Категории: ДомЗдоровьеЗоологияИнформатикаИскусствоИскусствоКомпьютерыКулинарияМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОбразованиеПедагогикаПитомцыПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРазноеРелигияСоциологияСпортСтатистикаТранспортФизикаФилософияФинансыХимияХоббиЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Регулирование температуры перегретого параОписание котла Е-160-9,8-540 (БКЗ - 160 - 100Ф)
Котельный агрегат типа Е-160-9,8-540 однобарабанный вертикально-водотрубный, с естественной циркуляцией предназначен для сжигания азейского бурого угля марки ЗБР. Компоновка котла выполнена по П-образной схеме. Топка представляет собой первый (восходящий) газоход. В верхнем (поворотном) газоходе расположен пароперегреватель, во втором (нисходящем) газоходе расположены: водяной экономайзер и воздухоподогреватель, установленные в рассечку. Водяной объем котла - 48 см3; Паровой объем котла - 29,5 м3.
Топочная камера
Топочная камера открытого типа, призматической формы, полностью экранирована трубами 60×4, ст.20 с шагом 64 мм. Фронтовой и задний экраны в нижней части топки образуют скаты «холодной» воронки. В верхней части топки трубы заднего экрана выступают внутрь топки, образуя аэродинамический выступ, который предназначен для улучшения омывания левого верхнего угла топки и для частичного затенения поверхностей ширм - второй ступени пароперегревателя. Потолок топки, поворотного газохода и верхней части опускной конвективной шахты экранирован трубами 38×4. Пароотводящие трубы заднего экрана проходят внутри газохода котла и служат его подвесками. Остальные топочные блоки крепятся за верхние камеры с помощью подвесок к потолочной раме. При нагревании топочная камера свободно расширяется вниз. Упругость и прочность стен топочной камеры обеспечивается установленными по периметру поясами жесткости.
Рисунок 1 - Котельный агрегат Е-160-9,8-540 Для повышения плотности топочная камера и потолочный пароперегреватель обшиты по трубам металлическим листом. Поверх листа накладывается слой изоляции. Топочная камера оборудована угловыми прямоточными горелками, размещенными на боковых стенах топки (в количестве 8 шт.). Каждая пара горелок оборудована мазутными форсунками парового распиливания производительностью 675 кг/ч. Давление мазута 5,6 кг/см2, давление пара 13 кгс/см2.
Пароперегреватель
Пароперегреватель котла по характеру восприятия тепла делится на три части: радиационную, полурадиационную и конвективную. Радиационная часть выполнена в виде потолочных труб, расположенных в верхней части топочной камеры и поворотного газохода. Полурадиационная часть состоит из 12-ти ширм, расположенных на входе в поворотный горизонтальный газоход с шагом 585 мм. Конвективная часть расположена в горизонтальном газоходе. На рис.2 и 3 показана компоновка пароперегревателя. Движение пара в пароперегревателе происходит двумя раздельными потоками. Каждый поток имеет 2х - кратный переброс по ширине газохода и полное перемешивание в камерах пароохладителей и в камерах после ширм. Это позволяет снизить температурную разверку в самих потоках и между ними. На рис. 2 представлена схема пароперегревателя. Пар из барабана котла по девяти трубам 130×10, ст.20 поступает в три камеры 219×25, ст.20, потолочного пароперегревателя. Из камер по 154 потолочным трубам 38×4, пар попадает в первую ступень пароперегревателя. Пройдя противотоком 154 змеевика цервой ступени пароперегревателя, пар попадает в три выходные камеры 219×25. Первая ступень пароперегревателя выполнена из труб 38×4, ст.20. Из выходных камер первой ступени пар по шести трубам 133×13, ст.20, поступает в шесть средних ширм пароперегревателя (вторая ступень). Пройдя противотоком средние ширмы, пар подается на впрыскивающие пароохладители первой ступени. Камеры пароохладителей выполнены из труб 273×36, ст.12Х1МФ. Здесь происходит полное перемешивание пара и переброс его по ширине газохода из средних левых ширм в крайние правые и из средних правых, в левые крайние. Все ширмы выполнены из труб 32×4, ст.12Х1МФ. Пройдя прямотоком крайние ширмы, пар по шести трубам 133×13, ст.12ХМ поступает в две камеры 273×36, ст.12Х1МФ, из которых подается в крайние змеевики третьей ступени пароперегревателя; проходит их прямотоком и по шести трубам, подается во впрыскивающие пароохладители второй ступени. После пароохладителей пар по шести трубам, поступает в средние змеевик выходной четвертой ступени пароперегревателя. Движение пара в четвертой ступени также прямоточное. После этого пар подается в паросборную камеру 273×36, ст. 12Х1МФ. Выход пара односторонний.
Рисунок 2 - Схема пароперегревателя к.а. Е-160-9,8-540 Рисунок 3 - Схема паропроводов в пределах котла Е-160-9,8-540
Полученный конденсат сливается в конденсатосборники, из которых через систему очистки и органы регулирования поступает в пароохладители. Конденсаторы работают в независимом режиме, так как они расположены выше уровня воды в барабане, а при малых впрысках избытки конденсата сливаются в барабан. Подача конденсата в пароохладители первой ступени осуществляется за счет перепада давлений между пароохладителем и конденсатосборной камерой, создаваемого с помощью паровых эжекторов, расположенных в камерах пароохладителей. Подача конденсата в пароохладители второй ступени осуществляется за счет перепада давления между конденсатосборной камерой и камерой каждого из пароохладителей. Расход конденсата в пароохладители 2-й ступени не должен превышать 6 т/час.
Конвективная шахта
Конвективная шахта представляет собой опускной газоход с размещенными в ней в рассечку водяным экономайзером и трубчатым воздухоподогревателем. 2-ая ступень водяного экономайзера (по ходу воды) занимает всю глубину газохода. Опорные балки 2-ой ступени водяного экономайзера опираются на каркас и охлаждаются продувкой холодного воздуха с напорной стороны вентилятора. Воздухоподогреватель 1-ой ступени, кроме нижних подвесных кубов, опирается на раму каркаса конвективной шахты. На воздухоподогреватель 1-ой ступени установлены последовательно: ВП I, ВЭ I, ВП II. Для уменьшения присосов воздуха воздухоподогреватель 1-ой ступени, водяной экономайзер 1-ой ступени, и воздухоподогреватель 2-ой ступени сварены между собой без промежуточных компенсаторов, и при нагревании вся шахта расширяется вверх. Для создания возможности свободного расширения конвективной шахты между водяным экономайзером 2-ой ступени и воздухоподогревателем 2-ой ступени установлен линзовый компенсатор. Экономайзер выполнен в виде пакетов гладкотрубных змеевиков из труб 32×4, ст.20, расположенных в шахматном порядке. Воздухоподогреватель выполнен двухпоточным из труб 40×1,6 ст.3. Первичный и вторичный воздух для ВП I ступени подается раздельно: первичный воздух подается по одноходовой схеме, вторичный по четырехходовой схеме. Расчет ВП проводится раздельно по двум потокам, т.е. для одно - и для четырехходового пакетов.
Исходные данные для расчета
Топливо: ……………………. месторождения …………………… бассейна. Расчетные характеристики и химический состав золы ………………………………………………………………, %:
Коэффициент размолоспособности kлo= 1,4%
Рисунок 4 - Схема регулирования температуры перегретого пара К.а. Е-160-9,8-540 Таблица 1 - Параметры и энтальпии
Dэк= Dка+ 0,01 ×Dка
Расчетные характеристики топки qт =1,2; q3=0%; q4=1 %; qν=185 кВт/м3; аун=0,95 Присосы воздуха по газоходам [1, табл. 1.З.] Δαпп = 0,03; Δαвэ = 0,02 (на каждую ступень); Δαвп = 0,03 (на каждую ступень); Δαт = 0,05; Δαпл = 0,1 (ШБМ). 2. Расчет объемов воздуха и продуктов сгорания
Характерной особенностью отечественной энергетики является использование низкосортных топлив: в среднем содержание внешней балласта (Wr + Ar)>40%, что определяет пониженную теплоту сгорания рабочей массы топлива. Qri = 6700 – 17000 кДж/кг (1600 – 4100 ккал/кг). За последние десятилетия ухудшилось качество энергетических углей вследствие вовлечения в добычу низкокачественных и менее мощных пластов угля, роста объемов добычи открытым способом, отсутствия обогащения и переработки каменных углей для технологических целей. В результате этого заметно возросла поставка на ГЭС высокозольных топлив и шламов, в связи, с чем систематически снижается теплота сгорания углей. Расчет объемов воздуха и продуктов горения ведется на кг рабочего топлива (твердого и жидкого) или на 1 м3 газового топлива, при нормальных условиях (0°С и 101,3 кПа). Теоретический объем сухого воздуха, необходимого для полного сгорания топлива при α=1 для твердого и жидкого топлив определяется по формуле
Vно.в = 0,0889×(Сr + 0,375 ×Sr) + 0,265× Нr – 0,0333×Оr; Vно.в = 0,0889×(41,90 + 0,375×0,2) + 0,265×2,9– 0,0333×13,2 = 3,7608;
Теоретические объемы продуктов горения (при α=1) для твердых и жидких топлив:
VнRO2 = 0,0186×(Сr + 0,375 ×Sr); VнRO2 = 0,0186×(41,90 + 0,375×0,2) = 0,7807; Vно,N2 = 0,79×Vно,в + 0,008×Nr; Vно,N2 = 0,79×3,7608 + 0,008×0,4= 2,9742; Vно,H2O = 0,111×Нr +0,0124×Wrp + 0,0161×Vно,в; Vно,H2O = 0,111×2,9 +0,0124×37 + 0,0161×3,7608=0,8412; Vно,г = VнRO2 + Vно,N2 + Vно,H2O Vно,г = 0,7807+2,9742+0,8412= 4,5961
Расчет действительных объемов продуктов горения по газоходам котла при избытке воздуха α>1 ведется по формулам:
Объем водяных паров VH20 = Vно,H2O + 0,0161× (αcp – l)×Vно.в;
Объем дымовых газов Vr = Vоr +1,0161×(αcp – l)×Vов;
Объемные доли 3-х атомных газов
Безразмерная концентрация золы в дымовых газах, кг/кг
где аун - доля золы топлива, уносимой газами; аун = 0,95; Масса продуктов сгорания, кг/кг
Объемы газов и водяных паров определяются по среднему коэффициенту избытка воздуха в поверхности нагрева, равному полу-сумме значений его на входе в поверхность и на выходе из нее. Действительные объемы продуктов сгорания по газоходам котла сведены в таблицу 2. Таблица 2 - Объемы 3-х атомных газов и водяных паров
3. Расчет энтальпии воздуха и энтальпии продуктов сгорания
Энтальпия воздуха и продуктов сгорания (а=1) определяется по формулам: - для воздуха: Iов = Vно,в× (С J)в - для дымовых газов: Iог = VRO2×(С J)CO2 + Vно,N2×(С J)N2 + Vно,H2O×(С J)H2O -для золы:
Энтальпия продуктов сгорания при избытке воздуха а>1 определяется по формуле: Iг = Iог + (α – l)×Iов + Iзл Расчет теоретических и действительных значений энтальпий сведен в таблицу 3. Таблица 3 - Энтальпия продуктов сгорания по газоходам котла
4 Расчет теплового баланса и коэффициента полезного действия котла
Составление теплового баланса котельного агрегата заключается в установлении равенства между поступившим в агрегат количеством тепла, называемого располагаемым теплом Qpр, и суммой полезно использованного тепла Q1 и тепловых потерь Q2, Q3, Q4, Q5, Q6. На основании теплового баланса вычисляется КПД и необходимый расход топлива. Общее уравнение теплового баланса имеет вид (в абсолютных единицах), кДж/кг Qpр = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6 Принимая Qpр за 100%, находим составляющие баланса в относительных единицах, например:
Тогда общее уравнение теплового баланса в относительных единицах имеет вид: 100% = q1 +q2 + q3 + q4 + q5 + q6 , откуда определяется КПД котлоагрегата (брутто) по обратному балансу ηбрка = 100% – (q2 + q3 + q4 + q5 + q6). Располагаемое тепло на 1 кг твердого или жидкого и на 1м3 газообразного топлива определяется как, кДж/кг Qpр = Qri + Qв.вн + iтл + Qф – Qк , где Qв.вн = β'×[(Iв)' – Iно,хв]; Qpр = Qdi + Qв.вн + iтл.,. где Qв.вн – тепло внешнего подогрева воздуха (паром из отборов турбины, отработанным теплом других установок); β' – отношение количества воздуха на входе в котельный агрегат (в воздухоподогреватель) к теоретически необходимому; (Iв)' и Iно,хв – энтальпии теоретически необходимого количества воздуха на входе в котельный агрегат и холодного воздуха (определяются по I-J таблице), кДж/кг или кДж/м3. Температура холодного воздуха при отсутствии специальных указаний условий принимается равной 30°С. Qri и Qdi – низшая теплота сгорания рабочей массы твердого и жидкого топлив и сухой массы газообразного топлива, кДж/кг и кДж/м3. Величина Qв.вн мала по сравнению с Qri и учитывается только при подогреве воздуха посторонним источником тепла (паровой подогрев мазута, паровые сушилки и т.д.), а также при сушке по разомкнутому циклу, кДж/к; Qф – тепло, вносимое в агрегат с даровым дутьем (форсуночным паром), кДж/кг, учитывается только для паро-механических форсунок: Qф = Gф × (iф – 2520), где 2520 = г – средняя величина скрытой теплоты парообразования, кДж/кг; Gф и iф – расход и удельная энтальпия пара, идущего на дутье или распыление мазута. Gф ≈ 0,3-0,35 кг/кг. Qк – тепло, затраченное на разложение карбонатов (учитывается только при сжигании сланцев), кДж/кг. Таким образом, для расчета парогенератора на твердом топливе или газа можно принять примерно Qрp ≈ Qri. Потери тепла в котлоагрегате Потери тепла с химическим q3 и механическим q4 недожогом входят в расчетные характеристики топок [1, табл. 3.6]. Потери тепла с уходящими газами определяются по формуле
где Iух – удельная энтальпия газов при соответствующем избытке воздуха αух температуре Jух, кДж/кг. В связи с механическим недожогом часть топлива выпадает из процесса горения и поэтому вводится соответствующая поправка (100 – q4) в формуле для определения потери с уходящими газами и расчетного расхода топлива. При сушке топлива по разомкнутой схеме пылеприготовления газами, отбираемыми за промежуточной поверхностью нагрева в количестве Vотб, м3/кг, потеря тепла q2 определяется при расчете котла на подсушенное топливо по формуле, %
Vнг,отб – объем газов за местом отбора, м3/кг; Iотд – энтальпия газов в месте отбора, кДж/кг; Qpр – располагаемое тепло на 1 кг подсушенного топлива, кДж/кг. Потери тепла от наружного охлаждения q5 для стационарных котлов принимаются. При нагрузках, отличающихся от номинальной более чем на 25%,
Потери от наружного охлаждения по газоходам котла учитываются введением в формулу для расчета количества тепла, отданного газами,
Расчет теплового баланса сведен в таблицу 4.
Таблица 4 - Расчет теплового баланса
Описание котла Е-160-9,8-540 (БКЗ - 160 - 100Ф)
Котельный агрегат типа Е-160-9,8-540 однобарабанный вертикально-водотрубный, с естественной циркуляцией предназначен для сжигания азейского бурого угля марки ЗБР. Компоновка котла выполнена по П-образной схеме. Топка представляет собой первый (восходящий) газоход. В верхнем (поворотном) газоходе расположен пароперегреватель, во втором (нисходящем) газоходе расположены: водяной экономайзер и воздухоподогреватель, установленные в рассечку. Водяной объем котла - 48 см3; Паровой объем котла - 29,5 м3.
Топочная камера
Топочная камера открытого типа, призматической формы, полностью экранирована трубами 60×4, ст.20 с шагом 64 мм. Фронтовой и задний экраны в нижней части топки образуют скаты «холодной» воронки. В верхней части топки трубы заднего экрана выступают внутрь топки, образуя аэродинамический выступ, который предназначен для улучшения омывания левого верхнего угла топки и для частичного затенения поверхностей ширм - второй ступени пароперегревателя. Потолок топки, поворотного газохода и верхней части опускной конвективной шахты экранирован трубами 38×4. Пароотводящие трубы заднего экрана проходят внутри газохода котла и служат его подвесками. Остальные топочные блоки крепятся за верхние камеры с помощью подвесок к потолочной раме. При нагревании топочная камера свободно расширяется вниз. Упругость и прочность стен топочной камеры обеспечивается установленными по периметру поясами жесткости.
Рисунок 1 - Котельный агрегат Е-160-9,8-540 Для повышения плотности топочная камера и потолочный пароперегреватель обшиты по трубам металлическим листом. Поверх листа накладывается слой изоляции. Топочная камера оборудована угловыми прямоточными горелками, размещенными на боковых стенах топки (в количестве 8 шт.). Каждая пара горелок оборудована мазутными форсунками парового распиливания производительностью 675 кг/ч. Давление мазута 5,6 кг/см2, давление пара 13 кгс/см2.
Пароперегреватель
Пароперегреватель котла по характеру восприятия тепла делится на три части: радиационную, полурадиационную и конвективную. Радиационная часть выполнена в виде потолочных труб, расположенных в верхней части топочной камеры и поворотного газохода. Полурадиационная часть состоит из 12-ти ширм, расположенных на входе в поворотный горизонтальный газоход с шагом 585 мм. Конвективная часть расположена в горизонтальном газоходе. На рис.2 и 3 показана компоновка пароперегревателя. Движение пара в пароперегревателе происходит двумя раздельными потоками. Каждый поток имеет 2х - кратный переброс по ширине газохода и полное перемешивание в камерах пароохладителей и в камерах после ширм. Это позволяет снизить температурную разверку в самих потоках и между ними. На рис. 2 представлена схема пароперегревателя. Пар из барабана котла по девяти трубам 130×10, ст.20 поступает в три камеры 219×25, ст.20, потолочного пароперегревателя. Из камер по 154 потолочным трубам 38×4, пар попадает в первую ступень пароперегревателя. Пройдя противотоком 154 змеевика цервой ступени пароперегревателя, пар попадает в три выходные камеры 219×25. Первая ступень пароперегревателя выполнена из труб 38×4, ст.20. Из выходных камер первой ступени пар по шести трубам 133×13, ст.20, поступает в шесть средних ширм пароперегревателя (вторая ступень). Пройдя противотоком средние ширмы, пар подается на впрыскивающие пароохладители первой ступени. Камеры пароохладителей выполнены из труб 273×36, ст.12Х1МФ. Здесь происходит полное перемешивание пара и переброс его по ширине газохода из средних левых ширм в крайние правые и из средних правых, в левые крайние. Все ширмы выполнены из труб 32×4, ст.12Х1МФ. Пройдя прямотоком крайние ширмы, пар по шести трубам 133×13, ст.12ХМ поступает в две камеры 273×36, ст.12Х1МФ, из которых подается в крайние змеевики третьей ступени пароперегревателя; проходит их прямотоком и по шести трубам, подается во впрыскивающие пароохладители второй ступени. После пароохладителей пар по шести трубам, поступает в средние змеевик выходной четвертой ступени пароперегревателя. Движение пара в четвертой ступени также прямоточное. После этого пар подается в паросборную камеру 273×36, ст. 12Х1МФ. Выход пара односторонний.
Регулирование температуры перегретого пара
В пароперегревателе регулирование температуры перегретого паря осуществляется впрыском «собственного» конденсата в пароохладителях 1-й и 2-й ступеней, расположенных в рассечку между ширмами и между пакетами третьей и четвертой ступеней пароперегревателя. Пакеты третьей и четвертой ступеней расположены в одном интервале температур. На рис.3. представлена схема регулирования температуры перегретого пара. Конденсат для впрыска получают в установках «собственного» конденсата путем охлаждения насыщенного пара, поступающего из барабана котла. Охлаждение насыщенного пара в конденсаторе, производится питательной водой, прошедшей первый по ходу воды пакет змеевиков водяного экономайзера. Пройдя змеевики конденсатора, вода направляется во 2-й пакет водяного экономайзера. Рисунок 2 - Схема пароперегревателя к.а. Е-160-9,8-540 Рисунок 3 - Схема паропроводов в пределах котла Е-160-9,8-540
Полученный конденсат сливается в конденсатосборники, из которых через систему очистки и органы регулирования поступает в пароохладители. Конденсаторы работают в независимом режиме, так как они расположены выше уровня воды в барабане, а при малых впрысках избытки конденсата сливаются в барабан. Подача конденсата в пароохладители первой ступени осуществляется за счет перепада давлений между пароохладителем и конденсатосборной камерой, создаваемого с помощью паровых эжекторов, расположенных в камерах пароохладителей. Подача конденсата в пароохладители второй ступени осуществляется за счет перепада давления между конденсатосборной камерой и камерой каждого из пароохладителей. Расход конденсата в пароохладители 2-й ступени не должен превышать 6 т/час.
Конвективная шахта
Конвективная шахта представляет собой опускной газоход с размещенными в ней в рассечку водяным экономайзером и трубчатым воздухоподогревателем. 2-ая ступень водяного экономайзера (по ходу воды) занимает всю глубину газохода. Опорные балки 2-ой ступени водяного экономайзера опираются на каркас и охлаждаются продувкой холодного воздуха с напорной стороны вентилятора. Воздухоподогреватель 1-ой ступени, кроме нижних подвесных кубов, опирается на раму каркаса конвективной шахты. На воздухоподогреватель 1-ой ступени установлены последовательно: ВП I, ВЭ I, ВП II. Для уменьшения присосов воздуха воздухоподогреватель 1-ой ступени, водяной экономайзер 1-ой ступени, и воздухоподогреватель 2-ой ступени сварены между собой без промежуточных компенсаторов, и при нагревании вся шахта расширяется вверх. Для создания возможности свободного расширения конвективной шахты между водяным экономайзером 2-ой ступени и воздухоподогревателем 2-ой ступени установлен линзовый компенсатор. Экономайзер выполнен в виде пакетов гладкотрубных змеевиков из труб 32×4, ст.20, расположенных в шахматном порядке. Воздухоподогреватель выполнен двухпоточным из труб 40×1,6 ст.3. Первичный и вторичный воздух для ВП I ступени подается раздельно: первичный воздух подается по одноходовой схеме, вторичный по четырехходовой схеме. Расчет ВП проводится раздельно по двум потокам, т.е. для одно - и для четырехходового пакетов.
Исходные данные для расчета
Топливо: ……………………. месторождения …………………… бассейна. Расчетные характеристики и химический состав золы ………………………………………………………………, %:
Коэффициент размолоспособности kлo= 1,4%
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2016-06-09 lectmania.ru. Все права принадлежат авторам данных материалов. В случае нарушения авторского права напишите нам сюда... |