Bunkeren til en brøkdel av en kobber tgm 84 arbeidsprinsippet. Hei student. Generell beskrivelse av objektet

kursprosjekt

Verifikasjon termisk beregning av kjeleenheten TGM-84 merke E420-140-565

Oppgave for et kursprosjekt…………………………………………………………………

1. Kort beskrivelse kjeleanlegg …………………………………………………..…

• Forbrenningskammer………………………………………………………..……..
• Intratrum-enheter ………………………………………….…….…
• Overheter………………………………………………………………..……..
  • Strålingsoverheter……………………………………….
  • Takoverheter……………………………………………….
  • Skjermoverheter………………………………………………………
  • Konvektiv overheter…………………………………..……….
• Vannøkonomisator………………………………………………………………………
• Regenerativ luftvarmer……………………………………………….
• Rengjøring av varmeflater…………………………………………………..

1. Beregning av kjelen……………………………………………………………………….

2.1. Drivstoffsammensetning………………………………………………………………..

2.2. Beregning av volumer og entalpier av forbrenningsprodukter…………………………

2.3. Estimert varmebalanse og drivstofforbruk………………………………….

2.4. Beregning av brennkammer…………………………………………………..……...

2.5. Beregning av kjeleoverhetere…………………………………………………………..

2.5.1 Beregning av en veggmontert overheter……………………………….…….

2.5.2. Beregning av en takoverheter…………………………..……….

2.5.3. Beregning av en skjermoverheter……………………….………

2.5.4. Beregning av en konvektiv overheter…………………..……….

2.6. Konklusjon…………………………………………………………………..

1. Bibliografi……………………………………………….

Oppgaven

Det er nødvendig å foreta en verifisering av termisk beregning av TGM-84-kjeleenheten av merket E420-140-565.

I den termiske verifikasjonsberegningen, i henhold til vedtatt design og dimensjoner av kjelen for en gitt belastning og type drivstoff, temperaturen på vann, damp, luft og gasser ved grensene mellom individuelle varmeoverflater, effektivitet, drivstofforbruk, strømningshastighet og hastigheten til damp, luft og røykgasser bestemmes.

Verifikasjonsberegning utføres for å evaluere effektiviteten og påliteligheten til kjelen ved drift på et gitt brensel, identifisere nødvendige rekonstruksjonstiltak, velge hjelpeutstyr og skaffe kildemateriale for å utføre beregninger: aerodynamisk, hydraulisk, metalltemperatur, rørstyrke, intensitet av askeslitasje på rør, korrosjon, etc.

Opprinnelige data:

1. Nominell dampeffekt D 420 t/t
2. Matevannstemperatur t pv 230°С
3. Overopphetet damptemperatur 555°C
4. Overopphetet damptrykk 14 MPa
5. Driftstrykk i kjele trommel 15,5 MPa
6. Kald lufttemperatur 30°C
7. Røykgasstemperatur 130…160°C
8. Bensin naturgassrørledning Nadym-Punga-Tura-Sverdlovsk-Chelyabinsk
9. Netto brennverdi 35590 kJ / m 3
10. Ovnsvolum 1800m 3
11. Silrør diameter 62*6 mm
12. Silrørsavstand 60 mm.
13. Girkasserør diameter 36*6
14. Plasseringen av rørene til sjekkpunktet er forskjøvet
15. Tverrstigningen til rørene til girkassen S 1 120 mm
16. Langsgående stigning av rør til girkasse S 2 60 mm
17. ShPP rør diameter 33*5 mm
18. OPS-rør diameter 54*6 mm
19. Frit område for passasje av forbrenningsprodukter 35,0 mm

1. Formålet med dampkjelen TGM-84 og hovedparametrene.

Kjeleenheter i TGM-84-serien er designet for å produsere høytrykksdamp ved å brenne fyringsolje eller naturgass.

1. Kort beskrivelse av dampkjelen.

Alle kjeler i TGM-84-serien har en U-formet layout og består av et forbrenningskammer, som er en stigende gasskanal, og en senkende konvektiv aksel, forbundet i den øvre delen med en horisontal gasskanal.

Fordampningsskjermer og en radiativ veggmontert overheter er plassert i brennkammeret. I den øvre delen av ovnen (og i noen modifikasjoner av kjelen og i den horisontale røykkanalen) er det en skjermoverheter. I den konvektive akselen er en konvektiv overheter og en vannøkonomiser plassert i serie (langs gassene). Den konvektive akselen etter den konvektive overheteren er delt inn i to gasskanaler, som hver inneholder en strøm av en vannøkonomisator. Bak vannøkonomisatoren gjør gasskanalen en sving, i den nedre delen er det bunkere for aske og hagl. Regenerative roterende luftvarmere er installert bak konveksjonssjakten utenfor kjelebygningen.

1.1. Ovnskammer.

Brennkammeret har prismatisk form og i plan er et rektangel med mål: 6016x14080 mm. Side- og bakveggene til forbrenningskammeret til alle typer kjeler er skjermet av fordamperrør med en diameter på 60x6 mm med en stigning på 64 mm laget av stål 20. En strålende overheter er plassert på frontveggen, hvis utforming er beskrevet nedenfor. En to-lysskjerm deler brennkammeret i to halvovner. To-lysskjermen består av tre paneler og er dannet av rør med en diameter på 60x6 mm (stål 20). Det første panelet består av tjueseks rør med en avstand på 64 mm mellom rørene; det andre panelet - fra tjueåtte rør med en stigning mellom rørene på 64 mm; det tredje panelet - fra tjueni rør er stigningen mellom rørene 64 mm. Inngangs- og utgangskollektorene til dobbeltlysskjermen er laget av rør med en diameter på 273x32 mm (stål20). Den to-lyse skjermen er hengt opp fra metallstrukturene i taket ved hjelp av stenger og har evnen til å bevege seg med termisk ekspansjon. For å utjevne trykket over halvovnene har den dobbelhøyde skjermen vinduer dannet av rør.

Side- og bakskjermer er strukturelt identiske for alle typer TGM-84-kjeler. Sideskjermene i nedre del danner skråningene til bunnen av kaldtrakten med en helning på 15 0 til horisontalen. På fyringssiden er ildrørene dekket med et lag ildleirestein og et lag med kromittmasse. I øvre og nedre deler av brennkammeret er side- og bakskjermene koblet til samlere med en diameter på henholdsvis 219x26 mm og 219x30 mm. De øvre kollektorene på bakskjermen er laget av rør med en diameter på 219x30 mm, de nedre er laget av rør med en diameter på 219x26 mm. Materialet til skjermoppsamlere er stål 20. Vanntilførsel til skjermsamlere utføres av rør med diameter 159x15 mm og 133x13 mm. Damp-vannblandingen fjernes med rør med en diameter på 133x13 mm. Silrørene er festet til bjelkene på kjelerammen for å hindre nedbøyning inn i ovnen. Panelene på sideskjermene og to-lysskjermen har fire lag med festemidler, panelene på bakskjermen har tre lag. Suspensjon av paneler av forbrenningsskjermer utføres ved hjelp av stenger og tillater vertikal bevegelse av rør.

Røravstanden i panelene utføres av sveisede stenger med en diameter på 12 mm, en lengde på 80 mm, materialet er stål 3kp.

For å redusere effekten av varmeujevnheter på sirkulasjonen, er alle skjermer i forbrenningskammeret seksjonert: rør med samlere er laget i form av et panel, som hver er en separat sirkulasjonskrets. Totalt er det femten paneler i brannboksen: Bakskjermen har seks paneler, to-lys og hver sideskjerm har tre paneler. Hvert bakre skjermpanel består av trettifem fordamperrør, tre vannrør og tre avløpsrør. Hvert sideskjermpanel består av trettien fordamperrør.

I den øvre delen av forbrenningskammeret er det et fremspring (i dybden av ovnen) dannet av rørene til bakskjermen, noe som bidrar til bedre spyling av skjermdelen av overheteren av røykgasser.

1.2. Intratrum-enheter.

1 - distribusjonsboks; 2 - syklonboks; 3 - avløpsboks; 4 - syklon; 5 - pall; 6 - nødavløpsrør; 7 - fosfateringssamler; 8 - samler av dampoppvarming; 9 - perforert takplate; 10 - materør; 11 - boblende ark.

Denne kjelen TGM-84 bruker et to-trinns fordampningsskjema. Trommelen er et rent rom og er det første trinnet i fordampningen. Trommelen har en indre diameter på 1600 mm og er laget av stål 16GNM. Veggtykkelsen på trommelen er 89 mm. Lengden på den sylindriske delen av trommelen er 16200 mm, den totale lengden på trommelen er 17990 mm.

Det andre stadiet av fordampning er fjerntliggende sykloner.

Damp-vannblandingen gjennom de dampledende rørene kommer inn i kjeletrommelen - inn i fordelingsboksene til syklonene. Sykloner skiller damp fra vann. Vannet fra syklonene dreneres ut i brett, og den separerte dampen kommer inn under vaskeapparatet.

Dampvasking utføres i et lag med matevann, som støttes på et perforert ark. Damp passerer gjennom hullene i det perforerte arket og bobler gjennom matevannlaget, og frigjør seg fra salter.

Fordelingsbokser er plassert over spyleinnretningen og har hull i nedre del for drenering av vann.

Gjennomsnittlig nivå vann i trommelen er under den geometriske aksen med 200 mm. På vannindikerende instrumenter er dette nivået tatt som null. Øvre og nedre nivå er henholdsvis 75 m lavere og høyere enn gjennomsnittsnivået For å hindre at kjelen overmates, er det installert et nødavløpsrør i trommelen som tillater utslipp av overskuddsvann, men ikke mer enn gjennomsnittsnivået.

For å behandle kjelevann med fosfater, er det installert et rør i den nedre delen av trommelen, gjennom hvilket fosfater innføres i trommelen.

I bunnen av trommelen er det to samlere for dampoppvarming av trommelen. I moderne dampkjeler brukes de bare til akselerert kjøling av trommelen når kjelen er stoppet. Opprettholdelse av forholdet mellom temperaturen på trommelkroppen "topp-bunn" oppnås ved regimetiltak.

1.3. Overheter.

Overheterflater på alle kjeler er plassert i brennkammer, horisontal røykrør og konveksjonssjakt. I henhold til arten av varmeabsorpsjon er overheteren delt inn i to deler: stråling og konvektiv.

Strålingsdelen inkluderer en veggmontert stråleoverheter (RTS), første trinn av skjermer og en del av takoverheteren plassert over brennkammeret.

Den konvektive delen inkluderer - en del av skjermoverheteren (mottar ikke direkte stråling fra ovnen), en takoverheter og en konvektiv overheter.

Opplegget til overheteren er laget dobbeltstrøm med gjentatt blanding av damp inne i hver strømning og overføring av damp over bredden av kjelen.

Skjematisk diagram av overhetere.

1.3.1. Strålingsoverheter.

På kjeler i TGM-84-serien, skjermer rørene til den strålende overheteren frontveggen til forbrenningskammeret fra merket på 2000 mm til 24600 mm og består av seks paneler, som hver er en uavhengig krets. Panelrør har en diameter på 42x5 mm, laget av stål 12Kh1MF, installert med et trinn på 46 mm.

I hvert panel senkes tjueto rør, resten løftes. Alle panelmanifolder er plassert utenfor det oppvarmede området. De øvre samlerne er hengt opp fra takets metallkonstruksjoner ved hjelp av stenger. Festing av rør i panel utføres med avstandsstykker og sveisede stenger. Panelene til den strålende overheteren er kablet for installasjon av brennere og kablet for mannhull og peepers.

1.3.2. Overheter i taket.

Takoverheter er plassert over brennkammer, horisontal røykrør og konveksjonsaksel. Taket ble laget på alle kjeler fra rør med en diameter på 32x4 mm i mengden av tre hundre og nittifire rør plassert med et trinn på 35 mm. Takrørene er festet som følger: rektangulære strimler sveises i den ene enden til rørene til takoverheteren, og i den andre - til spesielle bjelker, som er suspendert ved hjelp av stenger til takets metallstrukturer. Det er åtte rader med festemidler langs lengden av takrørene.

1.3.3. Skjermoverheter (SHPP).

To typer vertikale skjermer er installert på kjelene i TGM-84-serien. U-formede skjermer med spoler av forskjellige lengder og enhetlige skjermer med spoler av samme lengde. Skjermer er installert i den øvre delen av ovnen og i utgangsvinduet til ovnen.

På oljefyrte kjeler monteres U-formede skjermer i en eller to rader. Gassoljekjeler er utstyrt med enhetlige skjermer i to rader.

Inne i hver U-formet skjerm er det 41 spoler, som er installert med et trinn på 35 mm, i hver av radene er det atten skjermer, med et trinn på 455 mm mellom skjermene.

Trinnet mellom spolene inne i de enhetlige skjermene er 40 mm, tretti skjermer er installert i hver av radene, hver med tjuetre spoler. Avstanden mellom spolene i skjermene utføres ved hjelp av kammer og klemmer, i noen design - ved å sveise stenger.

Skjermoverheteren er hengt opp fra metallstrukturene i taket ved hjelp av stenger sveiset til ørene til samlerne. I tilfellet når samlerne er plassert over hverandre, er den nedre samleren hengt opp fra den øvre, og sistnevnte på sin side med stenger til taket.

1.3.4. Konvektiv overheter (KPP).

Opplegg for en konvektiv overheter (KPP).

På kjeler av typen TGM-84 er en konvektiv overheter av horisontal type plassert i begynnelsen av den konvektive akselen. Overheteren er laget dobbeltstrøm og hver strøm er plassert symmetrisk i forhold til kjelens akse.

Suspensjon av pakker av inngangstrinnet til overheteren er laget på opphengsrørene til den konvektive akselen.

Utgangstrinnet (andre) er plassert først i konveksjonssjakten langs gasskanalene. Spolene i dette stadiet er også laget av rør med en diameter på 38x6 mm (stål 12Kh1MF) med de samme trinnene. Inngangsmanifolder med en diameter på 219x30 mm, utløpsmanifolder med en diameter på 325x50 mm (stål 12X1MF).

Montering og avstand ligner på inngangsfasen.

I noen versjoner av kjelene skiller overheterne seg fra de som er beskrevet ovenfor når det gjelder standardstørrelsene på innløps- og utløpsmanifoldene og trinnene i spolepakkene.

1.4. Vannøkonomisator

Vannøkonomisatoren er plassert i konveksjonssjakten, som er delt i to røykkanaler. Hver av strømmene til vannøkonomisatoren er plassert i den tilsvarende røykkanalen, og danner to parallelle uavhengige bekker.

I henhold til høyden på hvert røykrør er vannøkonomisatoren delt inn i fire deler, mellom hvilke det er åpninger 665 mm høye (på noen kjeler har åpningene en høyde på 655 mm) for reparasjonsarbeid.

Economizeren er laget av rør med en diameter på 25x3,3mm (stål 20), og innløps- og utløpsmanifoldene er laget med en diameter på 219x20mm (stål 20).

Vannøkonomiseringspakkene består av 110 doble seksveis spoler. Pakkene er forskjøvet med et tverrtrinn S 1 =80mm og et langsgående trinn S 2 =35mm.

Vannøkonomispiralene er plassert parallelt med kjelefronten, og kollektorene er plassert utenfor røykrøret på sideveggene til konveksjonsakselen.

Avstanden mellom spolene i pakkene utføres ved hjelp av fem rader med stativer, hvis krøllete kinn dekker spolen fra to sider.

Den øvre delen av vannøkonomisatoren hviler på tre bjelker plassert inne i røykrøret og avkjølt med luft. Den neste delen (den andre langs gasstrømmen) er hengt opp fra de ovennevnte kjølebjelkene ved hjelp av eksterne stativer. Montering og oppheng av de to nedre delene av vannøkonomisatoren er identisk med de to første.

Kjølebjelker er laget av rullede produkter og dekket med varmebeskyttende betong. Ovenfra er betongen belagt med en metallplate som beskytter bjelkene mot skuddstøt.

Batteriene, som er de første i røykgassbevegelsesretningen, har metallforinger av stål3 for å beskytte mot skuddslitasje.

Innløps- og utløpskollektorene til vannøkonomizeren har 4 bevegelige støtter for å kompensere for temperaturbevegelser.

Bevegelsen av mediet i vannøkonomisatoren er motstrøms.

1.5. Regenerativ luftvarmer.

For luftoppvarming har kjeleenheten to regenerative roterende luftvarmere РРВ-54.

RAH-design: standard, rammeløs, luftvarmeren er installert på en spesiell ramme-type armert betongsokkel, og alle hjelpeenheter er montert på selve luftvarmeren.

Vekten av rotoren overføres gjennom et sfærisk trykklager montert i den nedre støtten, til bærebjelken, i fire støtter på fundamentet.

Luftvarmeren er en rotor som roterer på en vertikal aksel med en diameter på 5400 mm og en høyde på 2250 mm innelukket i et fast hus. Vertikale partisjoner dele rotoren i 24 sektorer. Hver sektor er delt inn i 3 rom av eksterne skillevegger, der pakker med oppvarming av stålplater er plassert. Varmearkene, samlet i pakker, er stablet i to lag langs rotorens høyde. Det øvre laget er det første i gassløpet, det er den "varme delen" av rotoren, den nedre er den "kalde delen".

Den "varme delen" 1200 mm høy er laget av avstandsbølgeplater 0,7 mm tykke. Den totale overflaten til den "varme delen" av de to enhetene er 17896 m2. Den "kalde delen" 600 mm høy er laget av avstandsbølgeplater 1,3 mm tykke. Den totale oppvarmingsflaten til den "kalde delen" av oppvarming er 7733 m2.

Spaltene mellom rotoravstandsstykkene og pakningspakkene er fylt med separate ark med ekstra pakning.

Gasser og luft kommer inn i rotoren og slippes ut fra den gjennom kanaler støttet på en spesiell ramme og koblet til dysene til bunndekslene til luftvarmeren. Dekslene danner sammen med huset luftvarmerens kropp.

Kroppen med bunndekselet hviler på støttene installert på fundamentet og bærebjelken til bunnstøtten. Den vertikale huden består av 8 seksjoner, hvorav 4 er bærende.

Rotasjonen av rotoren utføres av en elektrisk motor med en girkasse gjennom et lanternegir. Rotasjonshastighet - 2 rpm.

Rotorpakningene passerer vekselvis gjennom gassbanen, varmes opp fra røykgassene, og luftbanen avgir den akkumulerte varmen til luftstrømmen. På hvert tidspunkt er 13 sektorer av 24 inkludert i gassbanen, og 9 sektorer - i luftbanen, og 2 sektorer er blokkert av tetningsplater og deaktivert fra drift.

For å forhindre luftsuging (tett separasjon av gass- og luftstrømmer), er det radielle, perifere og sentrale tetninger. Radialtetninger består av horisontale stållister festet på rotorens radielle ledeplater - radielle bevegelige plater. Hver plate er festet på topp- og bunndekselet med tre justeringsbolter. Spaltene i tetningene justeres ved å heve og senke platene.

Perifere tetninger består av rotorflenser, som dreies under installasjon, og bevegelige støpejernsputer. Putene sammen med føringene er festet på øvre og nedre deksel på RAH-huset. Putene justeres med spesielle justeringsbolter.

Interne akseltetninger ligner på perifere tetninger. Utvendige akseltetninger er av typen pakkboks.

Klart område for passasje av gasser: a) i den "kalde delen" - 7,72 m2.

b) i den "varme delen" - 19,4 m2.

Fritt areal for luftpassasje: a) i "varm del" - 13,4 m2.

b) i den "kalde delen" - 12,2 m2.

1.6. Rengjøring av varmeflater.

Skudsrens brukes til å rengjøre varmeflatene og fallrøret.

I kuleblåsemetoden for rengjøring av varmeflater brukes støpejernsskudd av avrundet form med en størrelse på 3-5 mm.

Til normal operasjon skuddrensekretsen i bunkeren bør inneholde ca. 500 kg hagl.

Når luftutkasteren er slått på, skapes den nødvendige lufthastigheten for å løfte skuddet gjennom det pneumatiske røret til toppen av konveksjonsakselen inn i skuddfellen. Fra skuddfangeren slippes avtrekksluften ut i atmosfæren, og skuddet strømmer gjennom en konisk blinker, en mellombeholder med trådnett og gjennom en skuddskiller ved tyngdekraften inn i skuddrennene.

I renner bremses hastigheten på skuddstrømmen ved hjelp av skrå hyller, hvoretter skuddet faller på sfæriske spredere.

Etter å ha passert gjennom overflatene som skal rengjøres, samles det brukte haglet i en bunker, ved hvis utløp er installert en luftseparator. Separatoren brukes til å skille asken fra haglstrømmen og holde beholderen ren ved hjelp av luft som kommer inn i røykkanalen gjennom separatoren.

Askepartikler, plukket opp av luft, går tilbake gjennom røret til sonen for aktiv bevegelse av røykgasser og blir ført bort av dem utenfor konveksjonsakselen. Skuddet som er renset for aske, føres gjennom blinken på separatoren og gjennom trådnettet til bunkeren. Fra trakten føres skuddet igjen inn i det pneumatiske transportrøret.

For å rengjøre konveksjonsakselen ble det installert 5 kretser med 10 skuddrenner.

Mengden skudd som føres gjennom strømmen av renserør øker med økningen i den opprinnelige graden av forurensning av strålen. Under driften av installasjonen bør man derfor bestrebe seg på å redusere intervallene mellom rengjøringene, noe som gjør at relativt små deler av skuddet holder overflaten ren og derfor, under driften av enhetene for hele selskapet, ha minimumsverdier av forurensningskoeffisienter.

For å skape et vakuum i ejektoren brukes luft fra en injeksjonsenhet med et trykk på 0,8-1,0 atm og en temperatur på 30-60 ° C.

1. Kjeleberegning.

2.1. Drivstoffsammensetning.

2.2. Beregning av volumer og entalpier av luft og forbrenningsprodukter.

Beregninger av volumene av luft og forbrenningsprodukter er presentert i tabell 1.

Entalpiberegning:

1. Entalpien til den teoretisk nødvendige luftmengden beregnes ved hjelp av formelen

hvor er entalpien til 1 m 3 luft, kJ / kg.

Denne entalpien kan også finnes i tabell XVI.

1. Entalpien til det teoretiske volumet av forbrenningsprodukter beregnes ved hjelp av formelen

hvor er entalpiene til 1 m 3 triatomære gasser, det teoretiske volumet av nitrogen, det teoretiske volumet av vanndamp.

Vi finner denne entalpien for hele temperaturområdet og legger inn de oppnådde verdiene i tabell 2.

1. Entalpien til overflødig luft beregnes med formelen

hvor er koeffisienten for luftoverskudd, og finnes i tabellene XVII og XX

1. Entalpien til forbrenningsprodukter ved a > 1 beregnes ved hjelp av formelen

Vi finner denne entalpien for hele temperaturområdet og legger inn de oppnådde verdiene i tabell 2.

2.3. Estimert varmebalanse og drivstofforbruk.

2.3.1. Beregning av varmetap.

Den totale varmemengden som tilføres kjeleenheten kalles tilgjengelig varme og betegnes. Varmen som forlater kjeleenheten er summen av nyttevarme og varmetap knyttet til teknologisk prosess damp- eller varmtvannsproduksjon. Derfor har varmebalansen til kjelen formen: \u003d Q 1 + Q 2 + Q 3 + Q 4 + Q 5 + Q 6,

hvor - tilgjengelig varme, kJ / m 3.

Q 1 - nyttig varme inneholdt i damp, kJ / kg.

Q 2 - varmetap med utgående gasser, kJ / kg.

Q 3 - varmetap fra kjemisk ufullstendig forbrenning, kJ / kg.

Q 4 - varmetap fra mekanisk ufullstendighet av forbrenning, kJ / kg.

Q 5 - varmetap fra ekstern kjøling, kJ / kg.

Q 6 - varmetap fra fysisk varme inneholdt i det fjernede slagget, pluss tap for kjølepaneler og bjelker som ikke er inkludert i kjelsirkulasjonskretsen, kJ / kg.

Varmebalansen til kjelen er kompilert i forhold til det etablerte termiske regimet, og varmetapene uttrykkes som en prosentandel av tilgjengelig varme:

Beregning av varmetap er gitt i tabell 3.

Merknader til tabell 3:

H ux - entalpi av røykgasser, bestemt i henhold til tabell 2.

2.3.2. Beregning av effektivitet og drivstofforbruk.

Effektiviteten til en dampkjel er forholdet mellom nyttig varme og tilgjengelig varme. Ikke all nyttig varme som genereres av enheten sendes til forbrukeren. Hvis virkningsgraden bestemmes av den genererte varmen, kalles den brutto, hvis den bestemmes av den frigjorte varmen, er den netto.

Beregningen av virkningsgrad og drivstofforbruk er gitt i tabell 3.

Tabell 1.

Tabell 2.

Tabell 3

2.4. Termisk beregning av brennkammeret.

2.4.1 Bestemmelse av ovnens geometriske egenskaper.

Ved prosjektering og drift av kjeleanlegg utføres oftest verifikasjonsberegning av ovnsenheter. Når du kontrollerer beregningen av ovnen i henhold til tegningene, er det nødvendig å bestemme: volumet av forbrenningskammeret, graden av dets skjerming, overflatearealet til veggene og strålingsområdet. mottakende varmeflater, samt de strukturelle egenskapene til silrørene (rørdiameter, avstand mellom rørenes akser).

Beregningen av geometriske egenskaper er gitt i tabell 4 og 5.

Tabell 4

Tabell 5

2.4.2. Ovnberegning.

Tabell 6

Temperaturen ved utløpet av ovnen ble valgt riktig og feilen var (920-911,85) * 100% / 920 = 0,885%

2.5. Beregning av kjeleoverhetere.

De konvektive varmeoverflatene til dampkjeler spiller en viktig rolle i prosessen med å oppnå damp, samt bruken av varmen fra forbrenningsprodukter som forlater forbrenningskammeret. Effektiviteten til konvektiv varmeoverflater avhenger av intensiteten av varmeoverføring fra forbrenningsprodukter til damp.

Forbrenningsprodukter overfører varme til den ytre overflaten av rørene ved konveksjon og stråling. Varme overføres gjennom rørveggen ved termisk ledning, og fra den indre overflaten til dampen ved konveksjon.

Ordningen for dampbevegelse gjennom kjeleoverheterne er som følger:

Veggmontert overheter plassert på frontveggen av brennkammeret og okkuperer hele overflaten av frontveggen.

Takoverheter plassert i taket, passerer gjennom forbrenningskammeret, skjermoverhetere og toppen av konveksjonsakselen.

Den første raden med skjermoverhetere plassert i det roterende kammeret.

Den andre raden med skjermoverhetere plassert i det roterende kammeret etter den første raden.

En konvektiv overheter med serieblandet strøm og en injeksjonsdesuperheter installert i et hakk er installert i kjelens konveksjonsaksel.

Etter sjekkpunktet går dampen inn i dampsamleren og går ut av kjeleenheten.

Geometriske egenskaper til overhetere

Tabell 7

2.5.1. Beregning av en veggoverheter.

Den veggmonterte FS-en er plassert i ovnen, ved beregningen vil vi bestemme varmeopptaket som en del av varmen avgitt av forbrenningsproduktene til FS-overflaten i forhold til resten av ovnsflatene.

Beregningen av NPP er presentert i tabell nr. 8

2.5.2. Beregning av en takoverheter.

Tatt i betraktning det faktum at FFS er lokalisert både i brennkammeret og i konveksjonsdelen, men den opplevde varmen i konveksjonsdelen etter FFS og under FFS er svært liten i forhold til den opplevde varmen til FFS i ovn (omtrent 10% og 30%, henholdsvis (fra den tekniske håndboken for kjelen TGM-84 Beregning av PPP er utført i tabell nr. 9.

2.5.3. Beregning av en skjermoverheter.

Beregningen av SHPP er utført i tabell nr. 10.

2.5.4. Beregning av en konvektiv overheter.

Beregningen av sjekkpunktet er utført i tabell nr. 11.

Tabell 8

Temperaturen etter NPP antas å være lik temperaturen på forbrenningsproduktene ved utløpet av ovnen = 911,85 0 С.

Tabell 9

Tabell 10.

topper i området du-

inngangsvindu til brannkammer

Tabell 11

Beregningsresultater:

Q p p \u003d 35590 kJ / kg - tilgjengelig varme.

Q l \u003d φ (Q m - I´ T) \u003d 0,996 (35565,08 - 17714,56) \u003d 17779,118 kJ / kg.

Q k \u003d 2011,55 kJ / kg - termisk absorpsjon av SHPP.

Qpe \u003d 3070 kJ / kg - varmeabsorpsjon av sjekkpunktet.

Varmeopptaket til NPP og PPP er tatt i betraktning i Q l, siden NPP og PPP er plassert i kjeleovnen. Det vil si at Q NPP og Q PPP er inkludert i Q l.

2.6 Konklusjon

Jeg foretok en verifikasjonsberegning av TGM-84-kjeleenheten.

I den termiske verifiseringsberegningen, i henhold til den vedtatte utformingen og dimensjonene til kjelen for en gitt belastning og type drivstoff, bestemte jeg temperaturen på vann, damp, luft og gasser ved grensene mellom individuelle varmeoverflater, effektivitet, drivstofforbruk, strømningshastighet og hastighet til damp, luft og røykgasser.

Verifikasjonsberegningen utføres for å evaluere effektiviteten og påliteligheten til kjelen ved drift på et gitt brensel, identifisere nødvendige rekonstruktive tiltak, velge hjelpeutstyr og skaffe råmaterialer for beregninger: aerodynamisk, hydraulisk, metalltemperatur, rørstyrke, askeslitasje intensitet Om sa rør, korrosjon, etc.

3. Liste over brukt litteratur

1. Lipov Yu.M. Termisk beregning av en dampkjele. -Izhevsk: Forskningssenter "Regular and Chaotic Dynamics", 2001
2. Termisk beregning av kjeler (Normativ metode). - St. Petersburg: NPO CKTI, 1998
3. Tekniske forhold og bruksanvisning for dampkjelen TGM-84.

Nedlasting: Du har ikke tilgang til å laste ned filer fra vår server.

Dekoding TGM - 84 - Taganrog gassoljekjele produsert i 1984.

TGM-84-kjeleenheten er designet i henhold til den U-formede layouten og består av et brennkammer, som er en stigende gasskanal, og en senkende konvektiv aksel, delt i to gasskanaler.

Det er praktisk talt ingen horisontal overgang mellom ovnen og konveksjonsakselen. En skjermoverheter er plassert i den øvre delen av ovnen og i dreiekammeret. I konveksjonssjakten, delt i to gasskanaler, er en horisontal overheter og en vannøkonomisator plassert i serie (langs røykgassene). Bak vannøkonomisatoren er det et roterende kammer med askemottaksbeholdere.

To regenerative luftvarmere koblet parallelt er installert bak konveksjonsakselen.

Brennkammeret har vanlig prismatisk form med dimensjoner mellom røraksene 6016 14080 mm og er delt av en to-lys vannskjerm i to halvovner. Side- og bakveggene til brennkammeret er skjermet av fordamperrør med en diameter på 60-6 mm (stål 20) med en stigning på 64 mm. Sideskjermene i nedre del har skråninger mot midten, i nedre del i en vinkel på 15 mot horisontalen, og danner et "kaldt gulv".

To-lysskjermen består også av rør med en diameter på 60 6 mm med en stigning på 64 mm og har vinduer formet ved rørføring for å utjevne trykket i halvovnene. Skjermsystemet er hengt opp fra takets metallkonstruksjoner ved hjelp av stenger og har evnen til å falle fritt ned under termisk ekspansjon.

Taket på brennkammeret er laget av horisontale og skjermede rør fra takoverheteren.

Brennkammeret er utstyrt med 18 oljebrennere, som er plassert på frontveggen i tre lag.

Kjelen er utstyrt med en trommel med en innvendig diameter på 1800 mm. Lengden på den sylindriske delen er 16200 mm. Separasjon og spyling av damp med matevann er organisert i kjeletrommelen.

Overheteren til TGM-84-kjelen er strålingskonvektiv når det gjelder arten av varmeoppfatning og består av følgende tre hoveddeler: stråling, skjerm (eller semi-strålende) og konvektiv.

Strålingsdelen består av en vegg- og takoverheter.

Semi-strålingsoverheter laget av 60 enhetlige skjermer.

Den konvektive overheteren av den horisontale typen består av to deler plassert i to gasskanaler i fallrørsakselen over vannøkonomisatoren.

En veggmontert overheter er installert på frontveggen av forbrenningskammeret, laget i form av seks transportable blokker av rør med en diameter på 42x5,5 mm (st. 12X1MF).

Inntakskammeret til takoverheteren består av to manifolder sveiset sammen og danner et felles kammer, ett for hver halvovn. Utløpskammeret til takoverheteren er ett og består av seks samlere sveiset sammen.

Innløps- og utløpskamrene til skjermoverheteren er plassert over hverandre og er laget av rør med en diameter på 133x13 mm.

Den konvektive overheteren er laget i henhold til det z-formede skjemaet, dvs. damp kommer inn fra frontveggen. Hver pakke består av 4 single pass coils.

Dampoverinkluderer: kondenseringsenhet og desuperheatere for injeksjon. Injeksjonsdesuperheatere er installert foran skjermoverheterne i snittet av skjermene og i snittet til den konvektive overheteren. Når kjelen går på gass, fungerer alle desuperheaters, når de opererer på fyringsolje - bare den konvektive overheteren installert i kuttet.

Vannøkonomisatoren i stål består av to deler plassert i venstre og høyre gasskanal på nedløpskonveksjonsakselen.

Hver del av economizeren består av 4 høydepakker. Hver pakke inneholder to blokker, hver blokk inneholder 56 eller 54 fireveis spoler laget av rør med en diameter på 25x3,5 mm (stål20). Spolene er plassert parallelt med forsiden av kjelen i et rutemønster med en stigning på 80 mm. Economizer-kollektorene er plassert utenfor konveksjonsakselen.

Kjelen er utstyrt med to regenerative roterende luftvarmere RVP-54. Luftvarmeren tas ut og er en roterende rotor innelukket i et fast hus. Rotasjonen av rotoren utføres av en elektrisk motor med girkasse med en hastighet på 3 rpm. Redusering av suget av kald luft inn i luftvarmeren og luftstrømmen fra luftsiden til gasssiden oppnås ved å installere radial og perifere tetninger.

Kjelrammen består av metallsøyler forbundet med horisontale bjelker, takstoler og avstivere og tjener til å absorbere belastninger fra vekten av trommelen, varmeflater, foring, serviceplattformer, gasskanaler og andre elementer i kjelen. Rammen er laget sveiset av profilleie og stålplate.

For å rengjøre varmeoverflatene til den konvektive overheteren og vannøkonomisatoren, brukes en kuleblåsemaskin som bruker kinetisk energi til fritt fallende pellets, 3-5 mm store. Gasspulsrengjøring kan også brukes.

PÅVIRKNING AV DAMPBELASTNING AV STRÅLINGSEGENSKAPER TIL FAKLEREN I KJELENS BRANNKAMMER

Mikhail Taimarov

dr. sci. tech., professor ved Kazan State Energetic University,

Rais Sungatullin

høylærer ved Kazan statlige energiske universitet,

Russland, Republikken Tatarstan, Kazan

KOMMENTAR

I denne artikkelen tar vi for oss varmestrømmen fra fakkelen under forbrenning av naturgass i TGM-84A-kjelen (stasjon nr. 4) til Nizhnekamsk CHP-1 (NkCHP-1) for ulike driftsforhold for å bestemme forhold der fôret på bakskjermen er minst utsatt for termisk ødeleggelse.

ABSTRAKT

I denne operasjonen varmefluksen fra en fakkel i tilfelle forbrenning av naturgass i kjelen TGM-84A (stasjon nr. 4) til Nizhnekamsk TETc-1 (NkTETs-1) for forskjellige regimeforhold med det formål å bestemme forhold under hvilke murverkskonvolutten til bakskjermen er minst utsatt for termisk korrupsjon vurderes.

Nøkkelord: dampkjeler, varmestrømmer, luftvirvelparametere.

nøkkelord: kjeler, varmeflukser, luftvridningsparametere.

Introduksjon.

TGM-84A-kjelen er en mye brukt gassoljekjel med relativt små dimensjoner. Forbrenningskammeret er delt av en to-lysskjerm. Den nedre delen av hver sideskjerm går over i en svakt skrånende herdskjerm, hvis nedre kollektorer er festet til kollektorene til to-lysskjermen og beveger seg sammen med termiske deformasjoner under fyring og avstengning av kjelen. De skrånende rørene til ildstedet er beskyttet mot fakkelstråling av et lag med ildfast murstein og kromittmasse. Tilstedeværelsen av en to-lysskjerm gir intensiv kjøling av røykgasser.

I den øvre delen av ovnen er rørene til bakskjermen bøyd inn i forbrenningskammeret, og danner en terskel med en projeksjon på 1400 mm. Dette sikrer vask av skjermene og deres beskyttelse mot direkte stråling fra fakkelen. Ti rør av hvert panel er rette, har ikke fremspring i ovnen og er bærende. Skjermer er plassert over terskelen, som er en del av overheteren og er designet for å kjøle ned forbrenningsproduktene og overopphete dampen. Tilstedeværelsen av en to-lys skjerm, i henhold til designernes intensjon, skal gi mer intensiv kjøling av røykgassene enn i gassoljekjelen TGM-96B, som er lik i ytelse. Imidlertid har arealet av varmeskjermoverflaten en betydelig margin, som er praktisk talt høyere enn det som kreves for den nominelle driften av kjelen.

Grunnmodellen TGM-84 ble gjentatte ganger rekonstruert, som et resultat av at modellen TGM-84A (med 4 brennere) dukket opp, som angitt ovenfor, og deretter TGM-84B. (6 brennere). Kjeler av den første modifikasjonen TGM-84 var utstyrt med 18 oljegassbrennere plassert i tre rader på frontveggen av forbrenningskammeret. For øyeblikket installeres enten fire eller seks brennere med høyere kapasitet.

Forbrenningskammeret til TGM-84A-kjelen er utstyrt med fire KhF-TsKB-VTI-TKZ gassoljebrennere med en enhetskapasitet på 79 MW, installert i to lag på rad med topper på frontveggen. Brennere av det nedre laget (2 stk.) er installert på rundt 7200 mm, øvre sjikt(2 stk.) - på rundt 10200 mm. Brennere er konstruert for separat forbrenning av gass og fyringsolje. Brennerens ytelse på gass 5200 nm 3 /time. Tenning av kjelen på dampmekaniske dyser. For å kontrollere temperaturen på den overopphetede dampen, installeres 3 trinn med injeksjon av sitt eget kondensat.

HF-TsKB-VTI-TKZ-brenneren er en virvel-dobbelstrøms varmluftsbrenner og består av en kropp, 2 seksjoner av en aksial (sentral) virvler og den første seksjonen av en tangentiell (perifer) luftvirvel, et sentralt installasjonsrør for en oljebrenner og en tenner, gassfordelerrør . De viktigste design-(design)-tekniske egenskapene til KhF-TsKB-VTI-TKZ-brenneren er gitt i tabell. en.

Tabell 1.

Grunnleggende design (design) spesifikasjonerbrennere HF-TsKB-VTI-TKZ:

Karakteristikker for luftvridningsretninger i HF-TsKB-VTI-TKZ brennere er vist i fig. 1. Skjemaet for vridningsmekanismen er vist i fig. 2. Utformingen av gassutløpsrørene i brennerne er vist i fig. 3.

Figur 1. Skjema for brennernummerering, luftvirvling i brennerne og plasseringen av KhF-TsKB-VTI-TKZ brennerne på frontveggen av ovnen til kjeler TGM-84A nr. 4.5 NkCHP-1

Figur 2. Skjema for mekanismen for implementering av luftvridning i brennerne KhF-TsKB-VTI-TKZ av kjeler TGM-84A NkCHP-1

Varmluftboksen i brenneren er delt i to strømmer. En aksial virvler er installert i den indre kanalen, og en justerbar tangentiell virvler er installert i den perifere tangentielle kanalen.

Figur 3. Diagram over plasseringen av gassutløpsrørene i brennere KhF-TsLB-VTI-TKZ av kjeler TGM-84A NkCHP-1

Under forsøkene ble Urengoy-gass brent med en brennverdi på 8015 kcal/m 3 . Teknikken for eksperimentell forskning er basert på bruk av en berøringsfri metode for å måle innfallende varmestrømmer fra fakkelen. I eksperimenter, verdien av varmefluksen fra fakkelen på skjermene q Fallet ble målt med et laboratoriekalibrert radiometer.

Målinger av ikke-lysende forbrenningsprodukter i kjeleovner ble utført på en berøringsfri måte ved bruk av et strålingspyrometer av typen RAPIR, som viste strålingstemperaturen. Feilen ved måling av den faktiske temperaturen til ikke-lysende produkter ved deres utgang fra ovnen ved 1100°C ved strålingsmetoden for kalibrering av RK-15 med et linsemateriale laget av kvarts er estimert til å være ± 1,36%.

Generelt uttrykket for den lokale verdien av varmeflukshendelsen fra fakkelen på skjermene q fall kan representeres som en funksjon av den virkelige flammetemperaturen T f i forbrenningskammeret og emissiviteten til fakkelen α f, i henhold til Stefan-Boltzmann-loven:

q pute = 5,67 ´ 10 -8 α f T f 4, W/m 2,

hvor: T f er temperaturen på forbrenningsproduktene i brenneren, K. Lysstyrkegraden for emissivitet til brenneren α λ​f = 0,8 er tatt i henhold til anbefalingene.

Grafen over avhengigheten av påvirkningen av dampbelastningen på flammens strålingsegenskaper er vist i fig. 4. Målinger ble tatt i en høyde av 5,5 m gjennom luker nr. 1 og nr. 2 på venstre sideskjerm. Det kan sees fra grafen at med en økning i dampbelastningen til kjelen, er det en veldig sterk økning i verdiene til de fallende varmestrømmene fra fakkelen i området til bakskjermen. Ved måling gjennom en luke som er plassert nærmere frontveggen, er det også en økning i verdiene som faller fra fakkelen til varmestrømskjermene med økende belastning. Imidlertid, sammenlignet med varmefluksene på bakskjermen, når det gjelder absolutt verdi, er varmefluksene i området til frontskjermen for tunge belastninger i gjennomsnitt 2 ... 2,5 ganger lavere.

Figur 4. Hendende varmefluksfordeling q pute i henhold til ovnens dybde, avhengig av dampkapasiteten D i henhold til målinger gjennom luker 1, 2 1. lag i nivå med 5,5 m langs venstre ovnsvegg for kjele TGM-84A nr. 4 NkCHP-1 ved maksimal luftvridning i posisjonen til bladene i brennere Z (avstanden mellom luke 1 og 2 er 6,0 m med en total ovnsdybde 7,4 m):

På fig. Figur 5 viser grafene over fordelingen av den innfallende varmefluksen q fall langs ovnens dybde, avhengig av dampkapasiteten D k, i henhold til målinger gjennom luker nr. 6 og nr. 7 i 2. sjikt i en høyde av 9,9 m langs venstre ovnsvegg for TGM-84A-kjelen nr. 4 NKTES ved maksimal vridning av luft i posisjonen til bladene i brennerne 3 sammenlignet med de resulterende varmestrømmene i henhold til målinger gjennom luker nr. 1 og nr. 2 av første lag.

Figur 5. Hendende varmefluksfordeling q pute i henhold til ovnens dybde, avhengig av dampkapasiteten D til i henhold til målinger gjennom luker nr. 6 og nr. 7 av 2. sjikt på elevator. 9,9 m langs venstre ovnsvegg for TGM-84A-kjelen nr. 4 til NKTEC ved maksimal luftvridning i posisjonen til bladene i brennerne H sammenlignet med de resulterende varmestrømmene i henhold til målinger gjennom luker nr. 1 og nr. 2 av første lag (avstand mellom luke 6 og 7 tilsvarer 5,5 m med en total ovnsdybde på 7,4 m):

Betegnelser for plasseringen av luftvirvler i brennere, vedtatt i dette arbeidet:

Z - maksimal vri, O - ingen vri, luft går uten vri.

Indeksen c er den sentrale vridningen, indeksen p er den perifere hovedvridningen.

Fraværet av en indeks betyr samme posisjon av bladene for de sentrale og perifere vridningene (enten begge vridningene i O-posisjonen eller begge vridningene i Z-stillingen).

Fra fig. 5 kan det ses at de høyeste verdiene av varmestrømmer fra brenneren til skjermvarmeflatene finner sted, i henhold til målinger gjennom luke nr. 6 i andre lag, nærmest bakveggen av ovnen på rundt 9,9 m Ved merket på 9,9 m, i henhold til målinger gjennom luke nr. 6, oppstår vekstvarmeflukser fra fakkelen med en hastighet på 2 kW/m2 for hver 10 t/t økning i dampbelastning, mens for brenner nr. kW / m 2 for hver 10 t/t økning i dampbelastning.

Veksten av varmestrømmer som faller fra fakkelen til bakskjermen, i henhold til målinger gjennom luke nr. 1 på nivået 5,5 m av det første laget, med en økning i belastningen til TGM-84A-kjelen nr. en økning i varmestrømmer nær bakskjermen på rundt 9,9 m.

Den maksimale tettheten av termisk stråling fra fakkelen til bakskjermen, målt gjennom luke nr. 6 på nivået 9,9 m, selv ved den maksimale dampeffekten til TGM-84A-kjelen nr. ) er i gjennomsnitt 23 % høyere sammenlignet med til verdien av strålingstettheten fra fakkelen ved bakskjermen på nivået 5,5 m, ifølge målinger gjennom luke nr. 1.

Den resulterende varmefluksen oppnådd fra målinger på nivået 9,9 m gjennom luke nr. 7 i det andre laget (nærmest frontskjermen), med en økning i dampbelastningen til TGM-84A-kjelen nr. luftvridning i brennerne (posisjon av vridningsbladene H) for hver 10 t/t øker med 2 kW/m 2, dvs. som i tilfellet ovenfor, i henhold til målinger gjennom luke nr. 6 nærmest bakskjermen på rundt 9,9 m.

Økningen i verdiene til de fallende varmestrømmene, i henhold til målinger gjennom luke nr. 7 i det andre nivået på nivået 9,9 m, skjer med en økning i dampbelastningen til TGM-84A-kjelen nr. 4 av NCTPP fra 230 t/t til 420 t/t for hver 10 t/t med en hastighet på 4,7 kW/m 2, dvs. 2,35 ganger langsommere sammenlignet med veksten av varmestrømmer som faller fra fakkelen, ifølge målinger gjennom luke nr. 2 på ca. 5,5 moh.

Målinger av varmestrømmene som faller fra fakkelen gjennom luke nr. 7 på nivået 9,9 m ved verdier av kjelens dampbelastning på 420 t/t, er praktisk talt sammenfallende med verdiene oppnådd under målinger gjennom luke nr. 2 kl. nivået på 5,5 m for forhold med maksimal luftvirvel i brennerne (posisjon av vridningsbladene H) til TGM-84A-kjelen nr. 4 til NKTES.

Konklusjoner.

1. Påvirkningen av endringer i den aksiale (sentrale) vridningen av luft i brennerne på verdien av varmestrømmene fra brenneren, sammenlignet med endringen i den tangentielle vridningen av luft i brennerne, er liten og er mer merkbar kl. nivået på 5,5 m langs seksjon 2.

2. De høyeste målte strømmene skjedde i fravær av tangentiell (perifer) luftvridning i brennerne og utgjorde 362,7 kW/m 2, målt gjennom luke nr. 6 på nivået 9,9 m ved en belastning på 400 t/t. Verdiene av varmeflukser fra fakkelen i området 360 ... 400 kW/m 2 er farlige når ovnen drives med direkte kast av fakkelen på ovnsveggen fra avfyringssiden på grunn av den gradvise ødeleggelsen av den indre foringen.

Bibliografi:

1. Garnison T.R. Strålingspyrometri. – M.: Mir, 1964, 248 s.
2. Gordov A.N. Grunnleggende om pyrometri - M .: Metallurgy, 1964. 471 s.
3. Taimarov M.A. Laboratorieverksted på kurset "Kjelanlegg og dampgeneratorer". Lærebok Kazan, KSEU 2002, 144 s.
4. Taimarov M.A. Studie av effektiviteten til energianlegg. - Kazan: Kazan. stat energi un-t, 2011. 110 s.
5. Taimarov M.A. Praktisk opplæring ved CHP. - Kazan: Kazan. stat energi un-t, 2003., 90 s.
6. Termiske mottakere av stråling. Proceedings of the 1st All-Union Symposium. Kiev, Naukova Dumka, 1967. 310 s.
7. Shubin E.P., Livin B.I. Prosjektering av varmebehandlingsanlegg for termiske kraftverk og fyrhus - M .: Energia, 1980. 494 s.
8. Trasisjonsmetallpyritt Dichaicogenides: Høytrykkssyntese og korrelasjon av egenskaper / T.A. Bither, R.I. Bouchard, W.H. Cloud et al. // Inorg. Chem. - 1968. - V. 7. - S. 2208–2220.

Beskrivelse av dampkjelen TGM-151-B

Laboratoriearbeid №1

på kurset "Kjelinstallasjoner"

Fullført av: Matyushina E.

Pokachalova Yu.

Titova E.

Gruppe: TE-10-1

Sjekket av: Yu. V. Shatskikh

Lipetsk 2013

1. Formålet med arbeidet……………………………………………………………………………………………….3

2. Kort beskrivelse av kjelen TGM-151-B…………………………………………………..….3

3. Kjel hjelpeutstyr……………………………………………………….4

4. Kjennetegn på utstyr…………………………………………………………………………………7

4.1 Spesifikasjon……………………………………….………………….7

4.2 Designbeskrivelse……………………………………………………………………….7

4.2.1 Forbrenningskammer……………………….…..………………………………….….7

4.2.2 Overheter………………………………………………………………….8

4.2.3 Overopphetet damptemperaturkontrollenhet……………………………………………………………………………………….…….11

4.2.4 Vannøkonomisator…………………………………………………………………………...…...11

4.2.5 Luftvarmer………………………………………………………..…..…12

4.2.6 Tvunget trekkanordninger…………………………………………………………..…12

4.2.7 Sikkerhetsventiler………………………………………………………………13

4.2.8 Brennere………………………………………………………………..13

4.2.9 Trommel- og separasjonsinnretninger………………………………………....14

4.2.10 Kjelramme………………………………………………………………………………16

4.2.11. Kjeleforing……….……………………………………………………….…….….16

5. Sikkerhetstiltak under arbeid……………………………………………….16

Bibliografisk liste………………………..………………………………………………...17

1. Formålet med arbeidet

Termiske ingeniørtester av kjeleanlegg utføres for å bestemme energikarakteristikkene som bestemmer deres driftsytelse avhengig av belastningen og typen drivstoff, for å identifisere deres driftsegenskaper og designfeil. For å innpode praktiske ferdigheter hos studentene, anbefales dette arbeidet utført i produksjonsforhold ved eksisterende termiske kraftverk.

Hensikten med arbeidet er å gjøre studentene kjent med organisering og metodikk for å gjennomføre balansetester av kjeleenheten, bestemme antall og valg av målepunkter for parametrene til kjelen, med kravene til installasjon av instrumentering, med metodikken for behandle testresultater.

Kort beskrivelse av kjelen TGM-151-B

1. Registreringsnummer nr. 10406

2 Produsent Taganrog kjelehus

Fabrikken "Krasny Kotelshchik"

3. Dampkapasitet 220 t/t

4. Damptrykk i trommelen 115 kg / cm 2

5. Nominelt trykk på overopphetet damp 100 kg/cm2

6. Overopphetet damptemperatur 540 °С

7. Matevannstemperatur 215 °С

8. Varmluftstemperatur 340 °C

9. Vanntemperatur ved utløpet av economizer 320 °С

10. Røykgasstemperatur 180 °С

11. Hoveddrivstoff Koksovnsgass og naturgass

12 Reserve fyringsolje

Kjel hjelpeutstyr.

1. Røyksug type: D-20x2

Produktivitet 245 tusen m3/t

Vakuum av røykavtrekket - 408 kgfs/sq.m

Effekt og type elektrisk motor nr. 21 500 kW А13-52-8

№22 500 kW А4-450-8

2. Type vifte: VDN -18-11

Produktivitet - 170 tusen m / t

Trykk - 390 kgf/m2

Effekt og type elektrisk motor nr. 21 200 kW AO-113-6

№22 165 kW GAMT 6-127-6

3. Brennertype: Turbulent

Antall brennere (naturgass) - 4

Antall brennere (koksovnsgass) 4

Minimum lufttrykk - 50mm w.st

Luftforbruk gjennom brenneren - 21000 nm / t

Lufttemperatur foran brenneren - 340 C

Forbruk av naturgass gjennom brenneren - 2200 nm / time

Forbruk av koksovnsgass gjennom brenneren - 25000 nm / time

Figur 1. Gassoljekjel TGM-151-B for 220 t/t, 100 kgf/cm^2 (lengde- og tverrsnitt): 1 – trommel, 2 – fjernseparasjonssyklon, 3 – forbrenningskammer, 4 – brenselbrenner , 5 - skjerm, 6 - konvektiv del av overheteren, 7 - economizer, 8 - regenerativ luftvarmer, 9 - skuddfelle (syklon) til sprengningsanlegget, 10 - beholder til sprengningsanlegget, 11 - kanal som fjerner røykgasser fra economizer til luftvarmer, 12 - gassboks til røykavtrekk, 13 - kaldluftboks.

Figur 2. Generell ordning kjele TGM-151-B: 1 - trommel, 2 - fjernseparasjonssyklon, 3 - brenner, 4 - silrør, 5 - nedløpsrør, 6 - takoverheter, 7 - strålepaneloverheter, 8 - konvektiv paneloverheter, 9 - 1. trinn av en konvektiv overheter, 10 - 2. trinn av en konvektiv overheter, 11 - desuperheater av 1. injeksjon,

12 - 2. injeksjon desuperheater, 13 - vannøkonomiserpakker, 14 - regenerativ roterende luftvarmer.

4. Utstyrsegenskaper

4.1 Tekniske data

TGM-151/B-kjelen er gassolje, vertikalt vannrør, enkelttrommel, med naturlig sirkulasjon og tre-trinns fordampning. Kjelen ble produsert av Taganrog Boiler Plant "Krasny Kotelshchik".

Kjeleenheten har en U-formet layout og består av et brennkammer, et roterende kammer og en nedadgående konvektiv aksel.

I den øvre delen av ovnen (ved utgangen fra den) i rotasjonskammeret er det en skjermdel av overheteren, i fallrøret er det en konvektiv del av overheteren og en economizer. Bak det konvektive røykrøret er det installert to regenerative roterende luftvarmere (RVV).

Ytelsesindikatorer, parametere:

4.2 Designbeskrivelse

4.2.1 Brennkammer

Brennkammeret har en prismatisk form. Brennkammerets volum er 780 m 3 .

Veggene i brennkammeret er skjermet med rør Ø 60x5 av stål 20. Himlingen på brennkammeret er skjermet med rør fra takoverheteren (Ø 32x3,5).

Frontskjermen består av 4 paneler - 38 rør i ytterpanelene og 32 rør i midten. Sideskjermer har tre paneler - hver med 30 rør. Bakskjermen har 4 paneler: de to ytre panelene består av 38 rør, de midterste - av 32 rør.

For å forbedre røykgassspylingen av skjermene og beskytte de bakre silkamrene mot stråling, danner rørene til den bakre skjermen i den øvre delen en avsats inn i ovnen med en projeksjon på 2000 mm (langs aksene til rørene) . Trettifire rør deltar ikke i dannelsen av overhenget, men er bærere (9 rør hver i de ytre panelene og 8 i midten).

Skjermsystemet, bortsett fra bakskjermen, er hengt opp fra de øvre kamrene ved hjelp av bånd til metallkonstruksjonene i taket. Bakskjermpaneler henges opp med 12 oppvarmede hengerør 0 133x10 fra taket.

Panelene til de bakre skjermene i den nedre delen danner en skråning til frontveggen av brennkammeret med en helning på 15° til horisontalen og danner en kald ildsted, dekket fra siden av brennkammeret med ildleire og forkrommet masse.

Alle brannboksskjermer utvider seg fritt nedover.

Figur 3. Skisse av brennkammeret til en gassoljekjele.

Figur 4. Skjermvarmeflater på kjelen: 1 - trommel; 2 - øvre samler; 3 - senkerørbunt; 4 - løfting av fordampningsstråle; 9 - nedre manifold på bakskjermen; 13 - gassutslippsrør på bakskjermen; 14 - skjermoppvarming med en lommelykt med brennende drivstoff.

4.2.2 Overheter

Kjeleoverheteren består av følgende deler (langs dampbanen): takoverheter, siloverheter og konvektiv overheter. Takoverheteren skjermer taket til ovnen og vendekammeret. Overheteren er laget av 4 paneler: 66 rør i ytterpanelene, 57 rør i midtpanelene. Rør Ø 32x3,5 mm av stål 20 monteres med et trinn på 36 mm. Inntakskamrene til takoverheteren er laget av stål 20 Ø 219x16 mm, utløpskamrene Ø 219x20 mm er laget av stål 20. Varmeoverflaten til takoverheteren er 109,1 m 2 .

Rørene til takoverheteren er festet til spesielle bjelker ved hjelp av sveisede strimler (7 rader langs takoverheterens lengde). Bjelkene er på sin side hengt opp ved hjelp av stenger og hengere til bjelkene til takkonstruksjonene.

Skjermoverheteren er plassert i kjelens horisontale tilkoblingskanal og består av 32 skjermer arrangert i to rader langs gasstrømmen (den første raden er strålingsskjermer, den andre er konveksjonsskjermer). Hver skjerm har 28 spoler laget av rør Ø 32x4 mm laget av stål 12Kh1MF. Avstanden mellom rørene i skjermen er 40 mm. Skjermer monteres med et trinn på 530 mm. Den totale varmeflaten til skjermene er 420 m 2 .

Spolene er festet til hverandre ved hjelp av kammer og klemmer (6 mm tykke, laget av stålkvalitet Х20Н14С2), installert i to rader i høyden.

Den konvektive overheteren av den horisontale typen er plassert i fallrørets konveksjonsaksel og består av to trinn: øvre og nedre. Det nedre trinnet til overheteren (det første i retning av dampen) med en varmeoverflate på 410 m 2 er motstrøms, det øvre trinnet med en varmeoverflate på 410 m 2 er direktestrøm. Avstanden mellom trinnene er 1362 mm (langs aksene til rørene), trinnhøyden er 1152 mm. Scenen består av to deler: venstre og høyre, som hver består av 60 doble tresløyfespoler, plassert parallelt med forsiden av kjelen. Spolene er laget av rør Ø 32x4 mm (stål 12X1MF) og installert i et rutemønster med trinn: langsgående - 50 mm, tverrgående - 120 mm.

Spolene, ved hjelp av stativer, støttes av luftkjølte støttebjelker. Spoleavstand utføres ved hjelp av 3 rader med kammer og strimler 3 mm tykke.

Figur 5. Festing av en konvektiv rørpakke med horisontale spoler: 1 - støttebjelker; 2 - rør; 3 - stativer; 4 - brakett.

Bevegelsen av damp gjennom overheteren skjer i to ikke-blandbare strømmer, symmetrisk i forhold til kjelens akse.

I hver av strømmene beveger dampen seg som følger. Mettet damp fra kjeletrommelen gjennom 20 rør Ø 60x5 mm kommer inn i to topper til takoverheteren Ø 219x16 mm. Deretter beveger dampen seg gjennom takrørene og kommer inn i to utløpskamre Ø 219x20 mm, plassert ved den bakre veggen av konveksjonskanalen. Fra disse kamrene, fire rør Ø 133x10 mm (stål 12X1MF), ledes damp til inntakskamrene Ø 133x10 mm (stål 12X1MF) til de ytterste silene til den konvektive delen av siloverheteren. Videre inn i ytterskjermene til den strålingsdelen av plateoverheteren, deretter inn i mellomkammeret Ø 273x20 (stål 12X1MF), hvorfra rør Ø 133x10 mm ledes til de fire midterste skjermene i strålingsdelen, og deretter til de fire midterste skjermene. skjermer av den konvektive delen.

Etter skjermene kommer damp gjennom fire rør Ø 133x10 mm (stål 12Kh1MF) inn i den vertikale desuperheateren, og passerer gjennom hvilken den ledes av fire rør Ø 133x10 mm til to innløpskamre i det nedre motstrømstrinnet til den konvektive overheteren. Etter å ha passert motstrøm, spolene til det nedre trinnet, kommer dampen inn i to utløpskamre (diameter på innløps- og utløpskamrene Ø 273x20 mm), hvorfra fire rør Ø 133x10 mm ledes til den horisontale desuperheateren. Etter desuperheateren strømmer dampen gjennom fire rør Ø 133x10 mm til innløpsmanifoldene Ø 273x20 mm på det øvre trinnet. Etter å ha gått gjennom medstrømmen, spolene til det øvre trinnet, kommer dampen inn i utløpskollektorene Ø 273x26 mm, hvorfra den ledes av fire rør til dampoppsamlingskammeret Ø 273x26 mm.

Figur 6. Skjema for overheteren til TGM-151-B-kjelen: a - skjema for takpaneler og skjermer, b - skjema for konveksjonsrørpakker, 1 - trommel, 2 - takrørpaneler (kun ett av rørene er betinget vist), 3 - mellomkollektor mellom takpaneler og skjermer, 4 - skjerm, 5 - vertikal desuperheater, 6 og 7 - henholdsvis nedre og øvre konveksjonsrørpakker, 8 - horisontal desuperheater, 9 - dampoppsamler, 10 - sikkerhetsventil, 11 - luftventil, 12 - overopphetet damputtak.

4.2.3 Overopphetet damptemperaturkontrollenhet

Overopphetet damptemperaturkontroll utføres i desuperheatere ved å injisere kondensat (eller matevann) inn i dampstrømmen som passerer gjennom dem. På banen til hver dampstrøm er to desuperheatere av injeksjonstype installert: en vertikal - bak skjermoverflaten og en horisontal - bak det første trinnet av den konvektive overheteren.

Kroppen til desuperheateren består av et injeksjonskammer, en manifold og et utløpskammer. Injeksjonsanordninger og en beskyttende kappe er plassert inne i huset. Injeksjonsanordningen består av en dyse, en diffusor og et rør med kompensator. Diffusoren og den indre overflaten av dysen danner et Venturi-rør.

I den smale delen av dysen ble det boret 8 hull Ø 5 mm på II desuperheater og 16 hull Ø 5 mm på I desuperheater. Damp gjennom 4 hull i desuperheater-kroppen kommer inn i injeksjonskammeret og går inn i Venturi-dysen. Kondensat (matevann) føres til den ringformede kanalen med et rør Z 60x6 mm og injiseres inn i hulrommet til Venturi-røret gjennom hull Ø 5 mm plassert rundt omkretsen av dysen. Etter den beskyttende kappen kommer dampen inn i utløpskammeret, hvorfra den slippes ut til overheteren med fire rør. Injeksjonskammeret og utløpskammeret er laget av et rør Ø G g 3x26 mm, kollektoren er laget av et rør Ø 273x20 mm (stål 12X1MF).

Vannøkonomisator

Stålspiraløkonomisatoren er plassert i fallrørskanalen bak pakkene til den konvektive overheteren (i retning av gassene). Høydemessig er economizeren delt inn i tre pakker med en høyde på 955 mm hver, avstanden mellom pakkene er 655 mm. Hver pakke er laget av 88 twin tre-løkke spoler Ø 25x3,5 mm (stål20). Spolene er plassert parallelt med forsiden av kjelen i et rutemønster (lengdestigning 41,5 mm, tverrstigning 80 mm). Varmeoverflaten til vannøkonomisatoren er 2130 m 2 .

Figur 7. Skisse av en economizer med en tosidig parallell spolefront: 1 - trommel, 2 - vannbypassrør, 3 - economizer, 4 - innløpsmanifolder.

Luftvarmer

Kjelenheten er utstyrt med to regenerative roterende luftvarmere av typen RVV-41M. Luftvarmerrotoren består av et skall Ø 4100 mm (høyde 2250 mm), et nav Ø 900 mm og radielle ribber som forbinder navet med skallet, og deler rotoren inn i 24 sektorer. Rotorsektorene er fylt med oppvarming av korrugerte stålplater (stopping). Rotoren drives av en elektrisk motor med girkasse og roterer med en hastighet på 2 omdreininger per minutt. Den totale varmeoverflaten til luftvarmeren er 7221 m 2 .

Figur 8. Regenerativ luftvarmer: 1 - rotoraksel, 2 - lagre, 3 - elektrisk motor, 4 - pakning, 5 - ytre foringsrør, 6 og 7 - radielle og perifere tetninger, 8 - luftlekkasje.

utkast til enheter

For evakuering av røykgasser er kjeleenheten utstyrt med to røykavtrekk av dobbeltsidig sugetype D-20x2. Hver røyksuger drives av en elektrisk motor med en effekt på N = 500 kW, med en rotasjonsfrekvens på n = 730 rpm.

Ytelsen og totalhøyden til røykavtrekkene er gitt for gasser ved et trykk på 760 mm Hg. st og gasstemperatur ved innløpet til røykavtrekket 200 °C.

Vurderte parametere med høyeste effektivitet η=0,7

For å tilføre forbrenningsluften til ovnen er kjele nr. 11 utstyrt med to trekkvifter (DV) av typen VDN-18-II med en kapasitet på Q = 170 000 m 3 / time, en total fallhøyde på 390 mm vann . Kunst. ved en arbeidsmiljøtemperatur på 20 ° C. Kjelen nr. 11 vifter drives av elektriske motorer med en effekt på: venstre - 250 kW, rotasjonshastighet n = 990 rpm, høyre - 200 kW, rotasjonsfrekvens n = 900 rpm.

4.2.7 Sikkerhetsventiler

På kjel nr. 11 er det montert to impulssikkerhetsventiler på dampoppsamlingskammeret. En av dem - kontroll - med en puls fra dampkammeret, den andre - arbeider - med en puls fra kjeletrommelen.

Reguleringsventilen er satt til å fungere når trykket i dampoppsamlingskammeret stiger til 105 kgf/cm 2 . Ventilen stenger når trykket faller til 100 kgf/cm 2 .

Driftsventilen åpner når trykket i trommelen stiger til 118,8 kgf/cm 2 . Ventilen stenger når trykket i trommelen faller til 112 kgf/cm 2 .

4.2.8 Brennere

På frontveggen av forbrenningskammeret er det installert 8 olje-gassbrennere, arrangert i to lag, 4 brennere i hvert lag.

Kombinerte brennere er laget dobbeltstrøm i luft.

Hver brenner i det nedre laget er designet for forbrenning av en koksovnsblanding av gasser og fyringsolje, separat forbrenning av koksovn eller masovnsgasser i samme brennere. Koks-blåseblandingen føres gjennom en oppsamler Ø 490 mm. Et rør Ø 76x4 er gitt langs brennerens akse for installasjon av en mekanisk forstøvningsoljedyse. Smutthullets diameter er 1000 mm.

Hver av de 4 brennerne i det øvre laget er designet for å brenne naturgass og fyringsolje. Naturgass tilføres gjennom en manifold Ø 206 mm gjennom 3 hullrekker Ø 6, 13, 25 mm. Antall hull er 8 i hver rad. Smutthullets diameter er 800 mm.

4.2.9 Trommel og separatorer

En trommel med en diameter på 1600 mm er installert på kjelen, veggtykkelsen på trommelen er 100 mm, stålplate

Kjelen har en tre-trinns fordampningsplan. Det første og andre stadiet av fordampning er organisert inne i trommelen, det tredje i fjerntliggende sykloner. Rommet til det første trinnet er plassert i midten av trommelen, to rom i det andre trinnet er i endene. Inne i trommelen er vannvolumene i saltrommene atskilt fra det rene rommet med skillevegger. Matevannet for saltvannsrommene i det andre trinnet er kjelevannet til det rene rommet, som kommer inn gjennom åpningene i skilleveggene mellom avdelingene. Matevannet for det tredje fordampningstrinnet er kjelevannet i det andre trinnet.

Kontinuerlig rensing utføres fra vannvolumet til fjerntliggende sykloner.

Matevann, som kommer fra economizeren inn i trommelen, er delt i to deler. Halvparten av vannet ledes gjennom rør inn i vannrommet til trommelen, den andre halvdelen føres inn i den langsgående fordelingssamleren, forlater det gjennom hullene og sprer seg over det perforerte arket, gjennom hvilket mettet damp passerer. Når damp passerer gjennom matevannlaget, vaskes den, d.v.s. rensing av damp fra saltene i den.

Etter vask av dampen dreneres matevannet gjennom kanalene inn i vannrommet i trommelen.

Damp-vannblandingen, som kommer inn i trommelen, passerer gjennom 42 separasjonssykloner, hvorav: 14 er plassert på forsiden av trommelen, 28 - på baksiden av trommelen (inkludert 6 sykloner stoppet i saltrommene til trommelen trinnvis fordampning).

I sykloner utføres en grov, foreløpig separering av vann og damp. Det utskilte vannet renner ned i den nedre delen av syklonene, hvor det er installert brett.

Rett over syklonene er det lamellskjold. Når den passerer gjennom disse skjoldene og gjennom det perforerte arket, ledes dampen for slutttørking til de øvre lamellskjermene, under hvilke det perforerte arket er plassert. Gjennomsnittsnivået i det rene rommet er plassert 150 mm under dets geometriske akse. De øvre og nedre tillatte nivåene er henholdsvis 40 mm over og under gjennomsnittet. Vannstanden i saltvannsrom er vanligvis lavere enn i et rent rom. Forskjellen i vannstand i disse rommene øker med økende kjelebelastning.

Fosfatløsningen innføres i trommelen i et rent trinnvis fordampningsrom gjennom et rør plassert langs bunnen av trommelen.

Det rene rommet har et rør for nøddrenering av vann i tilfelle en for stor økning i nivået. I tillegg er det en linje med en ventil som forbinder rommet til den venstre eksterne syklonen med et av de nedre kamrene på bakskjermen. Når ventilen åpnes, strømmer kjelevannet fra saltlakerommet i tredje trinn inn i det rene rommet, noe som gjør det mulig å redusere saltholdighetsforholdet til vannet i rommene om nødvendig. Utjevning av saltinnholdet i venstre og høyre saltlakerom i det tredje fordampningstrinnet sikres ved at det kommer et rør ut av hvert avsidesliggende brinekammer, som leder kjelevannet til det nedre silkammeret i det motsatte saltlakerommet.

Figur 11. Skjema for tre-trinns fordampning: 1 - trommel; 2 - ekstern syklon; 3 - nedre samler av sirkulasjonskretsen, 4 - dampgenererende rør; 5 - nedløpsrør; 6 - tilførsel av matevann; 7 - utløp for skyllevann; 8 - vannbypassrør fra trommelen til syklonen; 9 - dampomløpsrør fra syklonen til trommelen; 10 - damprør fra enheten; 11 - intratympanisk septum.

4.2.10 Kjelramme

Rammen til kjelen består av metallsøyler forbundet med horisontale bjelker, takstoler, avstivere og tjener til å absorbere belastninger fra vekten av trommelen, varmeoverflater, foring, servicediskanter, gassrørledninger og andre elementer i kjelen. Søylene til kjelerammen er stivt festet til kjelens jernfundament, basene (skoene) til søylene helles med betong.

4.2.11 Murverk

Foringsskjold er lag med ildfast og isolasjonsmaterialer, som er festet med braketter og trekker til en stålrammekonstruksjon med kappeplater.

I skjoldene, sekvensielt fra gasssiden, er det: lag av ildfast betong, covelite matter, et lag med tetningsbelegg. Tykkelsen på foringen til forbrenningskammeret er 200 mm, i området til de to nedre economizer-pakkene - 260 mm. Foringen av ildstedet i den nedre delen av brennkammeret er laget på et rør. Med termisk forlengelse av skjermene, beveger denne foringen seg sammen med rørene. Mellom de bevegelige og faste delene av foring av brennkammeret er det en ekspansjonsfuge forseglet med en vanntetning (hydraulisk tetning). Det er hull i murverket for kummer, luker og luker.

5. Sikkerhet under arbeid

På kraftverkets territorium er studentene underlagt alle reglene i regimet og sikkerhetsforskriftene som gjelder i bedriften.

Før testene starter, instruerer representanten for bedriften studentene om prosedyren for gjennomføring av testen og om sikkerhetsreglene med en oversikt i de relevante dokumentene. Under testene har studentene forbud mot å forstyrre handlingene til ledsagerne, slå av enhetene på kontrollpanelet, åpne kikker, luker, kummer, etc.

Bibliografisk liste

1. Sidelkovsky L.N., Yurenev V.N. Kjelinstallasjoner av industribedrifter: Lærebok for universiteter. - 3. utg., revidert. - M.: Energoatomizdat, 1988. - 528 s., ill.
2. Kovalev A.P. og andre. Dampgeneratorer: en lærebok for universiteter / A.P. Kovalev, N.S. Leleev, T.V. Vilensky; Under totalt utg. A.P. Kovalev. - M.: Energoatomizdat, 1985. - 376 s., ill.
3. Kiselev N.A. Kjelanlegg, Opplæringsmanual for klargjøring. arbeidere i produksjon - 2. utg., revidert. og tillegg - M .: Høyere skole, 1979. - 270-tallet, ill.
4. Deev L.V., Balakhnichev N.A. Kjelinstallasjoner og vedlikehold av dem. Praksisopplæring for fagskoler. - M .: Høyere skole, 1990. - 239 s., ill.
5. Meiklyar M. V. Moderne kjeleenheter TKZ. - 3. utg., revidert. og tillegg - M .: Energi, 1978. - 223 s., ill.