Принцип работы котла дквр 20 13. Курсовой проект

Главная

Колодцы

Оформить заказ

Заказать НАЗНАЧЕНИЕ ИЗДЕЛИЯ

Котлы ДКВР - двухбарабанные, вертикально-водотрубные предназначены для выработки насыщенного или слабоперегретого пара, используемого на технологические нужды промышленных предприятий, в системы отопления, вентиляции и горячего водоснабжения.

Основные технические характеристики котла ДКВР-20-13ГМ приведены в таблице.

Цена
6 600 000 руб.

Технические характеристики моделей Котел ДКВР-20-13ГМ

Паропроизводительность, т/ч	20
Рабочее давление (избыточное) пара на выходе, МПа (кг/см?)	1,3 (13)
Температура перегретого пара на выходе, ?С	194
Температура питательной воды, ?С	100
Расчетный КПД (газ), %	92
Расчетный КПД (мазут), %	90
Расход расчетного топлива (газ), м?/ч	1470
Расход расчетного топлива (мазут), м?/ч	1400
Расчетная поверхность нагрева экранов, м?	59,7
Расчетная поверхность нагрева пучка, м?	301
Общая поверхность нагрева котла, м?	360,7
Поверхность нагрева пароперегревателя, м?	34
Водяной объем котла, м?	10,5
Паровой объем котла, м?	1,8
Общее количество труб конвективного пучка, шт	872
Габариты транспортабельного блока, ДхШхВ, мм	5350х3214х3992 5910х3220х2940 5910х3220х3310
Габариты компоновки, ДхШхВ, мм	11500х5970х7660
Длина котла, мм	10665
Ширина котла, мм	3160
Высота котла (до штуцера верхнего барабана), мм	6330
Масса транспортабельного блока котла, кг	13732 / 3510 / 3595
Масса котла в объеме заводской поставки, кг	44634
Базовая комплектация россыпью	Котел россыпью, лестницы, площадки, горелка ГМГ-5 - 3шт.
Базовая комплектация в сборе	Конвективный блок, передний и задний топочные блоки, лестницы, площадки, горелка ГМГ-5 - 3шт.
Дополнительная комплектация:
Экономайзер	БВЭС-V-1
Экономайзер	ЭБ1-808
Вентилятор	ВДН-12,5-1000
Дымосос	ДН-13-1500
Ящик №1	(Арматура для котла ДКВР-20-13ГМ)
Ящик №2	(Приборы безопасности для котла ДКВР-20-13ГМ)

ОПИСАНИЕ ИЗДЕЛИЯ

Котлы имеют экранированную топочную камеру и развитый конвективный пучок из гнутых труб. Для устранения затягивания пламени в пучок и уменьшения потерь с уносом и химическим недожогом камера догорания котла ДКВР-20-13ГМ отделяется от топки трубами заднего экрана. Между первым и вторым рядами труб котельного пучка всех котлов также устанавливается шамотная перегородка, отделяющая пучок от камеры догорания.

В котлах применена двухступенчатая схема испарения (последовательное питание части циркуляционных контуров), позволяющая расширить диапазон используемых для питания природных вод при ограниченных объемах верхнего барабана. Первая ступень испарения включает конвективный пучок, фронтовой и задний экраны, а также боковые экраны заднего топочного блока. Боковые экраны переднего топочного блока включены во вторую ступень испарения. Сепарационными устройствами второй ступени испарения являются выносные циклоны центробежного типа. Циркуляционные контуры второй ступени испарения замыкаются через выносные циклоны и их опускные трубы; первой ступени испарения - через опускную часть конвективного пучка. Питание циркуляционного контура второй ступени испарения осуществляется из нижнего барабана в выносные циклоны.

На рис. 1 показаны схемы соединений ступеней испарения по водяной стороне, применявшиеся в котлах ДКВР-20-13. При двухсторонней схеме питания (рис. 1 а) каждый циклон соединяется с нижним барабаном, непрерывная продувка осуществляется из каждого циклона. Такая схема питания при неравномерной нагрузке боковых экранов и непрерывном режиме работы котла связана с возникновением перетоков из второй ступени испарения в первую и, как следствие, к снижению солевой кратности между ступенями.

В односторонней (последовательной) схеме питания второй ступени испарения (рис. 1 б) выносные циклоны подключаются последовательно к нижнему барабану. Непрерывная продувка предусматривается только из левого, последнего по ходу воды циклона.

Комбинированная (кольцевая) схема питания (рис. 1 в) представляет развитие последовательной схемы, заключающееся в присоединении левого циклона к нижнему барабану. Такая схема имеет большие запасы надежности по сравнению с приведенными выше; в случае отклонения от нормального режима эксплуатации при периодической продувке не происходит резкого снижения уровня воды в выносных циклонах. На котлах с двухсторонней и последовательной схемами питания выносных циклов завод-изготовитель рекомендует выполнить необходимые работы по переходу на комбинированную схему.

Особенностью конструкции котлов ДКВР-20 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.

Циркуляционная схема котла приведена на рис. 2 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 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 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 заднего экрана по другим трубам. Фронтовой экран 2 питается из верхнего барабана — вода поступает в нижнюю камеру 3 по опускным трубам 27.

Пароводяная смесь отводится в верхний барабан из верхних камер 10 боковых экранов первой 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 верхнем барабане (в водяном объеме) 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.

Котлы ДКВР-20-13ГМ поставляются тремя транспортабельными блоками: передний и задний топочные блоки и блок конвективного пучка. Верхние и нижние концы труб топочных экранов приварены к коллекторам, что обеспечивает указанную разбивку на блоки. Однако такое решение из-за увеличения сопротивления циркуляционного контура потребовало ввести необогреваемые рециркуляционные трубы для получения необходимых скоростей циркуляции. Блок конвективного пучка включает верхний и нижний барабаны одинаковых размеров (по длине и диаметру) и трубный пучок. Топочные блоки включают в себя экранные трубы и камеры экранов. Обмуровочные материалы в комплект поставки не входят.

Паровой котел ДКВр-20-13 ГМ -вертикально-водотрубный котёл с экранированной топочной камерой и кипятильным пучком, которые выполнены по конструктивной схеме «Д». Отличительной чертой данной схемы является боковое расположение конвективной части котла относительно топочной камеры.

ОБЩИЙ ВИД КОТЛА ДКВР-20-13 ГМ БАЗОВАЯ И ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ КОМПЛЕКТАЦИИ КОТЛА ДКВР-20-13 ГМ

Базовая комплектация россыпью	Котел россыпью, лестницы и площадки, горелки ГМГ-5 - 3 шт.
Базовая комплектация в сборе	3 блока(конвективный,передний и задний топочные), лестницы и площадки, горелки ГМГ-5 - 3 шт.
Дополните льная комплектиция	Экономайзер БВЭС-V-1 или Экономайзер чугунный ЭБ-1-808
	Воздухоподогреватель ВП-О-228
	Вентилятор ВДН-12,5-1000
	Дымосос ДН-13-1500
	Водоуказательные приборы и арматура к котлу ДКВр-20-13 ГМ

УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ ДКВР-20-13 ГМ

Котёл ДКВр-20-13 ГМ - паровой котёл, основными элементами которого являются два барабана: верхний короткий и нижний, а также экранированная топочная камера.

У котлов ДКВр-20-13 ГМ топка делится на две части: собственно топку и камеру догорания, отделённую от топки задним экраном котла. Горячие газы омывают кипятильные трубы котла прямым током по всей ширине пучка без перегородок. При наличии пароперегревателя часть этих труб не устанавливается. Пароперегреватель состоит их двух пакетов, расположенных с двух сторон котла. Перегретый пар отводится из обоих пакетов в сборный коллектор. Питательная вода подаётся в верхний барабан.

Стенки верхнего барабана охлаждаются потоком пароводяной смеси, выходящим из труб боковых экранов и труб передней части конвективного пучка.

Предохранительные клапаны, главный паровой вентиль или задвижка, вентили для отбора проб пара, отбора пара на собственные нужды (обдувку) располагаются на верхней образующей верхнего барабана.

Питательная труба находится в водном пространстве верхнего барабана, в паровом объёме - сепарационные устройства. В нижнем барабане размещены перфорированная труба для продувки, устройство для прогрева барабана при растопке и штуцер для спуска воды.

Для наблюдения за уровнем воды в верхнем барабане устанавливаются два указателя уровня.

Для отбора импульсов уровня воды на автоматику на переднем днище верхнего барабана установлено два штуцера.

Опускные и пароотводящие трубы привариваются к коллекторам и барабанам (или к штуцерам на барабанах). При питании экранов из нижнего барабана для предотвращения попадания в них шлама, концы опускных труб выведены в верхнюю часть барабана.

Шамотная перегородка, отделяющая камеру догорания от пучка, опирается на чугунную опору, укладываемую на нижний барабан.

Чугунная перегородка между первым и вторым газоходами собирается на болтах из отдельных плит с предварительным промазыванием стыков специальной замазкой или с прокладкой асбестового шнура, пропитанного жидким стеклом. В перегородке имеется отверстие для прохода трубы стационарного обдувочного прибора.

Окно для выхода газов из котла расположено на задней стенке.

В котле ДКВр-20-13 ГМ температура перегретого пара не регулируется.

Площадки котла ДКВр-20-13 ГМ расположены в местах, необходимых для обслуживания арматуры и гарнитуры котла:

боковая площадка для обслуживания водоуказательных приборов
боковая площадка для обслуживания предохранительных клапанов и запорной арматуры на барабане котла;
площадка на задней стенке котла для обслуживания доступа в верхний барабан при ремонте котла.

На боковые площадки ведут лестницы, а на заднюю площадку - вертикальный трап.

Пароохладитель, установленный в нижнем барабане, имеет дренажный вентиль на соединительных паропроводах. Для регулирования количества поступающего в пароохладитель пара на перемычке между прямым и обратным паропроводами поставлен вентиль.

Для доступа в топочную камеру имеется лаз. Для шуровки топлива вблизи боковых стен, в зависимости от топочного устройства, сделаны шуровочные лючки. Два таких лючка установлены на боковых стенах камеры догорания в её нижней части. На боковых стенах котлов в области конвективного пучка предусмотрены лючки для очистки конвективных труб переносным обдувочным аппаратом.

Для контроля за состоянием изоляции нижней части верхнего барабана в топочной камере устанавливается лючок в месте разрежения труб бокового экрана.

В нижней части газохода с левой стороны котла размещены лазы для периодического удаления золы, осмотра пучка и эжекторов возврата уноса. Для наблюдения за изоляцией верхнего барабана в верхней части топки котлов предусматривается установка лючков.

Перевод парового котла ДКВр-20-13 ГМ в водогрейный режим позволяет, кроме повышения производительности котельных установок и уменьшения затрат на собственные нужды, связанные с эксплуатацией питательных насосов, теплообменников сетевой воды и оборудования непрерывной продувки, а также сокращения расходов на подготовку воды, существенно снижать расход топлива.

Среднеэксплуатационный КПД котлоагрегатов, использованных в качестве водогрейных, повышается на 2,0-2,5%.

Котельные с котлами ДКВр комплектуются вентиляторами и дымососами типа ВДН и ДН, блочными водоподготовительными установками ВПУ, фильтрами для осветления и умягчения воды ФОВ и ФиПА, термическими деаэраторами типа ДА, теплообменными устройствами, насосами, а также комплектами автоматики.

ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКЦИИ КОТЛА ДКВР-20-13 ГМ

В котле ДКВр-20-13 ГМ применяется двухступенчатая схема испарения с установкой во второй ступени выносных циклонов. Это позволяет уменьшить процент продувки и улучшить качество пара при работе на питательной воде с повышенным солесодержанием. Во вторую ступень испарения входит часть труб боковых экранов переднего топочного блока. В котельный пучок вода подаётся из верхнего барабана через обогреваемые трубы последних рядов самого пучка.

Питание второй ступени испарения осуществляется из нижнего барабана. Выносные циклоны используются в качестве сепарационных устройств. Вода из циклонов поступает в нижние коллекторы экранов, а пар направляется в верхний барабан вместе с паром первой ступени испарения и дополнительно очищается, проходя через жалюзи и дырчатый лист. Непрерывная продувка второй ступени испарения ведётся из выносных циклонов.

В первой и второй ступенях испарения для постоянного контроля за соблюдением норм котловой воды на каждом котле должны быть установлены по два холодильника для отбора проб питательной воды.

Котлы ДКВр-20-13 ГМ снабжены рециркуляционными трубами, которые расположены в обмуровке боковых стенок топки, что повышает надёжность работы циркуляционных контуров боковых экранов. В верхних барабанах размещаются сепарационные и питательные устройства, нижние барабаны являются шламоотстойниками. По окружности верхнего барабана, в области труб экранов и подъемных труб котельного пучка, установлены щитки, подающие пароводяную смесь на зеркало испарения.

Для сжигания топлива котёл ДКВр-20-13 ГМ комплектуется газомазутными горелками типа ГМ.

Котёл ДКВр-20-13 ГМ имеет три опорные рамы: две – под два топочных блока и одна – под конвективный блок.

Неподвижной, жестко закрепленной точкой котла ДКВр-20-13 ГМ является передняя опора нижнего барабана. Остальные опоры нижнего барабана и камер боковых экранов выполнены скользящими. Для контроля за перемещением элементов котла выполняется установка реперов.

Камеры фронтового и заднего экранов крепятся кронштейнами к обвязочному каркасу, при этом одна из опор может быть неподвижной, а другая – подвижной. Камеры боковых экранов крепятся к специальным опорам.

Завод поставляет котлы ДКВр-20-13 ГМ тремя блоками:

конвективный блок, состоящий из верхнего и нижнего барабанов с питательными и паросепарационными устройствами, кипятильного пучка и опорной рамы;
два блока топочной камеры, состоящие из экранных труб, камер экранов и опорных рам;

в комплекте с КИП, арматурой и гарнитурой в пределах котла, лестницами, площадками, пароперегревателем (по требованию заказчика). Изоляционные и обмуровочные материалы в комплект поставки не входят.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДКВР-20-13

Показатель	Значение
Тип котла	Паровой
Вид расчетного топлива	Газ, Жидкое топливо
Паропроизводительность, т/ч	20
Рабочее (избыточное) давление теплоносителя на выходе, МПа (кгс/см)	1,3(13,0)
Температура пара на выходе, °С	насыщ. 194
Температура питательной воды, °С	100
Расчетный КПД (топливо газ), %	92
Расчетный КПД (топливо жидкое), %	90
Расход расчетного топлива (топливо газ) , кг/ч (м3/ч - для газа и жидкого топлива)	1470
Расход расчетного топлива (топливо жидкое) , кг/ч (м3/ч - для газа и жидкого топлива)	1400
Габариты транспортабельного блока, LxBxH, мм	5350x3214x3992/ 5910x3220x2940/ 5910x3220x3310
Габариты компоновки, LxBxH, мм	11500х5970х7660
Масса котла без топки (в объеме заводской поставки), кг	44634

Рисунок 1. Конструкция котла ДКВР 20-13

1. Барабан котла

2. Топка котла

3. Экономайзер

4. Горелка

5. Паровая магистраль

6. Запальное устройство

7. Дымосос

8. Дутьевой вентилятор

1.2 Описание технологии агрегата с таблицей технологических параметров

Паровым котлом называется комплекс агрегатов, предназначенных для получения водяного пара. Этот комплекс состоит из ряда теплообменных устройств, связанных между собой и служащих для передачи тепла от продуктов сгорания топлива к воде и пару. Исходным носителем энергии, наличие которого необходимо для образования пара из воды, служит топливо.

Работа котла состоит из следующих процессов:

1. Сжигание поступающего в топку топлива. В нём участвуют топливо-газ и воздух. В результате образуются дымовые газы, нагретые до высокой температуры.

2. Передача тепла от продуктов сгорания стенкам котла и от них к воде.

3. Нагревание воды до кипения и превращение её в пар.

4. Отвод дымовых газов из газоходов в атмосферу.

Исходным носителем энергии служит топливо. Топливо, поступающее по газопроводу, смешивается в горелке с воздухом и сгорает в топке. Воздух, необходимый для сгорания, забирается из верхней зоны помещения котельной.

Горение топлива является сплошным физико-химическим процессом. Химическая сторона горения представляет собой процесс окисления его горючих элементов кислородом, проходящий при определенной температуре и сопровождающийся выделением тепла. Интенсивность горения, а так же экономичность и устойчивость процесса горения топлива зависят от способа подвода и распределения воздуха между частицами топлива. Условно принято процесс сжигания топлива делить на три стадии: зажигание, горение и дожигание. Эти стадии в основном протекают последовательно во времени, частично накладываются одна на другую.

Расчет процесса горения обычно сводится к определению количества воздуха в м 3 ,необходимого для сгорания единицы массы или объема топлива количества и состава теплового баланса и определению температуры горения.

Значение теплоотдачи заключается в теплопередаче тепловой энергии, выделяющейся при сжигании топлива, воде, из которой необходимо получить пар, или пару, если необходимо повысить его температуру выше температуры насыщения.

Тепло выделяется при сгорании топлива, передаётся воде через поверхности нагретого котла излучением в топке и конвекций от нагретых газообразных продуктов сгорания в газоходах котла.

Поверхности нагрева выполняются в виде труб. Внутри труб происходит непрерывная циркуляция воды, а снаружи они омываются горячими топочными газами или воспринимают тепловую энергию лучеиспусканием.

Таким образом, в котлоагрегате имеют место все виды теплопередачи: теплопроводность, конвекция и лучеиспускание. Соответственно поверхности нагрева подразделяется на конвективные и радиационные. Количество тепла, передаваемое через единицу площади нагрева в единицу времени носит название теплового напряжения поверхности нагрева.

Образование пара в котлоагрегатах протекает с определенной последовательностью. Уже в экранных трубах начинается образование пара. Этот процесс протекает при больших температуре и давлении. Явление испарения заключается в том, что отдельные молекулы жидкости, находящиеся у ее поверхности и обладающие высокими скоростями, а следовательно, и большей по сравнению с другими молекулами кинетической энергией, преодолевая силовые воздействия соседних молекул, создающее поверхностное натяжение, вылетают в окружающее пространство. С увеличением температуры интенсивность испарения возрастает. Процесс обратный парообразованию называют конденсацией. Жидкость, образующуюся при конденсации, называют конденсатом. Она используется для охлаждения поверхностей металла в пароперегревателях.

Конденсат отработавшего пара, вернувшийся от потребителя, направляется в диоэратор, который служит для удаления из воды воздуха и активных газов. Туда же насосами подаётся добавочная химически очищенная вода.

После диоэрации вся питательная вода подаётся в водяной экономайзер, где за счёт тепла выходящих газов вода подогревается и поступает в верхний барабан, затем в систему экранных труб, где происходит процесс парообразования. Уходящие газы из топки, отдавая тепло на подогрев питательной воды, охлаждаются и дымососом удаляются через трубу в атмосферу.

В процессе парообразования вместе с паром выносятся в паровое пространство мельчайшие капельки воды, которые попадают в трубопровод, испаряются, а содержащиеся в них соли оседают на внутренних стенках в виде накипи, что может привести к увеличению теплового сопротивления труб.

С целью поддержания такой концентрации солей, при которой не происходит их выпадение из раствора, проводят продувку.

Путём продувки выводится некоторая часть воды и вместе с ней удаляются соли в таком количестве, в котором они поступают с питательной водой.

В верхнем барабане установлены сепарационные устройства для выделения капелек воды от пара.

Пар, образуемый в котлоагрегате, подразделяется на насыщенный и перегретый. Насыщенный пар в свою очередь делится на сухой и влажный. Так как на теплоэлектростанциях требуется перегретый пар, то для его перегрева устанавливается пароперегреватель, в данном случае ширмовой и коньюктивный, в которых для перегрева пара используется тепло, полученное в результате сгорания топлива и отходящих газов. Полученный перегретый пар при температуре Т=540 С и давлении Р=100 атм. идет на технологические нужды.

Таблица 1 – Технологические параметры

Наименование параметра		Диапазон
Наименование параметра
Паропроизводительность
Температура природного газа
Температура отходящих газов
Температура питательной воды
Давление в барабане котла
Давление пара перед горелками
Давление пара
Давление газа
Давление воды в питательной магистрали
Температура перегретого газа
Разряжение в топке
Расход питательной воды
Расход природного газа

Котлы ДКВР-20 поставляются тремя транспортабельными блоками (передний и задний топочные блоки и блок конвективного пучка) в облегченной обмуровке, состоящей из слоя легковесного шамота и нескольких слоев изоляционных вулканитовых и совелитовых плит, и металлической обшивке. Верхние и нижние концы труб топочных экранов приварены к коллекторам, что обеспечивает указанную разбивку на блоки. Однако такое решение из-за увеличения сопротивления циркуляционного контура потребовало ввести необогреваемые рециркуляционные трубы для получения необходимых скоростей циркуляции. Блок конвективного пучка включает верхний и нижний барабаны одинаковых размеров (по длине и диаметру) и трубный пучок.

На рис. 9 показаны схемы соединений ступений испарения по водяной стороне, применявшиеся в котлах ДКВР-20-13. При двухсторонней схеме питания (рис. 9, а) каждый циклон соединяется с нижним барабаном, непрерывная продувка осуществляется из каждого циклона. Такая схема питания при неравномерной нагрузке боковых экранов и непрерывном режиме работы котла связана с возникновением перетоков из второй ступени испарения в первую и, как следствие, к снижению солевой кратности между ступенями.

В односторонней V------------------- ^

Тельной) схеме питания второй сту - ъ пени испарения (рис. 9, б) выносные циклоны подключаются последовательно к нижнему барабану. Непрерывная продувка предусматривается только из левого, последнего по ходу воды циклона.

Комбинированная (кольцевая) схема питания (рис. 9, в) представ - § ляет развитие последовательной схе - s мы, заключающееся в присоединении левого циклона к нижнему барабану. Такая схема имеет большие запасы надежности по сравнению с приведенными выше; в случае отклонения от нормального режима эксплуатации при периодической продувке не происходит резкого снижения уровня воды в выносных циклонах. На котлах с двухсторонней и последовательной схемами питания выносных циклов завод-изготовитель рекомендует выполнить необходимые работы по переходу на комбинированную схему.

Особенностью конструкии котлов ДКВР-20 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.

Циркуляционная схема приведена на рис. 10. 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 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 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 заднего экрана по другим трубам. Фронтовой экран 2 питается из верхнего барабана - вода поступает в нижнюю камеру 3 по опускным трубам 27.

Ней камеры 7 фронтового экрана трубами 6■ Фронтовой экран имеет рециркуляционные трубы 5.

В верхнем барабане (в водяном объеме) 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.

Проектируемой теплогенерирующей установкой является котельный агрегат ДКВр 20 - 13.

Котел ДКВр 20-13 (Первое число после наименования котла обозначает паропроизводительность, т/ч. Второе число - давление пара в барабане котла, кгс/смІ ати) - двухбарабанный, вертикально-водотрубный с естественной циркуляцией, реконструированный, бескаркасной конструкции. Он используется для производства насыщенного и перегретого (при установке пароперегревателя) пара давлением 14 и 24 кг/см 2 .

Котел предназначен для произведственно-отопительных и районных котельных. При сжигании газообразного топлива компонуется камерной топкой.

Котельный агрегат ДКВр 20-13 представляет собой два продольно-расположенных барабана, установленных друг над другом, диаметром 1000 мм сваренных из листовой стали. Поверхность верхнего барабана должна быть хорошо изолирована огнеупорным материалом для обеспечения требуемого срока службы котла.

В результате сжигания топлива в топке образуются дымовые газы высокой температуры. Эти газы проходят по газоходам котла, образуемым перегородкам 6 , омывают пучки труб, по которым движется (циркулирует) вода. В результате газы отдают воде часть своего тепла и охлаждаются, а вода нагревается и превращается в пар, собираемый в верхнем барабане котла. Воздух для горения подается в топку снизу через поддувало (зольник), где частично собирается зола и мелкие кусочки топлива, провалившиеся через решетку.

Котельный агрегат обмурован со всех сторон тяжелыми кирпичными стенами толщиной 510 мм за исключением задней стенки толщиной 380 мм. Котел устанавливается на бетонном основании выше уровня чистого пола.

По боковым стенам обмуровки котельного агрегата вмонтированы люки для осмотра котла изнутри. Штампованное днище нижнего барабана имеет специальные лазы, закрываемые люками. Таким образом, у котла имеются четыре люка для ревизии с правой и с левой сторон (по два на каждую) и один с фронтовой стороны между газовыми горелками. С левой и с задней сторон можно произвести тщательный наружный осмотр котельного агрегата, а также произвести качественную регулировку расхода пара, благодаря смотровым площадкам, закрепленным на металлическом каркасе, который опоясывает обмуровку котла. В данном проекте запроектировано три смотровые площадки, подъем на которые можно осуществить по металлическим лестницам, приваренным к каркасу площадок. В свою очередь все смотровые площадки оборудованы перилами, установленными для предотвращения падения служебного персонала с этих площадок.

В верхней части котельного агрегата установлены два взрывных клапана. При нерасчетном режиме работы котельного агрегата - взрыве, резко возрастает объем дымовых газов. Дымовые газы свободно проходят через крупноячеистую сетку, затем разрушают асбестовую плиту и выходят по направляющей трубе наружу. (Схема взрывного клапана представлена на рис. 1)

Рис. 1.

1 - отверстие в обмуровке для установки взрывного клапана; 2 - обмуровка; 3 - крупноячеистая сетка; 4 - асбестовая плита (может выдерживать высокую температуру); 5 - крепление; 6 - направление, по которому в случае взрыва движутся дымовые газы; 7 - направляющая труба.

На верхнем барабане запроектирована вся необходимая запорно-регулирующая, предохранительная (Схема предохранительного клапана представлена на рис. 2), контрольно-пропускная арматура, а также манометр, измеряющий давление в барабане котлоагрегата. На передней части котла установлены водоуказательные приборы.

Рис. 2.

1 - клапан; 2 - стенки барабана котла; 3 - защитный корпус; 4 - рычажное устройство; 5 - грузы, регулирующие давление срабатывания клапана; 6 - траектория движения воды или пара.

На фронтовой части котла установлены три газомазутные горелки типа ГМГм, через которые топливо подается в топку котельного агрегата. Для этого во фронтальной стене обмуровки имеются расширяющиеся отверстия в топку, необходимые для образования факела горения и раскрытия его на необходимый угол.

По боковым сторонам за пределы вынесены трубы, соединенные с верхними и нижними коллекторами и обоими барабанами. Эти трубы - выносные циклоны. Выносные циклоны необходимы для разделения пароводяной смеси соответственно на пар и воду. От выносных циклонов в верхней части котла к верхнему барабану выходят две трубы, по которым движется пар.

С задней стороны в обмуровке имеется отверстие, через которое из конвективной части котла выходят дымовые газы. К этому отверстию возможно присоединение поверхностей нагрева - воздухоподогревателя или экономайзера. По заданию необходимо рассчитать и запроектировать поверхность нагрева - экономайзер, который соединен с котлом с помощью специального короба.

На наружной поверхности обмуровки имеются отверстия, в которые вмонтированы трубы периодической продувки. В нижний барабан дополнительно подведены трубы для прогрева котла паром при растопке.

Перед кипятильным пучком котлов расположена топочная камера, которая для уменьшения потерь тепла с уносом и химическим недожогом делится кирпичной шамотной перегородкой на две части: собственно топку и камеру догорания. Дымовые газы совершают в котле горизонтально - поперечное с несколькими поворотами движение. Это обеспечивается установкой между кипятильными трубами чугунных перегородок, которые делят их на первый и второй газоходы. Выход газов из камеры догорания и из котла, как правило, асимметричен.

Вода в трубы боковых экранов поступает одновременно из верхнего и нижнего барабанов.

В котлах ДКВр 20-13 применено двухступенчатое испарение. Первая ступень испарения включает конвективный пучок, фронтовой и задний экраны, а также боковые экраны заднего топочного блока. Боковые экраны переднего топочного блока включены во вторую ступень испарения. Сепарационными устройствами второй ступени испарения являются выносные циклоны центробежного типа. Циркуляционные контуры второй ступени испарения замыкаются через выносные циклоны и их опускные трубы; первой ступени испарения - через опускную часть конвективного пучка. Питание циркуляционного контура второй ступени испарения осуществляется из нижнего барабана в выносные циклоны.

Газоходы разделены между собой чугунной перегородкой по всей высоте газохода котла с окном (от фронта котла) справа. Передняя часть нижнего барабана крепится неподвижно, а остальные части котла имеют скользящие опоры, а также реперы, которые контролируют удлинения элементов при температурном расширении.

Топка сформирована экранными трубами, которые образуют соответственно: передний или фронтовой экран; левый боковой экран; правый боковой экран (аналогично левому); задний экран топки.

Барабаны котла, рассчитанные на давление 14 кгс/см 2 имеют одинаковый внутренний диаметр (1000 мм) при толщине стенок 13 мм. Для осмотра барабанов и расположенных в них устройств, а также для очистки труб шарошками на заднем и переднем днищах имеются лазы. В водяном пространстве верхнего барабана находится питательная труба для непрерывной продувки; в паровом объеме - сепарационные устройства также устанавливается воздушный кран и собственно паропровод, на котором установлен главный парозапорный вентиль. Следует также отметить, что в данной работе запроектирован кран для отвода пара на собственные нужды котельной. В верхнем барабане над топкой установлены две легкоплавкие вставки (смесь олова и свинца), которые плавятся при температуре около 300 °С, что приводит к выпуску воды в топку, прекращению горения топлива и предохранению барабана от перегрева. На верхнем барабане установлена арматура: водоуказательные приборы, предохранительные клапаны, термометр, манометр. На всех котлах ДКВР над топкой и газоходом установлены взрывные предохранительные клапаны. В нижнем барабане установлены перфорированная труба для периодической продувки, устройство для прогрева барабана при растопке и штуцер для спуска воды.

Движение топочных газов осуществляется следующим образом:

Топливо и воздух подаются в горелки, а в топке образуется факел горения. Теплота от топочных газов в топке, за счет радиационного и конвективного теплообмена, передается всем экранным трубам (радиационным поверхностям нагрева), где эта теплота за счет теплопроводности металлической стенки и конвективного теплообмена от внутренней поверхности труб передается воде, циркулирующей по экранам. Затем топочные газы с температурой 900…1100 °С выходят из топки и через окно справа в кирпичной перегородке переходят в камеру догорания, огибают кирпичную перегородку с левой стороны и входят в первый газоход, где передают теплоту конвективному пучку труб. С температурой около 600 °С топочные дымовые газы, огибая чугунную перегородку с правой стороны, входят во второй газоход кипятильного пучка труб и с температурой около 200…250 °С, с левой стороны, выходят из котла и направляются в водяной экономайзер.

За котельным агрегатом устанавливается поверхность нагрева - экономайзер. Экономайзер является одной из составных частей котлоагрегата. Так как температура воды в котельном агрегате везде одинакова и растет с увеличением давления, то без установки водяного экономайзера глубокое охлаждение уходящих газов невозможно.

Котел оборудован устройствами и приборами, обеспечивающими безопасную работу котельного агрегата и позволяющими безотказно и быстро производить пуск, остановку и регулирование его работы. За нормальной эксплуатацией котельного агрегата необходимо наблюдать и контролировать происходящие в нем процессы. Для этого применяют различные контрольно-измерительные приборы. Изменение давления в котельном агрегате или отклонение уровня воды в барабане за допустимые пределы может вызвать аварийную ситуацию, связанную с непосредственной опасностью для обслуживающего персонала. Поэтому, согласно правилам, на паровом котле для непосредственного наблюдения и контроля за давлением и уровнем воды в барабане установлены манометр, водоуказательные приборы и предохранительные устройства.

Предохранительная арматура служит для ограничения движения, расхода и направления движения среды. К ней относятся: предохранительные клапаны на питательных линиях, автоматические быстрозапорные клапаны на паропроводах, обратные клапаны. Обратные клапаны пропускают среду только в одном направлении и автоматически закрываются при обратном ее движении. Устанавливают их на входе питательной воды в парогенератор для исключения возможности ее обратного движения из котла при падении давления в питательном трубопроводе. Обратные клапаны устанавливают также на напорных патрубках питательных насосов для предотвращения обратного движении воды при останове последних.

Циркуляционная схема котла приведена на рис. 4. 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 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 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 заднего экрана по другим трубам. Фронтовой экран 2 питается из верхнего барабана - вода поступает в нижнюю камеру 3 по опускным трубам 27 .

Пароводяная смесь отводится в верхний барабан из верхних камер 10 боковых экранов первой 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 верхнем барабане (в водяном объеме) 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.

Рис. 4.

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 - сепарациоиное 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 - перепуская труба; 26 - опускные трубы; 27, 29, 30, 31 - перепускные трубы; 28 - пароотводящие трубы.

Разделы