Котельная с котлами дквр. Председатель профкома руководитель организации

1. Краткое описание котла типа ДКВР.

ДКВР – двухбарабанный паровой котел, вертикально-водотрубный, реконструированный с естественной циркуляцией и уравновешенной тягой, предназначен для выработки насыщенного пара.

Расположение барабанов продольное. Движение газов в котлах горизонтальное с несколькими поворотами или без поворотов, но с изменением сечения по ходу газов.

Котлы относятся к системе котлов горизонтальной ориентации, т.е. увеличение паропроизводительности идет за счет их развития в длину и ширину при сохранении высоты.

Котлы выпускаются Бийским котельным заводом производительностью 2,5; 4; 6,5; 10 и 20 т./ч. С избыточным давлением пара на выходе из котла (для котлов с пароперегревателем – давление пара за перегревателем) 1,3 МПа и некоторые типы котлов с давлением 2,3 и 3,9 МПа. Перегрев пара у котлов с давлением 1,3 МПа до 250˚C, с давлением 2,3 МПа – до 370˚C, с давлением 3,9 МПа – до 440˚C.

Котлы применяются при работе на твердом, жидком и газообразном топливе. Вид используемого топлива диктует особенности компоновочных решений котла.

Газомазутные котлы типа ДКВР имеют камерную топку.

Котлы паропроизводительностью 2.5; 4; 6,5 т/ч выполняются с удлиненным верхним барабаном, 10 т/ч – с удлиненным и коротким верхним барабаном, 20 т/ч – с коротким верхним барабаном.

Газомазутные котлы ДКВР – 2,5; 4; 6,5 т/ч с избыточным давлением 1,3 МПа выпускаются с низкой компоновкой в тяжелой и облегченной обмуровке, котлы ДКВР – 10 т/ч – с высокой компоновкой в тяжелой обмуровке и с низкой компоновкой в тяжелой и облегченной обмуровке, ДКВР–20 т/ч – с высокой компоновкой и облегченной обмуровкой.

Котлы ДКВР – 2,5; 4; 6,5; 10 т/ч с удлиненным барабаном поставляются в полностью собранном виде без обмуровки.

Котлы ДКВР 10 и 20 т/ч с коротким барабаном поставляются 3 блоками: передний топочный блок, задний топочный блок, блок конвективного пучка. Котлы с облегченной обмуровкой могут поставляться вместе с обмуровкой.

Котлы с удлиненным верхним барабаном имеют одну ступень испарения, с коротким верхним барабаном – две ступени испарения.

Схема котла ДКВР с длинным верхним барабаном приведена на рисунке 1, с коротким - на рисунке 2.

Конструктивная схема котлов ДКВР – 2,5; 4; 6,5; 10 т/ч с длинным верхним барабаном одинакова (рис 3).

Котлы ДКВР – 2,5; 4; 6,5; т/ч в топке имеют два боковых экрана – фронтового и заднего экранов у них нет. Котлы паропроизводительностью 10 и 20 т/ч имеют 4 экрана: фронтовой, задний и два боковых. Боковые экраны одинаковые. Фронтовой экран отличается от заднего меньшим количеством труб (часть стены занята горелками) и схема питания. Задний экран установлен перед шамотной перегородкой.

Трубы боковых экранов завальцованы в верхнем барабане. Нижние концы труб баковых экранов приварены к нижним коллекторам (камерам), которые расположены под выступающей частью верхнего барабана возле обмуровки боковых стен. Для создания циркуляционного контура передний конец каждого экранного коллектора соединен опускной не обогреваемой трубой с верхним барабаном, а задний конец – перепускной (соединительный) трубой с нижним барабаном.

Вода поступает в боковые экраны одновременно из верхнего барабана по передним опускным трубам и из нижнего барабана по перепускным трубам. Такая схема питания боковых экранов повышает надежность работы котла при понижении уровня воды в верхнем барабане и повышает кратность циркуляции.

Схема парового котла типа ДКВР с длинным верхним барабаном.

1-продувочный вентиль; 2-предохранительный клапан; 3-водоуказательное стекло;

4-регулятор питания; 5-вентиль ввода химикатов; 6-обратный клапан; 7-вентиль насыщенного пара; 8-верхний барабан; 9-обдувочная линия; 10-вентиль перегретого пара; 11-спускной вентиль; 12-пароперегреватель; 13-вентили для спуска воды из котла; 14-нижний барабан; 15-кипятильные трубы; 16-экранный коллектор; 17-экранная труба; 18-водоопускная труба.

Паровой котел типа ДКВР с коротким верхним барабаном

1-нижний экранный коллектор; 2-потолочные экранные трубы; 3-верхний экранный коллектор; 4-выносной циклон; 5-пароперепускная труба; 6-верхний барабан; 7-кипятильные трубы; 8-нижний барабан.

Конструктивная схема котла ДКВР – 6,5 с газомазутной топкой.

Верхние концы труб заднего и бокового экранов завальцованы в верхний барабан, а нижние – в коллекторы. Фронтовой экран получает воду из верхнего барабана по отдельной не обогреваемой трубе, а задний экран – по перепускной трубе из нижнего барабана.

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

Камера догорания отделяется от конвективного пучка шамотной перегородкой, устанавливаемой между первым и вторым рядами кипятильных труб, в следствие чего первый ряд конвективного пучка является одновременно и задним экраном камеры догорания.

Внутри конвективного пучка устанавливается поперечная чугунная перегородка, разделяющая его на 1 и 2 газоходы, по которым движутся дымовые газы, поперечно омывающие все кипятильные трубы. После этого они выходят из котла через специальное окно, расположенное с левой стороны в задней стенке.

В котлах с перегревом пара пароперегреватель устанавливается в первом газоходе после 2 – 3 ряда кипятильных труб (вместо части кипятильных труб).

Питательная вода подается в верхний барабан и в его водяном пространстве распределяется по перфорированной трубе.

Барабан оборудован устройствами для непрерывной продувки, предохранительными клапанами, водоуказательными приборами и сепарационными устройствами, состоящими из жалюзи и дырчатых листов.

Нижний барабан является шламоотстойником и из него по перфорированной трубе производится периодическая продувка. В нижнем барабане устанавливается труба для прогрева котла паром при растопке.

Газомазутные блочные котлы ДКВР-10 и ДКВР-20 с коротким верхним барабаном (рис.2 и рис.4) имеют особенности по сравнению с вышеописанными котлами.

В этих котлах применяется двух ступенчатая схема испарения. Первая ступень испарения включает конвективный пучок, фронтовой и задний экраны, боковые экраны заднего топочного блока. Баковые экраны переднего топочного блока включены во вторую ступень испарения. Сепарационными устройствами второй ступени испарения являются выносные циклоны центробежного типа.

Верхние и нижние концы топочных экранов приварены к коллекторам (камерам), что обеспечивает разбивку на блоки, но увеличивает сопротивление циркуляционного контура. Для увеличения скорости циркуляции в контур введены не обогреваемые рециркуляционные трубы.

Трубы боковых экранов котла закрывают потолок топочной камеры. Нижние концы боковых экранных труб приварены к нижним коллекторам, т.е. трубы правого экрана приварены к правому коллектору, а трубы левого экрана – к левому коллектору.

Верхние концы экранных труб соединены с коллекторами иначе. Конец первой трубы правого экрана приварен к правому коллектору, а все остальные трубы приварены к левому коллектору. Таким же образом расположены концы экранных труб левого ряда, благодаря чему на потолке они образуют потолочный экран (рис 5).

Фронтовой и задний экраны закрывают часть фронтовой и задней стенки топки.

На наклонной части заднего экрана установлена шамотная перегородка, разделяющая топочную камеру на собственно топку и камеру догорания.

Блок конвективного пучка котла ДКВР-20 включает верхний и нижний барабаны одинакового размера и пучок кипятильных труб пролетного типа с коридорами по краям, как у котлов производительностью 2,5;4;6,5;10 т/ч. Вторая часть конвективного пучка коридоров не имеет. Обе части имеют коридорное расположение труб с теми же шагами, что и у всех остальных котлов типа ДКВР.

Котел ДКВР-20-13

1-газомазутная горелка; 2-боковые экраны; 3-выносной циклон; 4-короб взрывного предохранительного клапана; 5-задний топочный блок; 6-конвективная поверхность нагрева (конвективный блок); 7-изоляция верхнего барабана; 8-нижний барабан; 9-задний экран.

Для улучшения омывания газами первой части пучка за 6 рядом труб должны быть установлены диафрагмы из шамотного кирпича, перекрывающие боковые коридоры. При отсутствии диафрагм температура за котлом может повыситься до 500˚C.

Питательная вода по питательным трубопроводам 15 поступает в верхний барабан 16, где смешивается с котловой водой. Из верхнего барабана по последним рядам труб конвективного пучка 18 вода опускается в нижний барабан 17, откуда по подпиточным трубам 21 направляется в циклоны 8. Из циклонов по опускным трубам 26 вода подается к нижним коллекторам (камерам) 24 боковых экранов 22 второй ступени испарения, пароводяная смесь поднимается в верхние камеры 10 этих экранов, откуда поступает по трубам 9 в выносные циклоны 8, в которых разделяется на пар и воду. Вода по трубам 31 опускается в нижние камеры 20 экранов, отсепарированный пар по перепускным трубам 12 отводится в верхний барабан. Циклоны (их 2) соединены между собой перепускной трубой 25.

Паровой котел ДКВР 4-13, устройство которого рассмотрено ниже, представляет собой вертикальную водотрубную конструкцию с топочным экраном и кипятильным узлом. Сама система оборудована по типу конструктивной схемы, приведенной на главном фото. Особенностью указанной конфигурации является боковое размещение конвективного блока приспособления относительно топочного отсека. В комплект прибора входит сам агрегат, рабочие площадки и лестницы, горелки, экономайзер, вентилятор, устройство для отвода дыма, водоуказательные датчики, арматура.

Устройство

Рассматриваемая паровая установка состоит из двух основных - нижнего и верхнего барабанов, а также топочного отсека экранного типа. Топка разделяется кирпичной перегородкой на две камеры (рабочую часть и остаточный элемент). Такая конструкция позволяет увеличить КПД парового котла ДКВР 4-13 за счет понижения химического недожога. Газы из топочной камеры в рабочий отсек поступают на входе и выходе асимметричным образом.

В модификациях с паровыми перегревателями последние элементы устанавливаются в первой газоходной части с левой стороны котла. Боковины верхнего барабана получают охлаждение от потока пароводяного состава, подаваемого из труб фронтального отсека конвективного узла и боковых экранов.

Дополнительные детали

Устройство котла ДКВР 4-13 включает в себя предохранительные клапаны, основной паровой вентиль, задвижку, краны для проб смеси и отбора ее на собственные обдувочные нужды. Указанные элементы располагаются на верхней основной поверхности барабана.

Питательный патрубок размещен в водном пространстве удлиненного резервуара, а в паровом отсеке находятся сепарационные механизмы. В нижнем основном блоке расположен штуцер для слива воды, перфорированная трубка для продувки системы. Наблюдение за уровнем жидкости ведется через пару указателей. На фронтальном днище верхнего барабана предусмотрены два штуцера, служащих для отбора импульсов количества воды.

Перегородки и трубы

Опускные и пароотводящие трубы ДКВР 4-13 подсоединяются к коллекторам и барабанным штуцерам при помощи сварки. Чтобы исключить попадание в них шлама при питании экранов, концы элементов выведены в верхний отсек барабана.

Камеру системы догорания от пучка отделяет шамотная перегородка, которая опирается на чугунную опору, смонтированную на нижнем барабане. Стенка между первым и вторым газоходом собирается при помощи болтов из отдельных плит. Предварительно необходимо промазать стыки специальной замазкой или проложить асбестовый шнур с пропиткой из жидкого стекла. В перегородке предусмотрено отверстие для прокладки патрубка обдувочного механизма стационарного типа. Окно для отвода газов находится на задней стенке. Котел ДКВР 4-13 в тяжелой обмуровке оснащается легким обвязочным каркасом. На приборах с расчетным давлением 1,3 МПа параметр температуры перегретого пара не корректируется.

Рабочие площадки

Эти элементы размещены в местах, используемых для обслуживания гарнитуры и арматуры агрегата. Среди них:

Боковая площадка для проверки водоуказательных устройств.
Аналогичная поверхность для обслуживания запорной арматуры и предохранительных клапанов барабана.
Площадка на задней части служит для доступа в верхний барабан котла ДКВР 4-13 при ремонте.

На боковины ведут лестницы, а на задний постамент - вертикальный трап.

Прочее оснащение

Агрегат ДКВР 4-13 оснащен пароохладителем, расположенным в нижнем барабане. Он имеет дренажный кран на соединительных проводках пара. Регулировка количества поступающей смеси осуществляется перемычкой. Между обратным и прямым элементом размещен специальный вентиль.

Доступ в топочный отсек обеспечивает лаз. Для шуровки горючего поблизости боковин, в зависимости от конфигурации прибора, предусмотрены шуровочные люки. Пара таких элементов смонтирована на боковых стенах в нижней части камеры догорания. На боковинах котлов также имеются окна для очистки конвективных трубопроводов при помощи обдувки.

Контрольные и регулировочные приборы

Контроль состояния нижней части изоляции верхнего барабана в топочной камере осуществляется через лючок в точке разряжения трубок бокового экрана, снизу газохода по левую сторону агрегата.

В нижней части с этого же конца котла ДКВР 4-13, характеристики которого рассмотрим ниже, установлены лазы, служащие в качестве окон для регулярного удаления золы, осмотра рабочего узла и возвратных эжекторов уноса. Через похожие лючки ведется наблюдение за состоянием изоляции верхнего барабанного элемента.

Перевод конструкции в водогрейный режим дает возможность увеличить производительность установок, снизить затраты на собственные нужды, связанные с использованием теплообменников, питательных насосов, устройств обдувки непрерывного типа. Кроме того, сокращаются расходы на подготовку воды, экономится топливо.

Как показывают технические характеристики ДКВР 4-13, среднеэксплуатационный КПД водогрейных агрегатов повышается на 2,5 процента.

Комплектация и поставка

Рассматриваемые установки оснащаются вентиляторами и дымососами вида ВДН и ДН. Также в комплектацию входят блочные водоподготовительные приспособления, фильтрующие элементы для смягчения и осветления воды (ФОФ и ФиПА). Кроме того, конструкция оборудуется термическими деаэраторами, теплообменными установками, помпами, комплектами автоматики.

Поставляется ДКВР 4-13 россыпью, блочными частями либо в полностью собранном состоянии. Арматура и некоторые отдельные узлы предъявляются отдельно. Это связано с невозможностью их транспортировки в полном сборе.

Технические характеристики котла ДКВР 4-13

Ниже перечислены основные параметры установки:

Конструкционные особенности

Согласно характеристикам котла ДКВР 4-13, в нем применена одноступенчатая испарительная система. Трубы боковых экранов методом вальцовки закреплены одной стороной в верхнем барабане, а другими концами приварены к нижним камерам.

Продольно размещенные барабаны агрегируют между собой через гнутые кипятильные элементы, образующие развитый конвективный пучок. Топочный отсек разделяется шамотной перегородкой, расположен перед узлом конвекции. Первый ряд труб представляет собой задний экран отсека догорания. Если имеются пароперегреватели, которые устанавливаются в первом газоходе после 2-3-го ряда кипятильных патрубков, некоторые элементы конвективного пучка не монтируются.

Рабочая жидкость поступает одновременно в трубы боковых экранов, повышая надежность функционирования агрегата и снижая уровень воды, а также шламовые отложения в верхнем барабане.

Сепарационное приспособление котлов ДКВР состоит из короба с дырчатым листом. Оно служит в качестве устройства поддержания солесодержания рабочей жидкости в пределах 3000 мг/л, если к пару не предъявляются повышенные требования.

Эксплуатация

У котла ДКВР затворы лазов барабанов находятся на задних днищах. Средний уровень жидкости распределяется на оси элемента. Чтобы наблюдать за этим показателем, служит пара указательных приспособлений на верхнем барабане.

Пароперегревательные элементы, находящиеся в первом по ходу газов отводе, унифицированы по профилю для установок с одинаковым параметром давления и отличаются с аналогами количеством параллельных змеевиков. Сжигание горючего обеспечивается специальными горелками газомазутного типа (ГМ).

Наличие в конструкции выносных циклонов требует соблюдения определенных мер по обустройству узла, связанных с повышением надежности эксплуатации оборудования:

Каждое циклонное устройство должно оснащаться отдельной точкой питания от одного из барабанов.
Для обеспечения постоянного контроля над нормами рабочей жидкости на первой и второй стадии испарения на каждом котле необходимо монтировать по два холодильника. Их предназначение - отбор проб питательной воды. При этом они могут обслуживать несколько котлов.
Во внутренней части циклона вверху устанавливают дырчатый лист, а снизу - ребро для предупреждения образования воронки
Рассматриваемая установка имеет опорную раму и обвязочный каркас сварного типа, поэтому тяжелая обмуровка выполняется при проведении монтажных работ.

ДКВР 4-13: инструкция по обслуживанию, включению и аварийному отключению

Ниже приведены основные выдержки по эксплуатации рассматриваемого котла.

Включение оборудования:

Перед активацией котла необходимо проверить исправность манометра и предохранительного клапана (для этого используют способ принудительного открытия). Также осматривают водоуказательные механизмы, автоматику, регулировочные приборы, результаты записывают в специальный журнал.
Выполняют продувку нижних отсеков котла.
Основная процедура включения установки должна производиться после достаточного прогрева и продувки паропровода. На этом этапе следует следить за исправностью основных элементов, компенсаторов, подвесок и опор. Если наблюдаются запуск следует прекратить до выявления и устранения причины.
Активация котла допускается при рабочем давлении или ниже на 0,5 атмосферы.
Время растопки и включения вносится в вахтенный журнал.

Эксплуатация:

Наблюдение за нормальной работой агрегата, устранение неисправностей, вызов обслуживающих бригад в случае серьезной поломки.
Особое внимание обращают на показатели манометров давления, работу горелок и уровень рабочей жидкости.
На газовой установке сначала прибавляют подачу газа, а затем воздуха (если требуется регулировка давления).
Все узлы и детали должны проверяться согласно установленным срокам.

Аварийное отключение:

Прекращается подача газа и воздуха, открывается продувочное приспособление.
Наблюдая за уровнем воды, закрывают основную паровую задвижку.
Делают запись о времени и причине остановки котла, сообщают об этом руководству.
При пожаре необходимо вызвать соответствующую службу, принять все меры к локализации источника возгорания.

Для обеспечения технических нужд промышленных предприятий, выработки электричества, а также для возможности функционирования централизованных или автономных систем отопления и вентиляции используются паровые котлы высокого давления. В функцию оборудования входит генерация насыщенного пара в процессе сгорания того или иного типа топлива. На рынке присутствует достаточно много моделей агрегатов, отличающихся габаритами, мощностью и конструктивными особенностями. Паровые котлы ДКВр (или двухбарабанные котлы, вертикально-водотрубные, реконструированные) относятся к высокопроизводительному отопительному оборудованию, работающему на разных видах топлива.

Конструкция ДКВр

Устройство котлов высокого давления является достаточно сложным, что отражается на цене оборудования. Агрегаты состоят из двух барабанов:

нижнего – короткого;
верхнего – более длинного.

Оборудование имеет экранированный топочный отсек, камеру догорания (не везде), экранные и конвективные пучки труб. Для возможности их периодической или аварийной чистки днище корпуса оборудуется лазами, которые используются и при осмотре барабанов. Снаружи устанавливаются площадки, предназначенные для техобслуживания, и лестницы – для удобства подъема наверх. В конструкции котла присутствуют, также, питательные трубопроводы и перегородки, обдувочные установки и дымососы. Каждый базовый и дополнительный элемент выполняет свою функцию. Все они имеют определенное установочное место.

Естественная циркуляция в замкнутом контуре топливного водотрубного агрегата высокого давления происходит благодаря разной плотности перемещаемой пароводяной смеси в подъемных и воды в опускных трубах, согнутых определенным образом. Напор создается за счет неодинакового обогрева участков горячими газами. Вертикальными котлы называются потому, что трубы в конструкции размещаются под углом 25 градусов и более относительно горизонта. Подобные агрегаты имеют бо́льшее количество пучков и число труб в них, что отражается на увеличении общей площади нагрева. Такое конструкторское решение позволяет осуществлять выпуск котлов высокого давления без расширения объема барабанов.

Важной составляющей ряда парогенераторов высокого давления (производительностью до 10т/ч) является топочная камера, разделенная на два сегмента посредством кирпичной кладки:

топку;
камеру догорания, повышающую КПД.

В зависимости от модели, котлы комплектуются дополнительными элементами:

различными клапанами – предохраняющими, спускными, отборны́ми, питающими, и т.д.;
запорными вентилями;
продувочной арматурой;
штуцерами;
указателями уровня воды;
манометрами и другими измерительными приборами;
пароперегревателями.

В паровых котлах серии ДКВр имеется возможность работы в водогрейном режиме. Особенности их конструкции и технические характеристики позволяют поднимать давление в три раза – с 1,3 до 3,9МПа. В результате, температура перегретого пара может увеличиваться со 195 до 440 градусов по Цельсию. Оптимальная мощность выпускаемого оборудования находится в пределах 2,5…20т/ч. Цена ДКВр зависит от данного показателя и модели агрегата.

Эксплуатация паровых газовых котлов рассматриваемой модификации может осуществляться в разных климатических зонах, даже на Крайнем Севере.

Подробнее о некоторых комплектующих

Паровые котлы оборудуются:

защитной автоматикой – отсекает топливо при аварийных и внештатных ситуациях (отсутствие напряжения, угасание пламени, резкое отклонение от нормативного давления в любом из конструктивных узлов);
аварийной или предупредительной сигнализацией – световой и звуковой;
автоматической регулировкой уровня воды;
системой безопасного розжига – проверяет показатель герметичности клапанов;
контрольной автоматикой – следит за давлением пара и топлива;
автоматической настройкой соотношения топливо-воздух в топке.

Экранные и конвективные бесшовные трубы изготавливаются диаметром 51мм из стали. С котлом они соединяются посредством вальцованных соединений.

Специальные газо-мазутные горелки применяются в случаях раздельного использования топлива – либо газа, либо мазута. Они выпускаются в пяти типоразмерах, отличаясь мощностью и типом завихрителя – прямоточного или осевого. Каждая горелка комплектуется двумя форсунками – основной и сменной. Дополнительный элемент задействуется лишь в случае чистки или установки новой форсунки.

Твердотопливные агрегаты высокого давления оборудуются золоуловителями:

механическими циклонного типа – блочными или батарейными;
работающими на основе ионизации – электрофильтры притягивают заряженные частицы;
мокрыми – удаление производится посредством воды.

Центробежный дымосос предназначается для твердотопливных котлов. Он устанавливается как внутри помещений, так и под уличными навесами. Оборудование в одностороннем направлении отсасывает из топки угарные газы. В функцию другого элемента – вентилятора – входит обеспечение противоположного действия – он принудительно подает воздух в топку, что содействует более продуктивному сжиганию топлива.

Топка для твердотопливных котлов мощностью до 10т/ч оборудуется ленточными пневмомеханическими питателями топлива, благодаря которым может производиться непрерывная загрузка угля на уже горящий слой. Она, также, комплектуется неподвижными решетками с поворотными колосниками. Для их управления, в конструкции котла предусматриваются специальные приводы, также как и для воздушных заслонок.

Принцип работы

После поступления воды в верхний барабан по входным коллекторам, происходит ее смешивание с находящейся внутри котловой водой, часть которой, в свою очередь, по циркуляционным трубам частично попадает в нижний барабан. Прогреваясь, вода поднимается, вновь оказываясь в верхнем барабане, но уже с паровой составляющей. Процесс происходит циклично.

Образующийся пар проникает в сепарационные механизмы котла, где происходит «отбор» влаги. В результате получается сухой пар, готовый к использованию. Он либо сразу отправляется в технологическую сеть, либо доводится до более высоких температур в пароперегревателе.

Процесс естественной циркуляции подчиняется законам физики. Дело в том, что вода имеет бо́льшую плотность по сравнению с пароводяной смесью. В связи с этим, первая жидкость всегда будет опускаться, а второе соединение – подниматься. В определенный момент пар отделяется и устремляется вверх, тогда как вода, благодаря гравитации, возвращается в исходное технологическое положение. Следует отметить, что в разных моделях число контуров циркуляции бывает различным.

До недавнего времени ДКВр изготавливались практически для любых типов топлива – газа и мазута, угля, древесных опилок и торфа. Но сегодня некоторые их них заменили новыми, более современными моделями:

КЕ – предназначается для твердого топлива;
ДЕ – работает на газо-мазутном топливе.

Но на многих предприятиях в эксплуатации до сих пор находятся проверенные годами паровые агрегаты ДКВр. На вторичном рынке можно купить б/у котлы в хорошем состоянии и по доступной цене, которые наверняка прослужат еще достаточно длительный период.

Причины сбоя

Правильная эксплуатация котлов высокого давления серии ДКВр является гарантией его безопасной работы. Поверхность нагрева должна своевременно охлаждаться, так как она принимает на себя максимальное воздействие топочных газов. По этой причине процесс предусматривает постоянную и интенсивно равномерную циркуляцию теплоносителя внутри контура по опускным и подъемным трубам. В противном случае на металлических стенках со временем появятся свищи, а при увеличении давления – разрывы в трубопроводе.

Кроме того, к сбоям может привести:

неверное распределение теплоносителя по трубам, причиной чему служит накопление на внутренних стенках шлама;
неравномерный прогрев испаряющих стенок, происходящий в результате загрязнения отдельных участков;
неграмотная регулировка факела горения, приводящая к технологически неправильному заполнению пространства топочной камеры.

Преимущества ДКВр

Особенность конструкции и технические возможности отопительных агрегатов серии ДКВр позволяет выделить:

существенный диапазон регулируемой паропроизводительности оборудования;
поставку в разобранном виде – допускает выполнение установки котлов высокого давления без демонтажа ограждающих конструкций;
возможность выбора оборудования под определенный вид топлива;
высокий показатель КПД;
доступную цену обслуживания;
ремонтопригодность.

Выбор котлов

При покупке той или иной модели парогенератора высокого давления необходимо обратить внимание на следующие показатели:

производительность – бесперебойность технологического процесса и отсутствие простоев обеспечит оптимальное количество сгенерированного пара за единицу времени. В данном случае – т/час;
номинальную мощность (давление пара) – для ДКВр она составляет 1,3МПа;
габариты – определяются объемом помещения котельной;
цену – зависит от трех вышеперечисленных факторов и дополнительной комплектации;
тип используемого топлива.

Следует учитывать и массу парового газового или твердотопливного котла, так как она может доходить до 44 тонн.

Примерная цена

Стоимость паровых котлов зависит от их технических характеристик и набора дополнительных комплектующих. Базовая цена агрегатов российского производства, работающих на газо-мазутном топливе, приблизительно составляет – при производительности:

2,5т/ч – 1400-1500тыс.руб.;
4т/ч – 1700-1800тыс.руб.;
6,5т/ч – 2300-2500тыс.руб.;
10т/ч – 3300-3800тыс.руб.;
20т/ч – 5500-6000тыс.руб.

Цена паровых котлов высокого давления на твердом топливе находится в пределах 1500-7200тыс.руб. Необходимо отметить, что в базовую стоимость оборудования не входят вентиляторы, дымососы и экономайзеры.

Котлы ДКВР-20-13 паропроизводительностью 20 т/ч и избыточным давлением 1,3 МПа (13 кгс/см 2). Котлы ДКВР-20-13 пролётного типа (по ходу движения дымовых газов).

Основные элементы котлов ДКВР -20-13. Два барабана: верхний и нижний. Внутренний диаметр обоих барабанов 1000 мм с толщиной стенок 13 мм. Барабаны выполнены из стали 16ГС. Топка камерного типа полностью экранирована, кроме нижней (подовой) части.

Поверхности нагрева: система экранных труб и система конвективных труб (конвек-тивный пучок). Трубы поверхностей нагрева крепятся к барабанам развальцовкой.

Гарнитура.

Обмуровка.

Газоходы и др.

Котлы ДКВР-20-13 конструктивно имеют отличия от котлов ДКВР меньшей паропроизводительности, в частности:

1. У котлов ДКВР-20-13 верхний барабан укорочен и не попадает в пределы топки. Оба барабана имеют одинаковую длину по 4500 мм. Уменьшение длины верхнего барабана улучшает надёжность работы котла и исключает затраты на дорогостоящее торкре-тирование верхнего барабана;

2. Для сохранения необходимого водяного объёма, и для получения расчётного количе-ства пара (в связи с уменьшением верхнего барабана), котлы компонуют двумя вынос ными циклонами. В циклонах вырабатывается до 20% пара от всего объёма вырабаты ваемого пара в котле.

Из-за конструктивных особенностей котла примерно на 50 мм выше оси барабана повышается уровень воды в барабане, при сохранении низшего уровня неизменным.

3. Нижний барабан поднят относительно нулевой отметки, это обеспечивает удобство осмотров и технического обслуживания.

4. Котлы ДКВР-20-13 имеют четыре боковых экрана, из них два левых боковых и два правых боковых, а также передний (фронтовой) и задний экраны. Каждый экран имеет по два коллектора. Таким образом, котёл имеет шесть верхних и шесть нижних коллекторов.

5. Боковые экраны подразделяют на два блока: первый блок (или боковые экраны пер-вой ступени испарения) и второй блок (боковые экраны второй ступени испарения). Второй блок расположен перед конвективным пучком. Номера блоков считают от фронта котла.

6. У котлов ДКВР-20-13 трубы боковых экранов выполнены Г-образной формы и мон-тируются следующим образом. Первая труба, например, правого бокового экрана, од- ним концом приваривается к нижнему коллектору правого коллектора, а верхний её конец приваривается к верхнему коллектору левого экрана. Аналогично крепится пе-рвая труба левого бокового экрана. Таким образом крепятся все трубы боковых экра-нов через одну. При помощи перекрёстного присоединения боковых экранных труб в верхние боковые коллекторы образован потолочный экран. Топочная камера полностью экранирована.

7. Конвективный пучок перегородок не имеет.

Котлы ДКВР-20-13 имеют двухступенчатое испарение. К первой ступени испаре-ния относят: фронтовой экран, боковые экраны второго блока, задний экран и кон вективный пучок. Ко второй ступени испарения относят: боковые экраны первого блока и выносные циклоны. Двухступенчатое испарение - эффективный способ уменьшения потерь котловой воды с продувкой. Котёл по воде делится на две части: солевой и чистовой отсеки. Чистовой отсек(собственно верхний барабан) котла составляет примерно 80 % от всего водяного объёма. В солевом отсеке (выносные циклоны) солесодержание котловой воды в 5-6 раз больше чем в чистовом отсеке.

Поэтому непрерывная продувка выполняется из солевого от-сека. Пар получается в чистовом и солевом отсеках. Но до 80% пара получается в чистом отсеке, поэтому вырабатываемый пар в котлах со ступенчатым испарением получается более высокого качества. I. Для обдувки котла установлены два обдувочных аппарата с электроприводом на бо-ковой стенке котла (как правило, с левой стороны). . Очистка внутренних поверхностей нагрева котлов кислотная. Обмуровка облегчённая, натрубная с металлической обшивкой. I. КПД котла: при работе на газе - 90-92%, при работе на мазуте - 85-88% . к Котёл имеет девять точек периодической продувки (из всех нижних коллекторов, нижнего барабана и выносных циклонов).

Спецификация парового котла типа ДКВР -20 - 13.

Конвективный пучок:

1 - верхний барабан;

2 - опускные и подъемные трубы конвективного пучка;

3 - нижний барабан;

Задний экран:

4 - перепускная труба заднего экрана (3 шт);

5 - нижний коллектор заднего экрана;

6 - подъемные трубы заднего экрана;

7 - верхний коллектор заднего экрана;

8 - отводящие трубы заднего экрана; Боковые экраны I ступени испарения (2шт.):

9 - перепускные трубы бокового экрана;

10 - нижний коллектор бокового экрана;

11 - подъемные трубы бокового экрана;

12 - верхний коллектор бокового экрана;

13 - трубы рециркуляции (для обеспечения надёжной циркуляции воды в экранных трубах);

14 - отводящие трубы бокового экрана;

Фронтовой экран:

15 - опускные трубы фронтового экрана;

16 - нижний коллектор фронтового экрана;

17 - подъемные трубы фронтового экрана;

18 - верхний коллектор фронтового экрана;

19 - отводящие трубы;

20 - трубы рециркуляции;

Контуры циркуляции второй ступени испарения:

21 - перепускная труба;

22 - опускные трубы;

23 - подъёмные трубы;

24 - нижний коллектор;

25 - верхний коллектор;

26 - циклон выносной;

27 - отводящие трубы;

28 - пароотводящие трубы

29 - перепускная труба;

30 - трубы рециркуляции;

31 - непрерывная продувка;

32 - периодическая продувка (7 точек);

33 - воздушник с циклона;

34 - ввод питательной воды в верхний барабан;

35 - предохранительные пружинные клапаны;

36 - главная парозапорная задвижка на паропроводе котла;

37 - трубопровод для ввода химреагентов;

38 - паропровод собственных нужд.

Работа контура циркуляции воды первого блока правого топочного экрана (вторая ступень испарения) в паровом котле ДКВР-20-13. Котловая вода из верхнего барабана котла по системе опускных труб, расположенных во второй половине конвективного пучка (по ходу дымовых газов) поступает в нижний барабан. Из нижнего барабана вода по перепускной трубе поступает в правый выносной циклон, в циклоне эта вода смешивается с неиспарившейся водой работающего циклона и из него вода по двум опускным трубам поступает в нижний коллектор правого топочного экрана первого блока - это основной поток воды, поступающий в коллектор. Дополнительно в этот коллектор поступает неиспарившаяся вода из верхнего коллектора данного экрана по четырём опускным трубам.

Из нижнего коллектора вода по системе экранных Г-образных подъёмных труб поступает в верхний коллектор левого экрана первого блока в виде пароводяной смеси, а из коллектора пароводяная смесь поступает в левый выносной циклон по двум трубам. В циклоне происходит дополнительное образование пара из поступившей пароводяной смеси. Образовавшийся в циклоне пар занимает верхнюю часть циклона и далее из циклона направляется в верхний барабан котла (под сепарационные устройства), а не успевшая испариться вода в циклоне занимает его нижнюю часть и поступает в нижний коллектор левого экрана первого блока. Аналогично работает контур циркуляции воды левого экрана первого блока (вторая ступень испарения), но в обратном порядке.

Работа контура циркуляции воды правого топочного экрана второго блока (первой ступени испарения). Нижний коллектор данного экрана питается водой из нижнего барабана по двум перепускным трубам - это основной поток воды. В этот же коллектор поступает неиспарившаяся вода из верхнего коллектора данного экрана по четырём опускным трубам. Из нижнего коллектора вода по системе экранных подъёмных труб перемещается вверх, превращается в пароводяную смесь и поступает в верхний коллектор левого топочного экрана второго блока (первая ступень испарения). Из верхнего коллектора пар по двум паропроводам поступает в верхний барабан котла (под сепарационные устройства), а неиспарившаяся вода из верхнего коллектора по опускным трубам поступает в нижний коллектор левого экрана второго блока.

Аналогично работает контур циркуляции воды левого топочного экрана второго блока (первая ступень испарения), но в обратном порядке.

Работа контура циркуляции воды фронтового экрана. Нижний коллектор фронтового экрана (первая ступень испарения) питается водой из верхнего барабана по двум перепускным трубам. В этот же коллектор поступает неиспарившаяся вода из верхнего коллектора по четырёх опускным трубам. Из нижнего коллектора вода по системе экранных подъёмных труб перемещается вверх, нагревается и в виде пароводяной смеси поступает в верхний коллектор фронтового экрана и далее по двум паропроводам пар поступает в верхний барабан котла, а неиспарившаяся вода направляется по опускным трубам в нижний коллетор.

Работа контура циркуляции воды заднего экрана котла ДКВР-20-13. Вода из верхнего барабана по системе опускных труб конвективного пучка, находящихся в последних рядах конвективного пучка, поступает в нижний бара-бан и далее по перепускным трубам поступает в нижний коллектор заднего экрана. Из коллектора вода по системе экранных труб поступает в верхний коллектор заднего экрана в виде пароводяной смеси. Из верхнего коллектора пароводяная смесь поступает по двум трубопроводам в верхний барабан котла.

Схема движения дымовых газов в котле ДКВР-20-13. Продукты сгорания из топки поступают в камеру догорания, в конце которой может быть установлен пароперегреватель. Поскольку конвективный пучок кот-ла ДКВР-20-13 не имеет перегородок, то дымовые газы проходят через него одним прямым ходом и отдав своё тепло выходят из котла по всей ширине задней стенки котла. Далее по газоходу дымовые газы поступают в экономайзер.

1. Краткое описание котла типа ДКВР.

Газомазутные котлы типа ДКВР имеют камерную топку.

Котлы ДКВР – 2,5; 4; 6,5; 10 т/ч с удлиненным барабаном поставляются в полностью собранном виде без обмуровки.

Схема котла ДКВР с длинным верхним барабаном приведена на рисунке 1, с коротким - на рисунке 2.

Конструктивная схема котлов ДКВР – 2,5; 4; 6,5; 10 т/ч с длинным верхним барабаном одинакова (рис 3).

Схема парового котла типа ДКВР с длинным верхним барабаном.

1-продувочный вентиль; 2-предохранительный клапан; 3-водоуказательное стекло;

Паровой котел типа ДКВР с коротким верхним барабаном

Конструктивная схема котла ДКВР – 6,5 с газомазутной топкой.

Фронтовой и задний экраны закрывают часть фронтовой и задней стенки топки.

Котел ДКВР-20-13

Экраны первой ступени испарения питаются из нижнего барабана. В нижние камеры 20 боковых экранов 22 вода поступает по соединительным трубам 30, в нижнюю камеру 19 по другим соединительным трубам. Фронтовой экран питается из верхнего барабана – вода поступает в нижнюю камеру 3 по перепускным трубам 27.

Общая схема циркуляции котла ДКВР-10 с укороченным верхним

барабаном с низкой компоновкой

1-верхний барабан; 2-верхние коллекторы боковых экранов; 3-боковые экраны; 4-нижние коллекторы боковых экранов; 5-перегородка коллекторов 2 и 4; 6-выносные циклоны; 7-опускные трубы; 8-нижний барабан; 9-труба подпитки циклонов из нижнего барабана; 10-трубы, соединяющие переднюю часть коллекторов 2 с выносными циклонами 6; 11-трубы отвода пара из циклона 6 в верхний барабан 1; 12-трубы питания экранов первой ступени испарения; 13-трубы отвода пароводяной смеси экранов первой ступени испарения в верхний барабан 1; 14-рециркуляционные трубы; 15-кипятильный пучок; 16-штуцер отбора пара; 17-труба питательной воды.

Продолжение рис 6

Схема циркуляции котла ДКВР-20

1-вторая ступень испарения: 2-фронтовой экран; 3-камера; 4-непрерывная продувка; 5-рециркуляционные трубы: 6-перепускная труба из верхнего коллектора в барабан; 7,10,11-верхние камеры; 8-выносные циклоны; 9-перепускные трубы из верхней камеры в выносной циклон; 12-перепускные трубы из выносного циклона в барабан; 13-патрубок отвода пара; 14-сепарационнное устройство; 15-питательные линии; 16-верхний барабан; 17-нижний барабан; 18-конвективный пучок; 19,20,23,24-нижние камеры; 21-подпиточные трубы; 22-боковые экраны; 25-перепускная труба; 26-опускные трубы; 27,29,30,31-перепускные трубы; 28-пароотводящие трубы.

Пароводяная смесь отводится в верхний барабан из верхних камер 10 боковых экранов 1 ступени испарения по пароотводящим трубам 28, из верхней камеры 11 заднего экрана – трубами 29, из верхней камеры 7 фронтового экрана трубами 6. Фронтовой экран имеет рециркуляционные трубы 5.

В верхней части парового объема верхнего барабана установлены жалюзийные сепарационные устройства с дырчатыми (перфорированными) листами.

В водяном объеме верхнего барабана установлен корытообразный направляющий щит. Для изменения направления движения потока пароводяной смеси, выходящей из промежутка между стенками барабана и направляющим щитом, над верхними кромками направляющего щита установлены продольные отбойные козырьки.

Особенностью конструкции котлов с двухступенчатым испарением является то, что водяной объем контуров второй ступени испарения составляет 11 % водяного объема котла, а их паропроизводительность 25-35 %. Это связано с тем, что при возможных нарушениях режима работы котла уровень воды во второй ступени испарения снижается значительно быстрее, чем в первой.

В начале конвективного пучка у котлов с перегревом пара (после 2-3 ряда) расположены змеевики вертикального пароперегревателя, подвешенные к верхнему барабану с одной или двух сторон. Температура перегретого пара во всех котлах типа ДКВР не регулируется.

Все котлы типа ДКВР унифицированы и имеют одинаковый диаметр верхнего и нижнего барабанов, экранных и кипятильных труб, одинаковые шаги труб боковых экранов, фронтового и заднего экранов, труб конвективного пучка.

2 Объем и энтальпии воздуха и продуктов сгорания.

2.1 Состав и теплота сгорания топлива.

Расчетные характеристики газообразного топлива.

2.2 Присосы воздуха и коэффициенты избытка воздуха по отдельным газоходам.

Коэффициент избытка воздуха на выходе из топки для газовых котлов небольшой производительности принять в пределах α т =1.05-1.1.

Все котлы типа ДКВР имеют один конвективный пучок.

Присосы в газоходах за котлом оценить по ориентировочной длине газохода, которую принять для котлов типа ДКВР -5 м.

Коэффициент избытка воздуха и присосы в газоходах котла.

Избытки воздуха и присосы по газоходам котла.

Коэффициент избытка воздуха в сечении за поверхностью нагрева α ” газового тракта котла с уравновешенной тягой определяется суммированием коэффициента избытка воздуха в топке α т с присосами в газоходах котла Δα, расположенных между топкой и рассматриваемой поверхностью нагрева.

Например:

α т = α ” т = α ср т = α ’ к.п. I ,

α” к.п. I = α т + Δα к.п. I = α ’ к.п. I + Δα к.п. I ,

α” к.п. I I = α т + Δα к.п. I + Δα к.п. I I = α ’ к.п. I + Δα к.п. I I и т.д.

Коэффициент избытка воздуха на выходе из поверхности α ” является коэффициентом избытка воздуха на входе в следующую поверхность нагрева α ’ .

Средний избыток воздуха в газоходе котла:

α ср к. п. I = ,

α ср к. п. I I = и т.д.

2.3 Объемы воздуха и продуктов сгорания.

Объемы воздуха и продуктов сгорания рассчитываются на 1 м 3 газообразного топлива при нормативных условиях (0˚C и 101,3 кПа).

Теоретические объемы воздуха и продуктов сгорания заданного топлива при полном его сгорании (α=1) принимаются по таблице XIII Приложения(см. методические указания к курсовому проекту) и заносятся в таблицу.

Теоретические объемы воздуха и продуктов сгорания

Наименование величины	Усл.обозначение	Величина, м³/кг
Теоретический объем воздуха
Теоретические объемы продуктов сгорания: Трехатомных газов;

Водяных паров;

Объемы газов при полном сгорании топлива и α > 1определяются для каждого газохода по формулам, приведенным в таблице. Данные расчетов заносятся в эту же таблицу.

Пояснения к таблице:

Коэффициент избытка воздуха α = α ср для каждого газохода принимается по таблице;

Берутся из таблицы, м³/м 3 ;

– объем водяных паров при α > 1, м³/кг;

– объем дымовых газов при α > 1 м³/кг;

– объемная доля водяных паров;

– объемная доля трехатомных газов;

r п – объемная доля водяных паров и трехатомных газов;

– масса дымовых газов, кг/м 3 ;

= , кг/м 3 ,

где = - плотность сухого газа при нормальных условиях, кг/м 3 ; принимается по таблице;

10 г/м 3 – влагосодержание газообразного топлива, отнесенное к 1 м 3 сухого газа.

2.4 Энтальпии воздуха и продуктов сгорания.

Энтальпии воздуха и продуктов сгорания считаются для каждого значения коэффициента избытка воздуха α в области, перекрывающей ожидаемый диапазон температур в газоходе.

Энтальпии 1м³воздуха и продуктов сгорания

Пояснение к таблице:

Данные для расчета принимаются из таблиц.

Энтальпия газов при коэффициенте избытка воздуха и температуре °C,

Энтальпия теоретически необходимого количества воздуха при температуре t, °C

, кДж/м 3 .

Энтальпия воздуха и продуктов сгорания при α >1 (I-ϧ таблица)

Поверхности нагрева	ϧ (t),°C
Поверхности нагрева	ϧ (t),°C
Топка, вход в первый конвективный пучок и пароперегреватель α т =1,07






Первый конвективный пучок и пароперегреватель (вход во второй конвективный пучок) α к.п. I =1,12




Второй конвективный пучок (вход в экономайзер) α к.п. I I =1,22


Экономайзер

Энтальпия действительного объема дымовых газов на 1м 3 топлива при температуре °C,

, кДж/м 3 .

Изменение энтальпии газов, кДж/м 3 .

где - расчетное значение энтальпий, кДж/м 3

Предыдущее по отношению к расчетному значение энтальпии, кДж/м 3 .

Показатель ∆I r снижается по мере уменьшения температуры газов °C.

Нарушение этой закономерности указывает на наличие ошибок в подсчете энтальпий.

Таблицей придется постоянно пользоваться в дальнейших расчетах. По ней определяются энтальпия по известной температуре или температура по известной энтальпии. Расчеты ведутся методом интерполяции по следующим формулам:

Энтальпия по заданной температуре ϧ

, кДж/м 3 ,

, кДж/м 3 ;

Температура по заданной энтальпии I

,°C,

°C,

где, энтальпии газов принимаются по графе I r , а энтальпии воздуха - по графе I o .в

Примеры расчета интерполяций

(исходные данные из I-ϧ таблицы)

а) при известной температуре газов ϧ =152°C (дано по условию)

I r = кДж/м 3

Формула из книжки……..

3. Тепловой баланс котла и расход топлива.

3.1 Тепловой баланс котла.

Составление теплового баланса котла заключается в установлении равенства между поступившим в котел количеством тепла, называемым располагаемым теплом Q p , и суммой полезно использованного тепла Q 1 и тепловых потерь Q 2 , Q 3 , Q 4 , Q 5 , Q 6 . На основании теплового баланса вычисляются КПД и необходимый расход топлива.

Тепловой баланс составляется применительно к установившемуся тепловому состоянию котла на 1 кг (1 м 3) топлива при температуре О °С и давлении 101,3 кПа.

Общее уравнение теплового баланса имеет вид:

Q р + Q в.вн + Q ф = Q 1 + Q 2 + Q 3 + Q 4 + Q 5 +Q 6 , кДж/м 3 ,

где Q р - располагаемое тепло топлива, кДж/кг;

Q в.вн - тепло, внесенное в топку воздухом при его подогреве вне котла, кДж/ м 3 ;

Q ф - тепло, внесенное в топку паровым дутьем («форсуночным» паром), кДж/ м 3 ;

Q 1 - полезно использованное тепло, кДж/ м 3 ;

Q 2 - потеря тепла с уходящими газами, кДж/ м 3 ;

Q 3 - потеря тепла от химической неполноты сгорания топлива, кДж/ м 3 ;

Q 4 - потеря тепла от механической неполноты сгорания топлива, кДж/ м 3 ;

Q 5 - потеря тепла от наружного охлаждения, кДж/ м 3 ;

Q 6 - потеря с теплом шлаков, кДж/ м 3 .

В условиях курсового проектирования при сжигании газообразного топлива в отсутствии внешнего подогрева воздуха и парового дутья величины Q в.вн, Q ф, Q 4 , Q 6 равны нулю, поэтому уравнение теплового баланса будет иметь вид:

Q р = Q 1 + Q 2 + Q 3 + Q 5 , кДж/ м 3

Располагаемое тепло 1 м 3 газообразного топлива

Q р = Q d i + i тл, кДж/ м 3 ,

Где Q d i - низшая теплота сгорания газообразного топлива, кДж/ м 3

i тл - физическое тепло топлива, кДж/ м 3 . Учитывается в том случае, когда топливо предварительно подогревается посторонним источником тепла (например, паровой подогрев мазута).

В условиях курсового проектирования i тл = 0, следовательно

Q р = Q d i = 35500, кДж/ м 3

3.2 Тепловые потери и КПД котла.

Потери тепла обычно выражают в процентах от располагаемого тепла топлива:

q 2 = Q 2 / Q р * 100% ; q 3 = Q 3 / Q р * 100% и т. д.

Потери тепла с уходящими газами в окружающую среду (атмосферу) определяется как разность энтальпий продуктов сгорания на выходе из последней поверхности нагрева (экономайзера в условиях курсового проектирования) и холодного воздуха:

q 2 = ; q 2 =

где - энтальпия уходящих газов, кДж/ м 3 . определяется интерполяцией по данным таблиц и заданной температуре уходящих газов ϧ ух =152°C

=, кДж/ м 3

а ух = α ” эк =1,3 - коэффициент избытка воздуха за экономайзером (таблица)

I o .х.в. – энтальпия холодного воздуха

I o .х.в. = = кДж/ м 3

где - энтальпия 1 м 3 холодного воздуха при t хв = 24°C

9.42 - теоретический объем воздуха, м 3 /м 3 (таблица)

Потери тепла от химической неполноты сгорания топлива q 3 , % обусловлена суммарной теплотой сгорания продуктов неполного горения, остающихся в дымовых газах. Для проектируемых котлов принять q 3 = 0,5 %.

Потери тепла от наружного охлаждения q 5 , % принимается по таблице в зависимости от паропроизводительности котла D = 1,8 кг/с

D = ; q 5 = 2,23%

где D = 6,5 т/ч – из исход данных задания.

Потери теплоты от наружного охлаждения парового котла с хвостовыми поверхностями

Суммарная потеря теплоты в котле

,%; %

Коэффициент полезного действия (брутто)

,%;

3.3 Полезная мощность котла и расход топлива.

Полное количество теплоты, полезно использовать в котле,

где D пе = D = 1,8 кг/с – количество выработанного перегретого пара;

i пе = 2908 кДж/кг – энтальпия перегретого пара; определяется по давлению и температуре перегретого пара (Р пе =1,3 МПа; t пе =240°С – исходные данные) по таблице Приложения;

i п.в – энтальпия питательной воды, кДж/кг;

i п.в = с п.в. t п.в. , кДж/кг; i п.в =4,19 кДж/кг;

где с п.в. = 4,19 кДж/(кг °С) – теплоемкость воды;

t п.в = 84°С – температура питательной воды;

i′ s – энтальпия кипящей воды, кДж/кг; определяется по таблице по давлению перегретого пара (исходные данные).

i′ s = i кип = i′ =814,8 кДж/кг;

Расход воды на продувку котла, кг/с.

где α пр = 2,4% - относительная величина продувки, (исходные данные);

Кг/с; кг/с;

Удельные объемы и энтальпии кипящей воды и сухого насыщенного пара.

Давление перегретого пара Р пе, МПа	Температура насыщения, t s ,°С	Удельный объем кипящей воды V ′,м 3 /кг	Удельный объем сухого насыщенного пара V ”,м 3 /кг	Удельная энтальпия кипящей воды i′,кДж/кг	Удельная энтальпия сухого насыщенного пара i”, кДж/кг

Расход топлива подаваемого в топку котла

м 3 /с

где Q к = 4634,8 кВт, нашли по формуле;

Q р = 35500 кДж/кг – исходные даные;

η к = 90,95 % – нашли по формуле;

4. Геометрические характеристики поверхностей нагрева.

4.1 Общие указания.

Для теплового расчета котла необходимы геометрические характеристики топочной камеры, пароперегревателя, конвективных пучков, низкотемпературных поверхностей

нагрева, которые определяются по размерам на чертежах однотипных котлов.

Размеры на чертежах проставляются с точностью до 1 мм. Зачеты величин в м следует выполнять с точностью до трех знаков после запятой, в м 2 и м 3 – с точностью до одного знака после запятой. Если необходимый размер на чертежах не проставлен, то его необходимо замерить с точностью до 1 мм и умножить на масштаб чертежа.

4.2 Геометрические характеристики топочной камеры.

4.2.1 Расчет площади поверхностей, ограждающих объем топочной камеры.

Границами объема топочной камеры являются осевые плоскости экранных труб или обращенные в топку поверхности защитного огнеупорного слоя, а в местах, не защищенных экранами, - стены топочной камеры и поверхность барабана, обращенная в топку. В выходном сечении топки и камеры догорания объем топочной камеры, котлов типа ДКВР, ограничивается плоскостью, проходящей через ось задних экранов. Поскольку поверхности, ограждающие объем топочной камеры, имеют сложную конфигурацию, для определения их площади поверхности разбивают на отдельные участки, площади которых потом суммируются.

Расчет поверхностей котла типа ДКВР с удлиненным верхним барабаном и низкой компоновкой.

h г – = 0,27 м высота от пода топки до оси горелок;

h т.к = 2,268 м - высота топочной камеры;

b г.к = 0,534 м - ширина газового коридора;

Площадь боковых стен F б.ст = (a 1 h 1 +a 2 h 2 + a 4 h 4)2=12,3 м 2 ;

Площадь фронтовой стены F ф.ст = bh=13,12 м 2 ;

Площадь задней стены топки F з.ст = b(h + h)=12,85 м 2 ;

Площадь двух стенок камеры догорания F к.д = 2bh 4 =15,48 м 2 ;

Площадь пода топки и камеры догорания F пода = b(a 3 + a 4)=7,74 м 2 ;

Площадь потолка топки и камеры догорания F пот = b(a 1 + a 4) =5,64 м 2 ;

Общая площадь ограждающих поверхностей

a 1 =2,134 м h =3,335 м

a 2 =1,634 м h 1 =1,067 м

a 3 =1.1 м h 2 =1,968 м

a 4 =0,33 м h 3 =2,2 м

b =3,935 м h 4 =1,968 м

Геометрические характеристики топочных экранов и выходного окна топки

Наименование величины	Усл. Обознач. Ед. измер.	Фронтальный экран	Задний экран		Боковой экран	Выходное окно топки
Наименование величины	Усл. Обознач. Ед. измер.	Фронтальный экран		Камеры догорания		Выходное окно топки
1. Наружный диаметр труб
2. Шаг экранных труб
3.Относительный шаг экранных труб
4. Расстояние от оси экранной трубы до обмуровки
5. Относительное расстояние от оси трубы до обмуровки
6. Угловой коэффициент
7. Расчетная ширина экрана
8. Число труб
9. Средняя освещенная длина труб экрана						l в.о. = 1334
10. Площадь стены, занятой экраном
11.Лучевоспринимающая поверхность экрана

4.2.2 Расчет лучевоспринимающей поверхности топочных экранов и выходного окна топки.

Газомазутный котел ДКВР-6,5-13 имеет камерную топку и выпускается с удлиненным верхним барабаном, с низкой компоновкой в тяжелой и облегченной обмуровке. Котел имеет 1 ступень испарения. В топке имеет 2 боковых экрана, - фронтового и заднего экрана нет.

Замер длины трубы экрана производится в объеме топочной камеры от места вальцовки трубы в верхний барабан или коллектор до места выхода трубы из топочной камеры в нижний коллектор или до места вальцовки трубы в нижний барабан в соответствии с рисунками.

Пояснения к таблице:

d-диаметр труб, экранирующих стены топочной камеры, мм; одинаков для всех труб, проставлен на исходных чертежах;

S-шаг экранных труб, мм (принимается по чертежам). Шаг одинаков для всех экранов;

Относительный шаг экранных труб;

e-расстояние от оси экранной трубы до обмуровки, мм. Принимается по чертежам одинаковым для всех экранов. Если на чертеже этот размер не обозначен, то можно принять е=60 мм;

Относительное расстояние от оси трубы до обмуровки;

x - угловой коэффициент гладкотрубных однорядных настенных экранов.

Определяется по номограмме 1а Приложения по кривой 2 по относительному шагу ē

и и т.д. Угловой коэффициент плоскости, проходящей через оси первого ряда фестона, расположенного в выходном окне топки, равен единице;

b э - расчетная ширина экранов, м; берется на продольном разрезе котла. Иногда на чертежах не указывают размер экрана по осям крайних труб, а указывают ширину в свету, т. е. расстояние от обмуровки до обмуровки противоположных стен b св. Тогда ширину экрана можно рассчитать по формуле:

где b св - ширина стены в свету, мм;

e и S – расстояние от оси экранной трубы до обмуровки и шаг, соответственно, мм;

b ст - ширина стены на которой расположен экран, мм

z – число труб экрана, шт.; берется на исходных чертежах. Иногда на чертежах не указывается количество труб каждого экрана. Тогда z можно рассчитать по формуле:

l ср э – средняя освещенная длина трубы экрана, мм; определяется измерением по чертежу конфигурации трубы. Если экран имеет разную длину труб то необходимо найти среднюю длину:

l ср э =

b в.о = b г.к = 600 мм – где b г.к – ширина газового коридора.

Определение освещенной длины трубы экранов.

Котел ДКВР с удлиненным верхним барабаном.

Боковой экран:

l ср эб = l эб = l 9-10 + l 10-11 + l 11-12 = 5335 мм;

где l 9-10 = 1000, l 10-11 = 933, l 11-12 = 3402 мм – замеряется по чертежам.

Выходное окно топочной камеры, не закрытое трубами экрана, (для котлов ДКВР)

l в.о. = h 6 = 1334 мм – замеряется по чертежам.

Фронтовой экран:

l эф = l 5-6 + l 6-7 + l 7-8 = 3600 мм;

где l 5-6 = 1000, l 6-7 = 933, l 7-8 = 1667, мм – длина спрямленных участков трубы.

Задний экран топки:

l T э.з = l 1-2 + l 2-3 + l 3-4 = 3967 мм

где l 1-2 = 933, l 2-3 = 1667, мм – длина участков трубы.

l 3-4 мм = h 5 = 1367 – замеряется на чертежах.

Задний экран камеры догорания:

l к.д. э.з = l 5-6 + l 6-7 = 2867 мм;

где l 5-6 = 1200, l 6-7 = 1667, мм – длина участков трубы.

Площадь стены, занятой экраном:

F пл = b э l ср э 10 -6 =7,72 м 2

гда b э, l ср э – из расчетов выше.

Площадь выходного окна топочной камеры не занятого трубами экрана:

F в.о = b в.о l в.о 10 -6 = 0,71 м 2

где b в.о, l в.о – из расчетов выше.

Лучевоспринимающая поверхность экранов и выходного окна топочной камеры:

Н э = F пл х = 15,44 м 2

Геометрические характеристики топочной камеры

Пояснения к таблице

Площадь стен топки

F ст = F б.ст + F ф.ст + F з.ст + F к.д + F пода + F пот =67,13 м 2 ;

Лучевоспринимающая поверхность топки

H л =H эф +H т эз +H к.д эз +2H эб +H в.о = 15,44 м 2 ,

где Н л.эф, H л.эз, H л.эб, H л.вых указаны в таблице

Высота топки h тк = 2,268 м - замеряется на продольном разрезе котла от пода топки до середины выходного окна топки.

Высота расположения горелок h г =0,27, м – это расстояние от пода топки до оси горелок.

Относительная высота расположения горелок:

Активный объем топочной камеры:

где b = 3,93 м – ширина топки

F ст.б – площадь боковой стены, м 2

Степень экранирования топки

где H л – лучевоспринимающая поверхность топки, м 2

F ст = 67,13 – площадь стен топки, м 2 ,

Эффективная толщина излучающего слоя в топке

где V Т.К – активный объем топочной камеры, м 3

4.3 Геометрические характеристики пароперегревателя (п/п)

Пароперегреватели котла ДКВР выполняются из цельнотянутых вертикальных или горизонтальных змеевиков с диаметром труб 28-42 мм. П/П подвешен к верхнему барабану в первом газоходе после 2-3 ряда труб конвективного пучка с одной стороны барабана.

У котлов ДКВР трубы п/п крепятся в верхнем барабане вальцовкой, а выходные концы привариваются к камере (коллектору) перегретого пара. Петли змеевиков стянуты друг с другом хомутами, а сами змеевики прикреплены к потолочному щиту с помощью подвесок. Расположение п/п коридорное.

Геометрические характеристики пароперегревателя

Наименование величины
Наименование величины		1. Наружный диаметр труб
2.Внутренний диаметр труб
3. Поперечный шаг труб
4. Продольный шаг труб
5.Относительный поперечный шаг труб
6.Относительный продольный шаг труб
7.Количество труб (петель) в ряду
8.Количество рядов труб (вдоль оси барабана)
9.Глубина газохода для размещения п/п
10.Средняя освещенная длина труб (петли)	l ср тр
11.Конвективная поверхность нагрева
12.Конвективная поверхность нагрева п/п

Пояснения к таблице

Принимаем что движение газов в котельных пучках организовано поперек оси барабана и тогда из условий s 1 = s 2 = мм

2,5 - относительный поперечный шаг;

2 - относительный продольный шаг;

n = 8 – количество труб в ряду, шт.

z – число рядов труб (вдоль оси барабана). Принимается исходя из необходимого сечения для прохода пара f.

Средняя температура пара в пароперегревателе:

где t пе = 240 °С – температура перегретого пара,

t s = t н.п, = 191 °С – температура насыщенного пара.

Средний удельный объем перегретого пара v = 0,16212 м 3 /кг, принимается из таблиц по Р пе =1,3 МПа и .= 215,5°С

Средний объемный расход перегретого пара:

V пе = D пе v = 0,291816 м 3 /кг,

где D пе = D = 1,8 кг/с – паропроизводительность котла.

Сечение для прохода пара в п/п:

f == 0,01167264 м 2

W пе – скорость пара в п/п, задается равной 25 м/с.

Число рядов п/п:

Необходимая глубина газохода для размещения пароперегрквателя:

L пе = s 1 z 10 -3 = 0,24 м.

l ср тр = 3030 мм – средняя освещенная длина трубы (петли) п/п,

Поверхность нагрева одного ряда п/п:

Н р = = 2,44 м 2 .

Конвективная поверхность нагрева п/п:

Н пе = Н р z = 7,32 м 2

Рис. Пароперегреватель котла ДКВР-4-13-250

4.4 Геометрические характеристики конвективного пучка.

4.4.1 Общие указания.

Проектируемые котлы типа ДКВР имеют один конвективный пучок с двумя газоходами или одним газоходом, но имеющим разное сечение по ходу газов. Расположение труб конвективного пучка – коридорное.

Конвективные пучки проектируемых котлов имеют сложный характер омывания, связанный с поворотами движения газа и изменением сечения по ходу газов. Кроме этого в первом газоходе к первому барабану подшивается п/п, имеющий в основном другие диаметры труб и шаги, нежели трубы конвективного пучка.

В зависимости от характера омывания газами поверхности нагрева пучка, она разделяется на отдельные участки, расчет которых ведется отдельно. Затем определяются средние показатели, по которым будет производиться расчет теплообмена в конвективном пучке.

4.4.2 Расчет длины труб ряда пучка.

Ряды располагаются поперек оси барабана, трубы ряда изогнутые и поэтому имеют разную длину. Длину трубы надо замерять по ее оси от верхнего до нижнего барабана. Для котлов с поперечной перегородкой в газоходе конвективного пучка потребуется в расчетах проекция трубы на продольное сечение газохода по оси барабана.

Котлы типа ДКВР имеют симметричный характер левой и правой частей труб ряда, поэтому можно считать длину половины трубы.

Освещенная длина труб и проекция длины труб ряда конвективного пучка

4.4.3 Расчет конвективной поверхности нагрева участков конвективного пучка.

В первую очередь, необходимо разбить пучки на отдельные участки и в соответствии с их количеством заполнить таблицу.

Геометрические характеристики участков конвективных пучков



1.Наружний диаметр труб d н, мм
2.Поперечный шаг труб s 1 , мм
3.Продольный шаг труб s 2 , мм
4.Относительный поперечный шаг труб
5.Относительный продольный шаг труб
6.Количество труб в ряду n, шт
7.Количество рядов труб пучка z, шт
8.Средняя освещенная длина труб l ср тр, мм
9.Средняя проекция освещен. длины труб l ср п, мм
10.Конвективная поверхность нагрева одного ряда труб пучка H p , м 2
11.Конвективная поверхность нагрева труб пучка на участке H п.у, м 2
12.Поверхность нагрева экрана участка Н э.у, м 2
13.Поверхность нагрева пароперегревателя участка Н пе.у, м 2
14.Общаяконвективная поверхность нагрева участка пучка Н к.у, м 2

Пояснения к таблице:

Относительные шаги: = ;= ;

Расчетные участки конвективных пучков котлов

n, z – количество труб в ряду и количество рядов соответственно, шт; принимаются по плану конвективного пучка с размещением в нем пароперегревателем;

l ср тр = , мм

где - средняя освещенная длина труб участка, мм; (без учета трубы у стены)

l ср п – средняя проекция длины трубы, мм считается аналогично расчетам средней освещенной длины.

Конвективная поверхность нагрева труб одного ряда:

Конвективная поверхность нагрева труб участка пучка (без учета трубы у стены):

Н п.у = Н р z, м 2

Конвективная поверхность нагрева экрана участка – это поверхность ряда, примыкающего к стене:

Н э.у = l тр.э b э х 10 -6 , м 2

где l тр.э – освещенная длина трубы экрана конвективного пучка, мм (труба у стены);

b э – ширина экрана, для котлов с поперечной перегородкой:

b э = 2880мм;

х (при = 1,96) = 0,62 – находим по нонограмме;

х (при = 2,15) = 0,58 – находим по нонограмме;

Конвективная поверхность нагрева

Н пе.у = Н пе

Общая конвективная поверхность нагрева участкак:

Н к.у = Н пе.у + Н э.у + H п.у;

4.4.4 Расчет живого сечения для прохода газов по участкам конвективных пучков.

На участках конвективных пучков с плавным изменением сечения газохода для расчета среднего живого сечения для прохода газов необходимо знать живое сечение на входе и выходе из участка.

Наименование, услов.обознач, единицы изм.	Участки пучка


1.Ширина газохода b, м
2.Средняя высота газохода h ср, м
3.Площадь сечения газохода F гх, м 2
4.Площадь сечения газохода, занятая трубами F тр, м 2
5.Площадь живого сечения для прохода газов F г, м 2

Пояснение к таблице.

Площадь сечения участка газохода:

F гх = bh c р, м 2

F тр – площадь сечения участка газохода занятого трубами пучка или пароперегревателя, м 2

При движении газов поперек оси барабана:

F тр = d н l п z 10 -6 , м 2

l ср тр = , мм; принимается по длинам тех труб, которые попали в сечение газохода;

Если в сечении есть трубы проперегревателя, то их площадь считается по тем же формулам. Если в сечении участка имеются трубы и пучка и п/п, то их площадь суммируется.

Площадь живого сечения участка для прохода газов:

F г = F гх - F тр, м 2

При плавном изменении сечения живое сечение для прохода газов по каждому участку определяется по формуле:

F г.у = , м 2 ; F г.у1 = 3,99 м 2 ; F г.у2 = 3,04 м 2 ; F г.у3 = 2,99 м 2 ;

F г.у4 = 3,04 м 2 ; F г.у5 = 2,248 м 2 ;

где - живое сечение для прохода газов на входе в участок и на выходе из него. Этот расчет повторяется столько раз, сколько участков в пучке.

4.4.5 Характеристики конвективного пучка.

Конвективная поверхность нагрева конвективного пучка с п/п

Н к = Н к.у1 + Н к.у2 + … + Н к.у n = 146,34 м 2

где Н к.у1 , Н к.у2 , Н к.у n – из таблицы строка 14

Конвективная поверхность нагрева конвективного пучка без п/п

Н к.п = Н к – Н пе = 139.02 м 2

Средний диаметр труб конвективного пучка

= 0,0495 м 2

Средний поперечный шаг

s ср 1 = = 106 мм

где s 1.1 , s 1.2, и т д – поперечные шаги по участкам пучка, мм

Н к.у1 , Н к.у2 , Н к.у n – конвективная поверхность нагрева участков пучка без поверхности нагрева пароперегревателя, м 2

Средний продольный шаг

s ср 2 = = 111 мм

Средние относительные поперечный и продольный шаги

Средняя площадь живого сечения для прохода газов в конвективном пучке

F г = м 2

Эффективная толщина излучающего слоя

s = 0,9= 0,227 м

6. Конструктивный расчет экономайзера.

Котлы типа ДКВР комплектуются чугунными не кипящими экономайзерами, поверхность нагрева которых состоит из ребристых чугунных труб конструкции ВТИ и ЦККБ. Трубы соединяются между собой по средствам калачей. Питательная вода последовательно проходит по всем трубам снизу вверх, что обеспечивает удаление воздуха из экономайзера. Продукты сгорания направляются сверху вниз для создания противоточной системы движения воды и газов. Компоновка поверхности нагрева водяного экономайзера может производиться в одну или две колонки, между которыми ставится стальная перегородка. При компоновке не рекомендуется принимать к установке в одном ряду менее 3 и более 9 труб, а в колонке принимают от 4 до 8 труб. Через каждые 8 рядов предусматривается разрыв 500 – 600 мм для осмотра и ремонта экономайзера (ремонтная рассечка).

Рис. Компоновка одноходового чугунного экономайзера.

1 – ребристые трубы, 2 – фланцы, 3 и 4 – соединительные калачи, 5 – обдувочный аппарат.

Рис. Детали чугунного водяного экономайзера системы ВТИ.

а – ребристая труба, б – соединение труб

Геометрические характеристики экономайзера

Наименование величины
Наименование величины				1. Наружный диаметр труб
2.Толщина стенки труб
3. Размер квадратного ребра
4. Длина трубы
5.Число труб в ряду
6.Поверхность нагрева с газовой стороны одной трубы
7.Живое сечение для прохода газов одной
8.Поверхность нагрева с газовой стороны одного ряда
9. Живое сечение для прохода газов
10.Сечение для прохода воды
11.Поверхность нагрева экономайзера
12.Количество рядов экономайзера
13.Количество петель
14.Высота экономайзера
15.Общая высота экономайзера с учётом рассечек