2. По дисциплине «Паровые котлы»

1. Пути снижения низкотемпературной коррозии воздухоподогревателей.

2. Провести проверку на отсутствие коррозии в основной несменяемой части трехходового трубчатого воздухоподогревателя, первый по воздуху ход которого (предусмотренный в качестве сменяемой части) имеет высоту 1,8 м.

Исходные данные и указания к выполнению задания:

1. Температура воздуха на входе и выходе ТВП составляет соответственно t = 30C и t = 233C.

Температура уходящих газов составляет _ух = 130С.

Температура точки росы t_р = 80C.

Коэффициент теплопередачи k = 16,8 Вт/м²К; ₁ = ₂; избыток воздуха за котлом _ух = 1,33; Отношение количества воздуха за воздухоподогревателем к теоретически необходимому ₁ = 1,05; расход топлива В_р = 6,69 кг/с; коэффициент сохранения тепла  = 0,994.

2. Каждый ход воздухоподогревателя скомпонован из восьми кубов; число труб в одном кубе составляет Z_к = 1224; трубы имеют наружный диаметр d₁₁ = 40 мм, с толщиной стенки = 1,5 мм.

3. Зависимость энтальпии воздуха и продуктов сгорания от температуры дана в табличной форме

, С	Нв, кДж/кг	Нг, кДж/кг
		 = 1,3	 = 1,33
30	239
100	797		1165
200	1604	2308	2356
300	2426	3506

3. Провести анализ изменения температурного напора в противоточном трубчатом воздухоподогревателе и обосновать необходимость применения двухступенчатой компоновки воздухоподогревателя.

4. Определить поверхность нагрева трубчатого воздухоподогревателя, необходимую для нагрева воздуха до 300С.

Исходные данные и указания к выполнению задачи:

1. Воздухоподогреватель принять однопоточным с трехкратным перекрестным током с шахматным расположением труб. Коэффициент использования  = 0,90.

2. Топливо, сжигаемое в котле – Донецкий Д, класс Р.

3. Температуру уходящих газов принять равной 150С, температуру холодного воздуха – 30С, удельная энтальпия воздуха при t_хв = 30С равна (ct)_в = 38,6 кДж/м3.

4. Коэффициент полезного действия _ка = 90,5%, потеря тепла q₅ = 0,5%.

5. Коэффициент избытка воздуха в дымовых газах на входе в воздухоподогреватель ; на выходе – .

6. Коэффициент теплоотдачи конвекцией при продольном омывании труб для дымовых газов принять Вт/(м²К).

7. Коэффициент теплоотдачи конвекцией при поперечном омывании труб для воздуха принять Вт/(м²К).

8. Отношение количества воздуха на выходе из воздухоподогревателя к теоретически необходимому принять равным ; рециркуляцию воздуха не предусматривать.

5. Охарактеризовать назначение, состав и принцип работы технологических трактов котла.

6. Схемы пароперегревателей современных котлов типа Е.

Рекомендации и порядок ответа:

Схемы пароперегревателей и число ступеней в зависимости от давления, температуры перегретого пара и паропроизводительности котла.

7. Оценить необходимость установки ширмы для котла Е-220-9,8-540, работающего на фрезерном торфе с  = 8,1 МДж/кг при температуре уходящих газов и . Полезное тепловыделение в топке =10 МДж/кг. Отношение площади потолка и выходного окна к площади стен топки соответственно равно 0,06 и 0,1. Допускаемая величина недогрева воды в экономайзере 40 ккал/кг.

Рекомендации и порядок ответа:

1. Оценить q3, q4, q5, q6, рассчитать с использованием «Норм» q2;

2. Определить КПД котла, расход топлива и коэффициент использования теплоты;

3. Руководствуясь допускаемыми значениями температур («Нормы»), определить тепловосприятие экранов топки и .

8. Водяные экономайзеры и их назначение. Типы водяных экономайзеров, их конструкции и область применения. Защита водяных экономайзеров от абразивного износа.

9. Оценить последствия снижения температуры питательной воды на условия работы пароперегревателя котла типа Е при условии сохранения постоянными значений паропроизводительности, давления и температуры перегрева пара, избытков воздуха.

Рекомендации и указания к выполнению задания:

1. Необходимо дать оценку:

• изменения расхода топлива; изменения КПД котла (за счет потерь с q₂); изменения температуры горячего воздуха; адиабатической температуры, тепловосприятия топки и температуры на выходе из топки;

• тепловосприятия пароперегревателя; величины впрыска;

• тепловосприятия экономайзера.

2. Подогрев воздуха принять одноступенчатым.

10. Привести технико-экономические обоснования для выбора температуры уходящих газов.

11. Определить тепловосприятие воздуха в воздухоподогревателе, используя условия и результаты решения задачи по п. 1.11.

Исходные данные и указания к выполнению задания:

1. Значения энтальпии теоретически необходимого количества воздуха приведены в таблице:

t, ºC	100	200	400	600
, кДж/кг	882	1775	3604	5519

2. Рециркуляция воздуха в воздухоподогревателе не предусмотрена;

3. Рециркуляция газов в топке не предусмотрена;

4. Отпуск горячего воздуха потребителю (избыточный воздух, отдаваемый «на сторону») не предусмотрен.

12. Общие принципы выбора температур (энтальпий) рабочего тела и теплоносителя по пароводяному и газовоздушному трактам котла.

Обосновать ответ на примере котла Еп 670-13,8-545/542 БТ, сжигающего подмосковный бурый уголь.

Рекомендации к ответу:

1. Температуры газов, лимитирующие работу отдельных поверхностей нагрева (топка, пароперегреватель, опускной газоход, воздухоподогреватель (первый по ходу газов), за котлом.

2. Температура воздуха (на выходе и входе воздухоподогревателя, на выходе из первой ступени при двухступенчатом подогреве).

3. Температура воды (за первой и второй ступенями экономайзеров различных типов котлов).

4. Параметры в испарительных поверхностях прямоточного котла.

5. Параметры пара (приращение энтальпии в отдельных ступенях).

13. Воздухоподогреватели. Значение подогрева воздуха для экономичного сжигания топлива и уменьшения температуры уходящих газов. Типы и конструкции. Выбор типа воздухоподогревателя.

14. Подберите, руководствуясь диапазоном допускаемых скоростей по газу и воздуху, число и типоразмер РВП для газомазутного котла типа Е 320-13,8-560 ГМ. Известно, что температура уходящих газов  = 145 ºС, α_ух = 1,28 (I_ух = 3430 кДж/кг), температуры воздуха  = 70ºС (  = 970 кДж/кг), t_гв = 260ºС (I_гв = 3560 кДж/кг). Объем газов V_г = 13 м³/кг, воздуха V⁰ = 10,44 м³/кг. Присос воздуха в РВП Δα_вп = 0,15, β_ср = 1,1. Зависимость энтальпии газов от температуры продуктов сгорания перед РВП дана в табличной форме.

, ºС	100	200	300	400
I, кДж/кг	1700	3420	5194	7024

Указания к ответу:

1. В расчетах принять Q_р = 40 МДж/кг, продувкой пренебречь.

2. Оценить влияние вида и характеристик топлива, способа шлакоудаления, температур воздуха и уходящих газов, типа воздухоподогревателя, числа потоков воздуха.

3. Типоразмер РВП выбрать по табл. 3.12 (стр. 161) в справочнике «Тепловые и атомные станции» под редакцией В.А.Григорьева и В.М.Зорина – М.: Энергоиздат, 1982.

15. Технико-экономический подход к выбору скоростей газов в конвективных поверхностях нагрева.

Рекомендации к выполнению задания:

Выбор оптимальных скоростей по дымовых газам пояснить с позиции стоимости поверхности, гидравлического и аэродинамического сопротивления, ремонта.

16. Оцените ресурс работы экономайзера второй ступени котла типа Е-210-9,8-540, работающего на челябинском буром угле, при нормативных присосах по газоходу и увеличении их на 40%.

(S₁/d = 2,5; W_г = 10 м/с; d = 0,032 м; _зл = 60 г/м³; R_90,зл = 5%; _т = 0,1; I_макс = 1,5 мм).

Рекомендации к выполнению задания:

При расчете ресурса работы экономайзера воспользуйтесь рекомендациями Нормативного метода «Тепловой расчет котельных агрегатов».

17. Охарактеризовать схемы котельной установки, обеспечивающие совместную работу трактов воздуха и дымовых газов.

18. Пути снижения низкотемпературной коррозии воздухоподогревателей.

19. Провести сравнительный расчетный анализ показателей котла Е-120-9,8-540 ГМ по расходу топлива (мазута) при условии обеспечения отсутствия коррозии холодной части РВП при следующих условиях:

1. температура воздуха на входе в РВП – 30ºС;

2. температура воздуха на входе в РВП – 50ºС.

Указания и рекомендации к выполнению задания:

1. температура точки росы t_р = 90ºС, избыток воздуха за котлом α_ух = 1,3, Q_р = 40 МДж/кг;

2. Зависимость энтальпии продуктов сгорания от температуры при α = α_ух дана в табличной форме

, ºС	100	200
I, кДж/кг	1825	3660

3. Влиянием t_гв на КПД котла пренебречь;

4. Величину продувки принять равной 1,5%;

5. Используя нормативную литературу, провести: расчет [t_ст.мин]; определить из условия t_ст.мин > [t_ст.мин]; оценить q₃, q₄, q₅; рассчитать q₂, КПД и расход топлива для t'_вп = 30ºС и t'_вп = 50ºС.

20. Классификация котлов.

21. Типы и характеристики золоуловителей.

22. Парообразующие поверхности нагрева. Типы парообразующих поверхностей.

23. Конструкции пароперегревателей и их основных конструктивных узлов. Взаимное движение теплоносителя и рабочего тела. Способы поддержания температуры перегретого пара.

24. Выбрать компоновку пароперегревательного тракта и способа регулирования температуры пара для котла типа Еп-500-13,8-540 КТ.

Рекомендации к выполнению задания:

1. Число ступеней пароперегревателя, наличие ширм, последовательность включения по пару и газам, наличие байпаспрования;

2. Выбор способа регулирования температуры пара высокого и низкого давления (впрыск, поверхностный регулятор, ППТО, рециркуляция газов, дополнительная поверхность, байпасирование газового потока, изменение избытка воздуха, поворот горелок, работа с отключением ярусов).

25. Поверхности нагрева паровых котлов типа Е и типа П. Компоновки паровых котлов и обоснование их выбора. Прямоточные котлы Рамзина, Зульцера, Бенсона-Сименса.

26. Виды компоновки и пути интенсификации теплообмена в поверхностях нагрева воды и пара, расположенных в опускном конвективном газоходе котла.

Рекомендации и указания к ответу:

Дать оценку повышения скорости сред, оребрения внутреннего и наружного, применения труб малых диаметров, компоновки трубных пучков и их характеристик, экранирования газохода, температурного уровня и др.

27. Предложить принципиальное компоновочное решение для экономайзера котла типа П 480-13,8-560 КТ, имеющего П-образную компоновку и сжигающего экибастузский уголь с КПД, равным 90 %.

Температура газов перед первой ступенью ТВП ′_вп1 = 300 ºС; температуры воздуха за ступенями ТВП: t″_вп1 = 230 ºС (I″_вп1 = 1284 кДж/кг), t_гв = 330 ºС (I_гв = 1843 кДж/кг), β_срII = 1,15.

Влиянием на энтальпию продуктов сгорания присосов пренебречь. Продувку не учитывать. Зависимость энтальпии продуктов сгорания от температуры дана в табличной форме.

, ºС	300	400	500	600
I, кДж/кг	2580	3489	4423	5373

Рекомендации и указания к ответу:

1. Определить расход топлива;

2. Оценить расход воды на экономайзер и его тепловосприятие;

3. Провести оценку возможности выполнения экономайзера в одну и две ступени;

4. В качестве критерия принять температуру газов перед второй ступенью воздухоподогревателя.

28. Обосновать выбор схемы пароперегревательного тракта (по ходу дымовых газов и по ходу пара) для котла Еп-500-13,8-540/540.

Рекомендации к выполнению задания:

1. Учесть число ступеней пароперегревателя, наличие ширм, последовательность включения по пару и газам, наличие байпасирования;

2. Способы регулирования температуры пара высокого и низкого давления (впрыск, поверхностный регулятор, ППТО, рециркуляция газов, дополнительная поверхность, байпасирование газового потока, изменение избытка воздуха, поворот горелок, работа с отключением ярусов).