Котел де 16 14 инструкция по эксплуатации. Техническое описание котлов типа де

ТЕХНИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ КОТЛОВ ТИПА ДЕ

Назначение, технические данные и устройствокотлов типа ДЕ

Паровые котлы ДЕ предназначены для выработки насыщенного или перегретого пара, используемого для технологических нужд промышленных предприятий, а также систем отопления, вентиляции и горячего водоснабжения.

Основные характеристики и параметры котлов приведены в таблице 1.

Котлы двухбарабанные вертикально-водотрубные выполнены по конструктивной схеме «Д», характерной особенностью которой является боковое расположение топочной камеры относительно конвективной части котла.

Основными составными частями котлов являются верхний и нижний барабаны, конвективный пучок и образующие топочную камеру левый топочный экран (газоплотная перегородка), правый и задний топочные экраны, а также трубы экранирования фронтовой стенки топки.

Во всех типоразмерах котлов внутренний диаметр верхнего и нижнего барабанов составляет 1000 мм. Длина цилиндрической части барабанов увеличивается с повышением паропроизводительности котлов от 2250 мм для котлов 4 т/ч до 7500 мм для котлов 25 т/ч. Расстояние между осями барабанов 2750 мм.

Барабаны изготавливаются из листовой стали марки 16ГС ГОСТ5520-79 толщиной 13 и 22 мм для котлов с рабочим абсолютным давлением соответственно 1,4 и 2,4 МПа (14 и 24 кгс/см 2 ).

Для доступа внутрь барабанов в переднем и заднем днищах имеются лазы.

Конвективный пучок образован коридорно-расположенными по всей длине цилиндрической части барабанов вертикальными трубами Ø51х 2,5 мм, присоединяемыми к верхнему и нижнему барабанам.

Ширина конвективного пучка составляет 1000 мм для котлов паропроизводительностью 10; 25 т/ч и 890 мм – для остальных котлов.

Продольный шаг труб конвективного пучка 90 мм, поперечный – 110 мм (кроме среднего, расположенного по оси барабанов шага, равного 120 мм). Трубы наружного ряда конвективного пучка устанавливаются с продольным шагом 55 мм; на вводе в барабаны трубы разводятся в два ряда отверстий.

В конвективных пучках котлов 4; 6,5 и 10 т/ч устанавливаются продольные чугунные или ступенчатые стальные перегородки. Котлы 16 и 25 т/ч перегородок в пучке не имеют.

Конвективный пучок отделен от топочной камеры газоплотной перегородкой (левым топочным экраном), в задней части которой имеется окно для входа газов в пучок.

Трубы газоплотной перегородки, правого бокового экрана, образующего также под и потолок топочной камеры, и трубы экранирования фронтовой стенки вводятся непосредственно в верхний и нижний барабаны.

Поперечное сечение топочной камеры для всех котлов одинаково. Ее средняя высота составляет 2400 мм, ширина – 1790 мм. Глубина топочной камеры увеличивается с повышением паропроизводительности котлов от 1930 мм для ДЕ – 4 т/ч до 6960 ммдля ДЕ – 25 т/ч.

Таблица 1

К таблице

Минимальная нагрузка котлов по пару в зависимости от состояния горелки 20-30%от расчетной.

Максимальная нагрузка котлов по пару с учетом достаточного дутья и тяги (кратковременная) для котлов ДЕ-4-10ГМ-120%от расчетной; для котлов ДЕ16-25ГМ-110% от расчетной.

Температура питательной воды - 100°С (+10; -10).

Температура дутьевого воздуха перед горелкой – не ниже 10°С.

Буква “О” в заводском обозначении котлов означает: котел в обшивке и изоляции.

При комплектации котлов, работающих на мазуте, стальным экономайзером, для увеличения срока службы последних, необходимо предусматривать дополнительные подогреватели питательной воды, обеспечивающие подогрев воды перед экономайзером до 130°С (для увеличения температуры стенки змеевиков экономайзера).Это связанно с имеющей место в данных условиях низкотемпературной, сернистой коррозией, интенсивно протекающей при конденсации сернистой кислоты на более холодные, ниже точки росы стенки металла.

Заводом возможна комплектация котлов паропроизводительностью 4; 10 т/ч компактными стальными экономайзерами, поставляемыми одним блоком с котлом и установленными в нижний барабан подогревателями питательной воды.

Трубы правого топочного экрана Ø51х2,5 мм устанавливаются с продольным шагом 55 мм; на вводе в барабаны трубы разводятся в два ряда отверстий.

Экранирование фронтовой стенки выполняется из труб Ø51х2,5 мм.

Газоплотная перегородка изготовлена из труб Ø51х2,5 мм или Ø51х4 мм, установленных шагом 55 мм. На вводе в барабаны трубы также разводятся в два ряда отверстий. Вертикальная часть перегородки уплотняется вваренными между трубами металлическими проставками. Участки разводки труб на входе в барабаны уплотняются приваренными к трубам металлическими пластинами и шамотобетоном.

Основная часть труб конвективного пучка и правого топочного экрана, а также трубы экранирования фронтовой стенки топки присоединяются к барабанам вальцовкой. Для увеличения прочности вальцовочных соединений в стенках отверстий, просверленныхпод вальцуемых труб, накатано по одному кольцевому углублению. При вальцовке металл трубы заполняет углубление, создавая лабиринтное уплотнение.

Трубы газоплотной перегородки присоединяются к барабанам электросваркой или вальцовкой: часть труб газоплотной перегородки, правого топочного экрана и наружного наряда конвективного пучка, которые устанавливаются в отверстиях, расположенных в сварных швах или околошовной зоне, крепятся к барабану электросваркой или вальцуются.

Исполнение заднего экрана топки, возможно, в двух вариантах:

1. Трубы заднего экрана топки Ø51х2,5 мм, установленные с шагом 75 мм, привариваются к верхнему и нижнему коллекторам экрана Ø159х6 мм, которые в свою очередь, привариваются к верхнему и нижнему барабанам. Концы коллекторов заднего экрана со стороны, противоположной барабанам, соединяются необогреваемой рециркуляционной трубой Ø76х3,5 мм, для защиты рециркуляционных труб и коллекторов от теплового излучения в конце топочной камеры устанавливаются две трубы Ø51х2,5 мм, присоединяемые к барабанам вальцовкой.

2. С – образные трубы Ø51х2,5 мм, образующие задний экран топки, устанавливаются с шагом 55 мм и присоединяются к барабанам вальцовкой.

Пароперегреватели котлов 4; 6,5 и 10 т/ч выполнены змеевиковыми из труб Ø32х3 мм.

Пароперегреватель одноступенчатый, устанавливается за первой частью конвективного пучка в месте поворота конвективного газохода. Насыщенный пар из верхнего барабана одной перепускной трубой направляется во входной верхний коллектор пароперегревателя Ø159х6 мм. Выход перегретого пара осуществляется из нижнего коллектора.

На котлах 16 и 25 т/ч на давление 1,4 и 2,4 МПа с перегревом пара 225°С и 250°С пароперегреватели вертикальные, из двух рядов труб Ø51х2,5 мм. Трубы наружного ряда при вводе в коллекторы Ø159х6 мм обсажены до Ø38 мм. Пароперегреватель двухступенчатый располагается в начале конвективного пучка (напротив выходного окна из топки). Наружный ряд пароперегревателя, выполненный из обсаженных труб, служит одновременно частью ограждающей стенки блока котла. Насыщенный пар из верхнего барабана направляется перепускными трубами Ø108х4,5 мм в верхний коллектор первой ступени перегрева, расположенной второй по ходу газов. Пройдя трубы первой ступени, нижний коллектор Ø159х6 мм и трубы второй ступени перегрева, пар подается на выход коллектор Ø159х6 мм.

Пароперегреватель котла ДЕ-25-24-380 ГМ змеевиковый из труб Ø38х3 мм, двухступенчатый и располагается в начале конвективного пучка по всей ширине газохода. Для регулирования перегрева применяется поверхностный пароохладитель, размещенный в нижнем барабане котла, и два регулирующих клапана.

Насыщенный пар из верхнего барабана перепускными трубами Ø108х4,5 мм направляется в верхний коллектор первой ступени перегрева (второй по ходу газов). Пройдя по змеевикам и первой ступени, пар из нижнего выхода коллектора направляется либо двумя трубами Ø108х4,5 мм в пароохладитель, либо одной трубой Ø108х4,5 мм в нижний коллектор второй ступени перегрева (первой по ходу газов).

Пройдя вторую ступень, пар через верхний коллектор подается на выход. Коллекторы пароперегревателя выполнены из труб Ø159х6 мм.

Котлы паропроизводительностью 4; 6,5 и 10 т/ч выполнены с одноступенчатой схемой испарения. В котлах 16; 25 т/ч – двухступенчатая схема испарения. Во вторую ступень испарения, при помощи поперечных перегородок в барабанах, включена задняя часть левого и правого экранов топки, задний экран и часть конвективного пучка, расположенная в зоне с более высокой температурой газов.

Питание второй ступени испарения осуществляется из первой ступени по перепускной трубе Ø108 мм, проходящей через поперечную разделительную перегородку верхнего барабана. Контур второй ступени испарения имеет не обогреваемые опускные трубы Ø159х4,5мм.

Опускным звеном циркуляционных контуров котлов 4; 6,5 и 10 т/ч, и первой ступени испарения котлов 16 и 25 т/ч являются последние по ходу газов наименее обогреваемые ряды труб конвективного пучка.

Вводяном пространстве верхнего барабана находятся питательная труба и отбойные щиты, в паровом объеме – сепарационные устройства.

В нижнем барабане размещается устройство для парового прогрева воды при растопке, перфорированный трубопровод продувки и патрубки для спуска воды.

В качестве первичных сепарационных устройств используются установленные в верхнем барабане отбойные щиты и направляющие козырьки, обеспечивающие подачу пароводяной смеси на уровень воды. В качестве вторичных сепарационных устройств, применяются дырчатый лист и жалюзийный сепаратор.

Отбойные щиты, направляющие козырьки, жалюзийные сепараторы и дырчатые листы выполняютсясъемными для возможности полного контроля и ремонта вальцовочных соединений труб с барабаном и самого барабана. Все сепарационные устройства крепятся к полухомутам, приваренным к барабану, с помощью шпилек и гаек. Разборка и сборка жалюзийных сепараторов и дырчатых листов выполняется поэлементно. Разборка отбойных щитов начинается с нижнего щита. Сборка сепарационных устройств осуществляется в обратной последовательности.

При сборке паросепарационных устройств, следует обратить внимание на создание плотности в местах соединения отбойных щитов между собой и в местах крепления их к полухомутам, а также в местах присоединения направляющих козырьков к полосе со шпильками: установить новые паронитовые прокладки, смазанные графитом.

При необходимости корректировки водно-химического режима котлов ввод фосфатов следует предусмотреть линию между экономайзером и котлом.

На котлах паропроизводительностью 4; 6,5 и 10 т/ч предусмотрена непрерывная продувка из нижнего коллектора заднего экрана (в случае, когда задний экран имеет коллектора). На котлах паропроизводительностью 4; 6,5 и 10 т/ч у которых задний экран топки выполнен из С-образных Ø51 мм, периодическая продувка котлов совмещена с непрерывной, осуществляемой из фронтового днища нижнего барабана: врезку трубопровода периодической продувки рекомендуется выполнить в промежутке между запорным и регулирующим органом на линии непрерывной продувки.

Котлы паропроизводительностью 16 и 25 т/ч имеют непрерывную продувку из второй ступени испарения (соленый отсек) верхнего барабана и периодическую продувку из чистого и соленого отсеков нижнего барабана и нижнего коллектора заднего экрана (в случае, когда задний экран имеет коллектора).

Выход дымовых газов из котлов паропроизводительностью 4; 6,5 и 10 т/ч осуществляется через окно, расположенное на задней стенке котла. На котлах паропроизводительностью 16 и 25 т/ч выход дымовых газов – через окно в левой боковой стенке котла в конце (по ходу газов) конвективного пучка.

Для очистки наружной поверхности труб конвективного пучка от отложений котлы оборудуются стационарными аппаратами обдувки или генератором волн (ГУВ).

Аппарат обдувки имеет трубу с соплами, которую необходимо вращать при проведении обдувки. Наружная часть аппарата крепиться к обшивке левой конвективной стенки котла. Вращение обдувочной трубы производиться вручную с помощью маховика и цепи.

Для обдувки используется насыщенный или перегретый пар работающих котлов при давлении не менее 0,7 МПа.

Генератор ударных волн, как и газо-импульсная очистка (ГИО) является представителем ударно волнового метода очистки, основанного на взаимодействии загрязненных поверхностей нагрева с ударной волной и высокоскоростным потоком продуктов сгорания, которые образуются при сгорании порохового заряда.

Устройство портативного типа массой 17кг состоит из собственно генератора ударных волн с дистанционным спусковым механизмом, соответствующего ствола и порохового заряда.

Для проведения мероприятий с использованием данного метода очистки, котлы оборудуются специальными патрубками и установочными площадками (узлами крепления к обшивке).

Для удаления сажевых отложений из конвективного пучка на левой стенке котла устанавливаются лючки.

У всех котлов имеются три лючка гляделки – два на правой боковой и один на задней стенках топочной камеры.

Лазом в топку могут служить отверстие взрывного клапана или фурма горелки.

Взрывные клапаны на котлах 4; 6,5; 10 т/ч располагаются на фронте котла. На котлах 16 и 25 т/ч три взрывных клапана – один на фронтовой стенке и два на газоходе котла.

Котлы изготавливаются на заводе в виде одного транспортабельного блока, смонтированного на опорной раме и включающего в себя: барабаны, трубную систему, пароперегреватель (для котлов с перегревом пара), каркас, изоляцию и обшивку.

Котлы также могут быть изготовлены блоком безустановленных на заводе изоляции и обшивки: в этом случае изоляция и обшивка блока котла осуществляется на монтаже в порядке, описанном ниже.

Плотное экранирование боковых стенок (относительный шаг труб S=1,08), потолка и пода топочной камеры позволяет применить на котлах легкую изоляцию толщиной 100 мм, укладываемую на слой шамотобетона толщиной 15-20 мм, нанесенного по сетке. В качестве изоляции применяются асбестовермикулитовые плиты или равноценные им по теплофизическим свойствам.

Обмуровка фронтовой стенки выполняется из огнеупорного шамотного кирпича классаА или Б диатомового кирпича, изоляционных плит, обмуровка задней стенки – из огнеупорного шамотного кирпича и изоляционных плит.

Для уменьшения присосов воздуха изоляция снаружи покрывается металлической листовой обшивкой толщиной 2 мм, которая приваривается к каркасу.

Обмуровочные и изоляционные материалы заводом не поставляются.

Техническая документация на выполнение изоляции проектным организациям и заказчикам.

Блоки котлов, в маркировке которых последняя буква – О, изготавливаются и поставляются заводом в изоляции и обшивке.

В качестве изоляции на этих котлах применяется муллитокремнеземистый войлок МКРВ-200 ГОСТ 23619-79 и минеральная вата повышенной температуростойкости ТУ36.16.22-31-89, укладываемые между плотными ограждающими поверхностями нагрева и обшивкой котла.

Для уплотнения межтрубных зазоров при входе в барабаны, во взрывных клапанах, фланцах горелки, крышках лаза и других узлах используется асбестовый картон КАОН-1-5 ГОСТ 2850-80 и асбестовый шнур ШАОН 22 ГОСТ 1779-83.

Листы обшивки поставляемых в изоляции блоков, имеют толщину 3 мм, 2 мм – для котлов поставляемых без изоляции, и привариваются по всему контуру примыкания к элементам каркаса.

Подробнее об изоляции (обмуровке) котлов сказано в разделах, посвященных монтажу и ремонту котлов.

Опорная рама воспринимает нагрузку от элементов котла, работающих под давлением котловой воды, а также обвязочного каркаса, изоляции и обшивки.

Нагрузка от элементов котла, работающих под давлением и котловой воды, передается на опорную раму через нижний барабан.

Для установки нижнего барабана в конструкции опорной рамы предусмотрены фронтовая и задняя поперечные балки с опорными подушками, а также опоры – две справа от барабана (со стороны топки) на поперечных балках и две слева от барабана на продольной балке.

Нижний барабан на фронте котла закрепляется неподвижно посредством приварки барабана к поперечной балке опорной рамы через кольцо и неподвижными опорами. Каркас и обшивка со стороны фронта котла крепятся к нижнему барабану также неподвижно. Тепловое расширение барабана предусмотрено в сторону заднего днища, для чего задние опоры выполненыподвижными . На заднем днище нижнего барабана устанавливается репер дляконтроля за тепловым расширением барабана (котла). Установка реперов для контроля над тепловым расширением котлов в вертикальном и поперечном направлениях не требуется, так как конструкция котлов обеспечивает тепловое перемещение в этих направлениях.

Для сжигания топочного мазута и природного газа на котлах устанавливаются газомазутные горелки ГМП и ГМ (табл.1).

Основными узлами горелок являются газовая часть, лопаточный аппарат для завихрения воздуха, форсуночный узел с основной и резервной паромеханическими форсунками и захлопками, служащими для закрывания отверстий снятой форсунки.

На фронте горелки предусмотрена установкагляделки и запально-защитного устройства.

Камера сгорания двухступенчатого сжигания топлива, устанавливаемая на котлах 25 т/ч, включает в себя корпус, внутреннюю и наружную обечайки и тангенциальный завихритель воздуха.

Топливо в полном количестве подается в горелку ГМП-16, установленную с фронта камеры сгорания двухступенчатого сжигания топлива. Туда же, через кольцевую щель, образованную наружным корпусом и внутренней обечайкой камеры сгорания, подается первичный воздух (70% от общего количества воздуха, необходимого для полного сгорания топлива), вторичный воздух (30% от общего количества) поступает через кольцевую щель и тангенциальный завихритель камеры. Направления вращения первичного и вторичного воздуха совпадают.

Камера сгорания двухступенчатого сжигания топлива защищена от излучения факела огнеупорной кладкой из шамота класса «А».

Амбразура горелки ГМП-16 конического типа с углом раскрытия 35° на сторону, у горелки ГМ-10, ГМ-7, ГМ-4,5 и ГМ-2,5 – конического типа с углом раскрытия 25° на сторону.

Горелки ГМ-7, ГМ-4,5 и ГМ-2,5 по воздуху – вихревые, горелка ГМ-10 – прямоточно-вихревая.

Котлы являются сейсмостойкими при сейсмическом воздействии интенсивностью до 9 баллов (по шкале МSК-64) включительно.

Конструкция котлов постоянно совершенствуется, поэтому отдельные узлы и детали могут несколько отличатьсяот описанных в

инструкции.

АРМАТУРА, КОНТОЛЬНО-ИМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ И ПРИБОРЫ БЕЗОПАСНОСТИ КОТЛОВ ТИПА ДЕ

Каждый котел комплектуется двумя пружинными предохранительными клапанами.

На котлах без пароперегревателя оба клапана устанавливаются на верхнем барабане котла.

На котлах с пароперегревателем один клапан устанавливается на барабане, второй - на выходном коллекторе пароперегревателя.

Регулирование клапанов производится согласно указаниям соответствующего раздела «Инструкции по монтажу».

На котлах предусматривается по два указателя уровня воды прямого действия, которые присоединены к трубам, сообщающимися с паровым объемами верхнего барабана.

В котлах паропроизводительностью 16 и 2,5 т/ч с двухступенчатой схемой испарения один из указателей уровня воды подключен к чистому отсеку, второй –к соленому.

Установка указателей и их обслуживание производятся согласно сопроводительной техдокументации завода и Правилпо котлах (раздел 6.3).

Котлы комплектуются необходимым количеством манометров и арматуры. ..

Котлы паровые серии ДЕ – это двухбарабанные, вертикально-водотрубные устройства с естественной циркуляцией, D-образной топочной камерой и конвективным пучком, размещенным параллельно топочной камере.

Поставляются такие устройства одним транспортабельным блоком (котел в обшивке и изоляции с поставленной горелкой; возможно исполнение с интегрированным ), в наборе с КИП, арматурой, а также гарнитурой, лестницами, площадками, пароперегревателем.

Устройство и преимущества котлов ДЕ

Котлы серии ДЕ обладают следующими преимуществами:

• Надежность в эксплуатации и повышенный ресурс.
• Достаточно высокий КПД – до 93%.
• Возможность осуществления работы в режиме парообразования и водонагревания.
• Котел транспортабелен, поставляется на одном блоке, просто устанавливается и подключается к инженерным коммуникациям.

Оборудование серии ДЕ состоит из 2-х барабанов (верхнего и нижнего), трубной системы, дополнительных составляющих. В качестве плоскостей нагрева используются экономайзеры.

По согласованию с заказчиком все котлы оснащаются отечественными или зарубежными горелками. Модификации ДЕ, предназначенные для применения и газообразного топлива, могут оборудоваться системой чистки поверхностей нагрева.

Топочная камера располагается с боковой стороны от конвективного пучка, оснащенного вертикальными трубами, развальцованными как в верхнем, так и нижнем барабанах.

Состав топочного блока: конвективный пучок, фронтовой, боковой и задний экраны. Конвективный пучок отделен от топочной камеры газоплотной перегородкой, в ее задней части имеется окно, предназначенное для непосредственного входа газов в пучок.

Для обеспечения поддержания скоростей газов непосредственно в конвективных пучках установлены продольные ступенчатые переборки.

Так, дымовые газы, проходя полностью по всему сечению конвективного пучка, выходят через переднюю стену в короб, размещенный над топочной камерой, и по нему протекают к .

Котлы паровые газомазутные серии ДЕ принадлежат к виду двухбарабанных вертикальных водотрубных устройств и предназначены для промышленной выработки насыщенного пара, давление которого 1,4 МПа, а температура 194°С.

Так, устройства ДЕ 25 используют для получения пара, применяемого для технологических работ промышленных компаний; в качестве отопительного оборудования; в системах вентиляции и горячего водоснабжения.

Паровой котел ДЕ 25 14 имеет следующие составные части: верхний и нижний барабаны с поперечником 1000 мм, конвективный пучок и топочная камера, расположенная с боковой стороны конвективной части устройства вдоль конвективного пучка.

При этом, расстояние между осями барабанов для всех типоразмеров выполняется одинаковым, а повышение паропроизводительности до 25 т/ч достигается за счет наращивания длины барабанов, топочной камеры, а также конвективного пучка.

Оборудование ДЕ 10 14 и ДЕ 4 14

Рассмотрим, что означает маркировка “паровой котел ДЕ 10 14 250ГМ”:
10 – мощность, 10 тонн пара/в час.
14 – давление, 1,4 МПа.
250 – температура разогретого пара, 250 `C
ГМ – картина горючего: ГМ – жидкое горючее (газ, мазут и т.д.).

Такие паровые установки поставляются единым транспортабельным блоком в специальной обмуровке и обшивке. В набор поставки входит горелка газомазутная, арматура в границах котла, лестницы, площадки.

Котел паровой ДЕ 4 14, паропроизводительность которого – до 4 т/ч, имеет поперечник верхнего и нижнего барабанов 700 мм, другие виды – 1000 мм. Расстояние между барабанами – 1700 и 2750 мм (максимально допустимое по требованиям транспортировки блока). Для непосредственного доступа внутрь барабанов во фронтальном и заднем днищах имеются лазовые затворы.

Характеристики котла парового ДЕ 16 14

Котел паровой ДЕ 16 14 обладает двухступенчатой схемой парообразования. Ко второй ступени относится задняя часть экранов камеры, а также часть конвективного пучка, находящаяся в зоне с наивысшей температурой газов. Контуры двухступенчатой схемы парообразования имеют необогреваемую систему. В устройствах с производительностью 16 т/ч пароперегреватель – вертикальный, дренируемый из двух линий труб.

Так как очень удобно, если поставщик имеет возможность предложить проектные работы, установку и последующее обслуживание оборудования.

Паровой котел ДЕ-16-14ГМ-О - газомазутный, вертикально-водотрубный паровой котел с естественной циркуляцией, основными элементами которого являются барабан верхний, барабан нижний, а также экранированная топочная камера и конвективный пучок.

Технические характеристики котла ДЕ-16-14ГМ-О

Базовая комплектация в сборе:

Блок котла в сборе в обшивке и изоляции

Лестницы и площадки

Горелка ГМ-10

Дополнительная комплектация:

В котле ДЕ-16-14ГМ-О применяется одноступенчатая система испарения. Вода циркулирует следующим образом: питательная подогретая вода подается в верхний барабан под уровень воды. В нижний барабан вода поступает по экранным трубам. Из нижнего барабана вода поступает в конвективный пучок, под нагревом превращаясь в пароводяную смесь, поднимается в верхний барабан.

Основными составными частями котла ДЕ-16-14ГМ-О являются верхний и нижний барабаны, конвективный пучок и образующие топочную камеру: левый топочный экран, газоплотная перегородка, правый боковой экран, трубы экранирования фронтовой стенки топки и задний экран.

Трубы перегородки и правого бокового экрана, образующего также под и потолок топочной камеры, вводятся непосредственно в верхний и нижний барабаны. Концы труб заднего экрана котла ДЕ-16-14ГМ-О привариваются к верхнему и нижнему коллекторам. Трубы фронтового экрана котла привариваются к коллекторам.

Для сжигания топочного мазута и природного газа на котёл ДЕ-16-14ГМ-О устанавливается газомазутная горелка ГМ-10.

Барабаны котла ДЕ-10-16-14ГМ-О:

Верхний барабан котла ДЕ-16-14ГМ-О

Нижний барабан котла ДЕ-16-14ГМ-О

Лаз котла ДЕ-16-14ГМ-О

Трубная система котла ДЕ-16-14ГМ-О:

Экранные трубы котла ДЕ-16-14ГМ-О

Конвективные (кипятильные) трубы котла ДЕ-16-14ГМ-О

Трубы опускные и перепускные ДЕ-16-14ГМ-О

Коллектор верхний котла ДЕ-16-14ГМ-О

Коллектор нижний котла ДЕ-16-14ГМ-О

Арматура и водоуказательные приборы к котлу ДЕ-16-14ГМ-О

Федеральное агентство по образованию Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Московская академия коммунального хозяйства и строительства

Факультет инженерных систем и экологии

Кафедра теплогазоснабжения и вентиляции

Курсовой проект

дисциплина: Теплогенерирующие установки

на тему: Тепловой расчет котла ДЕ16 - 14ГМ

Москва, 2011

Введение

Газомазутный вертикально-водотрубный паровой котел типа ДЕ16 т/ч предназначен для выработки насыщенного и слабоперегретого пара, идущего на технологические нужды промышленных предприятий, в системы отопления, вентиляции и горячего водоснабжения. Топочная камера котла размещается сбоку от конвективного пучка, образованного вертикальными трубками, развальцованными верхнем и нижнем барабанах. Ширина топочной камеры по осям боковых экранных труб - 1790 мм. Основными составными частями котлов являются верхний и нижний барабаны, конвективный пучок, фронтовой, боковой и задний экраны, образующие топочную камеру. Трубы правого бокового экрана, образующего также пол и потолок топочной камеры, вводятся непосредственно в верхний и нижний барабаны. Трубы фронтового экрана развальцованы в верхнем и нижнем барабанах. Диаметр верхнего и нижнего барабанов 1000 мм. Расстояние между барабанами по вертикали 2750 мм. Длина цилиндрической части барабанов - 7500 мм. Для доступа внутрь барабанов в переднем и заднем днище каждого из них имеются специальные лазы. Материал барабанов для котлов с рабочим давлением 1,36 МПа и 2,36 МПа сталь 16ГС, толщина стенки соответственно 13 и 22 мм. В водяном пространстве верхнего барабана находится питательная труба и труба для ввода фосфатов, в паровом объёме - сепарационные устройства. В нижнем барабане размещаются перфорированные трубы для продувки, устройство для парового прогрева воды в барабане при растопке и патрубки для спуска воды.

Котлы паропроизводительностью 16 т/ч имеет непрерывную продувку из второй ступени испарения (соленый отсек) верхнего барабана и периодическую продувку из нижнего барабана нижнего коллектора заднего экрана в случае его наличия. Котлы ДЕ16-14ГМ выполнены с двухступенчатой схемой испарения. Во вторую ступень испарения при помощи поперечных перегородок в барабанах включена задняя часть правого и левого экранов топки, задний экран и часть конвективного пучка, расположенного в зоне с более высокой температурой газов. Питание второй ступени испарения осуществляется из первой по перепускной трубе диаметром 108 мм, проходящей через поперечную разделительную перегородку верхнего барабана. Контур второй ступени испарения имеет необогреваемые опускные трубы диаметром 159x4,5 мм. Опускным звеном циркуляционных контуров котлов и первой ступени испарения являются последние по ходу газов наименее обогреваемые ряды труб конвективного пучка. Конвективный пучок от топочной камеры отделён газоплотной перегородкой, в задней части которой имеется окно для входа газов в пучок. Перегородка выполнена из вплотную поставленных (S=55 мм.) и сваренных между собой труб диаметром 51 х 2,5 мм. При вводе в барабаны трубы разводятся в два ряда. Места разводки уплотняются металлическими проставками и шамобетоном. Выход дымовых газов из котлов осуществляется через окно в левой боковой стенке в конце конвективного пучка. Все типоразмеры котлов имеют одинаковую циркуляционную схему. Контур боковых экранов и конвективного пучка замкнуты непосредственно на барабан.

Пароперегреватель вертикальный, дренируемый из двух рядов труб диаметром 51 х 2,5 мм.

Обмуровка фронтовой стены выполнена из шамотного кирпича толщиной 125 мм и нескольких слоев изоляционных плит толщиной 175 мм, общая толщина обмуровки фронтовой стены 300 мм обмуровка задней стены состоит из слоя шамотного кирпича толщиной 65 мм и нескольких слоев изоляционных плит толщиной 200 мм. Общая толщина обмуровки составляет 265 мм. для уменьшения присосов газовый тракт котла снаружи изоляции покрывается металлической листовой обшивкой толщиной 2 мм, которая приварена к обвязочному каркасу.

В качестве хвостовых поверхностей нагрева котлов применяются чугунные экономайзеры из труб ВТИ.

Котлы оборудованы стационарными обдувочными аппаратами, расположенными от них с левой стороны. Для обдувки котлов используется насыщенный или перегретый пар давлением не менее 0,7 МПа.

Каждый котел ДЕ снабжен двумя пружинными предохранительными клапанами, один из которых является контрольным.

Диапазон регулирования нагрузок 20-100% номинальной паропроизводительностью. Допускается работа с нагрузкой 110% номинальной паропроизводительности.

Исходные данные

Паропроизводительностью - 16 т/ч (4,44 кг/с)

Давление - 1,4 МПа (14 атм)

Температура питательной воды - 95°С

Вид топлива - мазут малосернистый.

Температура воздуха на входе в котел -

Теплоемкость воздуха при -

Температура уходящих газов - 200°С

Сухой остаток исходной воды - 400 мг/кг

Процент возврата конденсата - 50 %.

Конструктивные характеристики котельного агрегата ДЕ16-14ГМ:

Объем топки по чертежам

Полная поверхность стен топки по чертежам

Лучевоспринимающая поверхность топки

Диаметр труб конвектива

Шаг труб поперечный

Шаг труб продольный

Средняя высота труб

Ширина газохода

Средняя высота газохода

Число труб в ряду газохода

Число рядов труб газохода

Сечение для прохода газов газохода

Поверхность нагрева пучка

1.
Расчет объемов воздуха и продуктов сгорания

Низшая теплотворная способность жидкого топлива:

Теоретическое количество воздуха, необходимое для сжигания 1 мі топлива:

Теоретическое количество образующихся продуктов сгорания при сжигании жидкого топлива при коэффициенте избытка воздуха :

Трехатомных газов:

двухатомных газов:

водяных паров:

При коэффициенте избытка воздуха >1

Значение коэффициента избытка воздуха в топке:

Газоход котла:

Экономайзер:

Объём избыточного воздуха в продуктах сгорания по элементам котла составит:

Газоход

Экономайзер

Избыточный объём водяных паров в продуктах сгорания по элементам котла:

Газоход

Экономайзер

Действительный суммарный объём дымовых газов по элементам котла:

Газоход

Экономайзер

Объемная доля трехатомных газов по элементам котла:

Газоход

Экономайзер

Объемная доля водяных паров по элементам котла:

Газоход

Экономайзер

Суммарная объемная доля по элементам котла:

Газоход

Экономайзер

2. Энтальпия воздуха и продуктов сгорания

где , , , - удельные теплоёмкости соответственно трёхатомных газов, водяных паров, двухатомных газов (азота) и воздуха, ,, их значения приведены таблице.

Энтальпия воздуха на входе в котел:

Энтальпия теоретически необходимого объема воздуха.

Топочная камера:

Газоход котла:

Экономайзер:

Энтальпия теоретически необходимого объема продуктов сгорания.

Топочная камера:

Газоход котла:

Экономайзер:

Энтальпия продуктов сгорания при избытке воздуха .

где - энтальпия избыточного воздуха при температуре, соответствующей температуре продуктов сгорания.

Топочная камера:

Газоход котла:

Экономайзер:

3. Расчетный тепловой баланс и расход топлива

Тепловым балансом котельного агрегата называют равенство между поступившей в него теплотой и суммой выработанной полезной теплоты и теплоты, израсходованной на покрытие тепловых потерь. Поступившую в котельный агрегат теплоту называют располагаемой теплотой.

где - низшая теплота сгорания рабочей массы топлива, кДж/кг;

Теплота, внесенная в котельный агрегат воздухом при подогреве его вне агрегата, кДж/кг:

где - коэффициент избытка воздуха;

Теплосодержание теоретически необходимого количества воздуха на входе в котельный агрегат и холодного воздуха, кДж/кг;

Физическая теплота, внесенная топливом, кДж/кг:

где - удельная теплоемкость рабочего топлива, кДж/(кг·К);

Температура топлива, єС, (для мазута принимается в зависимости от его вязкости 90-130 єС:

Теплота, вносимая в агрегат при паровом распыле жидкого топлива, кДж/кг:

где - энтальпия пара, идущего на распыление топлива, кДж/кг.

На котлах серии ДЕ установлены газомазутные горелки типа ГМГм, с паромеханическим распылением с незначительным расходом пара, поэтому величиной можно пренебречь.

Тепловой баланс составляется для котельного агрегата на 1 кг жидкого или 1 м3 газообразного топлива при нормальных условиях.

Уравнение теплового баланса:

где - полезная теплота, выработанная котельным агрегатом, кДж/кг;

Потеря теплоты с уходящими продуктами горения, кДж/кг:

где - энтальпия уходящих газов, определяемая по h-t диаграмме, при соответствующих значениях коэффициента избытка воздуха за котлом выбранной температуре уходящих газов, кДж/кг;

Энтальпия теоретически необходимого объема холодного воздуха, определяемая при температуре воздуха, поступающей в котел .

Потеря теплоты от химической неполноты сгорания, кДж/кг;

Потеря теплоты от механической неполноты сгорания, имеет место только при сжигании твердого топлива;

Потеря теплоты в окружающую среду (от наружного охлаждения), кДж/кг;

Физическая теплота, внесенная топливом при сжигании топлива. Можно не учитывать.

Расчет теплового баланса котельного агрегата.

Энтальпия воздуха на входе в котел при теплоемкости воздуха на входе в котел:

Энтальпия уходящих газов:

Потери тепла с уходящими газами:

Потери тепла от химической теплоты сгорания по нормативному методу:

Потери тепла от механического недожога по нормативному методу:

Потери тепла от потерь в окружающую среду по нормативному методу:

Сумма тепловых потерь:

КПД котла:

Расчет топлива.

Паропроизводительность котла - .

Температура питательной воды на входе в водяной экономайзер:

Энтальпия питательной воды на входе в водяной экономайзер:

Энтальпия пара за котлом:

Полезная мощность котла:

Расход топлива:

Коэффициент сохранения тепла в топке:

4. Поверочный расчет топочной камеры

Поверочный расчет топки котельного агрегата производиться с целью определения параметров, характеризующих тепловые режимы работы топки. Проверяется соответствие температуры продуктов сгорания на выходе из топки условиям эксплуатации.

Температура уходящих газов:

Полная площадь стен топки (суммарная площадь всех поверхностей, ограничивающих объем топочной камеры (экранированных и неэкранированных стен, свода, выходного окна, пола и т.д.)):

Площадь лучевоспринимающей поверхности топки:

Объем топочной камеры:

Степень экранирования топки:

воздух сгорание тепловой котел

Коэффициент загрязнения или закрытия экранов (учитывает снижение тепловосприятия экранов вследствие их загрязнений или закрытия огнеупорной массой их поверхности):

Среднее значение коэффициента тепловой эффективности всей топки:

Параметр поля температур в топке:

Эффективная толщина излучающего слоя:

Полезное тепловыделение в топке:

Теоретическая (адиабатная) температура горения по графику h-t диаграммы:

Средняя суммарная теплоемкость продуктов сгорания:

где - энтальпия продуктов сгорания на выходе из топки при принятой температуре сгорания за топкой с последующим уточнением.

Давление в топочной камере (для топок, работающих без наддува) принимается - .

Суммарное парциональное давление трехатомных газов в топке:

Объемная доля водяных паров топки - :

Степень черноты несветящейся части пламени:

где , - содержание углерода и водорода в рабочей массе жидкого топлива;

Коэффициент избытка воздуха в топке.

Коэффициент ослабления светящейся частью газомазутного пламени:

Степень черноты светящейся части пламени:

Степень черноты топки.

где - коэффициент заполнения объема топки светящимся пламенем (зависит от теплового напряжения объема топки и вида сжимаемого топлива, так, для независимо от нагрузки для жидкого топлива. При , для жидкого топлива).

При значении коэффициент :

Так как разница расчетной температуры и предварительно задавшиеся больше 50єС, проводится повторный расчет задавшись полученным расчетным значением.

Средняя суммарная теплоемкость продуктов сгорания:

Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами:

Коэффициент ослабления лучей несветящейся частью топочной среды:

Степень черноты несветящейся части пламени:

Коэффициент ослабления лучей сажистыми частицами:

Коэффициент ослабления светящейся частью газомазутного пламени:

Степень черноты светящейся части пламени:

Степень черноты топки.

где - эффективная степень черноты топки:

Расчетная температура уходящих газов на выходе из топки:

Температура попадает в интервал , считаем её действительной.

Энтальпия продуктов сгорания на выходе из топки -

Тепло, переданное излучением:

Удельная нагрузка лучевоспринимающей поверхности нагрева:

5. Поверочный тепловой расчет конвективных поверхностей нагрева

Задаемся двумя значениями температур продуктов сгорания при коэффициенте избытка воздуха в газоходе котла: :

Теплота, отданная продуктами сгорания:

где - коэффициент сохранения тепла;

присос воздуха в конвективную поверхность нагрева, определяемый как разность коэффициентов избытка воздуха на входе и выходе из неё;

энтальпия присасываемого воздуха в конвективную поверхность, при температуре воздуха ;

Энтальпия продуктов сгорания перед поверхностью нагрева при ;

Энтальпия продуктов сгорания после рассчитываемой поверхности нагрева, определяемая для двух предварительно принятых температур после конвективной поверхности нагрева:

Температурный напор в газоходе:

где - температура продуктов сгорания перед расчетным газоходом;

- температура охлаждающей среды, для паровых котлов принимается равной температуре кипения воды при действительном давлении в котле (Приложение 1 - таблица насыщенного водяного пара).

Средняя температура продуктов сгорания в газоходе:

Средняя скорость продуктов сгорания в газоходе:

где - расход топлива;

- действительный суммарный объем дымовых газов в газоходе образующийся при сгорании 1 кг жидкого топлива при соответствующем коэффициенте избытка воздуха;

- площадь живого сечения для прохода продуктов сгорания при поперечном омывании гладких труб.

Коэффициент теплоотдачи конвекцией от продуктов сгорания к поверхности нагрева:

где - поправка на число рядов труб по ходу продуктов сгорания, определяется при поперечном омывании коридорных пучков по номограмме (Рис.3 «Учебно-методического пособия к выполнению курсовой работы»);

Поправка на компоновку пучка, определяется по номограмме (Рис.3 «Учебно-методического пособия к выполнению курсовой работы»):

Коэффициент, учитывающий влияние изменения физических параметров потока, определяется при поперечном омывании коридорных пучков по номограмме (Рис.3 «Учебно-методического пособия к выполнению курсовой работы»):

при - ,

при - ;

Коэффициент теплоотдачи, определяемый по номограмме (Рис.3 «Учебно-методического пособия к выполнению курсовой работы»):

при - ,

при - .

Толщина излучающего слоя для гладкотрубных пучков:

Давление в газоходе (для котлов, работающих без наддува) принимается - .

Суммарная объемная доля трехатомных газов - .

Суммарное парциональное давление трехатомных газов в газоходе:

Коэффициент ослабления трехатомными газами:

Суммарная оптическая толщина:

Степень черноты газового потока:

Температура загрязненной стенки:

где - температура охлаждающей среды, для паровых котлов принимается равной температуре кипения воды при действительном давлении в котле (Приложение 1 - таблица насыщенного водяного пара). и - энтальпия продуктов сгорания после рассчитываемой поверхности нагрева при при

для работы на природном газе/мазуте
производительностью 16,0 т/ч

Котёл ДЕ-16-14ГМ-О (Е-16-1,4ГМ) - паровой котёл, основными элементами которого являются верхний и нижний барабаны, топка, образованная экранированными стенками, с горелкой и пучок вертикальных труб между барабанами.

Технические характеристики

Устройство и принцип работы котла ДЕ-16-14ГМ-О (Е-16-1,4ГМ)

У котла ДЕ-16-14ГМ-О (Е-16-1,4ГМ) внутренний диаметр верхнего и нижнего барабанов составляет 1000 мм.

Трубы перегородки и правого бокового экрана, образующего также под и потолок топочной камеры, вводятся непосредственно в верхний и нижний барабаны. Концы труб заднего экрана привариваются к верхнему и нижнему коллекторам. Трубы фронтового экрана котла ДЕ-16-14ГМ-О (Е-16-1,4ГМ) развальцованы в верхнем и нижнем барабанах.

В водяном пространстве верхнего барабана находятся питательная труба и труба для ввода фосфатов, в паровом объёме - сепарационное устройство. В нижнем барабане размещаются устройство для парового прогрева воды в барабане при растопке и патрубки для спуска воды, перфорированные трубы для периодической продувки.

Топочная камера котла ДЕ-16-14ГМ-О (Е-16-1,4ГМ) отделена от конвективного пучка газоплотной перегородкой, в задней части которой расположено окно для входа газов в пучок. Перегородка изготовлена из плотно поставленных и сваренных между собой труб. При входе в барабаны трубы разводятся в два ряда. Вертикальная часть перегородки уплотняется вваренными между трубами металлическими проставками. Конвективный пучок котла ДЕ-16-14ГМ-О (Е-16-1,4ГМ) образован коридорно-расположенными вертикальными трубами, развальцованными в верхнем и нижнем барабанах.

Исполнение заднего экрана топки возможно в двух вариантах:

Трубы заднего экрана топки привариваются к верхнему и нижнему коллекторам экрана, которые в свою очередь, привариваются к верхнему и нижнему барабанам. Концы коллекторов заднего экрана со стороны, противоположной барабанам, соединяются необогреваемой рециркуляционной трубой. Для защиты рециркуляционных труб и коллекторов от теплового излучения в конце топочной камеры устанавливаются две трубы, присоединённые к барабанам вальцовкой.

С-образные трубы, образующие задний экран топки и присоединённые к барабанам вальцовкой.

У котла ДЕ-16-14ГМ-О (Е-16-1,4ГМ) перегородки в конвективном пучке отсутствуют, а необходимый уровень скоростей газов поддерживается также изменением ширины пучка. Дымовые газы проходят по всему сечению конвективного пучка и выходят через переднюю стенку в газовый короб, который размещён над топочной камерой. Далее через газовый короб дымовые газы проходят к экономайзеру, размещённому сзади котла ДЕ-16-14ГМ-О (Е-16-1,4ГМ).

В котле ДЕ-16-14ГМ-О (Е-16-1,4ГМ) применено двухступенчатое испарение. Во вторую ступень испарения внесена задняя часть экранов топки и конвективного пучка, расположенного в зоне с более высокой температурой газов. Контуры второй ступени испарения имеют необогреваемую опускную систему.

Контуры боковых экранов и конвективного пучка котла ДЕ-16-14ГМ-О (Е-16-1,4ГМ), а также фронтового экрана котла замкнуты непосредственно на барабаны. Контуры заднего экрана котла ДЕ-16-14ГМ-О (Е-16-1,4ГМ) соединяются с барабаном через промежуточные коллекторы: нижний - раздающий (горизонтальный) и верхний - собирающий (наклонный). Концы промежуточных коллекторов со стороны, противоположенной барабанам, объединены необогреваемой рециркуляционной трубой.

В качестве первичных сепарационных устройств используются установленные в верхнем барабане отбойные щиты и направляющие козырьки, обеспечивающие подачу пароводяной смеси на уровень воды. В качестве вторичных сепарационных устройств применяются дырчатый лист и жалюзийный сепаратор.

В котле ДЕ-16-14ГМ-О (Е-16-1,4ГМ) пароперегреватели вертикальные, дренируемые из двух рядов труб диаметром 51х2,5.

Для сжигания топочного мазута и природного газа на котел ДЕ-16-14ГМ-О (Е-16-1,4ГМ) устанавливается газомазутная горелка ГМП.

Основными узлами горелки являются: газовая часть, лопаточный аппарат для завихрения воздуха, форсуночный узел с основной и резервной паромеханическими форсунками.

Котёл ДЕ-16-14ГМ-О (Е-16-1,4ГМ) комплектуется необходимым количеством арматуры и контрольно-измерительными приборами.

Перевод парового котла ДЕ-16-14ГМ-О (Е-16-1,4ГМ) в водогрейный режим позволяет, кроме повышения производительности котельных установок и уменьшения затрат на собственные нужды, связанные с эксплуатацией питательных насосов, теплообменников сетевой воды и оборудования непрерывной продувки, а также сокращения расходов на подготовку воды, существенно снижать расход топлива.

Среднеэксплуатационный КПД котлоагрегата, использованного в качестве водогрейного, повышается на 2,0-2,5%.

Котёл ДЕ-16-14ГМ-О (Е-16-1,4ГМ) поставляется заказчику одним транспортабельным блоком (блок в обшивке и изоляции установленной горелкой; возможно исполнение со встроенным экономайзером) в комплекте с КИП, арматурой и гарнитурой в пределах котла, лестницами и площадками, пароперегревателем (по дополнительному договору).

Эту страницу находят по следующим запросам: ДЕ-16-14ГМ-О (Е-16-1,4ГМ), ДЕ-16-14ГМ-О, Е-16-1,4ГМ, де 16-14гм-о, е 16-1,4гм, де 16 14гм о, е 16 1,4гм, де 16 14, е 16 1,4, котел де 16 14, котел е 16 1,4, де 14, е 1,4, де 16, е 16 1,4, котел де 14, котел е 1,4, котел де 16, котел е 16 1,4, де 16 14 де котел де 16 14 котлы де 16 14 паровой котел де 16 14 паровые котлы де 16 14 водогрейные котлы де 16 14 схема котла де 16 14 устройство котла де 16 14 автоматика де котел де котлы де.