Поверочный тепловой расчет парового котла Е-420-13,8-560 (ТП-81) на сжигание Назаровского бурого угля

Змеевики потолочного пароперегревателя за 3-ей ступенью конвективного пароперегревателя образуют конвективную петлю (1-ая часть КПП).

Ширмовый пароперегреватель

Из выходных камер потолочного пароперегревателя пар поступает во входные смешивающие коллектора «холодных ширм» (по 6-ти трубам диаметром 159х16 мм).

Далее пар поступает во входные коллектора 10-ти «холодных ширм» (10 труб диаметром 133х10 мм).

Каждая ширма- это 33 параллельно включенных змеевика (диаметр 32х4 мм, сталь 12Х1МФ).

Диаметр входного и выходного коллектора ширм 159х16 мм, поверхность нагрева «холодных ширм» 312м2.

Из выходных коллекторов ширм пар поступает в пароохладитель №1 (по 10-ти трубам диаметром 133х10 мм), - где происходит снижение температуры перегретого пара и первая переброска пара по ширине газохода.

Из выходного коллектора пароохладителя пар поступает во входные смешивающие коллекторы «горячих ширм» (по 6-ти трубам диаметром 156х16 мм) и дальше - в выходные коллекторы «горячих ширм» (по 10-ти трубам диаметром 133х10 мм).

Поверхность нагрева «горячих ширм» - 312м2.

Диаметр выходного коллектора - 273х26 мм.

Конвективный пароперегреватель

Из ширмового пароперегревателя пар поступает в конвективный пароперегреватель (по 6-ти трубам диаметром 156х16 мм) первой, затем второй, третьей и четвертой ступеней КПП.

С целью уменьшения тепловой и гидравлической неравномерности конвективная часть разделена на три последовательно включенные ступени, которые расположены в горизонтальном соединительном газоходе. Каждая ступень состоит из 174 пакетов параллельно включенных змеевиков, расположение змеевиков – коридорное с поперечным шагом 80 мм и продольным шагом 60 мм.

Диаметры труб:

Первая ступень (2 часть КПП 1) - 32х5 мм;

Вторая ступень (3 часть КПП) - 32х5 мм;

Третья ступень (4 часть КПП) - 32х6 мм;

Материал труб сталь 12Х1МФ.

Для выравнивания температуры пара по ширине газохода в пароохладителях №2 и №3 (после первой и второй ступеней КПП), осуществляется переброс пара по ширине газохода.

Площадь поверхности нагрева: 1 ступень - 800 м2; 2 ступень - 1340 м2; 3 и 4 ступеней - по 1025 м2.

Максимальная температура металла в обогреваемой зоне не должна превышать значений указанных в таблице.

Регулирование температуры перегретого пара

Для регулирования температуры перегретого пара предусмотрена схема с 3-мя последовательно включенными впрыскивающими пароохладителями.

Расчетное снижение температуры перегретого пара составляет:

1 впрыск - 6 °С; 2 впрыск - 11 °С; 3 впрыск - 2 °С

Температура перегрева для пароперегревателя возрастет при:

-                     увеличении нагрузки,

-                     снижении температуры питательной воды,

-                     увеличении избытка воздуха в топке,

-                     переходе на сжигание более влажного топлива,

-                     шлаковании экранных труб,

-                     затягивании факела в верх топки,

-                     - при переходе на сжигание более влажного топлива.

В связи с тем, что пароперегреватель котла ТП-81 имеет обширную конвективную часть, большое влияние на температуру перегретого пара оказывает величина избытка воздуха в топке.

Водяной экономайзер. Расположен в конвективной шахте (опускной газоход). Компоновка 2-х ступенчатая.

По ходу газов первой идет 2-ая ступень – поверхность нагрева 870 м2, а затем, (после воздухоподогревателя 2 ступени); идет 1-я ступень - поверхность нагрева 2580м2.

Водяной экономайзер крепится на пустотелых балках, охлаждаемых воздухом от дутьевого вентилятора.

Для охлаждения водяного экономайзера в период пусков предусмотрена линия рециркуляции ВЭ - барабан, соединяющая входные коллекторы экономайзера с водяным пространством барабана котла.

Между выходными коллекторами 1- ой ступени и входными коллекторами 2-ой ступени смонтирована дренажная линия (опорожнение 2-ой ступени экономайзера).

Шаги труб, мм (S1 x S2): 1 ступень - 80х49; 2 ступень - 85х60

Живое сечение по газам, м2: 1 ступень - 36,8; 2 ступень - 34,0

Живое сечение по воде, м2: 1 ступень - 0,212; 2 ступень - 0,100

Поверхности нагрева м2: 1 ступень - 2580; 2 ступень – 870

Водяной экономайзер изготовлении из труб диаметром 25х3,5, материал труб сталь 20; двухступенчатая компоновка хвостовых поверхностей нагрева, т.е. пакеты водяного экономайзера и воздухоподогревателя установлены в «рассечку».

Схема пароперегревателя котла ТП-81

Воздухоподогреватель трубчатый, двухступенчатый. По ходу газов первой идет 2-ая ступень воздухоподогревателя поверхность нагрева которой 9180 м2, диаметр труб 51х1,5 мм, сталь 3. За 2-ой ступенью воздухоподогревателя следует I ступень водяного экономайзера, а далее - 1 ступень воздухоподогревателя с поверхностью нагрева 19800 м2, диаметр труб 40х1,5 мм сталь3.

Весь воздухоподогреватель изготовлен в виде отдельных секций, состоящих из труб, скрепленных трубными досками: верхняя ступень имеет 12 секций, нижняя - 24 секции.

Первая по ходу воздуха ступень выполнена шестипоточной по газу и воздуху и четырехходовой по воздуху. На рис. 8.5. представлена компоновка воздухоподогревателя котла ТП-81.

Вторая ступень - двухпоточная по газу и воздуху и одноходовая по воздуху.

Шаги труб, мм (S1 x S2)

1-я ступень 62х40,5

2-я ступень 78х51

Живое сечение по газам, м2

1-я ступень 17,8

2-я ступень 21,5

Живое сечение по воздуху, м2

1-я ступень 25,1

2-я ступень 21,8

Упрощенная схема воздухоподогревателя котла ТП-81

1-вход воздуха; 2-трубные секции; 3-перепускной короб между нижними и верхними секциями первой ступени ВП; 4-короб, направляющий воздух из первой ступени во вторую; 5-трубные секции второй ступени ВП

3. Исходные данные для расчета

Метод последовательных приближений;

Топливо: Итатское месторождение, Канско-Ачинского бассейна.

=130 0С; =230 0C; =30 0C

Расчетные характеристики камерных топок при Д≥75т/ч при сжигании твердых топлив.

Таблица 1.

Присосы воздуха по газоходам:

∆αпп=0,01; ∆αвэ=0,02(на каждую ступень);

∆αвп=0,03(на каждую ступень);

∆αт=0,05; ∆αпл=0,04

Расчет объемов воздуха и продуктов сгорания

Расчет объемов воздуха и продуктов горения ведется на 1 кг рабочего топлива (твердого и жидкого) или на 1 м3 газового топлива, при нормальных условиях (0 0С и 101,3 кПа).

Теоретический объем сухого воздуха, необходимого для полного сгорания топлива при α=1 для твердого и жидкого топлив определяется по формуле Vно,в=(cr + 0,375∙sr)+0,265hr – 0,0333∙or;

Теоретические объемы продуктов горения (при α=1) для твердых и жидких топлив:  = 0,0186∙(cr+0,375∙ sr);

= 0,79Vно,в+0,008∙Nr;

 = 0,111∙ hr+0,0124∙Wrр+0,0161∙ Vно,в;

Vно,г =  + + ;

Расчет действительных объемов продуктов сгорания по газоходам котла при избытке воздуха α >1 ведется по формулам: (сведены в табл. 5.)

Объем водяных паров

Объем дымовых газов

Объемные доли 3-х атомных газов

Безразмерная концентрация золы в дымовых газах, кг/кг

μзл=;

где аун- доля золы топлива, уносимой газами.

Масса продуктов сгорания, кг/кг

;

Расчет теоретических объемов воздуха и продуктов сгорания для барандатского угля:

Vно,в=(cr + 0,375∙sr)+0,265hr – 0,0333∙or=

0,0889∙(29,55+0,375∙0,65)+0,265∙3,86-0,0333∙19=3,038864;

 = 0,0186∙(cr+0,375∙ sr)= = 0,0186∙(29,55+0,375∙0.65)= 0,55416;

= 0,79Vно,в+0,008∙Nr=0,79∙3,038864+0,008∙0,64= 2,40582;

 = 0,111∙ hr+0,0124∙Wrр+0,0161∙ Vно,в= 0,960986;

Vно,г =  + + =0,55416+2,40582+0,960986=3,920966;

Энтальпия воздуха и продуктов сгорания (α=1) определяется по формулам:

·                   для воздуха: Ioв= Vно,в∙(С )в

·                   для дымовых газов:

Ioг= VRO ∙(С)СО+Vно,N ∙(С)N +Vн o,H O ∙(С) H O,

·                   для золы:  

Энтальпия продуктов сгорания при избытке воздуха α>1 определяется по формуле: Iг = Ioг + (α -1) ∙ Ioв + Iзл,

Расчет теоретических и действительных значений энтальпий сведен в таблицу. 6.

4. Расчет тепловой баланс и КПД котла

Составление теплового баланса котельного агрегата заключается в установлении равенства между поступившим в агрегат количеством тепла, называемым располагаемым теплом, и суммой полезно использованного тепла и тепловых потерь. На основании теплового баланса вычисляется КПД и необходимый расход оплива.

По рекомендации расчет теплового баланса ведем в форме

Таблица 3

Для данной марки и модификации котла достаточно одного слагаемого из формулы:

=,

где -количество выработанного перегретого пара, кг/с;

- удельная энтальпия перегретого пара, кДж/кг;

После расчета теплового баланса приступаем к расчету воздухоподогревателя первой ступени.

5. Конвективная шахта

Конвективная шахта представляет собой опускной газоход с размещенными в ней в рассечку, водяным экономайзером и трубчатым воздухоподогревателем. Низкотемпературные поверхности нагрева имеют двухступенчатую схему расположения. Кубы водяного экономайзера и воздухоподогревателя имеют «горячий» каркас и с основным каркасом не связаны. Такая конструкция дает возможность осуществить приварку этих блоков друг к другу. Сплошная заварка всех сочленений блоков устраняет присосы воздуха и повышает тем самым экономичность котла. Тепловое расширение конвективной шахты происходит снизу вверх, стык между верхними пакетами воздухоподогревателя и верхним водяным экономайзером уплотняется линзовым компенсатором.

Расчет первой ступени трубчатого воздухоподогревателя

Расчет трубчатого воздухоподогревателя I

Таблица 4

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5