Паровой котел КЕ-25-14С

                                               СОДЕРЖАНИЕ

 

Задание……………………………………………………………….…......

1  Характеристика котлоагрегата…………………………........................

    1.1 Техническая  характеристика котла КЕ-25-14С……………………

2  Расчет топлива  по воздуху и продуктам сгорания……………………

    2.1  Определение  количества продуктов сгорания……………………

    2.2  Определение  энтальпии продуктов сгорания…………………….

3  Поверочный тепловой  расчет…………………………………………..

    3.1  Предварительный тепловой баланс………………………………._.

    3.2  Расчет теплообмена в топке………………………………………..

    3.3  Расчет  теплообмена в конвективной поверхности……………….

    3.4  Расчет  экономайзера………………………………………………..

4  Окончательный тепловой  баланс………………………………………

Вывод……………………………………………………………………….

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

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЗАДАНИЕ

 

Выполнить проект стационарного  парового котла в соответствии со следующими данными:

– тип котла                                                                          КЕ–25–14с

– паропроизводительность, D, кг/ч                                   24000

– давление пара, Р, МПа                                                     1,35

– температура пара,t_п, ºС                                                     194

– температура питательной воды, t_пв1, ºС                           105

– непрерывная продувка, р_пр, %                                              5

– топливо                                                        уголь Ирша-бородинское (Б2)

 

Расчетные характеристики топлива

 

Состав топлива:                                                                             [2, таблица I]                

содержание серы                                   S^г = 0,2%

содержание углерода                            С^г = 43,7%

содержание водорода                            Н^г = 3%

содержание азота                                   N^г = 0,6%

содержание кислорода                         О^г = 13,5%

Зольность топлива                                           А^r = 6%

Влажность топлива                                         W^r = 33%

Низшая теплота сгорания топлива:

(Q_i^r)_н=3740 ккал/кг=15670 кДж/кг

Выход летучих веществ                                  V^daf=48 %

Температурные характеристики золы:

t_A=1100÷1300 ºC

t_B=1100÷1420 ºC

t_C=1130÷1430 ºC

Приведенная влажность  топлива

W_пр^r=33/3740=8.82*10^-3 % кг/ккал=2.10 %кг/МДж

Приведенная зольность  топлива

A_пр^r=6/3740=1.60*10^-3 % кг/ккал=0.38 %кг/МДж

Приведенное содержание серы

S_пр^r=0.2/3740=1.60*10^-3 % кг/ккал=0.012 %кг/МДж

 

1  ХАРАКТЕРИСТИКА  КОТЛОАГРЕГАТА

 

Паровой котел КЕ-25-14С, с естественной циркуляцией со слоевыми механической топкой предназначен для выработки насыщенного пара, используемого на технологические нужды промышленного предприятия, в системах отопления и горячего водоснабжения.

Топочная камера котла серии КЕ образована боковыми экранами, фронтовой и задней стенками.

В котле КЕ-25-14С применена  схема одноступенчатого испарения. Вода циркулирует следующим образом: питательная вода из экономайзера подается в верхний барабан под уровень воды по перфорированной трубе. В нижний барабан вода сливается по задним обогреваемым трубам кипятильного пучка. Передняя часть пучка (от фронта котла) является подъемной. Из нижнего барабана вода по перепускным трубам поступает в камеры левого и правого экранов. Питание экранов осуществляется также из верхнего барабана по опускным стоякам, расположенным на фронте котла.

Блок котла КЕ-25-14С, опирается камерами боковых экранов  на продольные швеллеры. Камеры приварены  к швеллерам по всей длине. В области  конвективного пучка блок котла опирается на задние и передние поперечные балки. Поперечные балки крепятся к продольным швеллерам. Передняя балка крепится неподвижно, задняя – подвижно.

Обвязочный каркас котла  КЕ-25-14С устанавливается на уголках, приваренных вдоль камер боковых  экранов по всей длине.

Для возможности перемещения  элементов блоков котла КЕ-25-14С  в заданном направлении часть  опор выполнена подвижными. Они имеют  овальные отверстия для болтов, которыми крепятся к раме.

Котел КЕ с решеткой и экономайзером оборудован системой возврата уноса и острым дутьем. Унос, оседающий в четырех зольниках котла, возвращается в топку при помощи эжекторов и вводится в топочную камеру на высоте 400 мм от решетки. Смесительные трубы возврата уноса выполнены прямыми, без поворотов, что обеспечивает надежную работу систем. Доступ к эжекторам возврата уноса для осмотра и ремонта возможен через люки, расположенные на боковых стенках. Трубы крайнего ряда пучка вводятся в нижний барабан.

Паровой котел КЕ-25-14С  оборудован стационарным устройством очистки поверхностей нагрева согласно проекту завода.

Паровой котёл КЕ-25-14С  комплектуется топкой типа ЗП-РПК  с пневмомеханическими забрасывателями и решеткой с поворотными колосниками.

За котельным агрегатом устанавливается водяной экономайзер.

Площадки котла типа КЕ расположены в местах, необходимых для обслуживания арматуры котла. Основные площадки котла: боковая площадка для обслуживания водоуказательных приборов; боковая площадка для обслуживания предохранительных клапанов и запорной арматуры на барабане котла; площадка на задней стенке котла для обслуживания продувочной линии из верхнего барабана и для доступа в верхний барабан при ремонте котла.

На боковые площадки ведут лестницы, на заднюю площадку – спуск (короткая лестница) с верхней  боковой площадки.

Котел КЕ-25-14С оборудован двумя предохранительными клапанами, один из которых контрольный. На верхнем барабане установлен манометр.

На верхнем барабане устанавливается следующая арматура: главная паровая задвижка, вентили для отбора проб пара, отбора пара на собственные нужды. На колене для спуска воды установлен запорный вентиль с условным проходом 50 мм.

У котла  КЕ-25-14С, через  патрубок для продувки осуществляются периодическая и непрерывная продувки. На линиях периодической продувки из всех нижних камер экранов установлены запорные вентили. На паропроводе  обдувки установлены дренажные вентили для отвода конденсата при прогреве линии и запорные вентили для подачи пара к обдувочному прибору. Вместо паровой обдувки может быть поставлена газоимпульсная или генератор ударных волн (ГУВ).

На питательных трубопроводах  перед экономайзером устанавливаются  обратные клапаны и запорные вентили; перед обратным клапаном установлен регулирующий клапан питания, который соединяется с исполнительным механизмом автоматики котла.

Для котлов типа КЕ пропускная способность  предохранительных клапанов соответствует номинальной паропроизводительности при абсолютном давлении 1,0 МПа.

При работе на пониженном давлении предохранительные  клапаны на котле и дополнительные предохранительные клапаны, устанавливаемые на оборудовании, должны регулироваться на фактическое рабочее давление.

С понижением давления в котлах до 0,7 МПа комплектация котлов экономайзерами не изменяется, так как в этом случае недогрев воды в питательных экономайзерах до температуры насыщения пара в котле составляет 20°С, что удовлетворяет требованиям правил Госгортехнадзора.

 

1.1  Техническая характеристика  котла КЕ-25-14с

Паропроизводительность                                                            D = 25 т/ч.

Давление                                                                                    Р = 14 кгс/см².

Температура пара                                                                   t = 194ºС.

Радиационная (лучевоспринимающая) поверхность нагрева Н_л = 91 м².

Конвективная поверхность нагрева                                           Н_к = 405,6 м².

Тип топочного устройства                                                     ТЧЗ-2700/5600.

Площадь зеркала горения                                                                 13,5 м².

 

 

 

 

 

 

 

2  РАСЧЕТ  ТОПЛИВА  ПО  ВОЗДУХУ

 

2.1  Определение  количества продуктов сгорания

Расчет количества продуктов сгорания выполняется с целью определения количества газов, образующихся при сгорании топлива заданного состава и расчетном коэффициенте избытка воздуха. Все расчеты объема воздуха и продуктов сгорания ведутся на 1 кг топлива.

Теоретически необходимое  количество сухого воздуха, необходимого для полного сгорания топлива при коэффициенте избытка воздуха α=1

V₀^H = 0,0889(C^r + 0,375S^r) + 0,265Н^r – 0,0333О^r;

V₀^H = 0,0889∙(43,7 + 0,375 ∙ 0,2) + 0,267 ∙ 3 – 0,033 ∙ 13,5 = 4,3 м³/кг.

Теоретический объем трехатомных газов

V^H_RO2 = 1,866(С^r + 0,375S^r)/100;

V^H_RO2 = 1,866∙(43,7 + 0,375 ∙ 0,2) /100= 0,4 м³/кг.

Теоретический объем азота

V₀^H_N2 = 0,79 V₀^H + 0,8N^r/100;

V₀^H_N2 = 3,397 + 0,0048 = 3,4 м³/кг.

Теоретический объем  водяных паров

V₀^H_H2O = 0,111Н^r + 0,0124W_t^r+ 0,0161V₀^H;

V₀^H_H2O = 0,111 ∙ 3 + 0,0124 ∙ 33 + 0,016 ∙ 4,3 = 0,8 м³/кг.

Полный объем дымовых  газов (суммарный)

V₀^H_г = V^H_RO2+ V₀^H_N2+ V₀^H_H2O;

V₀^H_г = 0,4 + 3,4 + 0,8= 4,6 м³/кг.

Коэффициент избытка  воздуха на выходе из топки принимается:

α″_Т = 1,3

Присосы воздуха в  газоходы котла принимаются:

в топку ∆α_Т =0,1

в конвективный пучок  ∆α_КП =0,05

в экономайзер ∆α_ЭК =0,1

Коэффициент избытка  воздуха за отдельными поверхностями  нагрева:

за конвективным пучком

α″_КП = α″_Т +∆α_КП =1,3+0,05=1,35;

за экономайзером

α″_ЭК = α″_КП +∆α_ЭК =1,35+0,1=1,45.

Средние коэффициенты избытка  воздуха по газоходам:

в конвективном пучке

α_КП.СР =( α″_Т + α″_КП)/2=(1,3+1,35)/2=1,325;

в экономайзере

α_ЭК.СР =( α″_КП + α″_ЭК)/2=(1,35+1,45)/2=1,4.

 

Действительные объемы водяных паров и дымовых газов определяются по следующим формулам и представлены в таблице 2.1.

объем водяных паров

V^H_H2O = V₀^H_H2O +0,0161(α_СР - 1)V₀^H, м³/кг

объем дымовых газов

V^H_г = V^H_{RO2 +} V₀^H_{N2 +} V^H_H2O + (α_СР - 1)V₀^H, м³/кг

безразмерная концентрация золовых частиц

μ_зл = = , где

доля золы топлива в уносе

=12%

Таблица 2.1. Действительные объемы водяных паров и дымовых газов.

Величина	Газоходы
	Топка	Конвективный пучок	Эконо- майзер
Коэффициент избытка  воздуха за поверхностью нагрева, α″i	1,3	1,35	1,45
Коэффициенты избытка  воздуха средний, αСР	1,3	1,325	1,4
Объем водяных паров, VHH2O, м3/кг	0,821	0,822	0,827
Полный объем дымовых  газов, VHг, м3/кг	5,91	6,019	7,449
Объемная доля трехатомных  газов, rRO2 = VHRO2/ VHг	0,067	0,066	0,053
Объемная доля водяных  паров, rHO2 = VHHO2/ VHг	0,138	0,136	0,11
Объемная доля трехатомных  газов и водяных паров, rn = rRO2 + rHO2	0,205	0,202	0,164
Масса дымовых газов, , кг/кг	8,24	8,38	8,80
безразмерная концентрация золовых частиц, μзл, кг/кг	0,001	0,001	0,001