Паровые котлы типа дквр. конструкция и принцип работы

⁰

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.

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

Рис. Размеры трубы экономайзера.

Размеры: d = 76 мм, = 8 мм, b = 150 мм, b ’ = 146 мм;

Длина трубы ВТИ l = 1500 мм;

Число труб в ряду z p = 2 шт;

Тепловосприятие экономайзера Q б эк = 2630 кДж/м 3 ;

Коэффициент теплопередачи k = 19 Вт/(м 2 К);

Средний температурный напор Δt = 92 K;

Поверхность нагрева с газовой стороны одного ряда Н р = Н тр z p , м 2

Н р = 2,18*2=4,36 м 2 ;

Живое сечение для прохода газов одного ряда F г = F тр Z р, м 2

F г = 0,088*2= 0,176 м 2 ;

Сечение для прохода воды одного ряда

= 5,652*10 -3 м 2 ,

где d вн = d - 2 =76 – 16 = 60 мм, – внутренний диаметр трубы.

Поверхность нагрева нагрева экономайзера (по уравнению теплопередачи):

Н эк = = 82,75 м 2

где В р = 0,055 м 3 /с– секундный расход топлива,

Количество рядов в экономайзере:

Количество петель:

Высота экономайзера:

h эк = n p b10 -3 = 2,7 м

Общая высота экономайзера с учётом рассечек:

h эк общ = h эк +0,5 n рас = 3,7 м

где 0,5 м – высота одной рассечки;

n рас – количество ремонтных рассечек, которые принимаются через каждые 8 рядов.

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.

	МАЗУТНАЯ ЗОЛА	СЕРНИСТЫЙ АНГИДРИД	ДВУОКИСЬ АЗОТА	ОКИСЬ УГЛЕРОДА








сентябрь

Расчетные данные: А р = 0.015 % , S р = 1.07 % , Q н = 9708 ккал/кг, W р = 1.41 % , O p = 0.2 % , C p = 83.8 % , N г = 0.31 % .

Тепловые потери: q 2 и q 5 (данные приводятся выше)

Расчеты массовых выбросов СО и БП не производились из - за отсутствия данных q 3 и q 4 (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.

Расчет выбросов в атмосферу частиц золы и недожога.

М тв = 0.01 ´ В ´ (а ун ´ А р + q 4 ´ Q н / 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:

А р - зольность топлива на рабочую массу, %;

А ун - доля золовых частиц и недожога, уносимых из котла = 1.00;

Q 4 - потери теплоты с уносом от механической неполноты сгорания топлива, %;

Q н - теплота сгорания топлива на рабочую массу, кДж / кг.

Количество окислов серы, поступающих в атмосферу с дымовыми газами в пересчете на SO 2 , г/с

Мso 2 = 0.02 ´ В ´ S p ´ (1 - h so 2) =

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;

H so 2 - доля окислов серы, связываемых летучей золой в газоходах парогенераторов, зависит от зольности топлива и содержания окиси кальция в летучей золе = 0.02 .

Количество окислов ванадия для котлов, сжигающих жидкое топливо, в пересчете на пятиокись ванадия (V 2 O 5), г/с.

Мv 2 o 5 = 10 -6 ´ Gv 2 o 5 ´ B ´ (1 - h ос) =

Gv 2 o 5 = 4000 ´ А р = 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;

Gv 2 o 5 - содержание окислов ванадия в жидком топливе в пересчете на V 2 O 5 , г/т;

H ос - коэффициент оседания окислов ванадия на поверхностях парогенераторов = 0.05;

Количество окислов азота поступающих в атмосферу с дымовыми газами в пересчете на NO 2 , г/с

МNO 2 = 0.001 ´ В ´ Q н ´ КNO 2 ´ (1 - m) ´ (1 - 0.01 ´ q 4)

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:

Q н - теплота сгорания натурального топлива, МДж / кг;

КNO 2 - 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

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.

Техническая характеристика РУ 13/7.

Производительность по редукционному пару - 60 т/ч

Давление первичного пара - 1.3 МПа (13 атм)

Температура - 194 0 С

Расчетное давление - 0.7 МПа (7 атм)

Краткая характеристика и описание работы деаэратора.

Термический деаэратор атмосферного типа работает под давлением 0.2 ¸ 0.4 кгс/см 2 (0.02 ¸ 0.04 МПа), с температурой воды 104 0 С. Емкость бака - 72 м 3 .

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/см 2) 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.

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.

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 0 С;

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.

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.

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 м 3 /ч

· Количество ходов - 4

· Диаметр трубок 19 ´ 1

· Давление греющего пара - 7 кгс/см 2

· Нагрев воды - 40 0 С

· Рабочее давление воды - 12 кгс/см 2

· Поверхность нагрева - 43 м 2

· Количество трубок - 232 шт.

· Материал - Л-68 ГОСТ 494-52

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.

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 0 С);

Следить за состоянием теплоизоляции бойлерной установки и температурой на ней, которая не должна быть выше 45 0 С при температуре окружающего воздуха 25 0 С;

Следить за исправностью КИП и арматуры.

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

Расшифровка марки:

· 200 - площадь теплообмена в м 2 ;

· 7 - давление греющего пара в атм;

· 15 - давление сетевой воды в атм.

· Корпус (трубная часть);

· Давление (избыточное), кгс/см 2 - 7 (15);

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

· Рабочая среда - пар (вода);

· Емкость, л - 4300 (1960);

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.

· 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.

Питательные насосы 4 МСГ-10 предназначены для перекачки горячей воды с температурой 80 ¸ 105 0 С с напором не менее 10 м вод. ст. Подпор на всасывание не более 3 кгс/см 2 .

· Подача, м 3 /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, м 3 /час - 40 ¸ 85;

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

· Материал основных деталей - чугун.

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.

Технические характеристики вентилятора ВД - 10 (вентилятор дутьевой):

· Подача при максимальном к.п.д. тыс. м 3 /час - 15;

· Полное давление при t 0 = 20 0 С, кг/м 2 - 153;

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

· Мощность э/ двигателя. кВт - 55;

· Угол разворота - 0 ¸ 270 0 .

Дутьевой вентилятор предназначен для принудительной подачи воздуха необходимого для горения топлива.

Данные для

· Производительность, тыс. м 3 /час - 18.4

· Напор, кгс/см 2 - 124

· Потребляемая мощность, кВт - 7.6

Данные для

1500 об/мин

· Производительность, тыс. м 3 /час - 27.65

· Напор, кгс/см 2 - 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.

Вентиляторы и дымососы состоят из:

Рабочего колеса;

Направляющего аппарата;

Двигателя;

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.

Тепловой баланс к/а ПТВМ – 30.

НАИМЕНОВАНИЕ ВЕЛИЧИНЫ	ОБОЗНАЧЕНИЕ	ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ	ФОРМУЛА ИЛИ ИСПЫТАНИЯ	ЧИСЛОВОЕ ЗНАЧЕНИЕ
			G с.в. ´ (t вых - t вх.) ´ 10 -3
Расход сетевой воды через котел			по данным испытаний
Т-ра сетевой воды на входе в котел			по данным испытаний
Т-ра сетевой воды на выходе из котла			по данным испытаний
Давление в барабане котла			по данным испытаний
Температура уходящих газов			по данным испытаний
Т-ра хол. воздуха			по данным испытаний
К-т избытка воздуха в режимном сечении за конвективной частью			a ух = a + D a
Суммарные присосы воздуха в топочную камеру и конвективную часть			по данным ПТЭ
			q 2 = (K ´ a ух + C) ´ (V ух - (a ух/ / a ух +в) ´ t х.в.) К а ´ А т ´ 10 -2

К.П.Д. брутто котла
Расход натурального топлива			Q к ´ 10 5 / h бр ´ Q p

			по данным испытаний
На дутье			по данным испытаний
На перекачку топлива			по данным испытаний
			N т +N д +N мэн
Удельный расход э/энергии:
На тягу, дутье		кВт ч/ Гкал	N т +N д / Q к
На перекачку топлива		кВт ч / тн. т	N мэн / В к
		кВт ч / Гкал
к.п.д. нетто котла			h к - q тепл

Дымовые трубы.

Дымовые трубы предназначены для отвода дымовых газов в атмосферу.

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, 0 С - 75

· Количество молниеприемников - 2

· Количество молниеотводов - 1

· Просушка и прогрев трубы производились в процессе эксплуатации, дымовыми газами.

· Зольность, А р - 0.12 ¸ 0.14 г/м 3

В настоящее время минимальная высота дымовой трубы, при которой обеспечивается значение максимальной приземной концентрации вредного вещества С м, равное предельно допустимой концентрации (ПДК) для нескольких труб одинаковой высоты при наличии фоновой загрязненности С ф 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, с 2/3 ´ мг ´ К 1/3 / 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;

V 1 - объем дымовых газов приходящийся на дымовые трубы, м 3 / с;

D Т = Т г - Т в - разность температур выбрасываемых дымовых газов Т г и окружающего атмосферного воздуха Т в, К. Т в - температура окружающего атмосферного воздуха равная средней максимальной температуре наружного воздуха наиболее жаркого месяца, для г. Иркутска = 27 0 С;

П д к - предельно допустимая концентрация вещества, лимитирующего чистоту воздушного бассейна, мг/м 3 . Так ПДКSO 2 = 0.5 мг/м 3 , а ПДКNO 2 = 0.085 мг/м 3 .

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 = МSO 2 + 5.88 ´ МNO 2

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

Для определения коэффициентов и значений, используемых в формуле 2), необходимо произвести расчет теоретически необходимого для полного сгорания топлива воздуха (V 0), теоретического объема азота (VN 2), объема трехатомных газов (VRO 2), теоретического объема водяных паров (VH 2 O) исходя из того, что к одной дымовой трубе подключены 3 котла ДКВР 10-13 и 1 котел ПТВМ - 30.

· V 0 = 0.0889 (С р + 0.375 ´ S p) + 0.265 ´ H p - 0.0333 ´ O p = 0.0889 ´ (83.8 + 0.375 ´ 1.07) + 0.265 ´ 11.2 - 0.0333 ´ 0.2 = 10.44 м 3 / кг

· VN 2 = 0.79 ´ V 0 + 0.8 ´ (N p / 100) = 0.79 ´ 10.44 + 0.8 ´ (0.31 / 100) = 8.25 м 3 / кг

· VRO 2 = 1.866 ´ ((C p + 0.375 ´ S p) / 100) = 1.866 ´ ((83.8 + 0.375 ´ 1.07) / 100) = 1.571 м 3 / кг

· VH 2 O = 0.111 ´ H p + 0.0124 W p + 0.0161 V 0 = 0.111 ´ 11.2 + 0.0124 ´ 1.41 + 0.0161 ´ 10.44 = 1.43 м 3 / 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:

· V г = VRO 2 + VN 2 + VH 2 O + (a - 1) ´ V 0 + 0.0161 (a - 1) ´ V 0 .

Для котлов ДКВР 10 - 13:

· V г = 1.571 + 8.25 + 1.43 + (1.7 -1) ´ 10.44 + 0.0161 ´ (1.7 - 1) ´ 10.44 = 18.7 м 3 / кг.

Для котлов ПТВМ - 30:

· V г = 1.571 + 8.25 + 1.43 + (1.2 -1) ´ 10.44 + 0.0161 ´ (1.2 - 1) ´ 10.44 = 13.5 м 3 / кг.

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

· V 1 = B ´ (1 - 0.01 ´ q 4) ´ V г ´ (Т г / 273) = В р ´ V г ´ (Т г / 273).

Для котлов ДКВР 10-13:

· V д = 0.5583 ´ 18.7 ´ (467 / 273) = 17.86 м 3 / кг.

Для котлов ПТВМ - 30:

· V п = 0.625 ´ 13.5 ´ (473 / 273) = 14.62 м 3 / кг.

· V 1 = V д + V п = 32.48 м 3 / кг.

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

· Т г = (V д ´ T д + V п ´ Т п) / (V д + V п) = (17.86 ´ 467 + 14.62 ´ 473) / (17.86 + 14.62) = 469.7 К » 197 0 С;

Разность температур выбрасываемых дымовых газов Т г и окружающего атмосферного воздуха Т в, К.

· D Т = Т г - Т в = 197 - 27 = 170.

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

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

· w 0 = (4 ´ (В р ´ V г + В р ´ V г) ´ Т г) / p ´ D 2 ´ 273 = (4 ´ (0.5583 ´ 18.7 + 0.625 ´ 13.5) ´ 470) / 3.14 ´ 1.8 2 ´ 273 = 12.8 м/с;

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

· f = 1000 ´ ((w 2 ´ D) / (H 2 ´ D T)) = 1000 ´ ((12.8 2 ´ 1.8) / (45 2 ´ 170) = 0.8566, где:

W 2 - средняя скорость дымовых газов в устье дымовой трубы, м/с;

D - диаметр устья дымовой трубы, м.

· n м = 0.65 ´ = 0.65 ´ = 3.23 Þ n = 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

· Паропроизводительность, т/ч - 10

· Рабочее давление, МПа (кгс/см 2) - 1.27 (13)

· Площадь поверхности нагрева, м 2:

Экранов - 49.6;

Пучков - 202;

Общая - 251.6.

· Объем котла, м 3:

Водяной - 8.6;

Паровой - 2.7;

Питательный - 0.6.

· Количество горелок - 2

· Расположение - в один ярус

· Сопротивление газового тракта, кгс / см 2 - 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, 0 С - 92

· Поверхность нагрева экономайзера, м 2 - 330

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

· Характеристика топлива: S p = 1.07 % ; W p = 1.41 % ; A p = 0.015 % ; Q p = 9708 ккал / кг (40.6 МДж / кг).

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

Второе число - давление пара в барабане котла, кгс/см 2 ;

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

Барабаны котлов на давление 13 кгс/см 2 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 (Q 4 - 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.

1. Растопка котла производится под руководством старшего машиниста или машиниста, а после выхода из капитального или среднего ремонта - под руководством начальника цеха или инженера.

2. Перед пуском котла из ремонта или длительного резерва (более 3-х суток) должны быть проверены исправность и готовность к включению основного оборудования, КИП и А, средств диспетчерского управления арматурой и механизмами, авторегуляторов, защит и средств оперативной связи. Выявленные при этом неисправности, действующие на останов котла, необходимо устранить. В случае неисправностей, пуск котла производить, естественно, запрещается.

3. Наружный осмотр котла перед растопкой необходимо производить в следующем порядке:

3.1. проверить исправность топки, обмуровки котла, газоходов.

3.2. после осмотра (через лазы газоходов котла) плотно закрыть все лазы, лючки и гляделки.

3.3. проверить путем закрытия и открытия легкость хода и исправность газовых и воздушных шиберов, соответствие надписей, указывающих их положение (открыто, закрыто), исправность дистанционных приводов.

3.4. проверить исправность предохранительных клапанов на барабане и исправность взрывных клапанов на котле и экономайзере. Предохранительные клапана должны быть оборудованы устройствами позволяющим возможность проверки исправности их действия в рабочем состоянии путем принудительного открытия клапана.

3.5. проверить исправность всех задвижек и вентилей котла. Штоки вентилей, задвижек должны быть очищены от накипи и ржавчины, болты сальников должны иметь запас для подтяжки. Убедится в исправности водоуказательных стекол, приборов, в хорошем их освещении. Проверить исправность водоуказательных колонок (КИП и А).

3.6. проверить отсутствие посторонних предметов и мусора на площадках, лестницах оборудования.

3.7. осмотреть готовность к пуску всего вспомогательного оборудования(дымососа, дутьевого вентилятора). Проверить уровень масла в масляных ваннах, на дымососе открыть охлаждение, проверить наличие видимого контура (заземления) э/двигателя.

3.8. проверить освещение котла и КИП и А (основное и аварийное).

3.9. открыть на верхнем барабане котла воздушник. Заполнить котел деаэрированной водой, до отметки нижнего уровня в водоуказательных стеклах. Время заполнения - 2-3 часа. Заполнение неостывшего барабана для проведения растопки разрешается при температуре металла верха опорожненного барабана не выше 160 0 С. Во время заполнения котла водой, необходимо проверить плотность фланцевых соединений и сальников арматуры. При появлении течи необходимо подтянуть их. Если течь не прекращается, прекратить заполнение, спустив нужное количество воды устранить дефекты. После заполнения котла водой проверить плотность питательных, продувочных и спускных вентилей. Понижение уровня воды в барабане котла указывает на неплотность закрытия питательных вентилей. Неисправности устранить.

3.10 Подготовить экономайзер. Открыть вентиль - воздушник. После того как через вентиль воздушник пойдет вода, закрыть его (в случае работающих котлов).

3.12. Собрать схему мазутопровода до форсунок. Убедится внешним осмотром в исправности мазутопровода. Давление мазута должно быть равно 20 кгс/см 2 , температура равна 120 ¸ 135 0 С.

3.13 Подготовить форсунки. Форсунки перед установкой на котле должны испытываться на водяном стенде с целью проверки их производительности, качества распыла и угла раскрытия факела.

3.14. Доложить старшему машинисту о готовности к работе.

1. Получив распоряжение от старшего машиниста, включить дымосос, вентилятор при закрытых шиберах газовоздушного тракта. Провентилировать топку не менее 10 мин. с расходом воздуха не менее 25% от номинального. Перед растопкой котлов из неостывшего состояния при сохранившемся избыточном давлении в пароводяном тракте вентиляция должна начинаться не ранее чем за 15 мин. до розжига горелок.

2. С момента растопки, установить контроль за уровнем воды в барабане котла. Сниженные указатели воды должны быть сверены с водоуказательными приборами в процессе растопки (с учетом поправки).

3. Установить форсунку. Отрегулировать подачу воздуха с помощью шибера на горелочном устройстве так, чтобы не сорвало факел. Ввести в растопочное отверстие факел, подать топливо на пламя растопочного факела.

4. Если мазут не загорается, необходимо немедленно прекратить подачу топлива на форсунки, убрать из топки растопочный факел

5. Снова провентилировать топку перед повторной растопкой в течении 10 мин.

6. Устранить причины незагорания мазута (низкая температура или низкое давление мазута перед форсункой, засорение форсунки, обводненный мазут).

7. Вновь разжечь форсунку согласно п.3

8. Разжигая форсунку не стоять против растопочных люков, чтобы избежать ожогов при возможном выбросе пламени.

9. Отрегулировать горение подачей воздуха. Следить за тем, чтобы факел не отрывался потоком воздуха от форсунки. Давление мазута установить 15 кгс/см 2 (1.5 МПа). Поставить котел на защиту.

10. Растопка котла должна производиться в течении 3-х часов, при этом растопка и прогрев котла до начал подъема давления должны вестись не менее 1.5 часа. Подъем давления в котле необходимо вести по следующему графику:

Через 1.5 часа (90 мин.) после растопки - 1 ата (0.1 МПа)

Через 2.5 часа (150 мин.) после растопки - 4 ¸ 5 ата (0.4 ¸ 0.5 МПа)

Через 3 часа (180 мин.) после растопки 13 ата (1.3 МПа)

11. Произвести продувку нижних коллекторов всех экранов с целью равномерного прогрева всей трубной системы при давлении в барабане котла 0.5 ¸ 1 кгс/см 2 (0.05 ¸ 0.1 МПа). Время продувки котла 1-2 мин. каждой точки. Произвести продувку водоуказательных стекол и убедится в правильности их работы. Продувку водоуказательных стекол производить в следующем порядке:

Открыть дренажный вентиль;

Закрыть нижний (водяной вентиль) ;

Продуть стекло паром в течении 8-10 сек. ;

Открыть верхний (паровой) вентиль;

Закрыть дренажный вентиль.

Во время продувки находится следует сбоку от водоуказательного стекла. Все операции выполнять в очках и брезентовых рукавицах, следить за уровнем воды во втором стекле.

12. Подтяжку болтов фланцевых соединений следует производить при давлении не выше 5 кгс/см 2 (0.5 МПа). Добивку сальников производить при избыточном давлении не более 0.02 Мпа (0.2 кгс/см 2),при температуре теплоносителя не выше 45 0 С. Заменять сальниковую набивку разрешается после полного опорожнения трубопровода. На всех фланцевых соединениях болты затягивать поочередно с диаметрально противоположных сторон

13. Перед включением котла в главный паропровод проверить исправность действия предохранительных клапанов; КИП и А.

1. Останов котла во всех случаях, кроме аварийных, производится по распоряжению старшего машиниста котельного оборудования.

2. При выводе котла в резерв или ремонт должны быть приняты меры для консервации поверхностей нагрева котла в соответствии с действующими указаниями по консервации теплоэнергетического оборудования.

3. При останове котла необходимо:

3.1. перекрыть подачу топлива на форсунки;

3.2. закрыть вентиля на горелочных устройствах;

3.3. вынуть форсунки;

3.4. перейти на ручную подпитку котла;

3.5. через 5 мин. после прекращения горения в топке выключить дутьевой вентилятор, а через 10 мин. - дымосос;

3.6. доложить старшему машинисту об останове котла.

4. Пуск дымососа для расхолаживания разрешается не ранее чем через 10 часов. Расхолаживание котла после его останова производится при закрытых шиберах газовоздушного тракта.

5. Спуск воды из остановленного котла разрешается после снижения давления в нем до атмосферного и при температуре не выше 80 0 С.

6. Надзор дежурного персонала за остановленным котлом должен вестись до полного снижения в нем давления и снятия напряжения с э/двигателей.

1. Об аварийном случае сообщать старшему машинисту в следующих случаях, если:

1.1. Перестало действовать более 50% предохранительных клапанов.

1.2. Давление поднялось выше разрешенного более чем на 10% и продолжает расти несмотря на прекращение подачи топлива, и усиленное питание котла водой, уменьшение тяги и дутья.

1.3. Произошел упуск воды из котла (ниже нижней кромки водоуказательного стекла). Подпитка при этом категорически запрещается.

1.4. Уровень быстро снижается несмотря на усиленное питание котла водой.

1.5. Уровень поднялся выше верхней кромки водоуказательного стекла и продувкой котла не удается снизить его.

1.6. Прекращено действие всех питательных насосов (устройств).

1.7. Прекращено действие всех водоуказательных приборов.

1.8. Разрыва труб пароводяного тракта или обнаружения трещин, вспучин в основных элементах котла, в паропроводах, питательных трубопроводах и пароводяной арматуре.

1.9. Взрыва в топке, взрыва или загорания горючих отходов в газоходах, разогрева докрасна несущих балок каркаса, при обвале обмуровки, а также других повреждениях, угрожающих персоналу или оборудованию.

1.10. Исчезновения напряжения на устройствах дистанционного или автоматического управления, а также на всех КИП.

1.11. Пожара, угрожающего персоналу, оборудованию или цепям дистанционного и автоматического управления отключающей арматуры, входящей в систему защиты котла.

1.12. Погас факел в топке котла.

1.13. Произошел останов дымососа или вентилятора.

1.14. Недопустимого понижения давления мазута (ниже 5 кгс/см 2).

1.15. Разрыва мазутопровода в пределах котла.

1. Котел должен быть остановлен в случаях:

1.1. Обнаружения свищей в трубах поверхностей нагрева, пароводоперепускных, а также водоопускных трубах котла, паропроводах, коллекторах, и различных соединениях.

1.2. Недопустимого превышения температуре металла поверхности нагрева, если снизить температуру изменением режима работы котлоагрегата не удается.

1.3. Выхода из строя всех дистанционных указателей уровня воды в барабане котла.

1.4. Резкого ухудшения качества питательной воды против установленных норм.

НАИМЕНОВАНИЕ ВЕЛИЧИНЫ	ОБОЗНАЧЕНИЕ	ЕД. ИЗМЕРЕНИЯ	ФОРМУЛА ИЛИ ИСПЫТАНИЯ	ЧИСЛОВОЕ ЗНАЧЕНИЕ
Теплопроизводительность котла брутто			G п ´ (I п - I п.в.) ´ 10 -3
Расход пара			по данным испытаний
Т-ра питательной воды			по данным испытаний
Температура насыщенного пара			по данным испытаний
Давление в барабане котла			по данным испытаний
Температура уходящих газов			по данным испытаний
Т-ра хол. воздуха			по данным испытаний
К-т избытка воздуха (перед дымососом)			a ух = a + D a
Суммарные присосы воздуха в топочную камеру, конвективную часть и экономайзер			по данным ПТЭ
Потери тепла с уходящими газами			q 2 = (K a ух + C) ´ (V ух - (a ух/ / a ух +в) ´ t х.в.) ´ К а ´ А т 10 -2
Потери котла в окружающую среду
К.П.Д. брутто котла
Расход натурального топлива			Q к ´ 10 5 / h бр ´ Q p
Расход э/энергии на собственные нужды котла:
			по данным испытаний
На дутье			по данным испытаний
На питательные э/насосы			по данным испытаний
На перекачку топлива			по данным испытаний
Суммарный удельный расход э/энергии на собственные нужды котла			N т +N д +N пэн +N мэн
Удельный расход э/энергии:
На тягу, дутье		кВт ч/ Гкал	N т +N д / Q к
		кВт ч / т пит. воды	N пэн / G п.в.
На перекачку топлива		кВт ч / тн. т	N мэн / В к
Суммарный удельный расход э/ энергии на собств. нужды котла		кВт ч / Гкал
Расход тепла на с.н. котла выраженный в % от расхода топлива, сожженного в агрегате			(Q c.н. ´ 10 5) / (B к ´ Q н)
к.п.д. нетто котла			h к - q тепл
Удельный расход условного топлива

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 - ультра дисперсных каталитических материалов (УДКМ), прошедших предварительную специальную обработку. УДКМ, благодаря очень малым размерам частиц) менее 0.01 мкм), большой удельной поверхности (50 - 500 м 2 / 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.

	ТЕПЛОВОЙ ЭФФЕКТ РЕАКЦИИ В ПЕРЕСЧЕТЕ НА МАЗУТ МАРКИ М - 100
1. С + 0.5 О 2 = СО	1 т. С эквивалентна 0.24 т. М-100
2. СО + 0.5 О 2 = СО 2	1 т. СО эквивалентна 0.58 т. М-100
3. С + О 2 = СО 2	1 т. С эквивалентна 0.82 т. М-100
4. СО + 2NО = N 2 О + СО 2
5.СО + N 2 О = N 2 + СО 2
6. 2СО + 2NO = N 2 + 2 CO 2	1 т. СО + 1.1 т NO эквивалентна 0.33 т. М-100
7. SO 2 + О 2 + Ме = МеSO 4 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		ВЫБРОСЫ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ, всего т. / на 1 т. мазута, кг		РАСЧЕТНАЯ ЭКОНОМИЯ
	М-100, т/год		ТОПЛИВА, т/ %
Завод ДСП

Сибкабель

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,	ЗА 1 кг. КАГТ,	ЗА 1 т. ТОПЛИВА,	УДОРОЖАНИЕ 1 т. ТОПЛИВА,

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.

1. Годовой расход топлива по котельной за 1996 г. составил: 29026 тонн мазута.

2. При средней минимальной стоимости мазута 500 тыс. руб./т. годовые затраты на топливо:

U т = В год ´ Ц т = 0.5 ´ 29026 = 14513 млн. руб. / год

3. Экономия стоимости мазута составит:

Э м = D В ´ Ц м = 377.3 ´ 0.5 = 188.669 млн. руб.

4. Снижение вредных выбросов за счет уменьшения расход топлива составит:

D М тв = 0.01 ´ D В ´ (1 ´ 0.015) = 0.05 т/год

D МSO 2 = 0.02 ´ 377.3 ´ 1.07 ´ (1 - 0.02) = 8 т/год

D МV 2 O 5 = 10 -6 ´ 4000 ´ 0.015 ´ 377.3 = 0.02 т/год

D МNO 2 = 0.001 ´ 40.6 ´ 377.3 ´ 0.08 = 1.2 т/год

5. Удельная плата за выбросы 1 т вредных веществ:

Ц NO 2 = 14525 руб./т

Ц SO 2 = 11550 руб./т

6. Расчетная годовая плата за выбросы вредных веществ при работе котельной на мазуте по составляющим:

U тв = 0.0066 т/ч ´ 6600 ´ 8.52 ´ 11500 ´ 10 -9 =4.26 млн. руб.

U NO 2 = 0.0143 ´ 6600 ´ 8.52 ´ 14525 =11.6 млн. руб.

U SO 2 = 0.09 ´ 6600 ´ 8.52 ´ 11550 ´ 10 -9 = 58.2 млн. руб.

7. Суммарная плата за выбросы

U вр = U тв + U NO 2 + U SO 2 = 74.06 млн. руб.

8. Суммарные годовые издержки на топливо и плату за выбросы

U сум = 74.06 + 14513=14587.06

Экономия затрат при применении КАГТ

9. Затраты на КАГТ

U к =29026 ´ 0.01 ´ 200000=58.52

10. Экономия мазута за счет более полного его сгорания составит:

D В к = 0.013 ´ В г = 0.013 ´ 29026 = 377.3 т/год

11. Экономия топлива при повышении к.п.д. котельной до 92% за счет снижения температуры уходящих газов при снижении концентрации окислов серы в дымовых газах. Приблизительный к.п.д. котельной 89%

D В кпд =29026-29026 ´ (0.89 / 0.92) =421.26 т/год

12. Экономия затрат на топливо

D U т = (377.3 + 421.26) ´ 0.5 =399.28 млн. руб.

13. Экономия платы за выбросы при снижении выбросов на 60%

D U выбр. = 0.6 ´ U вр = 0.6 ´ 74.06 = 44.436 млн. руб.

14. Суммарная экономия издержек.

D U= D U т + D U выбр. -U к =399.28+44.436-58.52=385.196 млн. руб.

В заключении отметим, что сегодня развитие научно - технического прогресса позволяет людям чувствовать себя более комфортно в городах. К настоящему моменту 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.

Однако 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 является Иркутск Рост промышленности, и рост самого 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, заставляет постоянно искать пути решения этой проблемы, результатом которой, зачастую являются испорченное здоровье жителей 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.

Поэтому применение каталитического активатора горения топлива сегодня 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.

Обратим внимание на разработчиков КАГТ, которые внесли большой вклад в решение экологических проблем!

Д.Я. Борщов “ Устройство и эксплуатация отопительных котельных малой мощности “.

В.С. Вергазов “ Спутник машиниста отопительных котельных “.

В.А. Бочкарев “ Охрана окружающей среды. Методические указания“.

Паровые котлы типа ДКВР.

Рис. 7.17. Паровой котел ДКВР-6,5-13 :
I - топочная камера; 2- верхний барабан; 3 - манометр; 4- предохранительный клапан; 5- питательные трубопроводы; 6- сепарационное устройство; 7 - легкоплавкая пробка; 8 - камера догорания; 9 - перегородка; 10 - кипятильный пучок труб; 11 - трубопровод непрерывной продувки; 12 - обдувочное устройство; 13 - нижний барабан; 14 - трубопровод периодической продувки; 15 - кирпичная стенка; 16 - коллектор

Вертикально-водотрубные котлы типа ДКВР предназначены для выработки насыщенного и перегретого пара с температурой 250, 370 и 440 °С, имеют несколько типоразмеров в зависимости от рабочего давления пара 1,4; 2,4; 3,9 МПа и номинальной паропроизводительности 2,5; 4; 6,5; 10; 20; 35 т/ч.
Котлы типа ДКВР являются унифицированными. Они представляют собой двухбарабанные вертикально-водотрубные котлы с естественной циркуляцией. По длине верхнего барабана котлы ДКВР имеют две модификации - с длинным барабаном и укороченным. У котлов паропроизводительностью 2,5; 4; 6,5 и 10 т/ч (раннего выпуска) верхний барабан значительно длиннее нижнего. У котлов паропроизводительностью 10 т/ч последней модификации, а также 20 и 35 т/ч верхний барабан значительно укорочен. Комплекция котлов типа ДКВР теми или иными топочными устройствами зависит от вида топлива. Котлы ДКВР-2,5-13, ДКВР- 4-13 и ДКВР-6,5-13 имеют одинаковое конструктивное оформление.
Для примера на рис. 7.17 приведено устройство котла ДКВР- 6,5-13. Два барабана котла - верхний 2 и нижний 13 - изготовлены из стали 16ГС и имеют одинаковый внутренний диаметр 1 ООО мм. Нижний барабан укорочен на размер топки. Котел имеет экранированную топочную камеру 1 и развитый кипятильный пучок труб 10. Топочные экраны и трубы кипятильного пучка выполнены из труб 051 х 2,5 мм. Топочная камера разделена кирпичной стенкой 15 на собственно топку и камеру догорания, устраняющую опасность затягивания пламени в пучок кипятильных труб, а также снижающую потери от химической неполноты сгорания.
Ход движения продуктов горения топлива в котлах разных типов схематично показан на рис. 7.18, а - в. Дымовые газы из топки выходят через окно, расположенное в правом углу стены топки, и поступают в камеру догорания (см. рис. 7.17). С помощью двух перегородок 9, шамотной (первая по ходу газов) и чугунной, внутри котла образуются два газохода, по которым движутся дымовые газы, поперечно омывающие все трубы конвективного пучка. После этого они выходят из котла через специальное окно, расположенное с левой стороны в задней стене котла.
Верхний барабан в передней части соединен с двумя коллекторами 16 трубами, образующими два боковых топочных экрана. Одним концом экранные трубы ввальцованы в верхний барабан, а другим приварены к коллекторам 0108x4 мм. В задней части верхний барабан соединен с нижним барабаном пучком кипятильных труб, которые образуют развитую конвективную поверхность нагрева. Расположение труб коридорное с одинаковым шагом 110 мм в продольном и поперечном направлениях. Коллекторы соединены с нижним барабаном с помощью перепускных труб.
Питательная вода подается в котел по двум перфорированным (с боковыми отверстиями) питательным трубопроводам 5 под уровень воды в верхний барабан. По опускным трубам вода из барабана поступает в коллекторы 16, а по боковым экранным трубам пароводяная смесь поднимается в верхний барабан, образуя таким образом два контура естественной циркуляции.
Третий контур циркуляции образуют верхний и нижний бара¬баны котла и кипятильный пучок. Опускными трубами этого контура являются трубы наименее обогреваемых последних рядов (по ходу газов) кипятильного пучка.

Рис. 7.18. Схема движения газов в котлах ДКВР (а), ДЕ-4, -6,5, -10 (б) и ДЕ-16, -25 (в) :
Г - газ; В - воздух; ПГ - продукты горения

Вода по опускным трубам поступает из верхнего барабана в нижний, а пароводяная смесь по остальным трубам котельного пучка, имеющим повышенную тепловую нагрузку, поднимается в верхний барабан. В верхнем барабане котла происходит разделение пароводяной смеси на пар и воду. Для снижения солесодержания и влажности пара в верхнем барабане установлено сепарационное устройство 6 из жалюзи и дырчатого листа, улавливающее капли уносимой с паром котловой воды. При необходимости производства перегретого пара пароперегреватель устанавливают после второго или третьего ряда труб кипятильного пучка, заменяя часть его труб. Для котлов с давлением 1,4 МПа и перегревом 225... 250 °С пароперегреватель выполняют из одной вертикальной петли, а для котлов давлением 2,4 МПа - из нескольких петель труб 032 х 3 мм.
В нижней части верхнего барабана имеются патрубок, через который осуществляется непрерывная продувка котла (см. рис. 7.17, поз. 11) с целью снижения солесодержания котловой воды и поддержания его на заданном уровне, а также две контрольные легкоплавкие пробки 7, сигнализирующие об упуске воды.
Нижний барабан является шламоотстойником; из него по специальному перфорированному трубопроводу 14 проводится периодическая продувка котла. Кроме того, в нижнем барабане имеются линия для слива воды и устройство для подогрева паром в период растопки котла.
На верхнем барабане установлены два водоуказательных стекла, манометр 3, предохранительные клапаны 4, имеется патрубок для отбора пара на собственные нужды, парозапорный вентиль. Для защиты обмуровки и газоходов от разрушения и предотвращения возможных взрывов котла в верхних частях топки и кипятильного пучка расположены взрывные предохранительные клапаны. Для очистки наружных поверхностей труб от загрязнений котел оборудуют обдувочным устройством 12 - вращающейся трубой с соплами. Обдувка выполняется паром.
Рассматриваемый котел не имеет несущего каркаса, трубно-барабанная система его размещается на опорной раме, с помощью которой котел крепится к фундаменту.
Паровые котлы производительностью 10; 20; 30 т/ч имеют рабочее давление 1,4; 2,4 и 3,9 МПа и выполняются как с пароперегревателем, так и без него.
Обмуровка котлов типа ДКВР выполняется из шамотного и обыкновенного кирпича или облегченной из термоизоляционных плит.
Все котлы типа ДКВР и особенно с повышенным рабочим давлением работают на химически очищенной и деаэрированной воде. При сжигании газа и мазута КПД этих котлов 90 %.