--PAGE_BREAK--1.2 Чугунные экономайзеры
Заготовлявшиеся до настоящего времени чугунные экономайзеры состоят из чугунных ребристых труб, соединяемых при помощи чугунных колен (калачей) таким образом, чтобы питательная вода могла последовательно пройти по всем трубам снизу вверх. Такое ее движение является обязательным, так как при нагревании воды падает степень растворимости находящихся в ней газов, кислорода, углекислоты, и газы начинают выделяться в виде поднимающихся вверх пузырьков. Конструкция экономайзеров должна способствовать удалению этих пузырьков, так как они, налипая на стенки, производят коррозирующее действие. С целью лучшего смывания пузырьков скорость движения воды не следует принимать меньше 0,3 м/сек. Скорость газов во избежание чрезмерного засорения экономайзера с внешней стороны золой и сажей принимают не менее 5 м/сек.
Чугунные ребристые трубы имеют по краям прямоугольные фланцы, что дает возможность, набирая группу труб, ограничить газоход с двух сторон металлическими стенками. Возможность присоса воздуха через щели между фланцами ликвидируется конопаткой асбестовым шнуром, укладываемым в особые канавки, находящиеся во фланцах. Каждая труба этого экономайзера имеет размер по длине 2000 мм, диаметр в свету 100 мм. Ребра — круглые, диаметром 76 мм. Прямоугольные фланцы имеют размер по высоте 146 мм, по ширине — 150 мм; поверхность нагрева трубы 2,95 мІ. Живое сечение со стороны газов, приходящееся на одну трубу, равно 0,21 мР-.
Водяные экономайзеры могут устанавливаться к каждому котлу индивидуально или они выполняются групповыми на несколько котлов. При расположении экономайзера непосредственно за котлом присос воздуха между котлом и экономайзером невелик. Для групповых экономайзеров вследствие наличия сборного борова, а также неплотностей заслонок неработающих котлов присос достигает значительных размеров.
Групповыми экономайзерами часто оборудуют небольшие отопительные установки, когда индивидуальный экономайзер не удается хорошо скомпоновать с котлом. Пример обмуровки группового экономайзера, по конструкции близко подходящего к экономайзеру ВТИ
Обмуровка экономайзера производится красным кирпичом при толщине стены в 1'/2—2 кирпича. Размер стен обмуровки экономайзера выбирается главным образом по соображениям уменьшения присоса, так как в газоходах экономайзера создаются значительные разрежения.
Водяной экономайзер, собираемый из ребристых труб, довольно быстро загрязняется золой и сажей, поэтому его необходимо обдувать паром или сжатым воздухом от компрессора. Последнее применяется главным образом при водогрейных котлах.
В промежутках между группами труб монтируется подвижной аппарат из системы труб с расположенными на них соплами. Весь аппарат может перемещаться на 450 мм.
Эффективность действия обдувки простирается на три ряда труб по высоте, поэтому группы набираются по шесть горизонтальных рядов. Аппарат может обслуживать экономайзер, имеющий до девяти труб в одном горизонтальном ряду
При нечетном числе горизонтальных рядов труб, находящихся между двумя обдувочными приспособлениями, подвод к ним пара приходится располагать с разных сторон экономайзера, чтобы получить возможность размещения вертикальных колен большого размера.
Схема обмуровки группового экономайзера ВТИ. Если не удается расположить экономайзер в одном газоходе, то его размещают в двух. В таком случае поток воды по выходе из экономайзера, находящегося в одном газоходе, идет в нижнюю часть экономайзера другого газохода. По соединительной трубе вода идет сверху вниз; в верхней части этой трубы необходимо установить автоматически работающий воздухоотводчик (вантуз). Такой же прибор должен находиться и на выходе воды из экономайзера, чтобы предотвратить попадание воздуха в паровой котел; часто эти функции воздухоотводчика совмещаются с отводом воздуха из верхнего пункта трубопровода, подводящего питательную воду к паровым котлам.
В отопительных установках иногда вместо автоматически работающего воздухоотводчика применяют простые водосборники. К последним присоединяют полдюимовую газовую трубу, которую ведут к раковине, находящейся в помещении котельной.
На трубе, вблизи раковины, устанавливают вентиль. Такое устройство позволяет, периодически открывая вентиль, выпускать вместе с водой сконцентрировавшийся воздух. ВТИ при участии Гусинского машиностроительного завода разработал новую конструкцию чугунного экономайзера для давлений до 28 кг/см2. Конструкция по своей схеме не отличается от экономайзера ЦККБ. Изменению главным образом подверглась чугунная ребристая труба, что дало возможность создать экономайзер с меньшими габаритными размерами, дающий значительную экономию в расходовании металла и при одинаковых прочих условиях имеющий повышенный коэффициент теплопередачи.
Завод в настоящее время выпускает экономайзер с длиной трубы, равной 2 м. В дальнейшем завод предполагает освоить изготовление еще трех типов труб с длинами: 1,5, 2,5 и 3,0 м. Чугунные экономайзеры допускаются к установке при давлении пара в котлах не выше 22 атм.
1.3 Твердое топливо: Кузнецкий Д
Залегающий в большинстве случаев глубоко в недрах земли уголь является основой топливного бюджета СССР. Уголь, как говорил В.И. Ленин, «это настоящий хлеб промышленности». Добыча угля производится под землей, в тяжелых условиях. Чтобы, с одной стороны, облегчить работу, а с другой, — поднять выработку, процессы добычи угля максимально механизируются. При добыче угля обращается внимание на его обогащение, чтобы в нем было меньше породы, повышающей зольность. Обогащение производится как под землей (причем следят, чтобы порода не попадала в уголь), так и на поверхности земли путем применения углемоек, сепараторов и пр. При использовании обогащенных углей облегчаются условия сжигания, уменьшаются расходы по перевозкам, повышается к. п. д. котельных установок. Одновременно с внедрением механизации успехам в развитии угледобычи способствует правильная организация трудовых процессов: внедряется работа по цикличному графику, широко развертывается социалистическое соревнование и его высшая форма — стахановское движение.
Ископаемый уголь можно разделить на три группы: бурый уголь, каменный уголь и антрацит. Бурый уголь. По своей органической структуре бурый уголь отличается повышенным содержанием внутреннего балласта (О0 4- №), вследствие чего теплотворная способность органической массы получается меньше 7 000 ккал/кг. По сравнению с каменным углем бурый уголь имеет более высокий выход летучих веществ, кроме того, он более гигроскопичен: влажность рабочего состава превышает 10%, в то время как у каменных углей она в большинстве случаев меньше. Бурые угли в большей степени по сравнению с каменными способны самовозгораться при хранении.
Уголь, находясь на складе, постепенно адсорбирует кислород воздуха. Этот процесс сопровождается нагреванием угля, вследствие чего последний может самовозгореться. Явление самовозгорания еще мало изучено. Выяснено, что способность к самовозгоранию возрастает в связи с удлинением срока хранения угля на складе и увеличением высоты штабеля. Поэтому при немеханизированных складах не рекомендуется для углей, легко самовозгорающихся, делать штабель выше 2,5 м и хранить их на складе более месяца.
Для механизированных складов высота штабеля не ограничивается при условии послойного уплотнения штабеля тракторными катками. Уплотнение производится с целью воспрепятствовать проникновению воздуха в толщу слоя. Бурый уголь в его органической части обладает достаточно высокой теплопроизводительностью, но из-за повышенной влажности, а часто и зольности в рабочем составе теплопроизцодительность его резко снижается. Примером может служить подмосковный уголь, у которого Q н = 6 240, a Ql = 2 540 ккал/кг и менее. Имея высокий выход летучих веществ, благоприятствующий получению смолы и других высококачественных погонов, бурые угли обыкновенно не коксуются, этот недостаток, однако, исправим.
Для возможности коксования к бурым углям частично примешивают коксующиеся каменные угли. Каменный уголь. Из всех разновидностей ископаемых углей, составляющих геологические запасы СССР, доминирует каменный уголь: на его долю приходится примерно 80% всех залежей. и им особенно богат Кузнецкий район,
Каменный уголь в свою очередь подразделяется на ряд разновидностей. Длиннопламенные и газовые угли имеют повышенный внутренний балласт, затрудняющий спекание кокса. В процессе коксования эти угли отличаются повышенным выходом летучих. При горении образуется характерное длинное пламя.
Имеются сорта каменного угля, приближающиеся по своему составу к чистому углероду, с минимальным количеством Н, О и высоким СО, так называемые тощие угли, они дают неспекающийся кокс, так как углерод при коксовании не расплавляется.
В промежутке между длиннопламенными углями и коротко-пламенными — тощими — находятся жирные коксующиеся, они в первую очередь и используются для получения металлургического кокса, а также коксовального газа и высокоценных погонов.
Для внесения известной систематизации при маркировке предлагались схемы классификации углей по тем или иным признакам. Следует отметить затруднительность создания всеобъемлющей классификации, так как каждое месторождение имеет свои специфические, ему присущие особенности.
Каменные угли Донбасса имеют свою классификацию, разбиваясь по признакам коксуемости и выхода летучих. В отличие от бурого угля каменный уголь обладает высокой теплотворной способностью органической массы, превышающей по своей величине таковую для всех родов твердого топлива Теплотворная способность рабочего топлива также высокая и доходит до 7 000 ккал/кг и более, главным образом из-за малой гигроскопичности каменного угля, вследствие чего его влажность редко превышает 10%.
Кокс и полукокс. Как уже указывалось, наиболее целесообразно используется топливо в том случае, если предварительно оно подвергается воздействию термических процессов, сопровождающихся выходом летучих. В зависимости от того, какие цели ставят себе предприятия, перерабатывающие уголь, из каменного угля при температурах порядка 900° получают кокс, генераторный газ или смолу с последующей выработкой из нее ценных химических продуктов.
Для производства металлургического и литейного кокса берут угли, дающие плотный сплавленный кокс; для газификации идет длиннопламенный газовый уголь, а для получения большого количества высококачественной смолы расходуются жирные угли, причем процесс коксования предпочтительнее вести при низких температурах (550°); в этом случае за счет повышенных качеств погонов получается полукокс — продукт непрочный, идущий на сжигание, но не используемый в металлургических печах.
Методом полукоксования пользуются также для получения из низкосортного твердого топлива значительного количества высокоценных побочных продуктов.
Наиболее прочный и плохо поддающийся истиранию кокс называется металлургическим, он используется на доменную плавку. Более слабый кокс — литейный — направляют в вагранки для переплавки уже готового чугуна.
Объемный вес кокса зависит от его плотности, в среднем равен примерно 450 кг/м3.
Брикеты. Спрессовывая мелочь кокса и полукокса углей, фрезерного торфа, опилок в форму кирпича, шара, яйцевидную и пр., можно получить удобное для транспортировки и хранения топливо. Если не удастся спрессовать мелочь без примеси связующего элемента, то при формовке добавляют каменноугольный пек — остаток смолы после ее переработки. Размеры брикета бывают и меньше — до 30X60X55 мм.
Антрацит. Антрацит по своему составу более всех углей приближается к чистому углероду. Он отличается большой прочностью, хорошо выдерживает перегрузки и перевозки. Выход летучих у антрацита ничтожный (несколько процентов), поэтому при горении угли этого рода почти не дают факела, а также и дыма, обычно сигнализирующего о неправильной работе топки при сжигании длиннопламенного топлива.
Рабочий состав антрацита в большинстве случаев имеет относительно невысокую зольность и малую влажность, объемный вес его выше других углей.
Все эти особенности характеризуют антрацит наравне с хорошими каменными углями как топливо, весьма теплоплотное, вследствие чего и радиус его использования, считая от места добычи, может определяться уже тысячами километров.
Антрацит расходуется преимущественно на цели сжигания, так как выход летучих у него невелик, кокс его рассыпается и, следовательно, не может использоваться, например, для целей выплавки металла.
Теплотворная способность органической массы антрацита достаточно высокая, близкая к углероду, и уступает только некоторым сортам каменных углей вследствие сниженного процента водорода в органической массе
Маркировка углей. Один и тот же тип угля в зависимости от размеров кусков и количества мелочи подразделяется на несколько сортов. Угли других месторождений имеют свою маркировку.
Объемный вес воздушносухих ископаемых углей колеблется в пределах от 600 до 1 000 кг/м3. Объемный вес большинства углей приближается к 900 кг/м3, меньшие цифры относятся к некоторым бурым углям (исключая подмосковный), наивысший объемный вес принадлежит антрациту.
Исходные данные. [2]
Котел: ДКВР 4-14
Объём топки: 13,7мІ
Поверхность стен топки: 41,4 мІ
Диаметр экранных труб: 512,5 мм
Относительный шаг экранной трубки: 1,56 мм
Площадь лучевоспренимающей поверхность нагрева: 19,5 мІ
Площадь поверхности нагрева конвективных пучков: 117 мІ
Диаметр труб конвективных пучков: 512,5 мм
Расположение труб конвективных пучков: коридорное
Поперечный шаг труб: 110 мм
Продольный шаг труб: 100 мм
Площадь живого сечения для прохода продуктов сгорания: 0,375 мм
Число рядов труб по ходу продуктов сгорания (1пучок /2 пучок): 20/20
Топливо: кузнецкий
Марка топлива: Д
Класс: Р, СШ
: 12,0
: 13,2
: 0,3
: 58,7
: 4,2
: 1,9
Низшая теплота сгорания : 9,7
Максимальная: 22,82
влажность: 13,5
зольность : 25,0
Температура плавкости золы tє:
: 1130єС
: 1200єС
: 1250єС
Приведенные:
Влажность: 0,576
Зольность: 0,578
Выход летучих на горючую массу: 42,0
2. Расчет объемов продуктов сгорания
котел экономайзер топливо
2.1 Определить теоретический объем воздуха необходимого для полного сгорания
(мі/кг)
2.2 Определить теоретический объем азота в продуктах сгорания
(мі/кг) [2] (мі/кг)
2.3. Определить теоретический объем 3-х атомных газов при сжигании твердого топлива
[2]
(мі/кг)[2]
2.4 Определить теоретический объем водяных паров при сжигании твердого топлива
(мі/кг) [2]
(мі/кг) [2]
2.5 Определить средний коэффициент избытка воздуха в газоходе
()[2]
()[2]
[2]
[2]
Таблица №1 Объемная доля продуктов горения
2.6 Определить избыточное количество воздуха.
продолжение
--PAGE_BREAK--