-460-140
Котел паровой БКЗ-420-140 однобарабанный, вертикально-водотрубный, с
естественной циркуляцией, крупноблочной конструкции с применением
газоплотных панелей, предназначен для получения пара высокого давления при
сжигании Екибастузского угля марки СС при твердом шлакоудалении.
Компоновка котла выполнена по Т-образной схеме. Топка представляет собой
первый подъемный газоход. В опускных газоходах слева и справа от топки
расположены конвективный пароперегреватель и вторая ступень водяного
экономайзера.
В вынесенном опускном газоходе расположены первая ступень экономайзера и
две ступени воздухоподогревателя.
Водяной объем котла – 86, м3. Паровой объем котла – 68, м3.
Допускается кратковременная работа котла с температурой питательной воды
160 оС (при временном отключении ПВД). При работе котла с температурой ниже
номинальной, паропроизводительность его должна быть снижена с таким
расчетом, чтобы тепловая нагрузка топки не превышала номинальной величины,
а температуры пара и металла по тракту не превышала допустимых величин.
Топка открытого типа полностью экранирована гладкими трубами 60х6 сталь
20, с шагом 80 мм с варкой полосы между ними.
Боковые экраны в нижней части образуют скаты холодной воронки. Верх
топки и горизонтальных газоходов закрыты трубами потолочного
пароперегревателя.
Топка конструктивно разделена на две половины. Верхняя часть топки в
горизонтальном сечении по осям труб противоположных экранов имеет следующие
размеры: 15420х3860 мм, а нижняя часть 15420х8980 мм.
Объем топки составляет 1992 м2.
Топка оборудована восемью двухпоточными пылеугольными горелками,
расположенными на боковых стенах в один ярус. Для растопки котла
предусмотрены мазутные форсунки паромеханического распыливания в количестве
восьми штук, встроенные в пылеугольные горелки.
Максимальная суммарная производительность всех мазутных форсунок
обеспечивает 35 % номинальной нагрузки котла. Давление мазута Р=0,8 МПа,
давление пара 1,2 МПа. Регулирование давления пара перед форсунками
осуществляется вентилем, расположенным перед форсункой. Для возможности
регулирования расхода мазута предусмотрен регулирующий вентиль на подводе
мазута к форсунке.
Для обеспечения плотности горелки приварены к экранным трубам и при
тепловых расширениях перемещаются вместе с ними.
Пароотводящие трубы боковых экранов проходят внутри газохода и служат
элементами подвесок боковых экранов. Все топочные блоки подвешены с помощью
подвесок к потолочной раме. Вся топка расширяется вниз.
Жесткость и прочность стен топочной камеры обеспечивается поясами
жесткости. Пояса жесткости состоят из швеллеров-бандажей и вынесенных из
изоляции двутавровых балок. По углам двутавровые балки поясов жесткости
шарнирно связаны между собой.
Котел имеет один сварной барабан с внутренним диаметром 1600 мм, с
толщиной стенки 112 мм. Длина цилиндрической части барабана 19400 мм.
Средний уровень в барабане на 200 мм ниже геометрической оси барабана.
Допустимые отклонения уровня воды от среднего при нормальной работе котла
не должна превышать +-50 мм. Для предупреждения перепитки котла водой в
барабане установлена труба аварийного слива.
Для сокращения продолжительности расхолаживания и улучшения
температурного режима барабана при останове котла предусмотрено устройство
парового охлаждения барабана, которое состоит из одного верхнего и двух
нижних коллекторов.
При растопках два нижних распределительных коллектора используются для
парового разогрева барабана от постоянного источника насыщенным паром
давлением 4-16 МПа.
Для ввода в котловую воду фосфатов внутри барабана имеется
перфорированная раздающая труба, пролегающая по всей длине барабана.
Для получения качественного пара в котле применена схема
двухступенчатого испарения с соответствующими сепарационными устройствами.
Первой ступенью испарения (чистый отсек) являются барабан с
подключенными к нему циркуляционными контурами. Сепарационные устройства
первой ступени испарения расположены в барабане и представляют собой
сочетание внутрибарабанных циклонов, барботажной промывки пара питательной
водой и дырчатых листов.
Вся питательная вода после экономайзера поступает в питательные короба
барабана, 50 % ее направляется на промывочные листы, протекает по ним и
сливаются в водяной объем барабана. Остальные 50 % питательной воды из
питательных коробов сливаются непосредственно в водяной объем барабана мимо
дырчатых листов.
Пароводяная смесь из экранов котла, включенных в первую ступень
испарения, поступает в распределительные короба, расположенные в барабане,
откуда направляются во внутрибарабанные циклоны. Вода отсепарированная в
циклонах, сливается в водяной объем барабана, а пар, поднимаясь вверх,
проходит через слой питательной воды, текущей по промывочным листам и
попадает в паровой объем барабана. Далее через дырчатый щит, который
обеспечивает равномерную по длине барабана работу парового объема, пар
направляется в пароперегреватель котла.
Вторая ступень испарения включает в себя два блока выносных циклонов с
подключенными к ним циркуляционными контурами. К циклонам подключены правые
средние блоки фронтовой и задней стенки топки.
Выносной циклон состоит из улиточного ввода и двух цилиндрических
участков, пароводяная смесь подводится к улитке. В циклоне вода, отжатая к
стенке, стекает вниз, а пар, поднимаясь, проходит через пароприемочный
дырчатый потолок и направляется в паровой объем барабана.
Пароперегреватель котла по характеру восприятия тепла радиационно-
конвективного типа. Радиационной частью пароперегревателя являются
мембранные панели, закрывающие верх топки и боковые, фронтовые и задние
стены нисходящих газоходов.
Полурадиационной частью пароперегревателя являются блоки ширм.
К конвективной части относятся блоки первой и третьей ступени
пароперегревателя, расположенные в нисходящих газоходах справа и слева от
топки.
Пароперегреватель имеет два потока. Потоки зеркальны. Схема движения
пара в каждом потоке следующая: пар из барабана котла по шести трубам
поступает в два входных коллектора мембранных панелей, экранирующих
фронтовую и заднюю стенки нисходящих газоходов. Затем пар поступает в три
входных коллектора потолочного пароперегревателя. Из выходных камер
потолочного пароперегревателя пар подается в шесть входных коллекторов
первой ступени пароперегревателя.
Пройдя первую ступень пароперегревателя и подвесные панели пар поступает
в 12 выходных коллекторов, из которых поступает в коллектор растопочного
пароперегревателя. В этом коллекторе два потока смешиваются и поступают в
два коллектора, из которых пар подается в 10 средних ширм. Пройдя средние
ширмы пар, подается в пароохладитель первой ступени, затем в крайние ширмы
и в пароохладитель второй ступени, из которого по шести трубам направляется
в выходную ступень пароперегревателя. На котле установлены две паросборные
камеры.
В вынесенном опускном газоходе размещены в рассечку первая ступень
водяного экономайзера и воздухоподогреватель. Газы поступают в газоход с
двух сторон по двум газовым коробам.
Кубы воздухоподогревателя и блоки экономайзера первой ступени
установлены друг на друге с проваром мест примыкания. Этим достигается
высокая плотность по газовой и воздушной сторонам.
При тепловом расширении всех блоков опускной газоход перемещается
вверх. Для обеспечения тепловых перемещений и создания газовой плотности на
коробах подвода газа к опускному газоходу установлены компенсаторы.
Вторая ступень экономайзера расположена за первой ступенью
пароперегревателя в нисходящих газоходах.
Экономайзеры первой и второй ступени выполнены из труб 32х4 в виде
пакетов гладкотрубных змеевиков, расположенных в шахматном порядке.
Воздухоподогреватель трубчатый, выполнен по двухпоточной схеме.
На котле применена однопоточная схема питания. Сниженный узел питания
состоит из основной питательной линии с регулирующим клапаном и двух
байпасов с регулирующими клапанами.
Таблица 1.1 – Исходные данные для расчета
Наименование Обозна- Величина
чение
Паропроизводительность котла, кгч Д 460000
Давление в барабане котла, МПа pб 15,6
Давление пара после задвижки, МПа pпп 14
Температура перегретого пара, оС tпп 540
Температура питательной воды, оС tпв 230
Непрерывная продувка, % Дпр 1
Расход питательной воды через водяной Дэк 460000
экономайзер, кгс
Температура впрыскиваемой воды, оС tвпр 345
Энтальпия перегретого пара, ккалкг iпп 3485,8
Энтальпия насыщенного пара, ккалкг iнп 2594,6
Энтальпия впрыскиваемой воды, ккалкг iвпр 1636,6
Энтальпия питательной воды, ккалкг iпв 990,3
Температура холодного воздуха, оС tв 30
Температура воздуха на входе в t`в 30
воздухоподогреватель, оС
Топливо Смесь углей:
20%Майкубенского и 80%
Екибастузского
Тип мельничного устройства ММТ
Сушильный агент горячий воздух
Характеристика топлива: Смесь Майку-беЕкибас-т
углей нский узский
Содержание углерода, % Ср 44,32 50,00 42,90
Содержание водорода, % Нр 3,04 3,60 2,90
Содержание кислорода, % Ор 7,48 13,40 6,00
Содержание азота, % Nр 0,80 0,80 0,80
Содержание серы, % Sр 0,72 0,40 0,80
Содержание влаги, % Wр 10,60 21,00 8,00
Содержание золы, % Ар 33,04 10,80 38,60
Выход летучих на горючую массу, % Vг 44,32 50,00 42,90
Теплота сгорания низшая, ккалкг Qрн 4190,9
Qрн 17556,5
кДжкг
Таблица 1.2 – Конструктивные характеристики котла
Наименование Обозна- Формула, Расчет, величина
чение обоснование
Топка
Диаметр и толщина dxδ По чертежу 60х6
экранных труб, мм
Поверхности стен, м2
фронтовой Fфр По рис. 4.1 (4,99+8,98)2*2,378+
8,79*8,98+
(8,98+3,86)2*0,686+
3,86*7,584=129,2
задней Fзадн Fфр=Fзадн 129,2
боковой Fб По рис. 4.1 15,42*(2,495+3,103+8,79+2
,65+7,584)=379,7
по ширине Fшир По рис. 4.1 3,86*15,42=59,6
Суммарная поверхность ∑Fтст Fфр*2+ Fб*2+ 2*129,2+2+379,7+59,6=
стен, м2 Fшир 1077
Лучевоспринимающая ∑Нл ∑F*хгор 1077*8=1069
поверхность топки, м2
Объем топки, м3 Vт По рис. 4.1 129,2*15,42=1992
Эффективная толщина s 3,6* Vт∑Fст 3,6*19921077=6,66
излучающего слоя, м
Ширмы (вторая ступень пароперегревателя)
Диаметр и толщина dxδ По чертежу 32х5
труб,мм
Число лент по ширине z По чертежу 20*2=40
топки, шт
Число труб в ленте, штz2 По чертежу 12*2=24
Шаги труб, мм S1, S2 По чертежу 640, 52
Относительный σ1 S1d 64032=20
поперечный шаг
Относительный σ2 S2d 5232=1,625
продольный шаг
Поверхность нагрева Нкр По рис. 4.2а 2*20*[(0,572+0,032)*3,7*2
ширм в плоскости – +(0,468+0,032)*0,67*2+
крайние пакеты 1,118*0,63]*0,71=166
Поверхность нагрева Нср Нкр=Нср 166
ширм в плоскости –
средние пакеты
Лучевоспринимающая Нвхл По рис. 4.2а 3,86*15,42=59,6
поверхность нагрева
(входная), м2
Продолжение таблицы 1.2
Наименование Обозна- Формула, Расчет, величина
чение обоснование
Лучевоспринимающая Нвыхл По рис. 4.2а 2,5*15,42*2=77,1
поверхность нагрева
(выходная), м2
Полная поверхность Ншполн π*d*n*l*z 3,14*0,032*20*2*
ширм, м2 (10*10+10,6*2)=487
Сечение для прохода fп π*d24*z2 3,14*0,03224*24*10=
пара, м2 0,091
Сечение для прохода Fпоп По рис. 4.2а (15,42-0,032*20)*
газов (поперечное), м2 2,5*2=73,9
Сечение для прохода Fпр По рис. 4.2а 15,42*3,86-20*12*0,785*
газов (продольное), м2 0,0322*4=58,8
Эффективная толщина s
излучающего слоя, м
Дополнительные
поверхности, м2
потолка Нпотш По рис. 4.2а 3,86*15,42=59,6
экранов Нэкрш По рис. 4.2а 3,86*5*2+15,42*3,5*2=
146,5
Поворотная камера
Суммарная поверхность ∑Fпкст По рис. 4.2б 4*(15,42*3,35+15,42*2,56+
стен, м2 2,56*3,35)=399
Объем поворотной V По рис. 4.2б 15,42*3,35*2,56*2=264
камеры, м3
Лучевоспринимающие
поверхности
пароперегревателя в
поворотной камере, м2
потолка Нпотл По рис. 4.2б 15,42*(2,56+3,35)*2=
182,2
фронта и задней стенкиНфр+заднлПо рис. 4.2б 2,56*3,35*4=34,3
экранов Нэкрпк По рис. 4.2б 15,42-0,65*2=20
дополнительных Нпп3пк По рис. 4.2б 15,42*2,56*2=79
поверхностей третьей
ступени
пароперегревателя
подвесных труб Нподв По рис. 4.2б 3,14*0,032*30*2*3,35*6=12
1
Продолжение таблицы 1.2
Наименование Обозна- Формула, Расчет, величина
чение обоснование
Суммарная площадь ∑Нпк Нпотл+Нфр+задн182,2+34,3+20+79+12 1=
поверхностей л 436
поворотной камеры +Нэкрл+Н3стл+
Нподв
Сечение для прохода Fподвг По рис. 4.2б (15,42-0,032*6)*3,35*2=
газов, м2 102
Третья ступень пароперегревателя
Диаметр и толщина dxδ По чертежу 32х4,5
труб,мм
Число труб, шт z2, z1 По чертежу 8, 31
Шаги труб, мм S1, S2 По чертежу 80, 93
Поверхность нагрева Нпп3 π*d*l*n 3,14*0,032*15,42*31*8*2=7
третьей ступени, м2 73
Сечение для прохода f пп3п π*d24*z2 0,785*0,0232*31*2*2*2=
пара, м2 0,103
Сечение для прохода Fпп3г По чертежу (2,56-0,032*31)*15,42*2-0
газов, м2 ,785*0,0322*30*12=48,1
Эффективная толщина s
излучающего слоя, м
Дополнительные
поверхности, м2
подвесных труб Нподвпп1 По чертежу 3,14*0,032*30*6*1,2*2=
43,4
экранов Нэкрпп1 По чертежу 15,42*1,2*2=37
настенного Ннпппп1 По чертежу 2,56*1,2*4+15,42*1,2*2=
пароперегревателя 49,3
Суммарная площадь ∑ Ндоп Нподвпп1+Нэкрп43,3+37+49,3=129,7
дополнительных п1 +Н3стпп1
поверхностей в районе
пароперегревателя
третьей ступени
Первая ступень пароперегревателя
Диаметр и толщина dxδ По чертежу 32х4
труб,мм
Число труб, шт z2, z1 По чертежу 10, 30
Шаги труб, мм S1, S2 По чертежу 80, 55
Поверхность нагрева Нпп1 π*d*l*n 3,14*0,032*25,072*30*6*2=
первой ступени, м2 907
Продолжение таблицы 1.2
Наименование Обозна- Формула, Расчет, величина
чение обоснование
Сечение для прохода f пп1п π*d24*z2 0,785*0,0242*30*2*6=
пара, м2 0,163
Сечение для прохода Fпп1г По чертежу (2,56-0,032*30)*15,42*2=
газов, м2 49,5
Эффективная толщина s
излучающего слоя, м
Дополнительные
поверхности, м2
настенного Ннпппп1 По чертежу (2,56*2,1*2+15,42*2,1)*2=
пароперегревателя 86,2
экранов Нэкрпп1 По чертежу 15,42*2,1*2=64,8
Суммарная площадь ∑Нпп1д Ннпппп1+Нэкрпп86,2+64,8=151
дополнительных 1
поверхностей в районе
пароперегревателя
первой ступени
Вторая ступень водяного экономайзера
Диаметр и толщина dxδ По чертежу 32х4
труб, мм
Число труб, шт z2, z1 По чертежу 18, 31
Шаги труб, мм S1, S2 По чертежу 80, 55
Поверхность нагрева Нвэк2 π*d*l*n 3,14*0,032*30*4*68,3*2=16
второй ступени, м2 47
Сечение для прохода fв π*d24*z2 0,785*0,0242*30*2*6=
воды, м2 0,163
Сечение для прохода Fвэк2г По чертежу (2,56-0,032*30)*15,42*2=
газов, м2 48,4
Дополнительные
поверхности, м2
настенного Ннпп вэк2По чертежу 2*(2,56*2,3*2+15,42*2,3)*
пароперегревателя 2=94
экранов Ннпп вэк2По чертежу 15,42*2,3*2=71
Верхние и нижние кубы второй ступени воздухоподогревателя
Диаметр и толщина dxδ По чертежу 40х1,6
труб,мм
Шаги труб, мм S1, S2 По чертежу 60, 42
Продолжение таблицы 1.2
Наименование Обозна- Формула, Расчет, величина
чение обоснование
Количество труб в z1 По чертежу 225
поперечном ряду, шт
Высота куба, мм
нижнего lн По чертежу 3400
верхнего lв По чертежу 1700
Количество рядов, шт
нижнего куба z2 По чертежу 48*2=96
верхнего куба z2 По чертежу 48*2=96
Количество труб, шт
нижний куб n По чертежу 21600
верхний куб n По чертежу 21600
Поверх-ть нагрева, м2
нижнего куба Ннк π*d*l*n 3,14*0,0384*3,4*21600=
8856
верхнего куба Нвк π*d*l*n 3,14*0,0384*1,7*21600=
4428
Сечение для прохода
газов, м2
нижнего куба Fнкг π*d24*z2 0,785*0,03682*21600=
22,96
верхнего куба Fвкг π*d24*z2 0,785*0,03682*21600=
22,96
Сечение для прохода
воздуха, м2
нижнего куба Fнкв По чертежу (13,88-0,04*225)*2*3,4=
33,2
верхнего куба Fвкв По чертежу (13,88-0,04*225)*2*1,7=
16,6
Первая ступень водяного экономайзера
Диаметр и толщина dxδ По чертежу 32х4
труб,мм
Число труб, шт z2, z1 По чертежу 16, 45
Шаги труб, мм S1, S2 По чертежу 90, 46
Поверхность нагрева Нвэк1 π*d*l*n 3,14*0,032*22,5*9,24*
первой ступени, м2 12*2*2=1003
Сечение для прохода fв π*d24*z2 0,785*0,0242*45*2*4=
воды, м2 0,163
Сечение для прохода Fвэк1г По чертежу (2,05*13,9-13,9*
газов, м2 0,032*22,5)*2=37
Окончание таблицы 1.2
Наименование Обозна- Формула, Расчет, величина
чение обоснование
Верхние, средние и нижние кубы первой ступени воздухоподогревателя
Диаметр и толщина dxδ По чертежу 40х1,6
труб,мм
Шаги труб, мм S1, S2 По чертежу 60, 42
Высота куба, мм
верхнего, среднего l По чертежу 3400
нижнего l По чертежу 2600
Количество рядов, шт
нижнего куба z2 По чертежу 44*2=88
верхнего куба z2 По чертежу 46*2=92
Количество труб в
поперечном ряду, шт
верхний, средний z1 По чертежу 225
нижний куб z1 По чертежу 213
Количество труб, шт
верхний, средний n По чертежу 19800
кубы
нижний куб n По чертежу 19596
Поверхность нагрева,м2
верхнего, среднего Нвск π*d*l*n 3,14*0,0384*3,4*19800*2=1
кубов 6248
нижнего куба Ннк π*d*l*n 3,14*0,0384*1,7*19596
=6144
Сечение для прохода
газов, м2
верхнего, среднего Fвскг π*d24*z2 0,785*0,03682*19800=21
кубов
нижнего куба Fнкг π*d24*z2 0,785*0,03682*19596=20,8
Сечение для прохода
воздуха, м2
верхнего, среднего Fвск\в По чертежу (13,88-0,04*225)*2*3,4=
кубов 33,2
нижнего куба Fнкв По чертежу (13,88-0,04*106,5)*2,6*4=
24,5
Общая поверхность, м2 Нвзп1 Нвск+Ннк 16248+6144=22392
Сечение для прохода Fвзп1в Н(НнкFнкв+ 22392(614424,5+
воздуха, м2 НвскFвск\в) 1624833,2)=30,2
Сечение для прохода Fвзп1г Н(НнкFнкг+ 22392(614420,8+
газов, м2 НвскFнкг) 1624821)=20,9
Таблица 1.3 – Теоретические объемы воздуха и продуктов сгорания
Наименование Обозна- Формула, Расчет, величина
чение обоснование
Теоретическое Vo 0,0889*(Ср+0,375*Sр4,523
количество воздуха, )+0,265*Нр-0,0333*О
м3кг р
Теоретические объемы продуктов сгорания, м3кг:
азота 0,79*Vo+0,008*Nр 3,579
трехатомных газов 0,0187*(Ср+0,375*Sр0,832
)
водяных паров 0,111*Нр+0,0124*Wр+0,542
0,0161*Vo
Общий объем продуктов Voг ++ 9,476
сгорания, м3кг
Таблица 1.4 – Объемы продуктов сгорания, объемные доли трехатомных газов
и концентрация золовых частиц
Величина и расчетная формула Газоходы
топка, поворот-ныйвторая первая первая за котлом
ширмы, ПП, газоход ступень ступень ступень
ВЭК 2 ст. воздухопо-дводяной воздухопо-д
огрева-теляэкономай-зеогрева-тел я
ра
Коэффициент избытка воздуха за газоходом, α 1,200 1,220 1,240 1,290 1,310 1,360
Коэффициент избытка воздуха средний, αср 1,200 1,210 1,230 1,265 1,300 1,335
Объем водяных паров, м3кг, 0,606 0,607 0,608 0,611 0,614 0,616
=+0,0161*( αср-1)* Vo
Полный объем газов, м3кг, 6,059 6,106 6,200 6,365 6,530 6,695
Vг=Voг+1,0161*( αср-1)* Vo
Объемная доля трехатомных газов, 0,142 0,141 0,138 0,135 0,131 0,128
= Vг
Объемная доля водяных паров, 0,100 0,099 0,098 0,096 0,094 0,092
= Vг
Доля трехатомных газов и водяных паров, 0,242 0,240 0,237 0,231 0,225 0,220
=+
Концентрация золовых частиц, 40,82 40,50 39,89 38,86 37,88 36,94
μзл=10*Ар*αунVг
Таблица 1.5 – Теплосодержание продуктов сгорания межу поверхностями
нагрева
τ, оСIoг, Ioв, Iзл, Iг=Ioг+( αср-1)*Ioв+Iзл
ккалкг ккалкг ккалкг
Тепловой баланс
Располагаемое тепло Qрр Qрн 4190
топлива, ккалкг
Температура уходящих τух Принимаем 134
газов, оС предварительно
Энтальпия уходящих Iух По таблице 4.5 306
газов, ккалкг
Температура холодного tхв [6, п. 5-03] 30
воздуха, оС
Энтальпия холодного Ioхв По таблице 4.5 43
воздуха, ккалкг
Потери тепла: q3 [6, таблица ХVIII] 0,5
от химического
недожога, %
от механического q4 [6, таблица ХVIII] 2,0
недожога, %
с уходящими газами, % q2 (Iух-αух* Ioхв)* 5,81
*(100- q4) Qрр
от наружного q5
охлаждения, %
Доля золы топлива в αун [6, таблица ХVIII] 0,95
уносе
Доля золы топлива в αшл (1- αун) 0,05
шлаке
Температура твердого tшл [7, п. 3-1] 600
шлака, оС
Энтальпия золы, (сυ)зл [7, п. 3-1] 560
ккалкг
Потеря тепла с теплом q6 0,044
шлака, %
Продолжение таблицы 1.6
Наименование Обозна- Формула, Расчет, величина
чение обоснование
Сумма тепловых потерь,∑q q2+ q3+ q4+ q5+ q6+5,81+0,5+2,0+0,4+
% q`6 +0,044=8,754
Коэффициент полезного ηка 100-∑q 100-8,754=91,25
действия агрегата, %
Тепло, полезно Qка D*(Iпп-Iпв) 251 034 000
используемое в
агрегате, ккалкг
Полный расход топлива,Вк
кгс
Расчетный расход Вр
топлива, кгс
Коэффициент сохраненияφ
тепла
Топочная камера
Коэффициент избытка αт [6, п. 4-14, 1,2
воздуха таблица ХVIII]
Температура горячего t`` Принимаем 360
воздуха, оС предварительно
Энтальпия горячего Io``в По таблице 4.5 538
воздуха, ккалкг
Температура воздуха наt` Принимаем 235
входе в предварительно
воздухопо-догреватель
2 ступени,
Энтальпия там же, Io`в По таблице 4.5 347,6
ккалкг
Отношение воздуха, βгс Принимаем 0,55
проходящего через
воздухоподогреватель к
теоретически
необходимому
Тепло вносимое Qв βгс* Io``в+( αт- 556
воздухом в топку, βгс)* Io`в
ккалкг
Полезное Qт Qрр*(100-q3-q6)1004723
тепловыде-ление в +Qв
топке, ккалкг
Продолжение таблицы 1.6
Наименование Обозна- Формула, Расчет, величина
чение обоснование
Теоретическая τа По таблице 4.5 1942
температура горения,
оС
Поправка на сдвиг ∆х [6, п. 6-14] 0,1
максимума температур
Относительное хм ∆hг∆hт+∆х 4,78819,438+0,1=
местоположение 0,347
максимума температур
Коэффициент М 0,56-0,5* хм 0,56-0,5*0,347=0,386
Температура газов на τ``т Принимаем 1240
выходе из топки, оС предварительно
Энтальпия там же, I``т По таблице 4.5 2908
ккалкг
Средняя суммарная υср (Qт- 2,584
теплоемкость продуктов I``т)(Та-Т``т)
сгорания, кДж(кг*К)
Давление в топке, МПа pn [6, п. 6-06] 0,103
Произведение pns p*rn*s 0,103*0,229*6,66=
0,153
Коэффициент ослаблениякг [6, номограмма 3] 2,8
лучей:
трехатомными газами,
1(м*МПа)
золовыми частицами, кзл [6, номограмма 4] 1
1(м*МПа)
частицами кокса, ккокс [6, п. 6-08] 1
1(м*МПа)
Безразмерный параметр х1 [1, п. 6-08] 1
Безразмерный параметр х2 [6, п. 6-08] 0,1
Оптическая толщина kps (кг*rn+ кзл*μзл+ (2,8*0,229+63*0,054+0
ккокс* х1* х2)*p*s ,1*1*1)*0,103*6,66=2,
84
Степень черноты факелааф [6, номограмма 2] 0,945
Продолжение таблицы 1.6
Наименование Обозна- Формула, Расчет, величина
чение обоснование
Коэффициент εэкр [6, таблица 6.2] 0,35
загрязнения
поверхности экранов
Коэффициент β [6, рис. 6.4] 0,88
Коэффициент εш εэкр* β 0,35*0,88=0,308
загрязнения
поверхности ширм
Степень экраниро-ванияψ ∑(εэкр*Нл) ∑Fст (0,35*1009,4+
топки с учетом +0,308*59,6)1077=
коэфф-та загрязнения 0,345
Степень черноты топки ат
Температура газов на τ``т (τа+273)[М*[5,67**1240,6
выходе из топки, оС ψ*Fст*ат*
*(τа+273)3(1011*
*υср*Вр)]0,6+1]
-273
Энтальпия там же, I``т По таблице 4.5 2910 (12193)
ккалкг (кДжкг)
Количество тепла Qтл φ*( Qт- I``т) 1806
воспринятое в топке,
ккалкг
Теплонапряжение qv Вр* QррVт 137767
поверхности топочного
объема, кВтм3
Вторая ступень пароперегревателя (ширмы, середина)
Температура газов на τ`срш Из расчета топки 1240,6
входе в ширмы, оС
Энтальпия там же, I`срш По таблице 4.5 2910
ккалкг
Температура газов за τ``срш Принимаем 1039
ширмами, оС предварительно
Энтальпия там же, I``срш По таблице 4.5 2407
ккалкг
Средняя температура τср (τ`срш+ τ``срш)2 1140
газов, оС
Продолжение таблицы 1.6
Наименование Обозна- Формула, Расчет, величина
чение обоснование
Коэффициент, β [6, рис. 6.4] 0,93
учитывающий взаимный
теплообмен между
топкой и ширмами
Коэффициент ηв [7, таблица 4.10] 0,7
распределения
тепловосприятия по
высоте топки
Лучистое тепло Qл.вх β* ηв* qл* НвхлВр 0,93*0,7*121*29,8=
воспринятое плоскостью 122
входного сечения ширм,
ккалкг
Поправочный ξп [6, п. 7-04] 0,5
коэффициент для учета
излучения на пучок за
ширмами
Произведение pns p*rn*s 0,103*0,229*0,89=
0,0204
Коэффициент ослаблениякг [6, номограмма 3] 9,7
лучей:
трехатомными газами,
1(м*МПа)
золовыми частицами, кзл [6, номограмма 4] 69
1(м*МПа)
Оптическая толщина kps (кг*rn+ (9,7*0,229+69*0,054)*
кзл*μзл)*p*s 0,103*0,89=0,545
Степень черноты факелаа [6, номограмма 2] 0,415
Угловой коэффициент с φш
входного на выходное
сечение ширм
Теплота, излучаемая изQл.вых Qл.вх*(1- а)* φшβ+122,3*(1-0,415)*
топки и ширм на +5,7*10-11*а* *0,060,93+5,7*10-11*
поверхности за Нвыхл*Т4ср* ξпВр *0,415*38,5*
ширмами, ккалкг *(1196+273)4*0,5
19,19=115
Продолжение таблицы 1.6
Наименование Обозна- Формула, Расчет, величина
чение обоснование
Тепло, получаемое Qл Qл.вх-Qл.вых 122-115=7,0
излучением из топки
ширмами (середина) и
дополнительными
поверхностями, ккалкг
Количество тепла, Qшл Qл*Нппр 7,0*332583,3=4,44
воспринятого из топки (Нппр+Нш)
ширмами, ккалкг
То же дополнительной Qшдл Qл*Нпот*2 7,0*59,6*2583,3=
поверхностью, ккалкг (Нпотр+Нш) 1,59
Тепловосприятие ширм иQсрш+дб φ*(I``-I``)2 500
допол-ных поверхностей
по балансу, ккалкг
Тепловосп-тие ширм по Qсршб Принимаем 363
балансу, ккалкг предварительно
Тепловосприятие Qшдб Принимаем 137
до-полнительных предварительно
пов-тей в районе ширм
по балансу, ккалкг
Расход воды на впрыск Двпр1 Принимаем 4,3
первой ступени, кгс предварительно
Расход воды на впрыск Двпр2 Принимаем 2,2
второй ступени, кгс предварительно
Температура пара на t`срш Принимаем 423
входе в ширмы, оС предварительно
Энтальпия пара там же,i`срш [8, таблица 3] 732
ккалкг
Энтальпия пара на i``срш
выходе, ккалкг
Температура пара на t``срш [8, таблица 3] 508
выходе, оС
Средняя скорость газовWгпоп Вр*Vг*(τср+273) 6,74
в поп. сеч, мс (Fпоп*273)
Продолжение таблицы 1.6
Наименование Обозна- Формула, Расчет, величина
чение обоснование
Средняя скорость газовWгпр Вр*Vг*(τср+273) 9,73
в продольном сечении, (Fпр*273)
мс
Поправка на Сs [6, номограмма 12] 0,957
геометрическую
компоновку пучка
Поправка на число Сz [6, номограмма 12] 1
рядов труб по ходу
продуктов сгорания
Коэффициент, Спопф [6, номограмма 12] 0,93
учитывающий влияние
изменения физических
параметров потока при
поперечном омывании
Коэффициент αпопн [6, номограмма 12] 67
теплоотдачи, Вт(м2*К)
Коэффициент αпопк Сs*Сz*Сф*αпопн 0,957*1*0,93*67=
теплоотдачи конвекцией 59,6
при поперечном
омывании, Вт(м2*К)
Средняя температура tср (t`срш+t``срш)2 465,5
пара, оС
Средняя скорость пара,wсршп (Д-Двпр1- 20,4
мс Двпр2)*υfп
Коэфф-т, учитыв-щий Спрф [6, номограмма 14] 0,73
влияние изменения
физич-х парамет-ров
потока при прод. омыв
Поправка на Сl [6, номограмма 14] 1
относительную длину
Коэффициент αпрн [6, номограмма 14] 34
теплоотдачи, Вт(м2*К)
Коэффициент αпрк Спрф*Сl*αпрн 0,73*1*34=
тепло-отдачи 24,8
конвекцией при прод-м
омывании, Вт(м2*К)
Продолжение таблицы 1.6
Наименование Обозна- Формула, Расчет, величина
чение обоснование
Средний коэффициент αк (αпопк+αпрк)2 (59,6+24,8)2=42,2
теплоотдачи, Вт(м2*К)
Коэффициент ε [6, п. 7-49, 0,0054
загрязнения, (м2*К)Вт рис. 7-9а]
Коэффициент ξ [6, п. 7-49, 0,85
использования ширм рис. 7-9б]
Поправка на форму Сd [6, номограмма 15] 1,06
канала
Коэффициент αн [6, номограмма 15] 4790
теплоотдачи, Вт(м2*К)
Коэффициент α2 αн*Сd 4790*1,06=5077
теплоотдачи от стенки
к пару, Вт(м2*К)
Температура tз tср+(ε+1 α2)* 473,5+
поверхности (Qсршб+ Qшл)* (0,0054+15077)*
загрязнения, оС Вр*103Ншср (565,6+4,44)*
19,19*103166=831
Коэффициент αн [6, номограмма 19] 441,9
теплоотдачи, Вт(м2*К)
Коэффициент αл а*αн 0,415*441,9=183,4
теплоотдачи
излучением, Вт(м2*К)
Коэффициент α1 ξ*[αк*π*d 0,85*[42,2*3,14*
теплоотдачи от газов к (2*S2*x)+αл] 0,032(2*0,052
стенке, Вт(м2*К) *0,71)+183,4]=204,6
Коэффициент k α1[1+(ε+1α2)* 204,6[1+(0,0054+
теплопередачи, (1+ QшлQсршб)* 15077)*(1+4,44
Вт(м2*К) α1] 565,6)*204,6]= 89,8
Температурный напор, ∆t τср-tср 674
оС
Тепловосприятие ширм Qсршт Ншср*k*∆t 503,4
по уравнению (103*Вр)
теплообмена, ккалкг
Невязка, % δQ Qсршт-Qсршб*100 503,4-500*100
Qб 503,4=0,6‹ 2 %
Продолжение таблицы 1.6
Наименование Обозна- Формула, Расчет, величина
чение обоснование
Отводящие ... продолжение
Вы можете абсолютно на бесплатной основе полностью просмотреть эту работу через наше приложение.
Похожие работы
Дисциплины
- Информатика
- Банковское дело
- Оценка бизнеса
- Бухгалтерское дело
- Валеология
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Религия
- Общая история
- Журналистика
- Таможенное дело
- История Казахстана
- Финансы
- Законодательство и Право, Криминалистика
- Маркетинг
- Культурология
- Медицина
- Менеджмент
- Нефть, Газ
- Искуство, музыка
- Педагогика
- Психология
- Страхование
- Налоги
- Политология
- Сертификация, стандартизация
- Социология, Демография
- Статистика
- Туризм
- Физика
- Философия
- Химия
- Делопроизводсто
- Экология, Охрана природы, Природопользование
- Экономика
- Литература
- Биология
- Мясо, молочно, вино-водочные продукты
- Земельный кадастр, Недвижимость
- Математика, Геометрия
- Государственное управление
- Архивное дело
- Полиграфия
- Горное дело
- Языковедение, Филология
- Исторические личности
- Автоматизация, Техника
- Экономическая география
- Международные отношения
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности), Защита труда
