Зміст
Вступ
1. Розрахунок, вибір та компоновка вуглерозмольної установки
2. Розрахунок та вибір живильного насосу
2.1 Розрахунок втрат тиску на ділянці трубопроводу насос – економайзер
2.2 Розрахунок втрат тиску на ділянці водяного економайзера
2.2 Розрахунок втрат тиску на ділянці парового перегрівача
2.3 Вибір живильного насоса
3. Вибір дуттєвого вентилятора та димососу
3.1 Вибір дуттєвого вентилятора
3.2 Вибір димососу
4. Розрахунок та вибір електрофільтра
5. Розрахунок гідрошлакозоловидалення
Висновки
Вступ
Допоміжне обладнання парових котлів є невід'ємною складовою котлоагрегатів, від якої в значній мірі залежить безвідмовність, економічність та екологічність роботи котла. В даній роботі проводиться розрахунок та підбір допоміжного обладнання для парового котла Е-41-4,7-370, який було спроектовано на основі прототипу ТП-35У для роботи на кам’яному вугіллі.
У проекті розглянуто схеми розрахунку та методи вибору таких елементів допоміжного обладнання: шаровий барабанний млин, живильний насос, дуттєвий вентилятор, димосос, електрофільтр та система гідрозолошлаковидалення.
Завданням шарових барабанних млинів є підготування твердого палива до подальшого процесу спалювання: підсушування та подрібнення. З огляду на сучасний стан енергетичного та паливного господарства країни проектування ШБМ відіграє важливу роль, оскільки за допомогою цих апаратів можливо досягти необхідної тонкості помолу без великих витрат на ремонтні роботи, що суттєво впливає на вартість електроенергії та гарячої води.
Живильний насос є важливим елементом котельної установки, що забезпечує нормальну роботу турбіни при номінальному паспортному тиску. Завданням роботи живильного насосу є створення тиску, який здатний подолати гідравлічні опори водяного економайзеру, пароперегрівника, місцеві опори при проходженні рідиною живильного тракту, входу та виходу барабана, паропроводу тощо.
Дуттєвий вентилятор та димосос повинні надійно забезпечувати подачу необхідного для горіння палива повітря в топкову камеру та своєчасне видалення продуктів згоряння з котла при всіх режимах його роботи, підтримуючи заданий тиск або розрідження в топці. При цьому на привід вентилятора та димососу повинна витрачатись мінімальна кількість електроенергії.
Задача уловлення золи котлів - не допустити погіршення екологічного стану навколишнього середовища, працювати на її оздоровлення. Дуже важливим є процес правильного підбору золоуловлюючого пристрою. З врахуванням сучасних норм ПДК викидів частинок золи можна вважати ефективними такі золоуловлюючі пристрої як електрофільтри.
Система гідрозолошлаковидалення є обов'язковою ланкою кожної котельні. Вона складається з наступних основних частин: пристрої для збирання шлака та золи в межах котельні, перекачуючої шлак і золу насосної, яка розміщується в межах котельної або поза ними, проміжні розвантажувальні пристрої для сухої золи на майданчику котельні, пристрої для транспортування золи, шлакозоловідвали.
1. Розрахунок, вибір та компоновка вуглерозмольної установки
За бакалаврським проектом повна витрата твердого палива з становить 1,39.
Таблиця 1.1 - Розрахункові характеристики палива:
| № п/п | Марка палива | Клас | Робоча маса палива, склад% | Нижча теплота згорання | |||||||
| Wр
р |
A | Sр
|
Sо
|
C | H | N | O | Q, МДж/кг | |||
| 130 | 3СС | Р | 10 | 19.8 | 0.2 | 60 | 3.1 | 0.6 | 6.3 | 22.48 | |
Виходячи з характеристик палива оберемо індивідуальну замкнуту схему пилеприготування з прямим вдуванням для шарового барабанного млина.
Виходячи з продуктивності обираємо типорозмір млина ШБМ 220/330/21,8 (Ш 6).
Конструктивні характеристики:
діаметр барабану (м)
довжина барабану (м)
частота обертання (об/хв)
З табл.1.2: R90
= 17%,
Коефіцієнт, що враховує товщину помелу пилу
Коефіцієнт, що враховує вплив вологості палива
Коефіцієнт, що враховує перерахунок середньої вологості на вологість даного палива
Коефіцієнт, що враховує відхилення розмірів частинок палива від прийнятих при розрахунку Кло
:
Коефіцієнт розмелоздатності:
Коефіцієнт, що враховує енергетичне завантаження дробарки ; коефіцієнт, що враховує форму броні: (для ступінчатої броні); поправка, що умовно вводиться у розрахунок.
Конструктивний параметр, що враховує зниження продуктивності пристрою внаслідок зношення броні та шарів:
Коефіцієнт вентиляції
Продуктивність млина:
Коефіцієнт корисної дії приводу від електродвигуна до барабану ; коефіцієнт корисної дії електродвигуна ;
насипна щільність шарів; оптимальне шарове завантаження барабану ;
коефіцієнт, що враховує фізичні властивості палива ;
загальна товщина стінки барабану та броні
Потужність, що споживається електродвигуном млина:
Питома витрата енергії на розмелення палива:
2. Розрахунок та вибір живильного насосу
2.1 Розрахунок втрат тиску на ділянці трубопроводу насос – економайзер
Коефіцієнт місцевого опору входу рідини з патрубка насосу до трубопроводу ; коефіцієнт місцевого опору зворотного клапану ; коефіцієнт місцевого опору регулюючої засувки ; коефіцієнт місцевого опору вимірювальної діафрагми .
Абсолютна шорсткість матеріалу стінки труби
З раніше проведеного розрахунку: витрата живильної води через насос , питомий об’єм води в живильному трубопроводі, швидкість руху рідини в живильному трубопроводі
Діаметр живильного трубопроводу:
Довжина живильного трубопроводу
Приведений коефіцієнт тертя:
Втрата тиску в живильному трубопроводі:
2.2 Розрахунок втрат тиску на ділянці водяного економайзера
З бакалаврського розрахунку переріз вхідного колектора , переріз підвідних труб . Тоді відношення .
Звідси коефіцієнт опору на вході в економайзер
Звідси опір входу потоку в труби ВЕ:
Швидкість води в економайзері ; питомий об’єм води у ВЕ (з бакалаврської роботи). Довжина труб ВЕ , кількість згинів на становить ; кількість згинів на становить . З графіка 2.5 коефіцієнти опору , . Приведений коефіцієнт тертя . Звідси втрати тиску на тертя у ВЕ:
Втрати тиску на місцеві опори:
З бакалаврської роботи: висота підйому води від відмітки входу у водяний економайзер до осі барабана ; питомий об’єм води на виході з ВЕ
Швидкість на вході у барабан . Втрати тиску на вході у барабан:
Повна втрата тиску у ВЕ:
Оскільки172,8 МПа, то згідно рекомендацій приймемо повну втрату тиску 0,2 МПа.
2.2 Розрахунок втрат тиску на ділянці парового перегрівача
Швидкість пари в 1 ступені ПП ; питомий об’єм пари у ПП (з бакалаврської роботи).
Довжина труб ПП , кількість згинів на становить ; кількість згинів на становить ; кількість згинів на становить ; кількість згинів на становить . З графіка 2.5 коефіцієнти опору , ,,.
Приведений коефіцієнт тертя . Звідси втрати тиску на тертя у ПП:
Втрати тиску на місцеві опори:
Повна втрата тиску у ПП (1 ступінь):
Швидкість пари в 2 ступені ПП ; питомий об’єм пари у ПП (з бакалаврської роботи). Довжина труб ПП , кількість згинів на становить ; кількість згинів на становить . З графіка 2.5 коефіцієнти опору , . Приведений коефіцієнт тертя . Звідси втрати тиску на тертя у ПП:
Втрати тиску на місцеві опори:
Повна втрата тиску у ПП (2 ступінь):
Повна втрата тиску у ПП:
2.3 Вибір живильного насоса
Згідно рекомендацій для спрощення розрахунку приймаємо втрати тиску в паропроводі
Тиск пари на вході в турбіну:
Розрахунковий тиск, що повинен створювати живильний насос:
Номінальний тиск живильного насосу є сумою значення тиску на вході в турбіну і всіх втрат тиску в котельній установці, але з урахуванням неточностей і похибок розрахунку слід прийняти наступне значення тиску для живильного насосу:
Для даного тиску та подачі підходить насос ПЭ-65-53
3. Вибір дуттєвого вентилятора та димососу
3.1 Вибір дуттєвого вентилятора
Об’єм повітря, що необхідний для повного спалювання палива:
Теоретична витрата повітря становить
.
Сумарний опір повітряного тракту (взято з АРБ):
Коефіцієнт запасу по продуктивності:
Коефіцієнт запасу по тиску:
Необхідний по розрахунку повний тиск, який повинен розвивати вентилятор:
Експлуатаційний ККД вентилятора:
Потужність, що необхідна для вентилятора:
Для значення обираємо вентилятор ВГДН-11,2.
3.2 Вибір димососу
Об’єм димових газів:
Продуктивність димососу:
Сумарний опір газового тракту (взято з АРБ):
Коефіцієнт приведення до умов щільності середи:
Приведений тиск для димососу:
Коефіцієнт, що враховує зменшення потужності за рахунок стискуваності газу:
По значенням та приймаємо центробіжний димосос типу , ККД димососу: . Споживана димососом потужність:
Коефіцієнт запасу для привода димососа: . Розрахункова потужність двигуна для димососа:
4. Розрахунок та вибір електрофільтра
Задача захоплення золи не допускає погіршення екології оточуючого середовища. У тепловій енергетиці слід рекомендувати до використання електрофільтри.
Ступінь захоплення золи:
Об’єм димових газів, що проходить через фільтр:
Швидкість газів у фільтрі:
Кількість паралельно включених фільтрів:
Площа активного перерізу необхідного електрофільтра:
Виберемо електрофільтр УГ1-2-15 загальною площею осадження
Питома поверхня осадження:
Напруженість електричного поля:
Поправка на зворотну корону:
Значення медіанного діаметра частинок золи:
Швидкість дрейфу частинок до електродів:
Ступінь очистки за діаграмою:
Активна висота електрода:
Коефіцієнт:
Коефіцієнт типу електродів:
Коефіцієнт, що враховує інтервали струшування електродів:
Швидкість газу в електрофільтрі:
Загальний коефіцієнт вторинного уносу:
Розрахункова температура потоку:
Розрахунковий коефіцієнт К:
Параметр А:
Активна довжина електрофільтру:
Коефіцієнт нерівномірності газорозподілення:
Динамічна в’язкість газу:
Відстань між електродами:
Параметр :
Ступінь очистки розрахуємо за формулою:
5. Розрахунок гідрошлакозоловидалення
Втрата тепла від механічного недопалу:
Частка шлаку в паливі: . Кількість шлаку, що утворюється у котлі з урахуванням механічного недопалу:
Частка золи в уносі:
Кількість золи що утворюється:
Кількість золи, що утримується в золоуловлювачі та підлягає видаленню:
Загальна кількість шлаку, що підлягає видаленню з одного котла:
Шлакозмивні шахти.
Загальна кількість сопел у всіх головках:
Коефіцієнт витрати сопла:
Тиск води перед соплами:
Тиск води перед змивним соплом:
Діаметр сопла:
Діаметр смивного сопла:
Емпіричний коефіцієнт:
Витрата води на зрошення одного кг. шлаку:
Витрата води на змив 1т. шлаку зі шлакової шахти в шлаковий канал:
Золозмивні пристрої:
Кількість золових бункерів:
Продуктивність золозмиваючого апарату:
Виберемо золозмивний апарат типу: МВН 2536-01
діаметр сопла: , напор: , вода на змив: . Діаметр зливної труби золозмивного апарату:
Збуджувальні сопла.
Тиск води: . Діаметр сопла: . Коефіцієнт витрати: . Загальна кількість сопел: . Витрата води на одне сопло:
Загальна витрата води:
Шлакозмивний канал. Щільність води: . Гідравлічний радіус перерізу канала: . Уклон каналу: . Сила захоплення потоку у каналі:
Коефіцієнт шороховатості для базальта: . Швидкість потоку пульпи у відкритому каналі:
Загальна витрата гідросуміші:
Висновки
За результатами розрахунку в першому розділі для підготовки палива було обрано індивідуальну замкнуту систему пилоприготування з прямим вдуванням для ШБМ. Було обрано Ш-6.
В другому розділі було визначено напір, який має розвивати живильний насос: 7,2МПа.
В третьому розділі було проведено розрахунок газоповітряного тракту котла, вибір тягодуттєвого обладнання. В результаті оптимізації було обрано димосос типу і вентилятор ВГДН-11,2.
За результатами розрахунку четвертого розділу було обрано електрофільтр типу УГ1-2-15 і визначено ступінь уловлення золи - 99,9%.
В п’ятому розділі було визначено об’єми золи і шлаку, які продукує котел, і розрахунок об’ємів води і пульпи в системі золошлаковидалення.