Расчет котла КЕ-2,5-14С

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ  БЮДЖЕТНОЕ

 ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ  УЧРЕЖДЕНИЕ 
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«МУРМАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

 

 

 

 

 

Кафедра энергетики и транспорта

 

 

 

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

 

 

по дисциплине «Стационарные паровые и водогрейные котлы»

 

 

 

 

Специальность «Энергообеспечение предприятий»

Политехнический институт

Курс 3

Группа ЭП-301(1)

Вариант №1

 

 

 

Выполнил: студент Акимов П.С. подпись  _________

  дата       _________

 

Проверил: доцент Пантилеев С.П. подпись _________

  дата      _________

 

 

 

 

 

 

Мурманск

2013

 

 

 

Содержание

Задание на курсовое проектирование 3

2. Описание котельного агрегата 4

3. Расчет топлива по воздуху и продуктам сгорания и построение I-t диаграммы. 11

4. Тепловой расчет 16

3.1. Предварительный тепловой баланс 16

3.2. Расчет теплообмена в топке 18

3.3. Расчет теплообмена в конвективной испарительной поверхности 21

3.4. Окончательный тепловой баланс котла 26

5. Список использованной литературы 27

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

2

ЭП–301(1).01.00 ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

3

ЭП–301(1).01.00 ПЗ

Задание на курсовое проектирование

Каменный уголь
№ варианта	Марка	Сг,%	Нг,%	Sг,%	Ог,%	Nг,%	Ас,%	Wр,%
1	ГР	82	5,7	0,7	10,6	1	11	8

Тип котла

Паропроизводи-тельность

РК МПа (изб.)

Пит. вода

Воздух

Топливо

α

ФИО студента

х

Dобщ кг/с

Dпер кг/с

Dн кг/с

tпв ºС

t3эк ºС

tхв ºС

tгв ºС

КЕ-2,5-14С

0,70

-

0,70

1,4

40

145

30

-

КУ Т с РПК

1,35

Акимов

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

4

ЭП–301(1).01.00 ПЗ

Описание  котельного агрегата

Паровой котёл КЕ-2,5-14 С двухбарабанный, вертикально-водотрубный предназначен для работы на твердом топливе со слоевыми механическими топками и вырабатывает насыщенный или перегретый пар, используемый на технологические нужды промышленных предприятий, для отопления, вентиляции и горячего водоснабжения.. Внешний вид котла представ лен на рис. 1, технические характеристики и возможная комплектация приведены в табл. 1.1

 

 

Рис. 1.  Котел  паровой  КЕ-2,5-14 С

 

 

 

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

5

ЭП–301(1).01.00 ПЗ

Таблица 1.1 Технические  характеристики и возможная схема  комплектации.

№	Параметры	Значения
1	Вид топлива	Каменный или бурый  уголь
2	Паропроизводительность, т/ч	2,5
3	Рабочее давление пара на выходе, МПа	1,4
4	Температура пара, С	194
5	Габаритные размеры, м: Длина	5,1
	Ширина	4,5
	Высота	4,15
6	Масса котла в объеме заводской  поставки, кг	9817
7	Топочное устройство	ЗП-РПК-2-1800/ 1525
8	Экономайзер	ЭБ 2-94
9	Вентилятор	ВДН-8-1500, 15 кВт
10	Дымосос	ДН-9-1500, 11 кВт
11	Циклон	ЦН-15-600х4УП
11	Расчетный КПД на каменном угле, %	81,5

 

Верхний и нижний барабаны котла  диаметром 1000 мм размещаются друг над другом в вертикальной плоскости, они объединены трубами конвективного пучка, которые крепятся в барабанах вальцовкой. Трубы конвективного пучка установлены с шагами вдоль барабана 90 мм и поперечными 110 мм (по середине пучка 120 мм). Ширина боковых пазух 195 мм. 

Топочная камера образована плотными боковыми экранами. Боковые  экраны и крайние боковые ряды труб конвективного пучка объединены общими нижними коллекторами по всей длине котла. Верхние концы труб боковых экранов и боковых  рядов труб конвективного пучка  присоединены непосредственно к  верхнему барабану. Фронтовая и задняя стенки топочной камеры выполнены из огнеупорного кирпича. С правой стороны  задней стенки топочной камеры имеется  окно, через которое продукты сгорания поступают в камеру догорания  и далее в конвективный пучок. Под камеры догорания выполнен с уклоном в сторону топки, чтобы попадающие в камеру догорания куски топлива скатывались па решетку. Внутри котельного пучка имеется чугунная перегородка, которая делит пучок на первый и второй газоходы и обеспечивает горизонтальный разворот газов в пучке при поперечном омывании труб.

Топочные газы из камеры догорания поступают в конвективный пучок, который проходят с разворотом в горизонтальной плоскости, осуществляемым шамотной и чугунной перегородками.

Особенностью котлов типа КЕ является наличие плотных боковых  экранов и ограждающих стен конвективного  пучка из труб диаметром 51X2,5 мм, расположенных с шагом 55 мм, которые в нижней части объединены коллекторами по всей длине котла.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

6

ЭП–301(1).01.00 ПЗ

Применение  плотных экранов позволило отказаться от тяжелой обмуровки на боковых  стенах и заменить ее натрубной изоляцией. Натрубная изоляция состоит из выполняемого по металлической сетке слоя шамотобетона толщиной 25 мм и нескольких слоев изоляционных плит обшей толщиной 100 мм. Снаружи изоляция закрывается металлической обшивкой толщиной 2 мм, привариваемой к каркасу.

Котёл КЕ-6,5-14С может быть снабжён системой возврата уноса и острым дутьем. При помощи эжекторов унос, оседающий в четырех зольниках котла, возвращается в топку и вводится в топочную камеру. Надёжную работу системы обеспечивают прямые смесительные трубы, выполненные без поворотов.

В котлах КЕ паропроизводительностью 2,5 т/ч применяют топочные устройства с пневмомеханическими забрасывателями и решеткой с поворотными колосниками.

Охлаждение барабанов  пароводяной смесью предусмотрено  конструкцией котла и не допускает  повышение температуры металла  сверх допустимых значений при растопках, остановках и маневренных режимах  котла.

Циркуляционная схема:

Питательная вода, подогретая в водяном экономайзере, подастся в верхний барабан под уровень  воды по перфорированной трубе и  по задним трубам конвективного пучка  сливается в нижний барабан. Передняя часть конвективного пучка является подъемной (кипятильной). Питание нижних коллекторов экранов и ограждающих  стен конвективного пучка осуществляется по перепускным трубам из нижнего  барабана и по опускным стоякам, расположенным  на фронте котла. Пароводяная смесь  поступает в верхний барабан  под уровень воды, через которую  происходит барботаж. Отсепарпрованный в свободном объеме пар проходит через пароприемный дырчатый лист, установленный на расстоянии 90 мм от верхней образующей барабана, и направляется в паропровод. В нижнем барабане котлов размещено устройство прогрева котла при пуске паром, состоящее из подводящей трубы с пароводяным эжектором.

Арматура и КИП

Котлы типа КЕ-2,5-14С оснащены контрольно-измерительными приборами и арматурой в пределах котла. Котлы оборудованы двумя предохранительными клапанами, одни из которых — контрольный. У котлов с пароперегревателями контрольный предохранительный клапан устанавливается на выходном коллекторе пароперегревателя. На котлах устанавливается по два водоуказательных прибора прямого действия, которые соединены с паровым и водяным пространствами котла соединительными трубами с внутренним диаметром 50 мм. На торцах труб, соединяющих водоуказательные приборы с котлом, установлены металлические заглушки на болтах, благодаря чему возможна внутренняя очистка труб. На верхнем барабане каждого котла установлен манометр; при наличии пароперегревателя манометр устанавливается и на выходном кол­лекторе пароперегревателя.

На верхнем барабане устанавливается следующая арматура: главный паровой вентиль или задвижка (у котлов без пароперегревателя), вентили для отбора проб пара, отбора пара на собственные нужды (обдувку). На колене для спуска воды установлен запорный вентиль с условным проходом 50 мм.

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

7

ЭП–301(1).01.00 ПЗ

На  днище нижнего барабана установлены вентиль и обратный клапан на патрубке прогрева, на патрубке периодической продувки установлены два запорных вентиля или запорный и регулирующий вентили. Через патрубок периодической продувки осуществляются периодическая и непрерывная продувки. На линиях периодической продувки из всех нижних камер экранов установлено по два запорных вентиля. На паропроводе обдувки установлены дренажные вентили для отвода конденса­та при прогреве линии и запорные вентили для подачи пара к обдувочному прибору.

На питательных трубопроводах  перед экономайзером устанавливаются обратные клапаны и запорные вентили; перед обратным клапаном установлен, регулирующий клапан питания, который соединяется с исполнительным механизмом автоматики котла.

Рис.2 Схема расположения арматуры котла КЕ-2,5-14С

Источник:

Котлы малой, средней мощности и топочные устройства: Каталог-справочник, стр.7-14

Рис. 3. Расчетная схема

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

8

ЭП–301(1).01.00 ПЗ

Таблица 1.2. Конструктивные характеристики котла КЕ-2,5-14С.

 

Объём топки, м3	10,47
Площадь поверхности стен топки, м2	37,2
Наружный диаметр экранных труб, м	0,051
Толщина стенки экранных труб, м	0,0025
Площадь поверхности нагрева  конвективного газохода, м2	55,3
Площадь лучевоспринимающей поверхности, м2	19,12
Наружный диаметр труб конвективных пучков, м Толщина стенки труб конвективных пучков, м	0,051
Расположение труб конвективных пучков	коридорное
Поперечный шаг труб, м	0,09
Продольный шаг труб, м	0,110
Площадь живого сечения для  прохода продуктов сгорания, м2	0,38

 

Источник:

Болштянский А.П, Михайлов А.Г. «Тепловой расчёт котельных установок» Таблица 3.2

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

9

ЭП–301(1).01.00 ПЗ

Описание топочного устройства

 

ТОПОЧНОЕ УСТРОЙСТВО С ПНЕВМОМЕХАНИЧЕСКИМИ  ЗАБРАСЫВАТЕЛЯМИ И РЕШЕТКОЙ С  ПОВОРОТНЫМИ КОЛОСНИКАМИ

 

Расшифровка наименования топки: ЗП-РКП-2-1800/1525 - тип топки (топка с полумеханическим забрасывателем и решеткой с поворотными колосниками), 2 – количество секций и забрасывателей топлива, 1800 - ширина решетки (в мм), 1525- длина решетки (в мм).

 

В топках ЗП-РПК могут  сжигаться грохоченые и рядовые каменные и бурые угли различных марок, а также антрациты классов AM и АС в соответствии с государственными стандартами на угли для слоевого сжигания. Топки работают по принципу непрерывного заброса топлива на горящий слой. Техническая характеристика топки ЗП-РПК-2-1800/1525 приведена в таблице 1.3.