Рефераты

Дипломная работа: Розширення центральної опалювальної котельні середньої потужності

Омагнічена вода після станції водопідготовки паралельними потоками проходить поверхневі теплообмінники-охолоджувачі, де утилізують тепло низькопотенційних і низько витратних середовищ. Потім об'єднаний потік омагніченої води направляють в підігрівачі гарячого водопостачання.

При цьому, в період роботи котельні на паливі – газ, омагнічену воду попередньо направляють в теплоутилізатори котлоагрегатів, де використовують для утилізації тепла димових газів.

Потік омагніченої води на пом'якшення в станцію водопідготовки формує регулятор зміщення при температурі 40°С. Консервація непрацюючих котлів передбачена конденсатом під тиск деаератора.

3.2 Станція водопідготовки

Норма якості води для систем споживання води котельної приведена в таблиці 3.2.


Таблиця 3.2 Норми якості води

Категорія

споживача

Вміст РН Загальна жорсткість, ммоль/л Карбонатний індекс, ммоль/л Вміст
Кисню, мг/л Сухий залишок, мг/л

Масла,

мг/л

Заліза,

мг/л

Живлення парових котлів 0,03 5 8,5–10,5 0,015 - 3,0 0,3
Підживлення тепломережі 0,05 5 8,3–9,5 - 2,0 1,0 1

В якості вихідної прийнято воду з господарчо-питного водопроводу, яка відповідає нормам ГОСТ 2874–82 «Питна вода» хімічного складу:

– карбонатна жорсткість – не більше 7,0 ммоль/л;

– загальна жорсткість – не більше 7,0 ммоль/л;

– сухий залишок – до 1000 мг/л;

– мутність – не більше 1,5 мг/л;

– окислюваність – не більше 6,0 мг/л;

– вміст заліза: варіант 1 – від 0,3 до 1,0 мг/л;

– варіант 2 – до 0,3 мг/л.

Тиск вихідної води в водопроводі прийнято рівним 0,25 Мпа. Для приведення якості води до відповідності з нормами передбачено два варіанта станції водопідготовки.

Варіант 1 призначений для вхідної води з вмістом заліза від 0,3 до 1,0 мг/л і включає в себе:

– знезалізнення загального потоку води;

– магнітну обробку загального потоку води;

– пом'якшення потоку добав очної живильної води способом натрій-катіонування.

Пом'якшення організовано в блочних установках ВПУ – 5,0 виробництва Мопастирищенського машинобудівного заводу.

Знезалізнення передбачено аерацією води повітрям від компресора з наступним фільтруванням через фільтри з сульфовугіллям.

Розрахункові дані приведені в таблиці 3.

Таблиця 3.3 Розрахункові дані по установкам пом'якшення

№ п/п Найменування Один. виміру Варіант 1 Варіант 2
1 ступінь 2 ступінь
1 Умовна середньогодинна продуктивність т/год 4,35 4,35 4,35
2 Фактичне число годин роботи установки за добу год 16,0 16,0 16,0
3 Фактична продуктивність т/год 6,53 6,53 6,53
4 Жорсткість води після пом'якшення ммоль/л 0,015 0,10 0,015
5 Характеристика фільтрів
– тип Протитоковий ФІПа 1–0,7–0,6№а
– діаметр м 1,0 0,7 0,7
– марка катіоніту - КУ-2–8 КУ-2–8 Сульфовугілля
– загальна кількість шт 2 2 2
– кількість одночаснопрацюючих шт 2 2 1
6 Швидкість фільтрування м/год 8,30 8,37 16,73
7 Робоча обмінна здатність катіоніту ммоль/л 1025 945 300

Варіант 2 призначений для вхідної води з вмістом заліза не менше 0,3 мг/кг і включає в себе:

– магнітну обробку загального потоку води;

– пом'якшення потоку додаткової живильної води способом двухступінчатого натрій-катіонування.

Пом'якшення організоване у фільтрах Бійського котельного заводу розрахункові дані приведені в табл. 3.3

В проекті технологія проведення регенерації фільтрів шляхом повторного використання солі, що дозволяє знизити витрату солі і зменшити об'єм стічних вод.

Передбачено два баки розчину солі: один для приготування свіжого 8% розчину солі, другий для збору відпрацьованого розчину солі.

Відмивка фільтра організована у дві стадії.

Послідовність проведення регенерації наступна:

– взрихлення водою із бака взрихлюючої промивки з відводом стоків у каналізацію;

– подача відпрацьованого розчину солі (збереженого від регенерації попереднього фільтру) із баку потоком зверху з відводом стоків у каналізацію;

– подача свіжого розчину солі зверху з відводом середовища, яке виходить у каналізацію;

– перша стадія промивки – подача води зверху з витісненням з фільтру використаного розчину солі в бак відпрацьованого розчину, концентрація солі складає 2–4%, стоки відсутні;

– друга стадія промивки – продовження подачі зверху з відводом середовища, що виходить в бак взрихлюючої промивки, стоки відсутні.

В обох варіантах передбачена робота пом'якшувальної установки на протязі першої і другої зміни. Вказане дозволяє без збільшення типорозмірів фільтрів зменшити штатну одиницю апаратника у третю зміну. Зберігання запасу пом'якшеної води для цілодобової роботи котельні передбачено в баці.

В обох варіантах передбачена доставка солі автотранспортом, зберігання у «мокрому вигляді» в бункері.

При прив'язці проекту до умов місцевості можливе примінення варіанту 1 (для води з вмістом заліза менше 0,3 мг/кг), анулювавши установку знезалізнення. Визначальним фактором при цьому являється можливість комплектації котельної установками ВПУ-5.

3.3 Мазутопостачання

Установка мазутопостачання призначена для прийому, зберігання і приготування мазуту до необхідних для згорання параметрів.

Прийнято, що мазут поступає з нафтобази на якій централізовано організований ввід рідкої присадки.

Доставка мазуту передбачена автотранспортом.

Фільтри грубої очистки мазуту загальні, фільтри тонкої – індивідуальні у кожного котла.

Схема трубопроводів подачі мазуту – циркуляційна. Схема дозволяє підтримувати температуру в резервуарах 60°С, температуру мазуту що поступає на спалювання – 110–120°С.

Передбачений перепуск частини мазуту з нагнітальної лінії (після насосів подачі) у всмоктуючи лінію в режимі малих навантажень котельної. Це проводиться в цілях запобігання перегріву мазуту, який знаходиться в резервуарах.

Номінальна витрата мазуту на котел 273 кг/год.

Кожен котел оснащений пальником ГМ –2,5 паро-механічною форсункою. Тиск мазуту перед форсункою – 2,0 МПа. Тиск пари, яка подається на форсунки котлів для розпилювання – 0,2 МПа.

Повернення конденсату з установок мазутопостачання передбачений в сепаратор безперервної продувки.

Мазутонасосна оснащена паропроводом пожежегасіння. Засувка подачі пари в паропровід установлена в котельному залі. Робота установки мазутопостачання організована без постійного обслуговуючого персоналу.


3.4 Газопостачання

Проект газопостачання розроблений з урахування роботи котлів на газу середнього тиску з установлення на всіх котлах автоматики безпеки і регулювання.

Постачання котельної газом організовано від газопроводу високого тиску Р < 0,6 МПа. Для зниження тиску газу з високого до Р = 0,4 МПа в котельній передбачується газорегуляторна установка (ГРУ), виготовлена по типовій серії 5.905–9.

Організований загальний і поагрегатний підрахунок витрати газу.

На газопроводі котла і загальних газопроводах котельної передбачені збірні продув очні газопроводи, які виводяться за межі котельної.

3.5 Рекомендації по виконанню монтажних і ремонтних робіт

Монтаж тепломеханічного обладнання і трубопроводів котельної проводять в закритому приміщенні з відкритими монтажними отворами. Розміщення і значення монтажних отворів наступне:

1. Отвір шириною 5,65 м у стіни по осі «6» ряди «В-Г», для подачі котлів;

2. Отвір шириною 5,55 м у стіни по осі «6» ряди «Г-Д», для подачі економайзерів;

3. Отвір шириною 5,53 м у стіни по осі «1» ряди «Б-В», для подачі крупно блочних установок гарячого водопостачання, живлення і підживлення;

Висота кожного отвору 6 м.

Збирання крупно блочних установок із транспортабельних блоків проводять на монтажному майданчику до подачі в монтажний отвір.

Заміна котлів при проходженні їх строку служби передбачена через отвори в стіні по осі «Д». Конструкція кріплення стінових панелей дозволяє демонтувати їх на період заміни.


4. Вибір і розрахунок основного обладнання

4.1 Характеристика котлів марки ДЕ-4–14ГМ

У зв'язку з розширенням котельні виникає потреба вибору котельного агрегату. Зважаючи на те, що котли ДЕ-4–14ГМ мають високий ККД та добре зарекомендували себе в роботі, а також підходять для розширення своєю потужністю, обираємо саме цей котел.

Газомазутні парові вертикальні водотрубні котли типу ДЕ призначені для вироблення насиченої і перегрітої пари до температури 225 °С, який використовується на технологічні потреби, опалення, вентиляцію і гаряче водопостачання. Котел ДЕ-4–14ГМ випускається на номінальну паропродуктивність 4 т/год при робочому тиску 1,4 МПа.

Технічна характеристика котла ДЕ-4–14ГМ приведена в таблиці 4.1.

Таблиця 4.1 Технічна характеристика котлів марки ДЕ-4–14ГМ

Найменування Марка котла
Е-4–14ГМ
Паропродуктивність, т/год 4,14

Температура насиченої пари, °С:

насиченої

перегрітої

194

225

Поверхня нагріву, м2:

радіаційна

конвективна

22,0

48,0

Коефіцієнт корисної дії, %:

при спалюванні мазуту

при спалюванні газу

88,7

97,0

Конструктивною особливістю даних котлів являється розміщення топочної камери з боку конвективного пучка, утвореного вертикальними трубами розвальцьованими у верхньому і нижньому барабанах. При цьому в максимальній степені використана уніфікація деталей і робочих одиниць, які приміняються в котлах типу ДКВР і КЕ.

Для котла паропродуктивністю 4 т/год діаметр верхнього і нижнього барабанів становить 700 мм, а відстань між барабанами 2750 мм, для екранів і конвективного пучка приміняться труби діаметром 51Х2,5 мм. Довжина циліндричної частини барабана становить 2250 мм. В передньому і задньому днищах кожного з барабанів присутні лазові затвори для внутрішнього огляду і очистки внутрішніх поверхонь. Для всіх типорозмірів даних котлів ширина топкової камери прийнята однаковою і становить 1790 мм. Глибина камери залежить від паропродуктивності і для ДЕ-4–14ГМ становить 1980 мм. Середня висота топкової камери становить 2400 мм.

Топкова камера відділяється від конвективного пучка газостійкою перегородкою, утвореною з труб діаметром 51Х2,5 мм, установлених щільно з кроком 55 мм і зварених між собою. Кінці труб обсаджені між собою до діаметра 38 мм. В задній частині перегородки виконане вікно для проходу топкових газів в конвективний пучок. Ущільнення в місці входу обсаджених кінців труб в барабан забезпечується гребінками, які примикають до труб і барабанів. Стеля, права бокова поверхня і під топ очної камери екрановані фасонними трубами діаметром 51 Х2,5 мм, які утворюють єдиний екран, виконаний з кроком труб, рівним 55 мм. Кінці труб екрану завальцьовані у верхньому і нижньому барабанах. Труби заднього екрану не мають обсадних кінців і з'єднуються сваркою до верхнього і нижнього колектору діаметром 159X3,5 мм. Колектори з'єднані з верхнім І нижнім барабаном і об'єднані необігріваємою рециркуляційною трубою діаметром 76X3,5 мм.

В котлах паропродуктивністю 4–10 т/год фронтовий екран виконаний аналогічно задньому екрану. Відмінність у тому, що для забезпечення розміщення пальника у фронтовому екрані зменшена кількість труб. У всіх котлах під топки закритий вогнетривкою цеглою.

Конвективний пучок утворений коридорне розміщеними вертикальними трубами діаметром 51X2,5 мм, розвальцьованими у верхньому і нижньому барабанах.

Для забезпечення необхідних швидкостей газів в конвективних пучках котлів розміщені поздовжні перегородки.

Циркуляційна схема всіх газомазутних парових котлів типу Е(ДЕ) однакова і включає в себе чотири екрана (фронтовий, задній і два бокових) і конвективний пучок. Бокові екрани і конвективний пучок приєднані безпосередньо до верхнього і нижнього барабану. Задні і фронтові екрани об'єднуються нижніми (горизонтальними) роздаючи ми і верхніми (наклонними) збираючими колекторами, приєднаними до барабанів. Інші кінці колекторів об'єднані необігріваємою циркуляційною трубою. В котлах паропродуктивністю 4–10 т/год одноступінчата схема випаровування. У всіх котлах загальними опускними трубами випаровувальної системи являються останні по ходу газів ряди труб конвективного пучка.

У поданому просторі верхнього барабану розміщені живильна труба і труба для вводу фосфатів, в паровому просторі розміщений сепараційний пристрій. В нижніх барабанах котлів розміщена перфорована труба для безперервної продувки котла, яка суміщена з періодичною продувкою. Нижні барабани оснащені пристроями для парового прогріву котла при розтопці і штуцерами для спуску води.

Первинними сепараційними пристроями першої ступені випаровування являються розміщені у верхньому барабані направляючі щити, які забезпечують подачу пароводяної суміші на рівень води. Вторинні сепараційні пристрої виконані у вигляді дірчастих листів.

Очистка поверхонь нагріву від зовнішніх забруднень виконується стаціонарними обдувочними пристроями, розміщеними з лівої сторони котла. Обдувочний пристрій складається з вузла кріплення і труби з соплами, яка обертається при обдувці конвективної частини котла. Обертання труби виконується вручну. При обдув ці використовується насичений пар з тиском не менше 0,7 МПа.

Котли мають опорну раму, яка передає всі навантаження на фундамент. Свобода температурних переміщень елементів котлів забезпечується нерухомим закріпленням передньої опори нижнього барабана і рухомим кріпленням за рахунок овальних отворів для болтів, якими кріпиться задня опора до рами котла.

Номінальні теплові переміщення для котла по реперам становлять 6,05 мм. Для контролю за тепловими переміщеннями в котлах встановлюється репер в районі задньої сторони нижнього барабану. Крім того, передбачається контроль переміщень нижніх колекторів фронтового і заднього екранів.

Газощільне екранування бокових стінок, стелі і піду топкової камери дозволило підмовитися від важкої обмурівки і легку натрубну ізоляцію товщиною 100 мм, яка укладається на шар шлакобетону по сітці товщиною 25 мм. Для зменшення присосів повітря в газовий тракт котла натрубна ізоляція покривається зовні листовою металічною обшивкою, яка приварюється до каркасу котла. Примінення натрубної теплової ізоляції дозволило покращити динамічні характеристики котлів, зменшити втрати у навколишнє середовище І втрати теплоти при пусках і зупинках котлів, зв'язані з перегрівом великих масс обмуровочних матеріалів.

Всі котли постачаються у зібраному вигляді без натрубної ізоляції. Подружені на залізничну платформу разом з кріпленнями котли входять в габарит 1-В, призначений для залізничних вагонів.

Схему котла марки ДЕ-4–14Гм зображено на рисунку 4.1.

4.2 Характеристики палива

Елементарний склад заданого палива табл. 1, [2] для газу табл. с. [2].

Марка палива: Г; Родовище (басейн): Дашавскій басейн:

Метан СН4, %;                        97,6

Етан С2Н6, %;                         0,5

Пропан С3Н8, %;                              0,2

Бутан С4Н10, %;                      0,2

Пентан С5Н12, %;                              –

Вуглекислий газ СН4, %;       0,1

Азот N2, %.                                       1,2

Всього: 100%.

4.3 Теоретичні значення об'ємів повітря та продуктів згорання

При спалюванні газового палива (4–03, [2]).

1) Теоретичний об’єм повітря необхідний для згоряння палива:

2) Теоретичний об’єм трьохатомних газів:

3) Теоретичний об’єм двохатомних газів:

4) Теоретичний об’єм водної пари:


5) Теоретичний об’єм димових газів:

.

4.4 Об'єм повітря і продуктів згорання при αі >1

Таблиця 4.2 Таблиця дійсних значень об'ємів продуктів згоряння

Величина та розрахункова формула Розмірність Найменування газоходу
Топка кпн BE

Коефіцієнт надлишку повітря за поверхнею нагріву, αі

- 1,1 1,14 1,14

Середній коефіцієнт надлишку повітря в поверхні нагріву,

αсер = 0.5 (αі-1 + αі)

- 1,1 1,14 1,14

4.5 Ентальпія продуктів згорання

Таблиця 4.3 Ентальпія продуктів згорання палива

, кДж/кг

, кДж/кг

ІГ

ΔІГ

ІГ

ΔІГ

100 1470 1260 1700 1720
200 2960 2530 3420 1820
300 4550 3820 5230 1760
400 6070 5130 7050 1820
500 7650 6480 8800 1950
600 9500 7830 10700 1970
700 11000 9340 12000 1865 12700 1970
800 12700 10700 13840 1950 15200 2060
900 14600 12200 15800 1910 16700 2030
1000 16200 13600 17710 2000 18300 2120
1100 18200 15100 19700 2010 20900
1200 20100 16700 21690 2010
1300 21900 18200 23700 2100
1400 23900 19700 25800 2140
1500 25800 21800 27900 2000
1600 27700 22900 30050 2120
1700 29700 24500 32000 2100
1800 31600 25900 34100 2240 -
1900 33700 27600 36400 2030
2000 35500 29100 38400 2120

4.6 Тепловий баланс і витрата палива

Таблиця 4.4

Величина Позначення Розмірність Формула або спосіб визначення Примітка
1 2 3 4 5
Розподільне тепло палива

35700
Температура відхідних газів

°С Приймаємо з наступним уточненням 156
Ентальпія відхідних газів

Івг

3 табл. 3 2600
Температура холодного повітря

°С - 20
Ентальпія холодного повітря

251,4
Втрати тепла із газами, що відходять з котла

q2

%

0,6
Втрати тепла з хімічним недопалом

q3

%

F(DПП, паливо, вид шлаковидалення) Табл.ХVІІІ, [2]

0
Втрати тепла від зовнішні. охолодження

q5

%

f(DПП),

мал. 5–1, [2]

2,4
Коефіцієнт збереження тепла φ -

0,972
ККД котла брутто

ηк

%

100-q2-q3-q4-q5-q6

97,0
Температура холодної води

tхв

°С Завдання 103
Ентальпія холодної води

Іхв

f(Pжв, tжв)

табл. ХХІV, [2]

432
Температура гарячої води

tгв

°С Завдання 195
Ентальпія гарячої води

IГВ

F(Рб),

табл. ХХІП, [2]

2788
Тепло корисно використане в котлі

Qка

кВт

2,62

4.7. Розрахунок топки

Таблиця 4.5

Величина Позначення Розмірність Формула або спосіб визначення Примітка
1 2 3 4 5
Об'єм топки

VT

м3

F6 · b

8
Повна поверхня топки F

м2

- 25
Променесприймаюча поверхня топки

Нпрт

м2

- 17,5
Ступінь екранування топки χ -

0,7
Середня товщина випромінюючого шару s м

1,15
Температура на виході з топки

°С

Задаємося

950 – 1100

1100
Ентальпія газів на виході з топки

по табл. 3.

19700
Корисне тепловиділення

36000

4.8 Розрахунок конвективної поверхні нагріву

Страницы: 1, 2, 3


© 2010 Реферат Live