Введение
В инженерной практике тепловой расчет котлоагрегата производят при переходе с одного вида топлива на другой, а также при необходимости выяснить теоретический расход топлива на котел. Это дает возможность оценить эффективность его сжигания.
Данная работа содержит справочные материалы, формулы и номограммы, необходимые для выполнения поверочного и конструктивного тепловых расчетов паровых котлов малой мощности и экономайзеров из чугунных ребристых труб в качестве хвостовой поверхности.
Целью конструктивного расчета является определение площади поверхностей нагрева элементов котла при заданных паропроизводительности, параметрах пара и характеристиках топлива. При этом расчете по известным температурам продуктов сгорания и среды, воспринимающей теплоту, устанавливают тепловосприятие элемента, температурный напор и коэффициент теплопередачи, а по уравнению теплообмена – требуемую площадь поверхности нагрева.
Поверочный расчет определяет величины, характеризующие работу элементов при известных конструктивных параметрах. Такой расчет выполняется для топки и для труб кипятильного пучка. При поверочном расчете топки задаются температурой газа на выходе из нее и производят расчет теплообмена излучением, вычисляя при этом температуру газов за топкой. Допустимое отклонение 100ºС. При расчете кипятильных труб также предварительно задаются температурой газов за этой поверхностью, по разности энтальпий выясняют её тепловосприятие. Затем определяют коэффициент теплопередачи, повторно устанавливают тепловосприятие поверхности. Допустимое отклонение 2%. При большем отклонении расчет повторяют при новом значении температуры.
Тепловой баланс котельного агрегата составляется с использованием нормативных данных. Уравнение позволяет вычислить часовой расход топлива, коэффициент полезного действия.
В формулах энтальпии газов отнесены к 1 кг сожженного топлива, энтальпии пара и воды – к 1 кг массы этих веществ.
Правильность выполнения теплового расчета подтверждает прямой баланс, относительная ошибка которого не должна превышать 0,5%.
Паровые котлы на твердом топливе типа «ке» производительностью 2,5-10 т/ч
Серия паровых котлов со слоевыми топками разработана Бийский котельным заводом (БиКЗ) совместно с научно-производственным объединением «Центральный котлотурбинный институт» (НПО «ЦКТИ»). Котлы типа «КЕ» имеют унифицированный верхний и нижний барабаны с внутренним диаметром 1000 мм и расстоянием между ними 2750 мм. а также боковые экраны и конвективный (кипятильный) пучок. На рис.1 показан общий вид этих котлов.
Боковые стены топочной камеры экранированы, фронтовая и задняя стены выполнены из огнеупорного кирпича (без экранов). Ширина топочной камеры котлов производительностью 2,5, 4,0, 6,5 т/ч по осям экранных труб составляет 2270 мм, ширина топочной камеры котла производительностью 10 т/ч – 2784 мм. Глубина камеры изменяется от 1690 до 2105 мм.
С правой стороны задней стенки топочной камеры котлов имеется окно, через которое продукты сгорания поступают в камеру догорания и далее в конвективный пучок.
Пол камеры догорания наклонен таким образом, чтобы основная масса падающих в неё кусков топлива скатывалась на решетку. Трубы конвективного пучка, развальцованные в верхнем и нижнем барабане, установлены с шагом вдоль барабана 90 мм и поперечным шагом 110 мм (за исключением среднего, равного 120 мм, и боковых пазух, ширина которых 195-387 мм).
В конвективном пучке разворот газов осуществляется в горизонтальной плоскости при помощи шамотной и чугунной перегородок.
Боковые экраны и крайние боковые ряды труб пучка имеют общий нижний коллектор.
В котлах применены схемы одноступенчатого испарения. Питательная вода из экономайзера подается в верхний барабан под уровень воды по перфорированной трубе. В нижний барабан котловая вода опускается по задним трубам конвективного пучка, передние трубы которого являются испарительными.
Из нижнего барабана она по перепускным трубам поступает в камеры левого и правого экранов. Кроме того, вода идет в нижние коллекторы боковых экранов из верхнего барабана по опускным стоякам, расположенным на фронте котла. Пароводяная смесь выходит из испарительных труб в верхний барабан, где происходит барботаж пара через слой воды. Отсепарированный пар проходит через дырчатый потолок, установленный на расстоянии 50 мм от верха образующей барабана, и направляется в паровой коллектор.
Рис.1. Общий вид котлов "КЕ" с цепными решетками обратного хода
Боковые стены котлов закрыты натрубной обмуровкой, состоящей из слоя шамотобетона толщиной 25 мм по сетке и нескольких слоев изоляционных плит толщиной около 100 мм. Натрубная обмуровка покрывается снаружи металлической обшивкой толщиной 2 мм, привариваемой к каркасу.
Котлы оборудуются системой возврата уноса и острым дутьем. Унос, оседающий в зольниках котла, возвращается в топку при помощи эжекторов. Воздух острого дутья вводится в топку в топку через заднюю стенку при помощи сопел диаметром 20 мм. В таблице прил.1 приведены технические характеристики котлов [1].