Дипломний проект - Котел паровий Е - 220 - 10,8 - 540 - КЖ

В дипломному проекті представлений розрахунок парового котла типу Е 220 10,8 540-КЖ.
Згідно розрахунку був одержаний КKД котла, який становить 87,99 %.
Розрахунок розділений на розділи, які включають в себе дану анотацію, вступ, в якому наведений короткий опис даного котельного агрегату, безпосередньо опис конструкції котельного агрегату, тепловий розрахунок котельного агрегату, аеродинамічний розрахунок газового тракту котельного агрегату, розрахунок на міцність елементів парового котла, автоматизація котла, економічна частина, розділ охорони праці та індивідуальне завдання.
Також до даної роботи додаються креслення повздовжнього, поперечного та горизонтального розрізу парового котла, пароводяного тракту котла, функціональна схема автоматизації газоповітряного тракту котла, а також креслення індивідуального завдання.

Зміст
Вступ 7
1 Опис конструкції котельного агрегату 9
2 Тепловий розрахунок парового котла 12
2.1 Вихідні дані для розрахунку 12
2.2 Газовий розрахунок котельного агрегату 14
2.2.1 Розрахунок теоретичного об'єму повітря і димових газів 14
2.2.2 Розрахунок коефіцієнтів надлишку повітря та присосів 16
2.2.3 Розрахунок дійсних об’ємів газів, об’ємні долі газів 17
2.3 Тепловий баланс котельного агрегату 21
2.4 Конструкторський та тепловий розрахунок топкової камери 24
2.4.1 Конструкторський розрахунок топкової камери 24
2.4.2 Тепловий розрахунок топкової камери 32
2.5 Розрахунок стельового пароперегрівника 37
2.6 Розрахунок ширмового пароперегрівача 40
2.7 Розрахунок фестона 54
2.8 Розрахунок першої ступені пароперегрівача (за рухом димових газів) 64
2.9 Розрахунок другої ступені пароперегрівача (за рухом димових газів) 78
2.10 Розрахунок другої ступені повітропідігрівника (за рухом димових газів) 88
2.11 Розрахунок другої ступені водяного економайзера (за рухом димових газів) 99
2.12 Розрахунок першої ступені повітропідігрівника (за рухом димових газів) 110
2.13 Розрахунок першої ступені водяного економайзера (за рухом димових газів) 120
2.14 Непогодженість теплового балансу парового котла 129
3 Аеродинамічний розрахунок. Розрахунок газової сторони 130
3.1 Вихідні дані для аеродинамічного розрахунку котельного агрегату 130
3.2 Опір фестона, стельового пароперегрівача та ширмового пароперегрівача 132
3.3 Опір першої ступені пароперегрівача 132
3.4 Опір другої ступені пароперегрівача (за рухом димових газів)……...……...133
3.5 Опір першої ступені водяного економайзера (за рухом димових газів) 133
3.6 Опір другої ступені водяного економайзера (за рухом димових газів) 134
3.7 Опір першої ступені пароперегрівача (за рухом димових газів) 134
3.8 Опір другої ступені пароперегрівача (за рухом димових газів) 135
3.9 Опір поворотів та конвективного газоходу 136
3.10 Опір ділянки : вихід із повітропідігрівника – вхід у димову трубу 138
3.11 Сумарний опір газового тракту 140
3.12 Опір газового тракту парогенератора з урахуванням поправок 140
3.13 Самотяга парового котла в межах газового тракту 141
3.14 Вибір димової труби 142
3.15 Повний перепад тисків в газовому тракті парового котла 143
3.16 Вибір димососа 145
3.17 Вибір електродвигуна 145
4 Розрахунок на міцність стінки коллектора 147
4.1 Перша група послаблення (отвору для ввода підйомних труб) 147
4.2 Друга група послаблення (отвори для ввода опускних труб) 148
4.3 Третя група послаблення (послаблення між двома групами отворів – опускними и підйомними трубами) 149
5 Автоматизація котла ТП-15 153
6 Розрахунок системи гідрозолошлаковидалення 166
7 Економічна частина 171
8 Охорона праці та безпека в надзвичайних ситуаціях 177
Висновки 195
Список літератури 197
Додаток А Технічне завдання та довідка про впровадження 198

Вихідні дані:

Топкова камера прямокутної форми і призначена для спалювання твердого палива типу АШ і природного газу. Розміри топки по осям екранних трубних поверхонь: глибина – 7000 мм; ширина – 10200 мм; висота – 22500 мм.
Вся топкова камера екранована трубами 605 ст. 20 з кроком на боковому екрані 77 мм та з кроком на фронтовому та задньому екранах 83,2мм. Стеля топки екранується трубами стельового пароперегрівача 32 мм ст. 20 з кроком 75 мм.
Котел ТП-15 однобарабанний котел з діаметром барабана 1600 мм і товщиною стінки 110 мм, довжиною 14000 мм й зробленого з сталі марки ст.22К.
Сепараційний пристрій складається із наступних елементів:
циклони, що розміщені в середині барабану;
промивочних пристроїв;
жалюзійних сепараторів;
листів з отворами.
Циркуляційна система виконана по схемі три ступеневого випарювання. Третім ступенем є виносні циклони. Вся система складається з 16 самостійних контурів циркуляції, утворених системою опускних і підйомних труб. В перший ступінь входять наступні панелі:
усі панелі заднього екрану
середні панелі фронтового екрана
задні і середні панелі бокових екранів
Другий ступінь складається:
передні панелі бокових екранів
зовнішні частини бічних панелей фронтового екрану.
В третій ступінь входять тільки внутрішні частини бічних панелей фронтового екрану .
Пароперегрівач котлоагрегату складається із чотирьох частин:
радіаційного пароперегрівача, що виконаний із труб 323 мм ст. 12ХМФ;
ширмового пароперегрівача, що виконаний із труб 324 мм, ст. 12ХМФ;
першої ступені конвективного пароперегрівача, що виконаний із труб 424,5 мм, ст. 12 ХМФ;
другої ступені конвективного пароперегрівача, що виконаний із труб 424,5 мм, ст. 12 ХМФ.
Регулювання температури пари виконується вприскуванням власного конденсату. На котлі встановлено два імпульсно-запобіжні клапани. Один регулюється на підрив при тиску 11 МПа, другий на 11,9 МПа.
Водяний економайзер складається із двох ступеней, встановлених в розсічку з повітропідігрівачем. Трубна частина виготовлена із труб 324 мм, ст. 20, усі колектори виготовлено із труб 25025 мм, ст. 20.
Повітропідігрівач складається із двох ступеней. Перша ступінь по ходу повітря складається із двох ярусів і розташовується після водяного економайзера першого ступеня по ходу води. Другий ступінь по ходу повітря розташований між І та ІІ ступенями водяного економайзера і складається із двох ярусів . Секції повітропідігрівача складаються із трубок 401,5 мм, ст. 20.
Котел оснащено 4-ма пальниками , що встановлені по кутах топкової камери. Для подачі повітря необхідного для спалювання палива, котел оснащено вентилятором консольного типу ВДН-18-II з продуктивністю 125000 м3/год, напором 2600 Па та числом обертів 980 об/хв. Для видалення димових газів із котла встановлено димосос ДН-222 з продуктивністю 402000 м3/год, напором 2034 Па та числом обертів 740 об/хв.

Висновок
В дипломному проекті проведено розрахунок парового котла Е-220-10,8-540-КЖ на базі прототипу ТП-15 для спалювання АШ з додаванням природного газу (антрациту 80% та природного газу 20%). По заданим вихідним даним були виконані тепловий, аеродинамічний розрахунок, розрахунок на міцність, економічна частина, індивідуальне завдання.
В тепловому розрахунку були визначені :
- витрата палива ,
- коефіцієнт корисної дії парового котла
Для даного типу палива було використано топку з рідким шлаковидаленням
При розрахунку топки витримана вимога – температура продуктів згорання на виході з топки задовольняє умову , а саме . В розрахунку теплової схеми парового котла було визначено кількість теплоти, яку сприймає кожна поверхня нагріву.
Для забезпечення заданої температури перегріву пари було виконано розрахунок стельового, ширмового та конвективного пароперегрівника, який розміщений в горизонтальному газоході за фестоном. Пароперегрівник виконаний із паралельно включених по парі гнутих в одній площині труб (змійовиків). Розміщення труб в пароперегрівнику – коридорне. Пароперегрівник розділений на дві ступені. Між ступенями в "розсічку" встановлений пароохолоджувач, призначений для регулювання температури перегрітої пари.
Повітропідігрівник та водяний економайзер встановлені в вертикальній конвективній шахті та призначенні для зниження температури димових газів, що відходять з парового котла. Гаряче повітря, яке подається в топку, покращує процес займання та горіння палива, підвищує температуру продуктів згорання, що сприяє зниженню втрат від хімічного недопалу.
Економайзер двоступеневий; другий ступінь за рухом димових газів складається з двох пакетів. Пакет виконаний у вигляді шахматного пучка труб.
Після першого ступеня економайзера (за рухом димових газів) розміщений перший ступінь повітропідігрівника (за рухом димових газів), який виконаний двоходовим з повітряної сторони. Далі по конвективній шахті розташована друга ступінь водяного економайзера (за рухом димових газів) і в кінці конвективної шахти знаходиться друга ступінь повітропідігрівника, який виконаний чотирьохходовим.
Було визначено розрахункову нев’язку теплового балансу, яка склала , що свідчить про правильне розподілення теплосприйняття по поверхням нагріву.
В аеродинамічному розрахунку було розраховано опір кожної теплосприймаючої поверхні газового тракту парового котла, сумарне значення якого складає Па. Підібрана димова труба висотою 70м. Визначено загальний перепад тисків в газовому тракті Па. Такий перепад тисків, а також перекачку даної кількості димових газів, долає центробіжний димосос двостороннього всмоктування ДН–22х2.
В результаті виконання розрахунку на міцність було знайдено товщину стінки нижнього роздаючого колектора s=23мм при розрахунковому тиску Р=12,2МПа
В ході виконання індивідуального завдання розглянуто питання системи гідрозолошлаковидалення. Був проведений розрахунок кількості спонукальних сопел золошлакових каналів та витрати води для пересування вище зазначеними соплами пульпи по каналах.
В економічному розділі був проведений розрахунок користі заміни частини антрацитового штибу на пісне вугілля. В результаті була визначена відсоткова економія, яка становить 10%.