Паровой котел БКЗ 75 39 ГМА (стр. 6 из 10). Котел бкз 75 39 описание котла
Паровой котел БКЗ 75 39 ГМА
Министерство Образования Российской ФедерацииИвановский государственный энергетический университет
имени В.И. ЛенинаКафедра тепловые электрические станции
Курсовой проект:
На тему: Паровой котел БКЗ – 75 – 39 ГМАВыполнил: Студент
Майоров А.В.
группы III-2** Руководитель: Муромкин Ю.Н.Иваново 2001 г.I. Составление расчётно-технологической схемы трактов парового котла.
Выбор коэффициентов избытка воздуха. 4II. Топливо и продукты горения. 4III. Определение расчётного расхода топлива. 7IV. Выбор схемы сжигания топлива. 8V. Поверочный расчёт топки.
V.1. Определение конструктивных размеров и характеристик топки. 8V.2. Расчёт теплообмена в топке. 9VI. Поверочный расчёт фестона. 12VII. Определение тепловосприятий пароперегревателя, экономайзера, воздухоподогревателя
и сведение теплового баланса парового котла. 16VIII. Поверочно-конструкторский расчёт пароперегревателя. 18IX. Поверочно-конструкторский расчёт хвостовых поверхностей нагрева.
IX.I Расчёт водяного экономайзера. 23
IX.II Расчёт воздушного подогревателя. 27
Х.I Эксплуатация парового котла. 32
Х.II Пуск барабанного котла 32
Х.III Останов котла. 34
Список литературы. 35Краткое описание котла. Топочная камера объемом 145,321 м2 полностью экранирована трубами Æ60х30 мм с шагом 110 мм на боковых стенах и 80 мм – на фронтовой и задней.На фронтовой стене топки расположены три газомазутные горелки: две в нижнем ярусе и одна в верхнем.
Схема испарения двухступенчатая.В барабане расположен чистый отсек первой ступени испарения и два солевых отсека второй ступени по торцам барабана.
Перегреватель – с вертикально расположенными змеевиками, двухступенчатый, выполнен из труб Æ38х3 мм. Регулирование температуры пара осуществляется поверхностным пароохладителем, установленным между ступенями “в рассечку”. Количество змеевиков – 40 мм. Поперечный шаг труб – 110 мм, расположение корридорное.
Экономайзер – стальной, гладкотрубный, зиеевиковый, двухступенчатый, с шахматным расположением труб Æ32х3 мм. Поперечный шаг труб – 80 мм, продольный – 60 мм.
Воздухоподогреватель – трубчатый, вертикальный, четырехходовой, с шахматным расположением труб Æ40х1,6 мм. Поперечный шаг труб – 60 мм, продольный – 44 мм.
Технические и основные конструктивные характеристики парогенератора следующие:
Номинальная паропроизводительность – 35 т/ч
Рабочее давление пара – 4 Мпа
Температура перегретого пара – 450 Со
Площадь конвективных поверхностей нагрева, м2:
Фестона – 39,5841
Перегревателя – 225,71
Экономайзера – 234,88
Воздухоподогревателя – 1377,14 I. Составление расчётно-технологической схемы трактов парового котла.
Выбор коэффициентов избытка воздуха.
1,1) Расчётно-технологическая схема трактов парового котла с отображением компоновки поверхностей нагрева представлена на рисунке 1.1.
1,2) Величина коэффициента избытка воздуха aмII =1.1 при использовании жидкого топлива (высокосернистый мазут) . Значение присосов воздуха в газоходы для заданного парового котла:
| Элементы парового котла | Газоходы | Величина присоса a |
Топочная камера | Топки паровых котлов для газового топлива | 0,05 |
| Котельные пучки | Фестон | 0 |
| Пароперегреватели | Первичный пароперегреватель | 0,03 |
| Экономайзеры | Для котлов D<50т/ч | 0,02 |
| Воздухоподогреватели(трубчатые) | Для котлов D<50т/ч | 0,06 |
Расчет парогенератора БКЗ-75-39-ФБ - Курсовой проект
Введение
Основным оборудованием вырабатывающим тепловую энергию в промышленных и отопительных установках является парогенераторы и водяные котлы. Промышленные предприятия потребляют огромное количество тепла на технологические нужды, вентиляцию, отопление и горячее водоснабжение. Тепловая энергия в виде пара и горячей воды вырабатывается теплоэлектростанциями, промышленными районами отопительными котельными.
Одной из основных задач при выработке тепловой энергии является всемирная экономия всех видов топлива. При комбинированном или раздельной выработке электрической и тепловой энергии чаще всего в качестве теплоносителя применяется водяной пар. Агрегат предназначен для выработки пара называют парогенераторами.
Кроме водяного пара в качестве теплоносителя используется горячая вода. Агрегаты для получения горячей воды называют водогрейными котлами. Таким образом основным агрегатом предназначенным для выработки пара и горячей воды являются парогенераторы и водогрейные котлы.
Общее описание котла БКЗ-75-39ФБ
Топочная камера объемом 454 м3 полностью экранирована трубами 60x3 мм, а при работе на каменном угле и торфе - частично в нижней части трубами 60x4 мм, расположенными с шагами 75 и 90 мм. Экраны разделены на 12 самостоятельных контуров (по числу блоков камеры).
Для сжигания бурого угла и фрезерного торфа топку оборудуют двумя шахтными мельницами с фронта. В этом случае нижнюю часть боковых экранов на уровне амбразур утепляют хромитовой массой, нанесенной на ошипованные трубы.
Разработана модификация парогенератора БКЗ-75-39 ФБЖ, оборудованного топкой с жидким шлакоудалением, для сжигания антрацитового штыба. В этом случае для устойчивого сжигания топлива нижнюю часть топочной камеры утепляют полностью слоем хромитовой массы, а скаты воронки закрывают кирпичной кладкой с лотками для выпуска шлака.
Схема испарения - трехступенчатая. В барабане расположен чистый отсек первой ступени испарения и два солевых отсека второй ступени испарения (по торцам барабана). Третья ступень вынесена в выносные циклоны 377 мм.
Перегреватель - вертикальный, змеевиковый, двухблочный, с коридорным расположением труб 38x3 мм. Поверхностный пароохладитель установлен между блоками "в рассечку".
Экономайзер - стальной, гладкотрубный, змеевиковый, кипящего типа, с шахматным расположением труб 32x3 мм, двухступенчатый. Первая ступень состоит из двух блоков и расположена между ступенями воздухоподогревателя "в рассечку". Поперечный шаг труб первой ступени - 40 мм, продольный - 55 мм. Поперечный шаг труб второй ступени - 50 мм, продольный - 55 мм.
Воздухоподогреватель - стальной, трубчатый, с шахматным расположением труб 40x1,5 мм, четырехходовой. Поперечный шаг труб: первой ступени - 70 мм, второй - 60 мм; продольный шаг: первой ступени - 45 мм, второй - 42 мм. Технические и основные конструктивные характеристики парогенератора приведены в таблице.
Технические и основные конструктивные характеристики парогенератора БКЗ-75-39 ФБ
Наименование показателейТопливокаменный угольбурый угольторфНоминальная паропроизводительность, т/ч757575Рабочее давление пара, Мпа444Температура перегретого пара, 0С440440440Площадь поверхности нагрева, м2:лучевосринимающая (экранов и фестона)326296296конвективная:фестона626262перегревателя720620520экономайзера810940750воздухоподогревателя362039004200
Для наглядности составим расчетную схему котла БКЗ-75-39-ФБ.
- топка ; 2 - фестон; 3 - вторая ступень пароперегревателя; 4 - первая ступень пароперегревателя; 5 - вторая ступень водяного экономайзера; 6 - вторая ступень воздухоподогревателя; ; 6 - первая ступень водяного экономайзера; 8 - первая ступень воздухоподогревателя
Рисунок 1- Расчетная схема котла БКЗ-75-39-ФБ.
Таблица 1. Исходные данные.
Название котлаД, т/чрпе, барtпе, Сr, %q1Топливо №1Топливо №2tп.в,С БКЗ-75-39-ФБ714045556559311451.Расчёт топлива
.1 Характеристики топлива
Расчётные характеристики для заданных видов топлива предоставлены в таблицах 2 и 3.
Таблица 2. Характеристики твёрдого топлива.
Ср %Wp %Ap %Spk %Spop %Hp %Np %Op %Qpн кДж/кгVг 46,62214,80,93,70,911,117543,5349,0
Таблица 3. Характеристики газа.
Сh5 H6 H8 h20 h22 %N2 %CO2 %h3S %O2 %CO %h3 %QCн кДж/кгρсг Кг/м395,71,90,50,30,11,3-----36468,770.741
1.2 Теплота сгорания смеси топлив
При сжигании смеси жидкого и газообразного топлив расчёт с целью упрощения условно ведется на 1 кг жидкого топлива с учётом количества газа (м3), приходящегося на 1 кг жидкого топлива. Поскольку доля жидкого топлива в смеси задана по теплу, то теплота сгорания жидкого топлива и является этой долей.
Следовательно, удельная теплота сгорания смеси определиться как
где - теплота сгорания твёрдого топлива, кДж/кг;
- доля твёрдого топлива по теплу, %;
Количество теплоты, вносимое в топку с газом:
Тогда расход газа (в м3) на 1 кг твёрдого топлива будет равен:
где - теплота сгорания газа, кДж/м.
Проверка:
1.3 Объёмы воздуха и продуктов сгорания
Необходимое для полного сгорания топлива количество кислорода, объёмы и массовые количества продуктов сгорания определяются из нижеследующих стехиометрических уравнений:
- Для твёрдого топлива:
- Для газообразного топлива:
Vв
www.studsell.com
Паровой котел БКЗ 75 39 ГМА
где
n1 , n2 и т.д. – число горелок в первом, втором и т.д. ярусах; h2г , h2г и т.д. – высота расположения осей ярусов.5.2.4) Степень черноты топки ат и критерий Больцмана В0 зависят от искомой температуры газов на выходе uгII .
Принимаем uгII = 1100 0 С:
Среднюю суммарную теплоёмкость продуктов сгорания определяют по формуле:
5.2.5) Степень черноты топки определяют по формуле:где аф – эффективная степень черноты факела:
; где асв и аг – степень черноты,которой обладал бы факел при заполнении всей топки соответственно только светящимся пламенем или только несветящимися трёхатомными газами; m – коэффициент усреднения, зависящий от теплового напряжения топочного объёма и m=0,55 для жидкого топлива.
Величины асв и аг определяют по следующим формулам:Где Sт – эффективная толщина излучаемого слоя в топке; P – давление в топке, для паровых котлов, работающих без наддува Р = 1 кгс/см2 .
Коэффициент ослабления лучей kг топочной средой определяют по номограмме.Коэффициент ослабления лучей kс сажистыми частицами определяют по формуле:
Где -- температура газов навыходе из топки; -- соотношение содержания углерода и водорода в рабочей массе топлива;
5.2.6) Определяем количество тепла, переданное излучением в топке:
5.2.7) Определим тепловые нагрузки топочной камеры:
Удельное тепловое напряжение объёма топки:Допуск 250¸300 Мкал/м3 ×ч;
Удельное тепловое напряжение сечения топки в области горелок:V I . Поверочный расчёт фестона.
6.1.) В котле, разрабатываемом в курсовом проекте, на выходе из топки расположен трёхрядный испарительный пучок, образованный трубами заднего топочного экрана, с увеличенным поперечными и продольными шагами и называемый фестон. Изменение конструкции фестона связано с большими трудностями и капитальными затратами, поэтому проводим поверочный расчёт фестона.Задачей поверочного расчёта является определение температуры газов за фестоном при заданных конструктивных размерах и характеристиках поверхности нагрева, а также известной температуре газов перед фестоном, т.е на выходе из топки.
6.2) По чертежам парового котла составляют эскиз фестона.
6.3) По чертежам парового котла составляем таблицу:
Длину трубы в каждом ряду Li определяем по осевой линии трубы с учётом её конфигурации от плоскости входа трубы в обмуровку топки или изоляцию барабана до точки перечения оси трубы каждого ряда с плоскостью ската горизонтального газохода. Количество труб в ряду Z1 определяют по эскизу, выполнив по всей ширине газохода разводку труб экрана в фестон.
Поперечный шаг S1 равен утроённому или уетверённому шагу заднего экрана топки, если этот экран образует соответственно три или четыре ряда фестона. Поперечные шаги для всех рядов и всего фестона одинаковы. Продольные шаги S2ср в целом определяем как среднее арифметическое значение, т.к поверхности нагрева рядов близки между собой.
Принимаем Хф = 1, тем самым увеличиваем конвективную поверхность пароперегревателя
(в пределах 5%), что существенно упрощает расчёт.
По S1ср и S2ср определяем эффективную толщину излучающего слоя фестона Sф6.4) Расположение труб в пучке – шахматное, омывание газами – поперечное (угол отклонения потока от нормали не учитываем). Высоту газохода ‘а’ определяют в плоскости, проходящей по осям основного направления каждого ряда труб в границах фестона. Ширина газохода ‘b’ одинакова для всех рядов фестона, её определяют как расстояние между плоскостями, проходящими через оси труб правого и левого боковых экранов.
mirznanii.com
Паровой котел БКЗ 75 39 ГМА
Iоух – энтальпия теоретического объёма воздуха, которую при tпрс =( tгв + tIв )/2=(215+30)/2=122,6 o C Þ Iпрс =377,87 ккал/кг;Полученное значение энтальпии газов за экономайзером позволяет определить температуру дымовых газов за ним u²эк =272,80 С;
7.5)
Тепловосприятие водяного экономайзера определяют по уравнению теплового баланса теплоносителя (дымовых газов):7.6) Определяем невязку теплового баланса парового котла:
V III . Поверочно-конструкторский расчёт пароперегревателя.
8.1) Целью поверочно-конструкторского расчёта пароперегревателя является определение его поверхности нагрева при известных тепловосприятиях, конструктивных размерах и характеристиках. Тепловосприятие пароперегревателя определено ранее, конструктивные размеры и характеристики поверхности заданы чертежом. Решением уравнения теплопередачи определяют требуемую(расчётную) величину поверхности нагрева пароперегревателя, сравнивают её с заданной по чертежу и принимают решение о внесении конструктивных изменений в поверхность.
8.2) По чертежам парового котла составляем эскиз пароперегревателя в двух проекциях на миллимет-ровой бумаге в масштабе 1:25.
8.3) По чертежам и эскизу заполняем таблицу:
Конструктивные размеры и характеристики пароперегревателя
8.3.1) Целесообразность разделения пароперегревателя на ступени обычно определяют характкром взаимного движения сред (газов и пара) и размещением между ступенями пароохладителей. Нумерация ступеней ведётся по ходу газа. Поверхность нагрева для каждой ступени пароперегревателя определяют по наружному диаметру труб, полной длине змеевика (с учётом гибов) li и числу труб в ряду (поперёк газохода) Z1 .В неё также включается поверхность труб, примыкающих к обмуровке, называемая дополнительной, которую определяют как произведение площади стены (потолка) Fст , занятой этими трубами, на угловой коэффициент х, определяемый по номограмме на основании соотношений S1 /d и е/d.
Таким образом, с учётом особенностей конструкции пароперегревателей поверхность нагрева каждой ступени определяем по формуле:
Нi = p×di ×Z1i × li + Fст i ×х.
8.3.2) Глубину газового объёма до пучка каждой ступени и глубину пучка ступени определяют по рекомендациям и четежу.
8.3.3) Поперечный шаг в пределах каждой ступени не изменяется и поэтому совпадает со средним
его значением. По средним значениям шагов для пароперегревателя и среднему диаметру находим эффективную толщину излучающего слоя:
8.3.4)
Т.к диаметры труб первой и второй ступени не одинаковы, то средний диаметр находим по формуле:8.3.5) Площадь живого сечения для прохода газов на входе и выходе определяют по формуле:
Fi = a i ×b - di ×Z1i × lI пр ;
Площадь среднего живого сечения для прохода газов перегревателя в целом получают:
Площадь среднего живого сечения для прохода пара для каждой ступени пароперегревателя :Его среднее значение расчитывают по формуле похожей на (8.1).
8.4) Составляем таблицу исходных данных поверочно-конструкторского теплового расчёта пароперегревателя:
mirznanii.com
