Kopia_prakticheskaya_osnova


ЗМІСТ
Вступ
1 Загальна частина...........................................................................................9
1.1 Вихідні данні.................................................................................................9
2 Розрахункова частина...................................................................................10
2.1 Тепловий баланс...........................................................................................10
2.1 Підбір котла...................................................................................................12
3 Технологічна частина...................................................................................13
3.1 Опис підібраного котла................................................................................13
3.2 Опис заданого вузла.....................................................................................17
Висновок............................................................................................................21
Додаток А...........................................................................................................22
Додаток Б...........................................................................................................23
Додаток В...........................................................................................................24
Список використаної літератури......................................................................25
Вступ
Котельня (котельна установка) - система життєзабезпечення будівлі або групи будівель, джерело енергії для систем опалення, паро постачання, гарячого водопостачання, вентиляції, теплої підлоги та інших інженерних систем в будівлях, а також для технологічних потреб.
Котельня являє собою розташовану в одному технічному приміщенні установку, яка складається з котла і допоміжного обладнання (тягодуттьові машини, механізми і пристрої управління, димова труба тощо), для отримання водяної пари або гарячої води за рахунок теплоти палива, що спалюється. Основним пристроєм котельні є паровий, жаротрубний та/або водогрійний котел, в якому відбувається нагрівання робочої рідини (теплоносія, як правило води або пари).
Котельні використовуються при централізованому тепло-і паро постачанні або при місцевому постачанні, якщо ця котельня локального значення (у межах приватного будинку, кварталу). Котельні з'єднуються зі споживачами за допомогою теплотраси і / або паропроводів. Теплові мережі ділять на магістральні, квартальні та місцеві.
Котельні можуть працювати на твердому (вугілля), рідкому (мазут, дизпаливо) або газоподібному паливі (природний газ). Димові гази, що утворюються при роботі котлів, відводяться за допомогою димової труби.
У тепловому господарстві країни знаходиться понад 100 тис. котелень різного призначення. Переважна більшість із них — це дрібні промислові чи опалювальні автономні котельні. Стан обладнання більшості з них незадовільний, потребує реконструкції та заміни. Основним паливом для котелень є природний газ – 52-58% (мазут -12-15%, вугілля-27-36%).
Класифікація котельних
За принципом розташування
Блочні модульні котельні;
Дахові котельні;
Вбудовані котельні;
Окремо розташовані котельні.
За видом палива
Газові. Більшість котелень в нашій країні працює на газі, через що доля газу у витратах палива на теплопостачання перевищує 55%. Газ — найекологічніший вид палива на сьогодні.
Електричні. Працюють на електричному струмі. Встановлюють, коли немає можливості використовувати інші види палива.
Рідкопаливні. На сьогоднішній момент найбільш часто застосовуються мазут та солярка. У останній час ці види рідкого палива заміняють на ВВВС — висококонцентровану водовугільну суспензію (водо-вугільне паливо). 1 МВт виробленого тепла дизельної котельні при експлуатації дорожче в 8 разів тепла, одержуваного від газової котельні.
Твердопаливні. Працюють на твердому паливі. Як тверде паливо використовується буре та кам'яне вугілля, дрова, кокс, торф, солома, лушпайки сонячника, брикети та гранули (палети) — пресовані відходи деревени. Часто котельні, що працюють на твердому паливі, встановлюють виробничі фірми, що займаються деревообробкою, у яких є в великих кількостях дерев'яні відходи, які можна використовувати як паливо. Приготування палива в цьому випадку пов'язано з подрібненням що подаються на спалювання відходів, а так само їх підсушування до потрібного вологовмісту. Часто споруди топлівопріготовленія займають більше місця ніж котли та інше обладнання, отже й вартість таких котелень більше ніж інших, але вони дуже швидко виправдовують себе при наявності безкоштовного палива (відходи виробництва). Як правило, біля твердопаливних котелень знаходяться споруди для топлівопріготовлнеія.
Комбіновані (багатопаливні). В таких котельнях присутні два види палива і відповідно два комплекси подачі палива. Найчастіше котли забезпечуються комбінованими пальниками, що працюють на природному газі і на дизельному паливі. При цьому одне вид палива визначається як основний, а інший як резервний або аварійний.
Котли як технічні пристрої для виробництва пари або гарячої води відрізняються різноманіттям конструктивних форм, принципів дії, використовуваних видів палива та виробничих показників. Разом з тим за способом організації руху води і пароводяної суміші усі котли можуть бути розділені на наступні дві групи:
котли з природною циркуляцією;
котли з примусовим рухом теплоносія (води, пароводяної суміші), яке в свою чергу здійснюється багаторазової примусової циркуляцією і по прямоточною схемою.
У сучасних опалювальних і опалювально-виробничих котельних для виробництва пари використовуються в основному котли з природною циркуляцією, а для виробництва гарячої води - котли з примусовим рухом теплоносія, що працюють по прямоточному принципом.
Сучасні парові котли з природною циркуляцією виконуються з вертикальних труб, розташованих між двома колекторами (барабанами). Одна частина труб, які називаються обігріваються «підйомними трубами», обігрівається факелом і продуктами згоряння палива (q - падаючий тепловий потік), а інша, як правило, не обігрівається частина труб, знаходиться поза котельного агрегату і носить назву «опускні труби». У обігріваються підйомних трубах вода нагрівається до кипіння, частково випаровується і у вигляді пароводяної суміші надходить в барабан котла, де відбувається її поділ на пар і воду. За опускним не обігріваються трубах вода з верхнього барабана надходить в нижній колектор (барабан).
Рух теплоносія в котлах з природною циркуляцією здійснюється за рахунок рушійного напору, створюваного різницею ваг стовпа води в опускних і стовпа пароводяної суміші в підйомних трубах. Кратність циркуляції (відношення витрати води, що проходить через циркуляційний контур, до витрати пара, виробленого в ньому) в таких котлах змінюється від 10 до 100.
3390907620а
б
00а
б
Мал.1 Схеми руху води, пароводяної суміші і пара в котлах з циркуляцією теплоносія. а - природною; б-примусової багаторазової; в - примусової прямоточною; барабан; 2 - пароперегрівач; З водяний економайзер; 4 живильний насос; 5 - обігріваються (підйомні) труби; б - опускні труби; 7- циркуляційний насос 8- випаровуюча поверхню нагріву; q - напрямок падаючого теплового потоку.
У парових котлах з багаторазової примусової циркуляцією поверхні нагрівання виконуються у вигляді змійовиків, що утворюють циркуляційні контури. Рух води і пароводяної суміші в таких контурах здійснюється за допомогою циркуляційного насоса. Кратність циркуляції в цих котлах змінюється від 5 до 10.
У прямоточних парових котлах кратність циркуляції становить одиницю, тобто живильна вода, нагріваючись, послідовно перетворюється в пароводяну суміш, насичений і перегрітий пар. У водогрійних котлах вода при русі по контуру циркуляції нагрівається за один оборот від початкової до кінцевої температури.
Загальна частина
1.1 Вихідні дані: Теплоносій з параметрами tкип=2700С, який можна отримати при згоранні 1000 м3/год газу (Туркменістан – Україна), ККД котла 93%, tж.в.=1000С.
З додатка А таблиці, що додається до курсової роботи, за температурою кипіння 2700С , знаходжу ентальпію водяної пари : iп=2786,8 кДж/кг.
З додатка Б таблиця, що додається до курсової роботи, за температурою 100 0С, знаходжу ентальпію живильної води :
iж.в.=416,6 кДж/кг.
Користуючись додатком В, знаходжу нижчу теплоту згорання газу (Туркменістан – Україна): Qнр=37562 кДж/Нм3.
2. Розрахункова частина2.1 Тепловий баланс та ККД котельного агрегата Співвідношення, що зв’язує приход та витрати теплоти у теплогенераторі, складає його тепловий баланс. Тепловим балансом котельної установки є розподілення теплоти, яка вноситься до котлоагрегата при спалюванні палива (приходна частина), на корисно витрачену теплоту та теплові втрати
(витратна частина).
Якщо прийняти кількість тепла, що вноситься до топки, рівною теплоті згоряння 1кг (1м3) палива, тоді рівняння теплового балансу котельного агрегата можна записати у наступному вигляді:
=Q1+∑Qвтр , кДж/кг ( кДж/м3),
де – нижча теплота згоряння палива, кДж/кг( кДж/м3);
Q1 – тепло, що корисно використано (на отримання пари або гарячої води), кДж/кг( кДж/м3);
∑Qвтр – сума всіх теплових втрат у котельному агрегаті, кДж/кг( кДж/м3).
Теплові втрати у котельному агрегаті визначаються, як сума:
∑Qвтр = Q2 +Q3+Q5 , кДж/кг( кДж/м3),
де Q2 – втрати тепла з відхідними газами, кДж/кг( кДж/м3);
Q3 – втрати тепла від хімічної неповноти згоряння, кДж/кг;
Q5 – втрати тепла до навколишнього середовища, кДж/кг( кДж/м3).
Для рідкого та газоподібного палива Q4 = Q6 = 0
Корисно використане тепло палива в котельному агрегаті можна визначати: за рівнянням теплового балансу
кДж/кг,
звідки, кДж/кг,
де Вгод – годинні витрати палива, кг/год;
Dгод – годинна кількість отриманої пари, кг/год;
іп.. - ентальпія пари, кДж/кг;
іжв – ентальпія живильної води, кДж/кг.
Середню масову теплоємкість живильної води можна для розрахунків приймати рівною 4,19 кДж/(кг∙оС).
Коефіцієнт корисної дії котельного агрегата ( ККД ) – це відношення корисної теплоти до витраченого тепла палива:
.
Якщо відома паропродуктивність котельного агрегата, параметри пари та живильної води, тоді ККД котельного агрегата можна визначити з виразу

Визначення годинної паропродуктивності котла
Розрахунок по формулі: D=(B*Qн)Iп*Iж.в*ηде В – кількість палива, QnP – корисно використане тепло, ƞ – коефіцієнт корисної дії, iп – ентальпія повітря, iжв- ентальпія живільної води.
D=1000*37562(2786,8-416,6)*0,93= 1000*37,56*1032370,2*0.93=14.7 т/ч2.2 Підбір котла:
На основі розрахунку визначила потужність котельні із одного котла типу ДЕ потужністю 16 т/год
Температура димових газів 170ᵒС із цього виходить шо пароперегрівач надасть температуру 270ᵒС
3. Технологічна частина
3.1 Опис підібраного котла
Котел ДЕ-16-14ГМ-О (Е-16-1,4ГМ) - паровий котел, основними елементами якого є верхній і нижній барабани, топка, утворена екранованими стінками, з пальником та пучок вертикальних труб між барабанами.
Технічні характеристики
Показник Значення
Тип котла Паровий
Вид розрахункового палива Газ, рідке паливо
Паропроізводність, т / год 16
Робоча (надлишкове) тиск теплоносія на виході, МПа (кгс / см2) 1,3(13,0)
Температура пара на виході, °С перегр. 194
Температура живільної води, °С 100
Розрахунковий ККД (паливо №1),% 93
Розрахунковий ККД (паливо №2),% 90
Витрата розрахункового палива (паливо №1), кг / год (м3 / год - для газу та рідкого палива) 1141
Витрата розрахункового палива (паливо №2), кг / год (м3 / год - для газу та рідкого палива) 1088
Габарити транспортабельного блоку, LxBxH, мм 7180х3030х4032
Габарити компонування, LxBxH, мм 855х5240х6072
Вага котла без топки (транспортабельного блоку котла), кг 19130
Пристрій і принцип роботи котла ДЕ-16-14ГМ-О (Е-16-1,4ГМ)
У котла ДЕ-16-14ГМ-О (Е-16-1,4ГМ) внутрішній діаметр верхнього і нижнього барабанів становить 1000 мм.
Труби перегородки і правого бокового екрану, що утворює також під і стелю камери згоряння, вводяться безпосередньо в верхній і нижній барабани. Кінці труб заднього екрану приварюються до верхнього і нижнього колекторів. Труби фронтового екрану котла ДЕ-16-14ГМ-О (Е-16-1,4ГМ) развальцовани в верхньому і нижньому барабанах.
У водяному просторі верхнього барабана знаходяться живильна труба і труба для введення фосфатів, в паровому обсязі - сепараційні пристрій. У нижньому барабані розміщуються пристрій для парового прогріву води в барабані при розпалюванні і патрубки для спуску води, перфоровані труби для періодичної продувки.
Камера згоряння котла ДЕ-16-14ГМ-О (Е-16-1,4ГМ) відокремлена від конвективного пучка газощільної перегородкою, в задній частині якої розташоване вікно для входу газів в пучок. Перегородка виготовлена ​​з щільно поставлених і зварених між собою труб. При вході в барабани труби розводяться в два ряди. Вертикальна частина перегородки ущільнюється вваренними між трубами металевими проставками. Конвективний пучок котла ДЕ-16-14ГМ-О (Е-16-1,4ГМ) утворений коридорно-розташованими вертикальними трубами, розвальцьованої в верхньому і нижньому барабанах.
Виконання заднього екрану топки можливо в двох варіантах:
Труби заднього екрану топки приварюються до верхнього і нижнього колекторів екрану, які в свою чергу, приварюються до верхнього і нижнього барабанів. Кінці колекторів заднього екрану з боку, протилежного барабанів, з'єднуються не обігрівається рециркуляційною трубою. Для захисту рециркуляційних труб і колекторів від теплового випромінювання в кінці камери згоряння встановлюються дві труби, приєднані до барабанів гнуття.
З-образні труби, що утворюють задній екран топки і приєднані до барабанів гнуття.
У котла ДЕ-16-14ГМ-О (Е-16-1,4ГМ) перегородки в конвективному пучку відсутні, а необхідний рівень швидкостей газів підтримується також зміною ширини пучка. Димові гази проходять по всьому перетину конвективного пучка і виходять через передню стінку в газовий короб, який розміщений над топкової камерою. Далі через газовий короб димові гази проходять до економайзера, розміщеному ззаду котла ДЕ-16-14ГМ-О (Е-16-1,4ГМ).
В котлі ДЕ-16-14ГМ-О (Е-16-1,4ГМ) застосовано двоступенева випаровування. У другу сходинку випаровування внесена задня частина екранів топки і конвективного пучка, розташованого в зоні з більш високою температурою газів. Контури другого ступеня випаровування мають не обігрівається опускні систему.
Контури бічних екранів і конвективного пучка котла ДЕ-16-14ГМ-О (Е-16-1,4ГМ), а також фронтового екрану котла замкнуті безпосередньо на барабани. Контури заднього екрану котла ДЕ-16-14ГМ-О (Е-16-1,4ГМ) з'єднуються з барабаном через проміжні колектори: нижній - роздає (горизонтальний) і верхній - збирає (похилий). Кінці проміжних колекторів з боку, протилежному барабанам, об'єднані не обігріваються рециркуляційною трубою.
В якості первинних сепараційних пристроїв використовуються встановлені в верхньому барабані відбійні щити і напрямні козирки, що забезпечують подачу пароводяної суміші на рівень води. В якості вторинних сепараційних пристроїв застосовуються дірчастий лист і жалюзійний сепаратор.
В котлі ДЕ-16-14ГМ-О (Е-16-1,4ГМ) пароперегрівачі вертикальні, дренуючих з двох рядів труб діаметром 51х2,5.
Для спалювання топкового мазуту і природного газу на котел ДЕ-16-14ГМ-О (Е-16-1,4ГМ) встановлюється газомазутних пальник ГМП.
Основними вузлами пальника є: газова частина, лопатковий апарат для завихрення повітря, форсуночний вузол з основною і резервними паромеханічними форсунками.
Котел ДЕ-16-14ГМ-О (Е-16-1,4ГМ) комплектується необхідною кількістю арматури і контрольно-вимірювальними приладами.
Переклад парового котла ДЕ-16-14ГМ-О (Е-16-1,4ГМ) в водогрійний режим дозволяє, крім підвищення продуктивності котельних установок і зменшення витрат на власні потреби, пов'язані з експлуатацією живильних насосів, теплообмінників мережної води і обладнання безперервного продування, а також скорочення витрат на підготовку води, істотно знижувати витрата палива.
Середньо експлуатаціонний ККД котлоагрегату, використаного в якості водогрійного, підвищується на 2,0-2,5%.
Котел ДЕ-16-14ГМ-О (Е-16-1,4ГМ) поставляється замовнику одним транспортабельним блоком (блок в обшивці і ізоляції встановленої пальником; можливе виконання з вбудованим економайзером) в комплекті з КВП, арматурою і гарнітурою в межах котла, драбинами і майданчиками, пароперегрівом (за додатковим договором).


3.2. Опис заданого вузла
Пальник газомазутний ГМ-10 лев.
Пальники газомазутні ГМ-10 виробництва ВАТ «Бійський котельний завод» призначені для роздільного спалювання природного газу і топкового мазуту і використовуються з паровими газомазутними котлами типу ДЕ-ГМ, а також з водогрійними котлами, розробленими на базі парових котлів ДЕ-ГМ. Допускається короткочасне спільне спалювання газу і мазуту під час переходу з одного виду палива на інший.
Технічні характеристики
Показник Значення
Габарити (LxBxH), мм 805х885х885
Номінальна теплова потужність, МВт (Гкал / год) 11,63(10)
Коеф. роб. регулювання по теплоті, потужності 5
Номінальниий тиск мазуту перед форсункою, МПа (кгс / см2) 1,8(18)
Номінальниий тиск газу перед форсункою, МПа (кгс / см2) 25(2500)
Номінальна витрата мазуту, кг / год 1032
Номінальна витрата газу, Нм3 / год 1182
Зміст окису вуглецю (СО),%, газ 0.05
Зміст окису вуглецю (СО),%, мазут 0.05
Зміст оксидів Азоту (Nox) мг / м3, газ 210
Зміст оксидів Азоту (Nox) мг / м3, мазут 350
маса, кг 145
Пальники ГМ-10 випускаються правого і лівого напрямку обертання повітря.
Правим вважається напрямок обертання повітря за годинниковою стрілкою, якщо дивитися на пальник з фронту котла, лівим - проти руху годинникової стрілки.
Пальники ГМ-10 за способом організації аеродинаміки факела відносяться до прямоточно-вихрові, за кількістю повітряних потоків - до двопоточні.
Основними елементами пальника ГМ-10 є: паромеханічна форсунка, газова частина, лопатковий завихрювач повітря, опора.
Розпилювання рідкого палива в пальнику здійснюється паромеханічною швидкознімнною форсункою.
Паромеханічна форсунка складається з паливного стовбура, паровий труби, паливного завихрювача, парового завихрювача, розподільної шайби, накидної гайки, корпусу, фланця, скоби і гвинта.
Паливний стовбур і парова труба кріпляться до корпусу, при цьому паливний ствол розташовується концентрично всередині парової труби.
Рідке паливо з паливного штуцера і пар по паровому штуцера подаються в паливний і парової канали фланця і далі в однойменні канали в корпусі. З корпусу рідке паливо потрапляє в паливний стовбур, а пар - в кільцевої канал між зовнішньою поверхнею паливного стовбура і внутрішньою поверхнею парової труби.
Паливний завихрювача, паровий завихрювач, розподільна шайба і накидна гайка утворюють розпилюють голівку форсунки.
У розпилюючій голівці, яку утворюють паливний завихрювач, паровий завихрювач, розподільна шайба і накидна гайка, рідке паливо через отвори розподільної шайби надходить в кільцевий канал паливного завихрювача і далі, по тангенціальним каналах, потрапляє в камеру завихрення, набуваючи поступально-обертальний рух. Виходячи з сопла паливного завихрювача у вигляді плівки, рідке паливо розпадається на дрібні краплі, утворюючи конус розпилу.
Паровий завихрювач має тангенціальні канали для закручування парового потоку, камеру завихрення і вихідний отвір.
Пар, виходячи закрученим потоком поруч з соплом паливного завихрювача, бере участь в процесі розпилювання палива.
Напрямок закрутки палива і пара передбачено в одну сторону.
Напрямок закрутки палива і пара протилежно закрутки повітря.
Робочою поверхнею розподільної шайби є поверхню, до якої примикає паливний завихрювач. Необхідна щільність між розпилюють деталями досягається за рахунок високої чистоти прилеглих поверхонь.
Для збереження характеристик форсунки протягом терміну експлуатації і зменшення зносу паливний завихрювач, паровий завихрювач і розподільна шайба виготовляються зі сталі ХВГ з наступною термообробкою, а їх проточною і ущільнюють поверхні мають високу чистоту обробки.
На фронтальній площині пальника є газопідводна патрубока і патрубки для установки запально-захисного пристрою і фотодатчика.
Регулювати глибину входження розпилювання головки форсунки щодо повітряного завихрювача і орієнтувати форсунку (міняти кут) щодо осі пальника або топки при проведенні пусконалагоджувальних робіт дозволяє кріплення фланця.
Газова частина являє собою пристрій складається з газового кільцевого колектора з газовивідними отворами і труби, що підводить.
Кільцевій колектор в перерізі має прямокутну форму. До торця газового колектора приєднаний обтічник для плавного входу повітря в повітря направляючий пристрій (ПНУ). Всередині газового колектора приварена розділова обичайка, що дозволяє рівномірно розподіляти газ по колектору при наявності однієї газопідвідної труби і порівняно високу швидкість газу на вході в колектор.
Газовивідну отвори в колекторі розташовані в один ряд. Перетин і крок газових отворів розраховані з урахуванням оптимального впровадження газових струменів в повітряний потік.
Лопатковий завихритель правої або лівої закрутки повітряного потоку є одним з основних вузлів в проточній частині ВНУ пальника. Завихрювач4 складається з профільних лопаток, внутрішньої і зовнішньої обичайок. Профільні лопатки дозволяють зменшити (в порівнянні з прямими) аеродинамічний опір ВНУ.
Чавунна або сталева зварна опора вигляді кільця з циліндричними виступами по обидва боки призначена для кріплення пальника до фронту котла.


ВИСНОВОК
Ми розвили навички самостійно приймати рішення щодо підбора котла, отримали навички практичної роботи з розрахунку продуктивності котла та використання нормативних та інформаційно-довідкових документів і матеріалів. Курсову роботу виконували за індивідуальним завданням.
Розробляючи курсову роботу ми маємо можливість розширити та поглибити теоретичні знання та закріпити практичні навички надання під час вивчення курсу з дисципліни «Котелні установки і водопідготовка»
Додаток А


Додаток Б

Додаток В

Список використаної літератури
http://www.bikz.ru/production/kotly_paroviye/gaz_zhidkoe_toplivo/serii_de_4_0_6_5_10_16_25_t_ch/e-16-1_4gmnde-16-14gm-o/
http://www.bikz.ru/production/oborudovanie/other4/other14/gmg-10_lev/
Б. А. Соколов «Котельные установки и их эксплуатация»

Приложенные файлы

  • docx 18395445
    Размер файла: 5 MB Загрузок: 0

Добавить комментарий