книги из ГПНТБ / Егоров, Н. Ф. Как эксплуатировать паровые котлы низкого давления

Н. Ф. Егоров

КАК

ЭКС11ЛУАТИРОВАТЬ

ПАРОВЫЕ

КОТЛЫ

НИЗКОГО

ДАВЛЕНИЯ

Издание второе, переработанное и дополненное

Калининградское книжное издательство 1975

6П2. 22

ЕЗО

колхозов и совхозов, высказанные ими после выхода в снег первой книги, издания 1965 г., «Как эксплуатировать па­ ровые котлы низкого давления», автор более подробно рас­ сказывает об устройстве и правилах обслуживания отопи­ тельных водогрейных котлов, котлов-парообразователей, теп­

логенераторов, применяемых в сельском хозяйстве Калинин­ градской области.

Брошюра адресована инженерам и механикам сельско­ хозяйственного производства. Она содержит материал, пре­

©Калининградское книжное издательство, 1975 г.

ВВЕДЕНИЕ

Интенсивное развитие сельского хозяйства в нашей стране потребовало внедрения боль­ шого количества новых машин. Если несколько лет тому назад на селе не находили примене­ ния паровые, водогрейные котлы и паросило­ вые установки, то сейчас почти в каждом кол­ хозе и совхозе нашей области насчитывается до восьми и более котлов-парообразователей, кормозапариваемых агрегатов и отопительных водогрейных котлов. Предназначены они для отопления служебных и производственных зда­ ний, для подогрева воздуха на птицефабриках и в закрытых парниках. Горячей водой от кот­ лов моют доильные аппараты и механизмы на молочных фермах. Пар и горячая вода от кот­ лов-парообразователей используются для при­ готовления корма скоту запариванием, а в не­ которых хозяйствах — для мойки деталей при ремонте машин и механизмов.

Промышленность поставляет сельскому хо­ зяйству различные по своему типажу, устрой­ ству и назначению котлы: чугунные типа «Уни­

3

версал», «Энергия», МГ-2 и КЧ, системы «Стреля»; стальные горизонтальные жаротруб­ ные КВ-100, -200, -300 и Д-721; вертикальные КМ-600, -1300, -1600, -2500 и другие; водона­ греватели ВЭТ-100, -200, -400, ВЖТ-100.

Отличное знание устройства котлов и уста­ новок, правильная эксплуатация их поможет обслуживающему персоналу избежать аварии и несчастных случаев.

ТОПЛИВО И ПРОЦЕССЫ ГОРЕНИЯ

При эксплуатации паровых, водогрейных котлов, теплогенераторов и других паросило­ вых установок сжигается различное топливо. В природе топливо находится в твердом виде, жидком и газообразном.

К твердому естественному топливу отно­ сятся: дрова, торф, сланцы, ископаемые угли, солома и т. д. К жидкому — нефть, а к газо­ образному — природный газ, коксовый и газ доменных печей.

Из твердого природного топлива искусствен-

.но получают древесный уголь, торфяной кокс, каменноугольный кокс, брикеты, пылевидные топлива и т. д.

Из нефти вырабатывают бензин, лигроин, керосин, дизельное топливо, соляровое масло, моторное топливо, мазут, спирт, смолы, бен­ зол, смазочные материалы.

4

Природный газ служит основой для получе­ ния светильного, генераторного и других газов.

По физико-химическому состоянию топливо подразделяется па рабочее топливо, сухое ве­ щество, горючую и органическую массы. Ра­ бочее топливо — это топливо, которое поступа­ ет в топку котла для сжигания.

В различных видах топлива находится раз­ личное количество горючих веществ. Чем больше в топливе горючих веществ, тем выше его теплотворная способность.

Теплотворная способность топлива — это количество тепла, которое выделяется при полном сгорании 1 кг твердого или жидкого топлива, либо 1 м3 газообразного. Ниже при­ водится теплотворная способность некоторых видов твердого и жидкого топлива (в кал/кг):

Почти все виды топлива состоят из одних и тех же элементов. В составе, например, рабо­ чего топлива мы находим углерод Ср, водо­

О

род Яр, серу 5Р, азот Яр, кислород Ор, сухие вещества Лр и влагу Wp. Углерод, водород и летучая сера являются горючей частью топли­ ва. Лабораторным путем установлено, что при сгорании 1 кг углерода, с образованием угле­ кислого газа, выделяется более 8 тыс. кало­ рий тепла. Калория (кал)— это количество тепла, необходимое для нагревания 1 кг воды на ГС при атмосферном давлении.

Водород в топливе находится только в со­ единении с кислородом или углеродом — сво­ бодный водород. Горит он, образуя воду. При сжигании 1 кг свободного водорода выделяет­ ся свыше 34 тыс. кал. Сера в топливе находит­ ся в соединениях и свободном состоянии (ле­ тучая сера). Горит только летучая сера — 1 кг выделяет 2,5 тыс. кал. Остальные элементы топлива составляют негорючую часть, назы­ ваемую иногда ненужным балансом топлива.

Теплотворная способность топлива может быть высшая (полная) QBи низшая (рабочая) Qh. Первая достигается лабораторным спосо­ бом при температуре горения ниже 100°С, вто­ рая — в производственных условиях, в топке котла при температуре выше 100°С. Рабочая

'теплотворная способность топлива всегда бу­ дет меньше полной на величину теплоты, за­ траченной на парообразование влаги.

Так, высшая теплотворная способность топ­ лива находится по формуле:

6

QB= 81Cp-|-300#p—26 (Op—Sp) кал/кг. (1)

Низшая теплотворная способность определя­ ется:

QH=81Cp+300tfp—26(Ор—Sp) - 6 r p кал/кг.

(2)

Все элементы (Ср, Яр, Ор, Sp, Wp) в форму­ лах учитываются в процентном содержании их в топливе.

Чтобы определить полную и рабочую тепло­ творную способность березовых дров, нужно знать элементарный состав этого вида топли­ ва в процентном содержании: Ср=35% , Яр= = 4,3%, Яр=0,4%, Ор=29,6%, Лр=0,7%,

W p = 3 0 % .

Подставляя эти числа в формулу находим:

QB= 81 -35+300-4,3-26(29,6-0) = = 3356 кал/кг,

Qh= 3356—180=3176 кал/кг.

Теплотворная способность твердого и жид­ кого топлива колеблется в пределах от 1800 до 12000 кал/кг. Такой широкий диапазон теп­ лотворной способности затрудняет расчеты для определения нужного количества тепла в хо­ зяйстве. Поэтому введено понятие «условное топливо», теплотворная способность которого равна 7000 кал/кг, или 7000 кал/м3. При пере­ счете любого топлива на условное необходимо:

7

T-Q

Где T — вес топлива, кг;

Q — теплотворная способность, кал/кг. Для Калининградской области средними нормами расхода топлива на отопительный сезон, в зависимости от наружного объема

зданий, являются следующие:

В среднем 1 кг топлива дает следующее ко­ личество пара (в кг):

Для получения 1 л горячей воды с темпера­ турой от 60 до 80°С топлива расходуется на­ половину меньше нормы расхода топлива для получения 1 кг пара. Для более точных рас-

8

четов расхода топлива необходимо учитывать состав топлива, условия его сжигания, темпе­ ратуру воды, подаваемой в котел, а также си­ лу тяги.

Виды топлива, применяемые в хозяйствах области.

Дров а . Органический состав массы дров различных пород деревьев почти одинаков. Теплотворная способность древесины листвен­ ных и хвойных пород колеблется от 2950 до 4000 кал/кг. Горючих веществ имеется в дро­ вах до 57%, золы не более 1%. Влаги со­ держится в сухих дровах до 25%, в полусу­ хих— 25—35%, в сырых — до 50%. Средняя масса 1 м3 дров 420—480 кг. Дрова, имеющие больший удельный вес при одинаковой влаж­ ности, дают больше тепла. Если принять теп­ лотворную способность 1м3 березовых дров за единицу, то для замены их другими дровами потребуется: дубовых — 0,87 м3, сосновых —

1,25 м3, ольховых— 1,26 м3, еловых— 1,33 м3,

осиновых — 1,55 м3 и т. д.

К а м е н н ы й уголь. Ископаемые угли под­ разделяют на бурые, каменные и антрацит. Считается, что бурые угли более позднего про­ исхождения. В основу классификации камен­ ных углей положен выход летучих веществ по отношению к горючей массе. Так, например, угли Донбасса по количеству летучих веществ подразделяются на шесть марок:

9