Схема котла тгмп 344

Обновлено: 14.07.2024

Современные технологические решения при разработке топочно-горелочных устройств

До настоящего времени основной упор в тепло-электроэнергетике был сделан на строительстве и вводе новых мощностей. Однако, с не меньшей остротой стоит проблема модернизации действующего оборудования, которое требует не меньших финансовых затрат.

Причем сама специфика организации управления энергетической отраслью в России, по сути дела, мало соответствует требованиям современных технических решений - инноваций.

Это отчетливо видно в конкурсных представлениях на выполнение тех или иных работ, направленных, в основном, на минимизацию затрат, отсутствие учета износа оборудования, что не позволяет в экономических расчетах учесть необходимость инноваций.

Поэтому нередко хозяйствующие субъекты в своих действиях опираются преимущественно только на сию минутные финансовые интересы. Выбор оборудования делается на основе приблизительной экспертной оценки: по принципу похожести условий работы оборудования и других подобных критериях, или на покупке зарубежного оборудования, которое не всегда согласуется с отечественным газоиспользующим или не прошло достаточной апробации.

Подобное чревато серьезными последствиями, особенно в условиях мирового кризиса.

Несмотря на видимые относительно высокие затраты на математическое моделирование процессов горения, данные расходы с лихвой окупаются за счет повышения экономичности работы данной котельной установки, увеличения надежности работы котельно-топочного оборудования, следствием чего является увеличение выработки тепла и электроэнергии, снижение затрат на ремонт и восстановление оборудования.

Значительное снижение вредных выбросов токсичных и парниковых газов в атмосферу способствует улучшению экологической обстановки окружающей среды


Рис. 1 Расчётная сетка (1 359 756 конечных объёмов)

2. Математическая модель и метод численного решения

Численное моделирование горения метана в топке Сургутской ГРЭС-2 выполняется средствами программного комплекса Ansys CFX 11.0, который позволяет проводить численный расчёт турбулентных реагирующих течений в условиях сложной геометрии (по оригинальной методике, разработанной к.ф-мат.н. Ю.К. Шиндлер, к.ф-мат.н. С.В. Лупуляк).

. В расчётах используется многопроцессорный кластер лаборатории «Прикладная математика и механика» Санкт-Петербургского государственного политехнического университета (24 двухъядерных процессора AMD Opteron 248), а также мощные однопроцессорные рабочие станции.

Построение расчётной сетки в области с существенно разномасштабными конструктивными элементами (рис. 1) выполнено средствами Ansys ICEM CFD 11.0. В связи с большой сложностью геометрии расчётной области, для её триангуляции была использована технология так называемых композитных структурированных сеток. Данная технология заключается в том, что расчётная область разбивается на отдельные подобласти, которые триангулируются независимо друг от друга, а затем при расчёте данные передаются между подобластями при помощи интерполяции. Построенная расчётная сетка содержит 1 359 756 конечных объёмов (рис. 2, 3, 4).

В расчётной области методом конечных объёмов решается система уравнений Навье-Стокса, описывающая течение газа, и уравнения переноса химических компонентов и энтальпии смеси. Поле температуры определяется с учётом состава и энтальпии смеси. Система решается в существенно дозвуковом приближении. В численных расчётах будет использована SST модель турбулентности и модель дробления вихрей для расчёта турбулентного диффузионного пламени.

Перенос теплового излучения рассчитывается методом дискретного переноса с 32 лучами. Для описания спектральных свойств продуктов сгорания используется модель взвешенной суммы серых газов с тремя серыми и одним прозрачным «газом». Образование оксида азота моделируется с учётом теплового и быстрого механизмов.

Однокорпусной прямоточный котел ТГМП-344-А

Назначение и параметры котельного агрегата. Описание пароводяного тракта, поверхности нагрева. Расчет объемов и энтальпий воздуха и продуктов сгорания. Тепловой баланс котла и топочной камеры. Расчет водяного экономайзера, уточнение теплового баланса.

Рубрика Физика и энергетика
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 16.06.2014
Размер файла 525,8 K

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

1. Kраткое описание конструкции котла

1.1 Назначение и параметры котельного агрегата

Однокорпусной прямоточный котел ТГМП-344-А предназначен для получения пара сверхкритического давления при сжигании природного газа и мазута. Котел выполнен в газоплотном исполнении, что допускает его работу как под давлением, так и под разрежением.

Котел имеет П-образную компоновку и состоит из топочной камеры и конвективной шахты, соединенных в верхней части горизонтальным газоходом, и, вынесенных за пределы здания, 2-х регенеративных вращающихся воздухоподогревателей.

Все стены топочной камеры, горизонтального газохода и конвективной шахты экранированы панелями, выполненными из сваренных между собой плавниковых труб диаметром 32х6мм сталь 12Х1МФ с шагом 46мм.

На выходе из топки, в горизонтальном газоходе, расположены в один ряд ширмы, входной и выходной пакеты конвективного пароперегревателя высокого давления и выходной пакет конвективного пароперегревателя низкого давления. В конвективной шахте расположены, последовательно по ходу газов, входная ступень конвективного пароперегревателя низкого давления и водяной экономайзер.

Котел оборудован 16-ю газомазутными горелками, установленными встречно на фронтовой и задней стенках топки в два яруса (по четыре горелки в ярусе).

Таблица 1.1 - Основные паспортные данные котла ТГМП-344-А

Паропроизводительность по первичному пару

Давление первичного пара

Температура первичного пара

Температура питательной воды

Расход вторичного пара

Температура вторичного парана входе

Температура вторичного парана выходе из котла

Давление вторичного парана выходе из котла

Давление вторичного парана входе в котел

Температура горячего воздуха

Температура уходящих газов (газ)

Температура уходящих газов (мазут)

Избыток воздуха на выходе из топки при сжигании мазута

Теплота сгорания топлива (мазут)

Расход природного газа

КПД котла при работе на газе

КПД котла при работе на мазуте

1.2 Описание пароводяного тракта

котел камера водяной экономайзер

1.2.1 Тракт высокого давления

Пароводяной тракт сверхкритического давления (СКД) до встроенной задвижки (ВЗ) выполнен однопоточным. Питание котла осуществляется через основной регулирующий клапан Dу300 (РПК). После встроенной задвижки тракт СКД разделен на два нерегулируемых параллельных потока.

После РПК питательная вода двумя трубопроводами подается в четыре входных коллектора экономайзера диаметром 273х40мм - по две трубы в необогреваемую часть каждого коллектора.

Пройдя водяной экономайзер, вода из двенадцати выходных коллекторов диаметром 273х40мм поступает в триста сорок восемь подвесных труб диаметром 36х6 мм поверхностей нагрева конвективной шахты и далее - по перепускным трубам в смеситель 426х50мм.

Из смесительного (раздающего) коллектора (опускной стояк) вода подается в шесть панелей НРЧ первого хода : во вторую, третью и четвертую панели фронтового экрана (счет слева направо) и в третью, четвертую и пятую панели заднего экрана. Далее среда подается в шесть панелей второго хода НРЧ: в первую, пятую и шестую панели фронтового экрана и в первую, вторую и шестую заднего экрана. Затем среда поступает в два смесительных коллектора 325х38мм.Из фронтового смесительного коллектора среда подводится к четырем панелям левого бокового экрана, а из заднего смесительного коллектора к панелям правого бокового экрана.

Пройдя панели третьего хода НРЧ, среда по восьми перепускным трубам 159х18мм поступает в собирающие коллекторы 273х30мм и далее по перепускным трубам 273х30мм подается в смесительный коллектор между НРЧ и ВРЧ 426х50мм.

Из смесительного коллектора среда поступает в десять панелей первого хода ВРЧ: в две панели каждого бокового экрана (первую и вторую-счет от фронтовой стены) и в шесть панелей фронтового экрана. Далее среда поступает в два смесительных коллектора диаметром 325х38мм (12Х1МФ), а из них подводится к панелям второго хода ВРЧ: в две панели каждого бокового экрана и в шесть панелей заднего экрана.

От каждой из боковых панелей среда отводится одной трубой 159х18мм. От каждой панели заднего экрана среда отводится четырьмя трубами 89х14мм, которые образуют фестон. Вся среда после второго хода ВРЧ поступает в два смесительных коллектора 325х38мм, которые расположены в “шатре” над потолочным пароперегревателем. Трубы топочного фестона, образованного отводящими трубами заднего экрана ВРЧ, используются в качестве подвесных труб заднего экрана топки.

Из смесительных коллекторов за ВРЧ среда поступает в шесть раздающих коллекторов 194х22мм экранов конвективной шахты. Из каждого раздающего коллектора среда по трубам 133х15мм поступает в нижние коллекторы фронтового, заднего и боковых экранов. Подвод среды к каждому коллектору осуществляется одной трубой.

Среда, поступающая в задний экран конвективной шахты, проходит панели заднего экрана, панели потолочного экрана (шесть панелей) и дальше через выходные коллекторы потолка поступает в сборные коллекторы 325х38мм. Конструктивно, потолочный пароперегреватель выполнен заодно с задним экраном конвективной шахты.

Среда, поступающая в панели фронтового экрана конвективной шахты, частично поступает в трубы фестона, который образован продолжением каждой третьей трубы фронтового экрана конвективной шахты.Остальная часть среды из шести выходных коллекторов фронтовых панелей поступает в шесть панелей боковых экранов горизонтального газохода (по три панели на каждой из боковых стен) и затем поступает в сборные коллекторы 273х36мм за фестоном конвективной шахты. В эти сборные коллекторы подводится среда из панелей боковых экранов конвективной шахты (в каждый коллектор по три трубы). Сборные коллекторы за экранами конвективной шахты подключены к сборным коллекторам за потолочным пароперегревателем 325х38мм.

Из двух сборных коллекторов среда подается в смесительный коллектор 426х50мм, на котором установлена встроенная задвижка Dу325 и имеется байпас, на котором установлены два встроенных сепаратора и арматура.

После встроенной задвижки движение пара по тракту пароперегревателя выполнено двухпоточным, с перебросом пара с одной стороны котла на другую. После ВЗ пар поступает в два трубопровода (по числу потоков) 325х38мм, в которых установлены пароохладители первого впрыска перед ширмовым пароперегревателем. Из каждого коллектора, после первого впрыска, пар по семи трубам 133х15мм поступает в средние ширмы (всего 14 ширм).

Пар отводится от каждой из средних ширм одной трубой 133х15мм и поступает в коллектор-смеситель 325х38мм каждого потока. Из каждого из смесительных коллекторов пар по шести перепускным трубам 133х15мм поступает в шесть крайних ширм своего потока (всего 12 ширм).

После ШПП осуществляется переброс пара с одной стороны котла на другую и затем пар поступает в КППвд первой ступени, состоящей из шести блоков (по три блока на поток).

После КППвд первой ступени производится переброс пара на противоположную сторону котла. Далее пар идет во вторую ступень КППвд, состоящую из шести блоков.

Пройдя вторую ступень (выходную) КППвд, пар каждого потока по девяти трубам (по три от каждого блока) 159х22мм направляется в сборные коллекторы 377х70 мм своего потока. Из сборных коллекторов, через переходники, по двум трубопроводам 325х60мм осуществляется выход острого пара.

Все трубопроводы тракта высокого давления выполнены из стали 12Х1МФ.

1.2.2 Тракт низкого давления

Пар из ЦВД турбины подается к котлу двумя трубопроводами 465х19мм. Между двумя потоками имеется перемычка. Из подводящих трубопроводов пар поступает в два раздающих коллектора 465х30мм первой ступени КППнд. Пройдя змеевики КППнд-I и отводящие трубы, пар поступает в четыре выходных коллектора 465х30мм. Далее четырьмя перепускными трубопроводами 465х20мм, в каждом из которых установлен впрыскивающий пароохладитель, пар направляется в выходную ступень КППнд.

После пароохладителей пар поступает в четыре входных коллектора 465х30мм КППнд-II ст. и далее, пройдя обогреваемые трубы, направляется в четыре выходных коллектора 465х30мм.

Пар из вторичного пароперегревателя отводится четырьмя трубопроводами 465х30 мм, по два трубопровода на каждую из сторон котла _ на выходе из котла эти трубопроводы объединяются попарно в два общих паропровода 630х40мм, по которым пар направляется в ЦСД турбины.

Трубопроводы входной ступени КППнд выполнены из стали 20, а выходной из стали 12Х1МФ.

1.3 Поверхности нагрева

1.3.1 Ширмовый пароперегреватель

Ширмовый пароперегреватель располагается в верхней части топочной камеры и состоит из одного ряда вертикальных ширм. В ряду установлено 26 ширм с шагом 598мм. Каждая ширма состоит из двух коллекторов: входного и выходного 159х28мми 37 параллельно включенных U-образных змеевиков из труб 32х6мм. Шаг труб в ширме_35мм.

Крепление труб в плоскости ширмы осуществляется путем вывода двух пар труб из плоскости ширмы и обвязки ими остальных змеевиков. Каждая пара обвязочных змеевиков скрепляется посредством упоров, изготовленных из полос толщиной 6мм.

В верхней части ширм, в месте прохода змеевиков ширм через потолок, трубы установлены в шахматном порядке в два ряда с шагом 70мм и к ним приварены гребенки, огибающие каждый змеевик с двух сторон. К гребенкам привариваются специальные листы, образующие уплотнительную коробку, которая наполняется термобетоном.

1.3.2 Конвективный пароперегреватель высокого давления

Змеевики I и II ступеней КППвд выполнены комбинированными: необогреваемая часть на входе в ступень из труб 42х7мм и на выходе из ступени из труб 52х11мм. Обогреваемая часть I ступени КППвд состоит из двух петель: одна из труб 42х7мм, а другая_из труб 42х7мм (12Х18Н12Т). Обогреваемая часть II ступени_из труб 42х7мм. Шаг между змеевиками_65мм. Шаг между пакетами змеевиков_138мм.

Блоки змеевиков подвешены при помощи хомутов, пропущенных под коллекторы, и пружинных подвесок к металлоконструкциям потолка. На расстоянии 360мм от оси труб ППП к змеевикам КППвд приварены уплотняющие гребенки и гнутые листы, образующие коробку. Коробка заполняется термобетоном и уплотняет места прохода змеевиков КППвд через ППП.

1.3.3 Конвективный пароперегреватель низкого давления

Подвод среды к входным коллекторам осуществляется с торца. Движение среды в ступени_противоточное.

Выходная ступень КППнд выполнена двухпоточной. Каждый поток состоит из двух подпотоков. Конструктивно каждый поток состоит из одного входного и одного выходного коллекторов 465х30мм и 29 трехзаходных, трехпетлевых пакетов труб 60х6 мм. Последняя петля змеевиков в обогреваемой зоне выполнена из стали 12Х18Н12Т, а остальные петли_из стали 12Х1МФ.

1.3.4 Подвесная система конвективной шахты

В подвесную систему конвективной шахты входит 348 водоотводящих труб 36х6мм водяного экономайзера. Подвесные трубы расположены в два ряда параллельно фронту котла по 174 трубы в каждом ряду с шагом 92мм. По ширине котла каждый ряд подвесных труб состоит из шести блоков, расположенных в шахматной порядке. Таким образом, каждый ряд делится на два полуряда. В среднем каждый блок состоит из 29 труб, выходящих из каждого выходного коллектора водяного экономайзера.

Половина труб в блоке (через одну) имеют специальные крюки для крепления змеевиков пароперегревателя низкого давления. Вторая половина труб обеспечивает подвеску водяного экономайзера. Расстояние между трубами полуряда 450мм, расстояние от крайних подвесных труб до фронтовой (задней) стены опускного газохода 1000мм.

Трубы каждого ряда подвесной системы проходят через ППП и входят в шесть коллекторов 273х40мм. На расстоянии 360мм от оси труб ППП к подвесным трубам крепятся гребенки, к которым привариваются фигурные листы, образующие коробку. Коробка заполняется термобетоном, обеспечивая уплотнение прохода подвесных труб.

1.3.5 Водяной экономайзер

Водяной экономайзер расположен в нижней части конвективной шахты и является последней поверхностью нагрева по ходу газов. По высоте водяной экономайзер состоит из двух частей с разъемом между ними. Стыковка пакетов экономайзера производится при монтаже. Нижняя часть экономайзера состоит из шести блоков и четырех входных коллекторов 273х40мм.

Верхняя часть состоит из шести блоков и двенадцати выходных коллекторов 273х40 мм. Два средних блока каждой части состоят из 33 четырехзаходных пятиходовых пакетов змеевиков, состоящих из труб 32х6. Остальные четыре блока состоят из 34 таких же пакетов змеевиков. Шаг между пакетами змеевиков_80мм. Шаг между трубами в пакете_80мм. Дистанцирование труб водяного экономайзера осуществляется при помощи пяти рядов стоек, фигурные щеки которых охватывают змеевики с двух сторон. Два ряда стоек являются несущими, они в верхнем пакете при помощи планок привариваются к выходным коллекторам. Стойки нижнего пакета при помощи планок приварены к входным коллекторам. Таким образом осуществляется крепление пакетов экономайзера.

1.3.6 Регенеративный вращающийся воздухоподогреватель РВП-98Г

РВП-98Г представляет собой противоточный теплообменный аппарат для подогрева воздуха за счет тепла дымовых газов. 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.

Ротор воздухоподогревателя состоит из обечайки цилиндрической формы и 9864мм с толщиной стенки 12 мм и ступицы 1200мм. Ступица и обечайка соединены между собой радиальными ребрами, которые делят весь ротор на 24 равные части (сектора). Каждый сектор разделен по радиусу на 6 отсеков, в которых устанавливаются пакеты набивки. Набивка условно разделяется по высоте ротора на два слоя: “холодный” (нижний) и “горячий” (верхний).

“Холодный” слой состоит из пакетов эмалированной набивки (возможно применение неэмалированной и керамической набивки) с высотой листов 600мм. “Горячий” слой состоит по высоте из двух пакетов набивки (стальные листы толщиной 0,63 0,70мм). Высота листов в нижнем пакете составляет 1000мм, в верхнем_1200мм. В средней части ротора на обечайке установлен цевочный обод. По обе стороны от цевочного обода к обечайке приварены 48 полос, параллельных оси ротора, на которых крепятся полосы аксиальных уплотнений.

Корпус воздухоподогревателя состоит из верхней и нижней крышек соединенных между собой 12 щитами пяти типоразмеров: 4 основных (несущих) щита, на которые передается вес балки верхней крышки (в двух из этих щитов вмонтированы плиты аксиальных уплотнений), 2 щита укрепленными на них приводами; 2 щита, имеющих люк для бокового выема холодных пакетов набивки; 4 промежуточных обшивочных щита.

Нижняя крышка состоит из балки и 4 секторов. К балке крышки крепятся плиты радиальных уплотнений с системой регулирования. На верхней крышке РВП на специальной раме установлена верхняя подшипниковая опора.

Радиальные, аксиальные и центральные уплотнения создают сплошной разделительный контур между газовой и воздушной сторонами. Уплотнение осуществляется установкой минимального зазора между уплотнительными поверхностями, расположенными на корпусе с одной стороны и на роторе с другой стороны.

Периферийные уплотнения установлены по периметру примыкания вращающегося ротора к крышкам корпуса. Регулировка зазора в уплотнениях производится при тепловой нагрузке и стабильном режиме работы котла в соответствии с инструкцией по эксплуатации.

1.4 Описание газовоздушного тракта котла

Подача воздуха в котлоагрегат осуществляется двумя дутьевыми вентиляторами типа ВДН-25х2-1. Производительность одного вентилятора 583000 м3/час, развиваемый напор_807 кгс/м2 (8,07кПа). В напорных коробах дутьевых вентиляторов установлены калориферы, в которых осуществляется предварительный подогрев воздуха входящего в РВП.

Воздух, подогретый в калориферах, поступает в воздухоподогреватели РВН-98Г, перед которыми установлены по два отключающих клапана размером 5500х2500 мм. Горячий воздух после воздухоподогревателей двумя коробами диаметром 4420 мм направляется к горелкам. Скорость воздуха в коробах находится в пределах 1922 м/с при номинальной нагрузке. На этих коробах установлено два отключающих клапана размером 2500х4300 мм.

Далее воздушный короб разделяется на четыре воздухопровода: два воздухопровода подают воздух на центральные каналы горелок верхнего и нижнего ярусов, расположенных на одной половине топки; два других воздухопровода подают периферийный воздух к тем же горелкам. Также выполнен подвод воздуха к восьми горелкам расположенным на другой половине топки.

Дымовые газы после водяного экономайзера двумя потоками поступают в общий короб и направляются к РВП. Перед РВП общий короб разделяется на два размером 5500х4000 мм, на каждом из которых, перед входом в РВП, установлены сдвоенные плотные клапаны размером 2800х4000 мм. В коробах на выходе из каждого РВП установлены сдвоенные плотные клапаны размером 5500х2500 мм.

После РВП дымовые газы направляются на всос дымососов двумя коробами, на которых установлены плотные клапаны размером 5500х2500 мм. Для работы в режиме с уравновешенной тягой, котлоагрегат оборудован двумя дымососами ДОД_31,5-ФГМ. Каждый дымосос имеет производительность 970000 м3/ч при температуре газов на всасе_100С и развивает напор 479 кгс/м2 (4,79 кПа). На всасывающих и напорных коробах дымососов установлены ремонтные заглушки.

Отбор дымовых газов на рециркуляцию осуществлен после водяного экономайзера. Газы рециркуляции двумя коробами 2000 мм, на которых установлены плотные клапаны 1800 мм, подаются на всос дымососов рециркуляции. Котлоагрегат оборудован двумя дымососами рециркуляции (ДРГ) типа ГД-31, каждый из которых имеет производительность 200000 м3/ч, при температуре газов на всосе 400С, и развивает напор 490 кгс/м2 (4,90 кПа). В коробах, до и после ДРГ, установлены ремонтные заглушки. В напорном коробе каждого ДРГ установлены последовательно два плотных клапана размером 2400х2000 мм, между которыми в напорный короб врезана перемычка размером 2400х2000 мм соединяющая оба нагнетательных тракта газов рециркуляции и служащая для регулирования расходов рециркулирующих газов по сторонам котла.

Газы рециркуляции двумя коробами (по одному с каждой стороны котла) подаются в воздухопроводы периферийного воздуха и далее смешанный поток направляется в периферийные каналы горелок.

2. Поверочный расчет котла

2.1 Выбор исходных данных

2.1.1 Расчетные характеристики топлива

Расчетное топливо - природный газ газопровода Москва - Саратов.

По справочной таблице [2, табл. П4.3] найдем расчетные характеристики топлива:

объемный состав газа: СН4 - 84,5%, С2Н6 - 3,8%, С3Н8 - 1,9%, С4Н10 - 0,9%, С5Н12 и более тяжелые - 0,3%, N2 - 7,8%, СО2 - 0,8%;

низшая теплота сгорания сухого газа - МДж/м3;

теоретические объемы воздуха и продуктов сгорания при нормальных условиях (0С и 0,1МПа): м3/м3, м3/м3, м3/м3, м3/м3, м3/м3.

2.1.2 Выбор температур и коэффициентов избытков воздуха

Для поверочного расчета обычно задаются температурой уходящих газов, которая впоследствии может уточняться. В рассчитываемом котле предусмотрена рециркуляция дымовых газов, с помощью которой можно производить регулирование, поэтому температуру уходящих газов считаем жестко заданной: ух = 125С.

Рециркуляцию дымовых газов в первом приближении принимаем равной 0: rрц = 0.

Коэффициент избытка воздуха на выходе из топки для газоплотной топочной камеры при сжигании природного газа принимают [2, табл. 1.7]: .

Избыток воздуха, подаваемый в зону горения:

, так как присосы воздуха в газоплотную топочную камеру .

Поскольку котел экранирован газоплотными экранами также в переходной камере и конвективной шахте до водяного экономайзера (ВЭ), то присосы воздуха в расположенные там поверхности нагрева равны нулю, и коэффициенты избытка воздуха за соответствующими поверхностями равны:

Здесь и далее: ШПП - ширмовый пароперегреватель; КПП-1 - 1-я ступень конвективного пароперегревателя; КПП-2 - 2-я ступень конвективного пароперегревателя; КПП-2нд - 2-я ступень конвективного пароперегревателя низкого давления (промперегрев); КПП-1нд - 1-я ступень конвективного пароперегревателя низкого давления).

Присосы воздуха в водяной экономайзер и регенеративный воздухоподогреватель (РВП)[2, табл. 1.8]:

Однокорпусной прямоточный котел ТГМП-344-А

Назначение и параметры котельного агрегата. Описание пароводяного тракта, поверхности нагрева. Расчет объемов и энтальпий воздуха и продуктов сгорания. Тепловой баланс котла и топочной камеры. Расчет водяного экономайзера, уточнение теплового баланса.

Рубрика Физика и энергетика
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 16.06.2014
Размер файла 525,8 K

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Формула или обоснование

Количество воздухоподогревателей на котел

Доли поверхности, омываемые газами и воздухом

Среднее проходное сечение для газов и воздуха

Температура воздуха на входе в РВП

Энтальпия воздуха там же

Температура воздуха на выходе из РВП

Энтальпия воздуха там же

Отношение среднего количества воздуха в ВП к теоретически необходимому

Температура газов на входе в РВП

Из расчета водяного экономайзера

Тепловосприятие РВП по балансу

1,15(4272 - 377) = 4479

Энтальпия газов на выходе

Температура газов там же

Средняя температура воздуха

Средняя температура газа

Средняя температура стенки

Средняя скорость газов

Средняя скорость воздуха

Коэффициент теплоотдачи от газа к стенке

Коэффициент теплоотдачи от стенки к воздуху

Коэффициент тепловой эффективности

Тепловосприятие РВП по уравнению теплопередачи

Несходимость тепловосприятий ступени

2.12 Уточнение теплового баланса

Потеря теплоты с уходящими газами:

Коэффициент полезного действия котла:

Расчетный расход топлива:

Невязка теплового баланса:

Относительная невязка баланса:

Допустимая невязка баланса - 0,5%.

На этом поверочный расчет котла закончен.

Список использованной литературы

1. Тепловой расчет котельных агрегатов (Нормативный метод) /Под ред. Н.В. Кузнецова и др., М.: Энергия, 1973.

2. Липов Ю.М. и др. Компоновка и тепловой расчет парового котла: Учебное пособие для вузов / Ю.М. Липов, Ю.Ф. Самойлов, Т.В. Виленский. - М.: Энергоатомиздат, 1988.

3. Александров А.А., Григорьев Б.А. Таблицы теплофизических свойств воды и водяного пара: Справочник. - М.: Издательство МЭИ, 1999.

Подобные документы

Тепловой расчет котла ДЕ16–14ГМ

Расчет объемов и энтальпии воздуха и продуктов сгорания. Расчетный тепловой баланс и расход топлива котельного агрегата. Проверочный расчет топочной камеры. Конвективные поверхности нагрева. Расчет водяного экономайзера. Расход продуктов сгорания.

курсовая работа [1,9 M], добавлен 11.04.2012

Тепловой расчет парового котла

Описание конструкции котла и топочного устройства. Расчет объемов продуктов сгорания топлива, энтальпий воздуха. Тепловой баланс котла и расчет топочной камеры. Вычисление конвективного пучка. Определение параметров и размеров водяного экономайзера.

курсовая работа [1,1 M], добавлен 20.01.2014

Тепловой расчет котельного агрегата

Описание котельного агрегата ГМ-50–1, газового и пароводяного тракта. Расчет объемов и энтальпий воздуха и продуктов сгорания для заданного топлива. Определение параметров баланса, топки, фестона котельного агрегата, принципы распределения теплоты.

курсовая работа [1,9 M], добавлен 30.03.2015

Расчет параметров парового котла

Назначение, конструкция и рабочий процесс котла парового типа КЕ 4. Расчет объемов и энтальпий воздуха и продуктов сгорания. Тепловой баланс котла и расход топлива. Тепловой расчет топочной камеры, конвективного пучка, теплогенератора, экономайзера.

курсовая работа [182,6 K], добавлен 28.08.2014

Расчет теплового баланса парового котла

Принципиальное устройство парового котла ДЕ-6,5-14ГМ, предназначенного для выработки насыщенного пара. Расчет процесса горения. Расчет теплового баланса котельного агрегата. Расчет топочной камеры, конвективных поверхностей нагрева, водяного экономайзера.

курсовая работа [192,0 K], добавлен 12.05.2010

Тепловой расчет котла БКЗ-160-100 ГМ

Характеристика оборудования котельной установки. Обслуживание котла во время нормальной его эксплуатации. Порядок его останова. Расчет объемов, энтальпий и избытка воздуха, продуктов сгорания, топочной камеры, перегревателей, водяного экономайзера.

курсовая работа [192,1 K], добавлен 31.01.2015

Реконструкция котла Е 25-М с переводом на мазут сернистый

Объем и энтальпия продуктов сгорания воздуха. Тепловой баланс, коэффициент полезного действия и расход топлива котельного агрегата. Тепловой расчет топочной камеры. Расчет пароперегревателя, котельного пучка, воздухоподогревателя и водяного экономайзера.

Однокорпусной прямоточный котел ТГМП-344-А

Назначение и параметры котельного агрегата. Описание пароводяного тракта, поверхности нагрева. Расчет объемов и энтальпий воздуха и продуктов сгорания. Тепловой баланс котла и топочной камеры. Расчет водяного экономайзера, уточнение теплового баланса.

Подобные документы

1. Тепловой расчет парового котла

Описание конструкции котла и топочного устройства. Расчет объемов продуктов сгорания топлива, энтальпий воздуха. Тепловой баланс котла и расчет топочной камеры. Вычисление конвективного пучка. Определение параметров и размеров водяного экономайзера.

курсовая работа, добавлен 20.01.2014

2. Тепловой расчет котельного агрегата

Описание котельного агрегата ГМ-50–1, газового и пароводяного тракта. Расчет объемов и энтальпий воздуха и продуктов сгорания для заданного топлива. Определение параметров баланса, топки, фестона котельного агрегата, принципы распределения теплоты.

курсовая работа, добавлен 30.03.2015

3. Расчет параметров парового котла

Назначение, конструкция и рабочий процесс котла парового типа КЕ 4. Расчет объемов и энтальпий воздуха и продуктов сгорания. Тепловой баланс котла и расход топлива. Тепловой расчет топочной камеры, конвективного пучка, теплогенератора, экономайзера.

курсовая работа, добавлен 28.08.2014

4. Расчет теплового баланса парового котла

Принципиальное устройство парового котла ДЕ-6,5-14ГМ, предназначенного для выработки насыщенного пара. Расчет процесса горения. Расчет теплового баланса котельного агрегата. Расчет топочной камеры, конвективных поверхностей нагрева, водяного экономайзера.

курсовая работа, добавлен 12.05.2010

5. Тепловой расчет котла БКЗ-160-100 ГМ

Характеристика оборудования котельной установки. Обслуживание котла во время нормальной его эксплуатации. Порядок его останова. Расчет объемов, энтальпий и избытка воздуха, продуктов сгорания, топочной камеры, перегревателей, водяного экономайзера.

курсовая работа, добавлен 31.01.2015

6. Реконструкция котла Е 25-М с переводом на мазут сернистый

Объем и энтальпия продуктов сгорания воздуха. Тепловой баланс, коэффициент полезного действия и расход топлива котельного агрегата. Тепловой расчет топочной камеры. Расчет пароперегревателя, котельного пучка, воздухоподогревателя и водяного экономайзера.

курсовая работа, добавлен 30.05.2013

7. Тепловой расчет котла ДЕ-10-14ГМ

Характеристика котла ДЕ-10-14ГМ. Расчет объемов продуктов сгорания, объемных долей трехатомных газов. Коэффициент избытка воздуха. Тепловой баланс котельного агрегата и определение расхода топлива. Расчет теплообмена в топке, водяного экономайзера.

курсовая работа, добавлен 20.12.2015

8. Тепловой расчет котлоагрегата ДКВР 20-13

Расчет объема продуктов сгорания и воздуха. Тепловой баланс, коэффициент полезного действия и расход топлива котельного агрегата. Тепловой расчет топочной камеры. Расчет конвективных поверхностей нагрева и экономайзера. Составление прямого баланса.

курсовая работа, добавлен 05.08.2011

9. Компоновка и тепловой расчет парового котла БКЗ-320-140

Выбор расчетных температур и способа шлакоудаления. Расчет энтальпий воздуха, объемов воздуха и продуктов сгорания. Расчет КПД парового котла и потерь в нем. Тепловой расчет поверхностей нагрева и топочной камеры. Определение неувязки котлоагрегата.

курсовая работа, добавлен 13.02.2011

10. Тепловой расчет котлоагрегата

Общая характеристика котла. Определение составов и объемов воздуха и продуктов сгорания по трактам. Расчет энтальпии дымовых газов. Тепловой баланс котельного агрегата. Основные характеристики экономайзера. Расчет конвективных поверхностей нагрева.

Стационарные, переменные и пусковые режимы энергоблоков ТЭС - Минимальные нагрузки энергоблоков 250/300 МВт с котлами ТГМП-344А

Температура металла экранных труб НРЧ-1, II и СРЧ при нанесении возмущений, разбалансом вода — топливо, степени рециркуляции дымовых газов до 30% исходного значения, отключением отдельных горелок не превышала 460° С. В НРЧ-3 температура металла при этом достигала 540° С. Снятие возмущений приводило к восстановлению исходных значений температур.
В режимах с отключенными ПВД в наиболее тяжелые условия работы также попадает СРЧ. Гидравлический режим СРЧ при этом ухудшается в большей степени, чем при работе с включенными ПВД. Так, при нагрузке 40% номинальной температура среды на выходе из разверенных панелей СРЧ-2 повышается до 380—410° С, что превышает среднюю температуру в этой панели на 70—100° С [165]. При нагрузках меньше 40% номинальной среда в разверенных панелях СРЧ нагревается до температур, недопустимых по условиям работы сопряженных панелей. На основании анализа исследований энергоблока с котлом ТГМП-344А, не оборудованным НРС в режимах скользящего давления, рекомендована работа энергоблока с включенными ПВД в диапазоне нагрузок 40—70%, а без ПВД — 50—70% номинального значения [165]. Дальнейшее снижение нагрузки энергоблока возможно при улучшении гидродинамики радиационных поверхностей нагрева и, в частности, СРЧ.
Одним из таких способов является увеличение массовых скоростей в экранах. Установленный в дальнейшем на котле ТГМП-344А НРС позволил значительно увеличить массовые скорости в радиационных поверхностях нагрева котла при частичных нагрузках и тем самым расширить регулировочный диапазон нагрузок энергоблока. Повышение массовых скоростей в радиационных поверхностях нагрева котлов происходит путем увеличения циркуляции среды. Для определения циркуляции среды целесообразно использовать коэффициент кратности циркуляции среды К, который в общем виде можно записать так:
(3.3)
Для прямоточных котлов, например ТГМП-344А, коэффициент К можно определить также по изменению энтальпии среды в тракте:

где Doбщ. расход среды за смесителем; Dп.в. расход питатель ной воды; Dpeц. — расход среды в трубопроводе отбора на рециркуляцию. В диапазоне нагрузок энергоблока 30—80% номинальной при работе на постоянном давлении значения и характер разверок температур среды за панелями и змеевиками практически не зависят от того, работает котел с включенными НРС или без них.

Рис. 3.18. Кратность циркуляции среды в экранах котла ТГМП-344А теплофикационного энергоблока 250/300 МВт в зависимости от расхода питательном воды на котел (Д,в) и на привод гидротурбины (D т)·
I — D= 60 кг/с, топливо — газ, ПВД включены; 2-D= I20 кг/с. топливо газ, ПВД отключены; 3— Dne=97 кг/с, топливо мазут. МВД включены; 4 расход воды на гидромуфту 28 кг/с, ПВД отключены. 5 то же, ПВД включены
В обоих режимах разверки минимальны (5—12° С). Со снижением нагрузки ниже 30% разверки уменьшаются при работе с НРС и становятся практически равными нулю при расходе питательной воды на котел 55 кг/с, т. е. 20% номинального значения. Это можно объяснить тем, что НРЧ и СРЧ находятся в зоне максимальных теплоемкостей.
При работе котла без НРС разность температур среды на выходе змеевиков стыкуемых ходов НРЧ I и НРЧ-П составляет 30° С и имеет тенденцию к росту по мере снижения нагрузки котла, однако эта разница не превышает допустимого значения. С включением НРС разность температур уменьшается. Так, при нагрузке котла 30% номинальной разность температур составляет 5—10° С и приближается к нулю при его разгрузке по расходу питательной воды до 55 кг/с, при этом температура металла труб НРЧ-3 и СРЧ-I практически не изменяется.
При расходе питательной воды 55 кг/с температура металла труб НРЧ-I и НРЧ-П составила 400° С а НРЧ-2 и СРЧ-1 390 С. Повышение температур металла труб при включении НРС происходит за счет роста общего уровня температур за поверхностями вследствие увеличения кратности циркуляции среды. Главной особенностью НРС с гидротурбинным приводом является возможность регулирования производительности котла с изменением кратности циркуляции среды. Пределы изменения кратности циркуляции достаточно широки. В диапазоне изменения загрузки гидротурбины от 28 до 19 кг/с при нагрузке котла 55 кг/с . При нагрузке 120 кг/с с отключенными ПВД К= 1,9-1,55.
На рис. 3.18 приведен график изменения кратности циркуляции среды в экранах котла от расхода воды на привод гидротурбины. Определив K исходя из наперед заданных критериев оценки надежности поверхностей нагрева (разверки и разности температур среды, температуры металла труб), можно выбирать оптимальную кратность циркуляции среды при различных режимах работы котла. Там же приведено изменение кратности циркуляции среды в экранах котла ТГМП-344А от его нагрузки при расходе силовой воды на гидротурбину 28 кг/с.

Паровые котлы ТГМП

Энергетика, энергетическое и электротехническое оборудование

  Котел ТГМП-354
  Котел паровой прямоточный Кп-1000-25-545/542ГМН (модель ТГМП-354)
  Тип котла Кп-1000-25-545/542ГМН (модель ТГМП-354)
  Производительность т/ч - 1000
  Давление пара МПа - 25
  Температура перегретого пара - 545 град.С
  Температура питательной воды - 270 град.С
  Ширина м - 20,5
  Глубина (Длина), м - 25,3
  Высота м - 49,94
  Общий вес металла т - 4520
  КПД котла - 94.8
  Основной вид топлива - природный газ / мазут

  Производитель котлов серии ТГМП - «Таганрогский котлостроительный завод "Красный котельщик"

Котлы ТВГ

Энергетика, энергетическое и электротехническое оборудование

  Водогрейные котлы ТВГ предназначены для централизованного теплоснабжения городов и отдельных районов. Эти секционные сварные котлы, предназначены для работы на газе с нагревом воды не более 150 °С.
  Модифицированные котлы ТВГ для сжигания мазута отличаются от газовых тем, что из их топки удалены один или два экрана.
  Котлы данной серии выпускаются в виде трех вариантов теплопроизводности: ТВГ-4, ТВГ-8, ТВГ-10 .
  Котлы ТВГ-4Р и ТВГ-8М оборудуют подовыми диффузионными горелками (4 шт.), воздух к которым подают дутьевым вентилятором (без принудительной подачи воздуха к горелкам котлы удовлетворительно работают при нагрузках до 40% номин.). Горелки устанавливают в отсеках котла между двухсветными экранами.
  Водогрейные котлы ТВГ комплектуются арматурой (задвижки, клапаны, краны), приборами контроля (манометры, термометры), воздуховодами с шибером (4 шт.), взрывными клапанами (2 шт.), лестницы с площадками, заготовки каркаса, рама опорная.
  Трубная система котла поставляется отдельными узлами (конвективный пучок 1 шт., топочные экраны 5 шт., потолочный экран 1 шт., трубы перепускные 10шт., коллектор выходной 1 шт.) , с последующей сборкой и сваркой на месте монтажа.

  Особенностью котлов является развитая радиационная поверхность. Котлы газовые ТВГ-4Р и ТВГ-8М характеризуются тем, что эта поверхность состоит из пяти секций-экранов и потолочно-фронтовых экранов. Три средних экрана, облучаемые с двух сторон, делят топку на четыре отсека шириной по 740 мм. Конвективная поверхность, состоящая из трубчатых змеевиков диаметром 28 мм, вваренных в вертикальные коллекторы, расположена за разделительной перегородкой.
  Отходящие газы поступают в конвективный газоход через проем высотой 800 мм над разделительной стенкой. Температура отходящих газов за котлом 190—210 °С.
  Для осмотра и ремонта экранов и топки, которые имеют данные котлы газовые, в фронтовой стенке котла между топочными экранами предусмотрены лазы. Для этой же цели могут быть использованы два взрывных клапана, расположенные в задней стенке конвективного газохода.
  Вода проходит последовательно через конвективную часть, потолочно-фронтовой экран, топочные экраны и выходит в верхней части последнего экрана.
  Верхние коллекторы экранов, которыми оснащены данные котлы газовые, разделены на две части, и вода по трубам одной половины каждой из секций проходит сверху вниз, а по трубам другой половины поднимается. Между собой секции-экраны соединены с помощью перепускных труб, проходящих вне котла.

Читайте также: