Проверочный тепловой расчет котлоагрегата типа КЕ-4-14 на твердом топливе (стр. 9 из 13)

К нижнему концу шпинделя присоединены две тарелки, которые при опускании прижимаются к седлам, а при открытии задвижки поднимаются вместе со шпинделем в верхнюю часть корпуса.

Клапаном называется запорный или регулирующий орган автоматического действия. У паровых котлов имеются обратные, питательные, редукционные и предохранительные клапаны. Обратный клапан препятствует движению рабочей среды в обратном направлении. Так, например, обратные клапаны на питательных линиях закрываются при аварийном падении давления в питательных трубопроводах и препятствует выпуску воды из котла. По конструкции обратные клапаны подразделяют на подъемные и поворотные.

В подъемных клапанах (рис. 1.9.2, а) запорным органом является тарелка 2, хвостовик которой входит в направляющий канал прилива крышки 1.

В поворотных клапанах (рис. 1.9.2, б) тарелка 6 поворачивается вокруг оси 7 и перекрывает проход. Обратные клапаны устанавливают в котельных обычно на напорных линиях центробежных насосов, на питательных линиях перед котлом для пропуска воды только в одном направлении и в других местах, где имеется опасность обратного движения среды. Питательный клапан служит для автоматического регулирования питания котла в соответствии с расходом пара. В клапанах, устанавливаемых на современных котлах, вода прижимает к седлу вертикальный шибер.

Соприкасающиеся поверхности седла и шибера покрыты наплавленным и затем отполированным слоем твердой высоколегированной стали. На рисунке клапан изображен в закрытом положении. По мере перемещения шибера вверх все большее число отверстий в седле открывается и пропускает воду, количество которой растет почти пропорционально перемещению шибера.

2. Расчетная работа

2.1 Исходные данные

Величина

Единицы измерения

1. Тип котла 2. Паропроизводительность 3. Вид пара 4. Рабочее давление 5. Температура живительной воды 6. Топливо (твердое, газообразное) 7. Температура холодного воздуха 8. Температура выходящих продуктов сгорания 9. Процент продувки 10. Тип экономайзера

КЕ-4–14 D=4 т/ч насыщенный 1,4 МПа (14 ат) 100

Т 30

150

2.2 Конструктивный расчет

Новая серия котлов типа КЕ разработана с паропроизводительностью от 2,5 до 25 т/ч для производства насыщенного или слабо перегретого пара давлением 1,4 или 2,4 МПа. Котлы паропроизводительностью 2,5–10 т/ч имеют длинный верхний и укороченный нижний барабан диаметром 1000 мм. Верхний и нижний барабаны расположены на общей вертикальной оси, их длинна меняется в зависимости от типоразмера котла. Передняя часть верхнего барабана изолирована и расположена над топковой камерой. В водной среде верхнего барабана размещены живительные трубы и штуцер для беспрерывного продувания. Пароводяная смесь, которая образовывается в экранных и кипятильных трубах, поступает под уровень воды в верхнем барабане.

Таблица – Конструктивные характеристики

Объем топки Площадь поверхности стен топки Диаметр экранных труб Шаг труб боковых экранов Площадь поверхности нагрева, восприним. лучи Площадь поверх. нагрева конвективных пучков Диаметр труб конвективных пучков Расположение труб конвективных пучков Поперечный шаг труб Продольный шаг труб Площадь живого пересечения для прохода продуктов сгорания Число рядов труб по ходу продуктов сгорания

12,03 м³ 38,57 м³ 51 x 2,5 мм 55 мм 20,51 м³ 91,89 м³ 51 x 2,5 мм коридорное 90 мм 110 мм 0,59 м² 15

Сепарация пара происходит в паровом объеме барабана и дырчатом листе, установленном на расстоянии 0,5 м от верхней образующей барабана, и потом двигается в паропровод или пароперегреватель.

Коллекторы боковых экранов расположены по всей длине котлоагрегатов, и до них кроме экранных труб присоединены настенные трубы конвективного газохода. Это позволило применить легкую натрубную обмуровку. Котлоагрегаты от КЕ-4 до КЕ-10 имеют задний экран, расположенный перед входом из камеры догорания в конвективные пучки. Казаны КЕ с пароперегревателями имеют унифицированный за профилем пароперегреватель, который расположен перед первым пучком конвективной поверхности нагрева. Пароперегреватели … из труб, которые имеют внешний диаметр 32 мм и толщина стенки 3 мм. Пароперегреватели одноходовые и не имеют пароохладителя.

Все котлоагрегаты серии КЕ оснащены цепными воротами с пневмомеханическими закидывателями. Цепные ворота поставляются в виде одного блока, наперед собранного и обкатанного на заводе-изготовителе. Это повысило эксплуатационную надежность ворот и сократило термины ее монтажа.

Для понижения потери тепла от механической неполноты сгорания с отнесением, – топки оснащены системой возврата отнесения. Отнесение возвращается в топку с помощью эжекторов, получающих воздух от вентилятора острого дуновения. Воздух в систему возврата отнесения и в сопла острого дуновения подается вентилятором, который имеет продуктивность 1000 м³/г при полном натиске 3800 Па.

Топочная камера отделена от конвективного пучка глухой мембранной стенкой, сделанной из труб и сваренными между ними стальными полосками (проставками). Во всех типоразмерах серии от 4 до 25 т/ч диаметр верхнего и нижнего барабанов котлоагрегата 1000 мм. Длинна цилиндровой части барабанов в зависимости от продуктивности меняется от 2240 мм (казан продуктивностью 4 т/ч) до 7500 мм (казан продуктивностью 25 т/ч). В каждом барабане в переднем и заднем днище установлены лазовые затворы, что обеспечивает доступ в барабаны при ремонте.

Ширина топочной камеры всех котлоагрегатов серии одинаковая и составляет 1830 мм. Глубина топочной камеры котлоагрегатов серии меняется от 1980 до 7200 мм. Продукты сгорания с топочной камеры через окно, расположенное с левой стороны, следуют в конвективную поверхность нагрева. Она образована трубами, которые соединяют верхний и нижний барабаны. У казанов от 4 до 10 т/ч конвективная поверхность нагрева разделена продольной перегородкой на две части. Продукты сгорания в конвективном газоходе сначала следуют от задней стенки казана до фронтовой, а потом, повернувши на 180 ^о, идут в обратном направлении. Отведение продуктов сгорания проводится со стороны задней стенки через окно, к которому присоединяется газоход, который направляет их в водяной экономайзер.

2.3 Расчет горения топлива

Для расчетов горения топлива из таблиц ТРК выписываем элементарный состав топлива соответствующего месторождения для твердого топлива:

W^P, A^P, S^P, C^P, H^P, N^P, O^P

После чего проверяется состав топлива, который должен быть равен 100%:

W^P+ A^P+ S^P+ C^P+ H^P+ N^P+ O^P= 100%

Далее … теплообразующую способность твердого топлива по формуле:

кДж/кг

Нижнюю теплообразующую способность топлива … переводим соответственно в ккал/м³и ккал/кг для чего …

ккал/кг

Для твердого топлива для дальнейших расчетов … приведенные характеристики топлива:

При расчете паровых и водонагревающих котлов определяем теоретические и действительные объемы воздуха, необходимого для полного сгорания. Это выполняем в такой последовательности:

1) определяем теоретический объем воздуха, необходимого для полного сгорания при сжигании твердого топлива:

м³

м³/кг

2) определяем объем трехатомных газов при сжигании твердого топлива:

м³/кг

При расчете стоит учитывать, что диоксид углерода и серчатый газ принято объединять и называть такие «сухие трехатомные газы», обозначая через RO₂, то есть RO₂=3₂+SO₂.

3) определяем теоретический объем азота в продуктах сгорания при сжигании твердого и жидкого топлива:

м³/кг

4) определяем теоретический объем водных паров при сжигании твердого топлива:

м³/кг

5) определить теоретический объем сухих газов:

6) определить суммарный теоретический объем газов: