--PAGE_BREAK--
17. Основные типы горелочных устройств.
Горелочные уст-ва. предназнач. для равномер. перемеш-я топлива с возд. и ввода горюч. смеси в топочн. камеру.
Для твёрдого топлива
Прямоточно-улиточная горелка;I-первичный возд., II-вторич; МФ-мазуточная форсунка; Прямоточно-лопаточная горелка; Улиточно-улиточная горелка; Прямоточно-щелевая; Прямоточная сопловая.
Для мазута
Для распыления мазута используются спец. устр-ва – форсунки.
Механические форсунки:
а) прямоструйная
б) центробежная
в) ротационная (с вращающейся чашей)
Форсунки с распыливающей средой:
г) высокого давления
д) низкого давления
е) комбинированная
Для газа
а) горелки без предварительного смешения
б) горелки с полным предв. смешением, б2)горелки с неполным предв. смешением
в) горелки с частичным предв. смешением
18.Назначение, схемы пароперегревателей и их расчет.
Пароперегреватель (ПП) предназначен для повыш темп-ры влажного насыщ пара и получения перегретого пара. Уст-ка ПП в газоходах КУ позволяет повысить КПД уст., за счёт отбора тепла от дым газов.
По назначению ПП делят на:
1) первичные – в них перегревается пар начального давления;
2) промежуточные – используемые для перегрева частично отработавшего пара;
3) основные – для получения пара с параметрами, необход потребителю.
В зав-ти определяющего способа передачи теплоты от газа к поверхностям нагрева, ПП делят на:
1) конвективные;( в конвективных газоходах)
2) радиационные;(на стенках и потолках топочных камер)
3) конвективно-радиционные.
В зав-ти от направл движения пара и продуктов сгорания, ПП делят на:
1) прямоточные 2) противоточная
3) смешанные
Наибольший температурный напор между продуктами сгорания и паром достиг в противоточном ПП => уменьшение необход пов-ти нагрева, что снижает расход металла на изгот ПП. Недостатком явл расположение по ходу движения пара змеевиков (отложение солей)в области высоких темп-р дым газов и связанные с этим тяжёлые режимы работы металла.
Условия работы прямоточных ПП лучше, но они имеют температурные напоры ниже => длина и пов-ть нагрева должны быть больше.
Оптимальной схемой явл смешанные ПП.
Тепловой расчет ПП.
Если после топки нет конвективных пов-ей нагрева, то темп. дым. газов на входе в ПП приним. равной темп-ре дым. газов на выходе из топки, аналогично приним. знач. энтальпий.
Тепловой расчёт начинают с опр-я кол-ва тепла, передаваемого ПП:
Qпп=D·[(hпп-h’)+(1-x)r]/Bр
D– паропроизв-ть котлоагрегата;hпп –энтальипя перегр пара;h’- энтальпия насыщ. пара; х – степень сухости, х=0,97-0,98;r-теплота порообразования;
Вр-расход топлива.
Тепло переданное ПП:
По известной темп-ре газа и пара можно опред. среднелогарифмический темп-ый напор с учётом взаимной схемы движения теплоносителей:
∆tср=(∆tmax-∆tmin)/ln(∆tmax/∆tmin)
Уравнение теплопередачи
Qпп=k·F·Δtср/Bр
k– коэф. теплопередачи,
F– пов-ть ПП,
скорость движения газов в межтрубном пространстве
W=Bр·Vг·(Θср+273)/(Fг*273)
Vг – расход прод. сгорания
Θср – среднеарифм. тем-ра дым газов в ПП
Fг – среднее живое сечение
Fг=ab-zldн
a-высота газохода;b-ширина газохода
l-длина труб в газоходе по высоте
dн-нар диаметр
z– кол-во секций в газоходе
Определяем коэффициент теплоотдачи от дым. газов к пов-ти труб ПП
α1=ζ·(αк-αл)
ζ – коэф. использ. пов-ти ПП, учитывает застойную зону
αк – конвект. сост-ая, учитыв-ая долю тепла, отдаваемого путём конвекции
αл – лучистая сост-ая, учитыв-ая теплоотдачу излучением
αк=0,206·Cz·λг/dн· (Wг·dн/ν)0,64
Cz– поправка на число рядов труб по ходу газа, при кол-ве рядов>10 Cz=1, при меньшем значении – выбир. по справоч.
λг – коэф. теплопр-ти дым. газов
ν – коэф. кинематической вязкости дым. газов при средней темп-ре дым. газов
αл=5,67·10-8·((аз+1)/2)·аг·Т3·(1-(Т3/Т)3,6)/(1- Т3/Т)
аз – степень черноты загрязнённых стенок лучевосриним. пов-ей. Для ПП аз=0,8
аг – степень черноты газового потока при темп-ре Тср=273+ Θср
Т3 – темп. загряз. пов-ти
19 Назначение, типы экономайзеров и их расчет.
Экономайзер – это теплообменное устр., предназнач. для подогрева питательной воды перед поступ. в котёл. Исп-е вод. экономайзера похволяет снизить потери тепла с уход. дым. газами и соотв. повысить КПД котла.
В экономайзере воспринимается от 10 до 20% тела дым. газов. Э. можно разделить на 2 типа: 1) не кипящие; 2) кипящие. Не кипящие Э. предназначены для подогрева пит. воды только до темп-ры насыщ. при давл. в котле. В кипящих Э.пит. вода подогрев. до темп-ры насыщ и в то же время происх. некоторый процесс парообразования. Не кипящие Э. изгот. методом чугунного литья и предст. собой ребристые трубы. Темпер. напор в некипящем экономайзере опр-ся как среднелогарифмический.
Кипящие экономайзеры в совр. котлоагр. любого давления устанав. в каждом из них. Данный тип Э-ра изготавливается из стальных труб диаметром В прост-ве газохода кипящий Э выполнен в виде змеевиковых труб.
Тепловой расчёт экономайзера.
Он сводится к опре-нию температуры на выходе из экономайзера и определении требуемой пов-ти теплообмена. Для расчета использ 3 ур-я:
1) ур-ие теплопередачи:
Qэк=kFΔtср/Bр
2) ур-ие теплового баланса по дым. газам:
Qэк=φ·(h`эк-h``эк+∆α·h°пр)
3) ур-ие теплового баланса по подогреваемой воде:
Qэк=Dэк·Cв·(t``-t`)/Bр
где k– коэф. теплопередачи
F– пов-ть экономайзера
Δtср – среднелогарифмический напор в Э
Bр – расход топлива
h`эк,h``эк – соотв. энтальпия дым. газов на входе и выходе из Э
∆α – изменение коэф-та избытка возд.
h°пр – энтальпия присасыв. воздю
Dэк – расход пит. воды ч-з Э
Св – теплоёмкость воды
t`,t`` — темп. пит. воды на входе и выходе из Э
Задаваясь темп-рой дым. газов на входе и выходе из Э, опр-ют кол-во тепла, передав. в Э по ур-ию 2, затем опр-ют темп. воды на выходе из Э по ур-ию 3. При значении t``>tн-20 необх. установ. стальной Э, если t``≤tн-20°С – устанав. чугунные Э, подстав. знач. темп-ры воды на выходе из Э в ур-е 1, опр-ют пов-ть Э.
Для стальных Э коэф. теплопередачи опр-ся по той же методики, что и для пароперегревателя и конвект. пучка.
При большом кол-ве рядов Э их устанав. посекционно с учётом возможности их продувки воздухом от сажи и пыли на внешней стороне.
20.Назначение, типы воздухоподогревателей и их расчет.
В совр. кот. уст. воздухоподогреватель (ВП) играет существ. роль, восприним. тепло от дым. газов и передаёт его подогреваемому воздуху. ВП уменьшает потери тепла с уход. дым. газами, тем самым повышая КПД котлоагрегата. Подогретый воздух направл. в топку котла, повышая условия сгорания топлива. При этом темп. горения тоже повыш. При уст-ки ВП треб. искусств. тяга и дутьё, т. е. уст-ка дымососа перед дым. трубой и устан. дутьевого вентилятора для подачи подогретого воздуха ч-з горелочные устр-ва в топочное простр-во.
По принципу действия ВП делятся на
1) рекуперативные
2) регенеративные( для подогрева воздуха)
3)смесительные
Рекуперативный ВП сост. из перфорированных трубных досок и стальных труб, проходящих через них, а также корпуса ВП. Дым. газы перемещ. в трубном прост-ве и через стенки труб передают тепло перемещ. воздуху, к-ый омывает внешние пов-ти труб. Трубы располагаются в шахматном порядке.
1,2 – соотв. верхняя и нижняя трубные доски
3 – промежуточные перегородки
4 – трубы
5,7 – входной и выходной короба
6 – перепускной проход
Регенеративные ВП предст. собой заключённый в неподвижные цилиндрич. корпус, вращая цилиндрич барабан, заполненный набивкой Вдоль оси барабана расположен вал, закреплённый в верхней и нижней опоре. Барабан привод. во вращ. эл. дв-ем. Дым. газы и воздух подаются к корпусу и отвод. от него спец. коробами. Причём дым. газы проходят ч-з подогреватель сверху вниз, а воздух наоборот. При вращении ВП все эл-ты попеременно нагрев. в зоне дым. газов и охлажд. в зоне холодного воздуха. Достоинством явл. то, что они имеют большой коэф. теплопередачи, недостаток – часть дым. газов смешив. с подогреваемым воздухом
Тепловой расчёт ВП.
Основан на 3-х уравнениях
1) Qвп=φ·(h`вп-h``вп+∆α·h°пр)
2) Qвп=kвп·Fвп·Δtср/Bр
3) ур-ие теплового баланса по воздуху
Qвп=(αт+Δα/2)V(1+Bp)cв(tвп”-tвп’)
αТ – коэф. избытка воздуха в топке
∆α — коэф. избытка воздуха в ВП
С – объёмная теплоёмкость воздуха
V-кол –во воздуха используемого в топочном пространстве
21.Схемы экранных труб паровых котлов, их назначение и расчёт.
Основной испарит-ой поверх-тью в современ котлах явл экраны, располож в топочной камере. Теплота сгорания топлива передаётся ограждающим изнутри топку экраном, в котором движется рабочее тело. Благодаря экранированной топки уменьшается потери теплоты в окруж среду и обеспечивает достаточн жёсткость стен топки при восприятии распред-ой нагрузки от перепада давл при ремонте котла под наддувом или разрежением. Экран представляет ряд панелей с //-но включ вертик-ми подъёмными трубами, соед-ми между собой коллекторами. Часть подъёмных труб введена непосредственно в барабан котла. Отдельные секции экранов присоединены к барабану через коллектора и соединительные трубы. В месте выхода продуктов сгорания из топки экран, расположенный на задней её стенке образует трёхрядный фестон, наличие которого обеспечивает затвердевание расплавленных золы, не охладившихся в топке, что исключает шлакование пароперегревателя, размещённого за топкой.
Схемы экранов
Футерованные
Расчёт экранных труб.
Лучевоспринимающая поверхность нагрева экранов:
Hл = ΣFпс ∙ х;
где х – угловой коэффициент экрана;
Fпс – площадь стены, занятая экраном.
Fпс = b∙ l, м2;
где b– расстояние между трубами;
l– длина труб, м.
2. Степень экранирования топки:
х = Hл / Fст
где Fст – общая поверхность стен.
3.Коэффициент тепловой эффективности экранов: Ψ = х ∙ ξ;
где х – угловой коэффициент, показывает какая часть лучистого потока использов одной пов-тью, падает на другую пов-ть;
ξ -учит-ет снижение тепловоспр-я экранов вследствие их загрязнения наружными отложениями.
22. Расчет конвективных поверхностей котельных установок
Существует 2 вида расчета: конструкторский и поверочные. При расчёте конвективной поверхности нагрева, используется уравнение теплопередачи и теплового баланса.
Уравнение теплопередачи:
Уравнение теплового баланса:
где к – коэффициент теплопередачи;
Δt— температурный напор;
F-расчётная поверх-ть нагрева, м2;
BP— расчётный расход топлива;
— коэффициент сохранения теплоты;
— энтальпия дымовых газов на входе в конвективный пучок;
— энтальпия дымовых газов на выходе из пароперегревателя;
Δα— коэффициент присоса воздуха в конвективном пучке;
— энтальпия присасываемого воздуха (принимаем тем-ру = 30 С)
23. Схемы газовоздушных трактов котельных установок.
Системы газовоздушных трактов котлов.
Для нормальной работы котлов, т.е. для достижения их номинальной производительности, номинального КПД необх осуществлять расчетную подачу воздуха при необходимых температурах и удалять дым газы из трактов котлов.
Осн схемы организации подачи воздуха в топку и удаление дым газов:
1)
1-котлоагрегат 2-пылночистные сооружения 3-дым труба
4-воздухоподогреватель 5-пылеприготовительная установка
6-дутьевой вентилятор 7-дымосос
1) Соответствует кот. уст. с естественной тягой, т.е. сопротивление движению потока воздуха и прод сгор в газоходах котла преодолевается за счет разности давлений воздуха, поступающего в топку и прод сгор, удаляемых через дым трубу в атмосферу. В этом случае газовоздушный тракт кот уст находится под разряжением. Эта система применяется в котлах малой мощности при небольшом сопротивлении газовоздушного тракта.
2) В этой системе сопротивление газовоздушного тракта преодолевается за счет разряжения создаваемого дымовой трубой и дымососом. Такая система применяется в котлах малой мощности, работающих на газовом и жидком топливе и не имеющих воздухоподогревателей.
3) Описывает работу системы в которой подача воздуха в топку осуществляется дутьевыми вентиляторами через воздухоподогреватель, а продукты сгорания удаляются с помощью разряжения создаваемого дымовой трубой.
24. Схемы движения воды в котельных агрегатах.
Правильно организованное движение воды, паро-водяной смеси и пара в трубах котельного агрегата обеспечивает необходимую паропроизвод-ть котлового агрегата. Вследствие этого обеспечивается интенсивный отвод теплоты от поверхности нагрева и устранение местных застоев пара и газа, что предотвращает поверхность нагрева от недопустимого перегрева и коррозии. Непрерывное движение воды, охл-ей поверхность нагрева – циркуляцией.
В зависимости от организации движения воды и параводяной смеси в испарительной системе котлы делятся: с естественной циркуляцией, котлы с принудительной циркуляцией. В котлах с естественной циркуляцией движение воды и пароводяной смеси в испарительной системе осуществляется за счёт давления создаваемого разностью массы столба воды в опускных трубах и столба пароводяной смеси в обогреваемых подъёмных трубах систем. . При подводе теплоты к подъёмной трубе вода в ней частично превращается в пар и образуется пароводяная смесь, плотность которой меньше плотности воды в необогреваемой опускной трубе. В следствии этого в замкнутом контуре создаётся напор, благодаря которому вода и пароводяная смесь приходят в движение: вода движется вниз к коллектору, а смесь – вверх в барабан, где пар отделяется от воды.
Котлы с принудительной циркуляцией: прямоточные и с многократной принудительной циркуляцией. В котлах с многократной принудительной циркуляцией движения воды и пароводяной смеси в испарительной системе осуществляется при помощи специального насоса. Питательная вода из водяного экономайзера подаётся в барабан котла, из которого она забирается циркуляционным насосом и направляется в нижний коллектор экранов и коллектор конвективной поверхности нагрева, распределяется по параллельно включённым подъёмным трубам, через трубы пароводяная эмульсии поступает в барабан котла, в котором происходит отделение пара от жидкости. Затем пар поступает в пароперегреватель и потребителям.
В прямоточных котлах питательный насос создаёт принудительное движение воды, пароводяной смеси и пара по ряду параллельно включённых труб поверхностей нагрева, отдельные участки котла выполняют роли экономайзера, испарительной поверхности нагрева и пароперегревателя к = 1.
К принудительной циркуляции прибегают, когда невозможно осуществить естественную циркуляцию воды. Это происходит с повышением давления, т.к. с повышением давления разность плотностей питательной воды и пара уменьшается недостаточно. продолжение
--PAGE_BREAK--