Схема циркуляции котла дквр 6 5. Контрольные и регулировочные приборы. Описание принципа работы

Данная и нформация принадлежит

предприятию, использование сторонними

с собственником!

Как специализированное предприятие по производству и поставке котельного и котельно-вспомогательного оборудования, наше предприятие предлагает надежные в эксплуатации паровой котел ДКВр-20-13 ГМ ( котел поставляется заказчику россыпью, в полной комплектации ) .

Также мы предлагаем провести комплексную работу по следующим направлениям:

. проектирование котельной, как стационарной так и МКУ ,

Проектирование по реконструкции котловой ячейки (замена котла на боле или менее производительный ),

Поставка котла(ов) и вспомогательного оборудования,

Оформить заказ : для приобретения парового котла ДКВр-20-13 ГМ , от Вас потребуется отправить в наш адрес заявку , где обязательно указать :

. компоновку поставки котла ( консультация специалиста, рекомендации ) ;

Реквизиты предприятия;

Контактное лицо, должность;

Телефоны/факс для обратной связи;

. электронную почту предприятия (e-mail: ).

Доставка для расчёта стоимости доставки - указать место назначения (авто-доставка , ЖД доставка ).

К онсультация специалиста: 8- 960- 942- 53- 03

Т елефон /факс : 8 ( 3854) 44- 86- 49

e-mail :biek22@ mail.ru

Прайс-лист ДКВр

. К омплектация поставки котла ДКВр-20-13 ГМ (росс) :

1. Барабан верхний, нижний с внутрибарабанными устройствами (отверстий под котловую трубу фрезерованное с накаткой) ;

3. Лестницы площадки, рама, каркас, обмуровочные материалы (по запросу );

5. Ящик ЗИП в полном комплекте (запорная арматура, приборы КИП);

6. Пакет технической документации: паспорт котла ДКВр-20-13 ГМ с приложением - актов УЗД, сертификатов и разрешения на применение "Ростехнадзора".

. Выполнение работ :

1. Демонтажные работы;

2. Монтажные работы;

3. Замена трубных систем котлов;

4. Обмуровочные работы (облегченная/тяжелая);

5. Монтаж и наладка КИПиА;

6. Пускорежимная наладка;

. Подбор оборудовани я :

(перейти на страницу )

. Котловая автоматика . Комплекты барабанов . Трубная система котлов .

. Котлы серии КВр / КВм . Загрузочный грейфер ГМЧ . Угольные дробилки ВДГ , ВДП .

. Углеподача (ТС-2 ) . Шлакозолоудоление ШЗУ . Модульные котельные МКУ .

. ВДН , ДН . Горелки ГМ , ГМП , ГМ , Weishaup t . Установки ВПУ . Деаэраторы ДА .

. Фильтра ФИПа . Экономайзеры ЭБ , БВЭС . Клапана 17с28нж . Указатели Dy10Py25 .

. Уровнительные сосуды УК (400 / 455 / 630 / 1000 ) .

. Общий вид :

. Р уководство по эксплуатации котлов серии ДКВр :

(перейти на страницу )

. Устройство котла . Монтаж котла . Воднохимический режим котла .

. Праграмма экспертного обследования котла .

. Общие данные котла ДКВр-20-13 ГМ :

Паровой котел ДКВр-20 13 ГМ двухбарабанный, вертикально-водотрубный предназначены для, выработки насыщенного или слабоперегретого пара, идущего на технологические нужды промышленного предприятия, в системы отопления, вентиляции и горячего водоснабжения.

Котел ДКВр 20 13 ГМ имеет экранированную топочную камеру и развитый кипятильный пучок из гнутых труб. Для устранения затягивания пламени в пучок и уменьшения потерь с уносом и химическим недожогом топочная камера котла ДКВр-20; ДКВр-4; ДКВр-6,5 делится шамотной перегородкой на две части: собственную топку и камеру догорания. На котлах ДКВр-10 камера догорания отделена от топки трубами заднего экрана. Между первым и вторым рядом труб котельного пучка всех котлов также устанавливается шамотная перегородка, отделяющая пучок от камеры догорания. Внутри котельного пучка имеется чугунная перегородка которая делит пучок на первый и второй газоходы и обеспечивает горизонтальный разворот газов в пучке при поперечном омывание труб.

Вход газов из топки в камеру догорания и выход газов из котла - асимметричные.

При наличие пароперегревателя часть кипятильных труб не устанавливается; пароперегреватели размещаются в первом газоходе после второго-третьего рядов кипятильных труб. Котлы имеют два барабана - верхний (длинный) и нижний (короткий) - и трубную систему. Для осмотра барабанов и установки в них устройств, а также для чистки труб шарошками на днищах имеются овальные лазы размером 325х400 мм.

Барабаны котла ДКВр-20-13 ГМ, рабочим давлением 1,4 или 2,4 МПа, изготавливается из стали 16ГС, 09Г2С, стенка толщиной 13 или 20 мм соответственно. Контроль качества продукции, обеспечивается за счёт провидения ультразвуковой диагностики сварных швов барабана. На котел ДКВр-20 13 ГМ выписывается паспорт, присваивается номер котла. В паспорт котла заносится вся первичная документация на комплектующие (барабаны, трубная система, камерой экранов, трубная арматура), сертификаты и разрешения на применение выданное "Федеральной службой по экологическому, технологическому и атомному надзору " с приложением актов УЗД.

Экранные и кипятильные пучки котла ДКВр-20 13 ГМ изготавливаются из стальных бесшовных труб Ø 51 мм стенка 20 мм. Для удаления шламов в котлах имеются торцевые лючки на нижних камерах экранов, для периодической продувки камер имеются штуцера Ø 32х3 мм.

Пароперегреватели котлов ДКВр, расположенные в первом по ходу газов га-зоходе, унифицированы по профилю для котлов одинаковых давлений и отличаются для котлов разной производительности лишь числом параллельных змеевиков.

Пароперегреватели - одноходовые по пару - обеспечивают получение перегрето-го пара без применения пароохладителей. Камера перегретого пара крепится к верх-нему барабану; одна опора этой камеры делается неподвижной, а другая - подвиж-ной.

Котел ДКВр-20 13 ГМ имеет следующую циркуляцион-ную схему: питательная вода поступает в верхний барабан по двум питательным ли-ниям, откуда по слабообогреваемым трубам конвективного пучка поступает в нижний барабан. Питание экранов производится необогреваемыми трубами из верхнего и нижнего барабанов. Фронтовой экран котла ДКВр-10 питается водой из опускных труб верхнего барабана, задний экран - из опускных труб нижнего барабана. Парово-дяная смесь из экранов и подъемных труб пучка поступает в верхний барабан. Все котлы в верхнем барабане снабжены внутрибарабанным паросепарационным устройствами для получения пара.

Паровой котел ДКВр 20 13 ГМ, по-ставка которого может осуществляться од-ним транспортабельным блоком и в разоб-ранном виде, имеют опорную раму сварной конструкции, выполненную из стального проката. Паровой котёл ДКВр-10-13 ГМ опорной ра-мы не имеют. Неподвижной, жестко за-крепленной точкой котла является перед-няя опора нижнего барабана. Остальные опоры нижнего барабана и камер боковых экранов выполнены скользящими. Камеры фронтового и заднего экранов крепятся кронштейнами к обдувочному каркасу. Ка-меры боковых экранов крепятся к опорной раме.

Котел снабжен контрольно-измеритель-ными приборами и необходимой арматурой. На паровой котел ДКВр-20-13 ГМ устанавливается сле-дующая арматура: предохранительные кла-пана; манометры и трехходовые краны к ним; рамки указателей уровня со стеклами «Клингера» и запорными устройствами указателей уровня; запорные вентили, регулирующий и обратные клапана пи-тания котлов; запорные вентили продувки барабанов, камер экранов, регулятора пита-ния и пароперегревателя; запорные вентили отбора насыщенного пара (для котлов без пароперегревателя); запорные вентили для отбора перегретого пара (для котлов с па-роперегревателями); запорные вентили на линии обдувки и прогрева нижнего бараба-на при растопке котлов (для котлов ДКВр-10); вентили для спуска воды из нижнего барабана; запорные вентили на линии ввода химикатов; вентили для отбора проб пара. Для котлов типа ДКВр-10 поставляются также запорный и игольчатый вентили для непрерывной продувки верхнего барабана.

Для обслуживания газоходов на паровом котле ДКВр-20-13 ГМ устанавливается чугунная гарнитура.

Многочисленные испытания и длитель-ный опыт эксплуатации большого числа котлов ДКВр подтвердили их надежную работу на пониженном по сравнению с но-минальным давлении. Минимальное допу-стимое давление (абсолютное) в котле ДКВр-20 13 ГМ равно 0,7 МПа (7 кгс/см 2). При более низ-ком давлении значительно возрастает влаж-ность вырабатываемого котлами пара, а при сжигании сернистых топлив (Sпр > 0,2%) наблюдается низкотемпературная коррозия. С уменьшением рабочего давления КПД котлоагрегата не уменьшается, что подтвержде-но сравнительными тепловыми расчетами кот-лов на номинальном и пониженном давлениях. Элементы котлов рассчитаны на рабочее дав-ление 1,4 МПа (14 кгс/см 2), безопасность их работы обеспечивается установленными на котле предохранительными клапанами.

С понижением давления в котлах до 0,7 МПа комплектация котлов экономайзе-рами не изменяется, так как в этом случае недогрев воды в питательных экономайзе-рах до температуры насыщения пара в кот-ле составляет более 20°С, что удовлетворяет требованиям правил Госгортехнадзора.

В котле ДКВр-20 13 ГМ, при сжига-нии газа и мазута применяются двухзонные вихревые газомазутные горелки типа ГМГ (по 2 горелки на котле).

Котлы типа ДКВр, работающие на ма-зуте, комплектуются чугунными экономай-зерами, при использовании только природ-ного газа для комплектации котлов могут использоваться стальные экономайзеры.

. Техническая характеристика:

Заводское обозначение котла	Вид топлива	Паро- произво-дитель-ность, т/ч	Давле- ние пара, МПа (кгс/см 2 /)	Температура пара. °С		Расчетный КПД, %		Габаритные размеры собственно котла, мм (LxBxH), мм	Масса котла в объеме заводской поставки, кг
				насыщен- ного	перегре- того	газ	мазут
Котлы, работающие на жидком и газообразном топливе
ДКВр-2,5-13ГМ	Газ, мазут	2,5	1,3 (13)	194	-	90,0	88,8	5913x4300x5120	6886
ДКВр-4-13ГМ	Газ, мазут	4,0	1,3 (13)	194	-	90,0	88,8	7203x4590x5018	8577
ДКВр-4-13-225 ГМ	Газ, мазут	4,0	1,3 (13)	-	225	89,8	88,0	7203x4590x5018	9200
ДКВр-6,5-13ГМ	Газ, мазут	6,5	1,3 (13)	194	-	91,0	89,5	7203x4590x5018	11447
ДКВр-6,5-13-225ГМ	Газ, мазут	6,5	1,3 (13)	-	225	90,0	89,0	8526x5275x5018	11923
ДКВр-10-13 ГМ	Газ, мазут	10,0	1,3 (13)	194	-	91,0	89,5	88S0x5830x7100	15420
ДКВр-10-13-225 ГМ	Газ, мазут	10,0	1,3 (13)	-	225	90,0	88,0	8850x5830x7100	15396
ДКВр-10-23 ГМ	Газ, мазут	10,0	2,3 (23)	220	-	91,0	89,0	8850x5830x7100	17651
ДКВр-10-23-370 ГМ	Газ, мазут	10,0	2,3 (23)	-	370	90,0	88,0	8850x5830x7100	18374
ДКВр-10-39 ГМ	Газ, мазут	10,0	3,9 (39)	247	-	89,0	89,0	11030x5450x5660	30346
ДКВр-10-39-440 ГМ	Газ, мазут	10,0	3,9 (39)	-	440	89,0	89,0	11030x5450x5660	32217
ДКВР-20-13 ГМ	Газ, мазут	20,0	1,3 (13)	194	-	92,0	90,0	9776x3215x6246	44634
ДКВр-2О-13-250ГМ	Газ, мазут	20,0	1,3 (13)	-	250	91,0	89,0	9776x3215x6246	45047
ДКВр-20-23-370 ГМ	Газ, мазут	20,0	2,3 (23)	-	370	91,0	89,0	9776x3215x6253	44440

Котлы ДКВР-20-13 паропроизводительностью 20 т/ч и избыточным давлением 1,3 МПа (13 кгс/см 2). Котлы ДКВР-20-13 пролётного типа (по ходу движения дымовых газов).

Основные элементы котлов ДКВР -20-13. Два барабана: верхний и нижний. Внутренний диаметр обоих барабанов 1000 мм с толщиной стенок 13 мм. Барабаны выполнены из стали 16ГС. Топка камерного типа полностью экранирована, кроме нижней (подовой) части.

Поверхности нагрева: система экранных труб и система конвективных труб (конвек-тивный пучок). Трубы поверхностей нагрева крепятся к барабанам развальцовкой.

Гарнитура.

Обмуровка.

Газоходы и др.

Котлы ДКВР-20-13 конструктивно имеют отличия от котлов ДКВР меньшей паропроизводительности, в частности:

1. У котлов ДКВР-20-13 верхний барабан укорочен и не попадает в пределы топки. Оба барабана имеют одинаковую длину по 4500 мм. Уменьшение длины верхнего барабана улучшает надёжность работы котла и исключает затраты на дорогостоящее торкре-тирование верхнего барабана;

2. Для сохранения необходимого водяного объёма, и для получения расчётного количе-ства пара (в связи с уменьшением верхнего барабана), котлы компонуют двумя вынос ными циклонами. В циклонах вырабатывается до 20% пара от всего объёма вырабаты ваемого пара в котле.

Из-за конструктивных особенностей котла примерно на 50 мм выше оси барабана повышается уровень воды в барабане, при сохранении низшего уровня неизменным.

3. Нижний барабан поднят относительно нулевой отметки, это обеспечивает удобство осмотров и технического обслуживания.

4. Котлы ДКВР-20-13 имеют четыре боковых экрана, из них два левых боковых и два правых боковых, а также передний (фронтовой) и задний экраны. Каждый экран имеет по два коллектора. Таким образом, котёл имеет шесть верхних и шесть нижних коллекторов.

5. Боковые экраны подразделяют на два блока: первый блок (или боковые экраны пер-вой ступени испарения) и второй блок (боковые экраны второй ступени испарения). Второй блок расположен перед конвективным пучком. Номера блоков считают от фронта котла.

6. У котлов ДКВР-20-13 трубы боковых экранов выполнены Г-образной формы и мон-тируются следующим образом. Первая труба, например, правого бокового экрана, од- ним концом приваривается к нижнему коллектору правого коллектора, а верхний её конец приваривается к верхнему коллектору левого экрана. Аналогично крепится пе-рвая труба левого бокового экрана. Таким образом крепятся все трубы боковых экра-нов через одну. При помощи перекрёстного присоединения боковых экранных труб в верхние боковые коллекторы образован потолочный экран. Топочная камера полностью экранирована.

7. Конвективный пучок перегородок не имеет.

Котлы ДКВР-20-13 имеют двухступенчатое испарение. К первой ступени испаре-ния относят: фронтовой экран, боковые экраны второго блока, задний экран и кон вективный пучок. Ко второй ступени испарения относят: боковые экраны первого блока и выносные циклоны. Двухступенчатое испарение - эффективный способ уменьшения потерь котловой воды с продувкой. Котёл по воде делится на две части: солевой и чистовой отсеки. Чистовой отсек(собственно верхний барабан) котла составляет примерно 80 % от всего водяного объёма. В солевом отсеке (выносные циклоны) солесодержание котловой воды в 5-6 раз больше чем в чистовом отсеке.

Поэтому непрерывная продувка выполняется из солевого от-сека. Пар получается в чистовом и солевом отсеках. Но до 80% пара получается в чистом отсеке, поэтому вырабатываемый пар в котлах со ступенчатым испарением получается более высокого качества. I. Для обдувки котла установлены два обдувочных аппарата с электроприводом на бо-ковой стенке котла (как правило, с левой стороны). . Очистка внутренних поверхностей нагрева котлов кислотная. Обмуровка облегчённая, натрубная с металлической обшивкой. I. КПД котла: при работе на газе - 90-92%, при работе на мазуте - 85-88% . к Котёл имеет девять точек периодической продувки (из всех нижних коллекторов, нижнего барабана и выносных циклонов).

Спецификация парового котла типа ДКВР -20 - 13.

Конвективный пучок:

1 - верхний барабан;

2 - опускные и подъемные трубы конвективного пучка;

3 - нижний барабан;

Задний экран:

4 - перепускная труба заднего экрана (3 шт);

5 - нижний коллектор заднего экрана;

6 - подъемные трубы заднего экрана;

7 - верхний коллектор заднего экрана;

8 - отводящие трубы заднего экрана; Боковые экраны I ступени испарения (2шт.):

9 - перепускные трубы бокового экрана;

10 - нижний коллектор бокового экрана;

11 - подъемные трубы бокового экрана;

12 - верхний коллектор бокового экрана;

13 - трубы рециркуляции (для обеспечения надёжной циркуляции воды в экранных трубах);

14 - отводящие трубы бокового экрана;

Фронтовой экран:

15 - опускные трубы фронтового экрана;

16 - нижний коллектор фронтового экрана;

17 - подъемные трубы фронтового экрана;

18 - верхний коллектор фронтового экрана;

19 - отводящие трубы;

20 - трубы рециркуляции;

Контуры циркуляции второй ступени испарения:

21 - перепускная труба;

22 - опускные трубы;

23 - подъёмные трубы;

24 - нижний коллектор;

25 - верхний коллектор;

26 - циклон выносной;

27 - отводящие трубы;

28 - пароотводящие трубы

29 - перепускная труба;

30 - трубы рециркуляции;

31 - непрерывная продувка;

32 - периодическая продувка (7 точек);

33 - воздушник с циклона;

34 - ввод питательной воды в верхний барабан;

35 - предохранительные пружинные клапаны;

36 - главная парозапорная задвижка на паропроводе котла;

37 - трубопровод для ввода химреагентов;

38 - паропровод собственных нужд.

Работа контура циркуляции воды первого блока правого топочного экрана (вторая ступень испарения) в паровом котле ДКВР-20-13. Котловая вода из верхнего барабана котла по системе опускных труб, расположенных во второй половине конвективного пучка (по ходу дымовых газов) поступает в нижний барабан. Из нижнего барабана вода по перепускной трубе поступает в правый выносной циклон, в циклоне эта вода смешивается с неиспарившейся водой работающего циклона и из него вода по двум опускным трубам поступает в нижний коллектор правого топочного экрана первого блока - это основной поток воды, поступающий в коллектор. Дополнительно в этот коллектор поступает неиспарившаяся вода из верхнего коллектора данного экрана по четырём опускным трубам.

Из нижнего коллектора вода по системе экранных Г-образных подъёмных труб поступает в верхний коллектор левого экрана первого блока в виде пароводяной смеси, а из коллектора пароводяная смесь поступает в левый выносной циклон по двум трубам. В циклоне происходит дополнительное образование пара из поступившей пароводяной смеси. Образовавшийся в циклоне пар занимает верхнюю часть циклона и далее из циклона направляется в верхний барабан котла (под сепарационные устройства), а не успевшая испариться вода в циклоне занимает его нижнюю часть и поступает в нижний коллектор левого экрана первого блока. Аналогично работает контур циркуляции воды левого экрана первого блока (вторая ступень испарения), но в обратном порядке.

Работа контура циркуляции воды правого топочного экрана второго блока (первой ступени испарения). Нижний коллектор данного экрана питается водой из нижнего барабана по двум перепускным трубам - это основной поток воды. В этот же коллектор поступает неиспарившаяся вода из верхнего коллектора данного экрана по четырём опускным трубам. Из нижнего коллектора вода по системе экранных подъёмных труб перемещается вверх, превращается в пароводяную смесь и поступает в верхний коллектор левого топочного экрана второго блока (первая ступень испарения). Из верхнего коллектора пар по двум паропроводам поступает в верхний барабан котла (под сепарационные устройства), а неиспарившаяся вода из верхнего коллектора по опускным трубам поступает в нижний коллектор левого экрана второго блока.

Аналогично работает контур циркуляции воды левого топочного экрана второго блока (первая ступень испарения), но в обратном порядке.

Работа контура циркуляции воды фронтового экрана. Нижний коллектор фронтового экрана (первая ступень испарения) питается водой из верхнего барабана по двум перепускным трубам. В этот же коллектор поступает неиспарившаяся вода из верхнего коллектора по четырёх опускным трубам. Из нижнего коллектора вода по системе экранных подъёмных труб перемещается вверх, нагревается и в виде пароводяной смеси поступает в верхний коллектор фронтового экрана и далее по двум паропроводам пар поступает в верхний барабан котла, а неиспарившаяся вода направляется по опускным трубам в нижний коллетор.

Работа контура циркуляции воды заднего экрана котла ДКВР-20-13. Вода из верхнего барабана по системе опускных труб конвективного пучка, находящихся в последних рядах конвективного пучка, поступает в нижний бара-бан и далее по перепускным трубам поступает в нижний коллектор заднего экрана. Из коллектора вода по системе экранных труб поступает в верхний коллектор заднего экрана в виде пароводяной смеси. Из верхнего коллектора пароводяная смесь поступает по двум трубопроводам в верхний барабан котла.

Схема движения дымовых газов в котле ДКВР-20-13. Продукты сгорания из топки поступают в камеру догорания, в конце которой может быть установлен пароперегреватель. Поскольку конвективный пучок кот-ла ДКВР-20-13 не имеет перегородок, то дымовые газы проходят через него одним прямым ходом и отдав своё тепло выходят из котла по всей ширине задней стенки котла. Далее по газоходу дымовые газы поступают в экономайзер.

Паровые котлы ДКВР-2,5; 4; 6,5; 10; 20 с газомазутными топками – двухбарабанные, вертикально-водотрубные, предназначены для выработки насыщенного или перегретого пара, идущего на технологические нужды промышленных предприятий, в системы отопления, вентиляции и горячего водоснабжения.

Преимущества:

Надежная гидравлическая и аэродинамическая схема работы котла обеспечивает высокий КПД – до 91%;

Низкий уровень затрат на эксплуатацию и обслуживание;

Котел ДКВР имеет сборную конструкцию, что позволяет монтировать его в котельной, не разрушая стен, и быстро подключить к уже существующим системам;

Возможен перевод котла с одного вида топлива на другой;

Широкий диапазон регулирования производительности (от 40 до 150% от номинала) позволяет использовать котел с максимальной эффективностью и значительно экономить затраты на теплоэнергоснабжение;

Возможность перевода котла в водогрейный режим;

Конструкция котла позволяет использовать под заказ различные варианты комплектации КИП и А, в том числе автоматизированными горелками.

Технические характеристики и комплектация котлов ДКВР

Показатель	ДКВР-4,0-13ГМ	ДКВР-6,5-13ГМ	ДКВР-10-13ГМ	ДКВР-20-13ГМ
Паропроизводительность номинальная, т/ч
Давление пара, МПа (кг/см 2)
Температура пара, °С
Поверхность нагрева котла, м 2: радиационная/ конвективная / общая	21,4/116,9/138,3	27,9/197,4/22 5,8	47,9/229,1/227,0	51,3/357,4/408,7
Объем котла, м 3: паровой / водяной
	газ, мазут
Расход топлива, м 3 /ч (кг/ч): газа (мазута)*
КПД, %: газ / мазут
Экономайзер: чугунный
стальной
Вентилятор	ВДН-10 (1000)	ВДН-9 (1500)	ВДН-11,2 (1000)	ВДН-12,5 (1000)
Поставка (блоком, россыпью и т.д.)	блок, россыпь	блок, россыпь
Габаритные размеры (д × ш × в), м	5,4 × 3,4 × 4,4	6,5 × 3,8 × 4,4	6,8 × 3,8 × 6,3	9,7 × 3,2 × 7,6
Масса, кг

* При газе Q расч. 8525 ккал/кг, мазуте Q расч. 9170 ккал/кг. Примечание . Для комплектации котлов ДКВР-2,5; 4; 6,5; 10 при сжигании газа и мазута применяются двухзонные вихревые газомазутные горелки типа ГМГ. С целью экономии топлива, улучшения параметров пара котлы комплектуются автоматизированными блочными горелками типа Cib Unigas, Weishaupt.

В установках, сжигающих газообразное топливо, переход на резервное топливо и работа на нем имеют весьма существенное значение. Наиболее удобным резервным топливом с точки зрения быстроты перехода на него и обратно является жидкое топливо (мазут, сланцевое масло и т. д.). В то же время для большинства котельных установок, как малой производительности, так и большой, резервным является твердое топливо, что создает определенные трудности и требует времени для перехода на него и обратно на газ.

Наибольшее время для перехода на резервное топливо и обратно на газ требуется в агрегатах, имеющих топки для слоевого сжигания твердого топлива. В этих установках, как правило, приходится для перехода на твердое топливо снять с колосниковой решетки защитный слой огнеупорного кирпича или шлака, а иногда и удалить горелки (например, при оборудовании топки подовыми горелками). Кроме того, механизированные топки для слоевого сжигания твердого топлива и устройства для подачи топлива к ним располагаются, как правило, с фронтовой стены котла (например, топки с пневмомеханическими забрасывателями, цепной механической решеткой, с шурующей планкой и т. д.). При работе на газе эти устройства приходится защищать, закрывая их огнеупорным кирпичом и, следовательно, при переходе на твердое топливо удалять защитный огнеупорный кирпич.

В качестве примера рассмотрим переход на резервное твердое топливо котлоагрегата ДКВР, оборудованного наиболее удобными с точки зрения быстроты перехода вертикально-щелевыми горелками. Котлоагрегат типа ДКВР-10-13, имеющий топку с пневмомеханическим забрасывателем, переведенный на газообразное топливо при установке вертикально-щелевых горелок конструкции Ленгипроинжпроекта. Для перехода на сжигание твердого топлива в данном случае необходимо выполнить работы в указанной ниже последовательности.

После отключения горелочных устройств открывают дверцы для ручного заброса твердого топлива и выбивают в топочную камеру огнеупорный кирпич, которым они были заложены. Эта операция занимает около 15-30 мин. Затем через открывшиеся отверстия резаком подламывают шамотный бой или шлак, защищающий колосниковую решетку. При этом желательно спекшийся шамотный бой или шлак разломать на возможно более мелкие куски и сгрести их на соседнюю секцию. После этого опробуется легкость хода привода для опрокидывания колосников без применения больших усилий во избежание повреждения приводного механизма. Затем, пользуясь имеющимся приводом, следует прокачать переднюю и заднюю секции колосников и сбросить гребком шлак или шамотный бой с передней плиты. Далее необходимо отделить гребком прилипший шамотный бой или шлак от задней стены топки и снова прокачать и закрыть колосники, после чего перегрести шлак или шамотный бой на очищенную секцию и аналогично описанному очистить ее прокачкой колосников. Оставшийся шамотный бой равномерно разгребается по обеим секциям, и секции счищаются последовательной прокачкой колосников. В случае если шамотный бой не будет проваливаться, необходимо разломать его ударами гребка.

Операция по очистке колосникового полотна занимает около одного часа и выполнять ее должны два человека ввиду трудоемкости работ и высокой температуры. Одновременно с очисткой решетки от шлака следует открыть фронтовой лист воздушного короба и заложить щели горелок огнеупорным кирпичом. Амбразуры пневмомеханических забрасывателей раскрываются одновременно с удалением огнеупорного защитного кирпича из дверок ручной загрузки. Вся операция по подготовке топки для перевода на сжигание твердого топлива может быть выполнена за два-три часа. После подготовки топки начинают ее растапливать на твердом топливе. Для этого, прежде всего опробуется забрасыватель включением его в работу.

Растапливать надо в следующем порядке:

а) наполнить угольный ящик углем;

б) открыть поддувальные дверки или воздушные шиберы, включить дымосос (при отсутствии или недостатке естественной тяги), приоткрыть направляющий аппарат дымососа или шибер за котлом, провентилировать топку в течение 10 мин;

в) включить на короткое время электродвигатель забрасывателей и покрыть решетку слоем угля толщиной 30 - 40 мм. Подравнять гребком слой. Уложить поверх слоя расколотые дрова и зажечь их (без пуска дутьевого вентилятора). Вместо дров можно использовать жар с другого работающего котла;

г) как только дрова прогорят, расшуровать образовавшийся древесный кокс ровным слоем по решетке, закрыть поддувальную дверку, включить дутьевой вентилятор и дать слабое дутье под решетку;

д) открыть воду на охлаждение подшипников забрасывателей. По мере разгорания слоя на решетке и прогрева котла постепенно увеличивать подачу топлива и воздуха.

Так как котел после работы на газе был прогрет достаточно хорошо, то длительность его растопки на твердом топливе может быть сокращена до 3/4 - 1 ч и определяется возможной скоростью разгорания угля. Таким образом, восстановления нормальной производительности котла возможно добиться при хорошей организации работ через три-четыре часа. Для перехода с твердого топлива на газообразное в связи с тем, что требуется закладка амбразур пневмомеханических забрасывателей огнеупорным кирпичом, необходимы остановка котла и его охлаждение в течение 2 - 3 суток. При переводе котла на газообразное топливо необходимо выполнить следующие работы: заложить огнеупорным кирпичом амбразуры пневмомеханических забрасывателей, раскрыть щели газовых горелок, покрыть колосниковую решетку слоем шлака высотой 50 мм, а поверх него набросать слой битого шамотного кирпича высотой 150 мм (куски шамотного кирпича должны быть не более 100 мм).

Наиболее быстро удается переходить с газообразного на твердое топливо и обратно в тех случаях, когда котлоагрегатоборудован камерной топкой для пылевидного сжигания твердого топлива. Кроме того, возможно совместное сжигание газообразного и твердого топлива. Для перевода котлоагрегата с газа на твердое топливо выполняются следующие операции:

а) полностью открываются шиберы, отключающие шахты мельниц и незначительно приоткрываются шиберы, регулирующие подачу воздуха в шахтные мельницы; мельницы вентилируются в течение 5-8 мин;

б) включаются в работу поочередно шахтные мельницы и их питатели топлива, чтобы убедиться в правильности вращения и отсутствии неисправностей; в) останавливаются питатели топлива и шахтные мельницы и производится загрузка бункеров топливом. Включаются одна из мельниц и питатель топлива на минимальной скорости при минимальной подаче воздуха в шахтную мельницу. При этом необходимо наблюдать за амперметром, показывающим нагрузку электродвигателя мельницы, не допуская его перегрузки. Если загрузка двигателя мельницы превышает допустимую, немедленно отключить питатель топлива;

г) как только пылевой факел загорится, уменьшить подачу газа на горелку, прикрыв рабочую задвижку. При этом следует следить за разрежением в топочной камере, поддерживая его равным 2-3 мм вод.ст., и за нагрузкой котла по паромеру, не допуская повышения его производительности выше номинальной, а также за давлением пара в котле, которое не должно отклоняться от заданной величины более чем на 0.5- 0,7 am;

д) постепенно увеличивать подачу топлива в мельницу, соответственно понижая подачу газа в горелку; при этом внимательно следить за устойчивостью горения пылевого факела;

е) когда давление газа перед горелкой достигнет минимально допустимой величины, закрыть полностью рабочую и контрольную задвижки и открыть кран на свечу безопасности. Затем прекратить подачу воздуха в горелку.

Аналогично описанному выполняются все операции по включению в работу второй мельницы и отключению газовой горелки. При переходе на твердое топливо следует внимательно следить за изменением температуры перегретого пара, поддерживая ее на заданном уровне регулированием подачи воды в пароохладитель.

При переходе с пылевидного топлива на газообразное необходимо выполнить следующие операции:

а) продуть газопроводы и проверить качество продувки сжиганием отобранной пробы газа;

б) зажечь переносный запальник и вставить его в запальное отверстие одной из газовых горелок. Проверить устойчивость пламени запальника;

в) закрыть кран на свечу безопасности. Открыть полностью контрольную задвижку, затем немного приоткрыть рабочую задвижку и, установив минимально допустимое давление газа перед горелкой, в соответствии с имеющейся инструкцией убедиться, что газ воспламенился. Открыть и отрегулировать подачу воздуха на горелку. Если газ не загорится, немедленно закрыть рабочую и контрольную задвижки и открыть кран на свечу безопасности. Выяснить причину, по которой горелка не зажглась;

г) сработать топливо из бункеров. Постепенно снижать производительность питателя топлива, одновременно повышая подачу газа в горелку;

д) после срабатывания топлива из бункеров остановить питатель угля, продуть мельницу воздухом (окончание продувки мельницы контролируется загрузкой электродвигателя по амперметру). Затем мельницу остановить, закрыв подачу воздуха в нее и шибер, отключающий шахту. Закрыть шибер, регулирующий подачу вторичного воздуха в топку. Аналогично разжигается вторая горелка, и останавливаются соответствующие питатель топлива и мельница.

В установках, где резервным топливом является мазут, переход на него не вызывает трудностей и осуществляется в такой последовательности для случая установки комбинированных газомазутных горелок: разогревается мазут до необходимой температуры, устанавливаемой местной инструкцией, в зависимости от марки мазута. После подготовки мазута производительность всех установленных горелок, за исключением переводимой на мазут, повышается до максимальной. Затем прекращают подачу газа в горелку, переводимую на мазут, закрывая рабочую и контрольную задвижки; кран на свечу безопасности полностью открывается.

Прекращается подача воздуха в горелку. В запальное отверстие вставляется мазутный растопочный факел и от него зажигается мазутная форсунка. После того как факел мазутной форсунки станет устойчивым, выполняя аналогичные операции, переводят на сжигание мазута следующие горелки.

Переход с мазута на сжигание газа осуществляется в такой последовательности: продувают газопроводы, зажигают и вставляют в запальное отверстие переносный газовый запальник, прекращают подачу мазута в одну из горелок и зажигают ее подачей газа. После того как производительность горелок при работе на газе достигнет номинальной, аналогичные операции производят на остальных газомазутных горелках.

В связи с сезонной работой многих установок на газообразном топливе весьма важным является вопрос консервации газового оборудования на длительный период, когда сжигается другой вид топлива. К консервации оборудования приступают после отключения системы газоснабжения, установки металлической заглушки на вводе и освобождения всех газопроводов от газа.

Консервации подлежат: регуляторы давления, предохранительные и предохранительно-запорные клапаны, контрольно-измерительные приборы, арматура ГРП и внутрицеховых газопроводов, горелочные устройства и контрольно-измерительные приборы котлоагрегатов, находящиеся в работе только при эксплуатации установки на газообразном топливе. Перед консервацией оборудования следует произвести его профилактический ремонт. Для консервации рекомендуется применять специальную смазку, состоящую из четырех весовых частей приборного масла марки МВП (ГОСТ 1805-51) и одной части чистого парафина. Смазка приготовляется следующим образом. В приборное масло, подогретое до температуры 50-60°С, всыпается измельченный парафин и размешивается до полного растворения.

Защитной смазкой покрываются: клапан, рычажная система, детали регулятора управления, а также внутренние поверхности корпуса регулятора давления, ПЗК (и его детали), предохранительных пружинных клапанов (и их детали), газовых счетчиков (и их детали), клапанов блокировки «газ - воздух» (и их детали). Смазка наносится тонким слоем в разогретом состоянии с помощью пульверизатора или ручного насоса. Смазку для шестерен газовых счетчиков заливают в коробку, при этом для равномерного покрытия всех зубьев шестерен роторы счетчика проворачиваются.

Если оборудование ГРУ расположено непосредственно в котельном цехе, то после профилактического ремонта и нанесения смазки следует его покрыть брезентовыми чехлами. Вся арматура ГРУ и внутрицеховых газопроводов разбирается, очищается и смазывается, а сальники перебиваются. Горелочные устройства перед консервацией следует осмотреть и заложить из топки огнеупорным кирпичом их выходные амбразуры. Все U-образные манометры следует снять, слить из них ртуть и промыть.

Перед пуском газа в систему, которая была законсервирована, необходимо провести испытания ее на плотность.

Вопросы .

1. Краткое описание котла типа ДКВР.

ДКВР – двухбарабанный паровой котел, вертикально-водотрубный, реконструированный с естественной циркуляцией и уравновешенной тягой, предназначен для выработки насыщенного пара.

Расположение барабанов продольное. Движение газов в котлах горизонтальное с несколькими поворотами или без поворотов, но с изменением сечения по ходу газов.

Котлы относятся к системе котлов горизонтальной ориентации, т.е. увеличение паропроизводительности идет за счет их развития в длину и ширину при сохранении высоты.

Котлы выпускаются Бийским котельным заводом производительностью 2,5; 4; 6,5; 10 и 20 т./ч. С избыточным давлением пара на выходе из котла (для котлов с пароперегревателем – давление пара за перегревателем) 1,3 МПа и некоторые типы котлов с давлением 2,3 и 3,9 МПа. Перегрев пара у котлов с давлением 1,3 МПа до 250˚C, с давлением 2,3 МПа – до 370˚C, с давлением 3,9 МПа – до 440˚C.

Котлы применяются при работе на твердом, жидком и газообразном топливе. Вид используемого топлива диктует особенности компоновочных решений котла.

Газомазутные котлы типа ДКВР имеют камерную топку.

Котлы паропроизводительностью 2.5; 4; 6,5 т/ч выполняются с удлиненным верхним барабаном, 10 т/ч – с удлиненным и коротким верхним барабаном, 20 т/ч – с коротким верхним барабаном.

Газомазутные котлы ДКВР – 2,5; 4; 6,5 т/ч с избыточным давлением 1,3 МПа выпускаются с низкой компоновкой в тяжелой и облегченной обмуровке, котлы ДКВР – 10 т/ч – с высокой компоновкой в тяжелой обмуровке и с низкой компоновкой в тяжелой и облегченной обмуровке, ДКВР–20 т/ч – с высокой компоновкой и облегченной обмуровкой.

Котлы ДКВР – 2,5; 4; 6,5; 10 т/ч с удлиненным барабаном поставляются в полностью собранном виде без обмуровки.

Котлы ДКВР 10 и 20 т/ч с коротким барабаном поставляются 3 блоками: передний топочный блок, задний топочный блок, блок конвективного пучка. Котлы с облегченной обмуровкой могут поставляться вместе с обмуровкой.

Котлы с удлиненным верхним барабаном имеют одну ступень испарения, с коротким верхним барабаном – две ступени испарения.

Схема котла ДКВР с длинным верхним барабаном приведена на рисунке 1, с коротким - на рисунке 2.

Конструктивная схема котлов ДКВР – 2,5; 4; 6,5; 10 т/ч с длинным верхним барабаном одинакова (рис 3).

Котлы ДКВР – 2,5; 4; 6,5; т/ч в топке имеют два боковых экрана – фронтового и заднего экранов у них нет. Котлы паропроизводительностью 10 и 20 т/ч имеют 4 экрана: фронтовой, задний и два боковых. Боковые экраны одинаковые. Фронтовой экран отличается от заднего меньшим количеством труб (часть стены занята горелками) и схема питания. Задний экран установлен перед шамотной перегородкой.

Трубы боковых экранов завальцованы в верхнем барабане. Нижние концы труб баковых экранов приварены к нижним коллекторам (камерам), которые расположены под выступающей частью верхнего барабана возле обмуровки боковых стен. Для создания циркуляционного контура передний конец каждого экранного коллектора соединен опускной не обогреваемой трубой с верхним барабаном, а задний конец – перепускной (соединительный) трубой с нижним барабаном.

Вода поступает в боковые экраны одновременно из верхнего барабана по передним опускным трубам и из нижнего барабана по перепускным трубам. Такая схема питания боковых экранов повышает надежность работы котла при понижении уровня воды в верхнем барабане и повышает кратность циркуляции.

Схема парового котла типа ДКВР с длинным верхним барабаном.

1-продувочный вентиль; 2-предохранительный клапан; 3-водоуказательное стекло;

4-регулятор питания; 5-вентиль ввода химикатов; 6-обратный клапан; 7-вентиль насыщенного пара; 8-верхний барабан; 9-обдувочная линия; 10-вентиль перегретого пара; 11-спускной вентиль; 12-пароперегреватель; 13-вентили для спуска воды из котла; 14-нижний барабан; 15-кипятильные трубы; 16-экранный коллектор; 17-экранная труба; 18-водоопускная труба.

Паровой котел типа ДКВР с коротким верхним барабаном

1-нижний экранный коллектор; 2-потолочные экранные трубы; 3-верхний экранный коллектор; 4-выносной циклон; 5-пароперепускная труба; 6-верхний барабан; 7-кипятильные трубы; 8-нижний барабан.

Конструктивная схема котла ДКВР – 6,5 с газомазутной топкой.

Верхние концы труб заднего и бокового экранов завальцованы в верхний барабан, а нижние – в коллекторы. Фронтовой экран получает воду из верхнего барабана по отдельной не обогреваемой трубе, а задний экран – по перепускной трубе из нижнего барабана.

Циркуляция в кипятильных трубах конвективного пучка происходит за счет бурного испарения воды в передних рядах труб, так как они ближе расположены к топке и омываются более горячими газами, чем задние, в следствии чего в задних трубах, расположенных на выходе из котла, вода идет не вверх, а вниз.

Камера догорания отделяется от конвективного пучка шамотной перегородкой, устанавливаемой между первым и вторым рядами кипятильных труб, в следствие чего первый ряд конвективного пучка является одновременно и задним экраном камеры догорания.

Внутри конвективного пучка устанавливается поперечная чугунная перегородка, разделяющая его на 1 и 2 газоходы, по которым движутся дымовые газы, поперечно омывающие все кипятильные трубы. После этого они выходят из котла через специальное окно, расположенное с левой стороны в задней стенке.

В котлах с перегревом пара пароперегреватель устанавливается в первом газоходе после 2 – 3 ряда кипятильных труб (вместо части кипятильных труб).

Питательная вода подается в верхний барабан и в его водяном пространстве распределяется по перфорированной трубе.

Барабан оборудован устройствами для непрерывной продувки, предохранительными клапанами, водоуказательными приборами и сепарационными устройствами, состоящими из жалюзи и дырчатых листов.

Нижний барабан является шламоотстойником и из него по перфорированной трубе производится периодическая продувка. В нижнем барабане устанавливается труба для прогрева котла паром при растопке.

Газомазутные блочные котлы ДКВР-10 и ДКВР-20 с коротким верхним барабаном (рис.2 и рис.4) имеют особенности по сравнению с вышеописанными котлами.

В этих котлах применяется двух ступенчатая схема испарения. Первая ступень испарения включает конвективный пучок, фронтовой и задний экраны, боковые экраны заднего топочного блока. Баковые экраны переднего топочного блока включены во вторую ступень испарения. Сепарационными устройствами второй ступени испарения являются выносные циклоны центробежного типа.

Верхние и нижние концы топочных экранов приварены к коллекторам (камерам), что обеспечивает разбивку на блоки, но увеличивает сопротивление циркуляционного контура. Для увеличения скорости циркуляции в контур введены не обогреваемые рециркуляционные трубы.

Трубы боковых экранов котла закрывают потолок топочной камеры. Нижние концы боковых экранных труб приварены к нижним коллекторам, т.е. трубы правого экрана приварены к правому коллектору, а трубы левого экрана – к левому коллектору.

Верхние концы экранных труб соединены с коллекторами иначе. Конец первой трубы правого экрана приварен к правому коллектору, а все остальные трубы приварены к левому коллектору. Таким же образом расположены концы экранных труб левого ряда, благодаря чему на потолке они образуют потолочный экран (рис 5).

Фронтовой и задний экраны закрывают часть фронтовой и задней стенки топки.

На наклонной части заднего экрана установлена шамотная перегородка, разделяющая топочную камеру на собственно топку и камеру догорания.

Блок конвективного пучка котла ДКВР-20 включает верхний и нижний барабаны одинакового размера и пучок кипятильных труб пролетного типа с коридорами по краям, как у котлов производительностью 2,5;4;6,5;10 т/ч. Вторая часть конвективного пучка коридоров не имеет. Обе части имеют коридорное расположение труб с теми же шагами, что и у всех остальных котлов типа ДКВР.

Котел ДКВР-20-13

1-газомазутная горелка; 2-боковые экраны; 3-выносной циклон; 4-короб взрывного предохранительного клапана; 5-задний топочный блок; 6-конвективная поверхность нагрева (конвективный блок); 7-изоляция верхнего барабана; 8-нижний барабан; 9-задний экран.

Для улучшения омывания газами первой части пучка за 6 рядом труб должны быть установлены диафрагмы из шамотного кирпича, перекрывающие боковые коридоры. При отсутствии диафрагм температура за котлом может повыситься до 500˚C.

Питательная вода по питательным трубопроводам 15 поступает в верхний барабан 16, где смешивается с котловой водой. Из верхнего барабана по последним рядам труб конвективного пучка 18 вода опускается в нижний барабан 17, откуда по подпиточным трубам 21 направляется в циклоны 8. Из циклонов по опускным трубам 26 вода подается к нижним коллекторам (камерам) 24 боковых экранов 22 второй ступени испарения, пароводяная смесь поднимается в верхние камеры 10 этих экранов, откуда поступает по трубам 9 в выносные циклоны 8, в которых разделяется на пар и воду. Вода по трубам 31 опускается в нижние камеры 20 экранов, отсепарированный пар по перепускным трубам 12 отводится в верхний барабан. Циклоны (их 2) соединены между собой перепускной трубой 25.

Экраны первой ступени испарения питаются из нижнего барабана. В нижние камеры 20 боковых экранов 22 вода поступает по соединительным трубам 30, в нижнюю камеру 19 по другим соединительным трубам. Фронтовой экран питается из верхнего барабана – вода поступает в нижнюю камеру 3 по перепускным трубам 27.

Общая схема циркуляции котла ДКВР-10 с укороченным верхним

барабаном с низкой компоновкой

1-верхний барабан; 2-верхние коллекторы боковых экранов; 3-боковые экраны; 4-нижние коллекторы боковых экранов; 5-перегородка коллекторов 2 и 4; 6-выносные циклоны; 7-опускные трубы; 8-нижний барабан; 9-труба подпитки циклонов из нижнего барабана; 10-трубы, соединяющие переднюю часть коллекторов 2 с выносными циклонами 6; 11-трубы отвода пара из циклона 6 в верхний барабан 1; 12-трубы питания экранов первой ступени испарения; 13-трубы отвода пароводяной смеси экранов первой ступени испарения в верхний барабан 1; 14-рециркуляционные трубы; 15-кипятильный пучок; 16-штуцер отбора пара; 17-труба питательной воды.

Продолжение рис 6

Схема циркуляции котла ДКВР-20

1-вторая ступень испарения: 2-фронтовой экран; 3-камера; 4-непрерывная продувка; 5-рециркуляционные трубы: 6-перепускная труба из верхнего коллектора в барабан; 7,10,11-верхние камеры; 8-выносные циклоны; 9-перепускные трубы из верхней камеры в выносной циклон; 12-перепускные трубы из выносного циклона в барабан; 13-патрубок отвода пара; 14-сепарационнное устройство; 15-питательные линии; 16-верхний барабан; 17-нижний барабан; 18-конвективный пучок; 19,20,23,24-нижние камеры; 21-подпиточные трубы; 22-боковые экраны; 25-перепускная труба; 26-опускные трубы; 27,29,30,31-перепускные трубы; 28-пароотводящие трубы.

Пароводяная смесь отводится в верхний барабан из верхних камер 10 боковых экранов 1 ступени испарения по пароотводящим трубам 28, из верхней камеры 11 заднего экрана – трубами 29, из верхней камеры 7 фронтового экрана трубами 6. Фронтовой экран имеет рециркуляционные трубы 5.

В верхней части парового объема верхнего барабана установлены жалюзийные сепарационные устройства с дырчатыми (перфорированными) листами.

В водяном объеме верхнего барабана установлен корытообразный направляющий щит. Для изменения направления движения потока пароводяной смеси, выходящей из промежутка между стенками барабана и направляющим щитом, над верхними кромками направляющего щита установлены продольные отбойные козырьки.

Особенностью конструкции котлов с двухступенчатым испарением является то, что водяной объем контуров второй ступени испарения составляет 11 % водяного объема котла, а их паропроизводительность 25-35 %. Это связано с тем, что при возможных нарушениях режима работы котла уровень воды во второй ступени испарения снижается значительно быстрее, чем в первой.

В начале конвективного пучка у котлов с перегревом пара (после 2-3 ряда) расположены змеевики вертикального пароперегревателя, подвешенные к верхнему барабану с одной или двух сторон. Температура перегретого пара во всех котлах типа ДКВР не регулируется.

Все котлы типа ДКВР унифицированы и имеют одинаковый диаметр верхнего и нижнего барабанов, экранных и кипятильных труб, одинаковые шаги труб боковых экранов, фронтового и заднего экранов, труб конвективного пучка.

2 Объем и энтальпии воздуха и продуктов сгорания.

2.1 Состав и теплота сгорания топлива.

Расчетные характеристики газообразного топлива.

2.2 Присосы воздуха и коэффициенты избытка воздуха по отдельным газоходам.

Коэффициент избытка воздуха на выходе из топки для газовых котлов небольшой производительности принять в пределах α т =1.05-1.1.

Все котлы типа ДКВР имеют один конвективный пучок.

Присосы в газоходах за котлом оценить по ориентировочной длине газохода, которую принять для котлов типа ДКВР -5 м.

Коэффициент избытка воздуха и присосы в газоходах котла.

Избытки воздуха и присосы по газоходам котла.

Коэффициент избытка воздуха в сечении за поверхностью нагрева α ” газового тракта котла с уравновешенной тягой определяется суммированием коэффициента избытка воздуха в топке α т с присосами в газоходах котла Δα, расположенных между топкой и рассматриваемой поверхностью нагрева.

Например:

α т = α ” т = α ср т = α ’ к.п. I ,

α” к.п. I = α т + Δα к.п. I = α ’ к.п. I + Δα к.п. I ,

α” к.п. I I = α т + Δα к.п. I + Δα к.п. I I = α ’ к.п. I + Δα к.п. I I и т.д.

Коэффициент избытка воздуха на выходе из поверхности α ” является коэффициентом избытка воздуха на входе в следующую поверхность нагрева α ’ .

Средний избыток воздуха в газоходе котла:

α ср к. п. I = ,

α ср к. п. I I = и т.д.

2.3 Объемы воздуха и продуктов сгорания.

Объемы воздуха и продуктов сгорания рассчитываются на 1 м 3 газообразного топлива при нормативных условиях (0˚C и 101,3 кПа).

Теоретические объемы воздуха и продуктов сгорания заданного топлива при полном его сгорании (α=1) принимаются по таблице XIII Приложения(см. методические указания к курсовому проекту) и заносятся в таблицу.

Теоретические объемы воздуха и продуктов сгорания

Наименование величины	Усл.обозначение	Величина, м³/кг
Теоретический объем воздуха
Теоретические объемы продуктов сгорания: Трехатомных газов;
Водяных паров;

Объемы газов при полном сгорании топлива и α > 1определяются для каждого газохода по формулам, приведенным в таблице. Данные расчетов заносятся в эту же таблицу.

Пояснения к таблице:

Коэффициент избытка воздуха α = α ср для каждого газохода принимается по таблице;

Берутся из таблицы, м³/м 3 ;

– объем водяных паров при α > 1, м³/кг;

– объем дымовых газов при α > 1 м³/кг;

– объемная доля водяных паров;

– объемная доля трехатомных газов;

r п – объемная доля водяных паров и трехатомных газов;

– масса дымовых газов, кг/м 3 ;

= , кг/м 3 ,

где = - плотность сухого газа при нормальных условиях, кг/м 3 ; принимается по таблице;

10 г/м 3 – влагосодержание газообразного топлива, отнесенное к 1 м 3 сухого газа.

2.4 Энтальпии воздуха и продуктов сгорания.

Энтальпии воздуха и продуктов сгорания считаются для каждого значения коэффициента избытка воздуха α в области, перекрывающей ожидаемый диапазон температур в газоходе.

Энтальпии 1м³воздуха и продуктов сгорания

Пояснение к таблице:

Данные для расчета принимаются из таблиц.

Энтальпия газов при коэффициенте избытка воздуха и температуре °C,

Энтальпия теоретически необходимого количества воздуха при температуре t, °C

, кДж/м 3 .

Энтальпия воздуха и продуктов сгорания при α >1 (I-ϧ таблица)

Поверхности нагрева	ϧ (t),°C
Топка, вход в первый конвективный пучок и пароперегреватель α т =1,07
Первый конвективный пучок и пароперегреватель (вход во второй конвективный пучок) α к.п. I =1,12
Второй конвективный пучок (вход в экономайзер) α к.п. I I =1,22
Экономайзер

Энтальпия действительного объема дымовых газов на 1м 3 топлива при температуре °C,

, кДж/м 3 .

Изменение энтальпии газов, кДж/м 3 .

где - расчетное значение энтальпий, кДж/м 3

Предыдущее по отношению к расчетному значение энтальпии, кДж/м 3 .

Показатель ∆I r снижается по мере уменьшения температуры газов °C.

Нарушение этой закономерности указывает на наличие ошибок в подсчете энтальпий.

Таблицей придется постоянно пользоваться в дальнейших расчетах. По ней определяются энтальпия по известной температуре или температура по известной энтальпии. Расчеты ведутся методом интерполяции по следующим формулам:

Энтальпия по заданной температуре ϧ

, кДж/м 3 ,

, кДж/м 3 ;

Температура по заданной энтальпии I

,°C,

°C,

где, энтальпии газов принимаются по графе I r , а энтальпии воздуха - по графе I o .в

Примеры расчета интерполяций

(исходные данные из I-ϧ таблицы)

а) при известной температуре газов ϧ =152°C (дано по условию)

I r = кДж/м 3

Формула из книжки……..

3. Тепловой баланс котла и расход топлива.

3.1 Тепловой баланс котла.

Составление теплового баланса котла заключается в установлении равенства между поступившим в котел количеством тепла, называемым располагаемым теплом Q p , и суммой полезно использованного тепла Q 1 и тепловых потерь Q 2 , Q 3 , Q 4 , Q 5 , Q 6 . На основании теплового баланса вычисляются КПД и необходимый расход топлива.

Тепловой баланс составляется применительно к установившемуся тепловому состоянию котла на 1 кг (1 м 3) топлива при температуре О °С и давлении 101,3 кПа.

Общее уравнение теплового баланса имеет вид:

Q р + Q в.вн + Q ф = Q 1 + Q 2 + Q 3 + Q 4 + Q 5 +Q 6 , кДж/м 3 ,

где Q р - располагаемое тепло топлива, кДж/кг;

Q в.вн - тепло, внесенное в топку воздухом при его подогреве вне котла, кДж/ м 3 ;

Q ф - тепло, внесенное в топку паровым дутьем («форсуночным» паром), кДж/ м 3 ;

Q 1 - полезно использованное тепло, кДж/ м 3 ;

Q 2 - потеря тепла с уходящими газами, кДж/ м 3 ;

Q 3 - потеря тепла от химической неполноты сгорания топлива, кДж/ м 3 ;

Q 4 - потеря тепла от механической неполноты сгорания топлива, кДж/ м 3 ;

Q 5 - потеря тепла от наружного охлаждения, кДж/ м 3 ;

Q 6 - потеря с теплом шлаков, кДж/ м 3 .

В условиях курсового проектирования при сжигании газообразного топлива в отсутствии внешнего подогрева воздуха и парового дутья величины Q в.вн, Q ф, Q 4 , Q 6 равны нулю, поэтому уравнение теплового баланса будет иметь вид:

Q р = Q 1 + Q 2 + Q 3 + Q 5 , кДж/ м 3

Располагаемое тепло 1 м 3 газообразного топлива

Q р = Q d i + i тл, кДж/ м 3 ,

Где Q d i - низшая теплота сгорания газообразного топлива, кДж/ м 3

i тл - физическое тепло топлива, кДж/ м 3 . Учитывается в том случае, когда топливо предварительно подогревается посторонним источником тепла (например, паровой подогрев мазута).

В условиях курсового проектирования i тл = 0, следовательно

Q р = Q d i = 35500, кДж/ м 3

3.2 Тепловые потери и КПД котла.

Потери тепла обычно выражают в процентах от располагаемого тепла топлива:

q 2 = Q 2 / Q р * 100% ; q 3 = Q 3 / Q р * 100% и т. д.

Потери тепла с уходящими газами в окружающую среду (атмосферу) определяется как разность энтальпий продуктов сгорания на выходе из последней поверхности нагрева (экономайзера в условиях курсового проектирования) и холодного воздуха:

q 2 = ; q 2 =

где - энтальпия уходящих газов, кДж/ м 3 . определяется интерполяцией по данным таблиц и заданной температуре уходящих газов ϧ ух =152°C

=, кДж/ м 3

а ух = α ” эк =1,3 - коэффициент избытка воздуха за экономайзером (таблица)

I o .х.в. – энтальпия холодного воздуха

I o .х.в. = = кДж/ м 3

где - энтальпия 1 м 3 холодного воздуха при t хв = 24°C

9.42 - теоретический объем воздуха, м 3 /м 3 (таблица)

Потери тепла от химической неполноты сгорания топлива q 3 , % обусловлена суммарной теплотой сгорания продуктов неполного горения, остающихся в дымовых газах. Для проектируемых котлов принять q 3 = 0,5 %.

Потери тепла от наружного охлаждения q 5 , % принимается по таблице в зависимости от паропроизводительности котла D = 1,8 кг/с

D = ; q 5 = 2,23%

где D = 6,5 т/ч – из исход данных задания.

Потери теплоты от наружного охлаждения парового котла с хвостовыми поверхностями

Суммарная потеря теплоты в котле

,%; %

Коэффициент полезного действия (брутто)

,%;

3.3 Полезная мощность котла и расход топлива.

Полное количество теплоты, полезно использовать в котле,

где D пе = D = 1,8 кг/с – количество выработанного перегретого пара;

i пе = 2908 кДж/кг – энтальпия перегретого пара; определяется по давлению и температуре перегретого пара (Р пе =1,3 МПа; t пе =240°С – исходные данные) по таблице Приложения;

i п.в – энтальпия питательной воды, кДж/кг;

i п.в = с п.в. t п.в. , кДж/кг; i п.в =4,19 кДж/кг;

где с п.в. = 4,19 кДж/(кг °С) – теплоемкость воды;

t п.в = 84°С – температура питательной воды;

i′ s – энтальпия кипящей воды, кДж/кг; определяется по таблице по давлению перегретого пара (исходные данные).

i′ s = i кип = i′ =814,8 кДж/кг;

Расход воды на продувку котла, кг/с.

где α пр = 2,4% - относительная величина продувки, (исходные данные);

Кг/с; кг/с;

Удельные объемы и энтальпии кипящей воды и сухого насыщенного пара.

Давление перегретого пара Р пе, МПа	Температура насыщения, t s ,°С	Удельный объем кипящей воды V ′,м 3 /кг	Удельный объем сухого насыщенного пара V ”,м 3 /кг	Удельная энтальпия кипящей воды i′,кДж/кг	Удельная энтальпия сухого насыщенного пара i”, кДж/кг

Расход топлива подаваемого в топку котла

м 3 /с

где Q к = 4634,8 кВт, нашли по формуле;

Q р = 35500 кДж/кг – исходные даные;

η к = 90,95 % – нашли по формуле;

4. Геометрические характеристики поверхностей нагрева.

4.1 Общие указания.

Для теплового расчета котла необходимы геометрические характеристики топочной камеры, пароперегревателя, конвективных пучков, низкотемпературных поверхностей

нагрева, которые определяются по размерам на чертежах однотипных котлов.

Размеры на чертежах проставляются с точностью до 1 мм. Зачеты величин в м следует выполнять с точностью до трех знаков после запятой, в м 2 и м 3 – с точностью до одного знака после запятой. Если необходимый размер на чертежах не проставлен, то его необходимо замерить с точностью до 1 мм и умножить на масштаб чертежа.

4.2 Геометрические характеристики топочной камеры.

4.2.1 Расчет площади поверхностей, ограждающих объем топочной камеры.

Границами объема топочной камеры являются осевые плоскости экранных труб или обращенные в топку поверхности защитного огнеупорного слоя, а в местах, не защищенных экранами, - стены топочной камеры и поверхность барабана, обращенная в топку. В выходном сечении топки и камеры догорания объем топочной камеры, котлов типа ДКВР, ограничивается плоскостью, проходящей через ось задних экранов. Поскольку поверхности, ограждающие объем топочной камеры, имеют сложную конфигурацию, для определения их площади поверхности разбивают на отдельные участки, площади которых потом суммируются.

Расчет поверхностей котла типа ДКВР с удлиненным верхним барабаном и низкой компоновкой.

h г – = 0,27 м высота от пода топки до оси горелок;

h т.к = 2,268 м - высота топочной камеры;

b г.к = 0,534 м - ширина газового коридора;

Площадь боковых стен F б.ст = (a 1 h 1 +a 2 h 2 + a 4 h 4)2=12,3 м 2 ;

Площадь фронтовой стены F ф.ст = bh=13,12 м 2 ;

Площадь задней стены топки F з.ст = b(h + h)=12,85 м 2 ;

Площадь двух стенок камеры догорания F к.д = 2bh 4 =15,48 м 2 ;

Площадь пода топки и камеры догорания F пода = b(a 3 + a 4)=7,74 м 2 ;

Площадь потолка топки и камеры догорания F пот = b(a 1 + a 4) =5,64 м 2 ;

Общая площадь ограждающих поверхностей

a 1 =2,134 м h =3,335 м

a 2 =1,634 м h 1 =1,067 м

a 3 =1.1 м h 2 =1,968 м

a 4 =0,33 м h 3 =2,2 м

b =3,935 м h 4 =1,968 м

Геометрические характеристики топочных экранов и выходного окна топки

Наименование величины	Усл. Обознач. Ед. измер.	Фронтальный экран	Задний экран		Боковой экран		Выходное окно топки
				Камеры догорания
1. Наружный диаметр труб
2. Шаг экранных труб
3.Относительный шаг экранных труб
4. Расстояние от оси экранной трубы до обмуровки
5. Относительное расстояние от оси трубы до обмуровки
6. Угловой коэффициент
7. Расчетная ширина экрана
8. Число труб
9. Средняя освещенная длина труб экрана							l в.о. = 1334
10. Площадь стены, занятой экраном
11.Лучевоспринимающая поверхность экрана

4.2.2 Расчет лучевоспринимающей поверхности топочных экранов и выходного окна топки.

Газомазутный котел ДКВР-6,5-13 имеет камерную топку и выпускается с удлиненным верхним барабаном, с низкой компоновкой в тяжелой и облегченной обмуровке. Котел имеет 1 ступень испарения. В топке имеет 2 боковых экрана, - фронтового и заднего экрана нет.

Замер длины трубы экрана производится в объеме топочной камеры от места вальцовки трубы в верхний барабан или коллектор до места выхода трубы из топочной камеры в нижний коллектор или до места вальцовки трубы в нижний барабан в соответствии с рисунками.

Пояснения к таблице:

d-диаметр труб, экранирующих стены топочной камеры, мм; одинаков для всех труб, проставлен на исходных чертежах;

S-шаг экранных труб, мм (принимается по чертежам). Шаг одинаков для всех экранов;

Относительный шаг экранных труб;

e-расстояние от оси экранной трубы до обмуровки, мм. Принимается по чертежам одинаковым для всех экранов. Если на чертеже этот размер не обозначен, то можно принять е=60 мм;

Относительное расстояние от оси трубы до обмуровки;

x - угловой коэффициент гладкотрубных однорядных настенных экранов.

Определяется по номограмме 1а Приложения по кривой 2 по относительному шагу ē

и и т.д. Угловой коэффициент плоскости, проходящей через оси первого ряда фестона, расположенного в выходном окне топки, равен единице;

b э - расчетная ширина экранов, м; берется на продольном разрезе котла. Иногда на чертежах не указывают размер экрана по осям крайних труб, а указывают ширину в свету, т. е. расстояние от обмуровки до обмуровки противоположных стен b св. Тогда ширину экрана можно рассчитать по формуле:

где b св - ширина стены в свету, мм;

e и S – расстояние от оси экранной трубы до обмуровки и шаг, соответственно, мм;

b ст - ширина стены на которой расположен экран, мм

z – число труб экрана, шт.; берется на исходных чертежах. Иногда на чертежах не указывается количество труб каждого экрана. Тогда z можно рассчитать по формуле:

l ср э – средняя освещенная длина трубы экрана, мм; определяется измерением по чертежу конфигурации трубы. Если экран имеет разную длину труб то необходимо найти среднюю длину:

l ср э =

b в.о = b г.к = 600 мм – где b г.к – ширина газового коридора.

Определение освещенной длины трубы экранов.

Котел ДКВР с удлиненным верхним барабаном.

Боковой экран:

l ср эб = l эб = l 9-10 + l 10-11 + l 11-12 = 5335 мм;

где l 9-10 = 1000, l 10-11 = 933, l 11-12 = 3402 мм – замеряется по чертежам.

Выходное окно топочной камеры, не закрытое трубами экрана, (для котлов ДКВР)

l в.о. = h 6 = 1334 мм – замеряется по чертежам.

Фронтовой экран:

l эф = l 5-6 + l 6-7 + l 7-8 = 3600 мм;

где l 5-6 = 1000, l 6-7 = 933, l 7-8 = 1667, мм – длина спрямленных участков трубы.

Задний экран топки:

l T э.з = l 1-2 + l 2-3 + l 3-4 = 3967 мм

где l 1-2 = 933, l 2-3 = 1667, мм – длина участков трубы.

l 3-4 мм = h 5 = 1367 – замеряется на чертежах.

Задний экран камеры догорания:

l к.д. э.з = l 5-6 + l 6-7 = 2867 мм;

где l 5-6 = 1200, l 6-7 = 1667, мм – длина участков трубы.

Площадь стены, занятой экраном:

F пл = b э l ср э 10 -6 =7,72 м 2

гда b э, l ср э – из расчетов выше.

Площадь выходного окна топочной камеры не занятого трубами экрана:

F в.о = b в.о l в.о 10 -6 = 0,71 м 2

где b в.о, l в.о – из расчетов выше.

Лучевоспринимающая поверхность экранов и выходного окна топочной камеры:

Н э = F пл х = 15,44 м 2

Геометрические характеристики топочной камеры

Пояснения к таблице

Площадь стен топки

F ст = F б.ст + F ф.ст + F з.ст + F к.д + F пода + F пот =67,13 м 2 ;

Лучевоспринимающая поверхность топки

H л =H эф +H т эз +H к.д эз +2H эб +H в.о = 15,44 м 2 ,

где Н л.эф, H л.эз, H л.эб, H л.вых указаны в таблице

Высота топки h тк = 2,268 м - замеряется на продольном разрезе котла от пода топки до середины выходного окна топки.

Высота расположения горелок h г =0,27, м – это расстояние от пода топки до оси горелок.

Относительная высота расположения горелок:

Активный объем топочной камеры:

где b = 3,93 м – ширина топки

F ст.б – площадь боковой стены, м 2

Степень экранирования топки

где H л – лучевоспринимающая поверхность топки, м 2

F ст = 67,13 – площадь стен топки, м 2 ,

Эффективная толщина излучающего слоя в топке

где V Т.К – активный объем топочной камеры, м 3

4.3 Геометрические характеристики пароперегревателя (п/п)

Пароперегреватели котла ДКВР выполняются из цельнотянутых вертикальных или горизонтальных змеевиков с диаметром труб 28-42 мм. П/П подвешен к верхнему барабану в первом газоходе после 2-3 ряда труб конвективного пучка с одной стороны барабана.

У котлов ДКВР трубы п/п крепятся в верхнем барабане вальцовкой, а выходные концы привариваются к камере (коллектору) перегретого пара. Петли змеевиков стянуты друг с другом хомутами, а сами змеевики прикреплены к потолочному щиту с помощью подвесок. Расположение п/п коридорное.

Геометрические характеристики пароперегревателя

Наименование величины
				1. Наружный диаметр труб
2.Внутренний диаметр труб
3. Поперечный шаг труб
4. Продольный шаг труб
5.Относительный поперечный шаг труб
6.Относительный продольный шаг труб
7.Количество труб (петель) в ряду
8.Количество рядов труб (вдоль оси барабана)
9.Глубина газохода для размещения п/п
10.Средняя освещенная длина труб (петли)	l ср тр
11.Конвективная поверхность нагрева
12.Конвективная поверхность нагрева п/п

Пояснения к таблице

Принимаем что движение газов в котельных пучках организовано поперек оси барабана и тогда из условий s 1 = s 2 = мм

2,5 - относительный поперечный шаг;

2 - относительный продольный шаг;

n = 8 – количество труб в ряду, шт.

z – число рядов труб (вдоль оси барабана). Принимается исходя из необходимого сечения для прохода пара f.

Средняя температура пара в пароперегревателе:

где t пе = 240 °С – температура перегретого пара,

t s = t н.п, = 191 °С – температура насыщенного пара.

Средний удельный объем перегретого пара v = 0,16212 м 3 /кг, принимается из таблиц по Р пе =1,3 МПа и .= 215,5°С

Средний объемный расход перегретого пара:

V пе = D пе v = 0,291816 м 3 /кг,

где D пе = D = 1,8 кг/с – паропроизводительность котла.

Сечение для прохода пара в п/п:

f == 0,01167264 м 2

W пе – скорость пара в п/п, задается равной 25 м/с.

Число рядов п/п:

Необходимая глубина газохода для размещения пароперегрквателя:

L пе = s 1 z 10 -3 = 0,24 м.

l ср тр = 3030 мм – средняя освещенная длина трубы (петли) п/п,

Поверхность нагрева одного ряда п/п:

Н р = = 2,44 м 2 .

Конвективная поверхность нагрева п/п:

Н пе = Н р z = 7,32 м 2

Рис. Пароперегреватель котла ДКВР-4-13-250

4.4 Геометрические характеристики конвективного пучка.

4.4.1 Общие указания.

Проектируемые котлы типа ДКВР имеют один конвективный пучок с двумя газоходами или одним газоходом, но имеющим разное сечение по ходу газов. Расположение труб конвективного пучка – коридорное.

Конвективные пучки проектируемых котлов имеют сложный характер омывания, связанный с поворотами движения газа и изменением сечения по ходу газов. Кроме этого в первом газоходе к первому барабану подшивается п/п, имеющий в основном другие диаметры труб и шаги, нежели трубы конвективного пучка.

В зависимости от характера омывания газами поверхности нагрева пучка, она разделяется на отдельные участки, расчет которых ведется отдельно. Затем определяются средние показатели, по которым будет производиться расчет теплообмена в конвективном пучке.

4.4.2 Расчет длины труб ряда пучка.

Ряды располагаются поперек оси барабана, трубы ряда изогнутые и поэтому имеют разную длину. Длину трубы надо замерять по ее оси от верхнего до нижнего барабана. Для котлов с поперечной перегородкой в газоходе конвективного пучка потребуется в расчетах проекция трубы на продольное сечение газохода по оси барабана.

Котлы типа ДКВР имеют симметричный характер левой и правой частей труб ряда, поэтому можно считать длину половины трубы.

Освещенная длина труб и проекция длины труб ряда конвективного пучка

4.4.3 Расчет конвективной поверхности нагрева участков конвективного пучка.

В первую очередь, необходимо разбить пучки на отдельные участки и в соответствии с их количеством заполнить таблицу.

Геометрические характеристики участков конвективных пучков

1.Наружний диаметр труб d н, мм
2.Поперечный шаг труб s 1 , мм
3.Продольный шаг труб s 2 , мм
4.Относительный поперечный шаг труб
5.Относительный продольный шаг труб
6.Количество труб в ряду n, шт
7.Количество рядов труб пучка z, шт
8.Средняя освещенная длина труб l ср тр, мм
9.Средняя проекция освещен. длины труб l ср п, мм
10.Конвективная поверхность нагрева одного ряда труб пучка H p , м 2
11.Конвективная поверхность нагрева труб пучка на участке H п.у, м 2
12.Поверхность нагрева экрана участка Н э.у, м 2
13.Поверхность нагрева пароперегревателя участка Н пе.у, м 2
14.Общаяконвективная поверхность нагрева участка пучка Н к.у, м 2

Пояснения к таблице:

Относительные шаги: = ;= ;

Расчетные участки конвективных пучков котлов

n, z – количество труб в ряду и количество рядов соответственно, шт; принимаются по плану конвективного пучка с размещением в нем пароперегревателем;

l ср тр = , мм

где - средняя освещенная длина труб участка, мм; (без учета трубы у стены)

l ср п – средняя проекция длины трубы, мм считается аналогично расчетам средней освещенной длины.

Конвективная поверхность нагрева труб одного ряда:

Конвективная поверхность нагрева труб участка пучка (без учета трубы у стены):

Н п.у = Н р z, м 2

Конвективная поверхность нагрева экрана участка – это поверхность ряда, примыкающего к стене:

Н э.у = l тр.э b э х 10 -6 , м 2

где l тр.э – освещенная длина трубы экрана конвективного пучка, мм (труба у стены);

b э – ширина экрана, для котлов с поперечной перегородкой:

b э = 2880мм;

х (при = 1,96) = 0,62 – находим по нонограмме;

х (при = 2,15) = 0,58 – находим по нонограмме;

Конвективная поверхность нагрева

Н пе.у = Н пе

Общая конвективная поверхность нагрева участкак:

Н к.у = Н пе.у + Н э.у + H п.у;

4.4.4 Расчет живого сечения для прохода газов по участкам конвективных пучков.

На участках конвективных пучков с плавным изменением сечения газохода для расчета среднего живого сечения для прохода газов необходимо знать живое сечение на входе и выходе из участка.

Наименование, услов.обознач, единицы изм.	Участки пучка
1.Ширина газохода b, м
2.Средняя высота газохода h ср, м
3.Площадь сечения газохода F гх, м 2
4.Площадь сечения газохода, занятая трубами F тр, м 2
5.Площадь живого сечения для прохода газов F г, м 2

Пояснение к таблице.

Площадь сечения участка газохода:

F гх = bh c р, м 2

F тр – площадь сечения участка газохода занятого трубами пучка или пароперегревателя, м 2

При движении газов поперек оси барабана:

F тр = d н l п z 10 -6 , м 2

l ср тр = , мм; принимается по длинам тех труб, которые попали в сечение газохода;

Если в сечении есть трубы проперегревателя, то их площадь считается по тем же формулам. Если в сечении участка имеются трубы и пучка и п/п, то их площадь суммируется.

Площадь живого сечения участка для прохода газов:

F г = F гх - F тр, м 2

При плавном изменении сечения живое сечение для прохода газов по каждому участку определяется по формуле:

F г.у = , м 2 ; F г.у1 = 3,99 м 2 ; F г.у2 = 3,04 м 2 ; F г.у3 = 2,99 м 2 ;

F г.у4 = 3,04 м 2 ; F г.у5 = 2,248 м 2 ;

где - живое сечение для прохода газов на входе в участок и на выходе из него. Этот расчет повторяется столько раз, сколько участков в пучке.

4.4.5 Характеристики конвективного пучка.

Конвективная поверхность нагрева конвективного пучка с п/п

Н к = Н к.у1 + Н к.у2 + … + Н к.у n = 146,34 м 2

где Н к.у1 , Н к.у2 , Н к.у n – из таблицы строка 14

Конвективная поверхность нагрева конвективного пучка без п/п

Н к.п = Н к – Н пе = 139.02 м 2

Средний диаметр труб конвективного пучка

= 0,0495 м 2

Средний поперечный шаг

s ср 1 = = 106 мм

где s 1.1 , s 1.2, и т д – поперечные шаги по участкам пучка, мм

Н к.у1 , Н к.у2 , Н к.у n – конвективная поверхность нагрева участков пучка без поверхности нагрева пароперегревателя, м 2

Средний продольный шаг

s ср 2 = = 111 мм

Средние относительные поперечный и продольный шаги

Средняя площадь живого сечения для прохода газов в конвективном пучке

F г = м 2

Эффективная толщина излучающего слоя

s = 0,9= 0,227 м

6. Конструктивный расчет экономайзера.

Котлы типа ДКВР комплектуются чугунными не кипящими экономайзерами, поверхность нагрева которых состоит из ребристых чугунных труб конструкции ВТИ и ЦККБ. Трубы соединяются между собой по средствам калачей. Питательная вода последовательно проходит по всем трубам снизу вверх, что обеспечивает удаление воздуха из экономайзера. Продукты сгорания направляются сверху вниз для создания противоточной системы движения воды и газов. Компоновка поверхности нагрева водяного экономайзера может производиться в одну или две колонки, между которыми ставится стальная перегородка. При компоновке не рекомендуется принимать к установке в одном ряду менее 3 и более 9 труб, а в колонке принимают от 4 до 8 труб. Через каждые 8 рядов предусматривается разрыв 500 – 600 мм для осмотра и ремонта экономайзера (ремонтная рассечка).

Рис. Компоновка одноходового чугунного экономайзера.

1 – ребристые трубы, 2 – фланцы, 3 и 4 – соединительные калачи, 5 – обдувочный аппарат.

Рис. Детали чугунного водяного экономайзера системы ВТИ.

а – ребристая труба, б – соединение труб

Геометрические характеристики экономайзера

Наименование величины
				1. Наружный диаметр труб
2.Толщина стенки труб
3. Размер квадратного ребра
4. Длина трубы
5.Число труб в ряду
6.Поверхность нагрева с газовой стороны одной трубы
7.Живое сечение для прохода газов одной
8.Поверхность нагрева с газовой стороны одного ряда
9. Живое сечение для прохода газов
10.Сечение для прохода воды
11.Поверхность нагрева экономайзера
12.Количество рядов экономайзера
13.Количество петель
14.Высота экономайзера
15.Общая высота экономайзера с учётом рассечек

Рис. Размеры трубы экономайзера.

Размеры: d = 76 мм, = 8 мм, b = 150 мм, b ’ = 146 мм;

Длина трубы ВТИ l = 1500 мм;

Число труб в ряду z p = 2 шт;

Тепловосприятие экономайзера Q б эк = 2630 кДж/м 3 ;

Коэффициент теплопередачи k = 19 Вт/(м 2 К);

Средний температурный напор Δt = 92 K;

Поверхность нагрева с газовой стороны одного ряда Н р = Н тр z p , м 2

Н р = 2,18*2=4,36 м 2 ;

Живое сечение для прохода газов одного ряда F г = F тр Z р, м 2

F г = 0,088*2= 0,176 м 2 ;

Сечение для прохода воды одного ряда

= 5,652*10 -3 м 2 ,

где d вн = d - 2 =76 – 16 = 60 мм, – внутренний диаметр трубы.

Поверхность нагрева нагрева экономайзера (по уравнению теплопередачи):

Н эк = = 82,75 м 2

где В р = 0,055 м 3 /с– секундный расход топлива,

Количество рядов в экономайзере:

Количество петель:

Высота экономайзера:

h эк = n p b10 -3 = 2,7 м

Общая высота экономайзера с учётом рассечек:

h эк общ = h эк +0,5 n рас = 3,7 м

где 0,5 м – высота одной рассечки;

n рас – количество ремонтных рассечек, которые принимаются через каждые 8 рядов.

к.т.н. А.В. Васильев, доцент, к.т.н. Г.В. Антропов, доцент, к.т.н. Ю.И. Акимов, доцент, Саратовский Государственный Технический Университет («Энергосбережение в Саратовской области» № 1 (007), 2002 г.)

Журнал "Новости теплоснабжения", № 11, (27), ноябрь, 2002, С. 25 – 28, www.ntsn.ru

В большинстве крупных отопительных котельных, введенных в эксплуатацию в 60-70-х годах, работают паровые котлы типа ДКВр. Все они проработали более 20 лет и выработали свой ресурс. По условиям надежности их работы в котлах снижено рабочее давление до 0,6-0,8 МПа, а реально при эксплуатации на многих котлах поддерживается давление 1-2 атм. Работа паровых котлов на таких низких давлениях отрицательно сказывается на устойчивости циркуляции, из-за снижения температуры насыщения и увеличения доли парообразования в экранных трубах наблюдается интенсивное накипеобразование и увеличивается вероятность пережога труб. Кроме того, при работе котла на давлении от 1 до 3 атм. из-за низкой температуры насыщения необходимо отключать чугунный водяной экономайзер, т.к. там может наблюдаться парообразование, что недопустимо по условиям надежной работы. Все это приводит к тому, что КПД этих паровых котлов не превышает 80-82%, а в не которых случаях, когда трубы сильно загрязнены, КПД котла уменьшается до 70-75%.

Учитывая, что паровая нагрузка в данных котельных отсутствует, одним из более выгодных мероприятий, повышающим экономичность и надежность работы котельных, является перевод таких паровых котлов в водогрейный режим. Данная реконструкция котельных позволяет не только значительно продлить срок службы котлов, но и существенно (на 20-25%) увеличить КПД котельных.

Известны несколько схем перевода паровых котлов в водогрейный режим, в основе которых заложен принцип прямоточного движения воды в котле. Одна из схем перевода в водогрейный режим котлов типа ДКВр разработана и реализована Уралэнергочермет. По этой схеме в верхнем барабане котла и нижних коллекторах боковых экранов устанавливаются глухие перегородки. Сетевая вода поступает в нижние коллектора боковых экранов и по всем экранным трубам поднимается в передний отсек верхнего барабана, откуда по перепускным трубам вода направляется в экономайзер, установленный за котлом. После экономайзера вода направляется в задние отсеки нижних коллекторов боковых экранов и из них в нижний барабан котла, а дальше по всем трубам конвективного пучка поступает в задний отсек верхнего барабана. Из этого отсека вода по отводящей трубе направляется в прямую линию теплосети. К достоинству этой схемы можно отнести поступление обратной сетевой воды в экранные трубы топочной камеры, что снижает вероятность парообразования в зоне высоких температур продуктов сгорания. Недостатком схемы являются низкие скорости движения воды в конвективном пучке (0,05 м/с), что может привести к образованию локальных паровых пробок в трубах пучка и, как следствие, к их пережогу.

В одной из котельных г. Ростова в водогрейный режим был переведен котел ДКВр – 10/13. В этой схеме обратная сетевая вода поступает в экономайзер котла, затем в нижние коллекторы топочных экранов и собирается в передней части верхнего барабана, откуда по не обогреваемому трубопроводу направляется в тыльную часть нижнего барабана котла. Затем вода движется в верхний барабан по трубам конвективного пучка второй ступени. Далее вода по одному ряду труб конвективного пучка направляется во фронтовую часть нижнего барабана, откуда по трубам конвективного пучка первой ступени поднимается в среднюю часть верхнего барабана и оттуда в тепловую сеть.

Общим недостатком приведенных и многих других подобных схем перевода котлов в водогрейный режим является наличие перебросных трубопроводов, необходимых для организации выбранной схемы водяного тракта. Это значительно увеличивает затраты на модернизацию (металл и монтаж) и эксплуатационные затраты, так как значительно увеличивается гидравлическое сопротивление котлов. Главным недостатком вышеприведенных схем являются недопустимо низкие скорости движения воды, особенно в опускных трубах котла, что может привести к образованию паровых пробок в трубах и резко снижает надежность работы котлов.

В данной статье предлагается новая схема перевода паровых котлов в водогрейный режим, на примере перевода котла ДКВр – 6,5/13, которая успешно реализована в котельной завода Резервуарных металлоконструкций (РМК) г. Саратова. По нашему мнению, данная схема увеличивает надежность работы котла в водогрейном режиме, снижает затраты на проведение реконструкции. Схема работы котла в водогрейном режиме приведена на рисунке. В предлагаемой схеме обратная сетевая вода поступает в чугунный экономайзер. При этом часть воды пропускается по байпасному трубопроводу, после чего оба потока смешиваются и направляются в тыльную часть верхнего барабана. Далее вода совершает многократное подъемно-опускное движение в трубах котельного конвективного пучка и экранных трубах. Для организации этого движения в верхнем и нижнем барабанах установлены перегородки. Для удобства монтажа и проведения ремонта перегородки имеются съемные крышки (люки), через которые осуществляется допуск во все отсеки верхнего и нижнего барабанов во время ремонта или осмотра котла.

Проходное сечение для воды в каждом ходе определялось следующим образом. На основе тепловых расчетов были получены средние тепловые потоки поверхностей теплообмена в топке и в конвективном испарительном пучке. За тем согласно по этим тепловым нагрузкам были определены допустимые минимальные значения скоростей воды в опускных и подъемных ходах водяного тракта котла. По этим значениям скоростей были найдены проходные сечения каждого хода и количество рядов труб по оси котла между перегородками внутри верхнего и нижнего барабанов котла. В результате этих расчетов было получено, что в испарительном конвективном пучке котла должно быть три подъемных и три опускных хода движения воды. По мере увеличения температуры газов скорость движения воды увеличивается, как при опускном, так и при подъемном ее движении. В верхнем барабане устанавливаются 4 перегородки, в нижнем – 2 перегородки. При этом скорость воды в разных отсеках колеблется от 0,174 м/с (второй ход воды) до 0,882 м/с (седьмой ход воды согласно рис.). В боковых экранах организуется два хода – один ход с подъемным движением воды, другой – с опускным движением.

Отвод воды из котла производится из передней части верхнего барабана котла по существующему патрубку отвода пара. Предохранительные клапаны водяного тракта устанавливаются также на существующем патрубке предохранительных клапанов верхнего барабана. Подвод воды производится через вновь просверленное в верхнем барабане отверстие Ду 150 мм. Между перегородками верхнего барабана в его корпусе устанавливаются воздушники Ду 30 мм.

Подпитка теплосети с водогрейными котлами должна производиться химочищенной водой. Для предотвращения появления кислородной и углекислотной коррозии поверхностей нагрева температура воды, поступающая в котел, должна быть выше точки росы. Это осуществляется за счет подмешивания прямой сетевой воды в обратную, используют при этом линию рециркуляции.

Водогрейные котлы очень чувствительны к взвешенным частицам в сетевой воде, которые легко отлагаются в гибах экранных труб, вызывая перегрев трубы и ее разрушение. Поэтому необходимым условием надежной эксплуатации водогрейных котлов должна быть тщательная промывка тепловых сетей перед началом отопительного сезона, а также установка шламоотделителя в виде грязевика перед сетевым насосом.

Кроме того, возникла необходимость соблюдения ряда режимных и эксплуатационных требований: периодически следует удалять воздух из отсеков верхнего барабана через соответствующую арматуру, и нельзя допускать снижения расхода прокачиваемой сетевой воды через котел ниже расчетного значения. Для увеличения надежности и простоты эксплуатации в перегородках верхнего барабана необходимо в верхней и нижней части оставить отверстия 30-40 мм, а в нижнем барабане такие отверстия нужны только в нижней части перегородки. Верхние отверстия служат для удаления воздуха из всего верхнего барабана при помощи одного воздушника, а также для удаления пара через предохранительный клапан, установленный в передней части барабана, при аварийных ситуациях, например, при внезапном отключении электроэнергии или остановке сетевых насосов. Нижние отверстия в перегородках служат для организации периодической продувки и удаления шлама из верхнего и нижнего барабанов. Для продувки из верхнего барабана можно использовать отключенные опускные трубопроводы в передней части котла. В нижнем барабане используется штатный трубопровод периодической продувки Ду 32.

Для оценки возможности работы котла в водогрейном режиме и его тепловой эффективности, согласно [З], были проведены поверочные тепловые и гидравлические расчеты на максимальной, минимальной и средней нагрузках работы котла.

Согласно требованиям , были проведены расчеты на прочность всех элементов котла и определены минимально допустимые толщины стенок барабанов, днищ, коллекторов и труб котла на расчетном давлении. По результатам прочностных и тепловых расчетов определено допустимое давление воды в котле.

Анализируя расчетные теплотехнические показатели работы котла на различных режимах и фактические результаты работы котлов, переведенных по этой схеме в котельной РМК, можно сделать следующие выводы:

1. Перевод котла ДКВр-6,5/13 по предлагаемой схеме позволил, при сохранении штатных горелок, дымососа и вентилятора, увеличить тепловую мощность котлов с 4,5 МВт до 6,2 МВт и обеспечить КПД котла при этой максимальной нагрузке 93,5%.

2. Для избежания кислородной коррозии труб конвективных пучков температура воды на входе в котел должна быть не менее 50 °С. Для этого необходимо предусмотреть насос рециркуляции, обеспечивающий подачу части воды из прямой магистрали на вход в котел при снижении температурного графика сети.