Описание парового котла ТГМ-151-Б

Лабораторная работа №1

по курсу «Котельные установки»

Выполнили: Матюшина Е.

Покачалова Ю.

Титова Е.

Группа: ТЭ-10-1

Проверила: Шацких Ю. В.

Липецк 2013

1. Цель работы………………………………………………………………………………….3

2. Краткая характеристика котла ТГМ-151-Б……………………………………………..….3

3. Котельно-вспомогательное оборудование………………………………...……………….4

4. Характеристика оборудования………………………………...……………………………7

4.1 Техническая характеристика……………………………….………………….7

4.2 Описание конструкции………………………………………..……………….7

4.2.1 Топочная камера……………………….…..………………………….….7

4.2.2 Пароперегреватель……………………...……………………………….8

4.2.3 Устройство для регулирования температуры перегретого пара……………………………………………………………………….…….11

4.2.4 Водяной экономайзер…………………...…...……………………...…...11

4.2.5 Воздухоподогреватель…………………………...………………..…..…12

4.2.6 Тягодутьевые устройства……………………...………………………..…12

4.2.7 Предохранительные клапаны………………..……………………………13

4.2.8 Горелочные устройства…………………………..………………………..13

4.2.9 Барабан и сепарационные устройства…………………………………....14

4.2.10 Каркас котла…………....…………………………………………………16

4.2.11. Обмуровка котла……….…....………………………………….…….….16

5. Техника безопасности при проведении работы……………………………………….16

Библиографический список………………………..………………………………………...17

1. Цель работы

Теплотехнические испытания котельных установок проводятся для определения энергетических характеристик, определяющих их режимные показатели в зависимости от нагрузки и типа топлива, выявления их эксплуатационных особенностей и недостатков конструкции. Для привития студентам практических навыков эту работу рекомендуется проводить в производственных условиях на действующих установках тепловых электростанций.

Целью работы является ознакомление студентов с организацией и методикой проведения балансовых испытаний котлоагрегата, определения количества и выбора точек замеров параметров работы котла, с требованиями к установке КИП, с методикой обработки результатов испытаний.

Краткая характеристика котла ТГМ-151-Б

1. Регистрационный номер № 10406

2 Завод-изготовитель Таганрогский котельный

завод "Красный котельщик"

3. Паропроизводительность 220 т/ч

4. Давление пара в барабане 115 кГ/см 2

5. Номинальное давление перегретого пара 100 кГ/см 2

6. Температура перегретого пара 540 °С

7. Температура питательной воды 215 °С

8. Температура горячего воздуха 340 °С

9. Температура воды на выходе из экономайзера 320 °С

10. Температура уходящих газов 180 °С

11. Топливо основное Коксодоменный газ и природный газ

12 Топливо резервное мазут

Котельно-вспомогательное оборудование.

1. Тип дымососа: Д-20х2

Производительность 245 тыс. м3/ч

Разрежение дымососа- 408 кгс/м2

Мощность и тип электродвигателя №21 500 кВт А13-52-8

№22 500 кВт А4-450-8

2. Тип дутьевого вентилятора: ВДН -18-11

Производительность- 170 тыс. м /ч

Давление- 390 кгс/м2

Мощность и тип электродвигателя №21 200 кВт АО-113-6

№22 165 кВт ГАМТ 6-127-6

3. Тип горелки: Турбулентные

Количество горелок (природного газа)- 4

Количество горелок (коксодоменного газа) 4

Минимальное давление воздуха- 50мм в.ст

Расход воздуха через горелку- 21000 нм/час

Температура воздуха перед горелкой- 340 С

Расход природного газа через горелку- 2200 нм /час

Расход коксодоменного газа через горелку- 25000 нм /час

Рисунок 1. Газомазутный котел ТГМ-151-Б на 220 т/ч, 100 кгс/см^2 (продольный и поперечный разрезы): 1 – барабан, 2 – выносной сепарационный циклон, 3 – топочная камера, 4 – топливная горелка, 5 – ширма, 6 – конвективная часть пароперегревателя, 7 – экономайзер, 8 – регенеративный воздухоподогреватель, 9 – дробеуловитель (циклон) дробеструйной установки, 10 – бункер дробеструйной установки, 11 – короб, отводящий дымовые газы от экономайзера к воздухоподогревателю, 12 – газовый короб к дымососу, 13 – короб холодного воздуха.

Рисунок 2. Общая схема котла ТГМ-151-Б: 1 – барабан, 2 – выносной сепарационный циклон, 3 – горелка, 4 – экранные трубы, 5 – опускные трубы, 6 – потолочный пароперегреватель, 7 – радиационный ширмовый пароперегреватель, 8 – конвективный ширмовый пароперегреватель, 9 – 1-я ступень конвективного пароперегревателя, 10 – 2-я ступень конвективного пароперегревателя, 11 – пароохладитель 1-го впрыска,

12 – пароохладитель 2-го впрыска, 13 – пакеты водяного экономайзера, 14 - регенеративный вращающийся воздухоподогреватель.

4. Характеристика оборудования

4.1 Техническая характеристика

Котел ТГМ-151/Б газомазутный, вертикально-водотрубный, однобарабанный, с естественной циркуляцией и трехступенчатым испарением. Котел изготовлен Таганрогским котельным заводом "Красный котельщик".

Котельный агрегат имеет П-образную компоновку и состоит из топочной камеры, поворотной камеры и опускной конвективной шахты.

В верхней части топки (на выходе из нее) в поворотной камере размещена ширмовая часть пароперегревателя, в опускном газоходе - конвективная часть пароперегревателя и экономайзер. Позади конвективного газохода установлено два регенеративных вращающихся воздухоподогревателя (РВВ).

Эксплуатационные показатели, параметры:

4.2 Описание конструкции

4.2.1 Топочная камера

Топочная камера имеет призматическую форму. Объем топочной камеры - 780 м 3 .

Стены топочной камеры экранированы трубами Ø 60x5, выполненными из стали 20. Потолок топочной камеры экранирован трубами потолочного пароперегревателя (Ø 32x3,5).

Фронтовой экран состоит из 4 панелей – по 38 труб в крайних панелях и по 32 трубы в средних. Боковые экраны имеют по три панели - в каждой по 30 труб. Задний экран имеет 4 панели: две крайние панели состоят из 38 труб, средние - из 32 труб.

Для улучшения омывания дымовыми газами ширм и защиты камер заднего экрана от радиации, трубы заднего экрана в верхней части образуют выступ в топку с вылетом 2000 мм (по осям труб). Тридцать четыре трубы не участвуют в образовании вылета, а являются несущими (по 9 труб в крайних панелях и по 8 в средних).

Экранная система, кроме заднего экрана, подвешена за верхние камеры посредством подвязок к металлоконструкциям потолочного перекрытия. Панели заднего экрана подвешены при помощи 12 обогреваемых подвесных труб 0 133x10 к потолочному перекрытию.

Панели задних экранов в нижний части образуют скат к фронтовой стене топки с уклоном 15° к горизонтали и образуют холодный под, покрытый со стороны топки шамотом и хромированной массой.

Все экраны топки свободно расширяются вниз.

Рисунок 3. Эскиз топочной камеры газомазутного котла.

Рисунок 4. Экранные поверхности нагрева котла: 1 – барабан; 2 – верхний коллектор; 3 – опускной пучок труб; 4 – подъемный испарительный пучок; 9 – нижний коллектор заднего экрана; 13 – смесеотводящие трубы заднего экрана; 14 – обогрев экрана факелом горящего топлива.

4.2.2 Пароперегреватель

Пароперегреватель котла состоит из следующих частей (по ходу пара): потолочный пароперегреватель, ширмовый пароперегреватель и конвективный пароперегреватель. Потолочный пароперегреватель экранирует потолок топки и поворотной камеры. Пароперегреватель выполнен из 4 панелей: в крайних панелях по 66 труб, в средних панелях по 57 труб. Трубы Ø 32x3,5 мм из стали 20 установлены с шагом 36 мм. Входные камеры потолочного пароперегревателя выполнены Ø 219x16 мм из стали 20, выходные Ø 219x20 мм из стали 20. Поверхность нагрева потолочного пароперегревателя составляет 109,1 м 2 .

Трубы потолочного пароперегревателя при помощи приварных планок крепятся к специальным балкам (7 рядов по длине потолочного пароперегревателя). Балки, в свою очередь, подвешены при помощи тяг и подвесок к балкам потолочных конструкций.

Ширмовый пароперегреватель расположен в горизонтальном соединительном газоходе котла и состоит из 32 ширм, расположенных в два ряда по ходу газов (первый ряд - радиационные ширмы, второй – конвективные ширмы). Каждая ширма имеет по 28 змеевиков из труб Ø 32x4 мм из стали 12Х1МФ. Шаг между трубами в ширме 40 мм. Ширмы установлены с шагом 530 мм. Суммарно поверхность нагрева ширм составляет 420 м 2 .

Крепление змеевиков между собой осуществляется при помощи гребенок и хомутов (толщиной 6 мм из стали марки Х20Н14С2), установленных по высоте в два ряда.

Конвективный пароперегреватель горизонтального типа расположен в опускной конвективной шахте и состоит из двух ступеней: верхней и нижней. Нижняя ступень пароперегревателя (первая по ходу пара) с поверхностью нагрева 410 м 2 - противоточная, верхняя ступень с поверхностью нагрева 410 м 2 – прямоточная. Расстояние между ступенями 1362 мм (по осям труб), высота ступени - 1152 мм. Ступень состоит из двух частей: левой и правой, каждая из которых состоит из 60 сдвоенных трехпетлевых змеевиков, расположенных параллельно фронту котла. Змеевики выполнены из труб Ø 32x4 мм (сталь 12Х1МФ) и установлены в шахматном порядке с шагами: продольный – 50 мм, поперечный – 120 мм.

Змеевики при помощи стоек опираются на опорные балки, охлаждаемые воздухом. Дистанционирование змеевиков осуществляется при помощи 3 рядов гребенок и полос толщиной 3 мм.

Рисунок 5. Крепление конвективного трубного пакета с горизонтальными змеевиками:1 –опорные балки; 2 – трубы; 3 – стойки;4 – скоба.

Движение пара по пароперегревателю происходит двумя не смешивающимися потоками, симметрично относительно оси котла.

В каждом из потоков пар движется следующим образом. Насыщенный пар из барабана котла по 20 трубам Ø 60x5 мм поступает в два коллектора потолочного пароперегревателя Ø 219x16 мм. Далее пар движется по потолочным трубам и поступает в две выходные камеры Ø 219x20 мм, расположенные у задней стенки конвективного газохода. Из этих камер, четырьмя трубами Ø 133x10 мм (сталь 12Х1МФ), пар направляется во входные камеры Ø 133x10 мм (сталь 12Х1МФ) райних ширм конвективной части ширмового пароперегревателя. Далее в крайние ширмы радиационной части ширмового пароперегревателя, затем в промежуточную камеру Ø 273x20 (сталь 12X1МФ), из которой трубами Ø 133x10 мм направляется в четыре средние ширмы радиационной части, а затем в четыре средние ширмы конвективной части.

После ширм пар по четырем трубам Ø 133x10 мм (сталь 12Х1МФ) поступает в вертикальный пароохладитель, пройдя который направляется четырьмя трубами Ø 133x10 мм в две входные камеры нижней противоточной ступени конвективного пароперегревателя. Пройдя противотоком, змеевики нижней ступени, пар поступает в две выходные камеры (диаметр входных и выходных камер Ø 273x20 мм), из которых четырьмя трубами Ø 133x10 мм направляется в горизонтальный пароохладитель. После пароохладителя пар поступает по четырем трубам Ø 133x10 мм во входные коллекторы Ø 273x20 мм верхней ступени. Пройдя прямотоком, змеевики верхней ступени, пар попадает в выходные коллекторы Ø 273x26 мм, из которых четырьмя трубами направляется в паросборную камеру Ø 273x26 мм.

Рисунок 6. Схема пароперегревателя котла ТГМ-151-Б: а – схема потолочных панелей и ширм, б – схема конвективных трубных пакетов, 1 – барабан, 2 – потолочные трубные панели (условно показана лишь одна из труб), 3 – промежуточный коллектор между потолочными панелями и ширмами, 4 – ширма, 5 – вертикальный пароохладитель, 6 и 7 – соответственно нижние и верхние конвективные трубные пакеты, 8 – горизонтальный пароохладитель, 9 – паросборный коллектор, 10 – предохранительный клапан, 11 – воздушник, 12 – выход перегретого пара.

4.2.3 Устройство для регулирования температуры перегретого пара

Регулирование температуры перегретого пара осуществляется в пароохладителях посредством впрыска конденсата (или питательной воды) в проходящий через них поток пара. На тракте каждого потока пара установлено по два пароохладителя впрыскивающего типа: по одному вертикальному – за ширмовой поверхностью и по одному горизонтальному – за первой ступенью конвективного пароперегревателя.

Корпус пароохладителя состоит из камеры впрыска, коллектора и выходной камеры. Внутри корпуса размещены впрыскивающие устройства и защитная рубашка. Впрыскивающее устройство состоит из сопла, диффузора и трубы с компенсатором. Диффузор и внутренняя поверхность сопла образуют трубу Вентури.

В узком сечении сопла просверлено 8 отверстий Ø 5 мм на II пароохладителе и 16 отверстий Ø 5 мм на I пароохладителе. Пар через 4 отверстия в корпусе пароохладителя поступает в камеру впрыска и входит в сопло трубы Вентури. Конденсат (питательная вода) подводится к кольцевому каналу трубой Z 60x6 мм и впрыскивается в полость трубы Вентури через отверстия Ø 5 мм, расположенные по окружности сопла. После защитной рубашки пар поступает в выходную камеру, откуда четырьмя трубами отводится к пароперегревателю. Камера впрыска и выходная камера выполнены из трубы Ø Г г 3х26 мм, коллектор из трубы Ø 273x20 мм (сталь 12Х1МФ).

Водяной экономайзер

Стальной змеевиковый экономайзер расположен в опускном газоходе за пакетами конвективного пароперегревателя (по ходу газов). По высоте экономайзер разбит на три пакета высотой 955 мм каждый, расстояние между пакетами - 655 мм. Каждый пакет выполнен из 88 сдвоенных трехпетлевых змеевиков Ø 25x3,5 мм (сталь20). Змеевики расположены параллельно фронту котла в шахматном порядке (продольный шаг 41,5 мм, поперечный шаг 80 мм). Поверхность нагрева водяного экономайзера составляет 2130 м 2 .

Рисунок 7. Эскиз экономайзера с двусторонне-параллельным фронтом расположения змеевиков: 1 – барабан, 2 – водоперепускные трубы, 3 – экономайзер, 4 – входные коллекторы.

Воздухоподогреватель

Котлоагрегат оборудован двумя регенеративными вращающимися воздухоподогревателями типа РВВ–41M. Ротор воздухоподогревателя состоит из обечайки Ø 4100 мм (высотой 2250 мм), ступицы Ø 900 мм и соединяющих ступицу с обечайкой радиальных ребер, разделяющих ротор на 24 сектора. Секторы ротора заполнены нагревательными гофрированными стальными листами (набивкой). Ротор приводится в движение электродвигателем с редуктором и вращается со скоростью 2 оборота в минуту. Общая поверхность нагрева воздухоподогревателя - 7221 м 2 .

Рисунок 8. Регенеративный воздухоподогреватель: 1 – вал ротора, 2 – подшипники, 3 – электродвигатель, 4 – набивка, 5 – наружный кожух, 6 и 7 – радиальное и периферийное уплотнение, 8 – утечка воздуха.

Тягодутьевые устройства

Для эвакуации дымовых газов котлоагрегат оборудован двумя дымососами двухстороннего всасывания типа Д-20х2. Приводом каждого дымососа служит электродвигатель мощностью N=500 кВт, при частоте вращения n = 730 оборотов в минуту.

Производительность и полный напор дымососов даны для газов при давлении 760 мм рт. ст и температуре газов на входе в дымосос 200° С.

Номинальные параметры при наибольшем к.п.д. η=0,7

Для подачи в топку воздуха, необходимого для горения, котел №11 оборудован двумя дутьевыми вентиляторами (ДВ) типа ВДН–18–II производительностью Q= 170000 м 3 /час, полный напор 390 мм вод. ст. при температуре рабочей среды 20° С. Приводом вентиляторов котла № 11 служат электродвигатели мощностью: левый – 250 кВт, частота вращения n=990 об/мин, правый - 200 кВт, частота вращения n=900 об/мин.

4.2.7 Предохранительные клапаны

На котле №11 на паросборной камере установлено два импульсных предохранительных клапана. Один из них – контрольный – с импульсом от паросборной камеры, второй – рабочий – с импульсом от барабана котла.

Контрольный клапан настроен на срабатывание при повышении давления в паросборной камере до 105 кгс/см 2 . Клапан закрывается при понижении давления до 100 кгс/см 2 .

Рабочий клапан открывается при повышении давления в барабане до 118,8 кгс/см 2 . Клапан закрывается при понижении давления в барабане до 112 кгс/см 2 .

4.2.8 Горелочные устройства

Hа фронтовой стене топочной камеры установлены 8 газомазутных горелок, расположенных в два яруса по 4 горелки в каждом ярусе.

Комбинированные горелки выполнены двухпоточными по воздуху.

Каждая горелка нижнего яруса рассчитана на сжигание коксодоменной смеси газов и мазута, раздельное сжигание коксового или доменного газов в этих же горелках. Коксодоменная смесь подается через коллектор Ø 490 мм. По оси горелки предусмотрена труба Ø 76x4 для установки мазутной форсунки механического распыливания. Диаметр амбразуры 1000 мм.

Каждая из 4 горелок верхнего яруса рассчитана на сжигание природного газа и мазута. Природный газ подается по коллектору Ø 206 мм через 3 ряда отверстий Ø 6, 13, 25 мм. Количество отверстий по 8 в каждом ряду. Диаметр амбразуры - 800 мм.

4.2.9 Барабан и сепарационные устройства

На котле установлен барабан диаметром 1600 мм, толщина стенки барабана 100 мм, сталь листовая

Котел имеет трехступенчатую схему испарения. Первая и вторая ступени испарения организованы внутри барабана, третья в выносных циклонах. Отсек первой ступени находится в середине барабана, два отсека второй ступени - по торцам. Внутри барабана водяные объемы соленых отсеков отделены от чистого отсека перегородками. Питательной водой для соленых отсеков второй ступени является котловая вода чистого отсека, которая поступает через отверстия в разделительных межотсековых перегородках. Питательной водой для третьей ступени испарения является котловая вода второй ступени.

Непрерывная продувка осуществляется из водяного объема выносных циклонов.

Питательная вода, поступая из экономайзера в барабан, разделяется на две части. Половина воды по трубам направляется в водное пространство барабана, вторая половина вводится в продольный раздающий коллектор, выходит из него через отверстия и растекается по дырчатому листу, через который проходит насыщенный пар. При прохождении пара через слой питательной воды осуществляется его промывка, т.е. очистка пара от содержащихся в нем солей.

После промывки пара питательная вода по коробам сливается в водное пространство барабана.

Пароводяная смесь, поступая в барабан, проходит через 42 сепарационных циклона, из которых: 14 расположены на фронтовой стороне барабана, 28 – на задней стороне барабана (в том числе 6 циклонов остановлены в соленых отсеках ступенчатого испарения).

В циклонах осуществляется грубое, предварительное разделение воды и пара. Отсепарированная вода стекает в нижнюю часть циклонов, под которыми установлены поддоны.

Непосредственно над циклонами находятся жалюзийные щиты. Проходя через эти щиты и через дырчатый лист, пар направляется для окончательного осушения в верхние жалюзийные щиты, под которыми расположен дырчатый лист. Средний уровень в чистом отсеке расположен на 150 мм ниже его геометрической оси. Верхний и нижний допустимые уровни соответственно на 40 мм выше и ниже среднего. Уровень воды в соленых отсеках обычно расположен ниже, чем в чистом отсеке. Разность уровней воды в этих отсеках увеличивается с возрастанием нагрузки котла.

Ввод раствора фосфатов в барабан производится в чистый отсек ступенчатого испарения по трубе, расположенной вдоль нижней части барабана.

В чистом отсеке имеется труба для аварийного слива воды в случае чрезмерного повышения ее уровня. Кроме того, имеется линия с вентилем, соединяющая пространство левого выносного циклона с одной из нижних камер заднего экрана. При открытии вентиля возникает движение котловой воды из соленого отсека третьей ступени в чистый отсек, благодаря чему можно при необходимости, уменьшить кратность солесодержания воды в отсеках. Выравнивание содержания солей в левом и правом соленых отсеках третьей ступени испарения обеспечивается тем, что из каждого соленого выносного отсека выходит труба, которая направляет котловую воду в нижнюю экранную камеру противоположного соленого отсека.

Рисунок 11. Схема трехступенчатого испарения: 1 – барабан; 2 – выносной циклон; 3 – нижний коллектор циркуляционного контура, 4 – парогенерирующие трубы; 5 – опускные трубы; 6 – подвод питательной воды; 7 – отвод продувочной воды; 8 – водоперепускная труба из барабана в циклон; 9 – пароперепускная труба из циклона в барабан; 10 – пароперпускная труба из агрегата; 11- внутрибарабанная перегородка.

4.2.10 Каркас котла

Каркас котла состоит из металлических колонн, связанных горизонтальными балками, фермами, раскосами и служит для восприятия нагрузок от веса барабана, поверхностей нагрева, обмуровки, пищалок обслуживания, газопроводов и других элементов котла. Колонны каркаса котла жестко прикрепляются к железному фундаменту котла, основания (башмаки) колонн заливают бетоном.

4.2.11 Обмуровка

Шиты обмуровки представляют собой слои огнеупорных и изоляционных материалов, которые крепятся при помощи кронштейнов и притяжек к стальной рамной конструкции с обшивочными листами.

В щитах последовательно с газовой стороны расположены: слои огнеупорного бетона, совелитовые маты слой уплотнительной обмазки. Толщина обмуровки топочной камеры – 200 мм, в районе двух нижних пакетов экономайзера – 260 мм. Обмуровка пода в нижней части топочной камеры выполнена натрубно. При тепловом удлинении экранов эта обмуровка перемещается вместе с трубами. Между подвижной и неподвижной частями обмуровки топочной камеры имеется температурный шов, уплотненный с помощью водяного затвора (гидрозатвора). В обмуровке имеются отверстия для лазов, люков и лючков.

5. Техника безопасности при проведении работы

На территории электростанции студенты подчиняются всем правилам режима и техники безопасности, действующим на предприятии.

Перед началом испытаний представитель предприятия проводит со студентами инструктаж о порядке проведения испытания и о правилах техники безопасности с записью в соответствующих документах. Во время испытаний студентам запрещается вмешиваться в действия обслуживающего персонала производить отключения приборов на пульте управления, открывать гляделки, лючки, лазы и т.п.

Библиографический список

1. Сидельковский Л. Н., Юренев В.Н. Котельные установки промышленных предприятий: Учебник для вузов. – 3 - е изд., перераб. – М.: Энергоатомиздат, 1988. – 528с., ил.
2. Ковалев А.П. и др. Парогенераторы: учебник для вузов/ А. П. Ковалев, Н.С.Лелеев, Т.В. Виленский; Под общ. ред. А. П. Ковалев. – М.: Энергоатомиздат, 1985. – 376 с., ил.
3. Киселев Н.А. Котельные установки, Учебное пособие для подгот. рабочих на производстве – 2 – е изд., перераб. и доп. – М.: Высшая школа, 1979. – 270с., ил.
4. Деев Л.В., Балахничев Н.А. Котельные установки и их обслуживание. Практические занятия для ПТУ. – М.: Высшая школа, 1990. – 239с., ил.
5. Мейкляр М. В. Современные котельные агрегаты ТКЗ. – 3 изд., перераб. и доп. – М.: Энергия, 1978. - 223с., ил.

0

Курсовой проект

Поверочный тепловой расчёт котлоагрегата ТГМ-84 марки Е420-140-565

Задание на курсовой проект………………………………………………………

1. Краткое описание котельной установки..……………………………………..…

• Топочная камера………………………………………………………..……..
• Внутрибарабанные устройства …………………………………….…….…
• Пароперегреватель……………………………………………………..……..
  • Радиационный пароперегреватель…………………………..……….
  • Потолочный пароперегреватель……………………………..……….
  • Ширмовый пароперегреватель……………………………..………...
  • Конвективный пароперегреватель…………………………..……….
• Водяной экономайзер…………………………………………………………
• Регенеративный воздухоподогреватель…………………………………….
• Очистка поверхностей нагрева……………………………………………..

1. Расчет котла……………………………………………………………….………

2.1. Состав топлива……………………………………………………….………

2.2. Расчет объемов и энтальпий продуктов сгорания…………………………

2.3. Расчетный тепловой баланс и расход топлива…………………………….

2.4. Расчет топочной камеры……………………………………………..……...

2.5. Расчет пароперегревателей котла…………………………………………..

2.5.1 Расчёт настенного пароперегревателя………………………….…….

2.5.2. Расчёт потолочного пароперегревателя……………………..……….

2.5.3. Расчёт ширмового пароперегревателя……………………….………

2.5.4. Расчёт конвективного пароперегревателя…………………..……….

2.6. Заключение…………………………………………………………………..

1. Список используемой литературы……………………………………………….

Задание

Необходимо произвести поверочный тепловой расчёт котлоагрегата ТГМ-84 марки Е420-140-565.

В поверочном тепловом расчёте по принятой конструкции и размерам котла для заданных нагрузки и вида топлива определяют температуры воды, пара, воздуха и газов на границах между отдельными поверхностями нагрева, коэффициент полезного действия, расход топлива, расход и скорости пара, воздуха и дымовых газов.

Поверочный расчёт производят для оценки показателей экономичности и надёжности котла при работе на заданном топливе, выявления необходимых реконструктивных мероприятий, выбора вспомогательного оборудования и получения исходных материалов для проведения расчётов: аэродинамического, гидравлического, температуры металла, прочности труб, интенсивности золового износа труб, коррозии и др.

Исходные данные:

1. Номинальная паропроизводительность D 420 т/ч
2. Температура питательной воды t пв 230°С
3. Температура перегретого пара 555°С
4. Давление перегретого пара 14 МПа
5. Рабочее давление в барабане котла 15,5 МПа
6. Температура холодного воздуха 30°С
7. Температура уходящих газов 130…160°С
8. Топливо природный газ газопровод Надым-Пунга-Тура-Свердловск-Челябинск
9. Низшая теплота сгорания 35590 кДж/м 3
10. Объем топки 1800м 3
11. Диаметр экранных труб 62*6 мм
12. Шаг труб экранов 60 мм.
13. Диаметр труб КПП 36*6
14. Расположение труб КПП шахматное
15. Поперечный шаг труб КПП S 1 120 мм
16. Продольный шаг труб КПП S 2 60 мм
17. Диаметр труб ШПП 33*5 мм
18. Диаметр труб ППП 54*6 мм
19. Площадь живого сечения для прохода продуктов сгорания 35,0 мм

1.Назначение парового котла ТГМ-84 и основные параметры.

Котельные агрегаты серии ТГМ-84 предназначены для получения пара высокого давления при сжигании мазута или природного газа.

1. Краткое описание парового котла.

Все котлы серии ТГМ-84 имеют П-образную компоновку и состоят из топочной камеры, являющейся восходящим газоходом, и опускной конвективной шахты, соединенных в верхней части горизонтальным газоходом.

В топочной камере размещены испарительные экраны и радиационный настенный пароперегреватель. В верхней части топки (а в некоторых модификациях котла и в горизонтальном газоходе) расположен ширмовый пароперегреватель. В конвективной шахте последовательно (по ходу газов) размещены конвективный пароперегреватель и водяной экономайзер. Конвективная шахта после конвективного пароперегревателя разделяется на два газохода, в каждом из которых располагается один поток водяного экономайзера. За водяным экономайзером газоход делает поворот, в нижней части которого установлены бункеры для золы и дроби. Регенеративные вращающиеся воздухоподогреватели установлены позади конвективной шахты вне здания котельной.

1.1. Топочная камера.

Топочная камера имеет призматическую форму и в плане представляет собой прямоугольник размерами: 6016х14080 мм. Боковые и задние стены топочной камеры всех типов котлов экранированы испарительными трубами диаметром 60х6 мм с шагом 64 мм из стали 20. На фронтовой стене размещен радиационный пароперегреватель, конструкция которого описана ниже. Двухсветный экран делит топочную камеру на две полу-топки. Двусветный экран состоит из трех панелей и образован трубами диаметром 60х6 мм (сталь 20). Первая панель состоит из двадцати шести труб с шагом между трубами 64 мм; вторая панель - из двадцати восьми труб с шагом между трубами 64 мм; третья панель - из двадцати девяти труб, шаг между трубами 64 мм. Входные и выходные коллекторы двухсветного экрана выполнены из труб диаметром 273х32 мм (сталь20). Двухсветный экран с помощью тяг подвешен к металлоконструкциям потолочного перекрытия и имеет возможность перемещаться при температурном расширении. С целью выравнивания давления по полутопкам в двухсветном экране имеются окна, образованные разводкой труб.

Боковые и задние экраны выполнены конструктивно одинаковыми для всех типов котлов ТГМ-84. Боковые экраны в нижней части образуют скаты пода холодной воронки с наклоном 15 0 к горизонтали. С огневой стороны подовые трубы закрыты слоем шамотного кирпича и слоем хромитовой массы. В верхней и нижней частях топочной камеры боковые и задние экраны подключены к коллекторам диаметром 219х26 мм и 219х30 мм соответственно. Верхние коллекторы заднего экрана выполнены из труб диаметром 219х30 мм, нижние из труб диаметром 219х26 мм. Материал коллекторов экранов - сталь 20. Подвод воды к коллекторам экранов осуществляется трубами диаметром 159х15 мм и 133х13 мм. Отвод пароводяной смеси производится трубами диаметром 133х13 мм. Трубы экранов крепятся к балкам каркаса котла, чтобы не допустить прогиба в топку. Панели боковых экранов и двухсветного экрана имеют четыре яруса креплений, панели заднего экрана - три яруса. Подвеска панелей топочных экранов осуществляется с помощью тяг и допускает вертикальное перемещение труб.

Дистационирование труб в панелях осуществляется приварными прутками диаметром 12 мм, длиной 80 мм, материал - сталь 3кп.

С целью уменьшения влияния неравномерности обогрева на циркуляцию все экраны топочной камеры секционированы: трубы с коллекторами выполнены в виде панели, каждая из которых представляет собой отдельный циркуляционный контур. Всего в топке имеется пятнадцать панелей: задний экран имеет шесть панелей, двухсветный и каждый боковой экран по три панели. Каждая панель заднего экрана состоит из тридцати пяти испарительных труб, трех водоподводящих и трех водоотводящих труб. Каждая панель боковых экранов состоит из тридцати одной испарительной трубы.

В верхней части топочной камеры имеется выступ (в глубину топки), образованный трубами заднего экрана, способствующий лучшему омыванию дымовыми газами ширмовой части пароперегревателя.

1.2. Внутрибарабанные устройства.

1 - короб раздающий; 2 - короб циклона; 3 - короб сливной; 4 - циклон; 5 - поддон; 6 - труба аварийного слива; 7 - коллектор фосфатирования; 8 - коллектор парового разогрева; 9 - лист дырчатый потолочный; 10 - труба питательная; 11 - лист барботажный.

На данном котле ТГМ-84 применяется двухступенчатая схема испарения. Барабан - это чистый отсек и является первой ступенью испарения. Барабан имеет внутренний диаметр 1600 мм и изготовлен из стали 16ГНМ. Толщина стенки барабана 89 мм. Длина цилиндрической части барабана 16200 мм, общая длина барабана 17990 мм.

Вторая ступень испарения - выносные циклоны.

Пароводяная смесь по паропроводящим трубам поступает в барабан котла - в раздающие короба циклонов. В циклонах происходит отделение пара от воды. Вода из циклонов сливается в поддоны, а отсепарированный пар поступает под промывочное устройство.

Промывка пара осуществляется в слое питательной воды, которая поддерживается на дырчатом листе. Пар проходит через отверстия в дырчатом листе и барбатирует через слой питательной воды, освобождаясь при этом от солей.

Раздающие короба расположены над промывочным устройством и имеют в своей нижней части отверстия для слива воды.

Средний уровень воды в барабане находится ниже геометрической оси на 200 мм. На водоуказательных приборах этот уровень принят за нулевой. Высший и низший уровни находятся соответственно ниже и выше от среднего на 75 м. Для предупреждения перепитки котла в барабане установлена труба аварийного слива, позволяющая сбрасывать излишнее количество воды, но не большее среднего уровня.

Для обработки котловой воды фосфатами в нижней части барабана установлена труба, через которую в барабан вводятся фосфаты.

В нижней части барабана имеются два коллектора парового разогрева барабана. В современных паровых котлах они используются только для ускоренного расхолаживания барабана при останове котла. Поддержание соотношения между температурой тела барабана «верх-низ» достигается режимными мероприятиями.

1.3. Пароперегреватель.

Поверхности пароперегревателя на всех котлах размещены в топочной камере, горизонтальном газоходе и конвективной шахте. По характеру тепловосприятия пароперегреватель делится на две части: радиационную и конвективную.

К радиационной части относятся радиационно-настенный пароперегреватель (НПП), первая ступень ширм и часть потолочного пароперегревателя, расположенная над топочной камерой.

К конвективной части относятся - часть ширмового пароперегревателя (не получающая непосредственно излучение из топки), потолочный пароперегреватель и конвективный пароперегреватель.

Схема пароперегревателя выполнена двухпоточной с многократным перемешиванием пара внутри каждого потока и перебросом пара по ширине котла.

Принципиальная схема пароперегревателей.

1.3.1. Радиационный пароперегреватель.

На котлах серии ТГМ-84 трубы радиационного пароперегревателя экранируют фронтовую стену топочной камеры с отметки 2000 мм до 24600 мм и состоят из шести панелей, каждая из которых представляет собой самостоятельный контур. Трубы панелей имеют диаметр 42х5 мм, выполнены из стали 12Х1МФ, установлены с шагом 46 мм.

В каждой панели двадцать две трубы опускные, остальные - подъемные. Все коллекторы панелей расположены вне обогреваемой зоны. Верхние коллекторы при помощи тяг подвешены к металлоконструкциям потолочного перекрытия. Крепление труб в панелях осуществляется дистанционирующими планками и приваренными прутками. В панелях радиационного пароперегревателя выполнены разводки под установку горелок и разводки под лазы и лючки-гляделки.

1.3.2. Потолочный пароперегреватель.

Потолочный пароперегреватель расположен над топочной камерой, горизонтальным газоходом и конвективной шахтой. Выполнен потолок на всех котлах из труб диаметром 32х4 мм в количестве триста девяносто четыре трубы, размещенных с шагом 35 мм. Крепление потолочных труб выполнено следующим образом: прямоугольные планки одним концом приваривают к трубам потолочного пароперегревателя, другим - к специальным балкам, которые при помощи тяг подвешены к металлоконструкциям потолочного перекрытия. По длине труб потолка имеется восемь рядов креплений.

1.3.3. Ширмовый пароперегреватель (ШПП).

На котлах серии ТГМ-84 устанавливаются два типа вертикальных ширм. Ширмы U-образные со змеевиками разной длины и унифицированные ширмы со змеевиками одинаковой длины. Устанавливаются ширмы в верхней части топки и в выходном окне топки.

На мазутных котлах устанавливаются U-образные ширмы в один или два ряда. На котлах газомазутных устанавливаются унифицированные ширмы в два ряда.

Внутри каждой U-образной ширмы - сорок один змеевик, которые установлены с шагом 35 мм, в каждом из рядов восемнадцать ширм, между ширмами шаг 455 мм.

Шаг между змеевиками внутри унифицированных ширм 40 мм, в каждом из рядов установлено по тридцать ширм, в каждой по двадцать три змеевика. Дистанционирование змеевиков в ширмах осуществляется при помощи гребенок и хомутов, в некоторых конструкциях - приваркой прутков.

Подвеска ширмового пароперегревателя осуществляется к металлоконструкциям потолка при помощи тяг, приваренных к ушам коллекторов. В том случае, когда коллекторы расположены один над другим, то нижний коллектор подвешивается к верхнему, а тот в свою очередь тягами к потолочному перекрытию.

1.3.4. Конвективный пароперегреватель (КПП).

Схема конвективного пароперегревателя (КПП).

На котлах типа ТГМ-84 конвективный пароперегреватель горизонтального типа располагается в начале конвективной шахты. Пароперегреватель выполнен двухпоточным и каждый поток располагается симметрично относительно оси котла.

Подвеска пакетов входной ступени пароперегревателя сделана на подвесных трубах конвективной шахты.

Выходная (вторая) ступень расположена первой в конвективной шахте по ходу газоходов. Змеевики этой ступени так же выполнены из труб диаметром 38х6 мм (сталь 12Х1МФ) с теми же шагами. Входные коллекторы диаметром 219х30 мм, выходные диаметром 325х50 мм (сталь 12Х1МФ).

Крепление и дистанционирование аналогично входной ступени.

В некоторых вариантах котлов пароперегреватели отличаются от описанного выше типоразмерами входных и выходных коллекторов и шагами в пакетах змеевиков.

1.4. Водяной экономайзер

Водяной экономайзер расположен в конвективной шахте, которая разделена на два газохода. Каждый из потоков водяного экономайзера расположен в соответствующем газоходе, образуя два параллельных самостоятельных потока.

По высоте каждого газохода водяной экономайзер разделён на четыре части, между которыми имеются проёмы высотой 665мм (на некоторых котлах проёмы имеют высоту 655мм) для производства ремонтных работ.

Экономайзер выполнен из труб диаметром 25х3,3мм (сталь 20), а входные и выходные коллекторы выполнены диаметром 219х20мм (сталь 20).

Пакеты водяного экономайзера выполнены из 110 сдвоенных шестиходовых змеевиков. Пакеты расположены в шахматном порядке с поперечным шагом S 1 =80мм и продольным шагом S 2 =35мм.

Змеевики водяного экономайзера расположены параллельно фронту котла, а коллекторы располагаются вне газохода на боковых стенах конвективной шахты.

Дистанционирование змеевиков в пакетах осуществлено при помощи пяти рядов стоек, фигурные щёки которых охватывают змеевик с двух сторон.

Верхняя часть водяного экономайзера опирается на три балки, расположенные внутри газохода и охлаждаемые воздухом. Следующая часть (вторая по ходу газов) подвешивается к вышеуказанным охлаждаемым балкам при помощи дистанционируемых стоек. Крепление и подвеска нижних двух частей водяного экономайзера идентично первым двум.

Охлаждаемые балки выполнены из проката и покрыты термозащитным бетоном. Сверху бетон обшит металлическим листом, предохраняющим балки от дробевого воздействия.

Первые по ходу движения дымовых газов змеевики имеют металлические накладки из стали3 для защиты от износа дробью.

Входные и выходные коллекторы водяного экономайзера имеют по 4 подвижных опоры для компенсации температурных перемещений.

Движение среды в водяном экономайзере - противоточное.

1.5. Регенеративный воздухоподогреватель.

Для подогрева воздуха котельный агрегат имеет два регенеративных вращающихся воздухоподогревателя РРВ-54.

Конструкция РВП: типовая, бескаркасная, воздухоподогреватель устанавливается на специальном железобетонном постаменте рамочного типа, а все вспомогательные узлы крепятся на самом воздухоподогревателе.

Вес ротора передаётся через упорный сферический подшипник установленный в нижней опоре, на несущую балку, в четырех опорах на фундаменте.

Воздухоподогреватель представляет собой вращающийся на вертикальном валу ротор диаметром 5400 мм и высотой 2250 мм заключённый внутри неподвижного корпуса. Вертикальные перегородки разделяют ротор на 24 сектора. Каждый сектор дистанционными перегородками разделен на 3 отсека, в которых укладываются пакеты нагревательных стальных листов. Нагревательные листы, собранные в пакеты, уложены в два яруса по высоте ротора. Верхний ярус первый по ходу газов, является "горячей частью" ротора, нижний - "холодной частью".

"Горячая часть" высотой 1200 мм выполнена из дистанционирующих гофрированных листов толщиной 0,7 мм. Общая поверхность "горячей части" двух аппаратов 17896 м2. "Холодная часть" высотой 600 мм выполнена из дистанционирующих гофрированных листов толщиной 1,3 мм. Общая поверхность нагрева "холодной части " нагрева 7733 м2.

Зазоры между дистанционными перегородками ротора и пакетами набивки наполняются отдельными листами дополнительной набивки.

Газы и воздух поступают в ротор и отводятся из него по коробам, опирающимися на специальный каркас и соединённых с патрубками нижних крышек воздухоподогревателя. Крышки вместе с кожухом образуют корпус воздухоподогревателя.

Корпус нижней крышкой опирается на опоры, устанавливаемые на фундаменте и несущей балке нижней опоры. Вертикальная обшивка состоит из 8-ми секций, из которых 4 являются несущими.

Вращение ротора осуществляется электродвигателем с редуктором через цевочное зацепление. Скорость вращения - 2 об/мин.

Пакеты набивки ротора попеременно проходят газовый тракт, нагреваясь от дымовых газов, и воздушный тракт отдавая аккумулированное тепло потоку воздуха. В каждый момент времени 13 секторов из 24 включены в газовый тракт, и 9 секторов - в воздушный и 2 сектора перекрыты уплотнительными плитами и отключены из работы.

Для предотвращения присосов воздуха (плотного разделения газового и воздушного потоков) имеются радиальные, переферийные и центральные уплотнения. Радиальные уплотнения состоят из горизонтальных стальных полос, закрепленных на радиальных перегородках ротора - радиальных подвижных плит. Каждая плита закреплены на верхней и нижней крышках тремя регулировочными болтами. Регулировка зазоров в уплотнениях осуществляется подъёмом и опусканием плит.

Переферийные уплотнения состоят из фланцев ротора, обтачиваемых при монтаже, и подвижных чугунных колодок. Колодки вместе с направляющими закреплены на верхней и нижней крышках корпуса РВП. Регулировка колодок осуществляется специальными регулировочными болтами.

Внутренние уплотнения вала аналогичны переферийным уплотнениям. Внешние уплотнения вала сальникового типа.

Живое сечение для прохода газов: а) в "холодной части" - 7,72 м2.

б) в "горячей части" - 19,4 м2.

Живое сечение для прохода воздуха: а) в "горячей части" - 13,4 м2.

б) в "холодной части" - 12,2 м2.

1.6. Очистка поверхностей нагрева.

Для очистки поверхностей нагрева и опускного газохода применяется дробеочистка.

При дробеструйном способе очистки поверхностей нагрева применяется чугунная дробь округлой формы размером 3-5 мм.

Для нормальной работы контура дробеочистки в бункере должно быть около 500 кг дроби.

При включении воздушного эжектора создается необходимая скорость воздуха для подъема дроби через пневматическую трубу наверх конвективной шахты в дробеуловитель. Из дробеуловителя отработавший воздух сбрасывается в атмосферу, а дробь через коническую мигалку, промежуточный бункер с проволочной сеткой и через разделитель дроби самотеком поступает в течки дроби.

В течках скорость потока дроби замедляется с помощью наклонных полок, после чего дробь попадает на сферические разбрасыватели.

Пройдя через очищаемые поверхности, отработавшая дробь собирается в бункер, на выходе из которого установлен воздушный сепаратор. Сепаратор служит для отделения золы от потока дроби и для поддержания в чистоте бункера с помощью воздуха, поступающего в газоход через сепаратор.

Частицы золы, подхваченные, воздухом, по трубе возвращаются в зону активного движения дымовых газов и уносятся ими за пределы конвективной шахты. Очищенная от золы дробь пропускается через мигалку сепаратора и сквозь проволочную сетку бункера. Из бункера дробь снова подается в пневмотранспортную трубу.

Для очистки конвективной шахты установлено 5 контуров с 10 течками дроби.

Количество дроби, пропускаемой через поток труб очистки, возрастает с увеличением первоначальной степени загрязнения пучка. Поэтому в процессе эксплуатации установки следует стремиться к уменьшению интервалов между очистками, что позволяет относительно малыми порциями дроби поддерживать поверхность в чистом состоянии и, следовательно, в ходе работы агрегатов за всю компанию иметь минимальные значения коэффициентов загрязнения.

Для создания разряжения в эжекторе используется воздух от нагнетательной установки с давлением 0,8-1,0 ати и температурой 30-60 о С.

1. Расчет котла.

2.1. Состав топлива.

2.2. Расчет объемов и энтальпий воздуха и продуктов сгорания.

Расчеты объемов воздуха и продуктов сгорания представлены в таблице 1.

Расчет энтальпий:

1. Энтальпия теоретически необходимого количества воздуха рассчитываем по формуле

где - энтальпия 1 м 3 воздуха, кДж/кг.

Данную энтальпию можно найти и по таблице XVI .

1. Энтальпию теоретического объема продуктов сгорания рассчитываем по формуле

где, - энтальпии 1 м 3 трехатомных газов, теоретического объема азота, теоретического объема водяных паров.

Эту энтальпию находим для всего диапазона температур и полученные значения заносим в таблицу 2.

1. Энтальпию избыточного количества воздуха рассчитываем по формуле

где - коэффициент избытка воздуха, и находится по таблицам XVII и XX

1. Энтальпию продуктов сгорания при a > 1 рассчитываем по формуле

Данную энтальпию находим для всего диапазона температур и полученные значения заносим в таблицу 2.

2.3. Расчетный тепловой баланс и расход топлива.

2.3.1. Расчет потерь теплоты.

Суммарное количество теплоты, поступившее в котельный агрегат, называют располагаемой теплотой и обозначают. Теплота, покинувшая котельный агрегат представляет собой сумму полезной теплоты и потерь теплоты, связанных с технологическим процессом выработки пара или горячей воды. Следовательно, тепловой баланс котла имеет вид: = Q 1 + Q 2 + Q 3 + Q 4 + Q 5 + Q 6 ,

где - располагаемая теплота, кДж/м 3 .

Q 1 - полезная теплота, содержащаяся в паре, кДж/кг.

Q 2 - потери теплоты с уходящими газами, кДж/кг.

Q 3 - потери теплоты от химической неполноты сгорания, кДж/кг.

Q 4 - потери теплоты от механической неполноты сгорания, кДж/кг.

Q 5 - потери теплоты от наружного охлаждения, кДж/кг.

Q 6 - потери теплоты от физической теплоты, содержащейся в удаляемом шлаке, плюс потери на охлаждение панелей и балок, не включенных в циркуляционный контур котла, кДж/кг.

Тепловой баланс котла составляется применительно к установившемуся тепловому режиму, а потери теплоты выражаются в процентах располагаемой теплоты:

Расчет потерь теплоты приведен в таблице 3.

Примечания к таблице 3:

H ух - энтальпия уходящих газов, определяется по таблице 2.

Н охл - лучевоспринимающая поверхность балок и панелей, м 2 ;

Q к - полезная мощность парового котла.

2.3.2. Расчет КПД и расхода топлива.

Коэффициентом полезного действия парового котла называют отношение полезной теплоты к располагаемой теплоте. Не вся полезная теплота, выработанная агрегатом, направляется к потребителю. Если КПД определяется по выработанной теплоте - его называют брутто, если по отпущенной теплоте - нетто.

Расчет КПД и расхода топлива приведен в таблице 3.

Таблица 1.

Рассчитываемая величина		Обоз-начение	Размер-ность		Расчет или обоснование
Теоретическое количество необходимого для полного сгорания топлива.					0,0476(0,5*0+0,5*0++1,5*0+(1+4/4)*98,2+ +(2+6/4)*0,4+(3+8/4)*0,1+ +(4+10/4)*0,1+(5+12/4)*0,0+(6+14/4)*0,0)*0,005-0)
Теоретический объем азота					0,79·9,725+0,01·1
трехатомных					*98,2+2*0,4+3*0,1+4* *0,1+5*0,0+6*0,0)
Теоретический объем водяных					0,01(0+0+2*98,2+3*0,0,4+3*0,1+5*0,1+6*0,0+7*0++0,124*0)+0,0161*
Объем водяных					2,14+0,0161(1,05-
Объем дымовых					2,148+(1,05-1)·9,47
Объемные доли трехатомных		r RO 2 , r H 2 O
Плотность сухого газа при н.у.
Масса продуктов сгорания					G Г =0,7684+(0/1000)+ 1,306·1,05·9,47

Таблица 2.

Поверхность нагрева	Температура после поверхности нагрева, 0 С	H 0 B , кДж/м 3	H 0 Г, кДж/м 3	H B изб, кДж/м 3
Верх топочной камеры, a Т = 1,05+0,07=1,12
Ширмовый пароперегреватель, a шпе = 1,12 +0=1,12
Конвективный пароперегреватель, a кпе = 1,12+0,03=1,15
Водяной экономайзер a ЭК = 1,15+0,02=1,17
Воздухоподогреватель a ВП = 1,17+0,15+0,15=1,47

Таблица 3.

Рассчитываемая величина	Обоз-начение	Размер-ность		Расчет или обоснование	Результат
Энтальпия теоретического объема холодного воздуха при температуре 30 0 С				I 0 х.в. =1,32145·30·9,47
Энтальпия уходящих газов			Принимается при температуре 150 0 С	Принимаем по таблице 2
Потеря теплоты от механической неполноты сгорания				При сжигании газа потери от механической неполноты сгорания отсутствуют
Располагаемое тепло на 1 кг. Топлива по
Потеря теплоты с уходящими газами по				q 2 =[(2902,71-1,47*375,42)*
Потеря теплоты от наружного охлаждения				Определяем по рис. 5.1.
Потеря теплоты от химической неполноты сгорания				Определяем по таблице XX
КПД брутто по			h бр = 100 - (q 2 + q 3 + q 4 +q 5)	h бр =100 -(6,6+0,07+0+0,4)
Расход топлива по (5-06) и (5-19)				В пг ={/}·100
Расчетный расход топлива по (4-01)				В р = 9,14*(1-0/100)

2.4. Тепловой расчет топочной камеры.

2.4.1 Определение геометрических характеристик топки.

При проектировании и эксплуатации котельных установок чаще всего выполняется поверочный расчет топочных устройств. При поверочном расчете топки по чертежам необходимо определить: объем топочной камеры, степень ее экранирования, площадь поверхности стен и площадь лучевоспринимающих поверхностей нагрева, а также конструктивные характеристики труб экранов (диаметр труб, расстояние между осями труб).

Расчет геометрических характеристик приведен в таблицах 4 и 5.

Таблица 4.

Рассчитываемая величина	Обоз-начение	Размер-ность	Расчет или обоснование	Результат
Площадь фронтовой стены			19,3*14, 2-4*(3,14* *1 2 /4)
Площадь боковой стены			6,136*25,7-1,9*3,1- (0,5*1,4*1,7+0,5*1,4*1,2)-2(3,14*1 2 /4)
Площадь задней стены			2(0,5*7,04*2,1)+
Площадь двухсветного экрана			2*(6,136*20,8-(0,5*1,4 *1,7+0,5*1,4*1,2)-
Площадь выходного окна топки
Площадь, занятая горелками
Ширина топки			по конструктивным данным
Активный объем топочной камеры

Таблица 5.

Наименование поверхности					по номограм-
Фронтовая стена
Боковые стены
Двухсветный экран
Задняя стена
Газовое окно
Площадь экранируемых стен (без учета горелок)

2.4.2. Расчет топки.

Таблица 6

Рассчитываемая величина	Обоз-начение	Размер-ность	Формула	Расчет или обоснование	Результат
Температура продуктов сгорания на выходе из топки			По конструкции котлоагрегата.	Предварительно принята в зависимости от сжигаемого топлива
Энтальпия продуктов сгорания				Принимается по табл. 2.
Полезное тепловыделение в топке по (6-28)				35590·(100-0,07-0)/(100-0)
Степень экранирования по (6-29)			H луч /F ст
Коэффициент загрязнения топочных экранов			Принимается по табл.6.3	в зависимости от сжигаемого топлива
Коэффициент тепловой эффективности экранов по (6-31)
Эффективная толщина излучаемого слоя по
Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами по (6-13)

Коэффициент ослабления лучей сажистыми частицами по (6-14)				1,2/(1+1,12 2) · (2,99) 0,4 ·(1,6·920/1000-0,5)
Коэффициент, характеризующий долю топочного объема, заполненного светящейся частью факела			Принимается по стр.38	В зависимости от удельной нагрузки топочного объема:
Коэффициент поглощения топочной среды по (6-17)				1,175 +0,1·0,894
Критерий поглощательной способности (критерий Бугера) по (6-12)				1,264 ·0,1·5,08
Эффективное значение критерия Бугера по				1,6ln((1,4·0,642 2 +0,642 +2)/ (1,4·0,642 2 -0,642 +2))
Параметр забалластированности топочных газов по				11,11*(1+0)/(7,49+1,0)
Расход топлива подаваемого в горелку яруса

Уровень расположения осей горелок в ярусе по (6-10)				(2·2,28·5,2+2·2,28·9,2)/(2·2,28·2)
Относительный уровень расположения горелок по (6-11)			х Г =h Г /H Т
Коэффициент (Для газомазутных топок при настенном расположении горелок)				Принимаем по стр. 40
Параметр по (6-26а)				0,40(1-0,4∙0,371)
Коэффициент сохранения теплоты по
Теоретическая (адиабатная) температура горения				Принимается равной 2000 0 С
Средняя суммарная теплоемкость продуктов сгорания по стр.41

Температура на выходе из топки выбрана верно и погрешность составила (920-911,85)*100%/920=0,885 %

2.5. Расчет пароперегревателей котла.

Конвективные поверхности нагрева паровых котлов играют важную роль в процессе получения пара, а также использования теплоты продуктов сгорания, покидающих топочную камеру. Эффективность работы конвективных поверхностей нагрева зависит от интенсивности передачи теплоты продуктами сгорания пару.

Продукты сгорания передают теплоту наружной поверхности труб путем конвекции и излучения. Через стенку трубы теплота передается теплопроводностью, а от внутренней поверхности к пару - конвекцией.

Схема движения пара по пароперегревателям котла следующая:

Настенный пароперегреватель, расположенный на фронтальной стене топочной камеры, и занимающий всю поверхность фронтальной стены.

Потолочный пароперегреватель, расположенный на потолке, проходящий через топочную камеру, ширмовые пароперегреватели и верхнюю часть конвективной шахты.

Первый ряд ширмовых пароперегревателей, расположенный в поворотной камере.

Второй ряд ширмовых пароперегревателей, расположенный в поворотной камере следом за первым рядом.

Конвективный пароперегреватель с последовательно-смешанным током и впрыскивающим пароохладителем, установленным врассечку, установлен в конвективной шахте котла.

После КПП пар поступает в паросборный коллектор и выходит за пределы котельного агрегата.

Геометрические характеристики пароперегревателей

Таблица 7.

2.5.1. Расчет настенного пароперегревателя.

Настенный ПП расположен в топке, при его расчете тепловосприятие будем определять как часть от тепла, отданного продуктами сгорания поверхности НПП по отношению к остальным поверхностям топки.

Расчет НПП представлен в таблице №8

2.5.2. Расчет потолочного пароперегревателя.

Учитывая то, что ППП расположен как в топочной камере, так и в конвективной части, но воспринятая теплота в конвективной части после ШПП и под ШПП очень мала по отношению к воспринятой теплоте ППП в топке (около 10% и 30% соответственно (из технического руководства по котлу ТГМ-84. Расчет ППП выполняем в таблице №9.

2.5.3. Расчет ширмового пароперегревателя.

Расчет ШПП выполняем в таблице №10.

2.5.4. Расчет конвективного пароперегревателя.

Расчет КПП выполняем в таблице №11.

Таблица 8.

Рассчитываемая величина	Обоз-начение	Размер-ность	Формула	Расчет или обоснование	Результат
Площадь поверхности нагрева			Из таблицы 4.	Из таблицы 4.
Лучевоспринимающая поверхность настенного ПП			Из таблицы 5.	Из таблицы 5.
Теплота, воспринятая НПП				0,74∙(35760/1098,08)∙268,21
Прирост энтальпии пара в НПП				6416,54∙8,88/116,67
Энтальпия пара перед НПП				Энтальпия сухого насыщенного пара при давлении 155 ата (15,5 МПа)
Энтальпия пара перед потолочным пароперегревателем			I" ппп =I"+DI нпп
Температура пара перед потолочным пароперегревателем			Из таблиц термодинамических свойств воды и перегретого пара	Температура перегретого пара при давлении 155 ата и энтальпии 3085,88кДж/кг (15,5 МПа)

Температура после НПП принимается равной температуре продуктов сгорания на выходе из топки = 911,85 0 С.

Таблица 9.

Рассчитываемая величина	Обоз-начение	Размер-ность	Формула	Расчет или обоснование	Результат
Площадь поверхности нагрева 1-й части ППП
Лучевоспринимающая поверхность ППП-1			H л ппп =F∙x
Теплота, воспринятая ППП-1				0,74(35760/1098,08)∙50,61
Прирост энтальпии пара в ППП-1				1224,275∙9,14/116,67
Энтальпия пара после ППП-1			I`` ппп -2 =I`` ппп +DI нпп
Прирост энтальпии пара в ППП под ШПП				Около 30% от DI ппп
Прирост энтальпии пара в ППП за ШПП			Принимается предварительно по нормативным методам расчета котла ТГМ-84	Около 10% от DI ппп
Энтальпия пара перед ШПП			I`` ппп -2 +DI ппп -2 +DI ппп-3	3178,03+27,64+9,21
Температура пара перед ширмовым пароперегревателем			Из таблиц термодинамических свойств воды и перегретого пара	Температура перегретого пара при давлении 155 ата и энтальпии 3239,84кДж/кг (15,5 МПа)

Таблица10.

Рассчитываемая величина	Обоз-начение	Размер-ность	Формула	Расчет или обоснование	Результат
Площадь поверхности нагрева			∙d ∙l∙z 1 ∙z 2	3,14∙0,033∙3∙30∙46
Площадь живого сечения для прохода продуктов сгорания по (7-31)				3,76∙14,2-30∙3∙0,033
Температура продуктов сгорания после ШПП				Предварительно оцениваем конечную температуру
Энтальпия продуктов сгорания перед ШПП			Принимается по табл. 2:
Энтальпия продуктов сгорания после ШПП			Принимается по табл. 2
Энтальпия присосанного в конвективную поверхность воздуха, при t в =30 0 С			Принимается по табл. 3
				0,996(17714,56-16873,59+0)

Коэффициент теплоотдачи		Вт/(м 2 ×К)	Определяем по номограмме 7
Поправка на число труб по ходу продуктов сгорания по (7-42)				При поперечном омывании коридорных пучков
Поправка на компоновку пучка			Определяем по номограмме 7	При поперечном омывании коридорных пучков
			Определяем по номограмме 7	При поперечном омывании коридорных пучков
Коэффициент тепло-отдачи конвекцией от п/с к поверхности наг-рева (формула в номограмме 7)		Вт/(м 2 ×К)		75∙1,0∙0,75∙1,01
Суммарная оптическая толщина по (7-66)			(k г r п + k зл m)ps	(1,202∙0,2831 +0) 0,1∙0,628
Толщина излучающего слоя для ширмовых поверхностей по
Коэффициент теплоотдачи		Вт/(м 2 ×К)	Определяем по номограмме -

верхности в районе вы-

ходного окна топки

Коэффициент			Определяем по номограмме -
Коэффициент теплоотдачи для незапыленного потока		Вт/(м 2 ×К)
		Коэффициент распределения тепловосприятия по высоте топки См. таблица 8-4
Тепло, полученное излучением из топки поверхностью нагрева, примыкающей к выход- ному окну топки
Предварительная энтальпия пара на выходе из ШПП по (7-02) и (7-03)
Предварительная температура пара на выходе из ШПП				Темп-ра перегретого пара при давл. 150 ата
Коэффициент использования				Выбираем по рис. 7-13
		Вт/(м 2 ×К)

Коэффициент тепловой эффективности ширм				Определяем из таблицы 7-5
Коэффициент теплопередачи по (7-15в)		Вт/(м 2 ×К)
Действительная температура продуктов сгорания после ШПП				Так как Q б и Q т отличаются на (837,61 -780,62)*100% / 837,61 расчёт поверхности не уточняется
Расход пароохладителя по стр. 80			0,4=0,4(0,05…0,07)D
Средняя энтальпия пара в тракте				0,5(3285,78+3085,88)
Энтальпия воды, используемой для впрыска в пар			Из таблиц термодинамических свойств воды и перегретого пара при температуре 230 0 С

Таблица 11.

Рассчитываемая величина	Обоз-начение	Размер-ность	Формула	Расчет или обоснование	Результат
Площадь поверхности нагрева				3,14∙0,036∙6,3∙32∙74
Площадь живого сечения для прохода продуктов сгорания по
Температура продуктов сгорания после конвективного ПП			Предварительно приняты 2 значения	По конструкции котлоагрегата
Энтальпия продуктов сгорания перед КПП			Принимается по табл. 2:
Энтальпия продуктов сгорания после КПП			Принимается по табл. 2
Теплота, отданная продуктами сгорания по				0,996(17257,06-12399+0,03∙373,51) 0,996(17257,06-16317+0,03∙373,51)
Средняя скорость продуктов сгорания по
Коэффициент теплоотдачи		Вт/(м 2 ×К)	Определяем по номограмме 8	При поперечном омывании коридорных пучков
Поправка на число труб по ходу продуктов сгорания			Определяем по номограмме 8	При поперечном омывании коридорных пучков
Поправка на компоновку пучка			Определяем по номограмме 8	При поперечном омывании коридорных пучков
Коэффициент, учитывающий влияние изменения физических параметров потока			Определяем по номограмме 8	При поперечном омывании коридорных пучков
Коэффициент теплоотдачи конвекцией от п/с к поверхности нагрева		Вт/(м 2 ×К)		75∙1∙1,02∙1,04 82∙1∙1,02∙1,04
Температура загрязненной стенки по (7-70)
Коэффициент использования			Принимаем по указаниям на	Для сложно омываемых пучков
Суммарный коэффициент теплоотдачи по		Вт/(м 2 ×К)		0,85∙ (77,73+0) 0,85∙ (86,13+0)
Коэффициент тепловой эффективности			Определяем по табл. 7-5
Коэффициент теплопередачи по		Вт/(м 2 ×К)
Предварительная энтальпия пара на выходе из КПП по (7-02) и (7-03)
Предварительная температура пара после КПП			Из таблиц термодинамических свойств перегретого пара	Темп-ра перегретого пара при давл. 140 ата
Температурный напор по (7-74)
Количество теплоты, воспринятое поверхностью нагрева по (7-01)				50,11 ∙1686,38∙211,38/(9,14∙10 3) 55,73∙1686,38∙421,56/(9,14 ∙10 3)
Действительная воспринятая теплота в КПП			Принимаем по графику 1
Действительная температура продуктов сгорания после КПП			Принимаем по графику 1	График строится по значениям Qб и Qт для двух температур.
Прирост энтальпии пара в КПП				3070∙9,14 /116,67
Энтальпия пара после КПП			I`` кпп +DI кпп
Температура пара после КПП			Из таблиц термодинамических свойств воды и перегретого пара	Температура перегретого пара при давлении 140 ата и энтальпии 3465,67 кДж/кг

Результаты расчета:

Q р р = 35590 кДж/кг - располагаемая теплота.

Q л = φ·(Q m - I´ Т) = 0,996·(35565,08 - 17714,56) = 17779,118 кДж/кг.

Q к = 2011,55 кДж/кг - тепловосприятие ШПП.

Q пе = 3070 кДж/кг - тепловосприятие КПП.

Тепловосприятие НПП и ППП учитывается в Q л, т. к. НПП и ППП находятся в топке котла. То есть Q НПП и Q ППП включены в Q л.

2.6 Заключение

Я произвела поверочный расчет котлоагрегата ТГМ-84.

В поверочном тепловом расчете по принятой конструкции и размерам котла для заданных нагрузки и вида топлива определила температуры воды, пара, воздуха и газов на границах между отдельными поверхностями нагрева, коэффициент полезного действия, расход топлива, расход и скорости пара, воздуха и дымовых газов.

Поверочный расчет производят для оценки показателей экономичности и надежности котла при работе на заданном топливе, выявление необходимых реконструктивных мероприятий, выбора вспомогательного оборудования и получения исходных материаллов для проведения расчетов: аэродинамического, гидравлического, температуры металла, прочности труб, интенсивности золового изно са труб, коррозии и др.

3.Список используемой литературы

1. Липов Ю.М. Тепловой расчёт парового котла. -Ижевск: НИЦ «Регулярная и Хаотическая динамика», 2001г
2. Тепловой расчёт котлов (Нормативный метод). -СПб: НПО ЦКТИ, 1998г
3. Технические условия и инструкция по эксплуатации парового котла ТГМ-84.

Скачать: У вас нет доступа к скачиванию файлов с нашего сервера.

Составитель: М.В. КАЛМЫКОВ УДК 621.1 Конструкция и работа котла ТГМ-84: Метод. указ./ Самар. гос. техн. ун-т; Сост. М.В. Калмыков. Самара, 2006. 12 с. Рассмотрены основные технические характеристики, компоновка и описание конструкции котла ТГМ-84 и принципа его работы. Приведены рисунки компоновки котлоагрегата со вспомогательным оборудованием, общего вида котла и его узлов. Представлена схема пароводяного тракта котла и описание его работы. Методические указания предназначены для студентов специальности 140101 «Тепловые электрические станции». Ил. 4. Библиогр.: 3 назв. Печатается по решению редакционно-издательского совета СамГТУ 0 ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ КОТЕЛЬНОГО АГРЕГАТА Котельные агрегаты ТГМ-84 предназначены для получения пара высокого давления при сжигании газообразного топлива или мазута и рассчитаны на следующие параметры: Номинальная паропроизводительность …………………………….. Рабочее давление в барабане ………………………………………… Рабочее давление пара за главной паровой задвижкой ……………. Температура перегретого пара ………………………………………. Температура питательной воды ……………………………………… Температура горячего воздуха а) при сжигании мазута …………………………………………. б) при сжигании газа ……………………………………………. 420 т/ч 155 ата 140 ата 550 °С 230 °С 268 °С 238 °С Котельный агрегат ТГМ-84 вертикально-водотрубный, однобарабанный, Побразной компоновки, с естественной циркуляцией. Состоит из топочной камеры, являющейся восходящим газоходом и опускной конвективной шахты (рис. 1). Топочная камера разделена двухсветным экраном. Нижняя часть каждого бокового экрана переходит в слегка наклонный подовый экран, нижние коллекторы которого прикреплены к коллекторам двухсветного экрана и совместно перемещаются при тепловых деформациях во время растопок и остановок котла. Наличие двухсветного экрана обеспечивает более интенсивное охлаждение топочных газов. Соответственно, тепловое напряжение топочного объема этого котла было выбрано значительно выше, чем в пылеугольных агрегатах, однако ниже, чем в других типоразмерах газомазутных котлов. Этим были облегчены условия работы труб двухсветного экрана, воспринимающих наибольшее количество тепла. В верхней части топки и в поворотной камере расположен полурадиационный ширмовый пароперегреватель. В конвективной шахте размещены горизонтальный конвективный пароперегреватель и водяной экономайзер. За водяным экономайзером имеется камера с приемными бункерами дробеочистки. Два включенных параллельно регенеративных воздухоподогревателя вращающегося типа РВП-54 установлены после конвективной шахты. Котел оборудован двумя дутьевыми вентиляторами типа ВДН-26-11 и двумя дымососами типа Д-21. Котел неоднократно подвергался реконструкции, в результате чего появилась модель ТГМ-84А, а затем ТГМ-84Б. В частности, были внедрены унифицированные ширмы и достигнуто более равномерное распределение пара между трубами. Был увеличен поперечный шаг труб в горизонтальных пакетах конвективной части паро- 1 перегревателя, благодаря чему уменьшилась вероятность ее загрязнения мазутной сажей. 2 0 Р и с. 1. Продольный и поперечный разрезы газомазутного котла ТГМ-84: 1 – топочная камера; 2 – горелки; 3 – барабан; 4 – ширмы; 5 – конвективный пароперегреватель; 6 – конденсационная установка; 7 – экономайзер; 11 – дробеуловитель; 12 – выносной сепарационный циклон Котлы первой модификации ТГМ-84 оборудовались 18 газомазутными горелками, размещенными в три ряда на фронтовой стене топочной камеры. В настоящее время устанавливают либо четыре, либо шесть горелок большей производительности, что упрощает обслуживание и ремонт котлов. ГОРЕЛОЧНЫЕ УСТРОЙСТВА Топочная камера оборудована 6-ю газомазутными горелками, установленными в два яруса (в виде 2-х треугольников в ряд, вершинами вверх, на фронтовой стенке). Горелки нижнего яруса установлены на отметке 7200 мм, верхнего яруса на отметке 10200 мм. Горелки предназначены для раздельного сжигания газа и мазута, вихревые, однопоточные с центральной раздачей газа. Крайние горелки нижнего яруса развернуты в сторону оси полутопки на 12 градусов. Для улучшения перемешивания топлива с воздухом горелки имеют направляющие аппараты, проходя которые воздух закручивается. По оси горелок на котлах установлены мазутные форсунки с механическим распылом, длина ствола мазутной форсунки 2700 мм. Конструкция топки и компоновка горелок должна обеспечивать устойчивый процесс горения, его контроль, а также исключать возможность образования плохо вентилируемых зон. Газовые горелки должны устойчиво работать, без отрыва и проскока факела в диапазоне регулирования тепловой нагрузки котла. Применяемые на котлах газовые горелки должны быть аттестованы и иметь паспорта заводовизготовителей. ТОПОЧНАЯ КАМЕРА Призматическая камера разделена двухсветным экраном на две полутопки. Объем топочной камеры 1557 м3, тепловое напряжение топочного объема составляет 177000 ккал/м3ּчас. Боковые и задние стены камеры экранированы испарительными трубами диаметром 60×6 мм с шагом 64 мм. Боковые экраны в нижней части имеют скаты к середине топки с уклоном 15 градусов к горизонтали и образуют под. Во избежании расслоения пароводяной смеси в слабонаклонных к горизонтали трубах участки боковых экранов, образующих под, покрыты шамотным кирпичом и хромитовой массой. Экранная система с помощью тяг подвешена к металлоконструкциям потолочного перекрытия и имеет возможность при тепловом расширении свободно опускаться вниз. Трубы испарительных экранов сварены между собой прутом Д-10 мм с интервалом по высоте 4-5 мм. Для улучшения аэродинамики верхней части топочной камеры и защиты камер заднего экрана от радиации, трубы заднего экрана в верхней части образуют выступ в топку с вылетом 1,4 м. Выступ образован 70 % труб заднего экрана. 3 С целью уменьшения влияния неравномерного обогрева на циркуляцию, все экраны секционируются. Двухсветный и два боковых экрана имеют по три циркуляционных контура, задний – шесть. Котлы ТГМ-84 работают по двухступенчатой схеме испарения. В первую ступень испарения (чистый отсек) включены барабан, панели заднего, двухсветного экранов, 1-е и 2-е от фронта панели боковых экранов. Во вторую ступень испарения (солевой отсек) включены 4 выносных циклона (по два с каждой стороны) и третьи от фронта панели боковых экранов. К шести нижним камерам заднего экрана вода из барабана подводится по 18-ти водоопускным трубам, по три к каждому коллектору. Каждая из 6-ти панелей включает в себя 35 экранных труб. Верхние концы труб подключены к камерам, из которых пароводяная смесь поступает по 18-ти трубам в барабан. Двухсветный экран имеет окна, образованные разводкой труб для выравнивания давления в полутопках. К трем нижним камерам двухсветного экрана вода из барабана поступает по 12-ти водоопускным трубам (по 4 трубы на каждый коллектор). Крайние панели имеют по 32 экранные трубы, средняя – 29 труб. Верхние концы труб подключены к трем верхним камерам, из которых пароводяная смесь по 18ти трубам направляется в барабан. К четырем передним нижним коллекторам боковых экранов вода поступает из барабана по 8 водоопускным трубам. Каждая из этих панелей содержит по 31-й экранной трубе. Верхние концы экранных труб подключены к 4-м камерам, из которых пароводяная смесь попадает в барабан по 12-ти трубам. Нижние камеры солевых отсеков питаются от 4-х выносных циклонов по 4 водоопускным трубам (из каждого циклона по одной трубе). Панели солевых отсеков содержат по 31 экранной трубе. Верхние концы экранных труб подключены к камерам, из которых пароводяная смесь по 8 трубам поступает в 4 выносных циклона. БАРАБАН И СЕПАРАЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО Барабан имеет внутренний диаметр 1,8 м, длину 18 м. Все барабаны изготовлены из листовой стали 16 ГНМ (марганце-никелемолибденовая сталь), толщина стенки 115 мм. Вес барабана около 96600 кг. Барабан котла предназначен для возможности создания естественной циркуляции воды в котле, очистки и сепарации пара, получаемого в экранных трубах. В барабане организована сепарация пароводяной смеси 1-й ступени испарения (сепарация 2-й ступени испарения выполнена на котлах в 4-х выносных циклонах), промывка всего пара осуществляется питательной водой с последующим улавливанием влаги из пара. Весь барабан является чистым отсеком. Пароводяная смесь из верхних коллекторов (кроме коллекторов солевых отсеков) поступает в барабан с двух сторон и попадает в специальный раздающий короб, из которого направляется в циклоны, где происходит первичное отделение пара от воды. В барабанах котлов установлено по 92 циклона – 46 левых и 46 правых. 4 На выходе пара из циклонов установлены горизонтальные пластинчатые сепараторы, Пар, пройдя их, поступает в барбатажно-промывочное устройство. Сюда же под промывочное устройство чистого отсека подведен пар из выносных циклонов, внутри которых также организована сепарация пароводяной смеси. Пар, пройдя барбатажно-промывочное устройство, поступает к дырчатому листу, где происходит одновременно сепарация пара и выравнивание потока. Пройдя дырчатый лист, пар по 32 пароотводящим трубам отводится к входным камерам настенного пароперегревателя и 8-ю трубами к конденсатной установке. Р и с. 2. Двухступенчатая схема испарения с выносными циклонами: 1 – барабан; 2 – выносной циклон; 3 – нижний коллектор циркуляционного контура; 4 – парогенерирующие трубы; 5 – опускные трубы; 6 – подвод питательной воды; 7 – отвод продувочной воды; 8 – водоперепускная труба из барабана в циклон; 9 – пароперепускная труба из циклона в барабан; 10 – пароотводящая труба из агрегата На барбатажно-промывочное устройство подается около 50 % питательной воды, а остальная часть ее через раздаточный коллектор сливается в барабан под уровень воды. Средний уровень воды в барабане на 200 мм ниже его геометрической оси. Допустимые колебания уровня в барабане 75 мм. Для выравнивания солесодержания в солевых отсеках котлов выполнен переброс двух водоопускных труб, таким образом, правый циклон питает левый нижний коллектор солевого отсека, а левый питает правый. 5 КОНСТРУКЦИЯ ПАРОПЕРЕГРЕВАТЕЛЯ Поверхности нагрева пароперегревателя размещены в топочной камере, горизонтальном газоходе и опускной шахте. Схема пароперегревателя выполнена двухпоточной с многократным перемешиванием и перебросом пара по ширине котла, что позволяет выровнять тепловую разверку по отдельным змеевикам. По характеру восприятия тепла пароперегреватель условно делиться на две части: радиационную и конвективную. К радиационной части относится настенный пароперегреватель (НПП), первый ряд ширм (ШПП) и часть потолочного пароперегревателя (ППП), экранирующего потолок топочной камеры. К конвективной – второй ряд ширм, часть потолочного пароперегревателя и конвективный пароперегреватель (КПП). Радиационный настенный пароперегреватель Трубы НПП экранируют фронтовую стену топочной камеры. НПП состоит из шести панелей, две из них имеют по 48, а остальные по 49 труб, шаг между трубами – 46 мм. В каждой панели 22 трубы опускные, остальные подъемные. Входные и выходные коллекторы расположены в не обогреваемой зоне над топочной камерой, промежуточные коллекторы – в не обогреваемой зоне ниже топочной камеры. Верхние камеры при помощи тяг подвешены к металлоконструкциям потолочного перекрытия. Крепление труб осуществляется в 4 яруса по высоте и допускает вертикальное перемещение панелей. Потолочный пароперегреватель Потолочный пароперегреватель расположен над топкой и горизонтальным газоходом, состоит из 394 труб, размещенных с шагом 35 мм и соединенных входным и выходным коллекторами. Ширмовый пароперегреватель Ширмовый пароперегреватель состоит из двух рядов вертикальных ширм (по 30 ширм в каждом ряду), расположенных в верхней части топочной камеры и поворотном газоходе. Шаг между ширмами 455 мм. Ширма состоит из 23 змеевиков одинаковой длины и двух коллекторов (входного и выходного), установленных горизонтально в не обогреваемой зоне. Конвективный пароперегреватель Конвективный пароперегреватель горизонтального типа, состоит из левой и правой частей, размещенных в газоходе опускной шахты над водяным экономайзером. Каждая сторона в свою очередь делится на две прямоточные ступени. 6 ПАРОВОЙ ТРАКТ КОТЛА Насыщенный пар из барабана котла по 12-ти пароперепускным трубам поступает в верхние коллекторы НПП, из которых по средним трубам 6-ти панелей движется вниз и поступает в 6 нижних коллекторов, после чего поднимается вверх по крайним трубам 6 панелей к верхним коллекторам, из которых по 12-и необогреваемым трубам направляется во входные коллекторы потолочного пароперегревателя. Далее пар по всей ширине котла движется по потолочным трубам и поступает в выходные коллекторы пароперегревателя, расположенные у задней стенки конвективного газохода. Из этих коллекторов пар разделяется на два потока и направляется в камеры пароохладителей I ступени, а затем в камеры крайних ширм (7 левых и 7 правых), пройдя которые оба потока пара попадают в промежуточные пароохладители II ступени, левый и правый. В пароохладителях I и II ступени пар перебрасывается с левой стороны на правую и, наоборот, с целью уменьшения тепловой разверки, обуславливаемой газовым перекосом. Выйдя из промежуточных пароохладителей II впрыска, пар поступает в коллекторы средних ширм (8 левых и 8 правых), пройдя которые направляется во входные камеры КПП. Между верхними и нижними частями КПП установлены пароохладители III ступени. Далее перегретый пар по паропроводу направляется к турбинам. Р и с. 3. Схема пароперегревателя котла: 1 – барабан котла; 2 – радиационная двухходовая радиационная трубная панель (слева условно показаны верхние коллекторы, а справа – нижние); 3 – потолочная панель; 4 –впрыскивающий пароохладнтель; 5 – место впрыска воды в пар; 6 – крайние ширмы; 7 – средние ширмы; 8 – конвективные пакеты; 9 – выход пара из котла 7 КОНДЕНСАТНАЯ УСТАНОВКА И ВПРЫСКИВАЮЩИЕ ПАРООХЛАДИТЕЛИ Для получения собственного конденсата на котле установлены 2 конденсатные установки (по одной с каждой стороны) расположенные на потолочном перекрытии котла над конвективной частью. Они состоят из 2-х раздающих коллекторов, 4-х конденсаторов и конденсатосборника. Каждый конденсатор состоит из камеры Д426×36 мм. Охлаждающие поверхности конденсаторов образованы трубами, приваренными к трубной доске, которая делится на две части и образует водоотводящую и водоподводящую камеры. Насыщенный пар из барабана котла по 8-ми трубам направляется в четыре раздающих коллектора. От каждого коллектора пар отводится к двум конденсаторам трубами по 6 трубок к каждому конденсатору. Конденсация насыщенного пара, поступающего из барабана котла производится путем охлаждения его питательной водой. Питательная вода после подвесной системы подается в водоподводящую камеру, проходит через трубки конденсаторов и выходит в водоотводящую камеру и далее к водяному экономайзеру. Поступивший из барабана насыщенный пар заполняет паровое пространство между трубами, соприкасается с ними и конденсируется. Образовавшийся конденсат по 3-м трубам из каждого конденсатора поступает в два сборника, оттуда через регуляторы подается к пароохладителям I, II, III левого и правого впрысков. Впрыск конденсата происходит за счет напора слагающегося из перепада в трубе «Вентури» и падения давления в паровом тракте пароперегревателя от барабана до места впрыска. Конденсат впрыскивается в полость трубы "Вентури" через 24 отверстия диаметром 6 мм, расположенных по окружности в узком месте трубы. Труба «Вентури» при полной нагрузке на котле снижает давление пара за счет увеличения его скорости в месте впрыска на 4 кгс/см2. Максимальная производительность одного конденсатора при 100 % нагрузке и расчетных параметрах пара и питательной воды составляет 17,1 т/ч. ВОДЯНОЙ ЭКОНОМАЙЗЕР Стальной змеевиковый водяной экономайзер состоит из 2-х частей, размещенных соответственно в левой и правой части опускной шахты. Каждая часть экономайзера состоит из 4-х блоков: нижнего, 2-х средних и верхнего. По высоте между блоками сделаны проемы. Водяной экономайзер состоит из 110 пакетов змеевиков, расположенных параллельно фронту котла. Змеевики в блоках расположены в шахматном порядке с шагом 30 мм и 80 мм. Средние и верхние блоки устанавливаются на балки, расположенные в газоходе. Для защиты от газовой среды эти балки покрыты изоляцией, защищенной металлическими листами толщиной 3 мм от воздействия дробеструйной установки. Нижние блоки при помощи стоек подвешены к балкам. Стойки допускают возможность выема пакета змеевиков при ремонте. 8 Входные и выходные камеры водяного экономайзера расположены вне газоходов и кронштейнами крепится к каркасу котла. Охлаждение балок водяного экономайзера (температура балок при растопках и во время работы не должна быть больше 250 °С) осуществляется за счет подачи в них холодного воздуха с напора дутьевых вентиляторов, со сбросом воздуха во всасывающие короба дутьевых вентиляторов. ВОЗДУХОПОДОГРЕВАТЕЛЬ В котельной установлено два регенеративных воздухоподогревателя РВП-54. Регенеративный воздухоподогреватель РВП-54 представляет собой противоточный теплообменный аппарат, состоящий из вращающегося ротора, заключенного внутри неподвижного корпуса (рис. 4). Ротор состоит из обечайки диаметром 5590 мм и высотой 2250 мм, изготовленной из листовой стали толщиной 10 мм и ступицы диаметром 600 мм, а также соединяющих ступицу с обечайкой радиальных ребер, разделяющих ротор на 24 сектора. Каждый сектор разделен вертикальными листами на Р и с. 4. Конструктивная схема регенеративного воздухоподогревателя: 1 – короб; 2 – барабан; 3 – корпус; 4 – набивка; 5 – вал; 6 – подшипник; 7 – уплотнение; 8 – электродвигатель три части. В них укладываются секции нагревательных листов. По высоте секции устанавливаются в два ряда. Верхний ряд является горячей частью ротора, выполнен из дистанционирующих и гофрированных листов, толщиной 0,7 мм. Нижний ряд секций является холодной частью ротора и выполнен из дистанционирующих прямых листов, толщиной 1,2 мм. Набивка холодной части более подвержена коррозии и может быть легко заменена. Внутри ступицы ротора проходит пустотелый вал, имеющий в нижней части фланец, на который опирается ротор, ступица крепится к фланцу шпильками. РВП имеет две крышки – верхнюю и нижнюю, на них установлены уплотнительные плиты. 9 Процесс теплообмена осуществляется путем нагрева набивки ротора в газовом потоке и ее охлаждения в воздушном потоке. Последовательное перемещение нагретой набивки из газового потока в воздушный осуществляется за счет вращения ротора с частотой 2 оборота в минуту. В каждый момент времени из 24 секторов ротора 13 секторов включены в газовый тракт, 9 секторов - в воздушный тракт, два сектора выключены из работы и перекрываются уплотнительными плитами. В воздухоподогревателе осуществляется принцип противотока: воздух вводится со стороны выхода и отводится со стороны входа газов. Воздухоподогреватель рассчитан на подогрев воздуха от 30 до 280 °С при охлаждении газов от 331 °С до 151 °С при работе на мазуте. Преимуществом регенеративных воздухоподогревателей является их компактность и небольшая масса, основным недостатком – значительная перетечка воздуха с воздушной стороны в газовую (нормативный присос воздуха 0,2–0,25). КАРКАС КОТЛА Каркас котла состоит из стальных колонн, связанных горизонтальными балками, фермами и раскосами, и служит для восприятия нагрузок от веса барабана, всех поверхностей нагрева, конденсатной установки, обмуровки, изоляции и площадок обслуживания. Каркас котла изготавливается сварным из профильного проката и листовой стали. Колонны каркаса прикрепляются к подземному железобетонному фундаменту котла, основание (башмак) колонн заливают бетоном. ОБМУРОВКА Обмуровка топочной камеры состоит из огнеупорного бетона, совелитовых плит и уплотнительной магнезиальной обмазки. Толщина обмуровки 260 мм. Устанавливается она в виде щитов, которые крепятся к каркасу котла. Обмуровка потолка состоит из панелей, толщиной 280 мм, свободно лежащих на трубах пароперегревателя. Структура панелей: слой огнеупорного бетона толщиной 50 мм, слой термоизоляционного бетона толщиной 85 мм, три слоя совелитовых плит, общей толщиной 125 мм и слой уплотнительной магнезиальной обмазки, толщиной 20 мм, нанесенной на металлическую сетку. Обмуровка поворотной камеры и конвективной шахты крепятся на щитах, которые в свою очередь крепятся к каркасу котла. Общая толщина обмуровки поворотной камеры составляет 380 мм: огнеупорный бетон - 80 мм, термоизоляционный бетон - 135 мм и четыре слоя совелитовых плит по 40 мм. Обмуровка конвективного пароперегревателя состоит из одного слоя термоизоляционного бетона толщиной 155 мм, слоя огнеупорного бетона – 80 мм и четырех слоев совелитовых плит – 165 мм. Между плитами находится слой совелитовой мас10 тики толщиной 2÷2,5 мм. Обмуровка водяного экономайзера толщиной 260 мм, состоит из огнеупорного и термоизоляционного бетона и трех слоев совелитовых плит. МЕРЫ БЕЗОПАСНОСТИ Эксплуатация котельных агрегатов должна производиться в соответствии с действующими «Правилами устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов», утвержденными Ростехнадзором и «Техническими требованиями по взрывобезопасности котельных установок, работающих на мазуте и природном газе», а также действующими «Правилами техники безопасности при обслуживании теплосилового оборудования электростанций». Библиографический список 1. Инструкция по эксплуатации энергетического котла ТГМ-84 ТЭЦ ВАЗа. 2. Мейкляр М.В. Современные котельные агрегаты ТКЗ. М.: Энергия, 1978. 3. Ковалев А.П., Лелеев Н.С., Виленский Т.В. Парогенераторы: Учебник для вузов. М.: Энергоатомиздат, 1985. 11 Конструкция и работа котла ТГМ-84 Составитель КАЛМЫКОВ Максим Витальевич Редактор Н.В. В е р ш и н и н а Технический редактор Г.Н. Ш а н ь к о в а Подписано в печать 20.06.06. Формат 60×84 1/12. Бумага офсетная. Печать офсетная. Усл.п.л. 1,39. Усл.кр.-отт. 1,39. Уч.-изд. л. 1,25 Тираж 100. С. – 171. ________________________________________________________________________________________________________ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Самарский государственный технический университет» 432100. г. Самара, ул. Молодогвардейская, 244. Главный корпус 12

Описание объекта .

Полное наименование: «Автоматизированный обучающий курс «Эксплуатация котлоагрегата ТГМ-96Б при сжигании мазута и природного газа».

Условное обозначение:

Год выпуска: 2007.

Автоматизированный учебный курс по эксплуатации котлоагрегата ТГМ-96Б разработан для подготовки оперативного персонала, обслуживающего котельные установки данного типа и является средством обучения, предэкзаменационной подготовки и экзаменационного тестирования персонала ТЭЦ.

АУК составлен на основе нормативно-технической документации, используемой при эксплуатации котлов ТГМ-96Б. В нем содержится текстовый и графический материал для интерактивного изучения и тестирования обучаемых.

В данном АУКе описываются конструктивные и технологические характеристики основного и вспомогательного оборудования котлов ТГМ-96Б, а именно: топочная камера, барабан, пароперегреватель, конвективная шахта, узел питания, тягодутьевые устройства, регулирование температур пара и воды и т.д.

Рассматриваются пусковые, штатные, аварийные и остановочные режимы работы котельной установки, а также основные критерии надежности при прогреве и расхолаживании паропроводов, экранов и других элементов котла.

Рассмотрена система автоматического регулирования котла, система защит, блокировок и сигнализации.

Определен порядок допуска к осмотру, испытаниям, ремонту оборудования, правила техники безопасности и взрывопожаробезопасности.

Состав АУКа:

Автоматизированный учебный курс (АУК) является программным средством, предназначенным для первоначального обучения и последующей проверки знаний персонала электрических станций и электрических сетей. Прежде всего, для обучения оперативного и оперативно-ремонтного персонала.

Основу АУКа составляют действующие производственные и должностные инструкции, нормативные материалы, данные заводов-производителей оборудования.

АУК включает в себя:

• раздел общетеоретической информации;
• раздел, в котором рассматриваются конструкция и правила эксплуатации конкретного типа оборудования;
• раздел самопроверки обучаемого;
• блок экзаменатора.

АУК помимо текстов, содержит необходимый графический материал (схемы, рисунки, фотографии).

Информационное содержание АУК.

Текстовый материал составлен на основе инструкций по эксплуатации котлоагрегата ТГМ-96, заводских инструкций, других нормативно-технических материалов и включает в себя следующие разделы:

1. Краткое описание конструкции котлоагрегата ТГМ-96.
1.1. Основные параметры.
1.2. Компоновка котлоагрегата.
1.3. Топочная камера.
1.3.1. Общие данные.
1.3.2. Размещение поверхностей нагрева в топке.
1.4. Горелочное устройство.
1.4.1. Общие данные.
1.4.2. Технические характеристики горелки.
1.4.3. Мазутные форсунки.
1.5. Барабан и сепарационное устройство.
1.5.1. Общие данные.
1.5.2. Внутрибарабанное устройство.
1.6. Пароперегреватель.
1.6.1. Общие сведения.
1.6.2. Радиационный пароперегреватель.
1.6.3. Потолочный пароперегреватель.
1.6.4. Ширмовый пароперегреватель.
1.6.5. Конвективный пароперегреватель.
1.6.6. Схема движения пара.
1.7. Устройство для регулирования температуры перегретого пара.
1.7.1. Конденсационная установка.
1.7.2. Впрыскивающие устройства.
1.7.3. Схема подвода конденсата и питательной воды.
1.8. Водяной экономайзер.
1.8.1. Общие данные.
1.8.2. Подвесная часть экономайзера.
1.8.3. Панели настенного экономайзера.
1.8.4. Конвективный экономайзер.
1.9. Воздухоподогреватель.
1.10. Каркас котла.
1.11. Обмуровка котла.
1.12. Очистка поверхностей нагрева.
1.13. Тягодутьевая установка.
2. Выписка из теплового расчета.
2.1. Основные характеристики котла.
2.2. Коэффициенты избытка воздуха.
2.3. Тепловой баланс и характеристики топки.
2.4. Температура продуктов сгорания.
2.5. Температуры пара.
2.6. Температуры воды.
2.7. Температуры воздуха.
2.8. Расход конденсата на впрыск.
2.9. Сопротивление котла.
3. Подготовка котла к пуску из холодного состояния.
3.1. Осмотр и проверка оборудования.
3.2. Подготовка растопочных схем.
3.2.1. Сборка схем для прогрева сниженного узла питания и впрысков.
3.2.2. Сборка схем по паропроводам и пароперегревателю.
3.2.3. Сборка газовоздушного тракта.
3.2.4. Подготовка газопроводов котла.
3.2.5. Сборка мазутопроводов в пределах котла.
3.3. Заполнение котла водой.
3.3.1. Общие положения.
3.3.2. Операции перед заполнением.
3.3.3. Операции после заполнения.
4. Растопка котла.
4.1. Общая часть.
4.2. Растопка на газе из холодного состояния.
4.2.1. Вентиляция топки.
4.2.2. Заполнение газопровода газом.
4.2.3. Проверка газопровода и арматуры в пределах котла на плотность.
4.2.4. Розжиг первой горелки.
4.2.5. Розжиг второй и следующих горелок.
4.2.6. Продувка водоуказательных колонок.
4.2.7. График растопки котла.
4.2.8. Продувка нижних точек экранов.
4.2.9. Температурный режим радиационного пароперегревателя при растопке.
4.2.10. Температурный режим водяного экономайзера при растопке.
4.2.11. Включение котла в магистраль.
4.2.12. Подъем нагрузки до номинала.
4.3. Растопка котла из горячего состояния.
4.4. Растопка котла с использованием схемы рециркуляции котловой воды.
5. Обслуживание котла и оборудования во время работы.
5.1. Общие положения.
5.1.1. Основные задачи эксплуатационного персонала.
5.1.2. Регулирование паропроизводительности котла.
5.2. Обслуживание работающего котла.
5.2.1. Наблюдения во время работы котла.
5.2.2. Питание котла.
5.2.3. Регулирование температуры перегретого пара.
5.2.4. Контроль над режимом горения.
5.2.5. Продувка котла.
5.2.6. Работа котла на мазуте.
6. Переход с одного вида топлива на другой.
6.1. Переход с природного газа на мазут.
6.1.1. Перевод горелки со сжигания газа на мазут с ГЩУ.
6.1.2. Перевод горелки со сжигания мазута на природный газ по месту.
6.2. Переход с мазута на природный газ.
6.2.1. Перевод грелки со сжигания мазута на природный газ с ГЩУ.
6.2.2. Перевод горелки со сжигания мазута на природный газ по месту.
6.3. Совместное сжигание природного газа и мазута.
7. Останов котлоагрегата.
7.1. Общие положения.
7.2. Останов котла в резерв.
7.2.1. Действия персонала во время останова.
7.2.2. Опробование предохранительных клапанов.
7.2.3. Действия персонала после останова.
7.3. Останов котла с расхолаживанием.
7.4. Аварийный останов котла.
7.4.1. Случаи аварийного останова котла действием защиты или персоналом.
7.4.2. Случаи аварийного останова котла по распоряжению главного инженера.
7.4.3. Дистанционное отключение котла.
8. Аварийные ситуации и порядок их ликвидации.
8.1. Общие положения.
8.1.1. Общая часть.
8.1.2. Обязанности дежурного персонала при аварии.
8.1.3. Действия персонала во время аварии.
8.2. Сброс нагрузки.
8.3. Сброс нагрузки станции с потерей собственных нужд.
8.4. Понижение уровня воды.
8.4.1. Признаки понижения уровня и действия персонала.
8.4.2. Действия персонала после ликвидации аварии.
8.5. Повышение уровня воды.
8.5.1. Признаки и действия персонала.
8.5.2. Действия персонала в случае отказа работы защиты.
8.6. Выход из строя всех водоуказательных приборов.
8.7. Разрыв экранной трубы.
8.8. Разрыв трубы пароперегревателя.
8.9. Разрыв трубы водяного экономайзера.
8.10. Обнаружение трещин в трубопроводах и паровой арматуре котла.
8.11. Повышение давления в барабане более 170 атм и отказ предохранительных клапанов.
8.12. Прекращение подачи газа.
8.13. Понижение давления мазута за регулирующим клапаном.
8.14. Отключение обоих дымососов.
8.15. Отключение обоих дутьевых вентиляторов.
8.16. Отключение всех РВП.
8.17. Загорание отложений в воздухоподогревателях.
8.18. Взрыв в топке или газоходах котла.
8.19. Обрыв факела, неустойчивый топочный режим, пульсация в топке.
8.20. Заброс воды в пароперегреватель.
8.21. Разрыв магистрального мазутопровода.
8.22. Разрыв или возникновение пожара на мазутопроводах в пределах котла.
8.23. Разрыв или возникновение пожара на магистральных газопроводах.
8.24. Разрыв или возникновение пожара на газопроводах в пределах котла.
8.25. Понижение температуры наружного воздуха ниже расчетной.
9. Автоматика котла.
9.1. Общие положения.
9.2. Регулятор уровня.
9.3. Регулятор горения.
9.4. Регулятор температуры перегретого пара.
9.5. Регулятор непрерывной продувки.
9.6. Регулятор фосфатирования воды.
10. Тепловая защита котла.
10.1. Общие положения.
10.2. Защита при перепитке котла.
10.3. Защита при упуске уровня.
10.4. Защита при отключении дымососов или дутьевых вентиляторов.
10.5. Защита при отключении всех РВП.
10.6. Аварийный останов котла кнопкой.
10.7. Защита по падению давления топлива.
10.8. Защита по повышению давления газа.
10.9. Работа переключателя вида топлива.
10.10. Защита по погасанию факела в топке.
10.11. Защита по повышению темпрературы перегретого пара за котлом.
11. Уставки технологической защиты и сигнализации.
11.1. Уставки технологической сигнализации.
11.2. Уставки технологической защиты.
12. Импульсно-предохранительные устройства котла.
12.1. Общие положения.
12.2. Эксплуатация ИПУ.
13. Техника безопасности и противопожарные мероприятия.
13.1. Общая часть.
13.2. Правила техники безопасности.
13.3. Меры безопасности при выводе котла в ремонт.
13.4. Требования по технике безопасности и пожаробезопасности.
13.4.1. Общие данные.
13.4.2. Требования по технике безопасности.
13.4.3. Требования техники безопасности при работе котла на заменителях мазута.
13.4.4. Требования пожаробезопасности.

14. Графический материал в данном АУКе представлен в составе 17 рисунков и схем:
14.1. Компоновка котла ТГМ-96Б.
14.2. Под топочной камеры.
14.3. Узел крепления экранной трубы.
14.4. Схема расположения горелок.
14.5. Устройство горелки.
14.6. Внутрибарабанное устройство.
14.7. Конденсационная установка.
14.8. Схема сниженного узла питания и впрысков котла.
14.9. Пароохладитель.
14.10. Сборка схемы для прогрева сниженного узла питания.
14.11. Схема растопки котла (паровой тракт).
14.12. Схема газо-воздуховодов котла.
14.13. Схема газопроводов в пределах котла.
14.14. Схема мазутопроводов в пределах котла.
14.15. Вентиляция топки.
14.16. Заполнение газопровода газом.
14.17. Проверка газопровода на плотность.

Проверка знаний

После изучения текстового и графического материала, обучаемый может запустить программу самостоятельной проверки знаний. Программа представляет собой тест, проверяющий степень усвоения материала инструкции. В случае ошибочного ответа оператору выводится сообщение об ошибке и цитата из текста инструкции, содержащая правильный ответ. Общее количество вопросов по данному курсу составляет 396.

Экзамен

После прохождения учебного курса и самоконтроля знаний обучаемый сдает экзаменационный тест. В него входят 10 вопросов, выбранных автоматически случайным образом из числа вопросов, предусмотренных для самопроверки. В ходе экзамена экзаменующемуся предлагается ответить на эти вопросы без подсказок и возможности обратиться к учебнику. Никаких сообщений об ошибках до окончания тестирования не выводится. После окончания экзамена обучаемый получает протокол, в котором изложены предложенные вопросы, выбранные экзаменующимся варианты ответов и комментарии к ошибочным ответам. Оценка за экзамен выставляется автоматически. Протокол тестирования сохраняется на жестком диске компьютера. Имеется возможность его печати на принтере.

Типовая энергетическая характеристика котла ТГМ-96Б отражает технически достижимую экономичность котла. Типовая энергетическая характеристика может служить основой для составления нормативных характеристик котлов ТГМ-96Б при сжигании мазута.

МИНИСТЕРСТВО ЭНЕРГЕТИКИ И ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ СССР

ГЛАВНОЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ
ЭНЕРГОСИСТЕМ

ТИПОВАЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
КОТЛА ТГМ-96Б ПРИ СЖИГАНИИ МАЗУТА

Москва 1981

Настоящая Типовая энергетическая характеристика разработана Союзтехэнерго (инж. Г.И. ГУЦАЛО)

Типовая энергетическая характеристика котла ТГМ-96Б составлена на базе тепловых испытаний, проведенных Союзтехэнерго на Рижской ТЭЦ-2 и Средазтехэнерго на ТЭЦ-ГАЗ, и отражает технически достижимую экономичность котла.

Типовая энергетическая характеристика может служить основой для составления нормативных характеристик котлов ТГМ-96Б при сжигании мазута.

Приложение

. КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОБОРУДОВАНИЯ КОТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКИ

1.1 . Котел ТГМ-96Б Таганрогского котельного завода - газомазутный с естественной циркуляцией и П-образной компоновкой, предназначен для работы с турбинами T -100/120-130-3 и ПТ-60-130/13. Основные расчетные параметры котла при работе на мазуте приведены в табл. .

По данным ТКЗ, минимально допустимая нагрузка котла по условию циркуляции составляет 40 % номинальной.

1.2 . Топочная камера имеет призматическую форму и в плане представляет собой прямоугольник с размерами 6080×14700 мм. Объем топочной камеры - 1635 м 3 . Тепловое напряжение топочного объема составляет 214 кВт/м 3 , или 184 · 10 3 ккал/(м 3 · ч). В топочной камере размещены испарительные экраны и на фронтовой стене радиационный настенный пароперегреватель (РНП). В верхней части топки в поворотной камере размещен ширмовый пароперегреватель (ШПП). В опускной конвективной шахте расположены последовательно по ходу газов два пакета конвективного пароперегревателя (КПП) и водяной экономайзер (ВЭ).

1.3 . Паровой тракт котла состоит из двух самостоятельных потоков с перебросом пара между сторонами котла. Температура перегретого пара регулируется впрыском собственного конденсата.

1.4 . На фронтовой стене топочной камеры расположены четыре двухпоточные газомазутные горелки ХФ ЦКБ-ВТИ. Горелки установлены в два яруса на отметках -7250 и 11300 мм с углом подъема к горизонту 10°.

Для сжигания мазута предусмотрены паромеханические форсунки «Титан» номинальной производительностью 8,4 т/ч при давлении мазута 3,5 МПа (35 кгс/см 2). Давление пара на продувку и распыл мазута рекомендовано заводом 0,6 МПа (6 кгс/см 2). Расход пара на форсунку составляет 240 кг/ч.

1.5 . Котельная установка укомплектована:

Двумя дутьевыми вентиляторами ВДН-16-П производительностью с запасом 10 % 259 · 10 3 м 3 /ч, давлением с запасом 20 % 39,8 МПа (398,0 кгс/м 2), мощностью 500/250 кВт и частотой вращения 741/594 об/мин каждой машины;

Двумя дымососами ДН-24×2-0,62 ГМ производительностью с запасом 10 % 415 · 10 3 м 3 /ч, давлением с запасом 20 % 21,6 МПа (216,0 кгс/м 2), мощностью 800/400 кВт и частотой вращения 743/595 об/мин каждой машины.

1.6 . Для очистки конвективных поверхностей нагрева от отложений золы проектом предусмотрена дробевая установка, для очистки РВП - водная обмывка и обдувка паром из барабана со снижением давления в дросселирующей установке. Продолжительность обдувки одного РВП 50 мин.

. ТИПОВАЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА КОТЛА ТГМ-96Б

2.1 . Типовая энергетическая характеристика котла ТГМ-96Б ( рис. , , ) составлена на основании результатов тепловых испытаний котлов Рижской ТЭЦ-2 и ТЭЦ ГАЗ в соответствии с инструктивными материалами и методическими указаниями по нормированию технико-экономических показателей котлов. Характеристика отражает среднюю экономичность нового котла, работающего с турбинами T -100/120-130/3 и ПТ-60-130/13 при нижеприведенных условиях, принятых за исходные.

2.1.1 . В топливном балансе электростанций, сжигающих жидкое топливо, большую часть составляет высокосернистый мазут M 100. Поэтому характеристика составлена на мазут M 100 (ГОСТ 10585-75 ) с характеристиками: A P = 0,14 %, W P = 1,5 %, S P = 3,5 %, (9500 ккал/кг). Все необходимые расчеты выполнены на рабочую массу мазута

2.1.2 . Температура мазута перед форсунками принята 120 ° C (t тл = 120 °С) исходя из условий вязкости мазута M 100, равной 2,5° ВУ, согласно § 5.41 ПТЭ.

2.1.3 . Среднегодовая температура холодного воздуха (t x .в. ) на входе в дутьевой вентилятор принята равной 10 ° C , так как в основном котлы ТГМ-96Б находятся в климатических районах (Москва, Рига, Горький, Кишинев) со среднегодовой температурой воздуха, близкой к этой температуре.

2.1.4 . Температура воздуха на входе в воздухоподогреватель (t вп ) принята равной 70 ° C и постоянной при изменении нагрузки котла, согласно § 17.25 ПТЭ.

2.1.5 . Для электростанций с поперечными связями температура питательной воды (t п.в ) перед котлом принята расчетной (230 °С) и постоянной при изменении нагрузки котла.

2.1.6 . Удельный расход тепла нетто на турбоустановку принят 1750 ккал/(кВт. ч), по данным тепловых испытаний.

2.1.7 . Коэффициент теплового потока принят изменяющимся с нагрузкой котла от 98,5 % при номинальной нагрузке до 97,5 % при нагрузке 0,6 D ном .

2.2 . Расчет нормативной характеристики проведен в соответствии с указаниями «Теплового расчета котельных агрегатов (нормативный метод)», (М.: Энергия, 1973).

2.2.1 . Коэффициент полезного действия брутто котла и потери тепла с уходящими газами подсчитаны в соответствии с методикой, изложенной в книге Я.Л. Пеккера «Теплотехнические расчеты по приведенным характеристикам топлива» (М.: Энергия, 1977).

где

здесь

α ух = α " вэ + Δα тр

α ух - коэффициент избытка воздуха в уходящих газах;

Δα тр - присосы в газовый тракт котла;

Т ух - температура уходящих газов за дымососом.

В расчет заложены значения температур уходящих газов, измеренные в опытах тепловых испытаний котла и приведенные к условиям построения нормативной характеристики (входные параметры t x в , t " кф , t п.в ).

2.2.2 . Коэффициент избытка воздуха врежимной точке (за водяным экономайзером) α " вэ принят равным 1,04 на номинальной нагрузке и изменяющимся до 1,1 на 50 %-ной нагрузке по данным тепловых испытаний.

Снижение расчетного (1,13) коэффициента избытка воздуха за водяным экономайзером до принятого в нормативной характеристике (1,04) достигается правильным ведением топочного режима согласно режимной карте котла, соблюдением требований ПТЭ в отношении присосов воздуха в топку и в газовый тракт и подбором комплекта форсунок.

2.2.3 . Присосы воздуха в газовый тракт котла на номинальной нагрузке приняты равными 25 %. С изменением нагрузки присосы воздуха определяются по формуле

2.2.4 . Потери тепла от химической неполноты сгорания топлива (q 3 ) приняты равными нулю, так как во время испытаний котла при избытках воздуха, принятых в Типовой энергетической характеристике, они отсутствовали.

2.2.5 . Потери тепла от механической неполноты сгорания топлива (q 4 ) приняты равными нулю согласно «Положению о согласовании нормативных характеристик оборудования и расчетных удельных расходов топлива» (М.: СЦНТИ ОРГРЭС, 1975).

2.2.6 . Потери тепла в окружающую среду (q 5 ) при испытаниях не определялись. Они рассчитаны в соответствии с «Методикой испытаний котельных установок» (М.: Энергия, 1970) по формуле

2.2.7 . Удельный расход электроэнергии на питательный электронасос ПЭ-580-185-2 рассчитывался с использованием характеристики насоса, принятой из технических условий ТУ-26-06-899-74.

2.2.8 . Удельный расход электроэнергии на тягу и дутье рассчитан по расходам электроэнергии на привод дутьевых вентиляторов и дымососов, измеренным при проведении тепловых испытаний и приведенный к условиям (Δα тр = 25 %), принятым при составлении нормативной характеристики.

Установлено, что при достаточной плотности газового тракта (Δα ≤ 30 %) дымососы обеспечивают номинальную нагрузку котла на низкой частоте вращения, но без какого-либо запаса.

Дутьевые вентиляторы на низкой частоте вращения обеспечивают нормальную работу котла до нагрузок 450 т/ч.

2.2.9 . В суммарную электрическую мощность механизмов котельной установки включены мощности электроприводов: питательного электронасоса, дымососов, вентиляторов, регенеративных воздухоподогревателей (рис. ). Мощность электродвигателя регенеративного воздухоподогревателя принята по паспортным данным. Мощности электродвигателей дымососов, вентиляторов и питательного электронасоса определены во время тепловых испытаний котла.

2.2.10 . Удельный расход тепла на нагрев воздуха в калориферной установке подсчитан с учетом нагрева воздуха в вентиляторах.

2.2.11 . В удельный расход тепла на собственные нужды котельной установки включены потери тепла в калориферах, КПД которых принят 98 %; на паровую обдувку РВП и потери тепла с паровой продувкой котла.

Расход тепла на паровую обдувку РВП рассчитывался по формуле

Q обд = G обд · i обд · τ обд · 10 -3 МВт (Гкал/ч )

где G обд = 75 кг/мин в соответствии с «Нормами расхода пара и конденсата на собственные нужды энергоблоков 300, 200, 150 МВт» (М.: СЦНТИ ОРГРЭС, 1974);

i обд = i нас. пара = 2598 кДж/кг (ккал/кг)

τ обд = 200 мин (4 аппарата с продолжительностью обдувки 50 мин при включении в течение суток).

Расход тепла с продувкой котла подсчитывался по формуле

Q прод = G прод · i к.в · 10 -3 МВт (Гкал/ч )

где G прод = PD ном 10 2 кг/ч

P = 0,5 %

i к.в - энтальпия котловой воды;

2.2.12 . Порядок проведения испытаний и выбор средств измерений, применяемых при испытаниях, определялись «Методикой испытаний котельных установок» (М.: Энергия, 1970).

. ПОПРАВКИ К НОРМАТИВНЫМ ПОКАЗАТЕЛЯМ

3.1 . Для приведения основных нормативных показателей работы котла к измененным условиям его эксплуатации в допустимых пределах отклонения значений параметров даны поправки в виде графиков и цифровых значений. Поправки к q 2 в виде графиков приведены на рис. , . Поправки к температуре уходящих газов приведены на рис. . Кроме перечисленных, приведены поправки на изменение температуры подогрева мазута, подаваемого в котел, и на изменение температуры питательной воды.

← Вернуться