состав топлива на рабочую массу: влажность , зольность , содержание углерода , содержание кислорода , содержание водорода , содержание азота , содержание серы ;

низшая теплота сгорания МДж/кг;

зольность на сухую массу ;

влажность гигроскопическая ;

приведенные значения: влажности %∙(МДж/кг), зольности %∙(МДж/кг);

выход летучих ;

температуры плавкости золы: температура начала деформации °С, температура начала размягчения °С, температура плавления °С, температура начала шлакования °С;

состав золы на бессульфатную массу: SiO2 = 37 %, Al2O3 = 13 %, TiO2 = - %, Fe2O3 = 15 %, СаO = 28%, MgO = 5 %, K2O = 1 %, Na2O = 1 %;

объемы воздуха и продуктов сгорания при , температуре 0 °С и давлении 760 мм рт. ст. (таблица XII [1]): количество сухого воздуха 5,10 м³/кг, объем трехатомных газов 0,97 м³/кг, объем азота 4,03 м³/кг, объем водяных паров 0,78 м³/кг, объем сухих газов 5,78 м³/кг;

энтальпии 1 м3 влажного воздуха кДж/м3, трехатомных газов кДж/м3, азота кДж/м3, водяных паров кДж/м3 и 1 кг золы кДж/кг определяются по табл. XIV [1] при температуре уходящих газов 171 °С.

1. Описание котельного агрегата

Котел блочной конструкции предназначен для работы на каменном и буром угле, фрезерном торфе, номинальной производительностью по пару 75 т/ч. Давление за главной парозапорной задвижкой 3,9 МПа, температура перегрева 440 °С.

Котел с естественной циркуляцией, однобарабанный, П - образной компоновки (см. рис. 1). Основными элементами котла являются полностью экранированная топочная камера объемом 454 м3. Фронтовой и задний экраны образуют скаты «холодной воронки». На выходе из топки трубы заднего экрана разведены в четырехрядный, шахматный пучок – фестон, отделяющий топочную камеру от газохода пароперегревателя.

При сжигании каменного угля топочная камера оборудуется тремя турбулентными горелками, а при сжигании бурых углей и фрезерного торфа – двумя шахтными мельницами. Пылеугольные горелки и мельницы располагаются на фронтовой стене. На каждой стене экраны секционированы на три независимых циркуляционных контура. Экранные трубы расположены с шагом 75 мм на задней стене топки и на одной трети части боковых стен, примыкающей к задней стене. На фронтовой и остальной части боковых стен шаг экранных труб составляет 90 мм.

Пароперегреватель конвективный, вертикально-змеевикового типа, двухступенчатый, с поверхностным регулятором перегрева, включенным в рассечку между ступенями. Первая по ходу пара и газа часть пароперегревателя с поверхностью нагрева 220 м2 при сжигании различных марок топлива остается неизменной. Поверхность нагрева второй ступени в зависимости от вида топлива изменяется в пределах 220-400 м2. Змеевики пароперегревателя изготовлены из труб диаметром 38 х 3. Вторая ступень пароперегревателя по ширине котла состоит из трех пакетов. Пар из пароохладителя поступает в крайние противоточные секции пароперегревателя, а затем переходит в среднюю - прямоточную. Выходная часть змеевиков пароперегревателя, выполнена из низколегированной стали 12ХМ, а остальные трубы изготовлены из углеродистой стали.

В опускной шахте котла в рассечку расположены конвективные поверхности нагрева – водяной экономайзер и воздухоподогреватель, - двухступенчатая компоновка хвостовых поверхностей нагрева. В зависимости от вида сжигаемого топлива поверхности нагрева водяного экономайзера и воздухоподогревателя могут быть различными по величине. Пакеты змеевиков экономайзера выполнены из стальных труб диаметром 32 х 3 мм.

Водяной экономайзер – кипящего типа, гладкотрубный, скомпонован из двухзаходных змеевиков, расположенных в шахматном порядке с шагом S1 = 80 мм, S2 = 55 мм в первой ступени и S1 = 100 мм, S2 = 55 мм во второй ступени водяного экономайзера.

Воздухоподогреватель трубчатый, вертикального типа, изготовлен из труб диаметром 40 х 1,5 мм с шагами в первой ступени S1/ S2 = 70/40 мм, во второй S1 /S2 = 60/42 мм.

Схема испарения котла – трехступенчатая, рассчитана на питание водой с солесодержанием до 350 мг/л.

Топочные экраны разделены на отдельные контуры циркуляции, которые вместе с барабаном котла образуют циркуляционную систему.

В барабане имеется чистый отсек – первая ступень испарения и два соленых отсека второй ступени испарения, расположенные по торцам барабана. Первая и вторая ступени оборудованы внутрибарабанными циклонами. Третья ступень испарения - два выносных циклона диаметром 337 мм. Пар из циклонов поступает в чистый отсек барабана. Фронтовой и задний экраны включены в первую ступень испарения. Два контура боковых экранов и часть третьего, прилежащего к заднему экрану, включены во вторую ступень испарения. Часть труб контура бокового экрана, прилежащего к заднему экрану, включены в третью ступень испарения на выносные циклоны.

Обмуровка топки выполнена из трехслойных плит с металлическим армированием: шамотобетон толщиной 80 мм, диатомобетон толщиной 60 мм и шлаковата толщиной 120 мм. Теплоизоляционные плиты из шлаковаты в области пароперегревателя имеют толщину 160 мм. Каркас котла представляет собой пространственную раму с колоннами до пола зольного помещения.

Котлоагрегат оборудован устройством дробеочистки поверхностей нагрева водяного экономайзера и воздухоподогревателя, а также защитой от дробевого наклепа. Очистка экранов топки и пароперегревателя производится стационарными обдувочными устройствами.

Общие характеристики котлоагрегата [2] приведены в табл. 1.

Таблица 1

Общие характеристики котлоагрегата БКЗ-75-39 ФБ

Наименование характеристики	Значение
Номинальная производительность, т/ч	75
Избыточное давление пара, кгс/см2	39
Температура, °С:
перегретого пара	440
питательной воды	145
воздуха на выходе из воздухоподогревателя	317
Площадь поверхности нагрева, м2:
радиационная экранов и фестона	296
котельного пучка	62
пароперегревателя	620
водяного экономайзера	940
воздухоподогревателя	3900
Наименование характеристики	Значение
Диаметр и толщина стенок, мм:
барабана котла	1580 х 40
труб экрана и фестона	60 х 3
труб пароперегревателя	38 х 3
труб водяного экономайзера	32 х 3
труб воздухоподогревателя	40 х 1,5
Расчетное топливо	Бурые угли
Теплонапряжение объема топки, кВт/м3	130
Объем топочного пространства, м3	454
Температура уходящих газов, °С	125
Расчетный КПД, %	84
Газовое сопротивление котла, Па	1090
Габаритные размеры (в осях колонн), мм:
длина	11200
ширина	7430
высота	24540
Масса, т:
металла котла	340
обмуровки	304
общая	644

Рис. 1. Котлоагрегат БКЗ-75-39 ФБ

2. Определение расхода топлива по нормативным значениям топлива

Энтальпия уходящих газов определяется по формуле

кДж/кг,

где кДж/м3 – энтальпия газов при избытке воздуха ;

– фактический коэффициент избытка воздуха на выходе из котла;

кДж/м3 – энтальпия воздуха при избытке воздуха ;

кДж/м3 – энтальпия золы;

– доля золы, уносимой газами;

кДж/кг – энтальпия холодного воздуха.

Таблица 2

Тепловой баланс парового котла

Рассчитываемая величина	Обозначение	Размерность		Формула или обоснование	Результат
Тип котлоагрегата				Е-500-140
Вид сжигаемого топлива				бурый уголь Боготульского месторождения
Располагаемая теплота топлива		кДж/кг		Принимается равной низшей теплоте сгорания топлива	11810
Температура уходящих газов	tух	°С		принимается	171
Энтальпия	Iух	кДж/кг		-
Температура холодного воздуха	tхв	°С		принимается	30
Энтальпия		кДж/кг		-	201,96
Фактический коэффициент избытка воздуха на выходе из котла				Характеристика котла	1,33
Потери теплоты:
с уходящими газами	q2	%
от хим. недожога	q3	%		[1]	0
от мех. недожога	q4	%		[1]	1
Потери теплоты:
в окружающую среду	q5	%	[1]		0,4
Доля золы топлива:
в уносе		–	[1]		0,95
в шлаке		–	1 – 1 - 0,95 = 0,05		0,05
Температура шлака	tшл	°С	при твердом шлакоудалении – 600 °С;		600
Энтальпия шлака		кДж/кг	табл. ХIV [1]		560
Потери с теплотой шлака	q6	%			0,0159
Сумма тепловых потерь		%	q2+q3+q4+q5+q6		14,11
КПД котла брутто		%	100-14,11 = 85,49		85,89
Паропроизводительность	Dо	т/ч	Характеристика парового котла		500
Давление перегретого пара за котлом		МПа	характеристика котла		13,8
Температура	tо	°C	характеристика котла		560
Энтальпия	iо	кДж/кг	табл. 3 [7]		3489,547
Температура питательной воды	tпв	°C	Характеристика котла		230
Энтальпия	iпв	кДж/кг	табл. 3 [7]		990,21
Теплота с продувочной водой		МДж/ч			715,089
Теплота, полезно используемая в котлоагрегате		МДж/ч
Расход топлива
полный	В	кг/ч
расчетный	Вр	кг/ч
условный	Ву	кг у.т./ч

3. Определение расхода топлива по измененным значениям топлива

Измененное значение зольности составляет , влажности - .

Измененное значение теплоты сгорания

кДж/кг.

Определим теоретические объемы воздуха и продуктов сгорания при измененном составе топлива.

Теоретически необходимое количество воздуха для полного сгорания топлива при α=1 и объем трехатомных газов остаются неизменными.

Страницы: 1, 2