Водотрубные водогрейные котлы

С О Д Е Р Ж А Н И Е

Введение………………………………………………………………….2

1. Описание прототипа……….………………………………………............4

2. Расчёт объёмов воздуха и продуктов сгорания………………………….6

3. Тепловой баланс котельного агрегата…………………………………...12

4. Тепловой расчёт топочной камеры………………………………………15

5. Расчёт конвективных поверхностей нагрева……………………............18

Использованная литература……………………………………………..27

ВВЕДЕНИЕ

Централизованные системы теплоснабжения от тепловых электрических станций (ТЭС) наиболее эффективны. В последние годы всё большее внимание уделяется во влечение вторичных топливно-энергетических ресурсов в общий энергетический баланс страны. Созданы новые конструкции котлов утилизаторов и энерготехнологических котлов для различных отраслей промышленности, в том числе для чёрной и цветной металлургии, химической, нефтехимической, целлюлозно-бумажной, строительной.

Для небольших тепло потребителей источником теплоты служат производственные и отопительные котельные. Удельный вес в их балансе теплоснабжения составляет около 50%. Одновременно со строительством крупных тепловых электростанций с каждым годом увеличивается выпуск и улучшаются конструкции котлоагрегатов малой и средней мощности, повышаются надёжность и экономичность оборудования, снижается металлоёмкость на единицу мощности, сокращаются сроки и затраты на производство строительно-монтажных работ.

В качестве топлива для котельных установок используются угли, торф, сланцы, древесные отходы, газ и мазут. Газ и мазут – наиболее эффективные источники тепловой энергии. При их применение упрощаются конструкция и компоновка котельных установок, повышается их экономичность, сокращаются затраты на эксплуатацию.

Развитие отечественной теплоэнергетики неразрывно связано с именами русских учёных и инженеров. Основы теплотехнической науки были заложены в середине 18 века великим русским учёным М.В. Ломоносовым. В 1766г. талантливый русский теплотехник И.И. Ползунов создал в Барнауле первую в мире теплосиловую установку для привода заводских механизмов, которая включала паровой котёл.

Практическое использование паросиловых установок дало новый источник энергии и сыграло большую роль в развитии промышленного производства. Ряд теоретических и экспериментальных работ по исследованию рабочих процессов котельных установок был проведён в конце 18 века и в начале 19 века учёными В.В. Петровым и Я.Д. Захаровым.

Учёные А.А. Радциг, К.В. Кирш, В.И. Гриневецкий, и др. разработали методику расчётов паровых котлов, а Л.К. Рамзин создал первый советский прямоточный котёл. Большое значение имели также работы К.В. Кирша, Т.Ф. Макарьева, В.В. Померанцева, А.А. Шершнева, Г.Ф. Кнорре и др. в области конструирования топочных устройств. В развитии советской теплоэнергетики значительный вклад вносят Центральный котлотурбинный институт имени И.И. Ползунова (ЦКТИ), Всесоюзный теплотехнический институт имени Ф.Э. Дзержинского (ВТИ), Энергетический институт Академии наук СССР и др.

В практику проектирования и строительству котельных с котлами малой и средней мощности внедрён наиболее эффективный комплектно-блочный метод монтажа на базе агрегированных блоков теплотехнического оборудования, который сводится к установке блоков в проектное положение, подключение к ним инженерных коммуникаций, опробованию и пуску их в эксплуатацию. Изготовление монтажных заготовок и изделий на стройках сокращается до минимума и переносится в заводские условия. На строительстве КУ трудибольшое количество монтажников, от профессиональной подготовки во многом зависят эффективность и качество выполняемых работ. Профессионально-технические училища - основной источник планомерного пополнения строек и предприятий строительной индустрии квалифицированными рабочими кадрами.

Водотрубные водогрейные котлы

В последнее время в России получили распространение водотрубные водогрейные котлы серии КВ. Котлы этой серии относятся к стальным прямоточным котлам, применяемым в отопительных котельных. При работе на угле котлы имеют обозначение КВ-ТС (Т - твердое топливо, С - слоевое сжигание), при работе на газовом или жидком топливе они имеют обозначение КВ-ГМ (Г - газ, М - мазут). Следующая за обозначением котла цифра показывает его теплопроизводительность в Гкал/ч. Котлы с воздухоподогревателем (обычно подогрев воздуха применяют только при использовании бурого угля высокой влажности) имеют в своем обозначении дополнительно букву В, например, КВ-ТСВ. Все котлы работают на уравновешенной тяге с диапазоном изменения нагрузки от 20 до100 % от номинальной. Нагрузка котлов регулируется изменением температуры воды на входе и выходе из котла. Нагрев воды может при этом производиться до 150...200 °С.

У котлов теплопроизводительностью до 10 Гкал/ч трубы задней стенки топочной камеры вверху разведены в двухрядный фестон для прохода дымовых газов из топочной камеры в конвективную шахту, а у котлов теплопроизводительностью 10 Гкал/ч и более трубы разведены внизу топки в четырехрядный фестон.

Котлы серии КВ запроектированы без несущего каркаса. Каждый блок котла (топочный и конвективный) имеет опоры, приваренные к нижним коллекторам. Число опор зависит от теплопроизводительности котла. Опоры, расположенные на стыке конвективного блока и топочной камеры, являются неподвижными. Для ограждения топочной камеры и конвективной шахты от окружающей среды служит облегченная натрубная обмуровка толщиной около 110 мм и состоящая из трех слоев - шамотобетона по металлической сетке, совелитовых плит или минераловатных матрацев и уплотнительной магнезиальной обмазки, как показано на рис. 1. На котле внутренние поверхности топки и конвективной шахты со стороны продуктов сгорания закрыты плотными экранами, что позволило применить облегченную натрубную обмуровку котла.

1 – экранные трубы; 2 – металлическая сетка; 3 –

шамотобетон; 4 – минеральная вата; 5 – металлический штырь с шайбой и гайкой; 6 – магнезиальная обмазка.

(рис. 1)

Конвективные поверхности нагрева у всех котлов КВ состоят их двух пакетов и выполнены одинаково - из труб размерами 28*3 мм (28 мм - наружный диаметр трубы, 3 мм - толщина стенки). Находятся они в вертикальной конвективной шахте с полностью экранированными стенками. Задняя и передняя стенки шахты выполнены из труб размерами 60*3 мм, при этом передняя стенка шахты является задней стенкой топочной камеры. Между трубами у этой стенки проварены металлические вставки для предотвращения перетоков дымовых газов из топочной камеры в конвективную шахту. Боковые стенки шахты выполнены из вертикальных труб размерами 83*3,5 мм, которые являются коллекторами для È-образных ширм из труб размерами 28*3 мм. Ширмы расставлены таким образом, что трубы образуют шахматный пучок с шагами S₁=64 мм и S₂⁼40 мм. Это позволяет интенсифицировать теплоперенос в конвективных поверхностях нагрева.

ОПИСАНИЕ ПРОТОТИПА

1.тип котлоагрегата – КВ-ТС

2.теплопроизводительность – 10

3.температура питательной воды – 70 ^оС

4.месторождение и марка топлива – Боготольское Б1,Р;