Тепловий та гідравлічний розрахунок котлеьного агрегату КВ-ГМ-100 (стр. 2 из 8)
Топка котла обладнана газомазутними пальниками з ротаційними форсунками типу РГМГ-20 продуктивністю 20 Гкал/год. Пальники допускають форсування: РГМГ-20 до 25 Гкал/год.
Кожен пальник типу РГМГ має автономний вентилятор первинного повітря типу 30ЦС85.
На фронтовій стіні топки котла КВ-ГМ-100 в один ярус встановлені два пальники типу РГМГ-20. Діапазон регулювання навантаження котлів – 20-100% від номінальної продуктивності.
Топка і задня стіна конвективного газоходу цілком екранована трубами Ø60×3 мм із кроком S=64 мм.
Конвективна поверхня нагрівання котла складається з трьох пакетів, розташованих у вертикальному газоході. Кожен пакет набирається з П-образних ширм, виконаних із труб Ø28×3 мм. Ширми пакетів розташовані паралельно фронту котла і встановлені таким чином, що їхні труби утворюють шаховий пучок із кроками S1 = 64 мм і S2 = 40 мм. Бокові стіни конвективного вертикального газоходу закриті трубами Ø83×3,5 мм із кроком S = 128 мм, що є одночасно колекторами для ширм конвективних пакетів.
При роботі на мазуті котли по воді повинні включатися за прямоточною схемою (підведення води здійснюється в поверхні нагрівання топкової камери, а відвід води – з конвективних поверхонь нагрівання. При роботі тільки на газоподібному паливі включення котлів по воді виконується по протиточній схемі (підведення води – у конвективні поверхні нагрівання, а відвід води – з поверхонь нагрівання топкової камери).
Якість мережної і підпиточної води повинна відповідати встановленим вимогам.
Для видалення зовнішніх відкладень із труб пакетів конвективних поверхонь нагрівання при роботі на мазуті котли обладнані установками дробевого очищення. Дріб транспортується повітрям, для чого використовується повітродувка.
Котел виконаний без несучого каркаса. Екрани топкової камери і конвективного газоходу спираються нижніми колекторами через опори на портал. Опора, розташована посередині нижнього колектора проміжного екрана топки, розміщеного між топкою і конвективним газоходом, є нерухомою.
Площадки і сходи котла кріпляться до стінок, що спираються на кронштейни порталу. Обмуровування котла – полегшене, патрубне, товщиною 110 мм. Воно складається з трьох шарів і шамотобетону, совелітових плит чи мінераловатних матраців і магнезіальної обмазки.
Котел КВ-ГМ-100 розрахований на роботу з врівноваженою тягою.
1.3Газопостачання
Газ постачається в котельню від мережі високого тиску Р ≤ 0,6 МПа. Зниження тиску газа до Р = 50 кПа у котлів КВ-ГМ-100 здійснюється в газорегулюючій установці (ГРУ), в якій передбачається для двох котлів КВ-ГМ-100 дві нитки редуцировання з регуляторами РДУК 2В-200/140. Одна нитка робоча, друга – резервна. Для двох котлів ДЕ-35-14ГМ передбачається одна нитка редуцировання з регулятором РД БК1-100/50 з байпасом, яка знижує тиск газа до Р = 60 кПа.
ГРУ розташовується в котельні на площадці з відміткою 6.000. Газообладнання котлів запроектовано з урахуванням роботи на газі пониженого середнього тиску з обладнанням автоматикою безпеки та регулювання.
В якості другого виду палива прийнятий мазут. У випадку роботи котельні тільки на мазутному паливі для розпалу котлів передбачаються штуцери для можливості підлючення газобалонної установки сжиженого газу.
Для заземлення газопроводів проектів передбачається приварка до газопроводу смуг 4×25, другий кінець яких необхідно приварити до контуру заземлення котельні.
Після монтажу до випробувань ГРУ огородити металевою сіткою, газопроводи захищати протикорозійним лакофарбовим покриттям з двох шарів емалі ХВ-125 та двох шарів грунтовки ФЛ-0,3К.
1.4 Тепловий розрахунок котла КВ-ГМ-100
Для теплового розрахунку котлоагрегату необхідна таблиця «ентальпія-температура», що виконується на ЕОМ по програмі, розробленій на кафедрі «Теплотехніка та теплові двигуни» УкрДАЗТ. Метою теплового розрахунку є визначення умов роботи всіх поверхонь нагрівання й уточнення значень температури мережної води в процесі її переміщення по гідравлічному тракту котлоагрегату.
Тепловий розрахунок повинний підтвердити дотримання основних нормативних показників по температурах продуктів згоряння в топці, на виході з неї і по газоходах, аж до температури газів, що йдуть, а також по швидкостях руху газів у газоходах котельног оагрегату й інтенсивності теплопередачі у випадку відхилення будь-яких параметрів від нормативних значень. Тепловий розрахунок служить підставою для забезпечення нормальної тривалої роботи котлоагрегату.
1.4.1 Вихідні дані для теплового розрахунку котла КВ-ГМ-100
Вид палива – природний газ з родовища Шебелінка-Харків.
Склад газу: СН4 = 92,8 %; С2Н6 = 3,9 %; С3Н8 = 1 %; С4Н10 = 0,4 %;
С5Н12 = 0,3 %; N2 = 1,5 %; СО2 = 0,1 %.
Коефіцієнт надлишку повітря:
- топка α = 1,1;
- котельний пучок α = 1,15.
Теплоносій - вода.
Температура води на вході - tвод = 70 0C.
Температура води на виході - t"вод= 1500C.
Температура холодного повітря - tх.п.=30 0С.
Нижча робоча теплота палива – Qpн = 37,3 МДж/м3.
Робочий тиск - Рвод= 2,5 МПа.
1.4.2 Тепловий баланс
Робоча розташовувана теплота палива Qрр, кДж/м3
Qpp= Qpн=37332,9.(1.1)
Температура газів, що йдуть
ух., 0С ух.=180.(1.2)Ентальпія газів, що йдуть (з I -
таблиці) Іух.., кДж/м3Іух. = 2758,696. (1.3)
Температура холодного повітря tх..n.., °С
tx.n. 
. (1.4)
Ентальпія теоретично необхідної кількості повітря (з I -
таблиці) Ix.n., кДж/м3Ix.n.=417,148. (1.5)
Втрата теплоти від хімічного недопалу (з таблиці XX[1]) q3, %
q3= 0,5. (1.6)
Втрата теплоти від механічного недопалу (з таблиці XX[1]) q4, %
q4 = 0. (1.7)
Втрата теплоти з газами, що ідуть q2, %
, (1.8) 
.Втрата теплоти у навколишнє середовище (з рисунку 5-1 [1]) q5, %
q5 = 0,2. (1.9)
Втрата теплоти зі шлаком q6, %:
q6 = 0. (1.10)
Сума теплових втрат ∑q, %
∑q=q2+ q3+ q4+ q5+ q6=6,105+0,5+0+0,2+0=6,805. (1.11)
Розрахунковий ККД котельного агрегату ηк.а..,%
ηк.а. =100-∑q = 100-6,805 = 93,195. (1.12)
Витрата води через котлоагрегат (по завданню) Gвод, т/год
Gвод=1235. (1.13)
Кількість корисно використаної теплоти Qп., кВт
. (1.14)
Витрата палива В, м3/год
. (1.15)Розрахункова витрата палива Вр, м3/год
. (1.16)
Коефіцієнт збереження теплоти φ
. (1.17)
1.4.3 Розрахунок топки
Розрахунок теплообміну в топках водогрійних котлів ґрунтується на додатку теорії подоби до топкових процесів. На базі цієї теорії розроблений нормативний метод розрахунку котельних агрегатів [1].
Об'єм топки (з заводських характеристик) Vт, м3
Vт = 388,0. (1.18)
Видима теплова напруга топкового об'єму
- дійсне розрахункове qv, кВт/м3
. (1.19)- нормативне (з таблиці XX[1]) qv0, кВт/м3
qv0= 350. (1.20)
qv <qv0.(1.21)
Діаметр труб екранів (з заводських характеристик)
, мм 
. (1.22)Відстань від осей труб до стін (з заводських характеристик) e, мм
e=30. (1.23)
Площі стін зайнятих екранами (з заводських характеристик):
- бічних Fбок., м2: (1.24)
- фронтового і заднього
, м2Fз + Fф=105. (1.25)Крок екранних труб (з заводських характеристик)
, мм 
. (1.26)Кутовий коефіцієнт екрана (з номограма 1 [1])
- бічного
: 
. (1.27)- фронтового і заднього, м2
. (1.28)Коефіцієнт забруднення (з таблиці 6-2 [1]) ξ