Компоновка котла и особенности его работы

Введение.

Развитие энергетики, в основание новых энергетических топлив сопровождается созданием новых конструкций котлов, увеличение их единичной производительности, более широким использованием твердых топлив.

Паровой котел- это основной агрегат тепловой электростанции (ТЭС).

Рабочим теплом в нем для получения пара является вода, а теплоносителем служат продукты горения различных органических топлив. Необходимая тепловая мощность парового котла определяется его паропроизводительностью при обеспечении установленных температуры и рабочего давления перегретого пара. При этом в топке котла сжигается расчетное количество топлива.

Задание на проектирование.

Спроектировать паровой котел с естественной циркуляцией типа БКЗ 310-140КТ.

Компоновка котла и особенности его работы

Рассчитываемый котел БКЗ 320-140 КТ имеет П- образную компоновку поверхностей нагрева. В нем выделяются три основных элемента (газохода).

Первым является топочная камера поверхность F_ст≈4000м².В ней угольная пыль сгорает на лету, химическая энергия топлива преобразуется в теплоту, а высокотемпературные продукты сгорания движутся вверх. Стены топочной камеры выполнены из огнеупорных материалов и тепловой изоляции. С внутренней стороны вдоль стен топочной камеры плотно расположены трубы, которые являются парообразующими поверхностями нагрева. Эти поверхности нагрева получают теплоту от горящего факела и топочных газов тепловым излучением и называются топочными экранами.

Частично охладившись, продукты сгорания при температуре 1175 ^оС поступают в горизонтальный газоход (второй элемент), где находятся пароперегревательные поверхности, а затем в опускную конвективную шахту (третий газоход котла), в которой расположены экономайзерные и воздухоподогревательные поверхности. В этих газоходах теплота к поверхности нагрева передается преимущественно конвекцией, в связи, с чем они получили название конвективных поверхностей. Температура газов в конвективной шахте снижается до температуры уходящих газов (газов, покидающих поверхности парового котла) 120 ^оС, которые далее выбрасываются в атмосферу через дымовую трубу.

Поступающая питательная вода подогревается в экономайзере, а затем поступает в барабан. Далее вода из барабана по системе внешних не обогреваемых труб поступает в нижние коллекторы, а затем движется вверх по многочисленным параллельным трубам топочных экранов, где частично испаряется. Таким образом, практически на всей высоте топочных экранов сохраняется одинаковая температура рабочей среды (температура кипения) и происходит процесс парообразования. Далее отсепарированный пар из барабана перегревается в пароперегревательных поверхностях горизонтального газохода и поступает затем в турбину.

Продукты сгорания после прохода экономайзера попадают в воздухоподогреватель, где происходит нагрев воздуха, необходимого для сжигания угля. Температура поступающего в воздухоподогреватель после калорифера воздуха равна 20 ^оС. Горячий воздух при температуре 300 °С разделяется на два потока: первичный воздух используют в системе пылеприготовления для подсушки топлива при размоле и для транспорта готовой пыли, вторичный воздух направляют непосредственно в горелки.

В состав котельной установки входят:

топливный тракт — комплекс элементов котельной установки, в котором осуществляется размол твердого топлива, его транспортировка и подача в горелки топочной камеры для сжигания. Топливный тракт включает бункер дробленого топлива, углеразмольную мельницу и соединяющие ее с топочной камерой пылепроводы. Система хранения, разгрузки и дробления поступающего твердого топлива на электростанцию относится к топливно- транспортному хозяйству станции;

водопаровой тракт, представляющий собой систему последовательно включенных элементов оборудования, в которых движется питательная вода, пароводяная смесь и перегретый пар. Водопаровой тракт включает следующие поверхности котла: экономайзер, топочные экраны, пароперегреватели и соединяющие их трубопроводы. Преодоление сопротивлений

водопарового тракта обеспечивается за счет движущего напора циркуляции и питательного насоса.

воздушный тракт, представляющий собой комплекс оборудования для забора и повышения давления атмосферного (холодного) воздуха, его подогрева, транспортировки и подачи в топочную камеру. Воздушный тракт включает в себя короба холодного и горячего воздуха, воздухоподогреватель (воздушная сторона) и горелочные устройства; аэродинамическое сопротивление воздушного тракта преодолевается дутьевым вентилятором;

газовый тракт — комплекс элементов оборудования котельной установки, по которому осуществляется движение продуктов сгорания из топки до выхода в атмосферу; он включает топки, горизонтальный газоход и конвективную шахту парового котла с расположенными в них поверхностями нагрева, газовый короб, золоуловитель и заканчивается дымовой трубой. Аэродинамическое сопротивление газового тракта преодолевается дымососом. Воздушный и газовый тракты соединяются между собой последовательно. Так образуется газовоздушный тракт. Переход от одного к другому осуществляется в месте выхода горючей топливовоздушной смеси из горелки в топку. Воздух транспортируют дутьевыми вентиляторами, и весь воздушный тракт на участке вентилятор - горелка находится под давлением выше атмосферного. Продукты сгорания удаляют из котла дымососами, в связи, с чем топка и все газоходы находятся под небольшим разрежением. Такая схема тяги и дутья называется уравновешенной.

Котельный агрегат типа Е-320/140 предназначен для сжигания каменных углей в пылевидном состоянии.

Котел вертикально-водотрубный, однобара­банный, с естественной циркуляцией, выполнен по П-образной схеме.

Топочная камера - с сухим шлакоудалением, полностью экранирована трубами диаметром 60 мм с толщиной стенки 5,5 мм, расположенными с ша­гом 64 мм. Нижняя часть труб фронтовой и зад­ней стен топки образует скаты «холодной» воронки. Камера оборудована восемью турбулентными го­релками, расположенными на фронтовой стене дву­мя ярусами.

Барабан котла - сварной конструкции, с внут­ренним диаметром 1600 мм.

Схема испарения - двухступенчатая, с промыв­кой пара питательной водой. Первая ступень испа­рения включена непосредственно в барабан, вторая организуется в двух группах выносных циклонов.

Пароперегреватель - радиационно-конвектив­ного типа, выполнен по смешанной схеме:

радиационная часть - потолочные трубы диа­метром 32 мм с толщиной стенки 4 мм (сталь 20);

полурадиационная часть - ширмы, расположен­ные на выходе из топочной камеры и выполненные из труб диаметром 32 мм с толщиной стенки 4 мм (сталь 12Х1МФ).

Конвективная часть пароперегревателя, распо­ложенная в горизонтальном поворотном газоходе, разделена на три пакета змеевиков:

«холодный» - из труб диаметром 32 мм с тол­щиной стенки 4 мм (сталь 20);

предвыходной - из труб диаметром 32 мм с толщиной стенки 4 и 5 мм (сталь 12Х1МФ); выходной - из труб диаметром 32 мм с толщиной стенки 5,5 мм (сталь 12Х2МФСР).

Во избежание влияния температурных разверок в схеме пароперегревателя предусмотрены смешивающие камеры и перебросы пара с одной стороны котлоагрегата на другую.

Регулирование температуры перегретого пара осуществляется впрыском «собственного» конденса­та. Пароохладители впрыскивающего типа установ­лены в рассечке ширм (первая ступень впрыска)­ и перед выходным пакетом (вторая ступень впры­ска).

Водяной экономайзер из труб диаметром 32 мм с толщиной стенки 3,5 мм (сталь 20) и воздухопо­догреватель, скомпонованный по двухпоточной схе­ме из труб диаметром 40 мм с толщиной стенки 1,5 мм, размещенные в рассечку, расположены в опускном конвективном газоходе.

Обмуровка топочной камеры - натрубного типа, в районе пароперегревателя и водяного эконо­майзера - щитовая.

Для очистки экранов и пакетов пароперегрева­теля от загрязнений предусмотрена установка обдувочных приборов, в случае необходимости - дро­беочистка и виброочистка.

Котел снабжен необходимой арматурой устройствами для отбора проб пара и воды, а также конт­рольно-измерительными приборами. Процессы пита­ния котла, регулирования перегретого пара и горения автоматизированы. Предусмотрены средства тепловой защиты.

Котлоагрегат поставляется крупными транспор­табельными блоками.

Продукты сгорания удаляют из котла дымососами, в связи, с чем топка и все газоходы находятся под небольшим разрежением. Такая схема тяги и дутья называется уравновешенной.

Рис.1 Продольный разрез котла БКЗ-320-140КТ

1. Выход шлака из топки котла. 2. «Холодная» воронка топки. 3. Круглые вихревые горелки нижнего яруса (4 шт.). 4. Горелки верхнего яруса (4 шт.). 5. Экран фронтовой, левой боковой и задней стенки топки. 6. Пояс жесткости. 7. Подвесные трубы заднего экрана. 8. Ширмовый полурадиационный пароперегреватель (20 ширм). 9. «Горячая» ступень конвективного пароперегревателя. 10. Выходная ступень конвективного пароперегревателя. 11. Взрывной клапан. 12. Пароохладитель первой ступени. 13. Отпускные трубы. 14. Выносные циклоны (по 2 у каждой боковой стенки топки). 15. Вход питательной воды. 16. Конденсаторы пароохладителей (4 шт.). 17. Выходной коллектор пароперегревателя. 18. Пароохладитель второй ступени. 19. Сборник дроби устройства очистки конвективных пароперегревателей котла от отложения золы. 20.

Потолочный радиационный пароперегреватель. 21. «Холодная» ступень конвективного пароперегревателя. 22. Экономайзер. 23. Выход горячего воздуха. 24. Одноступенчатый двухпоточный трубчатый воздухоподогреватель. 25. Вход холодного воздуха. 26. Выход дымовых (уходящих) газов из котла.

Рис.2 Поперечный разрез котла БКЗ-320-140КТ

1. Периодическая продувка. 2. Пояс жесткости. 3. Отпускные экраны задней стены топки. 4. Подвесные трубы. 5. Ширма. 6. Непрерывная продувка. 7. Выносной циклон. 8. Конденсатор пароохладителей. 9. Воздушник. 10. Предохранительный клапан. 11. Сборник дроби. 12. Выход перегретого пара. 13. Экономайзер. 14. Воздухоподогреватель.

2.1 Топливо, его характеристики, схема подготовки топлива к сжиганию. Процессы и параметры топливного тракта.

Задано топливо со следующими характеристиками и свойствами: РСФСР

Поиск по сайту: