Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Конструкції і принцип дії котельних агрегатів малої потужності

Котли типу ДЕ, Ке, ДКВр (двобарабанний котел водотрубний реконструйований), найбільш розповсюджені на харчових підприємствах, мають номінальну паропродуктивність 2,5; 4; 6,5; 10; 20 т/год. Для котлів типу ДКВр номінальна паропродуктивність визначена при роботі на кам'яному вугіллі. При переведенні котла на газ або мазут паропродуктивність збільшується на 30÷50 %. Котли мають робочий тиск 14 бар і призначені для виробництва насиченої або перегрітої пари з температурою 250 ^оС. Отже, тип котла записується таким чином: ДКВр – 10 – 13 - 250, перше число визначає паропродуктивність у т/год, друге – надлишковий тиск у барах, третє – температуру перегрітої пари. Запис ДКВр–10–13 означає, що пароперегрівач відсутній, котел виробляє насичену пару. Котли компонуються топками різних типів в залежності від виду спалюваного палива. На рис. 3 наведено котел ДКВр-10-13-250 з камерною топкою для спалення газу або мазуту. Котел має два барабани – верхній 11 і укорочений нижній 22, а також чотири колектори екранних труб 2, 3, 27. Верхній барабан з'єднаний з колекторами екранними трубами 4, 6, 14 діаметром 51/2,5 мм (зовнішній діаметр / товщина стінки), розташованими вздовж стін топки, які утворюють відповідно боковий, фронтовий і задній екрани. У котлах меншої паропродуктивності фронтовий і задній екрани відсутні (рис. 4). Верхній барабан з'єднується з нижнім системою труб 16 діаметром Ø 51/2,5 мм, які утворюють конвекційний пучок кип'ятильних труб. Топкова камера відділяється від камери догоряння шамотною перегородкою 15. Перегородка виключає затягування полум'я до конвекційного пучка, зменшує винос пилоподібних частинок палива і хімічне недогоряння палива. Між першим і другим рядом кип'ятильних труб установлена шамотна перегородка 17, яка відділяє конвекційний пучок від камери догоряння. Перший ряд кип'ятильного пучка являється заднім екраном камери догоряння. В середині кип'ятильного пучка розташована чавунна

Рис. 3 - Поздовжній (а), поперечний (б) і горизонтальний розрізи парогенератора ДКВр 10-13-250:

1 - газомазутні пальники; 2 - колектор бокового екрану; 3 - колектор переднього екрану; 4 - труби бокового екрану; 5 - опускна труба переднього екрану; 6 - труби переднього екрану; 7 - опускна труба бокового екрану;

8 – продувальна труба верхнього барабану; 9 – лаз; 10 – манометр; 11 – верх -ній барабан; 12- запобіжний клапан; 13 – живильні труби; 14 - труби заднього екрану; 15 – шамотна перегородка; 16 - кип'ятильні труби; 17 – шамотна перегородка; 18 – паровідвідний клапан; 19 – сепараційний пристрій; 20 – ча- вунна перегородка; 21 – сажеобдувальний пристрій; 22 – нижній барабан; 23 – продувальна труба нижнього барабану; 24 –випускна труба; 25 – пере- пускна труба; 26 - живильна труба колектора заднього екрану; 27 - колектор заднього екрану; 28 – труби пароперегрівача; 29 - споглядальні отвори; 30 - продувальна труба колектора бокового екрану; 31- колектор пароперегріва- ча; 32 – клапан відбору перегрітої пари.

Рис. 4 - Поздовжній (а), поперечний (б) і горизонтальний розрізи парогенератора КЕ-4 та КЕ-6,5:

1 – полотно колосникової решітки; 2 –зубчате колесо; 3 - колектор бокового екрану; 4 – повітряна фурма закидача; 5 – ротор закидача; 6 – скребковий поживник; 7 – вугільний бункер; 8 - опускна труба бокового екрану; 9 - верхній барабан; 10 - манометр; 11 - труби бокового екрану; 12 - шамотна перегородка; 12 – шамотна перегородка; 13 – шамотна перегородка;14 - запобіжний клапан; 15 - паровідвідний клапан; 16 – сепараційний пристрій; 17 - живильна труба; 18 – кріплення кришки лаза; 19 - чавунна перегородка; 20 – сажеобдувальний пристрій; 21- кип'ятильні труби; 22 - нижній барабан; 23 – кришка лаза; 24 – продувальна труба; 25 – перепускні труби; 26 – короба для подачі повітря; 27 – привід решітки; 28 – скло показник рівня води у верхньому барабані; 29 – вентилятор.

перегородка 20, яка ділить його на дві частини перший і другий газохід.

Котли ДКВр обладнані стаціонарним сажообдувальним пристроєм 21 у вигляді перфорованої труби, яка проходить по осі котла через перший і другий газоходи. В середину труби під час обдування подається пара з верхнього барабана, при обдуванні труба обертається.

Рух води і пароводяної суміші в котлі здійснюється за принципом природної циркуляції. На рис. 5 показано найпростіший контур природної циркуляції, який складається з двох місткостей циліндричної форми 1 і 3, з'єднаних трубами 2 і 4. Якщо до труби 4 підводити теплоту, кількість якої достатня для утворення пари, то в контурі буде відбуватися природна конвекція. Циркуляція здійснюється під дією гравітаційних сил, обумовлених різницею густин рідини і пароводяної суміші. Отже, в циркуляційному контурі природна циркуляція відбувається за рахунок різниці температур. Де температура більша густина менша, рідина або пароводяна суміш підіймається угору і навпаки, де температура менше густина більша, рідина опускається до низу.

По трубі 2 буде опускатися рідина, а по трубі 4 підніматися пароводяна суміш. Відповідно, труба 2 називається опускною, а 4 – підйомною Місткість 1 називається верхнім, 3 - нижнім барабаном. У верхньому барабані пара відділяється від води. Якщо з верхнього барабана забирати пару, то для безперервної роботи контура необхідно подавати воду, як показано на схемі.

Рух води і пари в котлі ДКВр. Сира вода, яка компенсує втрати пари і

конденсату, після пом'якшення і деаерації потрапляє для підігріву в економайзер, звідки підводиться до верхнього барабана через дві перфоровані живильні труби 13. З верхнього барабана частина води по опускних трубах 5, 7, розташованих в цегляній кладці котла, потрапляє до колекторів фронтового 3 і бокових 2 екранів, живлення заднього екрана здійснюється з нижнього барабана по живильній трубі 26. Для надійності циркуляції нижній барабан з'єднується з колекторами бокових екранів перепускними трубами 25. З колекторів вода надходить до екранних труб 4, 6,14. В екранних трубах утворюється пароводяна суміш, за рахунок теплоти, яку вони сприймають випромінюванням від полум'я в топці і камері догоряння. Димові гази рухаються з першого газоходу до другого і віддають теплоту поверхні кип'ятильних труб. Температура газів у першому газоході більша ніж у другому. За рахунок різниці температур газів у першому і другому газоходах виникає природна циркуляція у кип'ятильних трубах. Частина живильної води по останніх кип'ятильних трубах другого газоходу, які слабо нагріваються димовими газами, поступає до нижнього барабана 22. В інших трубах кип'ятильного пучка, розташованих у першому і частково другому газоходах, утворюється пароводяна суміш, яка підіймається до верхнього барабану.

Таким чином котел має п'ять контурів природної циркуляції:

1 - верхній барабан 11, опускна труба 5, колектор 3, екранні труби переднього екрана 6, верхній барабан;

2,3 - верхній барабан 11, опускні труби 7, колектори 2, екранні труби бокового екрана 4, верхній барабан;

4 - верхній барабан 11, останні кип'ятильні труби другого газоходу, нижній барабан 22, живильна труба колектора заднього екрана 26, труби заднього екрана 14, верхній барабан;

5 - верхній барабан 11, останні кип'ятильні труби другого газоходу, нижній барабан 22, кип'ятильні труби першого і частково другого газоходу, верхній барабан.

Верхній барабан приблизно наполовину заповнений рідиною, в ньому пара відділяється від рідини і накопичується угорі верхнього барабана. Ця пара містить краплини рідини, які вилучаються сепараційним пристроєм 19.

З верхнього барабана пара надходить до труб пароперегрівача 28 діаметром 32/3 мм, які мають форму змійовика. З колектора пароперегрівача 31 перегріта пара через стопорний клапан 32 потрапляє до споживача. Схема руху води і пари подана на рис. 6.

Рух газів у котлі ДКВр-10-13-250. Димові гази з топкової камери через вихідне вікно надходять до камери догоряння.

Рис. 7

Температура полум'я в топковій камері залежить від виду палива і сягає 1500÷1800 ^оС, температура газів при виході з камери догоряння і одночасно на вході до першого газоходу становить ~ 900^оС. Після цього гази проходять пароперігрівник, перший і другий газоходи, де віддають теплоту поверхні кип'ятильних труб. Температура газів при виході з другого газоходу і одночасно на вході до економайзера становить ~300 ^оС. Потім гази послідовно проходять економайзер, золоуловлювач, димосос і димову трубу. Схему руху газів подано на рис. 7.

З 1977 року для спалення твердих палив замість парогенераторів типу ДКВр випускаються парогенератори типу КЕ паропродуктивністю

D=2,5; 4;6,5; 10; 20 т/год (рис. 4). Ці котлоагрегати мають менші габаритні розміри за рахунок зменшення повздовжнього кроку кип'ятильних труб з 100 до 90 мм. Бокові екрани і кип'ятильні труби, розташовані вздовж бокових стін, розміщують з кроком , що призводить до екранування обмурівки стін котла. Завдяки цьому стінки парогенератора виконують з полегшеною обмурівкою. Топки парогенераторів КЕ паропродуктивністю обладнані решіткою з поворотними колосниками і пневмомеханічним закидачем. Парогенератори продуктивністю мають топку з стрічковою ланцюговою решіткою зворотного ходу з пневмомеханічним закидачем.

Питання для самоперевірки

1. Котельна установка. Визначення.

2. Покажіть на діаграмі у t-s координатах зміну стану води у водогрійному котлі.

3. Покажіть на діаграмі у t-s координатах зміну стану води у паровому котлі, який виробляє насичену пару.

4. Покажіть на діаграмі у i-s координатах зміну стану води у паровому котлі, який виробляє перегріту пару.

5. Покажіть на діаграмі у i-s координатах зміну стану води у водогрійному котлі.

6. Покажіть на діаграмі у i-s координатах зміну стану води у паровому котлі, який виробляє насичену пару.

7. Покажіть на діаграмі у t-s координатах зміну стану води у паровому котлі який виробляє перегріту пару.

8. Як розрізняють котельні установки за призначенням?

9. Як розрізняють котельні установки за принципом дії?

10. Як розрізняють котельні установки за конструкцією?

11. Призначення економайзера.

12. Призначення дуттьового вентилятора.

13. Призначення димососа.

14. Призначення повітронагрівача.

15. Призначення пароперегрівника

16. Призначення екранних труб.

17. Призначення кип’ятильних труб.

18. За допомогою якого пристрою подається повітря в топку котла?

19. За допомогою яких пристроїв вилучаються димові гази з котельної установки?

20. За допомогою якого пристрою подається живильна вода до котельного агрегату?

21. Призначення катіонних фільтрів.

22. Які процеси відбуваються у катіонних фільтрах?

23. Призначення деаератора.

24. Які процеси відбуваються у деаераторі?

25. Принцип дії деаератора.

26. Що розуміють під продуванням, для чого його роблять?

27. Що розуміють під сепарацією пари, для чого її роблять?

28. Арматура котельного агрегату, її призначення.

29. Запобіжні пристрої котельного агрегату, та їх призначення.

30.Фізична сутність природної циркуляції в котельному агрегаті.

Література: [1], с. 208 - 225.

Тема 2. ПАЛИВО

1. Слад палива.

2. Леткі речовини, кокс.

3. Теплота згоряння.

4. Реакції горіння.

5. Теоретичний об'єм повітря, необхідний для згоряння палива, і теоретичний об'єм димових газів.

6. Коефіцієнт надлишку повітря, дійсний об'єм повітря і димових газів.

7. Ентальпія повітря і димових газів.

Склад палива

Паливом називаються горючі речовини, які навмисно спалюють для одержання теплоти. Це визначення належить Д.І. Менделєєву. У подальшому будемо розглядати лише органічне паливо, яке широко застосовується в усіх галузях промисловості і для побутових потреб. Паливо буває твердим, рідким і газоподібним, природним і штучним. В таблиці 1 наведені основні види палива. Склад органічного палива залежить від родовища. Паливо в тому виді, в якому воно потрапляє в котельну установку, називають робочим паливом. Склад твердого і рідкого палива на робочу масу має вигляд:

(1.1)

де - масові частки у відсотках вуглецю, водню, кисню, азоту, сірки, золи і вологи.

Таблиця1

	Тверде паливо	Рідке паливо	Газоподібне паливо
Природне паливо	Дрова. Торф. Буре вугілля. Кам’яне вугілля. Антрацит. Горючі сланці.	Нафта.	Природний газ
Штучне паливо	Кокс. Брикети.	Мазут. Бензин.Гас. Спирти. Соляр. Дизельне паливо.	Генераторний газ. Біогаз. Газ підземної газифікації ву-гілля. Пропан-бутан.

Крім робочої розрізняють суху

(1.2)

і горючу масу палива

(1.3)

Склад газоподібного палива подають у об’ємних відсотках компонентів має вигляд

(1.4)

Таким чином в 1 кг вугілля міститься кг вуглецю, а в 1м³ газу м³ метану і т.д.

Основним горючим елементом палива є вуглець з теплотою згоряння ~ 34 МДж/кг, вміст його змінюється від 40% у деревині до 93% у антрациті.

Водень є горючим елементом палива. Теплота згоряння водню залежить від стану води, яка утворюється при його згорянні. Якщо вода знаходиться у рідкому стані, тобто додатково виділяється теплота конденсації водяної пари, теплота згоряння становить ~ 125,6 МДж/кг. Коли при згорянні водню вода залишається у вигляді пари, теплота згоряння становить ~ 103 МДж/кг. Вміст водню становить ~ 6% у твердому паливі, ~ 14% - у рідкому, біля 20% у газо-подібному паливі.

Сірка також є горючим елементом палива з теплотою згоряння

~ 10,9МДж/кг, вміст сірки становить від 1% до 6%. Розрізняють органічну колчеданну і сульфатну сірку. Суму органічної і колчеданної сірки відносять до горючої або леткої . При згорянні органічної і колчеданної сірки утворюється і . Сульфатна сірка не горить. У результаті реакції оксиду сірки з вологою утворюється сульфітна кислота

SO₂ + H₂O = H₂SO₃

Частина її перетворюється на сульфатну кислоту:

2H₂SO₃+ O₂= 2H₂SO₄

Оксиди азоту з’являються в атмосфері внаслідок реакції за участю головних компонентів повітря – азоту і кисню. Згоряння палива і пального супроводжується високою температурою. За цих умов утворюється невелика кількість нітроген оксиду:

N₂ + O₂ = 2NO

Ця сполука швидко взаємодіє з киснем:

2NO + O₂= 2NO₂,

нітроген оксид реагує з атмосферною вологою:

NO₂ + H₂O = HNO₂ + HNO₃

Відтак у повітрі з’являються домішки кислот – сульфітної, сульфатної, нітритної та нітратної. Разом із дощем або снігом вони потрапляють на земну поверхню. Кислотні опади (дощі) негативно впливають на рослини, викликають хвороби у тварин, людей, руйнують будівельні матеріали, особливо мармур і вапняк, посилюють корозію металів.

Сірка – небажана складова частина палива. Водяна пара, яка міститься у димових газах, конденсується при їх охолодженні, і розчиняються у цій воді з утворенням сірчаної кислоти, яка руйнує металеві частини котла. При надходженні і до атмосфери виникають кислотні дощі, які шкідливо діють на живі організми і рослини.

Всі інші складові - це баласт палива. Вміст азоту у паливі становить 1...2%. Азот потрапляє в топку разом з паливом і повітрям, і є дуже шкідливим компонентом, оскільки при високій температурі утворюються токсичні сполуки оксид і двооксид .

Волога в паливі буває зовнішня і внутрішня. Зола - це мінеральна негорюча домішка палива.

⇐ Предыдущая 123 4 5 6 7 8 9 10 Следующая ⇒