Производственно-отопительная котельная установка с паровым котлом и водяным экономайзером (стр. 10 из 11)
Число рядов труб:
| m = n/z1 | (57) |
| где z1 – принятое число труб в ряду. | |
m = 80/ 5 = 16
Окончательно принимаем к установке блочный водяной экономайзер ВТИ с количеством труб в ряду 16
Для очистки от внешних отложений, особенно между ребрами, чугунные водяные экономайзеры снабжаются устройствами, предназначенными для обдувки наружных поверхностей труб паром или сжатым воздухом. Так как обдувка эффективна на определенной глубине труб, чугунные водяные экономайзеры компонуются в группы от четырех до восьми рядов труб, между которыми оставляется разрыв около 500 мм, где расположен обдувочный аппарат [15, рис. 5-11, С. 191]. Т.о. принятый экономайзер компонуем следующим образом: 4+8+4
Экономайзер соединён с последним газоходом котла металлическим, изолированным коробом (см. рис. 6). К нижней первой по ходу воды трубе и верхней последней присоединяются специальные патрубки и коллекторы для установки арматуры и приборов - воздушников, предохранительных клапанов, задвижек, обратных клапанов, термометров и манометров. Обвязка водяного экономайзера по воде показана на чертеже графической части данной курсовой работы.
Рис. 4. Детали чугунного водяного экономайзера системы ВТИ
[7, рис. IV.13, С.124]: а - ребристая труба; б - соединение труб
Рис. 5.Типоразмеры блочных экономайзеров системы ВТИ
Рис. 6. Пример установки одноколонкового экономайзера ВТИ за котлом ДКВр-10-13
12 Подбор взрывных предохранительных клапанов
Помещения котельных установок, в которых расположены агрегаты, работающие на газовом или жидком топливе, не относятся к взрывоопасным помещениям. Но при авариях, а также несоблюдении Правил безопасности и эксплуатационных инструкций в них могут образовываться взрывоопасные концентрации газа, а искрение электроприборов или внесение открытого огня могут вызвать взрыв газовоздушной смеси, разрушение оборудования и строительных конструкций.
Во избежание разрушений при возможном взрыве газовоздушной смеси предохранительные взрывные клапаны устанавливаются в местах, где могут образоваться газовые мешки.
В соответствии с Правилами безопасности эксплуатации для котлов производительностью 6,5 т/ч в верхней части топки устанавливаются взрывные клапаны общей площадью не менее 0,5 м2. На последнем газоходе котла, экономайзере и золоуловителе устанавливают не менее 2 клапанов с минимальной общей площадью 0,5 м2.
Принимаем для установки над топкой один взрывной предохранительный клапан круглым сечением(1,413 м2). Также устанавливаем два клапана того же размера на втором газоходе котла, два в верхней части экономайзера, … на боровах от каждого котла к дымовой трубе.
Принимаем конструкцию предохранительных взрывных клапанов из асбестовой мембраны толщиной 5 мм с крестообразными шлицами глубиной 2 мм (свободно лежащую асбоглиняную плиту). Со стороны газохода под мембраной ставим сетку из металлической проволоки диаметром 1 мм и размерами ячеек 50×50 мм. Эта сетка придает клапану механическую прочность при возможном прикосновении к асбесту снаружи. Прочность заделки клапана в кладке обеспечивается упорными лапами из уголков, привариваемых к коробу. Асбестовые пластины, свободно лежащие над проёмом пластины, опираются на выступающие элементы КА или кирпичную кладку. По периметру пластина уплотняется мятой огнеупорной глиной.
На горизонтальных и вертикальных стенках газоходов устанавливаем предохранительные взрывные клапаны откидного типа. Они представляют собой пластину, соединенную с рамой при помощи нижних петель, на которых она откидывается при взрыве. Крышка изготовлена в виде плиты из смеси огнеупорной глины с асбестом, армированной металлической сеткой.
При размещении клапана так, что при его срабатывании могут быть травмированы люди, предусматриваем защитный козырёк и отвод.
Кроме того, согласно Правилам Ростехнадзора в котельных, работающих на пылевидном и газовом топливе, площадь остеклённых проемов стен, световых и вентиляционных фонарей должна составлять не менее 30% поверхности одной из наибольших наружных стен. Эти остеклённые проёмы, а также открывающиеся наружу двери могут рассматриваться как предохранительные взрывные клапаны. В конструкции покрытия здания котельной установки должна быть предусмотрена легко сбрасываемая кровля. Для того чтобы остекленный проём мог срабатывать как предохранительный клапан, его рама, закреплённая на боковых петлях должна легко открываться наружу.
13 Проверка баланса теплоты КА
По окончании поверочного теплового расчета котла и конструктивного расчета хвостовых поверхностей нагрева определяется величина невязки теплового баланса, которая не должна превышать 0,5%.
Абсолютная невязка определяется по формуле:
 , кДж/м3 (кДж/кг) | (58) |
| гдеQрr – располагаемое количество теплоты; ηКА – КПД брутто котельного агрегата; Qт – количество теплоты, воспринятой в топке; QКП – количество теплоты, воспринятой в конвективных пучках; QВЭ – количество теплоты, воспринятой в водяном экономайзере. | |
Примечание: Количество теплоты, воспринятое воздухоподогревателем, не учитывается исходя из особенностей его работы: воздухоподогреватель увеличивает энтальпию газов в топочной камере и за счет этого, увеличивает тепловосприятие поверхностей нагрева котла. Вклад воздухоподогревателя в тепловой баланс учтен тепловосприятием поверхностей нагрева котла.
кДж/м3Относительная невязка:
 | (59) |
- расчет верен. Проведение поверочного расчёта котлоагрегата необходимо при проектировании и реконструкции теплогенерирующих установок. Результаты расчёта являются базой для последующего подбора оборудования, определения теплотехнических, экономических и экологических показателей работы теплогенерирующей установки.
В заключении необходимо привести основные результаты теплового расчета котла:
- расчетный расход топлива при номинальной мощности, кг/ч, кг/с;
- КПД "брутто" котла, %;
- значения тепловых потерь котла q2 ... q6 , %;
- значения температур газов и воды (пара) до и после отдельных поверхностей нагрева, °С.
Теплогенерирующие установки являются дорогостоящим сооружением, требующим привлечения больших капитальных и эксплуатационных затрат. Кроме того, в выбросах котлов содержатся токсичные вещества, которые определяют низкое качество атмосферного воздуха в городах России.
При сжигании углеводородного топлива образуются следующие виды токсичных веществ: оксид углерода СО (4-й класс опасности), диоксид серы SО2 (3-й класс опасности), диоксид азота NO2 (2-й класс опасности), полициклические углеводороды (главным образом бенз(а)пирен С20Н12 (1-й класс опасности)), а также взвешенные вещества (зола, сажа и коксовые остатки), токсичность которых зависит от содержащихся в них примесей.
Достаточно подсчитать экономию средств за год при повышении коэффициента полезного действия котла на 0,1...1 %, чтобы убедиться в важной роли профессионального подхода к решению вопросов проектирования и эксплуатации теплогенерирующих установок.
Котельная с 5 котлами марки ДКВр-6,5-13 в год потребляет топлива:
млн. м3 п.г./год.где 5500 – число часов использования установленной мощности для паровой котельной установки, ч/год.
Затраты на закупку топлива (природного газа) ориентировочно составят:
тыс. руб. в годгде 1,6 – ориентировочная стоимость топлива (средне рыночные цены) за 2008 г. Для других видов топлива:
Если КПД брутто котлоагрегата повысится всего на 1%, тогда:
1. изменится расход топлива на один КА:
млн. м3 п.г./год.2. затраты на закупку топлива в таком случае составят:
тыс. руб. в год3. экономия средств:
тыс. руб. в год.Пропорционально должна снизиться и нагрузка на окружающую среду. Чем меньше будет сжигаться топлива, тем меньше поступит токсичных веществ в атмосферу, что в конечном итоге позволит снизить плату за выбросы вредных веществ.