Зміст
Вступ
1. Розрахунок, вибір та компоновка вуглерозмольноїустановки
2. Розрахунок та вибір живильного насосу
2.1 Розрахунок втрат тиску на ділянці трубопроводу насос – економайзер
2.2 Розрахунок втрат тиску на ділянці водяного економайзера
2.2 Розрахунок втрат тиску на ділянці парового перегрівача
2.3 Вибір живильного насоса
3. Вибір дуттєвого вентилятора та димососу
3.1 Вибір дуттєвого вентилятора
3.2 Вибір димососу
4. Розрахунок та вибір електрофільтра
5. Розрахунок гідрошлакозоловидалення
Висновки
Вступ
Допоміжнеобладнання парових котлів є невід'ємною складовою котлоагрегатів, від якої взначній мірі залежить безвідмовність, економічність та екологічність роботикотла. В даній роботі проводиться розрахунок та підбір допоміжного обладнаннядля парового котла Е-41-4,7-370, який було спроектовано на основі прототипу ТП-35Удля роботи на кам’яному вугіллі.
У проекті розглянутосхеми розрахунку та методи вибору таких елементів допоміжного обладнання: шаровийбарабанний млин, живильний насос, дуттєвий вентилятор, димосос, електрофільтрта система гідрозолошлаковидалення.
Завданням шаровихбарабанних млинів є підготування твердого палива до подальшого процесуспалювання: підсушування та подрібнення. З огляду на сучасний станенергетичного та паливного господарства країни проектування ШБМ відіграєважливу роль, оскільки за допомогою цих апаратів можливо досягти необхідноїтонкості помолу без великих витрат на ремонтні роботи, що суттєво впливає навартість електроенергії та гарячої води.
Живильний насос єважливим елементом котельної установки, що забезпечує нормальну роботу турбінипри номінальному паспортному тиску. Завданням роботи живильного насосу єстворення тиску, який здатний подолати гідравлічні опори водяного економайзеру,пароперегрівника, місцеві опори при проходженні рідиною живильного тракту,входу та виходу барабана, паропроводу тощо.
Дуттєвийвентилятор та димосос повинні надійно забезпечувати подачу необхідного длягоріння палива повітря в топкову камеру та своєчасне видалення продуктівзгоряння з котла при всіх режимах його роботи, підтримуючи заданий тиск аборозрідження в топці. При цьому на привід вентилятора та димососу повиннавитрачатись мінімальна кількість електроенергії.
Задача уловленнязоли котлів — не допустити погіршення екологічного стану навколишньогосередовища, працювати на її оздоровлення. Дуже важливим є процес правильногопідбору золоуловлюючого пристрою. З врахуванням сучасних норм ПДК викидівчастинок золи можна вважати ефективними такі золоуловлюючі пристрої якелектрофільтри.
Системагідрозолошлаковидалення є обов'язковою ланкою кожної котельні. Вона складаєтьсяз наступних основних частин: пристрої для збирання шлака та золи в межахкотельні, перекачуючої шлак і золу насосної, яка розміщується в межах котельноїабо поза ними, проміжні розвантажувальні пристрої для сухої золи на майданчикукотельні, пристрої для транспортування золи, шлакозоловідвали.
1.Розрахунок, вибір та компоновка вуглерозмольної установки
За бакалаврськимпроектом повна витрата твердого палива з /> становить 1,39/>.
Таблиця 1.1 — Розрахунковіхарактеристики палива:№ п/п Марка палива Клас Робоча маса палива, склад% Нижча теплота згорання
Wрр A
Sр
Sо C H N O Q, МДж/кг 130 3СС Р 10 19.8 0.2 60 3.1 0.6 6.3 22.48
Виходячи зхарактеристик палива оберемо індивідуальну замкнуту схему пилеприготування зпрямим вдуванням для шарового барабанного млина.
Виходячи зпродуктивності обираємо типорозмір млина ШБМ 220/330/21,8 (Ш 6).
Конструктивніхарактеристики:
діаметр барабану (м)/>
довжина барабану (м)/>
частота обертання(об/хв) />
З табл.1.2: R90= 17%, />
Коефіцієнт, щовраховує товщину помелу пилу
/>
Коефіцієнт, щовраховує вплив вологості палива />
Коефіцієнт, щовраховує перерахунок середньої вологості на вологість даного палива/>
Коефіцієнт, щовраховує відхилення розмірів частинок палива від прийнятих при розрахунку Кло:/>
Коефіцієнт розмелоздатності:
/>
Коефіцієнт, щовраховує енергетичне завантаження дробарки />;коефіцієнт, що враховує форму броні: /> (дляступінчатої броні); поправка, що умовно вводиться у розрахунок/>.
Конструктивнийпараметр, що враховує зниження продуктивності пристрою внаслідок зношення броніта шарів:
/>
Коефіцієнтвентиляції/>
Продуктивність млина:
/>
Коефіцієнткорисної дії приводу від електродвигуна до барабану />;коефіцієнт корисної дії електродвигуна />;
насипна щільністьшарів/>; оптимальне шаровезавантаження барабану />;
коефіцієнт, щовраховує фізичні властивості палива />;
загальна товщинастінки барабану та броні />
Потужність, щоспоживається електродвигуном млина:
/>
Питома витратаенергії на розмелення палива:
/>
2.Розрахунок та вибір живильного насосу2.1Розрахунок втрат тиску на ділянці трубопроводу насос – економайзер
Коефіцієнтмісцевого опору входу рідини з патрубка насосу до трубопроводу />; коефіцієнт місцевогоопору зворотного клапану />; коефіцієнтмісцевого опору регулюючої засувки />; коефіцієнтмісцевого опору вимірювальної діафрагми />.
Абсолютна шорсткістьматеріалу стінки труби />
З ранішепроведеного розрахунку: витрата живильної води через насос />, питомий об’єм води вживильному трубопроводі/>, швидкістьруху рідини в живильному трубопроводі />
Діаметр живильноготрубопроводу:
/>
Довжина живильноготрубопроводу />
Приведений коефіцієнттертя:
/>
Втрата тиску вживильному трубопроводі:
/>2.2Розрахунок втрат тиску на ділянці водяного економайзера
З бакалаврськогорозрахунку переріз вхідного колектора />,переріз підвідних труб />. Тодівідношення />.
Звідси коефіцієнтопору на вході в економайзер />
Звідси опір входупотоку в труби ВЕ:
/>
Швидкість води векономайзері />; питомий об’єм води у ВЕ /> (з бакалаврської роботи). Довжинатруб ВЕ />, кількість згинів на /> становить />; кількість згинів на /> становить />. З графіка 2.5 коефіцієнтиопору />, />. Приведений коефіцієнттертя />. Звідси втрати тиску натертя у ВЕ:
/>
Втрати тиску намісцеві опори:
/>
З бакалаврськоїроботи: висота підйому води від відмітки входу у водяний економайзер до осібарабана />; питомий об’єм води навиході з ВЕ />. Звідси нівелірна втрататиску:
/>
Швидкість на входіу барабан />. Втрати тиску на вході убарабан:
/>
Повна втрата тискуу ВЕ:
/>
Оскільки />172,8МПа, то згідно рекомендацій приймемо повну втрату тиску 0,2 МПа.2.2Розрахунок втрат тиску на ділянці парового перегрівача
Швидкість пари в 1ступені ПП />; питомий об’єм пари у ПП /> (з бакалаврської роботи).
Довжина труб ПП />, кількість згинів на /> становить />; кількість згинів на /> становить />; кількість згинів на /> становить />; кількість згинів на /> становить />. З графіка 2.5 коефіцієнтиопору />, />,/>,/>.
Приведенийкоефіцієнт тертя />. Звідси втратитиску на тертя у ПП:
/>
Втрати тиску намісцеві опори:
/>
Повна втрата тискуу ПП (1 ступінь):
/>
Швидкість пари в 2ступені ПП />; питомий об’єм пари у ПП /> (з бакалаврської роботи). Довжинатруб ПП />, кількість згинів на /> становить />; кількість згинів на /> становить />. З графіка 2.5 коефіцієнтиопору />, />. Приведений коефіцієнттертя />. Звідси втрати тиску натертя у ПП:
/>
Втрати тиску намісцеві опори:
/>
Повна втрата тискуу ПП (2 ступінь):
/>
Повна втрата тискуу ПП: />2.3Вибір живильного насоса
Згіднорекомендацій для спрощення розрахунку приймаємо втрати тиску в паропроводі />
Тиск пари на входів турбіну: />
Розрахунковийтиск, що повинен створювати живильний насос:
/>
Номінальний тискживильного насосу /> є сумою значеннятиску на вході в турбіну і всіх втрат тиску в котельній установці, але зурахуванням неточностей і похибок розрахунку слід прийняти наступне значеннятиску для живильного насосу:
/>
Для даного тискута подачі підходить насос ПЭ-65-53
3.Вибір дуттєвого вентилятора та димососу3.1Вибір дуттєвого вентилятора
Об’єм повітря, щонеобхідний для повного спалювання палива:
/>
Теоретична витратаповітря становить
/>.
Сумарний опір повітряноготракту (взято з АРБ): />
Коефіцієнт запасупо продуктивності: />
Коефіцієнт запасупо тиску: />
Необхідний порозрахунку повний тиск, який повинен розвивати вентилятор:/>
ЕксплуатаційнийККД вентилятора: />
Потужність, щонеобхідна для вентилятора:
/>
Для значення /> обираємо вентилятор ВГДН-11,2.
3.2Вибір димососу
Об’єм димовихгазів:
/>
Продуктивністьдимососу:
/>
Сумарний опіргазового тракту (взято з АРБ): />
Коефіцієнтприведення до умов щільності середи: />
Приведений тискдля димососу: />
Коефіцієнт, щовраховує зменшення потужності за рахунок стискуваності газу:
/>
По значенням /> та /> приймаємо центробіжнийдимосос типу />, ККД димососу: />. Споживана димососомпотужність:
/>
Коефіцієнт запасудля привода димососа: />. Розрахунковапотужність двигуна для димососа: />
4.Розрахунок та вибір електрофільтра
Задача захоплення золине допускає погіршення екології оточуючого середовища. У тепловій енергетиціслід рекомендувати до використання електрофільтри.
Ступінь захопленнязоли: />
Об’єм димовихгазів, що проходить через фільтр:
/>
Швидкість газів уфільтрі:
/>
Кількістьпаралельно включених фільтрів: />
Площа активногоперерізу необхідного електрофільтра:
/>
Виберемоелектрофільтр УГ1-2-15 загальноюплощею осадження />
Питома поверхняосадження:
/>
Напруженістьелектричного поля: />
Поправка назворотну корону: />
Значеннямедіанного діаметра частинок золи: />
Швидкість дрейфучастинок до електродів:
/>
Ступінь очистки задіаграмою: />
Активна висотаелектрода: />
Коефіцієнт:
/>
Коефіцієнт типуелектродів: />
Коефіцієнт, щовраховує інтервали струшування електродів: />
Швидкість газу велектрофільтрі: />
Загальнийкоефіцієнт вторинного уносу:
/>
Розрахунковатемпература потоку: />
Розрахунковийкоефіцієнт К:
/>
Параметр А: />
Активна довжинаелектрофільтру: />
Коефіцієнтнерівномірності газорозподілення: />
Динамічнав’язкість газу:
/>
Відстань міжелектродами: />
Параметр />:
/>
Ступінь очистки розрахуємоза формулою:
/>
5.Розрахунок гідрошлакозоловидалення
Втрата тепла відмеханічного недопалу: />
Частка шлаку впаливі: />. Кількість шлаку, щоутворюється у котлі з урахуванням механічного недопалу:
/>/>
Частка золи вуносі: />
Кількість золи щоутворюється:
/>
Кількість золи, щоутримується в золоуловлювачі та підлягає видаленню:
/>
Загальна кількістьшлаку, що підлягає видаленню з одного котла:
/>
Шлакозмивні шахти.
Загальна кількістьсопел у всіх головках: />
Коефіцієнт витратисопла: />
Тиск води передсоплами: />
Тиск води передзмивним соплом: />
Діаметр сопла: />
Діаметр смивногосопла: />
Емпіричнийкоефіцієнт: />
Витрата води назрошення одного кг. шлаку:
/>
Витрата води назмив 1т. шлаку зі шлакової шахти в шлаковий канал:
/>
Золозмивніпристрої:
Кількість золовихбункерів: />
Продуктивністьзолозмиваючого апарату:
/>
Виберемозолозмивний апарат типу: МВН 2536-01
діаметр сопла: />, напор: />, вода на змив: />. Діаметр зливної трубизолозмивного апарату:
/>
Збуджувальні сопла.
Тиск води: />. Діаметр сопла: />. Коефіцієнт витрати: />. Загальна кількість сопел:/>. Витрата води на однесопло:
/>
Загальна витратаводи:
/>
Шлакозмивний канал.Щільність води: />. Гідравлічнийрадіус перерізу канала: />. Уклонканалу: />. Сила захоплення потоку уканалі:
/>
Коефіцієнт шороховатостідля базальта: />. Швидкістьпотоку пульпи у відкритому каналі:
/>
Загальна витратагідросуміші:
/>
Висновки
За результатамирозрахунку в першому розділі для підготовки палива було обрано індивідуальнузамкнуту систему пилоприготування з прямим вдуванням для ШБМ. Було обрано Ш-6.
В другому розділібуло визначено напір, який має розвивати живильний насос: 7,2МПа.
В третьому розділібуло проведено розрахунок газоповітряного тракту котла, вибір тягодуттєвогообладнання. В результаті оптимізації було обрано димосос типу /> і вентилятор ВГДН-11,2.
За результатамирозрахунку четвертого розділу було обрано електрофільтр типу УГ1-2-15 івизначено ступінь уловлення золи — 99,9%.
В п’ятому розділібуло визначено об’єми золи і шлаку, які продукує котел, і розрахунок об’ємівводи і пульпи в системі золошлаковидалення.