Проектирование котельного агрегата

Содержание

 

Задание

1. Конструкция котельной установки

1.1 Краткая характеристика оборудования котельной установки

1.1.1 Общие положения

1.1.2 Каркас котла

1.1.3 Топочная камера

1.1.4 Барабан котла и сепарационные устройства

1.1.5 Пароперегреватель

1.1.6. Опускной газоход (экономайзер)

1.1.7 Узел питания котла

1.1.8 Отбор проб воды и пара

1.1.9 Тягодутьевая установка

1.1.10 Регенеративный воздухоподогреватель (РВП)

1.2 Пуск котла

1.3 Обслуживание котла во время нормальной его эксплуатации

1.4 Порядок останова котла

1.5 Перечень основных аварийных случаев и неполадок в котельном цехе

1.6 Требования по технике безопасности при обслуживании котла

1.7 Расчетные температуры газов, перегретого пара, питательной воды по тракту котла (данные из теплового расчета, произведенного на Тургоякской ТЭЦ)

2. Тепловой расчет парового котла БКЗ-160-100 ГМ

2.1 Расчет объемов, энтальпий и избытка воздуха и продуктов сгорания

2.2 Экономичность работы парового котла

2.3 Тепловой расчет топочной камеры

2.4 Расчет ширмового перегревателя

2.5 Расчет конвективного перегревателя

2.6 Расчет водяного экономайзера

2.7 Расчет РВП

2.8 Уточнение теплового баланса

Заключение

Список использованной литературы

Приложение

Задание

Таблица 1

Исходные данные
Наименование	Обозначение	Значение	Единица измерения
Топливо	Природный газ г/п Саратов-Москва
Расчетная паропроизводительность котла	D	150	т/ч
Давление пара у главной задвижки	рп	9,7	МПа
Температура перегретого пара	tпп	535	˚С
Температура питательной воды перед экономайзером	tпв	215	˚С
Температура уходящих газов	Θух.	135	˚С
КПД котла на номинальном режиме		93,8	%
Температура холодного воздуха	tхв	30	˚С

1. Конструкция котельной установки

1.1 Краткая характеристика оборудования котельной установки

1.1.1 Общие положения

Котел БКЗ-160-100ГМ однобарабанный, вертикально-водотрубный, с естественной циркуляцией предназначен для получения пара высокого давления при сжигании мазута и газа.

Рассмотрим конкретно котельный агрегат БКЗ-160-100 ГМ эксплуатируемый на Тургоякской ТЭЦ ОАО "ММЗ": станционный №6 изготовления Барнаульского котельного завода, он предназначен для работы на следующие параметры:

.        Производительность - 160т/час

2.       Рабочее давление за ГПЗ - 100кгс. /см²

.        Рабочее давление в барабане котла - 110-112кгс/см²

4.       Температура перегретого пара - 540⁰/с

.        Температура насыщения пара при рабочем давлении в барабане котла 317⁰с

.        Водяной объём котла 48,7 м³

.        Паровой объём котла №6 - 25,5 м^3, Температура питательной воды 215^оС

.        Сжигаемое топливо - природный газ, резервное - мазут

.        Расчетная температура холодного воздуха +30⁰С, при работе на мазуте предусмотрен подогрев холодного воздуха паровыми калориферами до 80⁰С.

.        Температура уходящих газов за РВП на газе - 124⁰С, на мазуте - 171⁰С; Коэффициент полезного действия котла №6: на газе - 92,85%, на мазуте - 92,1%

13. Объем топки - 419м³

паровой котел котельный агрегат

Допускается кратковременная работа котла с температурой питательной воды 155⁰С без увеличения тепловой производительности.

Компоновка котла выполнена по П-образной схеме. Топка экранирована трубами диаметром 60×4 мм Топка представляет собой первый (восходящий) газоход. В верхнем (поворотном) газоходе расположен горизонтальный ширмовый пароперегреватель. Во втором (нисходящем) газоходе расположены конвективный пароперегреватель и экономайзер (горячий пакет, холодный пакет и экономайзер I и II ступени). Подогрев воздуха осуществляется двумя вращающимися регенеративными воздухоподогревателями (РВП), вынесенными за пределы котла. Диаметр ротора РВП - 3600 мм на котле №6.

1.1.2 Каркас котла

Каркас представляет собой металлическую конструкцию, предназначенную для установки всех элементов котлоагрегата, барабана, поверхностей нагрева и коллекторов, трубопроводов и коробов, помостов и лестниц обслуживания.

Металлоёмкость каркаса составляет около 30% металлоёмкости всего котлоагрегата.

Каркас состоит из несущих вертикальных колонн и опорных горизонтальных балок, опорных ферм, соединительных ригелей и стоек. Все соединения элементов каркаса имеют жесткое крепление на электросварке.

Каркас котла имеет самостоятельный фундамент не связанный со строительной конструкцией здания, который воспринимает всю весовую нагрузку котла и веса рабочего тела (воды, пара).

Основными колоннами являются колонны конвективной шахты (К-1л и К-1п) по углам топки (К-2л, К-2п, К-3л, К-3п). Все колонны по высоте обвязаны балками или фермами, которые увеличивают устойчивость каркаса и предотвращают продольный изгиб колонн.

Верх каркаса имеет потолочное перекрытие опирающееся на основные колонны каркаса и состоящее из потолочной рамы над топкой, потолочной рамы над конвективной шахтой и потолочной (хребтовой) балки ПБ-1. ПБ-1 лежит на колоннах К-2 и является основным связующим звеном потолочного перекрытия. На ПБ-1 расположена выходная камера пароперегревателя.

К потолочному перекрытию на тягах подвешены: топочная камера, ширмы, панели "холодного" пакета пароперегревателя, панели водяного экономайзера, потолочный пароперегреватель. На топочном перекрытии над топкой расположены: барабан, выносные циклоны, установки для получения собственного конденсата. На потолочном перекрытии над конвективной шахтой расположены: импульсные предохранительные устройства.

Для увеличения жесткости каркаса и в связи с блочной поставкой экранов топочной камеры котёл БКЗ-160-100ГМ имеет семь дополнительных колонн, образованных из крайних вертикальных швеллеров каркаса топочного блока.

На 4 стойках С-1 крепятся два РВП Ø 3600. две дополнительные стойки С-2 являются опорами под домкраты грузоподъёмностью по 100т. Домкрат предназначен для подъёма ротора при ремонте РВП.

1.1.3 Топочная камера

Топочная камера представляет собой четырёхгранную призму, составленную из 4 фронтовых, трёх задних и 4 боковых блоков и имеет размеры (по осям труб) 4416x7104x16750мм. Объём топочной камеры до ширм 419м^3. Блоки топки сварены между собой по поясам жесткости и швеллерам под обшивке. В области холодной воронки клинья поясов жесткости фронтового и заднего экранов приварены в стык к косынкам, наваренных на трубных поверхностях боковых блоков.

Топочная камера на тягах верхних камер блоков свободно подвешена к потолочной раме каркаса котла. Для обеспечения строго вертикального расширения вниз предусмотрены крепления на поясах жесткости и горизонтальных балках каркаса.

Для предотвращения влияния хлопков внутри топки на разрыв поясов жесткости предусмотрены болтовые упоры и решетка, установленная в месте наибольшего сближения фронтового и заднего экранов (холодная воронка). Болтовые упоры установлены по углам топки и у середины экранов раскрепляются между поясами жесткости и горизонтальными балками каркаса в период парового опробования.

Стены топочной камеры полностью экранированы трубами Ø60x4 с шагом 64 мм. Экраны топки котла разделены на 11 блоков, в солёный отсек вынесена передняя часть задних блоков (Б-6, Б-7), для чего в нижних и верхних камерах этих блоков установлены глухие перегородки. Поэтому на котле №6-13 самостоятельных циркуляционных контуров. Экранные трубы каждого контура входят в нижние и верхние камеры Ø219x25. Камеры по воде (нижние) и пару (верхние) соединяются с барабаном котла трубами Ø133x8. Все нижние камеры экранной системы имеют по одному дренажному устройству, через которые производится периодическая продувка котла при его работе, а также спуск воды и заполнение котла находящегося в резерве.

Циркуляция в каждом контуре обуславливается разностью удельных весов воды в опускных необогреваемых трубах, и пароводяной эмульсии в подъемных экранных трубах. Пароводяная эмульсия образуется в результате передачи тепла в топке через стенки экранных труб находящейся в них воде.

Движение рабочей среды по циркуляционному контуру происходит в следующем порядке: барабан (или выносной циклон) - опускные трубы - нижняя камера блока - экранные трубы - верхняя камера болока - отводящие трубы - барабан (или выносной циклон).

В данной конструкции котла экранная система является основной поверхностью генерирующей пар.

С фронта топочной камеры расположены 12 топочных устройств, в три яруса по 4 горелки на отметках 4,79; 6,8; 9,71 м. Первый и второй ярус состоит из комбинированных горелок для сжигания газа и мазута. Третий, верхний ярус, состоит из горелок только для сжигания мазута.

Для лучшей организации горения и предохранения экранных труб "холодной воронки" низ топки закрыт шамотным кирпичем.

Топочная камера котла №6 снабжена следующей гарнитурой: для проникновения в топку двумя боковыми люками Ø440 на отметке 4,7 м, для предотвращения разрушения обмуровки в моменты хлопков в топке котла предусмотрены два взрывных клапана на передних боковых блоках (Б-10, Б-11) Ø440 отметка 17,4 м. Для возможности проверки горения и осмотра состояния поверхностей нагрева экранной системы в топочной камере предусмотрены смотровые люки: с левой и правой сторон на отметках 4,85 м по два; на отметках 7,5 м по три; на отметке 9,3 м по два; на отметке 11,58 м по одному; на отметке 14,5 м по одному; на фронте котла на отметке 14,5 м по четыре; на отметке 17,5 м по четыре лючка. Люк в поде топки котла №6 для периодического удаления отложений не предусмотрен.

На котле применена облегченная натрубная обмуровка, которая перемещается при тепловых расширениях вместе с экранами.

Межтрубное расстояние поверхностей нагрева забито пластично - хромитовой массой ПХМ заподлицо с образующими экранизационных труб. Вплотную к образующим труб и набитой массе посредством штырей и швеллеров, приваренных к трубам, крепится обшива котла из листа толщиной 3 мм, сталь 3. Эта конструкция обеспечивает более плотную топку и позволяет отказаться от дорогостоящих (глиноземистый цемент) и трудоемкий бетонных покрытий. На обшиву котла укладывается изоляционный слой из перлита толщиной 200 мм, затем газоплотная штукатурка и сверху обклейка миткалем с покраской.

1.1.4 Барабан котла и сепарационные устройства

Котел имеет один сварной барабан с внутренним диаметром 1600 мм и толщиной стенки 88 мм из стали 22К. Барабан котла с его внутренними устройствами служит для связи всей циркуляционной системы в единый циркуляционный контур, позволяющий осуществлять условия естественной циркуляции, отделить от воды пар и произвести сепарацию последнего от содержащейся в нем влаги, осуществить организованный отвод пара в пароперегреватель. На котле применена 2-х ступенчатая схема испарения. Первая ступень (чистый отсек) расположена непосредственно в барабане котла.

Вторая ступень испарения /соленый отсек/ вынесена в виде выносных сепарационных циклонов по одному с каждого торца барабана у котла №6. Такая схема обеспечивает необходимое качество пара при уменьшенных непрерывных продувках котла по воде, чем значительно уменьшаются тепловые потери котла с продувочной водой и потери самой воды.

В выносную сепарационную ступень (соленый отсек) включаются передняя половина блоков боковых стен топки. Выносной циклон представляет собой цельнотянутую трубу Ø370 мм длиной 4917 мм и толщиной стенки 28 мм с расположенными в нем дырчатым подпорным щитом и антикавитационной крестовиной. Каждый циклон соединяется по воде с барабаном одной перепускной трубой Ø113х8 мм. Левый и правый блоки циклонов соединены по воде через нижние точки циркуляционных контуров (нижние камеры соленых отсеков) линиями кратности солесодержания Ø60х4. Рассаливание соленого отсека предусмотрено через трубу Ø60х4 заведенную в нижнюю камеру заднего среднего блока и имеющую запорный вентиль у входа в камеру. Каждый циклон имеет воздушник и линию непрерывной продувки Ø28x4 с корпусов циклонов. Барабан представляет собой цилиндрический сосуд, сваренный из 4-х полуобечаек и 2-х штампованных днищ. На днищах барабана имеются лазовые отверстия Ø400 мм для монтажа внутрибарабанных устройств, их ремонта и контроля металла.

Барабан котла соединен с экранной системой котла 26-ю водоопускными трубами Ø133x8 и 31 пароотводящей трубой Ø133x8, с установкой собственного конденсата - 2-мя трубами Ø133x8 и 18-ю трубами Ø60x4; с циклонами по пару - 2-мя трубами Ø133x8 и по воде - 2мя трубами Ø133x8; с пароперегревателем 9-ю трубами Ø133x8; экономайзером 11 - ю трубами Ø60x4.

На барабане имеются отверстия для следующих линий: аварийного слива Ø60x4; линии рециркуляции Ø60x4 с штуцером Ø133x8; линии разогрева барабана Ø38x4; линии фосфатирования Ø28x4; две линии отбора проб Ø16 со штуцерами Ø28x4; две пары импульсных линии Ø60x4 на водомерные колонки; одну пару Ø28x4 на гидравлический сниженный указатель уровня (прибор Игема); четыре пары линий Ø28x4 на сосуды постоянного уровня; линия Ø60x4 отбора пара на собственные нужды; семь импульсных линий с штуцерами Ø28 20x4 для КИП и автоматики (верх барабана).

Вводы в барабан относительно холодной питательной воды, фосфатов, присоединения водяных штуцеров водомерных колонок осуществляется через специальные приспособления, называемые рубашками, которые предохраняют стенки барабана в проходных очках от появления микротрещин могущих возникнуть от температурных напряжений из-за разности температур стенки барабана и среды, протекающей в вышеуказанных подводах. Во время работы барабан удлиняется на 32мм, поэтому крепление его должно допускать свободу температурных расширений.

Барабан лежит на двух подвижных роликовых опорах, расположенных на расстоянии 4057мм от его середины. Опора представляет из себя корпус, в котором последовательно снизу вверх установлены: нижняя неподвижная плита; каретка с роликами, имеющая движение на фронт и обратно; подвижная средняя плита; каретка с роликами имеющая движение вправо, влево; верхняя подвижная плита с подушкой приваренной к телу барабана. Такая опора позволяет барабану свободно расширяться в двух взаимноперпендикулярных направлениях. Расширение на фронт - 4 мм, расширение влево, вправо по 16 мм. Все температурные расширения элементов котла (барабан, экранная система, паросборная камера и т.д.) фиксируется при помощи реперов, и результаты заносятся в специальные таблицы.

В барабане располагаются сепарационные устройства первой ступени испарения (чистый отсек). К ним относятся внутрибарабаные циклоны, промывочный щит, проходя который пар получает барботажную промывку, жалюзийный сепаратор, пароприемный потолок, выполненный в виде дарчатого щита.

Сепарационные устройства работают следующим образом: питательная вода из левого и правого пакета водяного экономайзера трубами Ø133x8 поступает в общий коллектор Ø133x8, расположенный над барабаном по всей его длине и из него 11 трубами Ø60x4 в 11 питательных короба барабана. Из питательных коробов часть воды поступает на промывочный щит с фронтовой стороны, течет по нему толщиной слоя 35мм и стекает в водяной объем барабана по противоположной задней стенке. Вторая часть питательной воды из питательных коробов поступает в водяной объем барабана, стекая по отбойным щиткам фронтовой стенки. Пароводяная смесь из экранной системы котла поступает в распределительные короба расположенные в барабане, откуда тангенциально подводится к внутрибарабанным циклонам, которые крепятся к раздаточным коробам посредством клиньев. Вода, отсепарированная в циклонах через лопастную вставку в водяной объем барабана на поддон, а пар, поднимаясь вверх, обтекает колпак, проходит слой питательной воды, текущей по промывочному листу попадает в жалюзийный сепаратор и далее, через дроссельный дырчатый лист в пароперегреватель котла. Вода из двух циклонов с левой и с правой стороны задней стенки барабана поступает на направляющие щиты для равномерного охлаждения днища барабана.

Сепарационными устройствами выносного циклона являются антикавитационная крестовина, гасящая воронку в месте выхода из циклона в опускные трубы подпорный дырчатый лист вместе с тангенционным подводом пароводяной смеси из верхних камер задних боковых экранов к циклону, способствуют сепарации пара, выходящего из циклона.

Разогрев барабана осуществляется следующим образом: пар давлением 40÷55атм. По трубе Ø38x4, поступает в двойной раздаточный коллектор, а из него через отверстия Ø8мм. в водяной объём барабана.

Фосфатирование котловой воды в барабане выполнено также как и разогрев, но с одним раздаточным коллектором.

1.1.5 Пароперегреватель

На котлах БКЗ установлен горизонтальный радиационно-конвективный, 3-х ступенчатый, дренируемый пароперегреватель смешанного тока. Радиационная часть выполнена в виде потолочных труб и ширмовых поверхностей, расположенных в верхней части топки и поворотной камере. Конвективная часть "холодный" пакет подвесные панели, и "горячий" пакет расположены в конвективной опускной шахте котла.

Ступени у пароперегревателя следующие: I - потолочный п/п и "холодный" пакет с панелями; II - ширмовый пароперегреватель; III - "горячий" пакет.

По отношению к направлению движения газов - пароперегреватель смешанного тока. Ход пара в ширмах, "горячем" пакете прямоточный, а в "холодном" пакете и подвесных панелях противоточное.

Конструктивно пароперегреватель котла из следующих элементов:

.        Девяти пароподводящих труб Ø133x8 изготовленных из стали 20 которые соединяют барабан котла с входными коллекторами потолочного пароперегревателя.

2.       Радиационного потолочного пароперегревателя состоящего из 169 труб Ø32x3,5мм сталь 20 и проходящего через потолок топки, по потолку и задней стене горизонтального газохода.

.        "Холодного" пакета пароперегревателя, входные коллекторы которого располагаются с пpaвой и левой сторон конвективной шахты на отметке 13,5м; змеевик "холодного" пакета Ø32x4 сталь 20 и сталь 12х1МФ без входа в какой-либо коллектор переходят, в четыре подвесные панели по 37 труб Ø32x4 ст.12х1МФ в каждой, на которых путем свободной подвески крепится "горячий" пакет пароперегревагеля. Подвесные панели проходят через потолок конвективной шахты и входят каждая в свой коллектор.

.        Радиационного ширмового пароперегревателя состоящего из 8 ширм, которые крепятся посредством подвески на собственных витках, имеющих специальную конструкцию. Ширмы выполнены, из труб Ø32x4, ст.12Х1МФ, каждая ширма представляет собой панель из труб, выполненных в виде змеевиков имеющих на входе и выходе по коллектору Ø133x13. Ширмовый пароперегреватель размещается в горизонтальном газоходе котла.

.        "Горячего" пакета конвективного пароперегревателя, состоящего из двух симметрично расположенных секций, входные и выходные коллекторы которого располагаются с правой и левой стороны вертикально, конвективного газохода. "Горячий" пакет пароперегревателя Ø32x4 ст.12х1МФ располагается над "холодным" пакетом и подвешивается на подвесных панелях.

.        Выходной паросборной камеры пароперегревателя Ø273x35 сталь. 12х1МФ, соединенный шестью трубами Ø133x10 сталь 12х1МФ с выходными коллекторами "горячего" пакета пароперегревателя. Располагается паросборная камера на потолочной хребтовой балке ПБ-1. Ha камере находятся два главных предохранительних клапана и главная паровая задвижка (ГПЗ).

.        Входные коллекторы потолочного пароперегревателя выполнены из труб Ø219х25 сталь 20, а выходные из труб Ø133х13 сталь 20. Входные коллекторы "холодного" пакета пароперегревателя и трубы, соединяющие их с выходными коллекторами потолочного пароперегревателя выполнены из стали 20 Ø133х13.

Выходные коллектора подвесных панелей выполнены из стали 12х1МФ Ø133х13 и соединены с пароохладителем I ступени пароперепускными трубами Ø133x10 сталь 12х1МФ (по две трубы с каждой панели). Входные коллекторы ширм Ø133x10 сталь 20, соединяются с пароохладителем I ступени 8-ю трубами сталь 20. Входные коллекторы ширм Ø133x13 сталь 12х1МФ, соединяются 8-ю трубами Ø133x10 сталь 12х1МФ с пароохладителем II ступени. Входные камеры "горячего" пакета Ø273х35 сталь 12Х1МФ соединяются с пароохладителем II ступени 6-ю трубами Ø133x8 сталь 12х1МФ.

Схема движения пара по пароперегревателю. Пар из барабана по девяти трубам подводится к трём входным камерам потолочного пароперегревателя, откуда по 165 трубам трубам направляется в 4 его выходные коллектора. В целях защиты от пережога труб "холодного" пакета пароперегревателя, который возложен из-за значительного выпадения солей из пара, он вынесен в относительно холодную часть первого конвективного газохода, располагаясь выше последней ступени водяного экономайзера. Пар по 4 трубам из выходных коллекторов потолочного пароперегревателя направляется во входные коллектора "холодного" пакета пароперегревателя и далее в "холодный" пакет. "Холодный" пакет устроен так, что левые его змеевики переходят в две подвесные панели правой стороны газохода, а правые змеевики переходят в две подвесные панели левой стороны газохода. Из подвесных панелей пар попадает в четыре камеры, из которых перепускается по восьми трубам в пароохладитель первой ступени. В одном его коллекторе осуществляется смешение пара левых двух панелей, во втором коллекторе правых двух панелей. Далее специальной конструкцией пароохладителя осуществляется вторичный переброс пара левой стороны подвесных панелей в ширмы правой стороны газохода, а пара подвесных панелей правой стороны газохода в ширмы левой стороны газохода, пройдя ширмы, пар направляется по восьми трубам в пароохладитель второй ступени, где осуществляется третий переброс пара, из правых ширм в левую секцию "горячего" пакета, из левых ширм в правую секцию "горячего" пакета, из левых ширм в правую секцию "горячего" пакета. Пар из пароохладителя второй ступени во входные коллектора "горячего" пакета перебрасывается по шести трубам Ø133x10мм. пройдя "горячий" пакет пароперегревателя, пар поступает в его выходные коллектора и из них по шести трубам Ø133×10мм. подводится в паросборную камеру, откуда поступает в главный паропровод.

Перебросы пара из поверхностей нагрева пароперегревателя левой стороы газохода в поверхности пароперегревателя котлов БКЗ-160-100ГМ, производится в целях выравнивания температуры пара, проходящего через пароперегреватель, размещенный в газоходе значительной ширины, де могут возникнуть температурные перекосы по обогревающим газам и, как следствие, перекос по температуре левого и правого потоков пара.

Регулирование температуры пара.

Регулирование температуры пара осуществляется комбинированным воздействием на тепловосприятие пароперегревателя по газовой стороне, рециркуляцией дымовых газов и по паровой стороне впрыском "собственного" конденсата в пароохладителях.

Рециркуляция дымовых газов благоприятно сказывается на статической характеристике пароперегревателя, а основную роль защиты от чрезмерного повышения температуры пара по тракту и поддержания конечной температуры выполняют две ступени впрыскивающих пароохладителей, расположенных соответственно до и после ширм. Для получения конденсата котел оборудован конденсаторами. Охлаждение насыщенного пара, поступающего из барабана котла в конденсаторы, производится питательной водой, прошедшей первый по ходу воды пакет змеевиков экономайзера. Пройдя змеевики конденсатора, вода через подвесные панели экономайзера, экранирующие боковые стены в области горизонтального газохода, направляется во 2-ю ступень экономайзера. Полученный конденсат сливается в конденсатосборник, из которого поступает в раздаточную камеру. Подача конденсата в пароохладители первой ступени осуществляется с помощью подсоса паровым эжектором, расположенным в камерах пароохладителей. Подача конденсата в пароохладители второй ступени осуществляется за счет перепада давлений между барабаном и камерой каждого из пароохладителей. Расход конденсата в пароохладителе второй ступени не должен превышать 5т/ч, что эквивалентно снижению температуры пара на 10⁰С.

1.1.6. Опускной газоход (экономайзер)

В опускном газоходе расположены конвективный пароперегреватель и экономайзер. Верхняя часть опускного газохода экранирована трубами потолочного пароперегревателя и подвесными панелями пароперегревателя. Экономайзер выполнен в виде пакетов гладкотрубных змеевиков 32х4мм. из углеродистой стали, расположенных в шахматном порядке и занимающих всю глубину опускного газохода. На котле предусмотрена рециркуляция водяного экономайзера: из водяного объёма по трубеØ60×4мм в общую питательную линию после лобовой задвижки, линия рециркуляции имеет 2 запорных органа. Экономайзер и I ступень пароперегревателя опираются на балки. Выходная ступень пароперегревателя (III ступень) крепится на трубах подвесных панелей. Опорные балки пакетов экономайзера, а также I ступени пароперегревателя выполнены с воздушным охлаждением. Один конец каждой балки соединен с атмосферой, сброс охлаждающего воздуха выполнен в газоход перед дымососами.

1.1.7 Узел питания котла

На котлах применена однониточная схема питания. Узел регулирования питания, состоит из основной питательной линии с регулирующим клапаном Ду-175 и трех байпасов, с условными диаметрами Ду-100, Ду-50, Ду-20. Такая схема принята для того, чтобы облегчить условия работы регулирующих клапанов, особенно при большом перепаде на клапане из-за несоответствия напора насоса и давления в барабане котла и при малых расходах

Байпас Ду-20 предназначен для заполнения котла водой и для первых подпиток при растопке.

Основная линия питания Ду-175 включается в работу при нагрузке котла свыше 50%. Линия питания Ду-100 включается при нагрузке котла менее 50%. Линия Ду-50 включается во вторую стадию растопки, т.е. при увеличении давления и производительности котла. Не допускается работа регулирующих клапанов с перепадом давления более 30кгс/см².

Трубопровод питательной воды котельного цеха начинается задвижкой, расположенной после врезки перемычки между "холодным" и "горячим" стояками, позволяющих включить любой стояк на котел

1.1.8 Отбор проб воды и пара

Для осуществления химического контроля котловой и питательной воды, пара, на котле имеются устройства для отбора проб.

Отборы предусмотрены из следующих точек:

1) Котловая вода из барабана - 2 точки;

2) Котловая вода из выносных циклонов - 1 точка;

3) Насыщенного пара из паро-перепускных труб - 3 точки;

4) Пар выносных циклонов - 1 точка;

5) Перегретый пар из паропровода - 1 точка;

6) Питательная вода из питательного трубопровода - 1 точка.

Для понижения температуры отбираемой пробы воды и пара все линии проходят три холодильника на каждый котел. Холодильники с запорной арматурой расположены с правой стороны котла.

1.1.9 Тягодутьевая установка

Котел оборудован двумя вентиляторами типа ВДН - 18 ПУ следующих параметров:

Производительность - 115000м³/час

Напор - 365кгс/м²

КПД - 82%

Электродвигатель мощностью - 200кВт

Число оборотов - 980об/мин.

Напряжение обмотки статора - 3000В

Забор наружного воздуха на всас вентиляторов может производиться как с помещения котельной, так и вне его.

Регулирование производительности вентиляторов осуществляется направляющим аппаратом осевого типа. Для поддержания требуемой температуры воздуха на входе в воздухоподогреватель котла №6, установлены калориферы (на паре) в количестве 9 штук перед каждым РВП. Котел предназначен для работы под разрежением. Транспортировка продуктов сгорания у котла №6 осуществляется двумя дымососами типа Д 15,5х2У:

Производительность 159х10³м³/час

Напор 240кгс/м²

КПД 68%

Электродвигатель типа ДА - 30

Мощность 250кВт

Число оборотов 730об/мин.

Напряжение обмотки статора 3000в.

Регулирование производительности дымососа осуществляется направляющим аппаратом осевого типа.

1.1.10 Регенеративный воздухоподогреватель (РВП)

Для повышения КПД котла необходимо свести к минимуму потерю тепла с уходящим газами, для этого применяется подогрев воздуха в воздухоподогревателях. В современных котлах высокого давления воздухоподогреватели используют большую часть тепла уходящих газов, что повышает общий КПД котлоагрегата примерно на 10% и уменьшает зависимость КПД от нагрузки.

В случае применения подогретого воздуха, при той же производительности котла размеры топочной камеры для сжигания газа и мазута заметно уменьшается, снижается стоимость котла, а так же происходит ускорение процессов горения, т.е. уменьшается время, необходимое для сгорания топлива в топке.

Существует два вида воздухоподогревателей: рекуперативный и регенеративный. Основным видом рекуперативных воздухоподогревателей является трубчатый с вертикально расположенной трубной системой. Внутри труб проходят продукты сгорания (продольное омывание), тепло которых передается воздуху, движущемуся между трубами (поперечное омывание). В котлостроении применяются так же пластинчатые, ребристые и гладкостенные чугунные воздухоподогреватели.

В последнее время большое распространение получил регенеративный воздухоподогреватель, особенно в котлоагрегатах сжигающих мазут или газ. Основным типом регенеративного воздухоподогревателя являются вращающиеся воздухоподогреватели (РВП), у которых поверхностью теплообмена служит набивка, из тонких гофрированных стальных листов, образующих каналы малого эквивалентного диаметра (dэ 7÷10 мм) для прохода продуктов сгорания и воздуха.

На котле №6 применены два РВП-3600, которые располагаются за водяным экономайзером по ходу газов и установлены между конвективной шахтой и дымососами.

Основными элементами РВП являются: корпус, ротор, вал ротора, верхние и нижние плиты с коробами, балка с приводом, нижний центрирующий подшипник, уплотнение и набивка.

Набивкой заполнен цилиндрический пустотелый ротор, который по сечению разделен глухими перегородками на изолированные друг от друга секторы. Ротор РВП медленно вращается (4 об/мин) вокруг вертикальной оси в неподвижном цилиндрическом стальном корпусе. Секторными плитами корпус разделен на две части. В одну из них через горловину сверху вниз поступает продукт сгорания, в другую, снизу вверх, холодный воздух. Движение пазового и воздушного потоков раздельное и непрерывное, а набивка попеременно проходит эти потоки. Тепло, аккумулированное металлической набивкой при проходе горячего газового потока, отдается затем проходящему через нее воздушному потоку и происходит непрерывный нагрев воздуха. Движение потоков противоточное.

РВП имеет следующие достоинства: компактность, малая металлоемкость, не высокое сопротивление, дешевизна, меньшая трудоемкость при ремонтах.

Недостатки РВП: наличие вращающихся элементов и системы водяного охлаждения редуктора и подшипника, сложность уплотнения при разделении потоков, повышенный переток воздуха в газовый поток (более 10%) что приводит к потере тепла с уходящими газами, невозможность высокого подогрева воздуха (350 - 380⁰С) из-за коробления гофрированной набивки. При эксплуатации РВП, особенно при сжигании топлива с высоким содержанием серы остро встает вопрос коррозии набивки. Наибольшей коррозии подвергается та часть набивки, которая расположена, в зоне низких температур, там, где входит холодный воздух и уходят дымовые газы. Эта набивка выполнена съемной для возможности ее замены, а зона ее установки, носит условное название "холодной" части РВП.

Остальная часть набивки не подвергается значительной коррозии, т.к. расположена в зоне высоких температур, на входе горячих дымовых газов и выходе подогретого воздуха. Конструкцией РВП замена этой части ее набивки не предусмотрена, а место установки носит условное название "горячей" части РВП

Температура уходящих газов за РВП обусловлена точкой росы, численное значение которой зависит от сжигаемого топлива. Для топлив сжигаемых на котле №6 - на газе tух124⁰С, на мазуте tух171⁰С. Для уменьшения коррозии хвостовых поверхностей, расположенных в зоне низких температур, на котле №6 поднята температура уходящих газов при сжигании сернистого мазута за счет подогрева холодного воздуха перед входом в РВП водяными калориферами.

При сжигании топлив, содержащих серу, образуется сернистый ангидрид SO₂ и серный ангидрид SO₃ (0,8-1% от общего количества серы), который в соединении с водяными парами образует серную кислоту. Наличие даже незначительного количества паров серной кислоты в дымовых газах приводит к резкому росту температуры точки росы. Наличие в котлоагрегате поверхностей нагрева имеющих температуру стенки металла ниже температуры точки росы, обуславливает на них конденсацию паров серной кислоты и интенсивную коррозию этих участков.

Основные характиристики РВП

-       РВП-3600 служит для подогрева воздуха идущего в топку котла №6 до температуры на газе 205⁰С и на мазуте 260⁰С.

-       Поверхность нагрева "горячей" части 3900м²

-       Поверхность нагрева "холодной" части 1700м²

-       Общая поверхность нагрева РВП-3600 - 5600м²

-       Общая поверхность нагрева РВП котла 11200 м²

-       Сечение для прохода газа в "горячей" части 3,88 м²

-       Сечение для прохода воздуха в "горячей" части 3,88 м²

-       Сечение для прохода газа в "холодной" части 4,25м²

-       Сечение для прохода воздуха в "холодной" части 4,25м²

-       Температура уходящих газов:

-       Перед горячей частью РВП на газе 268⁰С, на мазуте 322⁰С

-       За "горячей" частью РВП на газе 164⁰С, на мазуте 210⁰С

-       За "холодной" частью РВП на газе 124⁰С, на мазуте 171⁰С

-       Температура воздуха:

-       На входе в РВП при работе на газе 30⁰С, на мазуте 80⁰С

-       За "холодной" частью РВП на газе 75⁰С, на мазуте 123⁰С

-       За "горячей" частью РВП на газе 205⁰С, на мазуте 260⁰С

1.2 Пуск котла

Общие положения.

1.       Первоначальный пуск установки после монтажа должен производиться под руководством ответственного лица, имеющего опыт работы на данном топливе и назначаемого руководителем предприятия. После выхода котельной установки из капитального или среднего ремонта пуск ее производится под руководством начальника цеха или его заместителя. Во всех других случаях котельная установка должна пускаться под руководством начальника смены или старшего машиниста.

2.       После окончания монтажных работ котельная установка вводится в эксплуатацию только после приемки основного и вспомогательного оборудования в порядке, установленном действующими правилами.

.        Перед пуском котельной установки из ремонта или длительного резерва (более3-х суток) должны быть проверены исправность и готовность к включению вспомогательного оборудования, контрольно-измерительных приборов (КИП), средств дистанционного управления арматуры и механизмами, авторегуляторов, защит, блокировок и средств оперативной связи. Выявленные при этом неисправности должны быть устранены. При неисправности защит, действующих на останов котла, пуск его запрещается.

Периодичность и объем профилактического осмотра котельной установки.

Периодичность: перед каждой растопкой.

.        Убедиться, что закрыты запорные вентили на трубопроводах подвода мазута к котлу и запорные вентили перед каждой мазутной форсункой, а также вентиль запорный на отводе мазута от котла в обратную магистраль.

2.       Убедиться, что закрыты запорные органы на трубопроводе подвода газа к котлу и запорные органы на трубопроводе подвода газа к каждой горелке.

.        Проверить закрытие вентилей на линии подачи пара для продувки трубопровода мазута и вентилей на паровой линии к каждой форсунке.

.        Убедиться, что закрыт подвод газа к запальникам.

.        Провентилировать топку, газоходы, воздухопроводы, включив в работу дымосос и вентилятор. Вентиляция должна длиться 10 минут с расходом воздуха не менее 25%. До вентиляции запрещается вносить в топку и газоходы котла любой открытый огонь, а также переносную лампу (электролампу). После вентиляции отключить вентилятор и дымосос. После вентиляции взять пробу из верхней части топки для определения отсутствия газа.

.        Осмотреть топку (амбразуры горелок, мазутные форсунки, запальники). Убедиться в правильности положения установленных в газоходах и РВП первичных органов контрольно-измерительных приборов (трубок тягомеров, термопар и др.) и устройств отбора импульсов для авторегулирования. При осмотре поверхностей нагрева обратить внимание на отсутствие тлеющих отложений. После осмотра все лючки и лазы плотно закрыть.

.        Проверить исправность всей арматуры на пароводяном тракте. При этом обратить внимание на достаточность сальниковой набивки. Штоки арматуры должны быть очищены. Шпилька сальников должна иметь запас для подтяжки. Проверить состояние дистанционных приводов арматуры и правильность направления указателей вращения.

.        Осмотреть верхние водоуказательные приборы (опробовать все вентили и убедиться в достаточности освещения).

.        Проверить исправность импульсно-предохранительных устройств, обратив внимание на правильность положения грузов на импульсных клапанах (установленные хомуты грузов должны быть закреплены, рычаги клапанов свободно ходить в вилках) и на наличие жидкости в демпферных камерах главных предохранительных клапанов.

.        Проверить возможность свободного расширения элементов котла при нагревании согласно схеме тепловых расширений.

.        Проверить готовность к работе установки для ввода фосфатов.

.        Если во время останова котла проводились работы внутри барабана, то произвести внутренний осмотр его для проверки надежности крепления и плотности внутрибарабанных устройств. Посторонние предметы и грязь из барабана должны быть удалены. Перед закрытием барабана весь рабочий инструмент должен быть проверен по количеству, чтоб ничего не осталось в барабане.

.        Проверить готовность к включению средств пожаротушения.

.        Проверить готовность к работе устройств обдува и обмыва РВП и ВЭ.

.        Проверить состояние изоляции, а также всей гарнитуры по котлу и газоходам.

.        Проверить чистоту площадок, лестниц и самого оборудования, убрать посторонние предметы и мусор.

.        Проверить исправность и достаточность основного и аварийного освещения котла и вспомогательного оборудования.

.        Проверить исправность связи и сигнализации.

.        Проверить путем закрытия и открытия исправность и легкость хода клапанов, а также соответствие надписей, указывающих их положение, исправность дистанционных приводов и соответствие установки концевых выключателей.

.        Проверить готовность к пуску всего вспомогательного оборудования. Перед включением в работу соответствующих механизмов убедиться в надежной работе их систем смазки и охлаждения.

.        Убедиться в наличии масла в редукторах РВП.

.        Собрать электрические схемы вспомогательного оборудования и проверить правильность действия технологических блокировок.

.        Подготовить к включению все контрольно-измерительные приборы, блокировки, защиты и авторегуляторы. При неисправном состоянии дистанционного управления арматурой, контрольно-измерительных приборов, защит, блокировок и сигнализации пуск котла не допускается.

.        Снять первоначальное показание реперов, показывающих величину теплового расширения отдельных элементов котла.

Подготовка растопочных схем.

.        Подготовить пароводяной тракт к заполнению котла водой, для чего

открыть:

-       Все воздушники на котле и на узле питания (если он не под давлением).

-       Вентили на линиях подвода воды к охладителям проб пара и воды.

-       Верхние вентили на линии ввода фосфатов.

-       Верхние вентили на линиях отбора проб воды и пара.

-       Паровой и водяной вентили на водоуказательных приборах.

-       Вентили на дренажах камер пароперегревателя.

-       Главную паровую задвижку (ГПЗ) и вентили продувки пароперегревателя в атмосферу.

-       Вентили на линиях к манометрам.

закрыть:

-       Всю регулирующую и запорную арматуру на основном питательном трубопроводе и байпасных линиях узла питания, вентили на дренажных линиях котла, кроме дренажей камер пароперегревателя.

-       Вентили на линии рециркуляции воды из барабана котла до экономайзера.

-       Вентили на линии аварийного слива из барабана котла.

-       Вентили и клапан на линии непрерывной продувки.

-       Запорную задвижку на питательном трубопроводе перед экономайзером.

-       Нижние вентили на линиях отбора проб воды и пара.

-       Продувочные вентили водоуказательных приборов.

-       Запорную и регулирующую арматуру на линиях впрыска конденсата.

-       Вентиль на линии регулирования кратности концентраций солесодержания.

Собрать схему газопроводов котла.

Заполнение котла водой

До заполнения котла водой убедиться в плотном закрытии лазов барабана. Включить в работу все указатели уровня.

Заполнять котел в следующей последовательности:

-       Поставить под давление питательную линию и узел питания до запорной задвижки перед экономайзером. Заполнение трубопроводов водой следует производить медленно и осторожно, при открытых воздушниках, не допуская толчков и ударов. При появлении сплошной струи из воздушников питательных трубопроводов их следует закрыть.

-       После осмотра и проверки готовности котла и вспомогательного оборудования к пуску приступить к заполнению котла водой. Заполнение котла производить через дренажи, по специально смонтированным линиям заполнения котла водой из дренажных баков. Или через байпас ДУ-20мм. на узле питания.

-       При заполнении котла водой, во избежание недопустимых термических напряжений в теле барабана, следует:

§  не допускать заполнение барабана котла перед растопкой, если температура в какой-либо его точке превышает 160⁰С; Если температура металла верха барабана превышает 140°, заполнение его водой для гидроопрессовки не допускается.

§  Разница температур воды и стенки барабана при его заполнении не должна превышать +40⁰С;

-       С целью создания благоприятных условий для работы ширмовых поверхностей нагрева пароперегревателя во время растопки, температура воды в экранах и барабане котла (до розжига форсунки) должна быть не менее 80° С. При более низкой температуре следует частично или полностью заменить воду более горячей, путем дренирования ее через нижние точки экранов.

-       Котел следует заполнить водой до растопочного уровня (низший видимый уровень в водоуказательном приборе). Во время заполнения котла следует проверить плотность общих дренажей котла и экономайзера (по температуре труб после запорных вентилей).

-       После заполнения котла убедиться, что уровень воды в барабане не снижается. В противном случае необходимо найти утечку и устранить.

-       Проверить плотность регулирующих клапанов, для чего необходимо наблюдать за уровнем при открытой запорной арматуре и закрытом, регулирующем клапане. При пропуске клапана, его следует исправить до пуска котла. Аналогичную проверку необходимо провести на всех байпасах, оборудованных регулирующими клапанами. После проверки плотности регулирующих клапанов оставить их в закрытом положении. Запорные органы на узле питания закрыть.

-       Открыть вентили на линии рециркуляции воды из барабана до экономайзера.

Подготовить мазутное хозяйство к работе, для чего:

-       Проверить наличие полного комплекта форсунок. Все форсунки должны быть проверены и протарированы на водяном стенде. Проверку форсунок на стенде производить при давлении воды близком к рабочему давлению мазута перед форсункой.

-       Прогреть мазут путем рециркуляции в обратную магистраль.

-       Давление мазута перед котлом должно быть 20-25кгс/см²и температура 90-120°С.

-       Давление пара перед форсунками 8-13кгс/см².

-       Прогреть подводящие трубопроводы к калориферам, с тем, чтобы перед пуском вентилятора включить в работу калориферы (котел №6).

-       Включить все КИП, дистанционное управление и все технологические защиты и блокировки, не препятствующие растопке котла.

С началом вентиляции котла начать подготовку газового хозяйства, для чего:

-       Убедиться, что запорная задвижка на газопроводе к котлу закрыта полностью.

-       Проверить закрытие задвижек на газопроводе к горелкам.

-       Включить все манометры на газопроводах.

-       Убедиться, что вентили на всех продувочных свечах открыты.

-       Клапан-отсекатель и регулирующий клапан (ПРЗ) на газопроводе к котлу должны быть открыты.

-       Подготовить мыльный раствор для проверки плотности газопровода. Проверить, не забит ли льдом, снегом и т.п. выхлоп свечей.

-       Приступить к продувке и заполнению газопровода котла. Для этого следует медленно открыть запорную задвижку на отводе газопровода к котлу.

-       Проверить газопровод, арматуру на плотность путем обмывания. Пользоваться открытым огнем при выполнении этой работы запрещается.

-       Продувку газопровода проводить не менее 15-20минут.

-       Газопровод считается заполненным, если содержание О²в пробе не выше 1,0%.

Пуск котла на природном газе.

Перед пуском котла (ремонт, резерв более трех суток) проверяется исправность тягодутьевых машин, вспомогательного оборудования, средств измерений и дистанционного управления, регуляторов, а также работоспособность блокировок, защит, сигнализации, средств оперативной связи, проводится проверка срабатывания ПЗК котла с воздействием на исполнительные механизмы.

При простое котла менее трех суток проверке подлежат только средства измерения, оборудование, механизмы на которых производился ремонт.

Пуск газа в газопровод котла должен производится при включенных в работу дымососах, дутьевых вентиляторах. Продувать газопроводы котла через трубопроводы безопасности или через горелочные устройства котла не допускается.

Перед растопкой котла из холодного состояния должна быть проведена, при включенных в работу тягодутьевых механизмах, предпусковая проверка плотности закрытия отключающих устройств перед горелками котла, включая ПЗК. При обнаружении негерметичности затворов отключающих устройств растопка котла не допускается.

Непосредственно перед растопкой котла должны быть провентилированы с включением всех дымососов и дутьевых вентиляторов газоходы и топка котла в течении не менее 10 минут при открытых шиберах газовоздушного тракта и расходе воздуха не менее 25% от номинального.

Растопка котла должна производиться при работающих дутьевых вентиляторах и дымососах. Если газопроводы перед растопкой продувались газом, т.е. находились не под избыточным давлением, следует определить содержание кислорода в газопроводах котла. Содержание кислорода в газе не должно превышать 1% по объему.

Растопку котла можно начинать с любой растопочной горелки (№2,3). Розжиг горелки производить растопочным факелом ручного запальника, для чего зажженный факел поднести к устью разжигаемой горелки, дать через амбразуру немного воздуха, полностью открыть газовую задвижку и, постепенно приоткрывая задвижку с ручным приводом, подать газ непосредственно на пламя запальника. Газ должен сразу загореться.

Воздействуя на подачу газа и воздуха нужно отрегулировать горение так, чтобы пламя было ярким и бездымным, а факел достаточно мощным и устойчивым. Разряжение в топке котла должно во всех случаях поддерживаться 2-3 мм. в. ст. Вслед за первой горелкой включить таким же способом остальные горелки необходимые для растопки котла. Растопку котла вести не менее чем на двух горелках. Последующее зажигание горелок производить в таком порядке, чтобы прогрев топки происходил равномерно по ее ширине.

Первоначально зажигаются две горелки расположенные посередине нижнего яруса (№2,3), затем крайние горелки (№1,4). По мере увеличения нагрузки включают горелки второго яруса, также попарно, сперва средние (№6,7) затем крайние (№5,8), либо наоборот. Если при зажигании горелок газ не загорится то следует немедленно, закрыв регулировочную задвижку газопровода горелки, убрать растопочный и, провентилировав топку в течении 10 минут, приступить к розжигу горелок в указанном выше порядке. При устойчивом горении растопочный факел из под горелки убрать.

Разжигая горелки, не следует стоять против гляделок, чтобы не пострадать от случайного выброса газа. Включение в работу горелок и подачу газа регулировать в соответствии с требуемой продолжительностью растопки.

Работа котла на газе.

Во время работы на газе нужно следить за исправностью газопроводов, горелок, измерительных приборов и арматуры, отсутствием утечек газа через свечи, сальниковые и фланцевые уплотнения, а так же в местах подсоединения КИП к импульсным линиям от газопровода.

Мазутное хозяйство и форсунки должны быть готовы к быстрому включению в работу без ущерба для параметров пара и снижения паропроизводительности даже при полном прекращении подачи газа. Режим горения контролировать по показаниям газоанализатора и замерам расхода воздуха. Расход и давление газа и воздуха перед горелками держать в соответствии с режимной картой. Регулирование нагрузки котла производить изменением давления газа и числом работающих горелок.

Изменяя подачу газа к горелкам менять соответственно и подачу воздуха, действуя в следующей последовательности:

а)       уменьшая нагрузку сначала убавить газ, затем убавить подачу воздуха, затем убавить тягу;

б)      увеличивая нагрузку сначала прибавить тягу, затем прибавить дутье, а потом уже прибавить газ.

Регулируя нагрузку, следует менять подачу воздуха и газа последовательно небольшими ступенями, а не в один прием. Разрежение вверху топки во всех случаях должно быть 1÷2 мм. вод. ст. Запорные и регулировочные задвижки перед горелками держать полностью открытыми, допуская прикрытие регулировочных только для обеспечения нужного распределения газа по горелкам.

Регулирование нагрузки давлением газа осуществляется поворотно регулирующей заслонкой (ПРЗ). Включая и выключая горелку по газу, соответственно включать и выключать подачу к ним воздуха.

Распределение газа и воздуха по горелкам регулировать, ориентируясь по виду факела и показаниям кислородомера. При недостатке воздуха факел удлиняется, иногда появляется дым. При больших избытках воздуха факел укорачивается. Нужно добиваться, чтобы факел равномерно заполнил всю топочную камеру и не залетал через перевал в межширмовое пространство. Факел должен быть полупрозрачным, иметь светлосоломенно - желтый цвет, конец факела должен быть чистым и не иметь дымных языков. Из дымовой трубы должны выходить лишь совершенно прозрачные продукты сгорания. Во время работы нужно следить, не просачивается ли газ сквозь неработающие горелки, и не горит ли в горелках, угрожая их пережогом. Нужно следить также за состоянием обмуровки.

При изменении избытка воздуха не допускать его снижения ниже L^"_m = 1,1. Если мероприятия по регулированию соотношения газ - воздух не устраняет дымления, то необходимо убавить газ и снизить нагрузку на котле.

Оперативному персоналу (машинистам котлов, НСК, НСС) необходимо помнить: перед каждой растопкой котла находившегося в резерве более трех суток необходимо проверить работу технологических защит:

а)       невоспламенения факела первой растапливаемой горелки;

б)      погасания факелов всех горелок в топке (общего факела);

в)      отключения всех дымососов;

г)       отключения всех вентиляторов;

д)      отключения всех РВП;

е)       недопустимое давление газа ПРЗ.

Перед пуском газа к котлу необходимо провести контрольную опрессовку газопровода с целью проверки герметичности запорных устройств перед горелками. После растопки котла необходимо убедиться, что вся проектная система автоматических защит котла включена в работу.

Подача газа в газопроводы котла должна быть немедленно прекращена оперативным персоналом в случаях:

а)       несрабатывания технологических защит;

б)      разогрева несущих балок каркаса или колонн котла, обрушении обмуровки;

в)      пожара, угрожающего персоналу, оборудованию или цепям дистанционного управления, входящим в схему защиты котла;

г)       исчезновении напряжения на устройствах дистанционно и автоматического управления или на всех контрольно - измерительных приборах;

д)      разрушение газопровода котла.

1.3 Обслуживание котла во время нормальной его эксплуатации

При номинальной работе котла на номинальных параметрах все авторегуляторы должны быть включены. О качестве работы регуляторов машинист котла судит по показаниям регистрирующих и показывающих приборов. Регулирование не должно сопровождаться частыми и значительными колебаниями регулируемых величин. При появлении, каких - либо ненормальностей в работе авторегулятора, машинист котла должен перейти на ручное дистанционное управление.

Основная задача эксплуатационного персонала - вести рабочий процесс в соответствии с режимной картой, составленной на основе испытаний котла, и в соответствии с данной инструкцией с тем, чтобы обеспечить:

-       Поддержание нормального давления пара на выходе из котла 95±2кгс/см²

-       Поддержание температуры пара на выходе из котла +5, - 10 от номинального значения 530⁰С При этом температуры металла змеевиков пароперегревателя, замеренные в не обогреваемой зоне, не должны превышать следующих величин " холодного" пакета - 450⁰С, ширм - 540⁰С, "горяего" пакета - 560⁰С. Рост температуры пара сверх допустимых значений может произойти, при изменении положения факела в топке, повышения избытков воздуха, снижение температуры питательной воды и т.д. Более высокая температура пара с одной стороны котла указывает на перекос температуры газов в топке или на местное загрязнение пароперегревателя.

-       Равномерное питание котла водой. Отклонение от среднего уровня воды в барабане при дистанционном регулировании питания не должно превышать +50, - 50 мм, при нормальной работе автомата питания отклонение от среднего уровня воды не должно превышать +20, - 20 мм.

-       Надежную работу котла при максимальной экономичности сжигания топлива и минимальном расходе электроэнергии на собственные нужды.

Во время работы котельной установки необходимо вести систематические наблюдения:

-       За работой приборов теплового контроля.

-       За топочным режимом, контролируя температуры газов по газоходам, не допуская температурных перекосов, температурой и давлением воздуха до и за воздухоподогревателем. Поддерживать нормальное разрежение вверху топки на уровне 2-3 кгс/м², при этом котел не должен газить.

-       За чистотой конвективных поверхностей нагрева котла.

-       За исправностью мазутных форсунок и амбразур горелок.

-       За состоянием изоляции, требуя своевременного устранения присосов воздуха. Присосы воздуха должны контролироваться путем осмотра установки и контрольным газовым анализом (не реже одного раза в месяц), а также до и после текущего, среднего и капитального ремонтов.

-       За исправностью арматуры котельной установки.

-       Периодически прослушивать газоходы котла в области пароперегревателя и экономайзера в целях своевременного обнаружения свищей.

-       За работой вспомогательного оборудования.

-       За состоянием основного и аварийного освещения.

-       Для снижения сернистой коррозии РВП обеспечить полное сжигание мазута при избытках воздуха за пароперегревателем. Температуру воздуха подаваемого в воздухоподогреватель поддерживать не ниже 80⁰С.

-       Каждый понедельник в дневную смену необходимо проверять состояние металлоконструкций котла. При выявлении нарушения целостности металлоконструкции или нагреве несущих балок каркаса докрасна, необходимо доложить НСК

-       если котёл в зимнее время находится в резерве, то организовать наблюдение за температурой стенок поверхностей нагрева (экранная система). При остывании котла, заполнить его горячей водой и через аварийный слив - заменить холодную воду в экранной системе.

1.4 Порядок останова котла

Плановый останов котла производится постепенным снижением нагрузки. При достижении нагрузки около 70% от номинальной, котел перевести с автоматического управления на дистанционное и продолжать постепенно снижать нагрузку котла. Снижение нагрузки до 80 т/час производится уменьшением давления топлива, а в дальнейшем отключением горелок. Номинальное давление пара за котлом разрешается поддерживать до нагрузки не ниже 50% от номинальной. При нагрузке на котле 80 т/час включить РОУ 100/1,2 ати. отключить котел от магистрали, закрыв задвижку в турбинном цехе и выключить все оставшиеся горелки. После снижения пара до минимально возможного по условиям давления в отборе, отключить РОУ, включить продувку пароперегревателя, закрыть ГПЗ и открыть дренажи паропровода. При прекращении отдачи пара из котла - продувку пароперегревателя закрыть.

После отключения всех горелок (если котел работал на газе) необходимо:

Закрыть задвижку на газопроводе к котлу.

Закрыть задвижки перед горелками.

Открыть свечи безопасности и продувочные свечи.

Произвести вентиляцию топки, газоходов и воздухопроводов котла при работающих вентиляторах и дымососах в течение не более 15 минут. Затем дутьевые вентиляторы и дымососы остановить и закрыть их направляющие аппараты.

При прекращении постоянной подпитки котла открыть вентили на линии рециркуляции из барабана к экономайзеру. При снижении уровня воды в барабане до нижнего допустимого - произвести подпитку котла с возможно меньшим расходом для предотвращения недопустимых термических напряжений в теле барабана. Подпитать котел до верхнего допустимого уровня, после чего питание прекратить. При подпитке закрыть вентили на линии рециркуляции барабан - экономайзер. Запрещается производить подпитку остановленного котла с дренированием воды в целях ускоренного охлаждения барабана даже небольшим количеством холодной питательной воды.

Во время останова котла, также как при пуске, необходим тщательный контроль, за разностью температур тела барабана, которая не должна превышать 60⁰С между верхом и низом.

Для уменьшения разности температур металла верха и низа барабана, необходимо после вентиляции котла закрыть все шибера по газовоздушному тракту, лазы, гляделки.

После отключения последней горелки произвести тщательную обмывку РВП, осмотреть топку, газоходы котла и РВП. Убедиться в отсутствии очагов горения сажи.

Прекратить ввод фосфатов в котел, остановить насосы - дозаторы, а затем закрыть вентили перед барабаном котла.

Произвести продувку линий отбора проб воды и пара для очистки этих линий от шлама и отложений, а затем отключить их от котла.

Через 6 часов после останова котла необходимо произвести продувку нижних точек экранов для удаления шлама, после чего медленно Подпитать котел до верхнего допустимого уровня. Через 8-10 часов продувку через нижние точки и подпитку повторить.

В случае необходимости спуска воды из остановленного котла спуск следует производить после снижения давления в котле до атмосферного. Разрешается спуск воды из остановленного котла с естественной циркуляцией после понижения давления в нём до 10 кгс/см². При спуске воды необходимо:

Открыть все дренажи экранов, экономайзера, пароперегревателя, камеры впрысков.

Открыть вентиля на линии рециркуляции экономайзер-барабан, на линии непрерывной продувки. При уменьшении давления в котле до 0,5-1,0ати. Открыть продувку пароперегревателя и все воздушники. Происходит обеспаривание котла и просушка внутренних поверхностей труб, коллекторов, барабана.

Ориентировочное время расхолаживания котла 18 часов.

Аппараты дымососов, лазы, лючки, должны быть в закрытом положении (в течении первых 4-6 часов), после истечения указанного времени лазы, лючки, направляющие аппараты дымососов открываются полностью. В это же время необходимо произвести небольшую продувку нижних точек для удаления шлама, после чего медленно подпитать котёл до верхнего уровня. Через 8-10часов продувку через нижние точки повторить. При снижении давления в барабане до 10 кгс/см^{2 -} отключить РРОУ и открыть продувку пароперегревателя. Допускается пуск дымососа для вентиляции котла лишь через 8-10 часов после вентиляции котла. При этом разница температур металла верха и низа барабана не должна превышать 60⁰С.

Дежурный персонал должен осуществлять надзор за остановленным котлом до полного снижения давления в котле и снятия напряжения с электродвигателей.

Запрещается выключение приборов, регистрирующих и показывающих температуру воздуха и газов до РВП и за ним, раньше, чем через 24 часа после останова котла.

При выводе котла в ремонт необходимо: отключить котёл по газу, мазуту, пару, воде. На газопроводе установить заглушку, на отключающей арматуре вывесить плакаты "не открывать, работают люди". Опорожнить котёл, открыв, дренажи и воздушники. Разобрать эл. схемы на приводы задвижек, регуляторов и шиберов, на дымососы, вентиляторы и РВП.

1.5 Перечень основных аварийных случаев и неполадок в котельном цехе

Котел должен быть немедленно остановлен и отключен действием защит или персонала в следующих случаях:

1. Повышение уровня воды в барабане на 150мм выше среднего или понижение уровня воды в барабане на 100 мм ниже среднего.

2. Прекращения действия, всех указателей уровня воды прямого действия.

3. Быстрого снижения уровня воды в барабане, несмотря на усиленное питание котла.

4. Прекращение действия всех питательных насосов.

5. Повышение давления в паровом тракте котла (свыше 119 кгс/см² в барабане или свыше 105 кгс/см² в паросборной камере)

6. При обнаружении неисправности предохранительного клапана.

7. Если в основных элементах котла (барабане, коллекторах, камерах, пароводоперепускных и водо-опускных трубах, паровых и питательных трубопроводах) будут обнаружены трещины, выпучины, пропуски в их сварных швах.

8. Погасание факела в топке.

9. Падение давления мазута перед форсунками до 3 кгс/см².

10. Отключение двух дымососов или двух дутьевых вентиляторов котла.

11. Отключение двух РВП.

12. Взрыва в топке или газоходах котла.

13. Загорания отложений в газоходах, разогрева докрасна несущих балок каркаса, при обвале изоляции, или других повреждениях, угрожающих персоналу или оборудованию.

14. Пожара, угрожающего персоналу или оборудованию, а также цепям дистанционного управления отключающей арматуры, входящей в схему защиты котла.

15. Исчезновение напряжения на устройствах дистанционного и автоматического управления и на всех контрольно-измерительных приборах. Неисправности автоматики безопасности или аварийной сигнализации, включая исчезновение напряжения на этих устройствах.

16. Нарушение тяги - 20кгс/м^{2 (}20мм. в. ст)

17. Падение давления воздуха за РВП до 10% от номинального (20 кгс/м²).

18. Падение давления газа перед горелками 500 кгс/м^{2 (}мм. в. ст).

19. Повышение давления газа перед горелками 8500 кгс/м^{2 (}мм. в. ст).

1.6 Требования по технике безопасности при обслуживании котла

1. Персонал допускаемый к обслуживанию котла должен знать:

а) инструкцию по охране труда машиниста котла;

б) правила безопасности систем газораспределения и газопотребления (ПБ 12-529-03), правила охраны труда при эксплуатации газового хозяйства (ПОТ РМ 026-2003);

в) отравляющее действие газа, допустимые и опасные для человека концентрации газа и методы их определения;

г) перечень имеющихся на электростанции мест, опасных в отношении загазованности;

д) правила производства работ и пребывания в местах, опасных в отношении загазованности;

е) признаки отравления газом;

ж) правила эвакуации лиц, пострадавших от газа, из загазованной зоны и приёмы оказания им первой помощи;

з) правила пользования шланговым противогазом.

. Спецодежда персонала не должна иметь развевающихся частей, которые могут быть захвачены движущимися механизмами. засучивать рукава спецодежды запрещается. Волосы должны быть закрыты головным убором. Весь персонал должен носить каски.

. Пуск и даже кратковременная работа механизмов без предохранительных ограждений запрещается.

. Производство ремонтных работ на не остановленных механизмах и оборудовании, находящихся под давлением и напряжением, запрещается;

. Запрещается опираться и становиться на барьеры площадок, предохранительные кожуха муфт, подшипники, а так же трубопроводы, конструкции и перекрытия, не предназначенные для прохода по ним и не имеющих специальных ограждений и поручней.

. При пуске, останове и опрессовке котлов трубопроводов и другого оборудования, находящегося под давлением, на их площадках и вблизи их разрешается находится только персоналу, непосредственно исполняющему эту работу, а так же лицам, имеющим разрешение начальника цеха или его заместителя.

. При обнаружении свищей в пароводяных трактах тепломеханического оборудования начальник смены должен немедленно определить опасную зону, принять меры к её ограждению с целью предотвращения проникновения людей в эту зону и вывесить плакаты "Опасная зона". В опасной зоне должны быть прекращены все виды работ, приняты меры по удалению из неё персонала и должно быть об этом доложено НСС.

. При отсутствии устройств, позволяющих опорожнить отключаемое оборудование и трубопроводы, предварительное опорожнение их следует производить ослаблением части болтов фланцевого соединения со стороны, противоположной месту нахождения рабочего.

. Отключение всех сосудов и другого теплосилового оборудования давлением выше 60 атм, необходимо производить двумя последовательно установленными задвижками, при наличии между ними дренажного устройства с диаметром условного прохода не менее 20 мм, имеющего непосредственное соединение с атмосферой.

В особых случаях, когда схема с бесфланцевой арматурой не позволяет отключить для ремонта участки трубопроводов двумя последовательными задвижками, допускается ремонт трубопроводов или арматуры при надёжности их отключения одной задвижкой. При этом должно отсутствовать парение через открытый на всё время ремонта на отключенном участке дренаж в атмосферу.

. При опробовании и прогреве трубопроводов после ремонта подтяжку болтов и фланцевых соединений допускается производить при избыточном давлении не выше 5 атм.

. При обслуживании газопроводов в пределах котла персонал не должен допускать образования в газопроводах взрывоопасных газовоздушных смесей. При включении газопроводы необходимо тщательно продуть газом через продувочные свечи.

Продолжительность продувки газопроводов при его заполнении должна быть не менее 10 мин. После продувки должна отбираться проба газа для анализа на присутствие кислорода, содержание которого не должно превышать 1%.

Продувка газопроводов через горелки в топочное пространство запрещается.

. Эксплуатация газопроводов в пределах котла, при наличии утечки газа запрещается.

. Площадка газопроводов котлов проверяются 1 раз в день на содержание кислорода, которое не должно быть менее 20% по объёму.

. Разлитый или протекший из-за нарушения плотности мазут следует немедленно удалить, а места, где мазут был пролит досуха вытереть.

. Запрещается отогревать огнём замёрзшие части мазутопровода.

. Эксплуатация котлов с неисправными и не отрегулированными клапанами запрещается. Запрещается заклинивать предохранительные клапана работающих котлов. Грузы рычажных клапанов должны быть застопорены на рычаге и запломбированы так, чтобы исключить возможность их самопроизвольной передвижки без отдачи стопорного приспособления.

. В непосредственной близости растапливаемого котла должны быть прекращены все ремонтные работы, а персонал, не имеющий отношения к растопке, должен быть удалён.

. Запрещается вносить открытое пламя или другие источники запала в топку подготовленного к работе котла без предварительной вентиляции топки, газоходов и воздуховодов, согласно настоящей инструкции. Время вентиляции не менее 10 мин.

При растопке на газе, кроме этого, необходимо предварительно проверить плотность закрытия задвижек к горелкам опрессовкой газопровода.

. При растопке котла, работающего на газе или мазуте, дымососы и вентиляторы должны находится в работе с начала растопки.

Непосредственно перед зажиганием газовых горелок необходимо проверить давление газа в газопроводе перед котлом, давление воздуха перед горелками, и разряжение в топке в необходимых случаях отрегулировать.

. При зажигании горелок и их регулировании изменении подачи газа и воздуха должно производиться постепенно и плавно.

. При останове котла, работающего на газе, необходимо после отключения всех горелок отключить от общей магистрали ответвления газопровода к котлу, открыть продувочную свечу на ответвлении и свечи безопасности, провентилировать топку, газоходы, воздуховоды.

При останове котла, работающего полностью или частично на газе на срок более суток задвижка на ответвлении газопровода к котлу должна быть закрыта.

. Перед производством работ по обдувке должна быть увеличена тяга, обеспечен устойчивый режим горения. Обдувка может производиться только с разрешения машиниста котла или начальника смены КЦ или СМКЦ.

. Обдувка должна быть немедленно прекращена:

а) при выбивании газов из обдувочного люка:

б) при повреждении обдувочного устройства.

. При открывании горелок и смотровых лючков запрещается стоять против них.

. Посещение топок, газоходов без касок запрещается.

. Весь персонал цеха должен уметь наложить шину при переломах, остановить кровотечение, сделать искусственное дыхание и непрямой массаж сердца.

. Запрещается нахождение вблизи опускных труб, тройников, паропроводов, выхлопных трубопроводов.

. Категорически запрещается отогревать замерзшие выхлопные трубопроводы и трубопроводы, находящиеся под давлением. Прежде, чем начать отогревание этих трубопроводов, необходимо с них снять давление.

. На каждом котле должна быть на видном месте табличка форматом не менее 300-400 мм с указаниями следующих данных:

а) регистрационного номера:

б) разрешенного рабочего давления:

в) даты (год, месяц, число) следующего внутреннего осмотра и гидравлического испытания. Техническое освидетельствование котла состоит из наружного и внутреннего осмотра и гидравлического испытания.

Техническое освидетельствование котла производится специалистом специализированной организации имеющей лицензию ГГТН на осуществление деятельности по экспертизе промышленной безопасности технических устройств, применяемых на опасном производственном объекте в следующие сроки:

а) внутренний и наружный осмотр не реже одного раза в 4 года;

б) гидравлическое испытание не реже одного раза в 8 лет.

Администрация (Владелец) обязана производить техническое освидетельствование котла в следующие сроки:

а) наружный не реже, чем через 12 месяцев и непосредственно перед предъявлением специалисту организации имеющей лицензию ГГТН, внутренний осмотр не реже одного раза в 4 года в период проведения капитального ремонта и непосредственно перед предъявлением;

б) гидравлическое испытание рабочим давлением - каждый раз после вскрытия барабана, коллектора или ремонта котла, если характер и объем ремонта не вызывают необходимости внеочередного освидетельствования.

1.7 Расчетные температуры газов, перегретого пара, питательной воды по тракту котла (данные из теплового расчета, произведенного на Тургоякской ТЭЦ)

Таблица 2

Теоретическая температура горящего факела	Газ
	2150°С
Температура газов: на выходе из топки за II ступенью пароперегревателя за III ступенью пароперегревателя за I ступенью пароперегревателя за II ступенью водяного экономайзера за I ступенью водяного экономайзера за РВП	1193°С 1008°С 894°С 634°С 470°С 361°С 178°С
Температура пара: за I ступенью пароперегревателя за II ступенью пароперегревателя за III ступенью пароперегревателя	410°С 496°С 535°С
Температура воды: на входе в водяной экономайзер за I ступенью водяного экономайзера за II ступенью водяного экономайзера	215°С 248°С 318°С
Температура воздуха за РВП	298°С

2. Тепловой расчет парового котла БКЗ-160-100 ГМ

2.1 Расчет объемов, энтальпий и избытка воздуха и продуктов сгорания

Топливом для котла типа БКЗ-160-100 ГМ является природный газ г/п Саратов-Москва.

Состав этого природного газа (%), теплота сгорания (ккал/м³), плотность (при о ˚C):

Принимаем [1], таблица IV

. Теоретический объём воздуха и продуктов сгорания (м³) при сжигании 1м³ сухого природного газа (при а-1) :

объем:

 

m-число атомов углерода

n-число атомов водорода

м³/м³

Теоретический объём азота V,

 

Объём трёхатомных газов , м³/м³ в продуктах сгорания при сжигании газа:

 

Объём водяных паров , м³/м³

,

где

d=10 - влагосодержание газообразного топлива, отнесенное к 1 м³ сухого газа, г/м³

) Коэффициенты избытка воздуха по тракту котла:

Принимаем ([1], таблица XX, стр.175):

 - коэффициент избытка воздуха для верха топки;

Коэффициенты избытка воздуха в других участках газового тракта получаются путем прибавления к  присосов воздуха, принимаемых по ([1], таблица XVII стр.171).

 - присосы воздуха на каждую ступень пароперегревателя;

 - коэффициент избытка воздуха на выходе из 3 ступени пароперегревателя;

-коэффициент избытка воздуха на выходе из 2 ступени пароперегревателя;

 - коэффициент избытка воздуха на выходе из 1 ступени пароперегревателя;

 - присосы воздуха на каждую ступень водяного экономайзера;

 - коэффициент избытка воздуха на выходе из ВЭК-II;

 - коэффициент избытка воздуха на выходе из ВЭК - I;

5 - присосы воздуха РВП;

 - коэффициент избытка воздуха на выходе из РВП.

. Теоретические (минимальные) объемы продуктов сгорания, полученные при полном сгорании природного газа с теоретически необходимым количеством воздуха (при >1) представлены в таблице 3:

Таблица 3. Объёмы продуктов сгорания в поверхностях нагрева, объёмные доли трёхатомных газов

Наименование величин	газоходы
	топка	Пароперегреватель 3-й ступени	Пароперегреватель 2-й ступени	Пароперегреватель 1-й ступени	ВЭК II-й ступени	ВЭК I-й ступени	РВП
	1,03	1,05	1,07	1,09	1,17	1,25	1,4
Объем водяных паров:  2,1733222,176472,1796172,1827652, 1953562, 2079482,231556
Полный объем газов: 9,1121749,307699,5032069,69872210,4807911,2628512,72922
0,115680,113250,110920,1086840,1005750,0935910,082809
0,2379890,232990,2281970,2235960, 2069120, 1925450,170364
0,35360,34620,33910,33220,30740,28610,2531

. Масса дымовых газов (кг/м³):

G

 

) Расчёт энтальпий воздуха и продуктов сгорания.

Энтальпии дымовых газов на 1 кг топлива вычисляются по формуле:

 энтальпия газов при коэффициенте избытка воздуха α=1 и температуре

энтальпия теоретически необходимого количества воздуха при температуре

Энтальпии 1 м влажного воздуха (С, углекислого газа (СС, азота (С и водяных паров (С определяются по таблице ([1], таблица ХIV, стр.153):

	кДж/мкДж/м
100	171,7	130,1	150,5	132,7	1400	3239	2009	2559	2076
200	360,0	261,0	304,0	267,0	1500	3503	2166	2779	2239
300	563	394	463	403	1600	3769	2324	3002	2403
400	776	529	626	542	1700	4036	2484	3229	2567
500	999	667	795	685	1800	4305	2644	3458	2732
600	1231	808	969	830	1900	4574	2804	3690	2899
700	1469	952	1149	979	2000	4844	2965	3926	3066
800	1712	1098	1334	1129	2100	5115	3127	4163	3234
900	1961	1247	1526	1283	2200	5386	3289	4402	3402
1000	2213	1398	1723	1438	2300	5658	3452	4643	3571
1100	2458	1551	1925	1595	2400	5930	3615	4888	3740
1200	2717	1705	2132	1754	2500	6203	3778	5132	3910
1300	2977	1853	2344	1914

Результаты расчетов энтальпий сведены в таблицу 4:

Таблица 4

			1,03	1,05	1,07	1,09	1,17	1,25	1,4
100	1517,564	1297,24866	1556,481	1582,426	1608,371	1634,316	1738,096	1841,876	2036,463
200	3065,343	2610,1386	3143,647	3195,85	3248,053	3300,256	3509,067	3717,878	4109,399
300	4656,851	3939,6474	4775,041	4853,834	4932,627	5011,42	5326,591	5641,763	6232,71
400	6283,104	5298,4836	6442,059	6548,029	6653,998	6759,968	7183,847	7607,725	8402,498
500	7956, 205	6696,423	8157,097	8291,026	8424,954	8558,883	9094,596	9630,31
600	9672,929	8113,914	9916,346	10078,62	10240,9	10403,18	11052,29	11701,41	12918,49
700	11432,28	9570,5082	11719,4	11910,81	12102,22	12293,63	13059,27	13824,91	15260,49
800	13223,28	11036,8782	13554,39	13775,13	13995,86	14216,6	15099,55	15982,5	17638,03
900	15059,08	12542,3514	15435,35	15686,2	15937,04	16187,89	17191,28	18194,67	20076,02
1000	16924,41	14057,6004	17346,14	17627,29	17908,44	18189,6	19314,2	20438,81	22547,45
1100	18808,74	15592,401	19276,51	19588,36	19900,21	20212,05	21459,45	22706,84	25045,7
1200	20726,43	17146,7532	21240,83	21583,77	21926,7	22269,64	23641,38	25013,12	27585,13
1300	22609,43	18710,8812	23170,75	23544,97	23919, 19	24293,41	25790,28	27287,15	30093,78
1400	24563,16	20294,5608	25172	25577,89	25983,78	26389,67	28013,24	29636,8	32680,98
1500	26537,61	21888,0162	27194,25	27632,01	28069,77	28507,53	30258,57	32009,61	35292,81
1600	28528,44	23491,2474	29233,17	29703	30172,82	30642,65	32521,95	34401,25	37924,93
1700	30544,52	25094,4786	31297,35	31799,24	32301,13	32803,02	34810,58	36818,14	40582,31
1800	32567,05	26707,4856	33368,28	33902,42	34436,57	34970,72	37107,32	39243,92	43250,04
1900	34596,09	28340,0442	35446,29	36013,09	36579,89	37146,69	39413,89	41681,1	45932,1
2000	36642,62	29972,6028	37541,79	38141,25	38740,7	39340,15	41737,96	44135,77	48631,66
2100	38700,13	31614,9372	39648,58	40280,88	40913,18	41545,48	44074,67	46603,87	51346,11
2200	40761,99	33257,2716	41759,71	42424,85	43090	43755,14	46415,72	49076,3	54064,9
2300	42837	34909,3818	43884,28	44582,47	45280,65	45978,84	48771,59	51564,34	56800,75
2400	44920,68	36561,492	46017,53	46748,76	47479,99	48211,22	51136,14	54061,05	59545,28
2500	47003,25	38223,378	48149,95	48914,42	49678,89	50443,36	53501,23	56559,1	62292,6

2.2 Экономичность работы парового котла

Расчет по .

) Располагаемое тепло 1 кг природного газа:

где  кДж/м³ - низшая теплота сгорания по рабочей массе;

 кДж/м³

) Потеря тепла с уходящими газами.

 ([1], стр.29),

где q₄ - потеря тепла от механического недожога. Для газообразного топлива q₄=0 %,  - энтальпию уходящих газов (находим по  интерполяцией данных из табл. 4):

 - энтальпия воздуха, присасываемого в газоходы котла:

 - энтальпия теоретически необходимого количества воздуха на входе в калорифер ищем по  ([1], стр.29).

, ([1], таблица V, стр.141).

Потери тепла от химического и механического недожега по природному газу берем из ([1], таблица ХХ, стр.175).:

Т.к. для газообразного топлива q₄=0, тогда потери тепла от химического недожога:

Потери теплоты от наружного охлаждения через внешние поверхности котла  (%) невелики и с ростом производительности котла уменьшаются ([1], рис.5.1, стр.30) .

Потеря тепла на охлаждение не включенных в циркуляционную схему котла панелей и балок топки:

Суммарная потеря тепла в котле:,

) КПД котла (брутто):

) Полный расход природного газа, подаваемого в топкку ([1], стр.32):

Полное количество тепла, полезно использованное в котле:

где  - количество выработанного перегретого пара;

 - энтальпия перегретого пара;

 - энтальпия питательной воды;

 - энтальпия воды на линии насыщения при давлении в барабане парового котла,

 - расход воды на продувку котла, с энтальпией кипящей воды .

;

 (по  и )

 (по )

 (по давлению в барабане ).

Тогда:

2.3 Тепловой расчет топочной камеры

1) Радиационные свойства продуктов сгорания ([1], стр.37).

Основной радиационной характеристикой продуктов сгорания служит критерий поглощательной способности (критерий Бугера):

,

где  - коэффициент поглощения топочной среды, рассчитывается по температуре и составу газов на выходе из топки;

р - давление в топочной камере;

s - эффективная толщина излучающего слоя.

,

где  - коэффициент поглощения лучей газовой фазой продуктов сгорания;

m - коэффициент относительного заполнения топочной камеры светящимся пламенем;

 - коэффициент поглощения лучей частицами сажи.

,

где  - коэффициент поглощения лучей газовой фазой продуктов сгорания;  - суммарная объемная доля трехатомных газов в продуктах сгорания; - температура газов на выходе из топки;  - эффективная толщина излучающего слоя топки.

;

 (по рекомендации [2], стр.70);

 м.

,

,1/ (м*МПа)

 (при сжигании природного газа) ([1], стр.38).

,1/ (м*МПа)

, n - количество атомов углерода и водорода в соединении.

 

где  - коэффициент избытка воздуха на выходе из топки, рассчитанный выше;

Получаем:

) Расчет суммарного теплообмена в топке.

Расчет этого пункта ведется по .

Методика расчета суммарного теплообмена в топке базируется на приложении теории подобия к топочному процессу. Основными параметрами, определяющими безразмерную температуру газов на выходе из топки, являются критерий радиационного теплообмена Больцмана () и критерий поглощательной способности Бугера ().

Безразмерная температура газов на выходе из топочной камеры:

,

где  - адиабатическая температура горения топлива;

М - параметр, учитывающий влияние на интенсивность теплообмена относительного уровня расположения горелок, степени забалластированности топочных газов и других факторов;

Критерий рассчитывается по формуле:

где  - коэффициент сохранения тепла ([1], стр.30);

 - расчетный расход топлива ([1], стр.33);

коэффициент излучения абсолютно черного тела

средняя суммарная теплоемкость продуктов сгорания:

энтальпия продуктов сгорания при температуре на выходе из топки:

,

адиабатическая температура горения определяется интерполированием, принимая :

полезное тепловыделение в топке:

тепло, вносимое в топку воздухом:

энтальпия теоретически необходимого воздуха при температуре за РВП:

 (по)

коэффициент тепловой эффективности:

коэффициент снижения тепловосприятия экрана при загрязнении:

угловой коэффициент экрана: , ([1], стр.214)

коэффициент, учитывающий влияние на интенсивность теплообмена относительно уровня расположения горелок:

 (1), стр.40

относительный уровень расположения горелок:

где  - уровень расположения горелок в ярусе (из конструкции котла),

-высота топки (из конструкции котла).

уровень расположения горелок в ярусе:

эффективное значение критерия Бугера ищется по формуле:

, ([1], стр.40).

Получаем безразмерную температуру на выходе из топки:

) Расчетная температура на выходе из топки:

.

С учетом коррекции:

.

2.4 Расчет ширмового перегревателя

Имеется 8 ширм Æ . Расчет этого пункта по .

1)      Площадь проходного сечения:

расход пара через ширмы с учетом впрысков:

скорость пара в ширме:

) Число ширм в одной ступени по ширине газохода.

,

где  - шаг между соседними ширмами;

 - ширина топки.

.

) Число труб в ленте.

,

где

 - внутреннее сечение трубы;

 - число ходов пара в ширме.

) Глубина ступени ширмы.

,

где  - продольный шаг труб в ленте ширмы;

 - зазор между лентами.

,

,

) Теплота, полученная ширмовой поверхностью прямым излучением из топки.

,

где  - коэффициент взаимного обмена между объемом топки и ширмой;

 - коэффициент неравномерности тепловосприятия для верхней части топки ([2] таблица П.4, стр 167);

 - среднее тепловое напряжение экранов топки;

 - угловой коэффициент ширмы;

 - лучевоспринимающая поверхность плоскости на входе, в случае облучения факелом нижней плоскости ширм.

,

. ,

где  - общее количество тепла, переданное излучением от газов к поверхности топки;

 - поверхность тепловоспринимающих экранов топки,

-степень экранирования стен топки.

угловой коэффициент ширмы:

.

,

где  - высота входной части ширмы, обращенной в топку.

.

.

) Балансовое тепловосприятие зоны ширм.

,

где  - энтальпия газов за ширмой.

Оценим температуру газов на выходе из ширм. Ее следует принять исходя из ожидаемого снижения температуры газов при прохождении ширм:

, примем .

.

.

) Температуры газов в ширме.

 - на входе; - на выходе.

) Энтальпия пара на выходе из ширм с учетом пароохладителя в их рассечке.

,

где  - энтальпия пара на входе в ширму;

 - теплоприращение пара в ширмах;

 - охлаждение пара в пароохладителе.

При  и : .

.

,

где ;

;

.

.

.

) Температура пара на выходе из ширм с учетом пароохладителя в их рассечке:

По и : .

 

) Тепловосприятие ширмы от газового потока:

,

где k - коэффициент теплопередачи газов ширме;

 - средний расчетный температурный напор;

 - поверхность нагрева ширмы из режимной карты.

,

где  - скорость газов в ширме.

,

где  - коэффициент живого сечения газохода ширм.

.

.

.

.

.

 

) Относительное расхождение.

 ([2], стр.84).

Т.к. , то с учетом коррекции:

.

) Температура газов за ширмами.

.

.

 

) Тепловосприятие от газового потока.

2.5 Расчет конвективного перегревателя

Ведем расчет III ступени конвективного перегревателя (КП). Расчет этого пункта ведется по .

) Энтальпия газов на входе в перегреватель.

.

) Энтальпия пара на входе и на выходе из перегревателя берется по и , :

; .

 

) Тепловосприятие омывающих газов.

,

где  - расход пара через перегреватель.

.

.

 

) Энтальпия газов на выходе.

) Температура газов на выходе.

.

) Тепловосприятие поверхности перегревателя от газа.

,

где  - коэффициент теплопередачи в перегреватель;  - средний расчетный температурный напор, с учетом противоточного теплообмена;

 - поверхность стен конвективного перегревателя.

,

где  - скорость движения газов в перегревателе.

,

где  - коэффициент живого сечения газохода в районе перегревателя;  - площадь сечения газохода для прохода газов.

.

.

.

.

.

) Относительное расхождение.

.

Т.к. , то с учетом коррекции:

) Корректировка температуры газов на выходе.

энтальпия газов на выходе:

.

температура газов на выходе:

.

Ведем расчет I ступени конвективного перегревателя (КП). Расчет этого пункта ведется аналогично:

) Энтальпия газов на входе в перегреватель.

.

) Энтальпия пара на входе и на выходе из перегревателя берется по и , :

; .

) Тепловосприятие омывающих газов.

,

где  - расход пара через перегреватель.

.

.

) Энтальпия газов на выходе.

) Температура газов на выходе.

.

) Тепловосприятие поверхности перегревателя от газа.

,

где  - коэффициент теплопередачи в перегреватель;

 - средний расчетный температурный напор, с учетом противоточного теплообмена;

 - поверхность стен конвективного перегревателя.

,

где  - скорость движения газов в перегревателе.

,

где

 - коэффициент живого сечения газохода в районе перегревателя;  - площадь сечения газохода для прохода газов.

.

.

.

.

.

) Относительное расхождение.

.

Т.к. , то с учетом коррекции:

) Корректировка температуры газов на выходе.

энтальпия газов на выходе:

.

температура газов на выходе:

.

2.6 Расчет водяного экономайзера

Рассчитываем II ступень водяного экономайзера (ЭК-II). Расчет этого пункта по .

1) Энтальпия газов на входе в ЭК - II.

.

 

) Энтальпия воды на входе и на выходе из ЭК-II берется по  и , а также :

; .

 

) Тепловосприятие омывающих газов.

,

где

 - расход питательной воды через ЭК-II.

.

.

 

) Энтальпия газов на выходе.

 

) Температура газов на выходе.

.

 

) Тепловосприятие поверхности ЭК-II от газа.

,

где  - коэффициент теплопередачи в ЭК - II;

 - поверхность стен водяного экономайзера.

,

где  - скорость движения газов в ЭК-II

,

где  - площадь сечения прохода газов;

 - коэффициент живого сечения газохода в районе ЭК-II.

.

.

.

.

.

 

) Относительное расхождение.

.

Т.к. , то с учетом коррекции:

.

8) Корректировка температуры газов на выходе.

энтальпия газов на выходе:

;

температура газов на выходе:

.

Рассчитываем I ступень водяного экономайзера (ЭК-I). Расчет этого пункта производится аналогично:

1) Энтальпия газов на входе в ЭК - I.

.

 

) Энтальпия воды на входе и на выходе из ЭК-I берется по  и , а также :

; .

 

) Тепловосприятие омывающих газов.

,

где  - расход питательной воды через ЭК-II.

.

.

 

) Энтальпия газов на выходе.

 

) Температура газов на выходе.

.

 

) Тепловосприятие поверхности ЭК-II от газа.

,

где  - коэффициент теплопередачи в ЭК - II;

 - поверхность стен водяного экономайзера.

,

где  - скорость движения газов в ЭК-II

,

где  - площадь сечения прохода газов;

 - коэффициент живого сечения газохода в районе ЭК-II.

.

.

.

.

.

) Относительное расхождение.

.

Т.к. , то с учетом коррекции:

.

) Корректировка температуры газов на выходе.

энтальпия газов на выходе:

;

температура газов на выходе:

.

2.7 Расчет РВП

Расчет этого пункта по .

) Расчет энтальпии уходящих газов.

.

Температура уходящих газов: .

) Энтальпия присосов.

,

где  - средняя температура воздуха.

Температуры воздуха на входе и на выходе  и  

.

.

) Тепловосприятие от омывающих газов.

,

где  - энтальпия газов на входе.

.

) Энтальпия воздуха на входе.

.

) Тепловосприятие поверхности РВП от газа.

,

где

 - средний тепловой поток в поверхность РВП;

 - площадь по горячей части РВП.

,

где  - коэффициент теплопроводности.

.

Скорость газов и скорость воздуха:

и ., .

, .

) Относительное расхождение.

.

Т.к. :

.

). Удельное тепловосприятие по газовой стороне

) Энтальпия продуктов сгорания

Следовательно, температура уходящих газов

2.8 Уточнение теплового баланса

Расчет этого пункта, т.е. тепловосприятие не рассчитанных в данной работе поверхностей взято из :

.

Заключение

Расчет котла преследует цель определения экономичности его работы для принятой конструкции заданного типа топлива, а также тепловых характеристик рабочей среды и продуктов сгорания на выходе из поверхностей нагрева. В результате теплового поверочного расчета котла БКЗ-160-100ГМ при его работе на мазуте типа М-100 получили следующие характеристики:

.

Список использованной литературы

1. Тепловой расчет котлов (Нормативный метод). Издание 3-е, переработанное и дополненное. Издательство НПО ЦКТИ, СПб, 1998, 256 стр.

. Липов Ю.М. "Тепловой расчет парового котла" Учебное пособие для вузов. Ижевск: НИЦ "Регулярная и хаотическая динамика" 2001г. - 176стр.

.Р.И. Эстеркин. Котельные установки. Курсовое и дипломное проектирование. - Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отделение, 1989. - 280 с.

. Таблицы теплофизических свойств воды и водяного пара: Справочник/ А.А. Александров, Б.А. Григорьев. Рек. Гос. службой стандартных справочных данных. ГСССД Р-776-98 - М.: Издательство МЭИ. 1999.

. К.Ф. Роддатис, А.Н. Полторацкий. Справочник по котельным установкам. Москва: Энергоатомиздат, 1989 г.

. Инструкция по эксплуатации котлов БКЗ-160-100 ГМ

Приложение