Отчет по практике - водогрейный котел ПТВМ-100

Поверхности нагрева выполняются  в виде труб. Внутри труб происходит непрерывная циркуляция воды, а снаружи  они омываются горячими топочными  газами или воспринимают тепловую энергию  лучеиспусканием. Таким образом, в  котлоагрегате имеют место все виды теплопередачи: теплопроводность, конвекция и лучеиспускание. Соответственно поверхность нагрева подразделяется на конвективные и радиационные. Количество тепла, передаваемое через единицу площади нагрева в единицу времени носит название теплового напряжения поверхности нагрева. Величина напряжения ограничена, во-первых, свойствами материала поверхности нагрева, во-вторых, максимально возможной интенсивностью теплопередачи от горячего теплоносителя к поверхности, от поверхности нагрева к холодному теплоносителю

 

 

 

 

Интенсивность коэффициента теплопередачи  тем выше, чем выше разности температур теплоносителей, скорость их перемещения  относительно поверхности нагрева  и чем выше чистота поверхности.

          Образование пара в котлоагрегатах протекает с определенной последовательностью. Уже в экранных трубах начинается образование пара. Этот процесс протекает при больших температуре и давлении. Явление испарения заключается в том, что отдельные молекулы жидкости, находящиеся у ее поверхности и обладающие высокими скоростями, а следовательно, и большей по сравнению с другими молекулами кинетической энергией, преодолевая силовые воздействия соседних молекул, создающее поверхностное натяжение, вылетают в окружающее пространство. С увеличением температуры интенсивность испарения возрастает. Процесс обратный парообразованию называют конденсацией. Жидкость, образующаяся при конденсации называют конденсатом. Она используется для охлаждения поверхностей металла в пароперегревателях.

         Пар, образуемый в котлоагрегате, подразделяется на насыщенный и перегретый. Насыщенный пар в свою очередь делится на сухой и влажный. Так как на теплоэлектростанциях требуется перегретый пар. то для его перегрева устанавливается пароперегреватель, в данном случае ширмовой и коньюктивный, в которых для перегрева пара используется тепло, полученное в результате сгорания топлива и отходящих газов. Полученный перегретый пар идет на технологические нужды.

         Котлы ПТВМ-100 предназначены для получения пара, используемого для технологических нужд промышленных предприятий, а также в качестве отопительных котлов; в системах вентиляции и горячего водоснабжения.

         Котел имеет две ступени испарения: к первой ступени относятся часть котла от фронта до перегородок, ко второй ступени - часть котла за перегородками.

       

 

 

 

 

 

 

       В паровом котле выделившаяся при сжигании топлива энергия передается воде, которая сначала нагревается, а затем, при определенной для каждого давления температуре, превращается в пар. В процессе парообразования температура теплоносителя остается неизменной, но вода постепенно превращается в насыщенный (находящийся в равновесии с жидкой фазой и имеющий максимальную плотность при данной температуре и давлении) пар. При испарении всей жидкости получается сухой (без частиц влаги) насыщенный пар. Если к сухому насыщенному пару продолжать подводить тепло, то его температура будет повышаться, и мы получим перегретый пар.

 

 

Рисунок №1 Структурная схема парового котла ПТВМ-100

 

Основные  данные о перерабатываемых веществах

Вода.

Вода как теплоноситель, обладает рядом достоинств: высокой теплоемкостью, малой вязкостью, что обеспечивает низкие гидравлические сопротивления  при перемещении и небольшие  энергии на перемещение, большей  теплопроводностью и высокой  плотностью.

С погрешностью, отвечающей задачам  технических расчетов, теплоемкость воды принимают равной I ккал. Плотность  воды при атмосферном давлении и  температуры 3,98 С = 1000 кг/м1. С ростом температуры плотность воды уменьшается.

Примеси в воде бывают двух видов: механические (глина, песок) и химические (соли кальция, магния). В зависимости  от содержания в воде химических примесей подразделяют воду на мягкую и жесткую.

Мягкая вода содержит незначительное количество солей магния и кальция, жёсткая - большее их количество. Обычно, отопительные котельные с чугунными  и стальными секционными котлами  снабжаются водой из водопровода, которую  не требуется очищать. Вода лишь умягчается и дегазируется. Водопроводная вода содержит растворенные газы и соли, при нагревании соли выпадают в осадок на внутренние стенки секций котлов в  виде накипи. Растворенные в воде газы - кислород и углекислота - вызывают коррозию металла. Чугунные котлы мало подвержены коррозии, поэтому кислород и углекислота опасны для стальных секционных котлов и систем водоснабжения.

Чтобы избежать образования накипи в котлах, следует использовать воду определенной жесткости или подвергать ее умягчению и дегазации. Вода, используемая в парогенераторах и водогрейных  котлах, в зависимости от участка  технологической цепи, на которой  она используется, носит различные  названия. Вода, поступающая в котельный  цех от различных источников водоснабжения, называется исходной или сырой водой. Эта вода поступает

для предварительной химической подготовки перед использованием ее для питания  регенераторов и водогрейных  котлов.

Вода, поступающая для парогенераторов  и для восполнения испарившейся воды, называется питательной водой. Объединение отдельных составляющих питательной воды завершается в  деаэраторе, откуда берет начало питательный  тракт. Из аккумуляторного бака деаэратора питательная вода подается в водяной  экономайзер парогенератора.

Вода через колонку деаэратора проходит за 0,75 мин. За это время  равновесие в системе не успевает установиться и полного обескислороживания воды не получается.

Котловой водой называют воду, находящуюся  в котлах во время их работы и  подвергающуюся в процессе получения  пара. Котловую воду, выпускаемую из котла с целью поддержания  концентрации в ней веществ на заданном уровне, называют продувочной  водой.

Природный газ.

Газообразное топливо - это смесь  горючих и негорючих газов  с небольшим количеством примесей. К горючим газам относятся  углеводы, водород и оксид углерода, а к негорючим компонентам - азот, диоксид углерода. К примесям относятся  водяные пары, сероводород, пыль. Природный  газ содержит небольшое количество влаги. Если газ транспортируется на большие расстояния, то его предварительно осушают. Природный газ запаха не имеет. До подачи в сеть его одорируют, то есть придают ему резкий и неприятный запах. К природному относится газ, из газовых месторождений, а также сопутствующий нефти газ. Природный газ на 80-98 7„ состоит из метана. Балластом в сухом природном газе является азот и утлекислота. Наличие балластных газов повышает температуру воспламенения, которая в среднем составляет 600-700 °С.

Газ преобладает рядом преимуществ  перед твердым топливом: отсутствие золы, высокая теплота сгорания, удобство транспортирования и сжигания, возможность автоматизации процессов, высокий КПД. Однако, он токсичен и

способен вызвать тяжелые или  смертельные отравления, образует взрывоопасные  соединения с воздухом

Для организации нормального процесса горения к каждой горелке в  газ поступает под давлением 0,02 МПа, с расходом 12000 м7ч.

Воздух.

Воздух является смесью газов. На 78% он состоит из азота, на 20,95% из кислорода. Также в состав воздуха входят аргон, СО2, неон, гелий, криптон , водород, №0. ксенон, озон, рений. В воздухе  содержится небольшое количество водяного пара, около 5-10 тонн. Давление воздуха  на уровне моря в среднем 1,0333 кг/см. Масса I метра воздуха, очищенного от водяных паров и кислоты равна 1,2928 г. При одновременном сжатии и охлаждении воздух можно превратить в легко подвижную жидкость голубого цвета. Для организации процесса горения к каждой горелке кроме топлива должен поступать воздух, очищенный от пыли и влаги.

Для организации процесса горения  к каждой горелке кроме топлива  должен поступать воздух, очищенный  от пыли и влаги с параметрами . температурой воздуха 10±5°С, давлением 1,2 кПа.

Мазут.

Мазут является резервным топливом для котла ПТВМ-100. Поступающий на электростанции мазут получается на нефтеперерабатывающих заводах в результате смешения различных остаточных нефтепродуктов.

При сжигании мазута могут возникнуть трудности из-за содержания в его  золе окислов щелочных металлов и  ванадия. Несмотря на малое содержание ванадия (-0.15%) наличие его приводит к коррозии металла, если температура  сжигания больше 600 °С. Перед сжиганием  мазута необходима его очистка от механических примесей.

В качестве топлива для водогрейных  котлов используется мазут марок 40 и 100. Марка определяется предельной вязкостью.

Перегретый пар

Перегретый пар- пар. температура  которого превышает температуру  насыщенного пара при данном рабочем  давлении, подобен горячему воздуху. Его свойства соответствуют газообразному  состоянию среды. В теплообменных  агрегатах это состояние перегретого  пара, как правило, ведет к отрицательным  последствиям. Прежде всего теряется уникальное свойство насыщенного пара - сохранять постоянную температуру  на всем временном диапазоне передачи скрытой в нем теплоты. Это  ведет к нестабильности технологического процесса, если технология регулирования  ориентирована на использование  насыщенного пара, что имеет место  в подавляющем числе приложений, и, соответственно, к значительным потерям. Как только жидкость полностью преобразуется  в пар при температуре насыщения, соответствующей существующему  давлению пара, ее температуру можно  увеличить, если передать пару дополнительную энергию. Энергия поднимает внутреннюю кинетическую энергию молекул пара и его температуру.

Котлы ПТВМ-100  предназначены для его выработки.

 

Описание основного аппарата. Эскиз.

Котел ст.N2 производства Ленинградского Металлического завода(1931г) трехбарабанный, вертикально-водотрубный, с естественной цмркуляцией и П-образной компоновкой предназначен для работы на газе и мазуте.

Котел оснащен шестью комбинированными двухулиточными горелками.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(имеющими необходимые  технические характеристики, сертификат  соответствия и разрешение на  применение Ростехнадзора).

Обслуживание горелочного  устройства, его описание и технические  характеристики приводятся в документации, прилагаемой к горелочным устройствам.Котлы имеют облегченную обмуровку и теплоизоляцию.

Рисунок№2 Эскиз котла  ПТВМ-100

Данные  для расчета регулирующего органа

 

Парапроизводительность в режиме номинальной нагрузки т/ч  125

Давление перегретого пара на выходе из котла кгс/см²   30

Температура перегретого пара на выходе из котла ⁰С    400

Температура питательной воды ⁰С       102

Max объемный расход пара Q_max,т /ч                                                           120                

 

Min объемный расход пара Q_min, т/ч       61        

 

L до р.о.            18,5

 L после р.о.          15

                                                                  

 

 

 

Мероприятия по охране окружающей среды.

Природа - единственный и очень  важный комплекс взаимосвязи с человеческим обществом.

В нарастающем процессе его производства деятельности происходит естественный процесс изъятия из природы нужных веществ: воды, сырья, продуктов для  питания, леса и другие природные  ресурсы. Одновременно нарастает выброс в природу бытовых и промышленных отходов и т.д. Воздух является самым  главным продуктом потребления. Источники его загрязнения являются промышленные предприятия и отопительные котельные. Вода, используется для гидротранспорта  золы и шлака, после осветления может  содержать весьма большое количество солей кальция, магния, окислов железа, алюминия, а также соединений ванадия, мышьяка, ртути, фторидов и канцерогенных  веществ.

Содержание этих солей зависит  как от состава золы, так и от способа сжигания топлива и очистки  дымовых газов и в большинстве  случаев существенно превышает  установленные нормами ПДК. Сброс  таких вод в водоёмы, естественно, недопустим, поэтому в настоящее  время на котельных предусматривается  замкнутые системы гидрозолоудаления. Допустимое солесодержания воды в этом случае обеспечивается за счёт продувки системы.

В РФ разработаны предельно допустимые концентрации элементов в атмосфере. Это нужно для безвредности для  человека, животных и растений. Пристальное  внимание уделяется вопросам снижения выбросов загрязнителей при сжигании органических топлив, их рассеивание  в окружающем атмосферном воздухе с целью уменьшения отдельных концентраций, не достигших значение предельно допустимой концентрации. Это использование высоких труб.

На сегодняшний день имеется 4 направления  борьбы с загрязнениями атмосферы:

• оптимизация процессов сжигания топлива;
• очистка топлива от элементов образующихся при сжигании загрязнённых веществ;
• очистка дымовых газов от загрязняющих веществ;