Введение

Целью данной курсовой работы является проектирование парового котла барабанного типа с естественной циркуляцией, имеющего следующие параметры:

- паропроизводительность =240 т/ч;

- температура перегретого пара =540;

- давление перегретого пара =13,8 МПа;

- температура питательной воды = 210;

Данный паровый котел рассчитывается на бурый уголь Реттиховский 1Б рядовой. Этот же уголь используется при расчете системы пылеприготовления.

На основе заданных исходных данных выбраны и расчитаны основные компоновочные решения и тепловая схема котла. Расчитаны объемы и энтальпии продуктов сгорания. В результате расчета теплового баланса определен расход топлива и коэффициент полезного действия котла.

1 Анализ исходных данных

1. Исходные данные

Паропроизводительность =240 т/ч;

Давление перегретого пара =13,8 МПа;

Температура перегретого пара =540;

Температура питательной воды = 210;

Топливо: Реттиховский 1Б

1.2 Элементарный химический состав рабочей массы топлива /1/

Влажность топлива =36%;

Зольность топлива =25%;

Содержание серы в топливе =0,3%;

Содержание углерода в топливе =25,9%;

Содержание водорода в топливе =2,1%;

Содержание азота в топливе =0,5%;

Содержание кислорода в топливе =10,2%;

Выход летучих веществ на сухую массу топлива =56%;

Низшая теплота сгорания топлива =9,04 МДж/кг;

Коэффициент размолоспособности топлива =1,10;

3. Температурные характеристики золы

Температура начала деформации золы =1170;

Температура начала размягчения золы =1420;

Температура начала жидкоплавкого состояния золы =1500;

3. Химический состав золы

Окисел кремния =63,8%;

Окисел алюминия =22,9%;

Окисел титана =0,6%;

Окисел железа =4,1%;

Окисел кальция =3,6%;

Окисел магния =1,6%;

Окисел калия =2,0%;

Окисел натрия =1,4%;

3. Анализ топлива

Реттиховский рядовой уголь относится к бурым углям, так как высшая теплота сгорания рабочей массы топлива без золы

МДж/кг;

По содержанию влаги этот относится к влажным твердым топливам, так как

;

По содержанию золы уголь относится к среднезольному топливу, так как

;

Выход летучих =56%, поэтому топливо относится к высокореакционному топливу.

По содержанию серы топливо считается низкосернистым, так как =0,3%.

По коэффициенту размолоспособности =1,1 Реттиховский 1Б относится к твердым топливам.

Температура начала жидкоплавкого состояния золы =1500, значит зола этого угля относится к тугоплавким золам.

По крупности этот уголь принадлежит к классу Рядовой с размером кусков до 300мм.

2 Выбор компоновки котла

Компоновка – это схема взаимного расположениея газоходов (топки, горизонтального газохода, газоходов конвективных поверхностей нагрева) котла. Различают четыре наиболее часто встречающиеся типа компоновок: П-, Т-, N- образные и башенные.

2.1 П-образная компоновка

При проектировании котлов средней и большой мощности пред­почтение обычно отдают П-образной компоновке (Рис. 1).

П-образная компоновка позволя­ет логично увязать топку и конвективные поверхности нагрева, обой­тись умеренной высотой котла, простыми средствами организовать каркас, применить дробеочистку хвостовых поверхностей нагрева, разместить тяго-дутьевые машины на нулевой отметке.

Трехкратный поворот газов: в районе горелок, на входе- и на выходе из горизон­тального газохода. Неодинаковая длина пути газов приводит к появлению существенной неравномерности температуры газов по вы­соте горизонтального газохода, а также по глубине конвективной шах­ты. В конвективной шахте создается неравномерное поле скоростей что создает местный усиленный износ труб.

Рис. 1 – П-образная компоновка.

2.2 Т-образная компоновка

Т-образная компоновка может оказаться целесообразной при квадратных в плане топках, а также при сжигании топлив с высокоаб­разивной золой, когда глубина одной конвективной шахты становится нерационально большой (Рис. 2).

При такой компоновке кон­вективные шахты значительно уменьшаются по высоте. Высота выходного окна топки при Т-образной компоновке относительно невелика, поэтому и фактическая разверкатемператур продуктов сгорания по высоте окна, горизонтального газо­хода между топкой и конвективной шахтой и по глубине конвективной шахты меньше, чем при П-образной компоновке, что улучшает темпе­ратурный режим труб пароперегревателя.

По сравнению с П-образной - усложнение каркаса, увеличение числа элементов поверхностей нагрева, следовательно, площади ограждающих стен газоходов. При Т-образной компоновке сложнее становится проблема раз­мещения вспомогательного оборудования, труднее обеспечить равно­мерное распределение продуктов. сгорания по параллельным опускным газоходам. Наличие поворотов потока продуктов сгора­ния на выходе из топки и на входе в конвективную шах-ту.

Т-образная компоновка может найти применение для пылеуголь­ных котлов большой производительности для энергоблоков мощно­стью 500-800 МВт и выше, а также для котлов, сжигающих угли с аб­разивной золой.

Рис. 2 – Т-образная компоновка.

2.3 Башенная и полубашенная компоновка

Башенная и полубашенная компоновки заслуживают внимания при сжигании высокозольных топлив с абразивной золой (Рис. 3).

При башенной компоновке поверхностей нагрева продукты сго­рания движутся только вверх. Скорость движения частиц, оказывается меньше скоро­сти несущего газового потока, вследствие этого при ба­шенной компоновке можно принимать большие, приближенные к оп­тимальным, скорости продуктов сгорания. Небольшая площадь земельного участка.

Каркас котла превращается в сложное инженерное сооружение. Подвод воздуха к горелкам при расположении воздухоподогрева­теля на верхней отметке котла оказывается затрудненным, длина и со­противление воздухопроводов становятся чрезмерно большими. Высокая отметка выходного коллектора пароперегревателя ус­ложняет трассировку станционных паропроводов. Крепление ширмовых и конвективных поверхностей нагрева, осуществляемое на подвесных трубах, усложняет конструкцию котла, а также его монтаж и ремонт. Очистка дробью невозможна.

Достоинства башенной компоновки могут быть реализованы в полубашенной компоновке, лишенной целого ряда недостатков первой, хотя у нее есть свой недостаток - большой, ничем не заполненный опускной газоход, направляющий дымовые газы вниз.

Рис. 3 – полубашенная компановка

2.4 N-образная компоновка

Многоходовые (N-образные) компоновки могут оказаться оправ­данными лишь в тех случаях, когда в силу специфических свойств сжигаемых топлив с высоким содержанием в золе окиси кальция и ще­лочей (сланцы) требуется глубокое охлаждение газов до входа их в тесные конвективные пучки.

Анализируя типы профилей котлов, выбрана П-образная компановка, так как она наиболее применима для данного вида топлива и стала классической в отечественном котлостроении. При выборе компоновки были учтены преимущества и недостатки других компоновок котлов.