Дипломный проект - Перевод мазута на водоугольное топливо водогрейной котельной с котлами ВВД - 1

Цель работы: разработать технологическую схему перевода котельной с водогрейными котлами ВВД-1,8 с мазута на водоугольное топливо.
В данной работе приведен тепловой расчет котла ВВД-1,8, разработаны конструкции модернизации котла с предтопком и распыляющей форсунки для сжигания ВУТ, рассмотрена система приготовления и подачи ВУТ в котел, проделаны анализы технико-экономической и экологической оценки перевода котельной на водоугольное топливо, подведены итоги исследования и сделаны выводы по данной работе.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 6
ГЛАВА 1. ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА И СЖИГАНИЯ ВОДО-УГОЛЬНОГО ТОПЛИВА 9
1.1 Состав и приготовление топлива ВУТ 9
1.2 Хранение и транспортировка топлива ВУТ 13
1.3 Организация сжигания топлива ВУТ 14
1.4 Технологии сжигания топлива ВУТ 19
1.4.1 Факельное сжигание с подачей топлива ВУТ 19
1.4.2 Сжигание ВУТ в предтопке с кипящим слоем 20
1.4.3 Комбинированное сжигание с другими видами топлива 21
1.5 Пилотная котельная установка на водоугольном топливе 23
ГЛАВА 2. РЕКОНСТРУКЦИЯ ВОДОГРЕЙНОЙ КОТЕЛЬНОЙ 25
2.1 Описание водогрейного котла ВВД-1,8 25
2.2 Перевод котла ВВД-1,8 на сжигание топлива ВУТ 27
2.3 Схема топливоподачи и вспомогательное оборудование 31
2.4 Исследования по сжиганию топлива ВУТ на котле ВВД-1,8 33
ГЛАВА 3. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЁТ ВОДОГРЕЙНОГО КОТЛА ВВД-1,8 НА ТОПЛИВО ВУТ 37
3.1 Тепловой баланс котла ВВД-1,8 на водоугольном топливе 42
3.2 Конструктивный расчет водогрейного котла ВВД-1,8 44
3.3 Расчет топки котла ВВД-1,8 с муфелем 48
3.4 Расчет конвективного пучка котла ВВД-1,8 52
ГЛАВА 4. ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКОГО ЭФФЕКТА 57
ГЛАВА 5. ОЦЕНКА ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ 59
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 62
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 64

Стальной вертикально-трубный двухбарабанный котел с естественной циркуляцией предназначен для подогрева воды, используемой для отопления и вентиляции зданий различного назначения в закрытых системах водоснабжения.
Котел с уравновешенной тягой имеет теплопроизводительность – 1,8 Гкал/ч, что соответствует тепловой мощности 2,1 МВт. КПД (брутто) котла при работе в номинальном режиме составляет – 78 %.
Котел имеет следующие технические характеристики при работе на мазуте:
- расчетная (максимальная) температура воды на выходе из котла 115 °С;
- расчетная температура воды, поступающая в котел для подогрева после системы отопления – 70 °С;
- подача воды на теплотрассу 45 м3/ч;
- расчетное давление воды в падающей линии – 0,55 МПа;
- расход воды на отопительную систему – 2,5 м3/ч;
- поверхность нагрева котла – 59,6 м2;
- расчетное топливо – мазут с теплотворной способностью QPH=9170ккал/кг=38400 кДж/кг.
В блочной котельной установлено два котла ВВД-1,8.
Водоугольное топливо — это стабильная высококонцентрированная дисперсная топливная система коллоидного типа, обладающая большей, чем исходный уголь, реакционной способностью, не зависящей от выхода летучих газов, и меньшей температурой воспламенения.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В настоящее время технологии производства и использования ВУТ разработаны до уровня широкого внедрения в различных отраслях промышленности. Выполнены полномасштабные промышленные испытания применения ВУТ в котлах малой и средней мощности, которые полностью подтверждают техническую возможность, экономическую и экологическую целесообразность замены малоэффективного слоевого сжигания угля, а также дорогих дефицитных жидких, газообразных видов топлив на новый вид угольного топлива.
Анализ результатов подтверждает целесообразность и рентабельность замещения на муниципальных котельных удалённых районов дорогостоящего привозного мазута местным низкосортным твёрдым топливом на основе технологии ВУТ.
Из тепловых расчётов видно, что, при переводе водогрейного котла ВВД-1,8 на водоугольное топливо, коэффициент полезного действия КПД (брутто) увеличился с 78% до 83 %, а расход топлива увеличился с 252 кг/ч до 509 кг/час, учитывая то, что рабочие показатели котла остались прежними. Полученные характеристики обусловлены высоким влагосо-держанием ВУТ, и как следствие, снижением теплотворной способности топлива. учитывая то, что его рабочие показатели остались прежними.
Реконструированный котел выгоден экономически, так как снижается себестоимость отпускаемой продукции и, следовательно, ее цена: снижаются годовые затраты на топливо, а значит, срок окупаемости модернизации котельной составит всего 3 года.
Для всех вариантов сжигания ВУТ независимо от качественных характеристик угля или угольных отходов характерно:
- Повышенная устойчивость процесса горения.
- Пониженные выбросы газов СО, SO2 и NOx.
- Механизм горения топлива отличаются активным участием водяного пара в реакциях с углеродом топлива в качестве промежуточного окислителя, что способствует высокой полноте его выгорания, образованию золы светло-бежевых оттенков и позволяет напрямую использовать ее для производства строительных материалов и смесей.
- Высокая степень выгорания топлива ВУТ обеспечивает низкие потери теплоты от механической неполноты сгорания (менее 1 %), что приводит к практической ликвидации выбросов частиц несгоревшего углерода в атмосферу.
Таким образом, предлагаемые подходы и технологические решения по малозатратной реконструкции котлов малой мощности на водоугольную технологию позволят повысить их экономические и экологические показатели, вовлечь в энергетическое использование низкокачественные топлива и горючие отходы.