Українська   English
ДонНТУ   Портал магистров

Реферат по теме выпускной работы Определение рациональных технологических параметров работы топки НТКС

Содержание

Введение

Стационарные паровые котлы ДКВР (двухбарабанные котлы водотрубные реконструированные) предназначены для выработки насыщенного пара давлением до 13 атмосфер и перегретого пара давлением до 13 атмосфер температуры до 250 оС. Существуют различные типы котлов. Первое число после наименования котла обозначает его номинальную производительность в тоннах в час, второе – рабочее давление пара в барабане или за паронагревателем в атмосферах, третье – температуру перегретого пара при наличии перегревателя в градусах Цельсия. Расчетный коэффициент полезного действия котлов составляет 90-92%. Котел может работать на твердом жидком и газообразном топливе. При работе котла на газе или мазуте возможно повышение паропроизводительности на 40-50%.

Исходные данные в нашей работе:

-Паропроизводительность = 6,5 т/ч.

-Пар насыщенный, рабочее давление пара = 13 кгс/см.

-Топливо уголь марки АРШ

-Конвективная поверхность 171 м2.

1. Актуальность темы

Расчет производится для оценки показателей экономичности и надежности агрегата при работе на заданном топливе, выбора вспомогательного оборудования и получении исходных данных для проведения расчетов: аэродинамического, гидравлического, температур металла и прочности труб, интенсивности золового уноса, коррозии и т.д.

Технологии обжига производственного и строительного сырья применяются в разных отраслях промышленности. Тонкие операции термической переработки материалов требуют использования специальных конструкционных решений. Одним из них является печь кипящего слоя (КС), отличающаяся сложной конструкцией и многофункциональностью.

Недостатками данной конструкции является то, что кипящий слой, становится неоднородным, в частности, в пристеночном пространстве из-за разности скоростей ожижающего агента по сечению аппарата.

Неоднородность кипящего слоя и наличие газовых пузырей ухудшают тепло- и массообмен между стенками аппарата и твердой фазой, а также увеличивается унос мелкой фракции твердого материала, не исключена возможность налипания частиц твердого материала на поверхности жалюзи.

Эксплуатация котлов с топками низкотемпературного кипящего слоя не отличается от эксплуатации котлов, оборудованных серийными слоевыми топочными устройствами. Однако, более динамичное протекание процесса горения топлива требует повышенного к нему внимания и как следствие, необходимости его максимальной автоматизации. Надежная и экономичная работа котельных установок зависит от хорошо организованного обслуживания, технического состояния оборудования и квалификации персонала.

2. Цель и задачи исследования

Целью данной работы является определение рациональных технологических параметров работы топки НТКС.

В данной работе был рассчитан и спроектирован котел типа ДКВР 6,5-13. Котел ДКВР 6,5-13 предназначен для производства насыщенного и перегретого пара для технологических нужд промышленных предприятий, в системы отопления, вентиляции и горячего водоснабжения. Внешний вид котла ДКВР представлен на рис.1.

Рисунок 1 - Внешний вид котла ДКВР

Исходные данные в нашей работе:

-Паропроизводительность = 6,5 т/ч.

-Пар насыщенный, рабочее давление пара = 13 кгс/см.

-Топливо уголь марки АРШ

-Конвективная поверхность 171 м2.

Эти котлы по праву считаются одними из наиболее производительных агрегатов. При своей высокой эффективности паровые котлы экономичны. Также безоговорочные преимущества: работа на практически любом виде топлива, схема работы агрегата гарантирует надежность, высокий КПД работы. Устройства не требуют особого обслуживания. Котлы также не нуждаются в специальных условиях для работы.

Для обжига и утилизации большинства, сырьевых и отходных продуктов используются конструкции, в основе которых заложена цилиндрическая вертикальная шахта. Некоторые модели отличаются переменным сечением. Средние размеры составляют 9-12 м по высоте и 6-8 м в диаметре. Сама шахта имеет сварное исполнение на стальных листах, толщина которых достигает 12 мм. Внутри конструкции используется типовая футеровка мелким шамотным кирпичом. Рабочую основу печи кипящего слоя формирует воздухораспределительная подина (панель подачи) с воздушным коробом. В зависимости от конкретного проекта эта часть может выполняться жаростойкой, беспровальной и обеспечивающей равномерность воздушных потоков по всему внутреннему пространству конструкции. Аппарат кипящего слоя относится к области обработки материалов в кипящем слое. Недостатками данной конструкции является то, что кипящий слой, заторможенный на периферии аппарата жалюзийной насадкой, становится неоднородным, в частности, в пристеночном пространстве из-за разности скоростей ожижающего агента по сечению аппарата.

Неоднородность кипящего слоя и наличие газовых пузырей ухудшают тепло- и массообмен между стенками аппарата и твердой фазой, а также увеличивается унос мелкой фракции твердого материала, не исключена возможность налипания частиц твердого материала на поверхности жалюзи.

При подъеме газовых пузырей возникают силы, вызывающие интенсивную поперечную вибрацию вертикальных стержней.

Недостатками вертикальных вставок является то, что невозможно регулировать амплитуду их колебаний при различных числах псевдоожижения, что не позволяет добиться максимальной вибрации, кроме того, существует вероятность передачи вибрации на корпус аппарата, приводящая к его разрушению.

3. Устройство котла ДКВР

Котел ДКВР состоит из двух горизонтально расположенных барабанов: верхнего и нижнего. Нижней барабан укорочен настолько, что не попадает в пределы топки. Это повышает надежность работы котла, так как не требуется защита от излучения факела части барабан обращенный в топку. В паровом пространстве верхнего барабана расположены сепарационные устройства. В водяном пространстве верхнего барабана находится питательная труба и труба для непрерывной продувки. В нижнем барабане размещается перфорированная труба для периодической продувки и устройство для прогрева барабана при растопке. Для котлов с производительностью от 6,5 тонн в час и выше верхний и нижний барабаны соединены между собой кипятильными трубами, завальцованными в верхний и нижний барабаны. Задние кипятильные трубы являются опускными, а передние подъемными. Все вместе они образуют конвективную поверхность нагрева котла или конвективный пучок. На боковых стенках топки расположены экранные трубы. Они образуют радиационную поверхность нагрева котла. Верхние концы экранных труб завальцовываются в верхнем барабане, а нижние привариваются к коллекторам. Для создания циркуляционного контура коллекторы соединены с верхним барабаном водоопускнуми трубами и присоединены к нижнему барабану водоперепусными трубами. Котел ДКВР 10-13 конструктивно отличается от котлов меньшей производительности: у него приподнят нижний барабан под который сделан лаз в топку котла. Котел имеет дополнительные фронтовой и задний экраны.

Выводы

У агрегатов с поддержкой кипящего слоя немало достоинств, обусловленных высокой производительностью, функциональностью и гибкостью в структурном переустройстве. Особенно последние модели удобны возможностями модульной компоновки, что позволяет с минимальными затратами интегрировать печную станцию в инфраструктуру предприятий с индивидуальной проектировкой. Что касается самого процесса эксплуатации, то преимущества обжига в печах кипящего слоя заключаются в низких показателях топливного расхода, возможности применения сырья мелкой фракции (0,6-2 мм) и технической надежности. Отмечается и высокое качество готового продукта переработки, но это касается лишь отдельных материалов. Если говорить о минусах печей КС, то главным будет высокий коэффициент пылеуноса шихты. Уносимая из теплотехнических узлов пыль составляет 25 % от общего объема выпуска.

Данный расчет выполнен применительно для сжигания углей АРШ с зольностью 22,9% (ранее сжигался уголь Т с зольностью 16,1% в количестве ВТ= 1747 т/год, ЦТ = 5700руб/т).

Благодаря нашим экономическим расчетам мы определили, что нам на реконструкцию потребуется Крек=3 000 000 руб, при этом срок окупаемости получается 6,3 лет и годовой экономический эффект является 114600 руб/год.

Список источников

  1. Файловый архив студентов «StudFiles» [Электронный ресурс] // Энергетика: сайт. – URL: https://studfiles.net/ preview/1191872/
  2. Чернетченко Г.Б. , Плевако А.П. Экология Энергетика [Электронный ресурс]: статья. / Г.Б. Чернетченко. – Электронные данные. – Павлодар: Вестник Инновационного Евразийского университета, 2011. URL: https://articlekz.com/article/13579
  3. Сжигание угля в кипящем слое и утилизация его отходов / Ж.В. Вискин, В.И. Шелудченко, А.И. Иванов, В.В. Кравцов. – Донецк «Новый мир»,1997. – 284 с.
  4. Расчеты аппаратов кипящего слоя: справочник / А. П. Баскаков; [А.П. Баскаков и др.]; под ред. И.П. Мухленова и др. - Л. : Химия, Ленингр. отд, 1986. - 350с.
  5. Исследование математических моделей процессов обезвоживания обогащенного угля способом «кипящего слоя» / В.Н. Павлыш [и др.]// Розробка родовищ 2015 [Электронный ресурс] = Mining of mineral despots : щорічний науково-технічний збірник / ДВНЗ "Нац. гірн. ун-т" та ін. ; редкол.: В. Бондаренко (гол. ред.) та ін. - Дніпропетровськ : Літограф, 2015. - С.163-166.
  6. Исследование шахтных теплоэнергетических процессов и создания систем управления: отчет о НИР(промежуточный): Н-21-2000 / Донецкий национальный технический университет; ДонНТУ; рук. Гавриленко Б.В.; исполн.: Оголобченко А.С. [и др.]. - Донецк, 2003. – 115 с.
  7. Исследование и разработка печей и ванн с кипящим слоем для термической обработки малогабаритных изделий: автореф. дис. ... канд. техн. наук: 05.14.04 / Ю. И. Алексеев; Алексеев Юрий Иванович; Уральск. политех. ин-т им. С.М. Кирова. - Свердловск, 1980. - 22 с.