Cazan de abur dkvr 20 13. Punerea in functiune a cazanului
Trimiteți-vă munca bună în baza de cunoștințe este simplu. Utilizați formularul de mai jos
Studenții, studenții absolvenți, tinerii oameni de știință care folosesc baza de cunoștințe în studiile și munca lor vă vor fi foarte recunoscători.
postat pe http://www.allbest.ru/
Introducere
În acest curs, se efectuează un calcul de verificare și proiectare al cazanului DKVr 20-13 - un cazan cu tambur dublu, un cazan cu tub de apă reconstruit vertical.
Pentru camera de ardere și fasciculele cazanului convectiv s-a efectuat un calcul de verificare.
Pentru un economizor de apă - un calcul constructiv.
De asemenea, este în curs de dezvoltare un proiect de centrală termică cu economizor.
Date inițiale:
Suprafata de incalzire instalata in spatele cazanului - economizor
Capacitatea nominală de abur a cazanului - 20 t/h
Presiunea aburului - 14 atm (ata)
Temperatura apei de alimentare (după dezaerator) - 80 0 С
Tip de combustibil - g / d Saratov-Moscova
Metoda de ardere a combustibilului - într-o torță
Temperatura aerului exterior (în camera cazanului) - 25 0 C
În primul capitol, volumele și entalpiile aerului și ale produselor de ardere sunt calculate la b = 1. Pentru aceasta, cantitatea teoretică de aer necesară pentru arderea completă a combustibilului și volumul minim de produse de ardere care s-ar obține cu ardere completă combustibil cu teoretic cantitatea necesara aer.
Al doilea capitol descrie cazanul DKVR 20-13, selectează dispozitivul de ardere în funcție de datele inițiale, oferă caracteristicile de proiectare ale cuptorului, determină coeficienții de aer în exces, calculează entalpiile produselor de ardere pentru diferite secțiuni, construiește imediat un J- diagrama produselor de ardere, calculează echilibru termicși consumul de combustibil, precum și calculul termic al cuptorului, calculul grinzilor convective.
În al treilea capitol se efectuează un calcul constructiv al unui economizor de apă, se găsesc suprafața de încălzire a acestuia, numărul și numărul de conducte.
În al patrulea capitol se determină discrepanța calculată a bilanţului termic.
În al cincilea capitol este întocmit un tabel pentru calculul termic al unității cazanului.
Descrierea combustibilului:
Combustibilul utilizat în unitatea cazanului este gaz natural provenind din gazoductul Saratov-Moscova
Gazele naturale din zăcămintele de gaz-condens și petrol-gaze sunt utilizate drept combustibil gazos. Gazele naturale sunt împărțite în trei grupe:
1. Gaze extrase din pur zăcăminte de gaze. Sunt în mare parte metan și sunt slabe sau uscate. Conținutul de hidrocarburi grele (de la propan și mai sus) în gazele uscate este de 50 mg/m 3 .
2. Gaze care sunt eliberate din puțurile câmpurilor petroliere împreună cu petrol. Astfel de gaze se numesc gaze asociate. Pe lângă metan, gazele mai conțin de obicei peste 150 mg/m 3 de hidrocarburi grele. Sunt gaze grase. Gazele umede sunt acele gaze care sunt un amestec de gaz uscat, fracțiune propan-butan și benzină naturală.
3. Gaze produse din depozitele de condens. Astfel de gaze constau dintr-un amestec de gaz uscat și vapori de condensat care precipită în timpul lichefierii. Vaporii de condensat sunt un amestec de vapori de hidrocarburi grele care conțin C5 sau mai sus (benzină, kerosen și ligroină).
Gazul natural este inodor. Înainte de a fi introdus în rețea, acesta este odorizat, adică. da un miros neplăcut ascuțit, care se simte la concentrație de 1%.
Combustibilul gazos este purificat de impurități.
Gazul natural este format din metan CH 4 (până la 98%) și alte hidrocarburi. Puterea calorică =28000-46000 kJ/m 3 . Gazele naturale se caracterizează prin conținut scăzut de balast, absență de sulf, monoxid de carbon și praf.
Combustibilul gazos este un amestec de gaze combustibile și incombustibile care conține unele impurități. Gazele combustibile includ hidrocarburi, hidrogen și monoxid de carbon. Componentele incombustibile sunt azotul, dioxidul de carbon și oxigenul. Ele constituie balastul combustibilului gazos.
În comparație cu combustibilii solizi, utilizarea combustibililor lichizi și gazoși în centralele de cazane este mult mai profitabilă. simplifică transportul, depozitarea și arderea acestuia și, de asemenea, crește semnificativ coeficientul acțiune utilă cazan. Atunci când se utilizează gaz, producția este automatizată și instalațiile de depozitare sunt eliminate.
Caracteristicile estimate ale combustibilului:
Depozit - g / d Saratov-Moscova
Compoziția gazului în volum:
C5H12 sau mai mult = 0,3%
Densitate, kg / m 3 (la 0 0 C și 760 mm Hg), \u003d 0,837 kg / m 3
8550 kcal / m 3 \u003d 10215 kJ / kg
1. Calculul volumelor și entalpiilor aerului și produselor de ardere la b=1 (pentru combustibil gazos)
Cantitatea teoretică de aer necesară pentru arderea completă a combustibilului:
Volumul minim de produse de ardere care ar rezulta din arderea completă a combustibilului cu cantitatea de aer necesară teoretic (b \u003d 1):
2. Cazan. Descrierea cazanului tip DKVr 20-13
Centralele de cazane sunt centrale generatoare de căldură, adică. scopul muncii lor este de a obține energie termică din arderea combustibilului ars în ele și de a transfera căldura rezultată la lichidul de răcire.
Centralele de cazane sunt împărțite în funcție de tipul de lichid de răcire produs în încălzire cu abur și apă și în funcție de natura serviciului clienți - în încălzire, producție de încălzire și producție. Cazanele industriale și de încălzire (concepute pentru a acoperi sarcinile de încălzire) funcționează un anumit număr de zile pe an, în funcție de natura producției și de durata perioadei de încălzire.
Centrala generatoare de caldura proiectata este centrala termica DKVr 20-13.
Cazan DKVr 20-13 (primul număr după numele cazanului indică capacitatea de abur, t/h; al doilea număr este presiunea aburului din tamburul cazanului, kgf/cm² ati) - tambur dublu, vertical-apă- tub cu circulatie naturala, reconstruit, design fara rama. Este folosit pentru a produce abur saturat și supraîncălzit (la instalarea unui supraîncălzitor) la presiuni de 14 și 24 kgf/cm2.
Cuprul este destinat producției și încălzirii și cazanelor districtuale. La arderea combustibilului gazos, acesta este asamblat cu un cuptor cu cameră.
Centrala centrala DKVr 20-13 este formata din doua tamburi dispuse longitudinal montati unul deasupra celuilalt, cu diametrul de 1000 mm si sudati din foaie de otel. Suprafața tamburului superior trebuie să fie bine izolată cu material refractar pentru a asigura durata de viață necesară a cazanului.
Unitatea cazanului este căptușită pe toate părțile cu grea pereti de caramida grosime 510 mm cu exceptia peretele din spate 380 mm grosime. Centrala este instalată bază de ciment deasupra podelei finisate.
Pe pereții laterali ai căptușelii unității cazanului sunt montate trape pentru inspectarea cazanului din interior. Fundul ștanțat al tamburului inferior are cămine speciale închise prin trape. Astfel, centrala are patru trape de inspectie pe partea dreapta si stanga (doua pentru fiecare) si una pe fata intre arzatoare pe gaz. Din stânga și din spate, puteți face un amănunțit examen extern unitatea cazanului, precum și pentru a face reglarea de înaltă calitate a fluxului de abur, datorită platformelor de observare fixate pe ramă de metal, care înconjoară zidăria cazanului. LA acest proiect au fost proiectate trei platforme de observare, a căror ascensiune poate fi efectuată de scari metalice sudate pe cadrul platformei. La rândul lor, toate platformele de observare sunt echipate cu balustrade instalate pentru a preveni căderea personalului de service de pe aceste platforme.
Două supape de explozie sunt instalate în partea superioară a unității cazanului. În modul de funcționare fără proiectare al unității cazanului - o explozie, volumul gazelor de ardere crește brusc. Gazele de ardere trec liber prin plasa grosieră, apoi distrug placa de azbest și ies prin conducta de ghidare spre exterior.
Pe tamburul superior sunt proiectate toate supapele necesare de închidere și control, siguranță, control, precum și un manometru care măsoară presiunea din tamburul unității cazanului. Dispozitivele de indicare a apei sunt instalate pe partea frontală a cazanului.
Pe partea frontală a cazanului sunt instalate trei arzătoare gaz-pacură de tip GMGm, prin care combustibilul este alimentat în cuptorul unității cazanului. Pentru a face acest lucru, în peretele frontal al zidăriei există găuri de expansiune în cuptor, necesare pentru formarea unei pistole de ardere și deschiderea acesteia la unghiul necesar.
Pe laterale, conductele conectate la colectoarele superioare și inferioare și ambele tamburi sunt extinse în exterior. Aceste conducte sunt cicloane îndepărtate. Ciclonii de la distanță sunt necesari pentru a separa amestecul de abur și apă în abur și respectiv apă. Din ciclonii de la distanță din partea superioară a cazanului, două conducte ies în tamburul superior, prin care se deplasează aburul.
Pe partea din spate a căptușelii există o deschidere prin care ies gazele de ardere din partea convectivă a cazanului. Este posibil să conectați suprafețe de încălzire - un încălzitor de aer sau un economizor - la acest orificiu. Conform sarcinii, este necesar să se calculeze și să se proiecteze suprafața de încălzire - economizorul, care este conectat la cazan folosind cutie speciala.
Pe suprafata exterioara căptușeală există găuri în care sunt montate țevi suflare intermitentă. Conductele sunt conectate suplimentar la tamburul inferior pentru încălzirea cazanului cu abur în timpul aprinderii.
Cazanul DKVr 20-13 este format din două tamburi aranjate longitudinal, care sunt interconectate printr-un mănunchi de țevi (convective) fierbinți. Țevile ecranului lateral sunt sudate la galeriile superioare. Capetele inferioarețevile ecranului sunt sudate la colectoarele inferioare. În tamburul inferior există țevi de purjare periodice și o linie de scurgere.
O cameră de ardere este situată în fața pachetului cazanului de cazane, care, pentru a reduce pierderile de căldură cu antrenare și subardere chimică, este împărțită de un despărțitor din cărămidă din argilă refractă în două părți: cuptorul în sine și camera de post-ardere. Gazele de ardere fac o mișcare orizontal-transversală cu mai multe ture în cazan. Acest lucru este asigurat prin instalarea unor pereți despărțitori din fontă între conductele cazanului, care le împart în prima și a doua conductă de gaz. Ieșirea gazului din post-arzător și din cazan este, de regulă, asimetrică.
Apa intră în conductele ecranelor laterale simultan din tamburele superioare și inferioare.
Cazanele DKVr 20-13 folosesc evaporare în două trepte. Prima etapă de evaporare include un fascicul convectiv, ecrane față și spate, precum și ecrane laterale ale unității de ardere din spate. Ecranele laterale ale unității de ardere frontală sunt incluse în a doua etapă de evaporare. Dispozitivele de separare din a doua etapă de evaporare sunt cicloni la distanță de tip centrifugal. Circuitele de circulație ale celei de-a doua etape de evaporare sunt închise prin cicloane la distanță și conductele lor descendente; prima etapă de evaporare - prin partea din aval a fasciculului convectiv. Circuitul de circulație al celei de-a doua etape de evaporare este alimentat de la tamburul inferior la cicloanii de la distanță.
Conductele de gaz sunt separate între ele printr-un compartiment din fontă de-a lungul întregii înălțimi a coșului cazanului cu o fereastră (din partea din față a cazanului) în dreapta. Partea frontală a tamburului inferior este fixă, iar părțile rămase ale cazanului au suporturi de alunecare, precum și repere care controlează alungirea elementelor în timpul expansiunii termice.
Focarul este format din țevi de sită, care formează, respectiv: ecran frontal sau frontal, ecran lateral stânga, ecran lateral dreapta (asemănător cu cel din stânga), ecran posterior al cuptorului.
Tamburele cazanului, proiectate pentru o presiune de 14 kgf/cm2, au același diametru interior (1000 mm) cu o grosime a peretelui de 13 mm. Pentru a inspecta tamburele și dispozitivele amplasate în ele, precum și pentru a curăța țevile cu tăietoare, există găuri de vizitare pe fundul din spate și din față. În spațiul de apă al tamburului superior există o conductă de alimentare pentru suflare continuă; în volumul de abur - sunt instalate și dispozitive de separare, o supapă de aer și conducta de abur în sine, pe care este instalată supapa principală de închidere a aburului. De asemenea, trebuie menționat că în această lucrare a fost proiectată o supapă pentru a elimina aburul pentru nevoile proprii ale cazanului. Două inserții fuzibile (un amestec de staniu și plumb) sunt instalate în tamburul superior deasupra cuptorului, care se topesc la o temperatură de aproximativ 300 ° C, ceea ce duce la eliberarea apei în cuptor, oprind arderea combustibilului și protejând tamburul de la supraîncălzire. Pe tamburul superior sunt instalate fitinguri: dispozitive de indicare a apei, supape de siguranță, termometru, manometru. Supapele explozive și de siguranță sunt instalate pe toate cazanele DKVR deasupra cuptorului și a coșului. În tamburul inferior sunt instalate o țeavă perforată pentru suflarea periodică, un dispozitiv pentru încălzirea tamburului în timpul aprinderii și un fiting pentru scurgerea apei.
Trafic gaze de ardere se efectuează după cum urmează: combustibilul și aerul sunt furnizate arzătoarelor și se formează o flacără de ardere în cuptor. Căldura de la gazele de ardere din cuptor, datorită transferului de căldură radiativ și convectiv, este transferată către toate conductele de ecran (suprafețe de încălzire prin radiație), unde această căldură se datorează conductivității termice a peretelui metalic și transferului de căldură convectiv de la suprafata interioara conductele este transferată în apa care circulă prin ecrane. Apoi gazele de ardere cu o temperatură de 900-1100 ° C ies din cuptor și prin fereastra din dreapta în peretele despărțitor de cărămidă trec în camera de post-ardere, ocolesc compartimentare de cărămidă din partea stângă și intră în primul coș, unde căldura este transferată către fasciculul de tuburi convective. Cu o temperatură de aproximativ 600 ° C, gaze de ardere, îndoiți în jurul unui despărțitor din fontă cu partea dreapta, intrați în cel de-al doilea coș al fasciculului de conducte al cazanului și cu o temperatură de aproximativ 200-250 ° C, pe partea stângă, ieșiți din cazan și mergeți la economizorul de apă.
În spatele unității cazanului, este instalată o suprafață de încălzire - un economizor. Economizer este unul dintre părțile constitutive unitatea cazanului. Deoarece temperatura apei din unitatea cazanului este aceeași peste tot și crește odată cu creșterea presiunii, răcirea profundă a gazelor de ardere este imposibilă fără instalarea unui economizor de apă.
Centrala este dotata cu aparate si aparate care asigura munca sigura unitatea cazanului și permițând pornirea, oprirea și reglarea funcționării acesteia fără probleme și rapid. Pentru funcționarea normală a unității cazanului, este necesar să se monitorizeze și să controleze procesele care au loc în aceasta. Pentru a face acest lucru, se utilizează diverse instrumente. O modificare a presiunii în unitatea cazanului sau o abatere a nivelului apei în tambur peste limitele admise poate provoca o situație de urgență asociată cu un pericol imediat pentru personalul de exploatare. Prin urmare, conform regulilor, un manometru, dispozitive de indicare a apei și dispozitive de siguranță sunt instalate pe cazanul de abur pentru observarea și controlul direct al presiunii și al nivelului apei în tambur.
Fitingurile de siguranță sunt utilizate pentru a limita mișcarea, fluxul și direcția de mișcare a mediului. Acestea includ: supape de siguranță pe liniile de alimentare, supape automate de închidere rapidă pe liniile de abur, supape de reținere. Supapele de reținere permit fluidului să curgă într-o singură direcție și se închid automat atunci când curgerea este inversată. Acestea sunt instalate la intrarea apei de alimentare la generatorul de abur pentru a exclude posibilitatea mișcării inverse a acestuia din cazan atunci când presiunea scade în conducta de alimentare. Pe conductele de presiune ale pompelor de alimentare sunt instalate supape de reținere pentru a preveni mișcarea inversă a apei atunci când aceasta din urmă se oprește.
Apa de alimentare prin conductele de alimentare 15 intră în tamburul superior 16, unde este amestecată cu apa cazanului. Din toba de sus ultimele rândurițevile fasciculului convectiv 18, apa coboară în tamburul inferior 17, de unde este trimisă prin țevile de completare 21 la cicloanii 8. De la cicloane, prin conductele de coborâre 26, apa este alimentată în camerele inferioare. 24 a ecranelor laterale 22 a celei de-a doua etape de evaporare, amestecul de abur-apă se ridică în camerele superioare 10 ale acestor ecrane, de unde intră prin conductele 9 în ciclonii îndepărtați 8, în care este separat în abur și apă. Apa prin conductele 31 coboară în camerele inferioare 20 ale site-urilor, aburul separat este evacuat prin conductele de derivaţie 12 în tamburul superior. Cicloanele sunt interconectate printr-o conductă de ocolire 25.
Orez. unu Schema generala circulația apei în cazanul DKVR-20-13
1 - a doua etapă de evaporare; 2 - ecran frontal; 3 - camera; 4 - purjare continuă; 5 - conducte de recirculare; 6 - conducta de bypass de la colectorul superior la tambur; 7, 10, 11 - camere superioare; 8 - cicloni la distanță; 9 - conducte de ocolire de la camera superioară la ciclonul la distanță; 12 - conducte de ocolire de la ciclonul de la distanță la tambur; 13 - conducta de evacuare a aburului; paisprezece - dispozitiv de separare; 15 - linii de alimentare; 16 - tambur superior; 17 - tambur inferior; 18 - fascicul convectiv; 19, 20, 23, 24 - camere inferioare; 21 - tevi de machiaj; 22 - paravane laterale; 25 - conductă de ocolire; 26 - burlane; 27, 29, 30, 31 - conducte de ocolire; 28 - conducte de abur.
Ecranele primei trepte de evaporare sunt alimentate din tamburul inferior.
În camerele inferioare 20 de ecrane laterale 22 de apă intră prin conducte de legătură 30 la camera inferioară 19 a lunetei din spate prin alte conducte. Ecranul frontal 2 este alimentat din tamburul superior - apa intră în camera inferioară 3 prin conductele de scurgere 27.
Amestecul de abur-apă este evacuat în tamburul superior din camerele superioare 10 ale site-urilor laterale ale primei trepte de evaporare prin țevi de abur 28, din camera superioară 11 a ecranului posterior prin țevi 29, din camera superioară 7 a ecranul frontal prin conducte 6. Ecranul frontal are conducte de recirculare 5.
2.1 Firebox. Alegerea dispozitivului de ardere. Descrierea dispozitivului de ardere și a volumului cuptorului
Un focar este un dispozitiv conceput pentru a arde combustibil pentru a genera căldură. Cuptorul îndeplinește funcția de ardere și schimbător de căldură- caldura este transferata simultan prin radiatie si convectie de la flacara de ardere si produsele de ardere catre suprafetele ecranului prin care circula apa. Ponderea schimbului de căldură radiantă în cuptor, unde temperatura gazelor de ardere este de aproximativ 1000 ° C, este mai mare decât cea convectivă, prin urmare, cel mai adesea, suprafețele de încălzire din cuptor se numesc radiații.
Dispozitivele cuptorului, în funcție de metoda de ardere, sunt împărțite în cameră și strat. Alegerea metodei de ardere și a tipului de dispozitiv de ardere este determinată de tipul de combustibil, proprietățile sale reactive și proprietati fizice si chimice cenușă, precum și performanța și designul cazanului.
Dispozitivul de ardere trebuie să asigure eficiența funcționării cazanului în limitele cerute de control al sarcinii, funcționarea fără zgură a suprafețelor de încălzire, absența coroziunii gazoase a conductelor de ecran, conținutul minim de oxizi de azot și compuși de sulf în gazele de ardere. .
Pentru arderea gazelor naturale, păcurului și combustibililor solizi pulverizați, se folosesc de obicei cuptoare cu cameră. Patru elemente principale pot fi distinse în proiectarea unui focar cu cameră: camera de ardere, suprafata ecranului, arzator si sistem de indepartare a zgura si cenusa.
Zidăria se numește gard care separă camera de ardere și conductele de gaz ale unității cazanului de Mediul extern. Cărămizile sunt făcute din cărămizi roșii sau cu diatomee, material refractar sau din scuturi metalice cu materiale refractare. Partea interioară a căptușelii din cuptor, sau căptușeala, din partea gazelor de ardere și a zgurii, este realizată din materiale refractare: cărămizi de argilă, beton argilos și alte mase refractare. Zidăria și căptușeala trebuie să fie suficient de dense, în special foarte refractare, rezistente la atacul chimic al zgurii și să aibă o conductivitate termică scăzută. În ciuda mai multor cost ridicat cărămizi refractare sau alt material refractar în comparație cu cărămizile roșii obișnuite, toate costurile de exploatare vor acoperi capitalul, datorită proprietăților termice ridicate, precum și rezistenței ridicate la produsele de ardere.
Suprafața de încălzire prin radiație a ecranului este realizată din țevi din oțel. Ecranele percep căldura datorită radiației și convecției și o transferă în apă sau în amestecul de abur și apă care circulă prin conducte. Ecranele protejează zidăria de fluxurile puternice de căldură.
În cuptoarele cu cameră ale cazanelor cu o capacitate de abur de până la 25 t/h, combustibil gazosși ulei.
Tabelul numărul 1. Caracteristicile estimate ale cuptorului
|
Denumirea cantităților |
Desemnare |
Dimensiune |
Valoare |
||
|
Stresul termic aparent al oglinzii cu ardere |
|||||
|
Stresul termic aparent al volumului cuptorului |
|||||
|
Coeficientul de exces de aer în cuptor |
|||||
|
Pierderi de căldură din arderea chimică |
|||||
|
Pierderi de căldură din arderea mecanică |
|||||
|
Ponderea cenușii de combustibil în zgură și defecțiuni |
|||||
|
Fracțiunea de cenușă de combustibil în transfer |
|||||
|
Presiunea aerului sub gratar |
mm w.c. Artă. |
||||
|
Temperatura aerului |
Coeficientul de exces de aer la ieșirea cuptorului este preluat din tabelul „Caracteristicile calculate ale cuptorului cu cameră” (RN 5-02, RN 5-03).
Coeficientul de exces de aer pentru alte secțiuni ale traseului gazului se obține prin adăugarea de ventuze de aer luate conform, PH 4-06 la bt.
Pentru a efectua un calcul termic, traseul gazului unității cazanului este împărțit în secțiuni independente: o cameră de ardere, grinzi de evaporare convectivă și un economizor.
Tabelul numărul 2. Caracteristicile medii ale produselor de ardere din suprafețele de încălzire ale cazanului
|
Denumirea cantităților |
Dimensiune |
V=9,52nm3/kg V=7,6 nm3/kg |
V=1,037 nm3/kg V=2,11 nm3/kg |
|||
|
grinzi convective |
Economizor |
|||||
|
Coeficientul de exces de aer în fața coșului de fum b " |
||||||
|
Raportul de aer în exces în spatele coșului de gaz b” |
||||||
|
Coeficientul de exces de aer (medie) b |
||||||
|
V=V+0,0161 (-1) V o |
||||||
|
V g \u003d V + V + V + (-1) V o |
||||||
Entalpia gazelor, care este produsul dintre volumul gazelor și capacitatea lor termică și temperatura, crește odată cu creșterea temperaturii.
La calculul lui I-şi tabelul se recomanda determinarea valorii pentru fiecare valoare a coeficientului de exces de aer b numai in limitele care depasesc putin limitele de temperatura efectiv posibile in conductele de gaz. Valoarea este diferența dintre două valori adiacente orizontal la una b.
Rezultatele calculului sunt rezumate în tabelul 3.
Conform datelor calculate din tabelul 3, se construiește o diagramă Eu-și produse combustie.
Tabelul numărul 3. Bilanțul termic și consumul de combustibil
|
Nume valoare |
Desemnare |
Dimensiune |
||||
|
Căldura disponibilă a combustibilului |
Q=c t t t, la t t =0 |
|||||
|
Temperatura gazelor de ardere |
Anexa IV |
|||||
|
Entalpia gazelor de ardere |
Din diagrama I-și |
|||||
|
Temperatura aerului rece |
Conform misiunii |
|||||
|
Entalpia aerului rece |
I xv \u003d yx V o (s și) xv |
|||||
|
Pierderea de căldură din blană. subardere |
După caracteristicile cuptorului |
|||||
|
Pierderi de căldură din chimie. subardere |
După caracteristicile cuptorului |
|||||
|
Pierderi de căldură cu gazele de ardere |
Q 2 \u003d (I yx - yx I xv) |
|||||
|
Pierderi de căldură în mediu miercuri |
||||||
|
Coeficient de retenție a căldurii |
||||||
|
Pierderea de căldură cu căldura fizică a zgurii |
unde: a shl - în funcție de caracteristicile de proiectare ale cuptorului; (s i) shl - entalpia de zgură, la t shl \u003d 600 ° C conform PH4-04 (s i) shl \u003d 133,8 kcal / kg |
|||||
|
Cantitatea de pierderi de căldură |
Uq \u003d q 2 + q 3 + q 4 + q 5 + q 6, când ardeți gaz și păcură |
|||||
|
K.P.D. unitatea cazanului |
z ka \u003d 100-Uq |
|||||
|
Entalpia aburului saturat |
Din tabele termodinamice conform R np (Anexa V) |
|||||
|
Entalpia apei de alimentare |
Din tabele termodinamice conform t "pv (Anexa V) |
|||||
|
Căldura utilizată util în cazan |
Fara supraincalzitor Q ka \u003d D (i "" np - i " pv) |
|||||
|
Consum total de combustibil |
||||||
|
Consum estimativ combustibil |
B p \u003d B , când ardeți gaz și păcură |
Tabelul numărul 4. Calculul termic al cuptorului
|
Nume valoare |
Desemnare |
Formula de calcul sau metoda de determinare |
Dimensiune |
|||
|
Volumul camerei de ardere |
Conform Anexei I |
|||||
|
Percepție completă deasupra. Incalzi |
Conform Anexei I |
|||||
|
Suprafața peretelui |
||||||
|
Grad de screening cuptor |
pentru cuptoare cu cameră |
pentru cuptoare stratificate |
||||
|
Zona oglinzilor. munţi |
Anexa III |
|||||
|
Factor de corectie |
Conform anexei VI |
|||||
|
Presiunea absolută a gazului în cuptor |
Acceptat p=1,0 |
|||||
|
Acceptat în prealabil în conformitate cu anexa VII |
||||||
|
Coeficientul de atenuare a razelor în flacără |
Pentru flacără strălucitoare: Pentru neluminoase k \u003d k g (p + p), unde: k g - coeficientul de atenuare a razelor prin gaze triatomice, determinat de nomograma IX. Pentru semi-luminoase k=k g (p+p)+k n µ, unde k n este coeficientul de atenuare al razelor de către particulele de cenușă, determinat de nomograma X; µ- concentrația de cenușă în gazele de ardere, g/nm |
|||||
|
Muncă |
||||||
|
Gradul de întuneric al mediului de ardere |
Acceptat conform nomogramei XI |
|||||
|
Emisivitate eficientă a flăcării |
||||||
|
Factorul de poluare condiționat |
||||||
|
Muncă |
||||||
|
Parametru luând în considerare influența radiației stratului de ardere |
||||||
|
Gradul de întuneric al focarului |
Pentru focare cu strat: Pentru cuptoarele cu cameră: |
|||||
|
Aspirarea aerului rece în cuptor |
||||||
|
Coeficientul de exces de aer furnizat cuptorului într-o manieră organizată |
b t \u003d b t W-Db t, unde b t W este luat din tabel. #1 |
|||||
|
temperatura aerului cald |
Acceptat conform caracteristicilor de proiectare ale cuptorului |
|||||
|
Entalpia aerului cald |
I gv \u003d b t V o (c și) gv |
|||||
|
Entalpia aerului rece |
I xv \u003d b t V o (c și) xv cu incalzire cu aer I xv \u003d dB t V o (c și) xv |
|||||
|
Căldura introdusă de aer în cuptor |
În lipsa încălzirii cu aer cu incalzire cu aer Q în \u003d I xv + I gv \u003d dB t V o (c i) xv + b t V o (c i) gv |
|||||
|
Disiparea căldurii în cuptor la 1 kg (1nm 3) de combustibil |
||||||
|
Temperatura de ardere teoretică (adiabatică). |
De I-și diagramă conform valorii lui Q t |
|||||
|
Disiparea căldurii la 1 m 2 de suprafață de încălzire |
kcal/m 2 h |
|||||
|
Temperatura gazelor la ieșirea din cuptor |
Conform nomogramei I |
|||||
|
Entalpia gazelor la ieșirea cuptorului |
Conform diagramei I în funcție de valoarea lui Q t S |
|||||
|
Căldura transferată prin radiație în cuptor |
Q l \u003d c (Q t -I t S) |
|||||
|
Sarcina termică a suprafeței de încălzire radiantă a cuptorului |
kcal/m 2 h |
|||||
|
Stresul termic aparent al volumului cuptorului |
kcal/m 3 h |
|||||
|
Creştere entalpia apei din cuptor |
2.2 Grinzi convective. descriere generala grinzi convective
Suprafața de încălzire prin evaporare a unităților de cazan cu tuburi verticale de apă constă dintr-un pachet dezvoltat de tuburi de cazan rulate în tamburele superioare și inferioare, ecrane cuptorului alimentat cu apa din tamburele cazanului prin conducta descendenta si racordarea colectoarelor. Colectorul este realizat din țevi cu un diametru de până la 219 mm, țevile de ecran sunt atașate de ele prin sudură. De regulă, centrala DKVr are trei circuite de circulatie: unul format din tuburile cazanului si doua formate din ecrane. O parte din apa de alimentare care intră în tamburul superior al cazanului printr-un grup de conducte de coborâre a cazanului trece în tamburul inferior. Aici apa este împărțită în 3 fluxuri: unul dintre ele se întoarce în tamburul superior sub forma unui amestec de abur-apă printr-un grup de țevi de fierbere, care se ridică, iar celelalte două trec prin țevile de legătură în partea inferioară. colectorii site-urilor, apoi la conductele de sită și, în final, de asemenea, sub formă de amestec abur-apă în tamburul superior al cazanului. O altă parte a apei de alimentare care intră în cazan din tamburul superior intră, de asemenea, în colector prin conductele de coborâre.
Pentru a asigura funcționarea fiabilă și performanța de proiectare a unității cazanului mare importanță Are organizare adecvată mișcarea apei pe suprafețele de încălzire prin evaporare. Performanță de încredere poate fi asigurat în cazul în care apa care se deplasează în cazan și conductele de ecran care funcționează la temperatură ridicată, creează răcirea necesară a metalului acestor țevi, încă de la reducerea Putere mecanică metalul la creșterea temperaturii poate duce la distrugerea lor.
Trebuie remarcat faptul că circulatie naturalaîn tuburi cazan și ecran apare sub acțiunea de forte gravitationale, determinată de diferența dintre densitățile apei și a amestecului abur-apă.
Calculul utilizează ecuația de transfer de căldură și ecuația de echilibru termic, iar calculul se efectuează pentru 1 m 3 de gaz în condiții normale.
Tabelul numărul 5. Calculul fasciculului cazanului
|
Nume valoare |
Desemnare |
Formula de calcul, metoda de determinare |
Dimensiune |
||
|
a) amplasarea conductelor |
Conform Anexei I |
coridor |
|||
|
b) diametrul conductei |
|||||
|
c) treapta transversală |
|||||
|
d) pas longitudinal |
|||||
|
e) numărul de conducte din rândul primului coș |
|||||
|
f) numărul de rânduri de conducte în primul coș |
|||||
|
g) numărul de conducte din rândul celei de-a doua conducte de gaz |
|||||
|
h) numărul de rânduri de țevi în al doilea coș |
|||||
|
și) numărul total conducte |
|||||
|
j) lungimea medie a unei conducte |
Conform Anexei I |
||||
|
l) suprafata de incalzire convectiva |
N la \u003d z p d n l cf |
||||
|
Secțiune transversală medie pentru trecerea gazelor |
Conform Anexei I |
||||
|
Temperatura gazelor în fața fasciculului cazanului din prima conductă de gaz |
Pe baza cuptorului (fără supraîncălzitor) iґ 1kp \u003d QS t - (30h40) o C |
||||
|
Entalpia gazelor |
De Diagrama J |
||||
|
Temperatura gazelor din spatele fasciculului cazanului al celui de-al doilea conduct de gaz |
Acceptarea preliminară conform anexei VIII |
||||
|
Entalpia gazelor din spatele celui de-al doilea conduct de gaz |
Conform diagramei J-u cu iS 2kp și b 2kp |
||||
|
Temperatura medie a gazului |
și cf \u003d 0,5 (uґ 1kp + US 2kp) |
||||
|
Absorbția de căldură a grinzilor de fierbere |
Q b \u003d c (Jґ 1kp -JS 2kp +? b kp J) |
||||
|
Al doilea volum de gaze |
|||||
|
Viteza medie a gazelor |
w g.sr \u003d V sec / F cf |
||||
|
Temperatura de saturație la presiune în tamburul cazanului |
Anexa V |
||||
|
Factorul de poluare |
Acceptat conform nomogramei XII |
||||
|
Temperatura peretelui exterior al conductei |
|||||
|
Fracția de volum a vaporilor de apă |
r=0,5 (рґ+рS), unde pg și pS este presiunea parțială a vaporilor de apă la intrarea și la ieșirea fasciculelor (Tabelul 2) |
||||
|
Coeficientul de transfer termic prin convecție |
b c \u003d b n C z C cf Conform nomogramei II |
||||
|
Fracția de volum a gazelor triatomice uscate |
Din Tabelul 2 al proiectului r=p |
||||
|
Fracția de volum a gazelor triatomice |
|||||
|
Grosimea efectivă a stratului radiant |
|||||
|
Capacitatea totală de absorbție a gazelor triatomice |
r g s=r g s |
||||
|
Coeficientul de atenuare a razelor prin gaze triatomice |
Conform nomogramei IX |
||||
|
Forța de absorbție a unui flux de gaz |
k g p g s g p, unde p = 1 ata |
||||
|
Factor de corectie |
Conform nomogramei XI |
||||
|
Coeficientul de transfer de căldură radiantă |
b l \u003d b n C g a Conform nomogramei XI la fel de la paragraful 22 din calcul |
||||
|
Coeficientul de spălare al suprafeței de încălzire |
Anexa II |
||||
|
Coeficient de transfer termic |
|||||
|
Tґ=иґ 1kp -t s |
|||||
|
Diferența de temperatură la ieșirea gazului |
TS=uS 2kp -t s |
||||
|
Diferența medie de temperatură logaritmică |
|||||
|
Absorbția de căldură a suprafeței de încălzire conform ecuației de transfer de căldură |
|||||
|
Raportul dintre valorile calculate ale absorbției de căldură |
Dacă Q b și Q T diferă cu mai puțin de 2%, calculul este considerat complet, în in caz contrar calculul se repetă cu o modificare a valorii de uS 2kp |
||||
|
Creșterea entalpiei apei |
3. Descrierea economizorului de apă
Economizoarele de apă sunt instalate pentru a reduce temperatura gazelor de ardere și, în consecință, pentru a crește randamentul centralei de cazane. Economizoarele din fontă sunt fabricate conform standardelor din industrie „Economizatoare din fontă” GOST 24.03.002.
Economizorii sunt individuali și de grup. De regulă, instalați economizoare individuale, deoarece funcționează uniform și cu cel mai mic exces de aer.
Economizoarele de apă sunt fabricate din fontă și oțel.
În acest curs, un economizor individual instalat în spatele cazanului este proiectat ca suprafață de încălzire. Aspect - economizor cu o singură coloană (mai multe rânduri orizontale de țevi formează grupuri care sunt aranjate într-una sau două coloane). Grupurile în numărul necesar sunt colectate într-un pachet. Pachetul este asamblat într-un cadru cu pereți goali, format din plăci izolante învelite table metalice. Capetele economizoarelor sunt închise cu patru scuturi metalice detașabile, concepute pentru a permite o inspecție de înaltă calitate a interiorului economizorului și pentru curățarea acestuia.
Economizorul proiectat are propria fundație datorită masei mari a dispozitivului. Fundația economizorului nu este conectată la fundația unității cazanului.
Economizorul este conectat la cazan cu ajutorul unei cutii speciale, prin care se deplasează direct gazele de ardere. Cutia contine inserție moale pentru a preveni transmiterea vibrațiilor. O supapă de explozie este instalată în partea de sus a cutiei.
În partea inferioară se află un coș de fum prin care se eliberează gazele de eșapament. Mai jos sunt trape pentru curățare.
Pe suprafata exterioara Economizorul are o intrare pentru apă de alimentare în rândul de jos și o ieșire încălzită pentru apă de alimentare din rândul de sus.
Dispozitivele de la intrarea apei de alimentare sunt situate direct la coș, iar dispozitivele de la ieșire sunt amplasate pe conducta de alimentare lângă tamburul superior al cazanului, deasupra spatelui. punte de observație. Aparatele sunt proiectate astfel încât să fie convenabil pentru personalul de întreținere să asigure reglarea lor și să preia citiri de la dispozitivele de măsurare, precum și să evite interferența acestora în timpul funcționării.
Este prevăzută instalarea unui economizor din fontă, deoarece economizoarele din fontă pot fi utilizate la presiuni de până la 23 atm. Economizoarele din fontă nu permit apei să fiarbă în ele, deoarece se pot defecta în timpul șocului hidraulic. Temperatura apei la ieșirea economizorului din fontă este cu 20 °C mai mică decât punctul de fierbere al apei din tamburul cazanului.
Economizoarele din fontă sunt asamblate din tuburi cu aripioare din fontă și conectate cu coturi din fontă (arcuri și role). Apa de alimentare trebuie să treacă secvenţial prin toate conductele economizorului de jos în sus. O astfel de mișcare este necesară, pentru că. atunci când apa este încălzită, solubilitatea gazelor din ea scade, iar acestea sunt eliberate din aceasta sub formă de bule, care se deplasează treptat în sus, unde sunt îndepărtate printr-un colector de aer. Viteza de mișcare a apei ar trebui să fie de cel puțin 0,3 m/s pentru a elimina mai bine bulele.
La capetele țevilor economizoare se află urechi pătrați - flanșe, care în timpul instalării formează doi pereți metalici solidi. Imbinarile dintre flanse sunt sigilate cu un cordon de azbest pentru a elimina aspiratia aerului. Pe lateral, pereții cu arcade și role sunt închise cu capace detașabile.
Temperatura apei la intrarea în economizor depășește temperatura punctului de rouă a gazelor arse cu cel puțin 10 °C. Acest lucru este necesar pentru a preveni condensarea vaporilor de apă care fac parte din gazele de ardere și depunerea de umiditate pe conductele economizorului.
Economizorul din fontă este simplu și fiabil în funcționare. Este rezistent la coroziune, astfel încât utilizarea sa trebuie preferată față de încălzitoarele de aer în cazurile în care încălzirea cu aer este necesară pentru a intensifica procesul de ardere sau pentru a crește eficiența cuptorului.
Orez. 2 Detalii economizor de apă din fontă al sistemului VTI: a - tub nervurat; b - racordul conductei.
Economizorul din fontă nu este o parte mai puțin fiabilă a unității decât centrala în sine. Nu necesită opriri frecvente, deci nu are porci de ocolire, care sunt o sursă de aspirație semnificativă a aerului în calea gazului.
Circulația în economizor este următoarea. Apa de la conducta de alimentare este furnizată către una dintre conductele inferioare extreme și apoi trece secvenţial prin toate aceste role prin toate conductele, după care intră în cazan.
Apa se deplasează prin conducte de jos în sus. Gazele, spălând conductele din exterior, se deplasează de sus în jos. Cu o astfel de schemă de mișcare (contracurent) a gazelor și a apei, cea mai bună îndepărtare bule de aer eliberate din apă perete interiorțevilor, precum și cantitatea de cenușă și funingine depusă pe suprafața exterioară a țevilor este redusă. Economizoarele de apă cu tuburi nervurate sunt contaminate relativ rapid cu cenușă și funingine, așa că periodic suprafețele exterioare ale economizoarelor sunt suflate cu abur supraîncălzit sau aer comprimat.
Orez. Economizor din fontă 3 VTI
La fel de dispozitiv de siguranta economizor, se folosește o supapă de explozie, care este instalată pe cutia superioară a economizorului conectată la cazan. În modul de funcționare fără proiectare al unității cazanului - o explozie, volumul gazelor de ardere crește brusc. Gazele de ardere trec liber prin plasa grosieră, apoi distrug placa de azbest și ies prin conducta de ghidare spre exterior.
Următoarele fitinguri sunt instalate pe economizor:
a) la admisie - o supapă de control, o linie de bypass cu o supapă, o supapă cu poartă, verifica valva, supapă și supapă de reținere pe scurgere, manometru, termometru, supapă de siguranță.
b) la ieșire - o supapă de eliberare a aerului, un manometru, o supapă de siguranță, un termometru, un piston, o supapă și o supapă de reținere instalate direct la intrarea conductei de alimentare cu apă în tamburul superior al cazanului.
Avantajele economizoarelor din fontă includ rezistența la coroziune a suprafețelor lor exterioare și interioare, precum și un cost relativ scăzut, ceea ce justifică utilizarea lor în cazane de capacitate redusă. Dezavantajele economizoarelor din fontă sunt: volumul, în special cu suprafețe mari de încălzire, transfer redus de căldură și sensibilitate ridicată la șocuri hidraulice, ceea ce nu permite încălzirea apei din ele până la fierbere.
3.1 Calculul economizorului de apă
Tabelul numărul 6. Calculul economizorului de apă
|
Nume valoare |
Desemnare |
Formula de calcul, metoda de determinare |
Dimensiune |
||
|
Caracteristici structurale: |
|||||
|
a) diametrul conductei |
Conform Anexei I |
||||
|
b) amplasarea conductelor |
|||||
|
c) treapta transversală |
|||||
|
d) pas longitudinal |
|||||
|
e) pas transversal relativ |
|||||
|
f) pas relativ |
|||||
|
g) lungimea medie a unei conducte |
Adoptat în conformitate cu anexa IX |
||||
|
h) numărul de conducte dintr-un rând de coloană |
|||||
|
i) numărul de rânduri de conducte de-a lungul gazelor |
Se accepta in prealabil in functie de tipul de combustibil: a) gaz, păcură z 2 =12; b) combustibili solizi cu Wp > 22% - z2 =14; c) combustibili solizi cu W p< 22% - z 2 =16. |
||||
|
Viteza medie a gazelor |
Se ia egal cu 6h8 m/s |
||||
|
Temperatura gazului de intrare |
Din calculul fasciculelor cazanului cazanului și ґ ve = Ѕ kp |
||||
|
Entalpia gazelor la intrare |
Prin diagrama J |
||||
|
Temperatura gazului de ieșire |
Din sarcină este ve \u003d și uh |
||||
|
Entalpia gazelor la ieșire |
Prin diagrama J |
||||
|
Temperatura apei la intrarea economizorului |
Din sarcina tґ=thґ pv |
||||
|
Entalpia apei care intră în economizor |
Conform calculului bilanțului termic al unității cazanului (Tabelul 4) |
||||
|
Absorbția de căldură a economizorului prin balanță |
Q b \u003d c (Jґ ve -JS ve +? b ve · J) |
||||
|
Entalpia apei care iese din economizor |
iS \u003d iґ + Q b |
||||
|
Temperatura apei la ieșire economizor |
Conform Anexei V la R la |
||||
|
Diferența de temperatură la intrarea gazului |
Tґ=uґve -tS |
||||
|
Diferența de temperatură la ieșire |
TS=uS ve -t " |
||||
|
Diferența medie de temperatură |
T cf \u003d 0,5 (?tґ+?tS) |
||||
|
Temperatura medie a gazului |
u \u003d 0,5 (uґ ve + uS ve) |
||||
|
Temperatura medie a apei |
t=0,5 (tґ+tS) |
||||
|
Volumul de gaze la 1 kg de combustibil |
Conform calculului din Tabelul 2 |
||||
|
Sectiune transversala pentru trecerea gazelor |
|||||
|
Coeficient de transfer termic |
Ponomograma XVI |
||||
|
Suprafata de incalzire |
|||||
|
Numărul de rânduri de țevi în direcția gazelor |
|||||
|
Numărul de rânduri de țevi, adoptat din motive de proiectare |
Conform Anexei I |
||||
|
Numărul de rânduri de țevi într-o coloană |
zґ 2k \u003d 0,5 z 2k |
||||
|
Înălțimea coloanei |
h \u003d s 2 zґ 2k + (500h600) |
||||
|
Lățimea coloanei |
|||||
|
Creșterea entalpiei apei |
4. Determinarea discrepanței bilanțului termic
Tabelul numărul 7. Determinarea discrepanței calculate a bilanţului termic
|
Nume valoare |
Desemnare |
Formula de calcul, metoda de determinare |
Dimensiune |
||
|
Cantitatea de căldură percepută la 1 kg de combustibil de către suprafețele radiante ale cuptorului, determinată din ecuația de echilibru |
Din Tabel. #5 |
||||
|
La fel, ciorchini fierbinți |
Din Tabel. #6 |
||||
|
La fel, economizor |
Din Tabel. #7 |
||||
|
Caldura totala utilizabila |
Q 1 \u003d Q s ka / 100 |
||||
|
Discrepanță de echilibru termic |
Q \u003d Q 1 - (Q l + Q kp + Q eq) (1-) |
||||
|
Creșterea entalpiei apei în cuptor |
Din Tabel. #5 |
||||
|
La fel, în mănunchiuri de fierbere |
Din Tabel. #6 |
||||
|
Creșterea entalpiei apei în economizor |
Din Tabel. #7 |
||||
|
Suma creșterilor de entalpie |
I 1 \u003d? i t +? i kp +? i eq |
||||
|
Discrepanță de echilibru termic |
|||||
|
Valoarea reziduală relativă |
5. masă rotativă calculul termic al unității cazanului
Tabelul numărul 98. Tabel rezumativ al calculului termic al unității cazanului
|
Denumirea cantităților |
Dimensiune |
Denumirea tubului de fum |
|||
|
legături de fierbere |
economizor |
||||
|
Temperatura gazului de intrare |
|||||
|
La fel, la ieșire |
|||||
|
Temperatura medie a gazelor și |
|||||
|
Entalpia gazelor la intrarea Jґ |
|||||
|
La fel, în ieșirea lui JS |
|||||
|
Absorbția termică Q b |
|||||
|
Temperatura vehiculului de căldură secundar la intrarea tґ |
|||||
|
La fel, la ieșirea tS |
|||||
|
Viteza gazelor w g |
|||||
|
Viteza aerului cu tine |
Concluzie
economizor de combustibil aer cazan
În această lucrare de curs a fost efectuată verificarea și calculul de proiectare a centralei și economizorului. Lucru de curs efectuate în conformitate cu sarcina folosind toată literatura de referință și de reglementare și metode de calcul necesare. Pentru a efectua un calcul termic, traseul gazului unității cazanului este împărțit într-un număr de secțiuni independente: o cameră de ardere, grinzi convective și un economizor.
Randamentul centralei este de 90,87%. Consum estimat de combustibil 1146,2 kg/h. Căldura utilizată în mod util în unitatea cazanului este de 11,714 Gcal/h.
Unitatea de cazan folosește drept combustibil gaz natural, provenit din a treia linie a gazoductului Stavropol-Moscova. Eliberarea de căldură în cuptor pe 1 m 2 de suprafață de încălzire este de 196862,4 kcal / m 2 h. Căldura transferată prin radiație în cuptor este de 5529,22 kcal / kg de combustibil. Temperatura gazului la ieșirea cuptorului este de 1160 ° С.
Absorbția de căldură a fasciculelor de fierbere 3830,94 kcal/kg, temperatura medie gaze 715 °С. La calcul, absorbția de căldură a suprafeței de încălzire a fost găsită conform ecuației de transfer de căldură, iar conform ecuației de echilibru, diferența dintre ele a fost de 1,58%, ceea ce este în intervalul normal (<2%).
Suprafața de încălzire instalată în spatele cazanului este un economizor realizat din tuburi nervurate din fontă cu lungimea tubului de 3000 mm. Numărul de rânduri de țevi dintr-o coloană, obținut în calcul, este 9; numărul de rânduri de țevi de-a lungul fluxului de gaz, adoptat din motive de proiectare, este de asemenea 9. Temperatura medie a gazului aici este de 245 °C. Temperatura apei la intrarea în economizor este de 80 °C. Temperatura apei la ieșirea economizorului este de 194,13 °C.
În funcție de o anumită cantitate de căldură utilă percepută de diferite suprafețe ale unității cazanului, s-a constatat o discrepanță termică d 1 = 2,05%. S-a determinat și valoarea relativă a discrepanței termice în termeni de entalpie d 2 =2,3%.
Conform calculului de verificare și proiectare, a fost proiectat un economizor de apă. Conducta cazanului și economizorului a fost completată cu aplicarea fitingurilor necesare (supape de siguranță, supape, supape de reținere, supape de reglare, robinete, un aerisire, un manometru, termometre, un piston).
DIN lista literaturii
1. Gusev Yu.L. Fundamentele proiectării centralelor de cazane. Ediția 2, revizuită și mărită. Editura de literatură despre construcții. Moscova, 1973. - 248 p.
2. Shchegolev M.M., Gusev Yu.L., Ivanova M.S. Instalatii de cazane. Ediția 2, revizuită și mărită. Editura de literatură despre construcții. - Moscova, 1972.
3. Delyagin G.N., Lebedev V.I., Permyakov B.A. Instalatii generatoare de caldura. - Moscova, Stroyizdat, 1986. - 560 p.
4. SNiP II-35-76. Instalatii de cazane.
5. Linii directoare pentru calculul unității cazanului și economizorului. La lucrarea de curs la TSU pentru studenții specialității 270109 - Alimentare și ventilare cu căldură și gaze / Comp.: A.E. Lantsov, G.M. Ahmerova. Kazan, 2007. - 26 p.
6. Normale calculate, aplicații și nomograme pentru verificarea și proiectarea și calculele aerodinamice ale unității cazanului și economizorului pentru lucrarea de curs și proiectul de curs la TSU pentru studenții specialității 270109. / Comp.: A.E. Lantsov, G.M. Ahmerova. - Kazan, 2009. - 54 p.
7. Esterkin R.I. Instalatii de cazane. Energoatomizdat. - Leningrad, 1989. - 280 p.
Găzduit pe Allbest.ru
Documente similare
Metode de calcul a unui cazan de putere redusă DE-4 (cazan cu două tamburi cu circulație naturală). Calculul volumelor și entalpiilor produselor de combustie și aerului. Determinarea randamentului cazanului si a consumului de combustibil. Calcul de verificare a cuptorului și a fasciculelor de cazan.
lucrare de termen, adăugată 02/07/2011
Compoziția, conținutul de cenușă și umiditatea combustibililor solizi, lichizi și gazoși. Volumele și entalpiile aerului și ale produselor de ardere. Consumul de combustibil al unității cazanului. Principalele caracteristici ale dispozitivelor cuptorului. Determinarea bilanțului termic al dispozitivului cazanului.
lucrare de termen, adăugată 16.01.2015
Calculul termic al centralei E-25M. Recalcularea volumelor teoretice și a entalpiei aerului și a produselor de ardere pentru masa de lucru a combustibilului (pacură sulfuroasă). Bilanțul termic, coeficientul de performanță (COP) și consumul de combustibil al unității cazanului.
lucrare de termen, adăugată 17.03.2012
Caracteristici de bază de proiectare, calcule pentru combustibil, aer și produse de ardere, compilarea bilanţului termic al unităţii de cazan PK-19. Identificarea pierderilor din subardere mecanică și chimică și din cauza schimbului de căldură cu mediul.
lucrare de termen, adăugată 29.07.2009
Determinarea volumului de aer, a produselor de ardere, a temperaturii și a conținutului de căldură al aerului cald din cuptorul unității. Caracteristicile medii ale produselor de ardere în suprafețele de încălzire. Calculul entalpiei produselor de ardere, bilanțul termic și supraîncălzitorul.
test, adaugat 12.09.2014
Caracteristicile estimate ale combustibilului. Bilanțul material al substanțelor de lucru în cazan. Caracteristicile si calculul termic al camerei de ardere. Calcul feston și economizor, cameră de răcire, supraîncălzitor. Volumele și entalpiile aerului și ale produselor de ardere.
teză, adăugată 13.02.2016
Caracteristicile tehnice ale cazanului de apă caldă. Calculul proceselor de ardere a combustibilului: determinarea volumelor de produse de ardere și a volumului minim de vapori de apă. Bilanțul termic al unității cazanului. Calcul de proiectare și selectarea unui economizor de apă.
lucrare de termen, adăugată 12.12.2013
Descrierea cazanului DKVR 6.5-13 și schema de circulație a apei în acesta. Calculul volumelor și entalpiilor aerului și produselor de ardere. Calculul căldurii consumate util în unitatea cazanului. Caracteristicile medii ale produselor de ardere în cuptor. Descrierea fasciculului de fierbere.
lucrare de termen, adăugată 02/09/2012
Descrierea designului cazanului. Caracteristici ale calculului termic al unui cazan cu abur. Calculul și compilarea tabelelor de volume de aer și produse de ardere. Calculul bilantului termic al cazanului. Determinarea consumului de combustibil, a puterii utile a cazanului. Calculul cuptorului (calibrare).
lucrare de termen, adăugată 07.12.2010
Principalele contururi ale circulației naturale a cazanelor industriale KE-25-14 GM. Calculul bilanțului termic al unității cazanului și consumul de combustibil, caracteristicile de proiectare și transferul de căldură în cuptor, primul și al doilea fascicul convectiv. Calcul economizor.
Comitetul de Stat al Federației Ruse pentru Învățământul Superior
Universitatea Tehnică de Stat Perm
Departamentul de Electrificare și Automatizare
întreprinderi miniere
Grupa EPU-01
PROIECT DE CURS
Automatizare cazan de abur DKVR 20 - 13
Completat de: student Sopov S.A.
Verificat de: profesorul Sazhin R.A.
Perm 2005
1. Scurtă descriere a cazanului.
2. Automatizare cazan de abur.
3. Alegerea unui sistem de automatizare
SCURT DESCRIERE A CADANIEI
Sala de cazane a Uzinei de turnare și mecanică Teplogorsk este proiectată pentru a genera abur eliberat pentru prepararea apei calde și încălzirea atelierului. Sistemul de incalzire este inchis. Combustibilul pentru cazanul este gaz cu o putere calorică Q n \u003d 8485 kcal / m 3. Sala cazanelor este dotată cu două boilere DKVR - 20/13 fără supraîncălzitoare. Productivitatea cazanului conform datelor calculate 28 t/h. Presiunea aburului 13 kgf/cm2. Cantitatea maximă de căldură produsă de centrala termică sub formă de apă caldă este de 100%. Retur condens 10%. Sursa de apă pentru alimentarea cazanelor este limpezită de râu sau arteziană. Centrala centrala DKVR - 20/13 fig.3 este completata cu fonta cu o singura trecere
Fig.1 Boiler marca DKVR.
1- conducte de ecran; 2- tambur superior; 3 - manometru; 4- supape de siguranta; 5 - conducte de alimentare cu apă; 6- separator de abur; 7- dop de siguranta; 8- post-arzător; 9 - pereți despărțitori; 10- tuburi convective; 11 - dispozitiv de suflare; 12- tambur inferior; 13 - conducta de purjare.
economizor al sistemului VTH cu conducte de 3 m lungime. Regulatorul de putere este instalat până la VEK, care nu poate fi oprit atât pentru gaz, cât și pentru apă. Este prevăzută o linie în aval cu un dispozitiv automat pentru limitarea creșterii temperaturii apei după WEC peste 174 0 C. Mișcarea gazelor în economizor de sus în jos. Gazele din economizor sunt direcționate către un aspirator de fum instalat în pereții cazanului. Ventilatorul este montat sub boiler. Admisia aerului de catre ventilator se realizeaza printr-o conducta metalica. Aerul de alimentare către dispozitivele arzătorului trece prin fundația cazanului. Cazanul este echipat cu trei arzatoare gaz-pacură GMGP fig.2.
Puterea termică nominală a arzătorului GMGP-120 este de 1,75 MW. Este proiectat pentru arderea în comun a gazului și păcurului. Sprayul de păcură este furnizat de vapori de apă. Arzătorul este echipat cu un difuzor (6), care stabilește unghiul de deschidere a flăcării și are duze separate pentru gaz (4) și ulei (5). Aerul este furnizat în spațiul dintre duze. Datorită poziției încastrate a duzelor, se creează un efect de ejectare la ieșirea arzătorului. Designul arzatorului asigura aprinderea usoara a cuptorului la inceputul instalatiei (doar alimentare cu gaz), buna amestecare a combustibilului lichid atomizat cu aer, aspirarea gazelor de ardere in radacina pistoletului (efect de ejectie). Alimentarea cu aer în spațiul dintre duze (între fluxurile de gaz și combustibil lichid) creează condiții pentru arderea combustibilului în două etape.
Figura 2 prezintă profilul flăcării injectorului GMGP-120 cu ardere dublă a combustibilului. Aerul primar este furnizat în spațiul dintre duze cu un raport de aer în exces de ~1,0 și amestecat cu combustibil lichid. Combustibilul evaporat și oxigenul aerului intră în frontul de ardere internă, unde are loc arderea incompletă. Produsele de subardere chimică se ard aproape complet pe frontul exterior al flăcării. Oxigenul pătrunde în partea exterioară a acestuia din urmă prin difuzie din aerul aspirat prin orificiul duzei în spațiul cuptorului. Coeficientul total de exces de aer a este 1,10–1,15. În plus, datorită efectului de ejecție, gazele de ardere sunt aspirate în rădăcina flăcării, reducând conținutul de oxigen din aerul furnizat spațiului dintre duze, ceea ce duce la o scădere a temperaturii de ardere cu 50–70°C. .
Scăderea temperaturii de ardere încetinește viteza reacțiilor chimice și duce la o prelungire vizibilă a flăcării. Avand in vedere ca aproximativ 80% din caldura dintr-un cuptor de proces este transferata prin radiatie, fluxul de caldura radiativa ramane practic neschimbat si se mentine echilibrul termic al cuptorului.
Cazanele DKVR constau din următoarele părți principale: două tamburi (superior și inferior); țevi de ecranare; colectoare de ecran (camere foto).
Tamburele cazanului pentru presiunea 13 kgf/cm 2 au același diametru interior (1000 mm) cu o grosime a peretelui de 13 mm.
Pentru a inspecta tamburele și dispozitivele amplasate în ele, precum și pentru a curăța țevile cu tăietoare, pe fundul din spate sunt găuri de vizitare; cazanul DKVR-20 cu un tambur lung are, de asemenea, o gaură pe partea inferioară frontală a tamburului superior.
Pentru a monitoriza nivelul apei în tamburul superior, sunt instalate două pahare indicatoare de apă și un indicator de nivel. În cazanele cu tambur lung, paharele indicatoare de apă sunt atașate de partea cilindrică a tamburului, iar în cazanele cu tambur scurt, în partea inferioară frontală. Din partea de jos din față
tamburului superior i se atribuie tuburi de impuls regulatorului de putere. În spațiul de apă al tamburului superior există o conductă de alimentare, pentru cazanele DKVR 20-13 cu un tambur lung - o conductă pentru suflare continuă; în volumul de abur - dispozitive de separare. În tamburul inferior sunt instalate o țeavă perforată pentru suflarea periodică, un dispozitiv pentru încălzirea tamburului în timpul aprinderii și un fiting pentru scurgerea apei.
Colectorii de ecran lateral sunt amplasați sub partea proeminentă a tamburului superior, lângă pereții laterali ai căptușelii. Pentru a crea un circuit de circulație în ecrane, capătul frontal al fiecărui colector de ecran este conectat printr-o țeavă descendentă neîncălzită la tamburul superior, iar capătul posterior este conectat printr-o țeavă de derivație la tamburul inferior.
Apa intră în ecranele laterale simultan din tamburul superior prin conductele de jos din față, iar din tamburul inferior prin conductele de ocolire. O astfel de schemă de furnizare a ecranelor laterale crește fiabilitatea funcționării la un nivel scăzut al apei în tamburul superior și crește viteza de circulație.
Conductele de ecran ale cazanelor de abur DKVR sunt realizate din otel 51×2,5 mm.
În cazanele cu un tambur superior lung, conductele de sită sunt sudate la colectorii de sită și rulate în tamburul superior.
Pasul ecranelor laterale pentru toate cazanele DKVR este de 80 mm, pasul ecranelor din spate și față este de 80 ¸130 mm.
Legăturile de tuburi pentru cazan sunt realizate din tuburi de oțel îndoite fără sudură, cu diametrul de 51×2,5 mm.
Capetele țevilor cazanelor cazanelor cu abur de tip DKVR sunt atașate la tamburele inferioare și superioare prin rulare.
Circulația în conductele cazanului are loc datorită evaporării rapide a apei în rândurile din față de conducte, deoarece. sunt situate mai aproape de cuptor și sunt spălate de gaze mai fierbinți decât cele din spate, drept urmare, în conductele din spate situate la ieșirea gazelor din cazan, apa nu urcă, ci coboară.
Camera de ardere, pentru a preveni atragerea flăcării în fasciculul convectiv și a reduce pierderile cu antrenare (Q 4 - din arderea mecanică incompletă a combustibilului), este împărțită printr-un compartiment despărțitor în două părți: un cuptor și o ardere. cameră. Deflectoarele cazanului sunt realizate astfel încât gazele de ardere spălă conductele cu un curent transversal, care contribuie la transferul de căldură în fasciculul convectiv.
Parametrii tehnologici.
tabelul 1
Parametru
Performanţă
Temperatura aburului supraîncălzit
Presiunea tamburului cazanului
Temperatura apei de alimentare după economizor
Temperatura gazelor de ardere
Presiunea gazului in fata arzatoarelor
Aspirați în cuptor
mm w.c.
Nivel în tambur în raport cu axa acestuia
2. AUTOMATIZAREA FUNCTIONARII CAZANULUI DE ABUR
Justificarea necesității de control, reglare și semnalizare a parametrilor tehnologici.
Reglarea alimentării unităților de cazan și reglarea presiunii în tamburul cazanului se reduce în principal la menținerea unui echilibru material între îndepărtarea aburului și alimentarea cu apă. Parametrul care caracterizează echilibrul este nivelul apei din tamburul cazanului. Fiabilitatea unității cazanului este în mare măsură determinată de calitatea controlului nivelului. Odată cu creșterea presiunii, o scădere a nivelului sub limitele admise poate duce la o încălcare a circulației în conductele de ecran, în urma căreia temperatura pereților conductelor încălzite va crește și acestea se vor arde.
O creștere a nivelului duce, de asemenea, la consecințe de urgență, deoarece apa poate fi aruncată în supraîncălzitor, ceea ce va duce la defectarea acestuia. În acest sens, se impun cerințe foarte mari asupra preciziei menținerii unui anumit nivel. Calitatea reglementării furajelor este determinată și de egalitatea alimentării cu apă de alimentare. Este necesar să se asigure o alimentare uniformă cu apă a cazanului, deoarece modificările frecvente și profunde ale debitului de apă de alimentare pot provoca solicitări semnificative de temperatură în metalul economizor.
Tamburele cazanelor cu circulatie naturala au o capacitate de stocare semnificativa, care se manifesta in conditii tranzitorii. Dacă în modul staționar poziția nivelului apei în tamburul cazanului este determinată de starea bilanțului materialului, atunci în modurile tranzitorii poziția nivelului este afectată de un număr mare de perturbări. Principalele sunt: modificarea debitului apei de alimentare, modificarea eliminării aburului din cazan cu modificarea sarcinii consumatorului, modificarea producției de abur cu modificarea încărcăturii cuptorului, modificarea temperaturii apei de alimentare.
Reglarea raportului gaz-aer este necesară atât fizic, cât și economic. Se știe că unul dintre cele mai importante procese care au loc într-o centrală de cazane este procesul de ardere a combustibilului. Partea chimică a arderii combustibilului este o reacție de oxidare a elementelor combustibile de către moleculele de oxigen. Oxigenul din atmosferă este folosit pentru ardere. Aerul este furnizat cuptorului într-un anumit raport cu gaz prin intermediul unui ventilator. Raportul gaz-aer este de aproximativ 1,10. Cu o lipsă de aer în camera de ardere, are loc arderea incompletă a combustibilului. Gazul nearse va fi eliberat în atmosferă, ceea ce este inacceptabil din punct de vedere economic și ecologic. Cu un exces de aer în camera de ardere, cuptorul se va răci, deși gazul se va arde complet, dar în acest caz, aerul rămas va forma dioxid de azot, ceea ce este inacceptabil pentru mediu, deoarece acest compus este dăunător pentru oameni și mediul.
Sistemul de reglare automată a debitului în cuptorul cazanului este realizat pentru a menține cuptorul sub presiune, adică pentru a menține un vid constant (aproximativ 4 mm coloană de apă). În absența vidului, flacăra torței va fi presată, ceea ce va duce la arderea arzătoarelor și a părții inferioare a cuptorului. În acest caz, gazele de ardere vor intra în camera atelierului, ceea ce face imposibilă funcționarea personalului de întreținere.
Sărurile sunt dizolvate în apa de alimentare, a cărei cantitate permisă este determinată de standarde. În timpul procesului de formare a aburului, aceste săruri rămân în apa cazanului și se acumulează treptat. Unele săruri formează nămol, un solid care se cristalizează în apa cazanului. Partea mai grea a nămolului se acumulează în părțile inferioare ale tamburului și colectoarelor.
O creștere a concentrației de săruri în apa cazanului peste valorile admise poate duce la antrenarea acestora în supraîncălzitor. Prin urmare, sărurile acumulate în apa cazanului sunt îndepărtate prin suflare continuă, care în acest caz nu este reglată automat. Valoarea calculată a purgerii generatoarelor de abur în starea de echilibru este determinată din ecuațiile echilibrului de impurități la apă din generatorul de abur. Astfel, proporția de purjare depinde de raportul dintre concentrația de impurități din apa de purjare și de alimentare. Cu cât este mai bună calitatea apei de alimentare și cu cât este mai mare concentrația admisibilă de impurități în apă, cu atât proporția de purjare este mai mică. Și concentrația de impurități, la rândul său, depinde de proporția de apă de completare, care include, în special, proporția de apă de purjare pierdută.
Parametrii de semnalizare și protecțiile care acționează pentru oprirea cazanului sunt necesari din punct de vedere fizic, deoarece operatorul sau șoferul cazanului nu este capabil să țină evidența tuturor parametrilor unui cazan în funcțiune. Ca urmare, poate apărea o urgență. De exemplu, atunci când apa este lăsată să iasă din tambur, nivelul apei din acesta scade, drept urmare circulația poate fi perturbată și conductele ecranelor inferioare se pot arde. Protecția care a funcționat fără întârziere va preveni defecțiunea generatorului de abur. Odată cu scăderea sarcinii generatorului de abur, intensitatea arderii în cuptor scade. Arderea devine instabilă și se poate opri. În acest sens, se asigură protecție pentru stingerea torței.
Fiabilitatea protecției este determinată în mare măsură de numărul, circuitul de comutare și fiabilitatea dispozitivelor utilizate în aceasta. Dupa actiunea lor, protectiile se impart in cele care actioneaza pentru oprirea generatorului de abur; reducerea sarcinii generatorului de abur; efectuarea de operațiuni locale.
Conform celor de mai sus, automatizarea funcționării unui cazan cu abur trebuie efectuată în funcție de următorii parametri: menținerea unei presiuni constante a aburului;
menținerea unui nivel constant al apei în cazan;
pentru a menține raportul „gaz – aer”;
pentru a menține vidul în camera de ardere.
3. SELECTAREA SISTEMULUI DE CONTROL AUTOMAT.
3.1.Pentru automatizarea functionarii centralei, alegem un controler programabil din familia MICROCONT-R2.
Controlerele programabile MICROCONT-R2 au un design modular, care vă permite să creșteți în mod arbitrar numărul de intrări și ieșiri la fiecare punct de control și de colectare a informațiilor.
Puterea mare de calcul a procesorului și facilitățile de rețea avansate fac posibilă crearea sistemelor ierarhice de control al procesului de orice complexitate.
3.2 Proiectarea microcontrolerului MICROCONT.
Acest microcontroler are un design modular (Fig. 4)
Toate elementele (modulele) familiei sunt realizate în carcase închise cu un singur design și sunt proiectate pentru instalare în dulapuri.
Conectarea modulelor I/O (EXP) la modulul computerului (CPU) se realizează folosind o magistrală de expansiune flexibilă (cablu plat) fără utilizarea unui șasiu care limitează posibilitățile de extindere și reduce flexibilitatea aspectului
Acest microcontroler include următoarele module:
modulul procesorului.
Unitate centrală de procesare CPU-320DS, RAM-96K, EPROM-32K, FLASH32K, SEEPROM 512.
module I/O
Bi/o16 DC24 intrare/ieșire discretă, 16/16=24 V, I in=10 mA, I out=0,2 A;
Bi 32 DC24 intrare digitală, 32 semnale 24 V DC, 10 mA;
Intrare digitala Bi16 AC220, 16 semnale ~220 V, 10 mA;
Bo32 DC24 ieșire digitală, 32 semnale 24 VDC, 0,2 A;
Bo16 ADC ieșire discretă, 16 semnale ~220V, 2.5A;
Comutator de intrare digitală MPX64, 64 de intrări, 24 VDC, 10 mA;
Ai-TC 16 intrări analogice de la termocupluri;
Ai-NOR/RTD-1 20 intrări analogice i sau U;
Ai-NOR/RTD-2 16 intrari i sau U, 2 RTD-uri;
Ai-NOR/RTD-3 12 intrari i sau U, 4 RTD-uri;
Ai-NOR/RTD-4 8 intrari i sau U, 6 RTD-uri;
Ai-NOR/RTD-5 4 intrări i sau U, 8 RTD-uri;
Ai-NOR/RTD-6 10 RTD-uri;
Telecomanda PO-16 (afisaj - 16 litere, 24 taste).
Modulele I/O au conectori I/O cu terminale cu șuruburi care combină funcțiile conectorilor și conexiunile terminalelor, care simplifică cantitatea de echipamente din dulap și asigură conectarea/deconectarea rapidă a circuitelor externe.
Consola operator
RO-04 - telecomanda pentru instalare pe un scut. LCD - indicator (2 linii de 20 de caractere), tastatură încorporată (18 taste), posibilitatea de a conecta 6 taste externe, interfață RS232/485, alimentare = nestabilizat 8¸15 V;
RO-01 - telecomanda portabila. LCD - indicator (2 linii de 16 caractere), tastatura, interfata RS232/485, alimentare: a) = 8¸15 V; b) baterie.
Pentru pregătirea și depanarea programelor de aplicație pentru automatizarea echipamentelor tehnologice se preconizează utilizarea unui computer personal (tip IBM PC) conectat la canalul rețelei de informații prin adaptorul AD232/485.
Pregătirea programelor de aplicare se realizează în una dintre cele două limbi:
RCS (limbaj tehnologic de programare care operează cu elemente tipice de logica releu-contact și auto-control;
ASAMBLARE.
Este permisă conectarea programului de la modulele scrise în oricare dintre limbile specificate. La depanarea programelor de aplicație ale modulului, se păstrează modul normal de funcționare a programelor de aplicație ale modulelor rămase și schimbul prin canalul rețelei locale.
3.3. Scopul și caracteristicile tehnice ale principalelor module ale microcontrolerului.
Modul procesor CPU-320DS.
Modulul procesor CPU-320DS este proiectat pentru organizarea sistemelor de control inteligente și funcționează atât autonom, cât și ca parte a unei rețele de informații locale.
Comunicarea cu obiectele de control se realizează prin module I/O conectate la CPU printr-o magistrală de expansiune.
Modulul CPU-320DS poate fi conectat la două rețele locale BITNET (slave-master; monocanal; torsadat; RS485; 255 de abonați) și îndeplinește atât funcțiile master cât și slave în ambele rețele.
Modulul CPU-320DS poate acționa ca un repetor activ între două segmente LAN (până la 32 de abonați în fiecare segment).
Modulul CPU-320DS include o sursă de alimentare utilizată atât pentru alimentarea componentelor interne, cât și pentru alimentarea modulelor I/O (până la 10 module I/O).
CPU BIS - DS80C320;
Timpul de ciclu al comenzii „Înregistrare-Înregistrare” este de 181 ns;
Frecvența ceasului generatorului - 22,1184 MHz;
RAM nevolatilă - 96 K;
Sistem PROM - 32 K;
EEPROM utilizator cu electricitate
suprascriere (FLASH) - 32 K;
· EEPROM a parametrilor sistemului - 512 octeți;
· Precizia ceasului în timp real - nu mai mult de ± 5 s pe zi;
Timp de stocare a datelor în stare nevolatilă
RAM și funcționarea ceasului în timp real
alimentarea deconectată a modulului - 5 ani;
· Interfete seriale COM 1 - RS485 cu izolare galvanica sau RS232;
COM 2 - RS485 cu izolare galvanica sau RS232;
Timp de ciclu pentru accesarea dispozitivelor externe
pe magistrala de expansiune - 1266 ns;
Viteza schimbului de date în informații
rețea de rație (kBaud) - 1,2 ¸ 115,2;
· Lungimi cablu de comunicatie respectiv (km) - 24 ¸ 0,75;
· Cablu de rețea de informații - pereche torsadată ecranată.
Tensiune de alimentare - ~220 V (+10%, -30%);
Consum maxim de energie
sursă de alimentare încorporată atunci când este conectată
în special module I/O (W) - nu mai mult de 20 W;
sursa de alimentare incorporata: +5 V - 2,0 A
Consumul propriu al modulului CPU-320DS pentru putere + 5 V - nu mai mult de 200 mA
· Timp între defecțiuni - 100000 ore
Temperatura mediului: pentru CPU-320DS - de la 0 ° C la +60 ° C
Umiditatea relativă a mediului - nu mai mult de 80% la t = 35 ° С Grad de protecție împotriva influențelor mediului - IP-20
Conectarea modulelor I/O (EXP)
Conectarea modulelor de intrare/ieșire la modulul CPU-320DS se realizează folosind o magistrală de expansiune flexibilă, vezi Figura 5.1.1 (cablu plat, 34 de nuclee).
Modulele I/O pot fi amplasate fie în stânga, fie în dreapta procesorului.
Lungimea maximă a cablului magistralei de extensie este de 2500 mm.
Numărul maxim de module I/O conectabile este de 16. Când conectați mai mult de 10 module I/O la magistrală, se recomandă să le plasați în mod egal pe diferite părți ale CPU (vezi Figura 4)
Modul de intrare semnal analogic.
Modulul de intrare analogică Ai-NOR/RTD este proiectat pentru scanarea și conversia automată a semnalelor de la senzori cu o ieșire de curent normalizată și de la convertoare de temperatură de rezistență în date digitale, cu înregistrarea ulterioară a acestora într-o memorie cu două porturi accesibilă pentru modulul CPU prin intermediul magistrala de expansiune.
Denumirea completă a modulului de intrare analogică Ai-NOR/RTD-XXX-X:
Primele două litere indică tipul de modul: Ai - intrare analogică.
Următoarele litere indică tipul de semnal de intrare: NOR - semnal analogic normalizat, RTD - convertor termic de rezistență).
Următoarele trei cifre definesc:
prima cifră este numărul și raportul intrărilor analogice. Există șase opțiuni pentru raportul dintre intrările normalizate și intrările de la convertoarele termice cu rezistență.
Ai-NOR/RTD-1X0 -20 intrări standardizate, fără intrări RDT;
Ai-NOR/RTD-2XX - 16 intrari normalizate, 2 intrari RTD;
Ai-NOR/RTD-3XX - 12 intrari normalizate, 4 intrari RTD;
Ai-NOR/RTD-4XX - 8 intrari normalizate, 6 intrari RTD;Ai-NOR/RTD-5XX - 4 intrari normalizate, 8 intrari RTD;
Ai-NOR/RTD-60X - fără intrări normalizate, 10 intrări RTD.
A doua cifră este intervalul semnalului normalizat de intrare curent sau potențial. Există șapte variante de semnale normalizate.
Ai-NOR/RTD-X1X - domeniul semnalului de intrare -10V¸10V;
Ai-NOR/RTD-X2X - domeniul semnalului de intrare 0 V¸10 V;
Ai-NOR/RTD-X3X - domeniul semnalului de intrare -1 V¸1 V;
Ai-NOR/RTD-X4X - domeniul semnalului de intrare -100 mV¸100 mV;
Ai-NOR/RTD-X5X - domeniul semnalului de intrare 0¸5 mA;
Ai-NOR/RTD-X6X - domeniul semnalului de intrare 0¸20 mA;
Ai-NOR/RTD-X7X - domeniul semnalului de intrare 4¸20 mA.
A treia cifră este tipul de termocuplu de rezistență. Se asigură conectarea a cinci tipuri de termocupluri de rezistență.
Ai-NOR/RTD-XX1 - convertor termic cu rezistență - tip cupru ТСМ-50М, valoare W 100 = 1,428;
Ai-NOR / RTD-XX2 - convertor de temperatură rezistență - tip cupru TCM-100M, valoare W 100 = 1,428;
Ai-NOR / RTD-XX3 - convertor de temperatură de rezistență - tip platină TSP-46P, valoare W 100 \u003d 1.391;
Ai-NOR / RTD-XX4 - convertor de temperatură de rezistență - tip platină TSP-50P, valoare W 100 \u003d 1.391;
Ai-NOR / RTD-XX5 - convertor de temperatură de rezistență - tip platină TSP-100P, valoare W 100 \u003d 1.391.
Gama de temperaturi și rezistențe electrice ale convertoarelor termice sunt prezentate în Tabelul 2.
Litera care închide cifrul este tipul de conexiune terminală (conexiune prin cablu): R - conexiune în dreapta, L - conexiune în stânga, F - conexiune din față.
Masa 2.
Tip de termocuplu de rezistență
Interval de temperatură,
Rezistență electrică, Ohm
78,48 ¸ 177,026
39.991 ¸133.353
79.983 ¸266.707
Conexiune la modulul CPU.
Conexiunea la unitatea CPU se face folosind o magistrală de expansiune flexibilă.
Lungimea maximă a magistralei de expansiune depinde de tipul CPU utilizat și este specificată în descrierea tehnică a CPU. Alocarea semnalelor magistralei de distribuție la contacte și scopul acestora este dată în descrierea tehnică pentru modulul CPU.
Numărul maxim de module de intrare analogice conectate la un CPU este determinat de consumul acestora de la sursa de alimentare încorporată în CPU, dar nu trebuie să depășească 8.
Pentru a adresa modulul analogic în spațiul de adrese al modulului CPU, există un comutator de adresă pe panoul din spate al modulului analogic. Fiecare modul analog conectat la magistrala de expansiune a modulului CPU trebuie setat la o adresă individuală printr-un comutator. Zona permisă de setare a adreselor de la 0 la 7 (prin poziția comutatorului).
Descrierea modulului.
Modulul de intrare pentru semnal analogic Ai-NOR/RTD convertește semnalele normalizate de curent și RTD în date digitale.
Semnalele analogice de intrare sunt convertite prin scanarea (conectarea) secvențială automată a circuitelor de intrare la intrarea unui amplificator de normalizare comun. Semnalul de intrare amplificat de un amplificator de normalizare (0¸10)V este alimentat la un convertor analog-frecvență foarte stabil, al cărui timp de conversie este de 20 ms sau 40 ms și este setat de software.
Convertorul analog-frecvență convertește liniar tensiunea de intrare (0¸10)V într-o frecvență (0¸250) kHz.
Numărul de impulsuri generate de convertor pentru timpul stabilit este înregistrat în contorul de impulsuri, care face parte din computerul cu un singur cip al modulului analogic. Astfel, valoarea digitală blocată în contor este valoarea digitală brută a semnalului de intrare analogic.
Calculatorul cu un singur cip al modulului procesează valorile digitale primite:
liniarizare,
compensarea derivei de temperatură,
Compensații (dacă este necesar),
Verificarea senzorilor analogici pentru circuite deschise.
Datele necesare implementării funcțiilor de mai sus sunt stocate în EEPROM-ul modulului.
Valorile digitale procesate ale semnalelor analogice sunt plasate într-o memorie cu două porturi accesibilă modulului CPU prin magistrala de expansiune.
Schimbul prin magistrala de expansiune cu modulul CPU este asigurat prin RAM dual-port pe principiul „comandă-răspuns”. Modulul CPU scrie codul de comandă de transfer de date analogice și numărul canalului de intrare analogică în memoria RAM cu două porturi a modulului analogic.
Computerul cu un singur cip al modulului analogic citește comanda primită de la RAM cu două porturi și, sub rezerva procesării complete a semnalului solicitat, plasează codul de răspuns în RAM cu două porturi.
La primirea codului de răspuns, modulul CPU suprascrie valoarea digitală procesată a canalului analog solicitat în tamponul său și continuă să solicite și să introducă următorul canal.
După introducerea ultimului canal analogic, modulul CPU solicită registrul de „stare” al modulului analogic, care afișează starea dispozitivelor interne ale modulului, precum și starea de sănătate a senzorilor analogici și numai după aceea trece la introduceți primul canal analogic. Registrul de „stare” este stocat în memoria unității CPU. În plus, memoria procesorului stochează conținutul EEPROM al modulului analogic, care este suprascris o dată, la pornirea alimentării, precum și registrul de „control”, care include intrarea datelor analogice. Toate datele legate de modulul analogic sunt disponibile pentru citire prin software de nivel superior, de exemplu, programul „Handbook”
Modul de intrare-ieșire discret.
Modulul de intrare/ieșire discretă este proiectat să convertească semnalele de intrare CC discrete de la dispozitive externe în date digitale și să le transfere prin magistrala de expansiune către modulul procesorului (CPU), precum și să convertească datele digitale care provin de la modulul procesorului în semnale binare , amplificarea lor și ieșirea la conectorii de ieșire pentru a controla dispozitivele conectate la acestea.
Toate intrările și ieșirile sunt izolate galvanic de dispozitivele externe.
Principalele caracteristici tehnice.
Număr de intrări - 16
Numărul de ieșiri - 16
Tip izolare galvanică:
După intrări - grup; un fir comun la fiecare patru intrări
Și ieșiri - un fir comun pentru fiecare opt intrări
Opțiuni de intrare:
circuite de intrare de alimentare - sursă externă (24¸36) V,
Nivel 1 logic - >15V
Nivel zero logic -<9В
Opțiuni de ieșire:
Curent nominal de intrare - 10 mA
Circuite de ieșire de putere - sursă externă (5¸40) V
Curent maxim de ieșire - 0,2 A
Tensiune de alimentare modul - +5V
Consum de curent - 150 mA
Timp până la eșec - 100 000 de ore.
Interval de temperatură de funcționare - de la -30 °C la +60 °C
Umiditatea relativă a aerului ambiental - nu mai mult de 95% la 35C
Grad de protecție împotriva influenței mediului - IP-20.
Conectarea senzorilor discreti și a dispozitivelor externe
Senzorii discreti și dispozitivele externe sunt conectate la conectorii modulului B i/o 16DC24 conform Fig.6. Dispozitivele externe U1-U16 sunt conectate la conectorii XD1 și XD2, senzorii discreti K1-K16 sunt conectați la conectorii XD3 și XD4.
Puterea surselor U1 și U2 trebuie să fie egală sau mai mare decât suma puterilor sarcinilor conectate la acestea, U3 - o sursă de 220BP24 sau similară cu un curent de sarcină de 700 mA.
Dacă nu este necesară izolarea galvanică între grupuri de opt ieșiri, este posibil să combinați fire - 24 V la sursele U1-U2 sau să utilizați o singură sursă de alimentare, cu condiția să existe suficientă putere pentru a alimenta toate dispozitivele externe de ieșire.
Fig.6. Conectarea senzorilor și a pornirilor discreti
actuatoare la modul. Consola operatorului.
Consola operator OR-04 (denumită în continuare consola) este concepută pentru a implementa interfața om-mașină (MMI) în sistemele de monitorizare și control realizate pe baza controlerelor Microcont-P2 sau altele care au un RS232 sau RS485 liber programabil. interfata.
Specificații
· Interfata de comunicatie - RS232 sau RS485;
Viteza de comunicare - programabilă dintr-un număr de:
300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600,
· Numărul de linii ale indicatorului LCD - 2;
· Numărul de caractere dintr-o linie - 20;
· Înălțimea caracterului într-o linie - 9,66 mm;
· Tastatura numerica - 18 taste;
Grad de protectie - IP56;
· Tensiune de alimentare - +10¸30 V (nestabilizat);
sau 5 V (stabilizat);
· Consum de energie - nu mai mult de 2,0 W;
· Timp până la eșec - 100 000 de ore;
· Temperatura ambiantă - de la -10° la +60°С;
· Durata medie de viata - 10 ani;
Tabloul este format din:
CPU de la ATMEL
32 kB RAM
Chip-uri de interfață de tip ADM241 (DD2) sau ADM485 pentru potrivirea nivelului TTL al procesorului cu interfața RS232 sau respectiv RS485.
Alimentare bazată pe cipul LT1173-5.
Înregistrați-vă cu interfața SPI pentru scanarea tastaturii și controlul LCD. CPU controlează schimbul cu dispozitive externe, scanează tastatura și afișează informații pe afișajul cu cristale lichide. Afișajul cu cristale lichide are două rânduri de 20 de caractere. Tastatura conectată are 24 de taste: 6 linii de scanare * 4 linii de date. Apăsarea oricărei taste generează o întrerupere INT0 pe CPU. OP - 04 vă permite să controlați LCD-ul pe baza controlerului HD44780 de la HITACHI. OP-04 folosește o interfață de comunicare pe 4 biți cu modulul LCD. OP-04 interfață cu un dispozitiv extern prin interfața RS232 sau RS485. În primul caz, este instalat un microcircuit (ADM241), în al doilea - (ADM485).
În conformitate cu tehnologia de funcționare a cazanului de abur și datele tehnice ale sistemului de automatizare Mikrokont-P2, acceptăm următoarele module pentru instalare:
Modul procesor CPU-320DS;
modul de intrare/ieșire discretă - Bi/o16 DC24;
modul de intrare analogică - Ai-NOR/RTD 254;
consola operator OR-04.
Pentru a asigura controlul asupra funcționării centralelor, conectăm controlerele la o rețea locală folosind protocolul RS-485, la nivelul de sus se află un computer compatibil IBM cu Windows instalat și programul STALKER conceput pentru colectarea datelor, controlul și gestionează sistemul de automatizare.
Sistemul stalker oferă:
Controlul accesului neautorizat la controlul și informațiile stației;
Gestionarea intrării/ieșirii datelor la nivel de câmp provenite din rețeaua locală;
Funcționarea sistemului de monitorizare și control în timp real;
Conversia semnalelor la nivel de câmp în evenimente de punct de control al sistemului;
Integrarea dinamică a noilor dispozitive în timpul funcționării sistemului;
Semnalarea unei defecțiuni a rețelei locale sau a dispozitivelor de colectare a datelor și remedierea inexactității datelor;
Posibilitatea unor canale de comunicare redundante și protecție împotriva defecțiunilor;
Abilitatea de a rezerva calculatoare;
Abilitatea de a conecta clienții la o stație de lucru printr-o rețea EtherNet;
Prelucrarea datelor la nivel de câmp;
Controlul dinamic (pornit/oprit) al procesării datelor;
Traducerea valorilor hardware la nivel de câmp provenite din rețeaua locală în valorile fizice ale punctelor de control;
Controlul validității valorilor punctelor de control;
Analiza nivelului de alarmare a punctelor de control;
Calculul și analiza valorilor punctelor de control conform algoritmilor de control dați care asigură performanța funcțiilor matematice, logice, speciale;
Înregistrare;
Gestionarea dinamică (pornit/oprit) a înregistrării;
Înregistrarea continuă a succesiunii evenimentelor tuturor punctelor de control;
Înregistrarea continuă a tendințelor în valorile medii ale datelor analogice pe o gamă largă de timp;
Înregistrarea situațiilor neprevăzute sau planificate pentru analiza ulterioară folosind o scară de timp neuniformă;
Înregistrarea istoriei fluxului procesului tehnologic și păstrarea acestuia pe termen lung în arhivă.
Interfață grafică cu utilizatorul
Reprezentarea operațională a procesului pe desene detaliate, permițându-vă să observați și să interveniți în procesele în derulare în timp real. Desenele sunt plasate pe console și panouri, care sunt prezentate ca ferestre standard de Windows. Gestionarea ferestrelor consolei și panoului (deschidere, închidere, lucru cu meniuri, introducere de texte, mutare etc.) se realizează folosind o interfață standard Windows
Telecomanda - o fereastră grafică, activată de o tastă funcțională de pe tastatura alfanumerică sau de o tastă grafică de la o altă telecomandă sau panou
Panou - o fereastră grafică care aparține panoului de control prin semn tehnologic sau alt semn și este activată numai de o cheie grafică de la telecomandă sau alt panou (Fig. 8).
Fig.8 Schema mnemonică a cazanului de abur.
Prezentarea tendințelor în valorile medii ale datelor analogice pe panouri sub formă de histograme și grafice.
Reprezentarea pe panouri a listelor de evenimente și a stărilor curente ale punctelor de control.
Semnalizarea abaterilor de la cursul normal al procesului
Imprimarea datelor sistemului și a formelor grafice afișate pe console și panouri
Suport pentru existente și proiectarea de noi panouri grafice în timpul funcționării sistemului.
4. SENSORI UTILIZAȚI ÎN SISTEMUL DE AUTOMATIZARE A CAZANULUI DE ABUR.
Pentru a măsura presiunea combustibilului în fața arzătorului, se folosesc manometre cu arc cu transmițător încorporat pentru transmiterea de la distanță a citirilor. Același lucru este folosit pentru a măsura presiunea aburului și a aerului într-o conductă de aer.
Pentru a măsura presiunea în conducta de gaz în modul de verificare a etanșeității supapelor, este suficient un manometru cu electrocontact.
Pentru a măsura vidul, se folosește un manometru cu un convertor încorporat.
Pentru a măsura nivelul apei în tamburul superior, folosim un manometru industrial cu un manometru de presiune diferențială (Fig. 8).
| |
Acest sistem funcționează după cum urmează. Elementul sensibil al manometrului diferenţial 1 este afectat de două coloane de lichid. O coloană dintr-un vas cu nivel constant 3 este conectată la camera pozitivă a manometrului diferenţial. Vasul de nivel constant este conectat la spațiul de abur al tamburului cazanului. Vaporii se condensează în ea tot timpul. Camera negativă a manometrului de presiune diferențială este conectată printr-un T 5 la un vas cu nivel variabil 2. În acest vas, nivelul este setat egal cu marcajul nivelului apei din tamburul cazanului. Manometrul de presiune diferențială arată diferența dintre două coloane de lichid. Dar, deoarece o coloană (pozitivă) are un nivel constant, manometrul de presiune diferențială arată nivelul apei din tamburul cazanului. Un astfel de dispozitiv permite instalarea dispozitivului de indicare a nivelului pe platforma operatorului, care se află sub tamburul cazanului.
Pentru a măsura toate valorile de mai sus, folosim dispozitive de măsurare a presiunii din seria Sapphire-22, în care o membrană de safir cu rezistențe de siliciu pulverizate este folosită pentru a converti forța de presiune într-un semnal electric.
Convertizoarele „Sapphire-22” au un semnal de curent de 0-5 mA (0-20, 4-20 mA) la ieșire cu o rezistență de sarcină de până la 2,5 kOhm (1 kOhm), eroarea maximă a dispozitivelor este de 0,25 ; 0,5%, tensiune de alimentare convertizor 36 V. Aparatele sunt produse în mai multe modificări menite să măsoare suprapresiune (DI), vid (DV), suprapresiune și vid (DIV), presiune absolută (DA), diferență de presiune (DD) , presiune hidrostatică (DG).
Principalul avantaj al traductoarelor „Sapphire-22” este utilizarea unor mici deformații ale elementelor sensibile, ceea ce mărește fiabilitatea acestora și stabilitatea caracteristicilor și asigură, de asemenea, rezistența la vibrații a traductoarelor. Cu o compensare atentă a temperaturii, eroarea marginală a instrumentelor poate fi redusă la 0,1%.
Pentru măsurarea temperaturii păcurii și gazelor arse, luăm convertoare termice dintre cele oferite în kit cu modulul de intrare semnal analogic (Tabelul 2).
Pentru a aprinde și controla prezența unei flăcări în cuptorul cazanului, folosim dispozitivul de control al flăcării Fakel-3M-01 ZZU.
Acest dispozitiv este conceput pentru a controla prezența unei torțe în cuptorul cazanului și pentru aprinderea de la distanță a arzătoarelor folosind un dispozitiv de aprindere cu senzor de ionizare al propriei flăcări.
Fakel-3M-01 constă dintr-un dispozitiv de semnalizare, un senzor foto, un dispozitiv de aprindere cu un senzor de ionizare și o unitate de aprindere prin scânteie. Unitatea de aprindere prin scânteie la ieșire oferă o tensiune în impulsuri de până la 25 kV, suficientă pentru a aprinde gazul furnizat dispozitivului de aprindere.
Pentru a asigura siguranta in eventualitatea aparitiei de monoxid natural sau de carbon, vom accepta pentru instalare sistemul automat de control al gazelor SAKZ-3M.
Acest sistem modular pentru controlul automat al contaminării cu gaz SAKZ-M este proiectat pentru controlul automat continuu al conținutului de hidrocarburi combustibile (C n H m ; denumite în continuare naturale) și gaze de monoxid de carbon (monoxid de carbon CO) din aerul interior cu emiterea de alarme luminoase și sonore și întreruperea alimentării cu gaz în situații de pre-urgență.
Domeniu de aplicare: asigurarea funcționării în siguranță a cazanelor pe gaz, încălzitoarelor pe gaz și a altor echipamente care utilizează gaz în cazane, stații de pompare a gazului, spații industriale și de agrement.
Utilizarea sistemului crește în mod semnificativ siguranța de funcționare a echipamentelor de gaz și este necesară în conformitate cu documentele prescriptive ale statului Gortekhnadzor.
5. DESCRIEREA SCURTĂ A FUNCȚIONĂRII SISTEMULUI
AUTOMATIZAREA FUNCTIONARII CAZANULUI DE ABUR.
Automatizarea funcționării cazanului cu abur se realizează în funcție de patru parametri: menținerea presiunii aburului la un nivel dat, menținerea raportului gaz-aer, menținerea vidului în cuptorul cazanului și a nivelului apei în tambur.
Reglarea presiunii are loc prin schimbarea alimentării cu combustibil a arzătorului. Din punct de vedere tehnic, acest lucru se realizează prin schimbarea poziției amortizorului echipat cu o acționare electrică. Ca urmare, are loc o modificare a presiunii combustibilului, care este înregistrată de un manometru, al cărui efect de forță este convertit într-un semnal electric și alimentat la intrarea modulului de intrare a semnalului analogic. Acolo, acest semnal este digitizat și sub forma unei combinații de coduri intră în modulul procesorului central și este procesat conform unui algoritm preprogramat. Și deoarece avem o cerință de a menține raportul gaz-aer în 1,1, atunci este trimis un semnal către blocul I/O discret pentru a schimba poziția porții suflantei până când este atins raportul specificat.
Acest raport dintre presiunea gazului și aerul este selectat empiric în timpul punerii în funcțiune.
Vidul din cuptorul cazanului este monitorizat independent și menținut
la nivelul de 5 mm Hg. stâlp.
Nivelul apei din tambur este menținut și prin deschiderea sau închiderea supapei de apă de completare.
Cazanul se aprinde în următoarea ordine:
În primul rând, cuptorul cazanului este ventilat cu aspiratorul de fum și suflanta pornite, astfel încât amestecul gaz-aer să nu explodeze;
Apoi, cu supapa de siguranță și robinetul de închidere închise, se monitorizează absența presiunii gazului (senzorul de presiune este deschis) timp de 5 minute;
Supapa de închidere se deschide timp de 2 s;
Când supapa de siguranță și supapa de închidere sunt închise, prezența presiunii gazului este monitorizată (senzorul de presiune este închis) timp de 5 minute;
Supapa de siguranță se deschide timp de 5 secunde;
Absența presiunii gazului este monitorizată (senzorul de presiune este deschis);
După verificarea etanșeității conductei de gaz, se dă un semnal pentru deschiderea supapei arzătorului pilot și sunt trimise impulsuri către bobina de aprindere. Când flacăra arzătorului pilot este aprinsă, se dă un semnal continuu de la electrodul de control al flăcării pilot, în urma căruia supapa arzătorului principal se deschide și cazanul este pus în funcțiune.
De asemenea, acest sistem de automatizare asigură întreruperea alimentării cu combustibil în următoarele moduri de urgență:
când se pierde apa;
când se oprește evacuatorul de fum;
când suflanta se oprește;
când presiunea din conducta de combustibil scade;
în cazul unei explozii de gaz în cuptorul cazanului;
când senzorul de gaz este declanșat;
cu o creștere bruscă a presiunii aburului.
BIBLIOGRAFIE.
1. E. B. Stolpner Manual de referinta pentru personalul cazanelor gazificate. Sân. 1979
2. V. A. Goltsman. Dispozitive pentru controlul si automatizarea proceselor termice. Facultate. 1976
3. I. S. Berseniev. Automatizarea cazanelor si unitatilor de incalzire. Stroyizdat. 1972
6.http://www.ump.mv.ru/f-3m.htm
Îndrumare
Ai nevoie de ajutor pentru a învăța un subiect?
Experții noștri vă vor consilia sau vă vor oferi servicii de îndrumare pe subiecte care vă interesează.
Trimiteți o cerere indicând subiectul chiar acum pentru a afla despre posibilitatea de a obține o consultație.
fierbător cu aburi DKVr-20-13 GM- un cazan vertical cu tub de apă cu o cameră de ardere ecranată și un pachet de boiler, care sunt realizate conform schemei de proiectare „D”. O caracteristică distinctivă a acestei scheme este amplasarea laterală a părții convective a cazanului în raport cu camera de ardere.
VEDERE GENERALĂ A CADANULUI DKVR-20-13 GM
ECHIPAMENTE DE BAZĂ ȘI SUPLIMENTARE ALE CADANULUI DKVR-20-13 GM
| Echipamente de bază în vrac | Cazan vrac, scari si platforme, arzatoare GMG-5 - 3 buc. | |
| Set complet de bază | 3 blocuri (cuptor convectiv, fata si spate), scari si platforme, arzatoare GMG-5 - 3 buc. | |
| Echipament adițional | Economizor BVES-V-1 sau Economizor din fontă EB-1-808 | |
| Încălzitor de aer VP-O-228 | ||
| Ventilator VDN-12.5-1000 | ||
| Aspirator de fum DN-13-1500 | ||
| Dispozitive și fitinguri de semnalizare a apei pentru cazanul DKVr-20-13 GM | ||
DISPOZITIV ȘI PRINCIPII DE FUNCȚIONARE DKVR-20-13 GM
Cazanul DKVr-20-13 GM este un cazan cu abur, ale cărui elemente principale sunt două tamburi: scurt superior și inferior, precum și o cameră de ardere ecranată.
Pentru cazanele DKVr-20-13 GM, cuptorul este împărțit în două părți: cuptorul în sine și post-arzătorul, separat de cuptor prin ecranul din spate al cazanului. Gazele fierbinți spală tuburile cazanului cu curent continuu pe toată lățimea fasciculului fără pereți despărțitori. Dacă există un supraîncălzitor, unele dintre aceste conducte nu sunt instalate. Supraîncălzitorul este format din două pachete situate pe ambele părți ale cazanului. Aburul supraîncălzit este evacuat din ambele pachete în colectorul de colectare. Apa de alimentare este introdusă în tamburul superior.
Pereții tamburului superior sunt răciți de fluxul de amestec abur-apă care iese din tuburile ecranelor laterale și tuburile părții frontale a fasciculului convectiv.
Pe generatoarea superioară a tamburului superior sunt amplasate supapele de siguranță, supapa principală de abur sau supapa cu poartă, supapele pentru prelevarea de abur, prelevarea de abur pentru nevoi proprii (suflare).
Conducta de alimentare este amplasată în spațiul de apă al tamburului superior, în volumul de abur există dispozitive de separare. În tamburul inferior există o țeavă perforată pentru suflare, un dispozitiv pentru încălzirea tamburului în timpul aprinderii și un fiting pentru scurgerea apei.
Pentru a monitoriza nivelul apei în tamburul superior, sunt instalați doi indicatori de nivel.
Pentru selectarea impulsurilor de nivel al apei pentru automatizare, două fitinguri sunt instalate pe partea inferioară frontală a tamburului superior.
Conductele de coborâre și de evacuare a aburului sunt sudate la colectoare și tamburi (sau la fitingurile de pe tamburi). Când ecranele sunt alimentate din tamburul inferior, pentru a preveni pătrunderea nămolului în ele, capetele coboarelor sunt aduse în partea superioară a tamburului.
Despărțitorul din argilă refractară care separă camera de post-ardere de mănunchi se sprijină pe un suport din fontă așezat pe tamburul inferior.
Compartimentul din fontă dintre prima și a doua conductă de gaz se montează pe șuruburi din plăci separate cu acoperire preliminară a rosturilor cu chit special sau cu așezarea cordonului de azbest impregnat cu sticlă lichidă. Deflectorul are o deschidere pentru trecerea unei conducte a unei suflante staționare.
Fereastra pentru evacuarea gazelor din cazan este situată pe peretele din spate.
În cazanul DKVr-20-13 GM, temperatura aburului supraîncălzit nu este reglată.
Locurile cazanului DKVr-20-13 GM sunt situate în locurile necesare pentru întreținerea fitingurilor și fitingurilor cazanului:
- platformă laterală pentru întreținerea instrumentelor de semnalizare a apei
- platformă laterală pentru întreținerea supapelor de siguranță și supapelor de pe tamburul cazanului;
- o platformă pe peretele din spate al cazanului pentru menținerea accesului la tamburul superior în timpul reparației cazanului.
Scările duc la platformele laterale, iar o scară verticală duce la platforma din spate.
Dessuperîncălzitorul instalat în tamburul inferior are o supapă de scurgere pe liniile de conectare a aburului. Pentru a regla cantitatea de abur care intră în desurîncălzitor, pe jumperul dintre liniile de abur direct și retur este instalată o supapă.
Există o cămină pentru accesul la camera de ardere. Pentru scurgerea combustibilului în apropierea pereților laterali, în funcție de dispozitivul de ardere, se realizează trape de degresare. Două astfel de trape sunt instalate pe pereții laterali ai camerei de post-ardere în partea sa inferioară. Pe pereții laterali ai cazanelor din zona fasciculului convectiv sunt prevăzute trape pentru curățarea țevilor convective cu o suflantă portabilă.
Pentru a controla starea izolației părții inferioare a tamburului superior, o trapă este instalată în camera de ardere în locul în care conductele ecranului lateral sunt rarefiate.
În partea inferioară a coșului de fum, în partea stângă a cazanului, sunt găuri de vizitare pentru îndepărtarea periodică a cenușii, inspecția fasciculului și ejectoare pentru întoarcerea antrenării. Pentru a monitoriza izolarea tamburului superior, în partea superioară a cuptorului cazanului sunt prevăzute trape.
Transferul cazanului cu abur DKVr-20-13 GM în modul de încălzire a apei permite, pe lângă creșterea productivității centralelor de cazane și reducerea costurilor pentru nevoile proprii asociate cu funcționarea pompelor de alimentare, schimbătoarelor de căldură cu apă de încălzire și continuu. echipamente de purjare, precum și reducerea costurilor de tratare a apei, pentru a reduce semnificativ consumul de combustibil.
Randamentul mediu de funcționare al cazanelor utilizate ca unități de încălzire a apei crește cu 2,0-2,5%.
Camerele de cazane cu centrale DKVr sunt dotate cu ventilatoare tip VDN si DN si aspiratoare de fum, statii de tratare a apei bloc VPU, filtre pentru limpezirea si dedurizarea apei FOV si FiPA, dezaeratoare termice de tip DA, schimbatoare de caldura, pompe, precum si automatizari. truse.
CARACTERISTICI DE PROIECTARE ALE CADANULUI DKVR-20-13 GM
Cazanul DKVr-20-13 GM utilizează o schemă de evaporare în două etape cu instalarea de cicloane la distanță în a doua etapă. Acest lucru reduce procentul de purjare și îmbunătățește calitatea aburului atunci când funcționează cu apă de alimentare cu salinitate ridicată. O parte din conductele ecranelor laterale ale unității de ardere frontală intră în a doua etapă de evaporare. Apa este furnizată la pachetul cazanului din tamburul superior prin conductele încălzite ale ultimelor rânduri ale pachetului în sine.
A doua etapă de evaporare este alimentată din tamburul inferior. Ciclonii de la distanță sunt utilizați ca dispozitive de separare. Apa de la cicloane intră în colectoarele inferioare ale ecranelor, iar aburul este trimis în tamburul superior împreună cu aburul primei trepte de evaporare și este curățat suplimentar, trecând prin obloane și tabla perforată. Purjarea continuă a celei de-a doua etape de evaporare se efectuează de la cicloni la distanță.
În prima și a doua etapă de evaporare, pentru monitorizarea continuă a conformității cu standardele de apă din cazan, pe fiecare cazan trebuie instalate două răcitoare pentru prelevarea apei de alimentare.
Cazanele DKVr-20-13 GM sunt echipate cu țevi de recirculare, care sunt situate în căptușeala pereților laterali ai cuptorului, ceea ce crește fiabilitatea circuitelor de circulație ale ecranelor laterale. Dispozitivele de separare și alimentare sunt amplasate în tamburele superioare, tamburele inferioare sunt decantatoare de nămol. De-a lungul circumferinței tamburului superior, în zona țevilor ecranelor și a țevilor de ridicare a fasciculului cazanului, sunt instalate scuturi care alimentează oglinda de evaporare cu amestecul de abur-apă.
Pentru arderea combustibilului, cazanul DKVr-20-13 GM este echipat cu arzatoare cu motorina de tip GM.
Centrala DKVr-20-13 GM are trei cadre suport: două pentru două unități de ardere și unul pentru o unitate convectivă.
Punctul fix, rigid fix al cazanului DKVr-20-13 GM este suportul frontal al tamburului inferior. Suporturile rămase ale tamburului inferior și camerele ecranelor laterale sunt alunecate. Pentru a controla mișcarea elementelor cazanului, se realizează instalarea reperelor.
Camerele ecranelor din față și din spate sunt atașate cu suporturi de cadrul de curele, în timp ce unul dintre suporturi poate fi fixat, iar celălalt poate fi mobil. Camerele cu ecran lateral sunt atașate la suporturi speciale.
Fabrica furnizează cazane DKVr-20-13 GM în trei blocuri:
- unitate convectivă, formată din tamburi superioare și inferioare cu dispozitive de separare a alimentării și a aburului, un fascicul de cazan și un cadru suport;
- două blocuri ale camerei de ardere, formate din conducte de sită, camere de ecran și cadre de susținere;
complet cu instrumentare, fitinguri si fitinguri in interiorul cazanului, scari, platforme, supraincalzitor (la cererea clientului). Materialele izolante și de căptușeală nu sunt incluse în pachetul de livrare.
CARACTERISTICI TEHNICE DKVR-20-13
| Index | Sens | |
| Tip boiler | Aburi | |
| Tipul de combustibil proiectat | Gaz, combustibil lichid | |
| Capacitate abur, t/h | 20 | |
| Presiunea de lucru (excesivă) a lichidului de răcire la ieșire, MPa (kgf/cm) | 1,3(13,0) | |
| Temperatura aburului de ieșire, °C | sat. 194 | |
| Temperatura apei de alimentare, °C | 100 | |
| Eficiență estimată (gaz combustibil), % | 92 | |
| Eficiență estimată (combustibil lichid), % | 90 | |
| Consum estimat de combustibil (gaz combustibil), kg/h (m3/h - pentru gaz și combustibil lichid) | 1470 | |
| Consum estimat de combustibil (combustibil lichid), kg/h (m3/h - pentru gaz și combustibil lichid) | 1400 | |
| Dimensiunile blocului transportabil, LxLxH, mm | 5350x3214x3992/ 5910x3220x2940/ 5910x3220x3310 | |
| Dimensiuni aspect, LxLxH, mm | 11500x5970x7660 | |
| Greutatea cazanului fără focar (în sfera livrării din fabrică), kg | 44634 | |
Dispozitiv și principiu de funcționare
Întreaga serie de cazane unificate de tip DKVR pentru o presiune de 13 kg/cm 2 are o schemă comună de proiectare - cazane cu două tamburi cu circulație naturală și o cameră de ardere ecranată, cu amplasare longitudinală a tamburilor și aranjare în linie a cazanului conducte.
Cazanele de tip DKVR-20/13 cu o capacitate de 20 t/h sunt proiectate pentru o presiune absoluta de functionare de 13 kg/cm 2 (1,37 MPa) si sunt concepute pentru a genera abur saturat sau supraincalzit la temperaturi de pana la 250°C.
Procesul tehnologic dintr-un cazan cu abur este procesul de ardere a combustibilului și de generare a aburului atunci când apa este încălzită.
Gazul natural, a cărui parte principală combustibilă este metanul CH 4 (94%), intră în arzătorul GMG-2M prin conducta de combustibil a cazanului și, pe măsură ce iese din acesta, arde sub forma unei torțe în camera de ardere. . Aerul pentru menținerea procesului de ardere este furnizat de un ventilator VD-6.
Deoarece puterea calorică a gazului este mare și se ridică la 8500 kcal/m 3, cererea specifică de aer furnizat este mare: sunt necesari 9,6 m 3 de aer la 1 m 3 de gaz și ținând cont de coeficientul de exces de aer = 1,05 - 10 m 3.
Ca urmare a arderii continue a combustibilului în camera de ardere, se formează produse de ardere gazoase încălzite la o temperatură ridicată. Acestea spală ecranele cuptorului din exterior, care constau din conducte cu apă care circulă în interiorul lor și un amestec abur-apă. Apoi, produsele de ardere, răcite în camera de ardere la o temperatură de 980 ° C, deplasându-se continuu prin conductele de gaz ale cazanului, mai întâi spălați mănunchiul de țevi ale cazanului, apoi economizorul ET2-106, se răcesc la o temperatură de 115 ° C și sunt îndepărtate prin coșul de fum în atmosferă cu un extractor de fum DN-10.
Apa de alimentare trece mai întâi prin filtre mecanice și chimice, apoi intră în dezaeratorul DS-75, unde oxigenul O 2 și dioxidul de carbon CO 2 sunt îndepărtați din apă prin încălzirea acesteia cu abur la o temperatură de 104 ° C, care corespunde exces de presiune în dezaerator 0,02 h 0,025 MPa. Aerul eliberat din apă iese în atmosferă printr-o conductă din partea superioară a coloanei deaeratorului, iar apa purificată și încălzită este turnată în rezervorul de stocare situat sub coloana deaeratorului, de unde este consumată pentru alimentarea cazanului. Apa de alimentare este furnizată în tamburul superior al cazanului prin două linii de alimentare după încălzirea suplimentară în economizor la o temperatură de 91-100 ° C. Cazanul DKVR-20/13 are trei circuite de circulație naturală a apei. Primul este circuitul fasciculului convectiv: apa cazanului din tamburul superior coboară în tamburul inferior prin conductele cazanului cu fascicul convectiv situate în cel de-al doilea coș - în zona temperaturilor mai scăzute ale gazelor de ardere. Amestecul rezultat de abur-apă se ridică în tamburul superior prin conductele cazanului situate în prima conductă de gaz - în zona temperaturilor mai ridicate ale gazelor de ardere. Alte două circuite alcătuiesc ecranele cuptorului din stânga și din dreapta: apa cazanului din tamburul superior este furnizată prin conducta de jos către colectorul inferior al sitului din stânga (sau din dreapta); apa este furnizată colectorului și din tamburul inferior prin conducte de ocolire, după care apa este distribuită de-a lungul colectorului, iar amestecul de abur și apă rezultat se ridică în tamburul superior prin conductele ecranului din stânga (dreapta). În tamburul superior are loc o separare (separare) aburului de apă. Aburul saturat este apoi trimis prin supapa principală de închidere prin conducta de abur a unității cazanului către conducta principală de abur a cazanului. Apa separată de aburul din tamburul cazanului este amestecată cu apa de alimentare.
tabelul 1
Caracteristicile tehnice ale cazanului DKVR 20/13
|
Parametru |
Unitate măsurători |
Sens |
|
Ieșire de abur |
||
|
Numar de arzatoare |
||
|
Presiunea aburului |
||
|
Consumul de gaz |
||
|
Consumul de apă de alimentare |
||
|
Presiunea gazului la cazan |
||
|
Presiunea aerului după ventilator |
||
|
Presiunea apei de alimentare |
||
|
Aspirați în cuptor |
||
|
Temperatura aburului |
||
|
Temperatura uleiului de combustibil |
||
|
Temperatura gazelor de eșapament în aval de economizor |
||
|
Temperatura gazelor din spatele cazanului, 0 С |
||
|
Temperatura apei de alimentare după economizor |
||
|
Nivelul apei în tambur |
||
|
Suprafata de incalzire: radiativa / convectiva / generala |
47,9/229,1/227,0 |
|
|
Raportul de aer în exces |
||
|
Pasul longitudinal al tuburilor fasciculului cazanului |
||
|
Pasul transversal al țevilor este în fierbere. grindă |
||
|
Diametrul ecranului și al conductelor cazanului |