824

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

А.В. Гордеев

ГЕНЕРАТОРЫ ТЕПЛОТЫ

Учебно-методическое пособие по подготовке к лекциям, практическим занятиям

(включая рекомендации по организации самостоятельной работы)

для обучающихся по дисциплине «Генераторы теплоты» по направлению подготовки 08.03.01 Строительство

Профиль Теплогазоснабжение, вентиляция, водоснабжение и водоотведение зданий, сооружений, населенных пунктов

Нижний Новгород

2016

УДК 621.181

Гордеев А.В. / Генераторы теплоты [Электронный ресурс]: учеб.-метод. пос. / А.В. Гордеев; Нижегор. гос. архитектур. - строит. ун-т – Н. Новгород: ННГАСУ, 2016. – __ с.– 1 электрон. опт. диск (CDRW).

В настоящем учебно-методическом пособии по дисциплине «Генераторы теплоты» даются конкретные рекомендации учащимся для освоения как основного, так и дополнительного материала дисциплины и тем самым способствующие достижению целей, обозначенных в учебной программе дисциплины. Цель учебно-методического пособия — это помощь в усвоении лекций и в подготовке к практическим занятиям.

Учебно-методическое пособие предназначено для обучающихся в ННГАСУ по дисциплине «Генераторы теплоты» по направлению подготовки 08.03.01 Строительство профиль Теплогазоснабжение, вентиляция, водоснабжение и водоотведение зданий, сооружений, населенных пунктов.

Учебно-методическое пособие ориентировано на обучение в соответствии с календарным учебным графиком и учебным планом по основной профессиональной образовательной программе направления 08.03.01 Строительство, профиль Теплогазоснабжение, вентиляция, водоснабжение и водоотведение зданий, сооружений, населенных пунктов, утв. решением учёного совета ННГАСУ от 03.04.2015 г., протокол № 9

2

Оглавление

3

1. Общие положения

1.1 Цели изучения дисциплины и результаты обучения

Целями освоения учебной дисциплины «Генераторы теплоты» являются:

формирование у студентов знаний, умений и навыков по основам расчета и эксплуатации теплогенераторов систем теплоснабжения. Знания, умения и навыки необходимы при проектировании и эксплуатации теплогенераторов систем теплоснабжения, в основном использующих для получения теплоты органическое топливо, для обеспечения энергоэкономичных и экологобезопасных режимов работы.

В процессе освоения дисциплины студент должен Знать:

−нормативные документы в области проектирования теплогенераторов систем теплоснабжения;

−правила эксплуатации котлов и теплотехнического оборудования;

−методики расчета и подбора теплотехнического оборудования;

−нормативные документы в области эксплуатации теплогенераторов систем теплоснабжения Уметь:

−обоснованно принимать инженерные решения при проектировании теплогенераторов систем теплоснабжения;

−выполнять теплотехнические испытания оборудования;

−разрабатывать техническую документацию и инструкции по эксплуатации и ремонту теплогенераторов;

−разрабатывать технико-экономическое обоснование проектных решений;

−осуществлять и организовывать техническую эксплуатацию теплогенераторов и теплотехниче-

ского оборудования Владеть:

−техникой работы в компьютерных программах;

−навыками работы с технической документацией;

−навыками эксплуатации и ремонта теплогенераторов;

−современными методами проектирования теплогенераторов систем теплоснабжения;

−навыками надежной, безопасной и эффективной эксплуатации теплогенераторов

1.2Содержание дисциплины

Материал дисциплины сгруппирован по следующим разделам: 1. Введение

Общие понятия о котельных установках. Классификация котельных установок. 2. Основные элементы паровых и водогрейных котлов

Обмуровка котлов. Арматура и гарнитура котлов. Предохранительные устройства котлов. Контрольно – измерительные приборы

3. Топочные устройства.

Классификация топок Тепловая мощность топок и тепловое напряжение. Топки для сжигания

4

твердого топлива и оборудование механизированных топок. Топки для сжигания жидкого и газообразного топлива.

4. Устройство паровых и водогрейных котлов

Классификация паровых и водогрейных котлов. Поверхность нагрева. Циркуляция воды, величина напора в циркуляционном контуре, кратность циркуляции, нарушение циркуляции в котлах, причины. Типы отечественных и зарубежных паровых и водогрейных котлов.

5. Поверхности нагрева котлов

Конвективные поверхности нагрева, экономайзеры, воздухоподогреватели, пароперегреватели: назначение, устройство, схемы включения: требования «Правил устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов».

6. Эксплуатация паровых и водогрейных котлов

Основные требования «Правил устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов». Пуск котла в работу, остановка (в т.ч. аварийная). Эксплуатация автоматизированных котельных

1.3 Порядок освоения материала

Материал дисциплины изучается в соответствии с порядком, определённым в следующей таблице:

5

2. Методические указания по подготовке к лекциям

2.1 Общие рекомендации по работе на лекциях

Лекция является главным звеном дидактического цикла обучения. Ее цель — формирование основы для последующего усвоения учебного материала. В ходе лекции преподаватель в устной форме, а также с помощью презентаций передает обучаемым знания по основным, фундаментальным вопросам изучаемой дисциплины.

Назначение лекции состоит в том, чтобы доходчиво изложить основные положения изучаемой дисциплины, ориентировать на наиболее важные вопросы учебной дисциплины и оказать помощь в овладении необходимых знаний и применения их на практике.

Личное общение на лекции преподавателя со студентами предоставляет большие возможности для реализации образовательных и воспитательных целей.

При подготовке к лекционным занятиям студенты должны ознакомиться с презентаций, предлагаемой преподавателем, отметить непонятные термины и положения, подготовить вопросы с целью уточнения правильности понимания. Рекомендуется приходить на лекцию подготовленным, так как в этом случае лекция может быть проведена в интерактивном режиме, что способствует повышению эффективности лекционных занятий.

2.2Общие рекомендации при работе с конспектом лекций

Входе лекционных занятий необходимо вести конспектирование учебного материала. Конспект помогает внимательно слушать, лучше запоминать в процессе осмысленного записывания, обеспечивает наличие опорных материалов при подготовке к семинару, зачету, экзамену.

Полезно оставить в рабочих конспектах поля, на которых делать пометки из рекомендованной литературы, дополняющие материал прослушанной лекции, а также подчеркивающие особую важность тех или иных теоретических положений.

Вслучае неясности по тем или иным вопросам необходимо задавать преподавателю уточняющие вопросы. Следует ясно понимать, что отсутствие вопросов без обсуждения означает в большинстве случаев неусвоенность материала дисциплины.

2.3Общие рекомендации по изучению материала лекций

Раздел 1. Введение – 1 лекция

Цель: вызвать интерес к изучению курса, сформулировать основные термины и определения

На лекции рассматриваются история развития паровых и водогрейных котлов, основные термины и определения, краткая информация об основном и вспомогательном оборудование котельной

Раздел 2. Основные элементы паровых и водогрейных котлов – 1 лекция

Цель: изучить конструкции и основные требования к обмуровке, арматуру, гарнитуру паровых и водогрейных котлов, контрольно-измерительные приборы

На лекции рассматриваются: конструкции обмуровки котельного агрегата (тяжелая, легкая, облег-

6

ченная), основные требования к обмуровке, назначение и основные виды гарнитуры котельного агрегата (лазы, люки, лючки, взрывные предохранительные клапаны, обдувочные аппараты, заслонки для воздуха и дымовых газов), требования к гарнитуре котлов, классификация арматуры, назначение и конструкции разных типов арматуры, конструкции и требования к котловым манометрам, водоуказательным приборам

Раздел 3. Топочные устройства – 1 лекция

Цель: изучить конструкции топочных устройств при сжигании различных топлив, основы теплового расчета топок

На лекции рассматриваются следующие вопросы: классификация топок, основные теплотехнические характеристики топок, конструкции топок и топочных устройств при сжигании твердого, ждидкого и газообразного топлива, основы поверочного теплового расчета топок и выбор топочных устройств при сжигании различных видов топлива

Раздел 4. Устройство паровых и водогрейных котлов – 2 лекции

Цель: изучить конструкции современных отечественных и зарубежных котлов малой и средней производительности

Рассматриваются конструкции паровых и водогрейных котлов, обеспечение их надежной работы, основные технические характеристики котлов

Раздел 5. Поверхности нагрева котлов – 2 лекции

Цель: изучить конструкции поверхностей нагрева котлов (пароперегревателей, воздухоподогревателей, экономайзеров) и основы их теплового расчета

Рассматриваются классификация и конструкции конвективных поверхностей нагрева котлов, основы их конструктивного теплового расчета, схемы включения их в работу

Раздел 6. Эксплуатация паровых и водогрейных котлов – 1 лекция

Цель: изучить основы эксплуатации паровых и водогрейных котлов

На лекции рассматриваются следующие вопросы: пуск и останов парового и водогрейного котла, аварийная остановка котлов, основная документация в котельной, обязангнсти обслуживающего персонала котельной

7

2.4 Контрольные вопросы

1.Классификация котельных установок

2.Конструкции паровых котлов малой мощности

3.Принципиальная тепловая схема водогрейной котельной. Оборудование водогрейной котельной, его назначение

4.Как производят расчет сопротивлений газового тракта при искусственной тяге? Каковы методы преодоления этих сопротивлений?

5.Котлы ДКВр конструкция, основные характеристики, пароводяная схема

6.Гарнитура котлов

7.Котлы ДЕ конструкция, основные характеристики, пароводяная схема

8.Дымовые трубы котельных установок

9.Котлы КЕ конструкция, основные характеристики, пароводяная схема

10.Эксплуатация котельного агрегата

11.Тепловой баланс котельного агрегата. КПД котельного агрегата по прямому и обратному балансу

12.Схемы ступенчатого испарения

13.Конструкция и основные элементы парового котла (на примере котла ДКВр)

14.Материальный баланс котлоагрегата

15.Конструкция и основные элементы водогрейного котла (на примере котла КВ-ГМ)

16.Вспомогательное теплотехническое оборудование: классификация, основы расчета и подбора, компоновка в пароводяном тракте источника теплоты системы теплоснабжения

17.Состав и основные свойства жидкого топлива

18.Системы теплоснабжения: структура, классификация, теплоносители

19.Топки: их классификация, структура, показатели работы, поверочный теплотехнический расчет топок на органическом топливе.

20.Теплогенерирующая установка: структура, циклы, тракты, основное и вспомогательное теплотехническое оборудование

21.Горелочные устройства для сжигания мазута

22.Основное теплотехническое оборудование: выбор вида, количество и типоразмер теплогенератора, требования к ним.

23.Стадии проектирования объем и содержание проектной документации.

24.Сепарационные устройства котлов

25.Водяные экономайзеры

26.Котлы КВ-ГМ конструкция, основные характеристики, схема циркуляции

27.Продувка котельных агрегатов

28.Конструкции современных паровых котлов малой производительности

29.Конструкции современных водогрейных котлов малой производительности

30.Предохранительная арматура котлов

8

3. Методические указания по подготовке к практическим занятиям

3.1Общие рекомендации по подготовке к практическим занятиям

Входе подготовки к практическим занятиям необходимо изучать основную литературу, знакомиться с дополнительной литературой, а также с новыми публикациями в периодических изданиях: журналах, газетах и т.д. При этом необходимо учесть рекомендации преподавателя и требования учебной программы.

Всоответствии с этими рекомендациями и подготовкой полезно дорабатывать свои конспекты лекции, делая в нем соответствующие записи из литературы, рекомендованной преподавателем и предусмотренной учебной программой. Целесообразно также подготовить тезисы для возможного выступлений по всем учебным вопросам, выносимым на практическое занятие.

При подготовке к занятиям можно также подготовить краткие конспекты по вопросам темы. Очень эффективным приемом является составление схем и презентаций.

Готовясь к докладу или реферативному сообщению, желательно обращаться за методической помощью к преподавателю. Составить план-конспект своего выступления. Продумать примеры с целью обеспечения тесной связи изучаемой теории с реальной жизнью. Своевременное и качественное выполнение самостоятельной работы базируется на соблюдении настоящих рекомендаций и изучении рекомендованной литературы. Студент может дополнить список использованной литературы современными источниками, не представленными в списке рекомендованной литературы, и в дальнейшем использовать собственные подготовленные учебные материалы при написании курсовых и дипломных работ.

3.2Примеры задач для практических занятий

Задачи для раздела 2.

Задача 1.

Выполнить пересчет с одной массы топлива на другую. Задача 2.

Определить низшую и высшую теплоту сгорания газообразного топлива Задача 3.

Определить низшую и высшую теплоту сгорания жидкого топлива топлива Задача 4.

Рассчитать объем воздуха, необходимого для полного сгорания 1 м3 газообразного топлива. Задача 5 Рассчитать объем воздуха, необходимого для полного сгорания 1 кг жидкого (твердого) топлива. Задача 6

Рассчитать объем продуктов сгорания при сжигании 1 м3 газообразного топлива. Задача 7 Рассчитать объем продуктов сгорания при сжигании 1 кг жидкого (твердого) топлива.

Задачи для раздела 3.

Задача 1.

Найти составляющие теплового баланса для парового котла, работающего на газообразном топли-

ве

Задача 2.

Найти составляющие теплового баланса для парового котла, работающего на жидком топливе Задача 3.

Найти составляющие теплового баланса для парового котла, работающего на твердом топливе Задача 4.

9

Найти составляющие теплового баланса для водогрейного котла, работающего на газообразном топливе

Задача 5.

Найти составляющие теплового баланса для водогрейного котла, работающего на жидком топливе Задача 6 Найти составляющие теплового баланса для водогрейного котла, работающего на твердом топливе Задача 7.

Определить кпд парового котла Задача 8.

Определить кпд водогрейного котла Задача 9.

Определить расход топлива для парового котла Задача 10.

Определить расход топлива для водогрейного котла

Задачи для раздела 4.

Задача 1.

Определить геометрические характеристики топки парового котла Задача 2.

Определить геометрические характеристики топки водогрейного котла Задача 3.

Определить полезное тепловыделение в топке котла Задача 4.

Рассчитать энтальпии топлива и продуктов сгорания. Построить диаграмму энтальпий продуктов сгорания

Задача 5.

Определить температуру продуктов сгорания на выходе из топки котла, работающего на газообразном топливе

Задача 6.

Определить температуру продуктов сгорания на выходе из топки котла, работающего на жидком топливе

Задача 7.

Определить температуру продуктов сгорания на выходе из топки котла, работающего на твердомтопливе.

Задачи для раздела 5.

Задача 1.

Выполнить поверочный тепловой расчет конвективных пучков для парового котла. Задача 2.

Выполнить поверочный тепловой расчет конвективных пучков для водогрейного котла. Задача 3.

Выполнить конструктивный тепловой расчет водяного экономайзера Задача 4.

Выполнить конструктивный тепловой расчет пароперегревателя Задача 5.

Выполнить конструктивный тепловой расчет воздухоподогревателя Задача 6.

Разработать схему включения водяного экономайзера по воде

10