Энергетика Паровые котлы ДКВР двухбарабанные водотрубные реконструированные

--PAGE_BREAK--В В Е Д Е Н И Е.
В настоящее время развитие научно — технического прогресса позволяет людям чувствовать себя более комфортно в городах. По сравнению с прошлым веком,  в веке нынешнем появилось множество различных, доступных большинству людей удобств, таких как: водопровод, теплоснабжение, централизованная система освещения. Уже практически невозможно представить себе жизнь без этих благ цивилизации, которые стали привычны. Но улучшение жилищных условий имеет и обратную сторону — возникновение экологических проблем. Особенно остро проблема стоит в северных районах, в частности у нас, в Сибири. Это связано с большим количеством уже имеющихся предприятий, а так же с возникновением новых и развивающихся. Немалой проблемой так же являются достаточно суровые климатические условия. Проблемы экологии стояли перед человечеством давно, но обращать внимание на них стали только во второй половине ХХ века. Большая загазованность городов, промышленные выбросы и испытания ядерного оружия — все это проблемы человечества в целом. Наглядным результатом небрежного отношения к природе являются тысячи объектов в России. Часть из них находится в Иркутской области. Рост промышленности Иркутска, и рост города вынуждали увеличивать мощности и количество энергетических предприятий. В настоящее время в городе Иркутске существуют сотни различных котельных, кочегарок и других крупных и мелких предприятий, которые сжигают тот или иной вид топлива. Сложная экологическая ситуация в городах: Иркутске, Ангарске, Шелехове, заставляют постоянно искать пути решения этой проблемы, результатом которой, зачастую являются испорченное здоровье жителей наших городов. Обратив внимание на город вечером с какой — либо высокой его точки, можно увидеть как город буквально тонет в дыму, газах. Это смог — бич крупных городов. Настоящий дипломный проект ставит задачу, хотя бы в малейшей степени помочь разрешить эту проблему для Свердловского района путем применения каталитического активатора горения топлива ( КАГТ ) на РК “ Свердловская “. Применение КАГТ  позволит не только экономить значительную часть средств, расходуемых на топливо и платежи за выбросы, но и безусловно поможет решить экологическую проблему, путем снижения вредных выбросов в дымовых газах. Человечество стоит на краю глобальной экологической катастрофы. Озоновые дыры, связанные с использованием фреона и других химических материалов, потепление климата, т.н. “парниковый эффект” — все эти проблемы создало современное человеческое общество, оно же и обязано их решить. Свой вклад в решение экологических проблем внесли и разработчики КАГТ.  


ОПИСАНИЕ ОСНОВНОГО И ВСПОМОГАТЕЛЬНОГООБОРУДОВАНИЯ.

Паровой котел ДКВР 10-13.

Первое число после наименования котла обозначает паропроизводительность, т/ч. 

Второе число — давление пара в барабане котла, кгс/см2;

Котлы ДКВР состоят из следующих основных частей: двух барабанов (верхний и нижний); экранных труб; экранных коллекторов ( камер ).

Барабаны котлов на давление 13 кгс/см2 имеют одинаковый внутренний диаметр ( 1000 мм ) при толщине стенок  13 мм.

Для осмотра барабанов и расположенных в них устройств, а также для очистки труб шарошками на задних днищах имеются лазы; у котла ДКВР-10 с длинным барабаном имеется еще лаз на переднем днище верхнего барабана.

Для наблюдения за уровнем воды в верхнем барабане установлены два водоуказательных стекла и сигнализатор уровня. У котлов с длинным барабаном водоуказательные стекла присоединены к цилиндрической части барабана, а у котлов с коротким барабаном к переднему днищу. Из переднего днища верхнего барабана отведены импульсные трубки к регулятору питания. В водяном пространстве верхнего барабана находятся питательная труба, у котлов ДКВР 10-13 с длинным барабаном — труба для непрерывной продувки; в паровом объеме — сепарационные устройства. В нижнем барабане установлены перфорированная труба для периодической продувки, устройство для прогрева барабана при растопке и штуцер для спуска воды.

Боковые экранные коллекторы расположены под выступающей частью верхнего барабана, возле боковых стен обмуровки. Для создания циркуляционного контура в экранах передний конец каждого экранного коллектора соединен опускной необогреваемой трубой с верхним барабаном, а задний конец — перепускной трубой с нижним барабаном.

 Вода поступает в боковые экраны  одновременно из верхнего барабана по передним опускным трубам, а из нижнего барабана по перепускным. Такая схема питания боковых экранов повышает надежность работы при пониженном уровне воды в верхнем барабане, увеличивает кратность циркуляции.

Экранные трубы паровых котлов ДКВР изготовляют из стали 51´2.5 мм.

В котлах с длинным верхним барабаном экранные трубы приварены к экранным коллекторам, а в верхний барабан ввальцованы.

Шаг боковых экранов у всех котлов ДКВР 80 мм, шаг задних и фронтовых экранов — 80 ¸130 мм.

Пучки кипятильных труб выполнены из стальных бесшовных гнутых труб диаметром 51´2.5 мм.

Концы кипятильных труб паровых котлов типа ДКВР прикреплены к нижнему и верхнему барабану с помощью вальцовки.

Циркуляция в кипятильных трубах происходит за счет бурного испарения воды в передних рядах труб, т.к. они расположены ближе к топке и омываются более горячими газами, чем задние, вследствие чего в задних трубах, расположенных на выходе газов из котла вода идет не вверх, а вниз.

Топочная камера в целях предупреждения затягивания пламени в конвективный пучок и уменьшения потери с уносом ( Q4 — от механической неполноты сгорания топлива), разделена перегородкой на две части: топку и камеру сгорания. Перегородки котла выполнены таким образом, что дымовые газы омывают трубы поперечным током, что способствует теплоотдаче в конвективном пучке.


    продолжение
--PAGE_BREAK--Техническая характеристика ПК ДКВР 10 — 13 .

·Паропроизводительность, т/ч — 10

·Рабочее давление, МПа ( кгс/см2 ) — 1.27 ( 13 )

·Площадь поверхности нагрева, м2:

— экранов — 49.6;

— пучков — 202;    

— общая — 251.6.

·Объем котла, м3 :

   — водяной — 8.6;

   — паровой — 2.7;

   — питательный — 0.6.

·Количество горелок — 2

·Расположение — в один ярус

·Сопротивление газового тракта, кгс / см2 — 32

·Температура мазута подводимого в котел, 0 С — 125

·Способ распыла мазута — механический

·Внутренний диаметр барабанов, мм — 1000

·Толщина стенок барабанов, мм — 13/20

·Длина цилиндрической части барабана, мм:

   — верхнего — 6235

   — нижнего — 3000

·Диаметр экранных и кипятильных труб, мм — 51´2.5  

·Шаг труб боковых экранов, мм — 80

·Шаг труб фронтового и заднего экранов, мм — 130

·Продольный шаг труб конвективного пучка, мм — 100

·Поперечный шаг труб конвективного пучка, мм — 110

·Общее число труб конвективного пучка — 616

·Ширина котла в тяжелой обмуровке, мм — 3830

·Длина котла в тяжелой обмуровке, мм — 6860

·Высота до штуцера на верхнем барабане, мм — 6315

·Температура пара, 0С — 92

·Поверхность нагрева экономайзера, м2 — 330

·Топливо — мазут сернистый ( АНХК ) марки: М- 40; M-100.

·Характеристика топлива: Sp = 1.07 %; Wp = 1.41 %; Ap = 0.015 %; Qp = 9708 ккал / кг ( 40.6 МДж / кг ).


Редукционная установка 13/7.
àТехническая характеристика РУ 13/7.
Производительность по редукционному пару — 60 т/ч

Давление первичного пара — 1.3  МПа ( 13 атм )

Температура — 194 0С

Расчетное давление — 0.7  МПа ( 7 атм )
àОписание РУ.
Редукционная установка предназначена для снижения давления пара с 13 атм до 7 атм, для обеспечения паровой нагрузки бойлерной группы. РУ снабжается дистанционным регулятором давления.

Регулятором давления поддерживается давления редуцированного пара с точностью ±0.2 атм.

Первая ступень снижения давления пара осуществляется в регулирующем клапане с помощью золотника, соединенного с кривошипом, который закреплен на валике выведенном наружу. На наружном конце валика закреплен рычаг, который при помощи штанги связан с КДУ регулятора, производит открытие и закрытие золотника. Вторая ступень снижения давления происходит в смесительной трубе. После смесительной трубы пар через расширяющийся конус попадает в трубопровод редуцированного пара, на котором расположено аварийно — импульсное устройство состоящее из импульсного и предохранительного клапанов, предназначенных для сброса излишков редуцированного пара выше 7 атм.

Аварийно -  импульсное устройство действует следующим образом. При повышении давления редуцированного пара в трубопроводе выше 7 атм происходит подъем золотника грузового импульсного клапана и открывается доступ пара из трубопровода через импульсный клапан в надпоршневое пространство аварийного клапана. Т.к. площадь поршня этого клапана больше площади тарелки, то усилие, действующее на поршень сверху, преодолевает усилие от давления пара, действующее на тарелку этого клапана снизу, и клапан открывается. Когда давление пара в трубопроводе понизится, золотник импульсного клапана под действием груза опустится и закроет доступ пара в надпоршневое пространство аварийного клапана. Оставшийся в надпоршневом пространстве пар получит доступ в выхлопную трубу через импульсный клапан. Благодаря выходу пар из надпоршневого пространства поршень сверху окажется разгруженным, и тарелка аварийного клапана под действием пружины и давления пара со стороны трубопровода закроет выход пара из трубопровода в атмосферу.


    продолжение
--PAGE_BREAK--Деаэратор питательной воды.
àКраткая характеристика  и описание работы деаэратора.
Термический деаэратор атмосферного типа работает под давлением 0.2 ¸0.4  кгс/см2 ( 0.02 ¸0.04 МПа ), с температурой воды 104 0 С. Емкость бака — 72 м3.

Согласно ПТЭ — 14 содержание кислорода в питательной воде после деаэратора не должно превышать 20 мкг/кг, свободная углекислота должна отсутствовать, показатель РН воды должен поддерживаться в пределах 9.1 ¸10.1.

Основным назначением деаэратора является полное удаление из воды коррозионно — активных газов, главным образом кислорода и активной углекислоты ( свободной ), путем подогрева питательной воды до температуры насыщения. Нагрев воды до температуры насыщения происходит за счет подачи в деаэратор пара через барботажное устройство с давлением 0.02 ¸0.04  МПа ( 0.2 ¸0.4  кгс/см2 ) и конденсата после пиковых бойлеров и ПСВ. Выделившиеся из воды агрессивные газы через охладительный выпар удаляются в атмосферу.

Деаэратор снабжен водоуказательными стеклами, манометром избыточного давления, гидрозатвором.

Критерии и пределы безопасного состояния и режимов работы установки.

Запрещается эксплуатация деаэратора трубопроводов при выявлении дефектов, угрожающих безопасной работе оборудования.

Запрещается во время работы деаэратора проведение его ремонта и работ, связанных с ликвидацией неплотностей элементов, находящихся под давлением.
àПорядок подготовки и пуск деаэратора.
Подготовка деаэратора к пуску и пуск его производится по распоряжению старшего машиниста. На время подготовки деаэратора и установления номинального режима, питание работающего котла производить с трубопровода прямой сетевой воды. Произвести визуальный осмотр деаэратора ( наличие трещин ), а так же осмотр дефектов обмуровки, закрытие люков, целостность водомерных стекол, их подключение. Произвести визуальный осмотр гидрозатвора. Заполнить его водой. Подготовить к работе фильтры ХВО. Заполнить деаэратор химически очищенной водой. Следить за повышением уровня воды в деаэраторе, уровень установить 1.8 ¸2.0 м.

Подать пар на деаэратор ( с ТЩУ открыть регулирующий клапан). При достижении нормативного качества питательной воды перейти на питание котла с деаэратора.
àОбслуживание деаэратора.
Во время дежурства персонал должен следить за:

— исправностью деаэратора и всего оборудования, строго соблюдая установленный режим работы деаэратора. Поддерживать уровень воды в деаэраторе необходимо порядка 1.5 ¸2.2 м. Поддерживать температуру питательной воды порядка 104 0С;

— показаниями приборов установленных на ЩУ и непосредственно на месте деаэраторной установки;

— поддержанием давления в деаэраторе, которое должно быть в пределах 0.02 ¸0.04 МПа;

— исправностью гидрозатвора;

— за выходом газов из выпара деаэратора, который при нормальной работе деаэратора должен выходить с небольшой примесью пара.

При неисправном состоянии регулятора уровня воды, перейти на ручное управление ( регулирование ). Малейшее отклонение параметров режима от нормальных влечет за собой резкое ухудшение качества деаэрированной воды.
àТребования по ТБ.
Персонал при обслуживании оборудования  должен:

— иметь спецодежду из плотной ткани, плотно закрывающую все части тела, без развевающихся частей, рабочую обувь и защитную каску;

— следить за состоянием теплоизоляции горячих поверхностей;

— следить чтобы не загромождались посторонними предметами лестницы, проходы;

— следить за наличием и состоянием противопожарных средств;

— следить за исправностью и достаточностью основного и аварийного освещения.


Бойлерная установка типа БП-43.
àТехническая характеристика.
Бойлер используется в тепловой схеме котельной как пароводяной подогреватель. В бойлер поступает сетевая вода в трубную часть, в межтрубное пространство поступает пар от главного паропровода, который нагревает сетевую воду.

·Пропускная способность по воде — 100 м3/ч

·Количество ходов — 4

·Диаметр трубок 19 ´1

·Давление греющего пара — 7 кгс/см2

·Нагрев воды — 40 0С

·Рабочее давление воды — 12  кгс/см2

·Поверхность нагрева — 43 м2

·Количество трубок — 232 шт.

·Материал — Л-68   ГОСТ 494-52
    продолжение
--PAGE_BREAK--àПуск бойлерной установки.
Перед включением в работу установки необходимо произвести тщательный осмотр оборудования, обратив внимание на:

— исправность паропроводов и водоводов, на надежное крепление всех узлов фланцевых соединений и арматуры;

— исправность опор и изоляции трубопроводов;

— наличие всех КИП, их исправность и готовность к работе;

— наличие смазки всех механизмов.

После прогрева подключаемого бойлера произвести тщательный осмотр всех трубопроводов пара и воды, арматуры фланцевых соединений и опор. В случае возникновения гидравлических ударов подключение бойлера прекратить, устранить причины возникновения гидравлических ударов и произвести пуск установки с медленным прогревом трубопроводов.
àОбслуживание бойлерной установки.
Во время обслуживания бойлеров необходимо:

— поддерживать заданные параметры, температуры воды, давления воды и пара согласно графика;

— следить за работой насосов ( проверять наличие масла в подшипниках;

— следить за поступлением воды на охлаждение подшипников;

— прослушивать работу э/двигателя и насоса;

— следить за температурой подшипников и э/двигателя; температура подшипников не должна превышать 65 0С );

— следить за состоянием теплоизоляции бойлерной установки и температурой на ней, которая не должна быть выше 45 0С при температуре окружающего воздуха 250С;

— следить за исправностью КИП и арматуры.

В случае аварийных ситуаций или других нештатных ситуациях необходимо сначала включить резервный бойлер, после чего отключить основной.


Подогреватель сетевой воды ПСВ — 200 — 7 -15.
àРасшифровка марки:
·200 — площадь теплообмена в м2;

·7 — давление греющего пара в атм;

·15 — давление сетевой воды в атм.
àТехнические характеристики :
·Корпус ( трубная часть );

·Давление ( избыточное ), кгс/см2 — 7 ( 15 );

·Температура, 0С — 400 ( на входе 70; на выходе 150 );

·Рабочая среда — пар ( вода );

·Емкость, л — 4300 ( 1960 );
àОписание.
Трубы для ПСВ выполнены из латуни. Исполнение U- образное. Развальцовываются в трубной доске. Водяная камера разделена перегородкой на две части, на входную и выходную. В процессе эксплуатации следует следить за уровнем дренажа. При повышении уровня дренажа снижается зона собственно теплообмена ПСВ, тем самым произойдет недогрев сетевой воды.



Питательные насосы типа 4 МСГ-10.
àРасшифровка марки.
·1-ая цифра — диаметр всасывающего патрубка, в мм, уменьшенная в 25 раз и округленная;

·МС — многоступенчатый;

·Г — для горячей воды;

·10 — коэффициент удельной быстроходности, уменьшенный в 10 раз и округленный.
àТехническая характеристика и описание.
Питательные насосы 4 МСГ-10 предназначены для перекачки горячей воды с температурой 80 ¸105 0С с напором не менее 10 м вод. ст. Подпор на всасывание не более  3 кгс/см2.

·Подача, м3/час — 60;

·Напор на одну ступень, м вод. ст. — 33;

·Скорость вращения, об/мин — 2950;

·к.п.д. — 65%;

·Подпор на всасе, м вод. ст. — 10;

·Рабочая область насоса при подаче, м3/час — 40 ¸85;

·по напору на ступень, м вод. ст. — 37 ¸27;

·Материал основных деталей — чугун.
    продолжение
--PAGE_BREAK--àПринцип действия и работа насоса.
Вращаясь, рабочее колесо сообщает круговое движение жидкости, находящейся между лопатками. Вследствие возникающей при этом центробежной силы, жидкость от центра колеса перемещается к внешнему выходу, а освобождающееся пространство вновь заполняется жидкостью, поступающей из всасывающей трубы под действием подпора.

Выйдя из рабочего колеса, жидкость поступает в каналы направляющего аппарата и затем во второе рабочее колесо с давлением созданным в первой ступени, оттуда жидкость поступает в третье колесо с увеличенным давлением созданным второй ступенью. Выйдя из последнего рабочего колеса жидкость переводится через направляющий аппарат при выдаче в крышку нагнетателя, откуда поступает в нагнетательный трубопровод. Благодаря тому, что корпус насоса состоит из отдельных секций имеется возможность не меняя подачи, менять напор путем установки нужного числа рабочих колес и направляющих аппаратов. Насос приводится во вращение от э/двигателя через упругую втулочно — пальцевую муфту. Для уравновешивания осевого усилия, возникающего в результате давления воды на неравные по площади боковые поверхности рабочих колес используется автоматическое разгрузочное устройство. Вышедшая из разгрузочной камеры вода по обводной системе поступает в полость образованную валом и расточкой в крышке всасывания и отводится наружу или возвращается во всасывающий трубопровод. Образовавшееся водяное кольцо предупреждает засасывание воздуха в насос. Кроме того, вода, проходя по валу через сальниковую набивку, охлаждает сальник. Поэтому не рекомендуется слишком затягивать сальник. Охлаждающая вода должна подаваться от постороннего источника с давлением не выше 3 атм.
Вентилятор ВД — 10.   Дымосос  ДН — 11.2.
àТехнические характеристики вентилятора ВД — 10( вентилятор дутьевой ):
·Подача при максимальном к.п.д. тыс. м3/час — 15;

·Полное давление при t0= 20 0С, кг/м2 — 153;

·Скорость вращения, об/мин — 1000 ( э/ двигателя );

·Мощность э/ двигателя. кВт — 55;

·Угол разворота — 0 ¸2700.

Дутьевой вентилятор предназначен для принудительной подачи воздуха необходимого для горения топлива.
Дымосос 11.2 ( ДН — 11.2 )
àТехнические характеристики:
·Производительность, тыс. м3/час — 18.4

·Напор, кгс/см2  — 124

·Потребляемая мощность, кВт — 7.6




·Производительность, тыс. м3/час — 27.65       

·Напор, кгс/см2  — 276

·Потребляемая мощность, кВт — 25.4
Описание дымососов и вентиляторов  излагается вместе т.к. конструкции их схожи.

Дымососы предназначены для создания искусственной тяги, необходимой для постоянного подвода свежего воздуха в топку и удаления из котла продуктов сгорания. Дымососы устанавливают за котлом.
àОписание.
Вентиляторы и дымососы состоят из:

— рабочего колеса;

— направляющего аппарата;

— двигателя;

— рамы.

 Рабочее колесо состоит из основного диска, 16 загнутых назад лопаток и литой ступицы. Корпус сварной из листового металла может быть установлен на раме с различными углами разворота нагнетательного патрубка в зависимости от местных условий ( через 15 0 ). Сварной 8-ми лопастной направляющий аппарат устанавливается на входе газов в улитку и служит для регулирования производительности машины. Управление осевым направляющим аппаратом может осуществляется вручную, а так же от колонки дистанционного или автоматического управления. Машины поставляются в собранном виде с углом разворота напорного патрубка j  = 255 0. Привод осуществляется непосредственно от двигателя, на вал которого насажено рабочее колесо. Ступицы рабочих колес вентиляторов и дымососов снабжены шлицевыми пазами для охлаждения вала двигателя.


    продолжение
--PAGE_BREAK--Дымовые трубы.

Дымовые трубы предназначены для отвода дымовых газов в атмосферу.
àТехнические характеристики и описание.
На РК “ Свердловская “ расположены две дымовые трубы между котельными 1-ой и 2-ой очереди.

Трубы предназначены для обслуживания котлов ДКВР 10 — 13 № 1-3 и ПТВМ — 30 № 7 -  1-ая дымовая труба

ДКВР 10-13 № 4-6 и ПТВМ — 30 № 8  — 2-ая дымовая труба.

По своим характеристикам трубы одинаковы.

·Высота от уровня земли, м — 45

·Диаметр устья, м — 1.8

·Количество светофорных площадок — 1

·Материал — красный кирпич марки “100”

·Отметка светофорной площадки, м — 43.9

·Температура точки росы, 0С — 75

·Количество молниеприемников — 2

·Количество молниеотводов — 1

·Просушка и прогрев трубы производились в процессе эксплуатации, дымовыми газами.
àХарактеристика дымовых газов.
·Содержание серы, Sp — 1.1 %

·Зольность, Ар — 0.12 ¸0.14 г/м3

·Влага, Wp — 1-2 %


Описание РК “ Свердловская “.
РК “ Свердловская “ введена в эксплуатацию поочередно. Котельная 1-ой очереди в 1964 г., котельная 2 -ой очереди в 1972 г. Котельная расположена на левом берегу реки Ангары в районе пос. Энергетиков. На территории котельной находятся 2 здания собственно котельной, корпус мазутохозяйства, 3 мазутных емкости по 1000 м3 каждая, 2 дымовые трубы, 3 аккумуляторных бака. Котельная питается от Ново-Иркутской ТЭЦ. Обслуживает районы: “ Юбилейный “, “ Приморский “, МЖК “ Радужный “ и часть района пос. Энергетиков. Котельная работает на мазуте, сжигая в сутки примерно 200 т топлива. Мазут доставляется автотранспортом от железной дороги ( резервуаров ) либо напрямую с АНХК.
àОписание тепловой  схемы.
Подпитка берется от обратной магистрали Ново — Иркутской ТЭЦ. С напора сетевых насосов ( в котельной 2 — ой очереди ) идет на котельную 1 — ой очереди и разделяется на 2 потока. Один поток идет на ПСВ — 200, другой поток идет на БП — 43. После бойлеров вода поступает на экономайзер котлов ДКВР 10 -13. После этого оба потока соединяются и возвращаются на котельную 2 — ой очереди и поступают на котлы ПТВМ — 30. После этого подогретая до нужной температуры вода ( нужная температура задается диспетчером ИТС, в зависимости от времени года и температуры наружного воздуха ) уходит потребителю. После полного прохождения цикла у потребителя вода возвращается на сетевые насосы. Общий расход сетевой воды — 2300 т/ч. Расход подпитки 600 — 700 т/ч ( от Н. — Иркутской ТЭЦ ).

Расход топлива за 1996 год составил: 29026 т

Расход тепла составил: 248760 Гкал.

ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС КОТЕЛЬНЫХ АГРЕГАТОВ ДКВР 10-13 И ПТВМ — 30.


Тепловой баланс к/а  ДКВР 10-13.

НАИМЕНОВАНИЕ ВЕЛИЧИНЫ

ОБОЗНАЧЕНИЕ


ЕД. ИЗМЕРЕНИЯ

ФОРМУЛА ИЛИ ИСПЫТАНИЯ


ЧИСЛОВОЕ ЗНАЧЕНИЕ


Теплопроизводительность котла брутто

Qк

гкал/ч

Gп
´
( Iп — Iп.в.)
´
10-3

5.79

Расход пара

Gп

т/ч

по данным испытаний

10

Т-ра питательной воды

tп.в.


С

по данным испытаний

92

Температура насыщенного пара

tп


С

по данным испытаний

194

Давление в барабане котла

Pбар

кгс/см2

по данным испытаний

13

Температура уходящих газов

Vух


С

по данным испытаний

194

Т-ра хол. воздуха



tх.в.


С

по данным испытаний

25

К-т избытка воздуха ( перед дымососом )

a
ух


—

a
ух
=
a
+
D
a


1.7

Суммарные присосы воздуха в топочную камеру, конвективную часть и экономайзер

D
a


—

по данным ПТЭ

0.06

Потери тепла с уходящими газами

q2

%

q2= ( K
a
ух
+ C )
´
(Vух — (
a
ух/
/
a
ух
+в )
´
tх.в.)
´
Ка
´
Ат  10-2 

10.86

Потери котла в окружающую среду

q5

%

-

0.06

К.П.Д. брутто котла

h
бр


%

100 — q2-q5

89.08

Расход натурального топлива

Вк

т/ч

Qк
´
105 /
h
бр

´
Qp

0.67

Расход э/энергии на собственные нужды котла :



  — на тягу

Nт

кВт ч

по данным испытаний

20

  — на дутье

Nд

кВт ч

по данным испытаний

9

  — на питательные э/насосы

Nпэн

кВт ч

по данным испытаний

2.7

  — на перекачку топлива

Nмэн

кВт ч

по данным испытаний

51

Суммарный удельный расход э/энергии на собственные нужды котла

Nс.н.

кВт ч

Nт +Nд +Nпэн+Nмэн

107

Удельный расход э/энергии :



  — на тягу, дутье

Эт.д.

кВт ч/ Гкал

Nт +Nд / Qк

5.0

  — на ПЭН

Эпэн

кВт ч / т пит. воды

Nпэн / Gп.в.

2.7

  — на перекачку топлива

Эмэн

кВт ч / тн. т

Nмэн / Вк

76.12

Суммарный удельный расход э/ энергии на собств. нужды котла

Эс

кВт ч / Гкал

Nэ / Qбр

18.48

Расход тепла на с.н. котла выраженный в % от расхода топлива, сожженного в агрегате

qтепл

%

( Qc.н.
´

105 ) /    ( Bк
´
Qн )

1.537

к.п.д. нетто котла

h
к


%

h
к
— qтепл

87.54

Удельный расход условного топлива









— брутто

Вк

кг / Гкал

105 / 7
h
к


164.29

— нетто

Вк

кг / Гкал

105 / 7
h
к


166.54

    продолжение
--PAGE_BREAK--Тепловой баланс к/а ПТВМ — 30.

НАИМЕНОВАНИЕ ВЕЛИЧИНЫ

ОБОЗНАЧЕНИЕ

ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ

ФОРМУЛА ИЛИ ИСПЫТАНИЯ

ЧИСЛОВОЕ ЗНАЧЕНИЕ

Теплопроизводительность котла брутто

Qк

гкал/ч

Gс.в.
´
( tвых — tвх.)
´
10-3

20

Расход сетевой воды через котел

Gс.в.

т/ч

по данным испытаний

500

Т-ра сетевой воды на входе в котел

tвх.


С

по данным испытаний

90

Т-ра сетевой воды на выходе из котла

tвых


С

по данным испытаний

130

Давление в барабане котла

Pбар

кгс/см2

по данным испытаний

13

Температура уходящих газов

Vух


С

по данным испытаний

200

Т-ра хол. воздуха



tх.в.


С

по данным испытаний

20

К-т избытка воздуха в режимном сечении за конвективной частью

a
ух


—

a
ух
=
a
+
D
a


1.2

Суммарные присосы воздуха в топочную камеру и конвективную часть

D
a


—

по данным ПТЭ

0.05

Потери тепла с уходящими газами

q2

%

q2= ( K
´

a
ух
+ C )
´
(Vух — (
a
ух/
/
a
ух
+в )
´
tх.в.) Ка
´
Ат
´
10-2 

8.44

Потери котла в окружающую среду

q5

%

-

0.05

К.П.Д. брутто котла

h
бр


%

100 — q2-q5

91.51

Расход натурального топлива

Вк

т/ч

Qк
´
105 /
h
бр

´
Qp

2.25

Расход э/энергии на собственные нужды котла :



  — на тягу

Nт

кВт ч

по данным испытаний

49

  — на дутье

Nд

кВт ч

по данным испытаний

29

  — на перекачку топлива

Nмэн

кВт ч

по данным испытаний

41

Суммарный удельный расход э/энергии на собственные нужды котла

Nс.н.

кВт ч

Nт +Nд +Nмэн

119

Удельный расход э/энергии :



  — на тягу, дутье

Эт.д.

кВт ч/ Гкал

Nт +Nд / Qк

3.9

  — на перекачку топлива

Эмэн

кВт ч / тн. т

Nмэн / Вк

18.2

Суммарный удельный расход э/ энергии на собств. нужды котла

Эс

кВт ч / Гкал

Nэ / Qбр

5.95

к.п.д. нетто котла

h
к


%

h
к
— qтепл

87.54

Удельный расход условного топлива









— брутто

Вк

кг / Гкал

105 / 7
h
к


156.11






































































    продолжение
--PAGE_BREAK--Разбивка помесячно разрешенного выброса загрязняющих веществ в атмосферу стационарными источниками   РК “ Свердловская “.
àРазрешенные выбросы загрязняющих веществ, тн по котлам ДКВР  10 — 13.
МЕСЯЦ

ВСЕГО

МАЗУТНАЯ ЗОЛА

СЕРНИСТЫЙ АНГИДРИД

ДВУОКИСЬ АЗОТА

ОКИСЬ УГЛЕРОДА

январь

69.81

0.333

55.092

11.138

3.247

февраль

57.754

0.264

45.306

9.282

2.902

март

45.488

0.215

35.520

7.426

2.327

апрель

32.317

0.159

26.458

4.332

1.368

май

28.227

0.14

23.196

3.713

1.178

июнь



-

-

-

-

июль



-

-

-

-

август



-

-

-

-

сентябрь

8.215

0.039

6.527

1.238

0.411

октябрь

42.162

0.205

33.826

6.188

1.943

ноябрь

46.255

0.225

37.088

6.807

2.135

декабрь

78.991

0.380

63.186

11.756

3.669

год

409.22

1.960

326.199

61.880

19.180



Расчетные данные:Ар = 0.015 %, Sр = 1.07 %, Qн = 9708 ккал/кг, Wр = 1.41 %, Op = 0.2 %, Cp = 83.8 %, Nг = 0.31 % .

Тепловые потери: q2 и q5 ( данные приводятся выше )

Расчеты массовых выбросов СО и БП не производились из — за отсутствия данных q3 и q4 ( СО ), а так же из — за нецелесообразности расчета массовых выбросов БП,  ввиду ничтожно малых объемов его выброса и отсутствия необходимых данных для расчета.    

Расчеты производятся для:

a).3 котла ДКВР 10-13;

b).1 котел ПТВМ — 30, согласно схеме подключения к одной дымовой трубе;

c).В целом по котельной.


    продолжение
--PAGE_BREAK--Расчет выбросов в атмосферучастиц золы и недожога.

 Мтв= 0.01 ´В ´( аун´Ар + q4 ´Qн / 32680 ) =

a).0.01 ´558.3 ´0.015 = 0.08 г/с;

b).0.01 ´625 ´0.015 = 0.09375 г/с;

c).0.01 ´29026 ´0.015 = 4.35 т/год,  где :

— В — расход натурального топлива на парогенераторы, г/с; 

— Ар — зольность топлива на рабочую массу, %;

— аун — доля золовых частиц и недожога, уносимых из котла = 1.00;

— q4 — потери теплоты с уносом от механической неполноты сгорания топлива, %;

— Qн — теплота сгорания топлива на рабочую массу, кДж / кг.


Расчет выбросов в атмосферу окислов серы.

Количество окислов серы, поступающих в атмосферу с дымовыми газами в пересчете на SO2, г/с

Мso2= 0.02 ´В ´Sp ´( 1 -hso2  ) =

a).0.02 ´558.3 ´1.07 ´( 1- 0.02 ) = 11.7 г/с;

b).0.02 ´625 ´1.07 ´( 1 — 0.02 ) = 13.1 г/с;

c).0.02 ´29026 ´1.07 ´( 1 — 0.02 ) = 608.733 т/год, где:

— В — расход натурального топлива на парогенераторы, г/с;

— Sp — содержание серы в топливе на рабочую массу, % ;

      — hso2  — доля окислов серы, связываемых летучей золой в газоходах парогенераторов, зависит от зольности топлива и содержания окиси кальция в летучей золе = 0.02 .


 Расчет выбросов в атмосферу окислов ванадия.
Количество окислов ванадия для котлов, сжигающих жидкое топливо, в пересчете на пятиокись ванадия ( V2O5 ), г/с.

Мv2o5 = 10-6  ´Gv2o5´B ´( 1 — hос) = 

Gv2o5 = 4000 ´Ар = 0.015 ´4000 = 60

a).10-6´60 ´558.3 ´( 1 — 0.05 ) = 0.03182 г/с;

b).10-6´60 ´625 ´( 1 — 0.05 ) = 0.03562 г/с;

c).10-6´60 ´29026 ´( 1 — 0.05 ) = 1.65 т/год, где:

— В — расход натурального топлива на парогенераторы, г/с;

— Gv2o5 — содержание окислов ванадия в жидком топливе в пересчете на V2O5, г/т;

— hос   — коэффициент оседания окислов ванадия на поверхностях парогенераторов = 0.05;


Расчет выбросов в атмосферу окислов азота.

Количество окислов азота  поступающих в атмосферу с дымовыми газами в пересчете на NO2, г/с

МNO2= 0.001´В ´Qн  ´КNO2  ´( 1 — m) ´( 1 — 0.01 ´q4 )

a).0.001 ´558.3 ´40.6 ´0.08 = 1.8 г/с;

b).0.001 ´625 ´40.6 ´0.08 = 2.03 г/с;

c).0.001 ´29026 ´40.6 ´0.08 = 94.276, где:

— Qн — теплота сгорания натурального топлива, МДж / кг;

— КNO2  — количество окислов азота, образующихся на 1 ГДж тепла, =  0.08 кг/ГДж;

— m— коэффициент, учитывающий степень снижения выбросов азота в результате применения технических решений. В настоящее время для малых котлов = 1

    продолжение
--PAGE_BREAK--РАСЧЕТ ВЫСОТЫ ДЫМОВОЙ ТРУБЫ.

В настоящее время минимальная высота дымовой трубы, при которой обеспечивается значение максимальной приземной концентрации вредного вещества См, равное предельно допустимой концентрации ( ПДК ) для нескольких труб одинаковой высоты при наличии фоновой загрязненности Сф от других источников, рассчитывается по формуле 1

1).          H=, где :

— А — коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы для неблагоприятных метеорологических условий ( НМУ ), определяющий условия горизонтального и вертикального рассеивания вредных веществ в атмосферном воздухе, с2/3´мг ´К1/3 / г;

— F — безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе; значение безразмерного коэффициента F = 1 т.к. скорость упорядоченного оседания газообразных вредных веществ и мелкодисперсных аэрозолей практически равна нулю;

— М — масса вредного вещества, выбрасываемого  в атмосферу в единицу времени;

— m и n — безразмерные коэффициенты, учитывающие условия выхода газов из дымовой трубы;

— h— безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности; в случае ровной или слабопересеченной местности с перепадом высот, не превышающим 50 м на 1 км, h= 1;

— N — число одинаковых дымовых труб;

— V1 — объем дымовых газов приходящийся на дымовые трубы, м3 / с;

— DТ = Тг — Тв — разность температур выбрасываемых дымовых газов Тг и окружающего атмосферного воздуха Тв, К. Тв — температура окружающего атмосферного воздуха равная средней максимальной температуре наружного воздуха наиболее жаркого месяца, для г. Иркутска = 27 0С; 

— п д к — предельно допустимая концентрация вещества, лимитирующего чистоту воздушного бассейна, мг/м3. Так ПДКSO2= 0.5 мг/м3, а ПДКNO2= 0.085 мг/м3 .

При выбросе сернистого ангидрида и двуокиси серы учитывается их совместное действие на атмосферу. В этом случае выброс приводится к выбросу по сернистому ангидриду по выражению: М = МSO2+ 5.88 ´МNO2

и, таким образом формула 1),для определения высоты дымовой трубы, принимает следующий вид:

      2).  H=,

Для определения коэффициентов и значений, используемых в формуле 2), необходимо произвести расчет теоретически необходимого для полного сгорания топлива воздуха ( V0), теоретического объема азота ( VN2), объема трехатомных газов ( VRO2), теоретического объема водяных паров ( VH2O) исходя из того, что к одной дымовой трубе подключены 3 котла ДКВР 10-13 и   1 котел ПТВМ — 30.

·V0 = 0.0889 ( Ср + 0.375 ´Sp ) + 0.265 ´Hp — 0.0333 ´  Op = 0.0889 ´( 83.8 + 0.375 ´1.07 ) + 0.265 ´11.2 — 0.0333 ´0.2 = 10.44 м3 / кг

·VN2= 0.79 ´V0+ 0.8 ´( Np / 100 ) = 0.79 ´10.44 + 0.8 ´( 0.31 / 100 ) = 8.25 м3 / кг

·VRO2= 1.866 ´(( Cp + 0.375 ´Sp ) / 100 ) = 1.866 ´(( 83.8 + 0.375 ´1.07 ) / 100 ) = 1.571 м3 / кг

·VH2O= 0.111 ´Hp + 0.0124 Wp + 0.0161 V0= 0.111 ´11.2 + 0.0124 ´1.41 + 0.0161 ´10.44 = 1.43 м3 / кг

Расчет объема дымовых газов при a>1 ( т.к. у ДКВР 10 -13 a= 1.7, а у ПТВМ — 30 — a= 1.2 ) определяется по формуле:

·Vг = VRO2+ VN2+ VH2O+ (a— 1 ) ´V0+ 0.0161 (a— 1 ) ´V0.

Для котлов ДКВР 10 — 13:

·Vг = 1.571 + 8.25 + 1.43 + ( 1.7 -1 ) ´10.44 + 0.0161 ´( 1.7 — 1 ) ´10.44 = 18.7 м3 / кг.

Для котлов ПТВМ — 30:

·Vг = 1.571 + 8.25 + 1.43 + ( 1.2 -1 ) ´10.44 + 0.0161 ´( 1.2 — 1 ) ´10.44 = 13.5 м3 / кг.

Расчет объема дымовых газов, выбрасываемых в атмосферу, определяется по формуле :

·V1 = B ´( 1 — 0.01 ´q4 ) ´Vг´( Тг / 273 ) = Вр´Vг ´( Тг / 273 ).

Для котлов ДКВР 10-13:

·Vд = 0.5583 ´18.7 ´( 467 / 273 ) = 17.86 м3 / кг.

Для котлов ПТВМ — 30:

·Vп = 0.625 ´13.5 ´( 473 / 273 ) = 14.62 м3 / кг.

·V1  = Vд + Vп = 32.48 м3 / кг.

По данным, полученным из предыдущей формулы, считается температура газов в устье дымовой трубы:

·Тг = (Vд´Tд + Vп´Тп ) / ( Vд + Vп ) = ( 17.86 ´467 + 14.62 ´473 ) / ( 17.86 + 14.62 ) = 469.7 К »197 0С;

Разность температур выбрасываемых дымовых газов Тг и окружающего атмосферного воздуха Тв, К.

·DТ = Тг   — Тв = 197 — 27 = 170.

Тв — температура окружающего атмосферного воздуха равная средней максимальной температуре наружного воздуха наиболее жаркого месяца, для г. Иркутска = 27 0С; 

Средняя скорость дымовых газов в устье дымовой трубы, м/с;

·w= ( 4 ´( Вр ´Vг[1]+ Вр ´Vг[2] ) ´Тг ) / p´D2´273 = ( 4 ´( 0.5583 ´18.7 + 0.625 ´13.5 ) ´470 ) / 3.14 ´1.82´273 = 12.8 м/с;

Безразмерные коэффициенты m и n определяются в зависимости от параметров f и nм:

·f = 1000 ´((w2´D ) / ( H2´DT )) = 1000 ´(( 12.82´1.8 ) / ( 452´170 ) = 0.8566, где:

— w2— средняя скорость дымовых газов в устье дымовой трубы, м/с ;

— D — диаметр устья дымовой трубы, м.

·nм = 0.65 ´= 0.65 ´= 3.23 Þn = 1

Коэффициент m определяется в зависимости от f по формуле:

·m =  = 0.92 .

Коэффициент n в случае если
n
м

³
2, равен 1.

Т.о., подставляя найденные значения в формулу 2), получим следующие результаты:

·H== 44.6 м

    продолжение
--PAGE_BREAK-- ТЕХНИЧЕСКАЯ ИНФОРМАЦИЯ К ПРОЕКТУ :“ Разработка и испытание каталитического активатора горения жидкого топлива(мазута) для снижения содержания вредных веществ в промвыбросах котельных установок “. ОЦЕНКА ТЕХНИКО — ЭКОНОМИЧЕСКОЙ И ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ КАТАЛИТИЧЕСКОГО АКТИВАТОРА ГОРЕНИЯ ТОПЛИВА ( КАГТ ):
Одним из основных источников загрязнения воздушного бассейна городов России являются топочные устройства ТЭЦ, технологических котельных и печей, сжигающих газовое, жидкое и твердое топливо. Их газовые выбросы характеризуются большими объемами, сильной запыленностью, невысокими температурами, содержанием сажи, оксидов углерода, азота, серы, ванадия и других. Установка каталитических фильтров в этих случаях технически и экономически нецелесообразна. В этом случае, на наш взгляд необходим другой подход. Он состоит в том, что в топочное устройство непосредственно с топливом вводятся микроскопические количества КАГТ — ультрадисперсных каталитических материалов ( УДКМ ), прошедших предварительную специальную обработку. УДКМ, благодаря очень малым размерам частиц ) менее 0.01 мкм ), большой удельной поверхности (50 — 500 м2 / г ) и особому фазовому состоянию, обладают высокими каталитическими и химическими свойствами. Введение в топливо КАГТ позволит иметь в каждой капле распыленного топлива и в каждой точке топочного устройства большое количество каталитически и химически активных частиц УДКМ и даст возможность с самого начала управлять механизмами горения топлива, а так же образования и ликвидации вредных веществ. Применение КАГТ обеспечит более полное сгорание топлива, позволит реализовывать взаимодействие между собой различных вредных соединений с образованием безвредных или значительно менее вредных веществ, что в обычных условиях неосуществимо. Так в присутствии КАГТ возможно взаимодействие между собой оксидов углерода и азота с образованием безвредных углекислого газа и молекулярного азота. Выполнив свою каталитическую роль КАГТ будет связывать окислы серы с образованием значительно менее вредных сульфатов металлов.

Данный подход может быть применен и для ликвидации вредных веществ топочными устройствами ТЭЦ, котельных установок и технологических печей работающих на угле и газе.

В таблице 1. приведены расчетные значения дополнительных тепловых эффектов от сгорания  ( взаимодействия ) вредных веществ в топочных устройствах в присутствии КАГТ в пересчете на теплотворную способность мазутного топлива марки М-100.
Таблица 1.


РЕАКЦИИ


ТЕПЛОВОЙ ЭФФЕКТ РЕАКЦИИ В ПЕРЕСЧЕТЕ НА МАЗУТ

 МАРКИ М — 100

1. С + 0.5 О2 = СО

1 т. С  эквивалентна 0.24 т. М-100

2. СО + 0.5 О2 = СО2

1 т. СО  эквивалентна  0.58 т. М-100

3. С + О2 = СО2

1 т. С  эквивалентна 0.82 т. М-100

4. СО + 2NО = N2О + СО2



5.СО + N2О = N2 + СО2



6. 2СО + 2NO = N2 + 2 CO2

1 т. СО + 1.1 т NO эквивалентна 0.33 т. М-100

7. SO2  + О2 + Ме = МеSO4

где Ме — Fe, Ni, Cu, Al, Ca и др.





В таблице 2. приведены расчетные значения содержания вредных веществ в промвыбросах котельных установок ряда предприятий г. Томска, а также расчетные значения экономии топлива за счет применения КАГТ.
Таблица 2.


ПРЕДПРИЯТИЯ

РАСХОД

МАЗУТА

ВЫБРОСЫ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ,

всего т. / на 1 т. мазута, кг

РАСЧЕТНАЯ ЭКОНОМИЯ



М-100, т/год


С

СО

Nox

SO2

ТОПЛИВА, т/ %


Завод ДСП

16558

16.56

1.0

215.8

13.03

53.38

3.22

279.1

16.85

217.7 / 1.3

ТЗРО

21000

9.00

0.428

275.1

13.1

91.67

4.365

526.0

25.40

312.9 / 1.5

Сибкабель

2500

0.875

0.35

32.5

13.0

11.13

4.45

58.8

23.52

36.2 / 1.45



Это расчетные данные для условий, когда осуществляется качественное распыление топлива и выдерживается оптимальное соотношение воздух / топливо. При реальных условиях эксплуатации эти выбросы ( особенно сажи и окиси углерода ) могут быть значительно выше. Следовательно выше будет и экономия топлива.

В настоящее время плановые платежи в местный бюджет за природопользование составляют около одного процента от стоимости 1 тонны топлива. Таким образом, в идеальном случае применение КАГТ даст потребителю экономии. с каждой тонны топлива около 2.5 %.

Следует также иметь ввиду, что плановые платежи за природопользование растут из года в год. Например, в г. Томске эти платежи по сравнению с 1993 г. возросли в 1994 г. в 10 раз, а в 1995 — в 17 раз.

Проведем оценку удорожания одной тонны топлива за счет применения КАГТ. Как видно из таблицы 3, удорожание 1 т. топлива составляет менее 2 %  при соотношениях мазут / КАГТ более 20 т. / кг
Таблица 3.


СООТНОШЕНИЕ МАЗУТ / КАГТ,

 т / кг

ЦЕНА

 ЗА 1 кг. КАГТ,

тыс. руб.

ЦЕНА

ЗА 1 т. ТОПЛИВА,

тыс.руб.

УДОРОЖАНИЕ

1 т. ТОПЛИВА,

%

10: 1

100.0

300.0

3.33

20: 1

100.0

300.0

1.67

30: 1

100.0

300.0

1.11

40: 1

100.0

300.0

0.83

50: 1

100.0

300.0

0.67



Введение КАГТ в топливо не потребует от потребителя дополнительных затрат на переделку имеющегося оборудования. КАГТ представляет из себя пастообразную суспензию, которая долго хранится ( не менее года ) и достаточно быстро и равномерно “ растворяется         “ при перемешивании в больших объемах топлива. Как правило, топливо приходит потребителю в цистернах ( железнодорожных  или  автомобильных  )  и  перед перекачкой         ( сливом ) в резервуары подвергается в течении 4 — 10 часов интенсивному прогреву и перемешиванию водяным паром. Ввод КАГТ в цистерны на этой стадии позволит достаточно хорошо смешать его с топливом. Из резервуаров топливо поступает в топочное устройство с помощью топливного насоса. Однако до топочного устройства доходит только часть топлива, большая его часть через        “ оборотку “ постоянно возвращается в резервуар и таким образом осуществляется постоянное дополнительное смещение КАГТ с топливом.


    продолжение
--PAGE_BREAK--