Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

ИРКУТСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Институт энергетики

Кафедра теплоэнергетики

Расчетно-графическая работа по дисциплине

«Энергосбережение в теплоэнергетике и теплотехнологиях»

на тему: «Расчет и построение энергетических характеристик котла»
Выполнил студент группы ЭСТб-20-1 _________ Д.В. Кузьменко

Проверил доцент кафедры теплоэнергетики _________ В. М. Картавская

Иркутск 2023 г.

Содержание

Введение

Энергетические характеристики агрегата (ЭХ) представляют собой комплекс зависимостей номинальных и исходно-номинальных значений параметров и показателей его работы в абсолютном, удельном и относительном исчислении от нагрузки или других нормообразующих показателей при фиксированных значениях внешних факторов (структура и качество сжигаемого топлива, температура воды в источнике теплоснабжения, температура наружного воздуха и др.) [1]. Эти характеристики отражают реально достижимую экономичность работы освоенного оборудования при указанных номинальных значениях ряда параметров.

Энергетические характеристики оборудования представляются в виде графических и аналитических зависимостей основных и промежуточных показателей его работы.

Основными энергетическими характеристиками котла в зависимости от нагрузки являются: коэффициент полезного действия (КПД) котла, расход топлива и количества теплоты подведенной в котел.

Цель данной расчетно-графической работы – расчет и построение энергетических характеристик котла БКЗ-210-140.

1 Краткое описание котла БКЗ-210-140

Котельный агрегат БКЗ-210-140 Барнаульского котельного завода, представленный на рисунке 1, предназначен для работы при следующих параметрах:

---

• 
  производительность пара – 210 т/ч;
  
• 
  рабочее давление за главной паровой задвижкой – 140 атм;
  
• 
  температура перегретого пара – 565 ^oC;
  
• 
  температура питательной воды – 230 ^oC;
  
• 
  давление в барабане котлоагрегата – ;
  
• 
  водяной объём котла – 62 м³;
  
• 
  паровой объём котла – 32 м³.
  

Топочная камера размещена в первом (восходящем) газоходе. В верхнем (поворотном) газоходе расположен пароперегреватель, во втором (нисходящем) газоходе расположен водяной экономайзер и воздухоподогреватель.

Котельный агрегат оборудован системой пылеприготовления с молотко­выми мельницами.

Коэффициент полезного действия котла (брутто) η^бр_ка=90%.

Топочная камера открытого типа призматической формы, полностью экранирована трубами 60 x 5,5 мм (сталь 20) с шагом 64 мм. Боковые стенки поворотного газохода экранируют испарительные поверхности (укороченные панели). Фронтовой и задний экраны в нижней части образуют скаты холодной воронки.

В верхней части топки трубы заднего экрана образуют аэродинамический козырек «Порог», который предназначен для улучшения аэродинамики газового потока на выходе из топки и для частичного затемнения ширм пароперегревателя. Ка­ждая четвертая труба заднего экрана имеет вертикальный обвод, где установле­на дроссельная шайба диаметром 10 мм для выравнивания расходов пароводя­ной смеси между прямыми и гнутыми участками экранных труб, с целью уменьшения гидравлической и тепловой разверки.

Пароотводящие трубы заднего экрана проходят внутри газохода и служат подвесками заднего экрана. Остальные топочные блоки и все испарительные поверхности подвешены за верхние коллекторы к топочной раме. Верх топки и поворотного газохода экранированы трубами потолочного пароперегревателя.

При нагревании все экраны топочной камеры и все испарительные блоки свободно расширяются вниз и к фронту котла, а испарительные панели вниз и от заднего экрана к конвективной шахте. Жесткость по периметру обеспечива­ется поясами жесткости через 3300 мм по высоте.

Для достижения большей плотности топочная камера с испарительными поверхностями снаружи по трубам обшита металлическим листом толщиной 3 мм. Сверху листа наложена тепловая изоляция, состоящая из 2-х слоев совелитовых плит, укрепленная сверху сеткой. Снаружи по

---

сетке нанесена газонепроницаемая обмазка, покрытая двумя слоями стеклоткани, пропитанной эпоксидной шпаклевкой.

Для снижения тепловых потерь в окружающую среду от коллекторов пароперегревателя и с целью обеспечения доступа к ним при ремонте над пароперегревателем выполнена тепловая камера.

Водоопускная система выполнена в виде стояков Ø219×18 мм (сталь 20), отнесенных с целью обеспечения доступа при ремонте в сторону от топочной камеры и каркаса котла.

Для питания задних экранов топки стояки в трех местах пересекают нижнюю часть холодной воронки, образуя специальные экранизированные рассекатели шлаковых бункеров. Кроме того, эти стояки используются для связи между собой скатов холодной воронки.

Для растопки котла установлено 8 мазутных форсунок парового распыливания, встроенных в основные горелки. Производительность каждой форсунки составляет 1175 кг/ч при давлении пара 1,4 МПа (4 кгс/см²) и мазута 0,4-0,5МПа (4-5 кгс/см²). Топка в горизонтальном сечении по осям труб противоположных экранов имеет размеры 7744×15104 мм.Объем топочной камеры составляет 1042,75 м³.Поверхность нагрева экранов -1313 м². Барабан и сепарационные устройства. Котлоагрегат имеет один сварной барабан (рисунок 2), предназначенный для разделения пароводяной смеси и барботажной промывки насыщенного пара питательной водой, с внутренним диаметром

1800 мм, выполненный из стали 16 ГНМА. Длина барабана 15524 мм. Толщина стенки барабана 92 мм.

Средний (нулевой) уровень воды в барабане находится на 200 мм ниже геометрической оси барабана. Отклонение уровня в период работы котла не должно превышать ±50 мм от среднего уровня.

Для предупреждения перепитки котла в барабане установлена труба аварийного слива диаметром 133×10 мм. Для обеспечения равномерного прогрева барабана при растопках предусмотрен паровой разогрев барабана от работающих котлов с давлением 4,0-15,0 МПа (40-150 кгс/см²).

Сепарационные устройства 1-ой ступени испарения расположены в бара­бане и представляют собой сочетание внутри барабанных циклонов (52 шт.) и дырчатых листов. Пароводяная смесь из экранов 1-ой ступени испарения поступает во внутрибарабанные циклоны

---

, где происходит разделение влажного насыщенного пара и воды. Котловая вода через гидрозатвор сливается в водяной объем барабана, а пар направляется к промывочным листам, где осуществляется барботажная его промывка питательной водой. После промывки происходит сепарация пара в паровом объеме барабана и дырчатом потолке.

В нижней части барабана над водоопускными трубами расположен антикавитационный дырчатый лист, препятствующий образованию воронок в водоопускных трубах и попадания пара в них.



Рисунок 1 – Котел БКЗ-160-100

2 Расчет и построение энергетической характеристики котла
В таблице 1 представлены параметры работы котла БКЗ-210-140 и характеристики сжигаемого в нем топлива для расчета и построения энергетической характеристики [3].
Таблица 1 – Параметры работы котла и характеристики сжигаемого топлива

№ пп	Наименование	Обозначение	Единица измерения	Величина
1	Паропроизводительность котла по перегретому пару		т/ч	210
			кг/c	58,3
2	Расчетное давление в барабане котла		МПа	16,1
3	Давление перегретого пара на выходе из котла		МПа	14
4	Температура перегретого пара			550
5	Температура питательной воды			230
6	Температура уходящих газов			146
7	Температура холодного воздуха			30
8	Температура холодного воздуха после калорифера			50
Топливо: мугунский бурый уголь
9	Содержание золы		%	16,5
10	Содержание влаги		%	25
11	Содержание серы		%	0,5
12	Содержание азота		%	0,9
13	Содержание кислорода		%	11,3
14	Содержание водорода		%	3,1
15	Содержание углерода		%	42,7
16	Низшая рабочая теплота сгорания			3820
				15,99

---

В таблице 2 приведены значения энтальпий продуктов сгорания азейского угля по газоходам котла.

В таблице 3 представлен расчет теплового баланса котла БКЗ-210-140 при номинальной нагрузке [3], и в таблице 4 рассчитаны показатели работы котла в зависимости от нагрузки по [3].

Таблица 2 – Энтальпии продуктов сгорания по газоходам котла

ϑ ºС	Iг,	Iв,	Iзл	I = Iг0 + (α-1) Iв0 + Iзл,
				Топка, ширмы α''=1,2	Пароперегреватель		ВЭ II α''=1,28	ВП II α''=1,31	ВЭ I α''=1,33	ВП I α''=1,36
					КПП III, IV α''=1,23	КПП I α''=1,26
100	685	565	13						884	901
200	1388	1137	27					1767	1790	1824
300	2123	1717	41				2646	2698	2733	2784
400	2857	2309	56				3559	3628	3675	3744
500	3633	2918	72			4464	4523	4611
600	4409	3536	88			5416	5487
700	5222	4170	104		6285	6410	6494
800	6035	4809	120		7261	7405
900	6882	5465	137	8112	8276	8440
1000	7729	6126	154	9108	9292	9475
1100	8596	6795	172	10127	10331	10535
1200	9463	7472	189	11146
1300	10339	8154	213	12183
1400	11214	8844	248	13230
1500	12117	9538	276	14300
1600	13020	10237	294	15360
1700	13939	10935	324	16450
1800	14857	11638	343	17527
1900	15783	12350	374	18626
2000	16709	13061	394	19714

---

Смотрите также файлы

• 1. Понятие античной науки, её возникновение и специфика География в период античности.docx

• План работы школьного спортивного клуба Чемпион на 20202021 учебный год Цель работы шск.docx

• Семинарского занятия Тема Занятие античная философия начало теоретического (абстрактного) мышления учебные и воспитательные цели.docx

• Ф. И. класс Проверочный тест по обществознанию Международная защита прав человека.docx

• Тест по обществознанию Политическое поведение 11 класс Часть 1 1.docx