Бакалаврская работа - Паровой котел Е-35-2,5-250

имеющего заданные параметры:
1. Тип котла: барабанный, с естественной циркуляцией;
2. Паропроизводительность Дпе = 35 т/ч;
3. Давление перегретого пара Pпе = 2,4 Мпа;
4. Температура перегретого пара tпе = 250 °C;
5. Температура питательной воды tпв = 115 °C;
6. Топливо: мазут сернистый М40.
7. На основе анализа основных характеристик котельного агрегата
8. (паропроизводительность, температура, давление перегретого пара и т.д) и заданного топлива:
9. выбираются основные компоновочные решения;
10. выбирается способ сжигания топлива;
11. рассчитываются параметры опорных точек тепловой схемы котла;
12. определяется расход топлива и коэффициент полезного действия;
13. выбираются и обосновываются расчетами горелочные устройства;
14. производится тепловой расчет и конструируется топочная камера;
15. конструируется ступени пароперегревателя;
16. конструируются низкотемпературные поверхности нагрева (экономайзер и a. воздухоподогреватель) ;
17. выполняется тепловой расчет котла на 100% нагрузку;
18. рассчитывается контур с естественной циркуляцией;
19. выполняется проверка основных критериев надежности;
20. производится гидравлический расчет пароперегревателя;
21. выполняется аэродинамический расчет газового тракта котла;
22. выбирается размер и количество тягодутьевых машин.

Содержание ПЗ:
Введение
1 Выбор тепловой схемы и основных конструкционных характеристик
2 Тепловой баланс котла
3 Выбор и обоснование типа и количества горелок, их размещение на стенах топочной камеры
4 Выбор основных конструктивных характеристик топки
5 Расчет и конструирование поверхностей нагрева
6 Расчет контура с естественной циркуляцией
7 Проверка основных критериев надежности циркуляции
8 Гидравлический расчет пароперегревателя
9 Аэродинамическая схема газового тракта котла
10 Расчет выбросов окислов азота
11 Расчет на прочность элементов котла
Заключение

Заключение:
В ходе конструирования парового барабанного котла с естественной циркуляцией
паропроизводительностьюДпе= 35 т/ч, давлением перегретого пара Рпе = 2,4 МПаи
температурой перегретого пара tпе = 250 оС, температурой питательной воды tпв = 115 оС
работающий на мазуте сернистом марки «М40».
Применены следующие конструкторские решения:
- камерная топка, П-образная сомкнутая компоновка котла;
- пароперегреватель выполнен из одной конвективной ступени;
- температура горячего воздуха tгв = 250оС;
- регенеративный воздухоподогреватель;
- подогрев воздуха в калорифере перед подачей в воздухоподогреватель;
- температура после калорифера tвп = 70оС;
- коэффициент полезного действия котлаη 92,46 %
- расход топлива Вр = 0,65 кг/с;
- однофронтальное 2-х ярусное расположение вихревых газомазутных горелок;
- 3 горелки, мощностью по 10 МВт;
- ширина топочной камеры am = 3.52 м;
- глубина топочной камеры bm = 3.52 м;
- высота топки Hm = 10,34 м;
- объем топки Vm = 119,29v3;
- площадь стен топки Fm=144,52 м2;
- тепловое напряжение топочного объема qv = 210 кВт/м3
- теплонапряжение сечения qF = 2021,75 кВт/м2
- температура уходящих газов tух.г = 140 °С;
- расчитанная температура газов на выходе из топки равная ϑ”m = 982oC
- тепловое напряжение в зоне активного горения qл.г = 427,86 кДж/м2
- температура газов на выходе из зоны активного горения ϑ”а.г = 1357,63 oC
Тепловая схема пароперегревателя состоит из одной конвективной ступени и дополнительнойповерхности, экранирующей потолок топки и конвективной шахты.
Из барабана пар последовательно поступает в потолочный перегреватель.
Он выполняется газоплотным из труб диаметром 60 мм с варкой полосы между ними 20 мм.
Приращение энтальпии Δh=75 кДж/кг.
После дополнительной поверхности пар поступает вдвухходовую конвективную ступень перегревателя. Она выполняется из стали 20. Наружный диаметр труб принят 32 мм, и трубы в пакете располагаются с шагами S1 = 96 мм и S2 = 48 мм. Толщина стенки трубы 4 мм. Глубина пакета по ходу газов равна 0,72 м. Температура перегретого пара на выходе из конвективной ступени 250 ˚С. Приращение энтальпии пара Δh=8 кДж/кг. (без учета впрыска) Площадь поверхности теплообмена F=56м2.
Глубина конвективной шахты равна 2 м, ширина – 3,52 м высота -6,86 м.
Глубина подъёмной конвективной шахты равна 0,95 м, а её высота равна 9,855 м.
Применен регенеративный воздухоподогреватель с интенсифицированной набивкой, 1 ротор с высотой набивки холодной части – 0,68 м, горячей – 1,08 м
Экономайзер с мембранным оребрением располагается в конвективной шахте параллельно фронту котла. Гладкие трубы изготавливаются из стали 20 диаметром 32 мм с толщиной стенки 4 мм.
Трубы расположены в шахматном порядке с поперечным шагом 92 мм и продольным шагом 48 мм. Температура воды на выходе из экономайзера 229 ˚С, экономайзер выполнен кипящим, колличество пара на выходе из него – 6,5 %.
Приращение энтальпии воды Δh=525,93 кДж/кг. Площадь поверхности теплообмена F=464 м2.
Определены сопротивления каждого участка газового тракта котла, а так же суммарное сопротивление h 2164 Па
- Суммарный перепад напоров в газовом тракте котла ΔHп, который должен обеспечить дымосос, равен 2246,22 Па.
- Установлено 2 дымососа на котел.
- Расчетный расход газов Qр через один дымосос равен 7,59 м3/с.
- Расчетный напор газов Hр, который рассчитывался с учетом сопротивления тракта от котла до дымовой трубы, составил 2778,76 Па.
- По расчетному расходу газов Qр и приведенному расчетному напоруHпрп = 2413 Па
выбран центробежный дымосос Д–13,5 с частотой вращения 980 об/мин.
- Мощность, потребляемая дымососом, составляет 28 кВт при коэффициенте полезного действия 68%.
Рассчитан контур с естественной циркуляцией (задний экран топочной камеры) и проверены основные критерии надежности его работы. Также проведен гидравлический расчет пароперегревателя с определением сопротивления парового тракта котла и давления в барабане.
Основные результаты расчета циркуляционного контура:
- скорость циркуляции равна W0 = 1,2 м/с;
- гидравлическое сопротивление опускных труб составляет Δpоп = 9500 Па;
- расход воды через контур равен Дц = 46,36 кг/с;
- паропроизводительность контура Дк = 1,21 кг/с;
- кратность циркуляции k = 38,19;
- полезный напор в экранах топочной камеры Sполэкр = 15600 Па
- полезный напор пароотводящих труб Sполотв = -6822 Па
- циркуляция данного контура удовлетворяет всем основным критериям надежности.
Основные результаты гидравлического расчета пароперегревателя:
- суммарный перепад давления в паровом тракте котла составляет Δpпе = 0,438 МПа;
- давление в барабане котла равно pб = 2,84МПа;
Рассчитаны выбросы оксидов азота в атмосферу, полученное значение (149 мкг/м3) меньше предельно допустимого значения (250 мкг/м3), не требуется применение дополнительных мер азотоулавливания.
Рассчитаны на прочность некоторые элемента котельной установки: крайняя труба фестона, выходной коллектор потолочного пароперегревателя, змеевик конвективного пароперегревателя.