Реферати українською » Физика » Тепловий розрахунок і ексергетичний аналіз котельного агрегату


Реферат Тепловий розрахунок і ексергетичний аналіз котельного агрегату

Страница 1 из 2 | Следующая страница

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ РОСІЙСЬКОЇ ФЕДЕРАЦІЇ

>Уфимский державний нафтової технічний університет

>Салаватский філія

>ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

до курсової роботу з термодинаміці

ТЕПЛОВИЙ РОЗРАХУНОК ІЭКСЕРГЕТИЧЕСКИЙ АНАЛІЗ

>КОТЕЛЬНОГОАГРЕГАТА

>ХТП – ТД –03.01 .00.000.99

>Виполнил:

студент грн.ТП-21-54

В.А.Бупнек

Перевірив:

асистент В.П.Шекин

Салават 2011 р.


>СОДЕРЖАНИЕ

Запровадження

1 Літературний огляд

2Расчет котельного агрегату

2.1Расчет процесу горіння

2.2 Тепловий баланс котельного агрегату

3Упрощеннийексергетический баланс котельного агрегату

4Расчетгазотрубногокотла-утилизатора

5 Висновок

6 Опис роботи пальники

7 Опис роботипароперегревателя

8 Опис роботиекономайзера

9 Опис роботивоздухоподогревателя

Бібліографія


ЗАПРОВАДЖЕННЯ

котельний агрегат горіння тепловоїексергетический

Раціональне використаннятопливно–енергетических ресурсів – найважливішанароднохозяйственная завдання, значимість якій усе зростає.

Значну економію паливно-енергетичних ресурсів можна досягти за більш широкому залученні в паливно-енергетичний баланс країни вторинних енергоресурсів (ПЕВ), наявних практично в усіх галузях промисловості, де застосовуютьсятепло-технологические процеси, насамперед високотемпературні. Коефіцієнт корисного тепловикористання багатьомтепло-технологических процесів вбирається у 15 – 35 %.

Під вторинними енергоресурсами розуміють енергетичний потенціал продукції, відходів, побічних і проміжних продуктів, які виникають в технологічних агрегатах (установках, процесах), який використовують у самому агрегаті, але, можливо частково чи цілком використаний енергозбереження інших агрегатів (процесів). Під енергетичним потенціалом розуміється його присутність серед зазначених продуктах певного запасу енергії.

По напрямку можливого використання ПЕВ розрізняють:

>Теплотехническое – користування та споживання безпосередньо одержуваних у ролі ПЕВ пара та гарячої води або за виробленні за рахунок утилізації горючих і теплових ПЕВ в утилізаційних котельних.

Електроенергетичне – при генеруванні електроенергії у утилізаційних установках рахунок ПЕВ.

>Комбинированное – з виробленням в утилізаційних теплоелектроцентралях, тепла потеплофикационному графіку.

ПЕВ можна використовувати як палива або безпосередньо, або рахунок вироблення теплоти, електроенергії, холоду та механічної роботи у утилізаційних установках.

Використання горючих (паливних) ПЕВ особливих труднощів бракує, і їх використовують на промислових підприємствах, із достатньої повнотою (90 – 95%) і ефективністю. Використання теплових ПЕВ ще недостатньо чіткими й становить середньому 30 – 40%. Основне значення у структурі теплових ПЕВ має фізична теплота відведених газівтепло-технологических установок, частка якої у загальному балансі можливого використання теплових ПЕВ становить близько 75%.

Основним устаткуванням від використання теплових ПЕВ, і навіть надлишкового тиску є:котли-утилизатори (КУ), системи випарного охолодження (>СИО), охолоджувачіконвертерних газів (>ОКГ), сталеплавильного виробництва, установки сухого гасіння коксу (>УСТК), газові утилізаційнібескомпрессорние турбіни (>ГУБТ),адсорбционние холодильні машини.

>Котли-утилизатори застосовують для зовнішньої енергетичної утилізації теплових відходів різнихтепло-технологических установок, не використовуваних чи частково що використовуються регенерації в технологічному процесі.

Зовнішнє технологічне і енергетичне використання теплоти відведених газів виробничихтепло-технологических установок є сутнісно використанням вторинних енергоресурсів, що призводить до підвищення сумарного коефіцієнта використаннярасполагаемой теплоти.

Останніми роками вже створені і ведуться розробки нових типів котлів-утилізаторів іенерготехнологических агрегатів, що безпосередньо з поставленим завданням істотного збільшення промислового виробництва з значної економії енергоресурсів.

Перспективи застосування КУ і ЦЯ не вичерпуються економією палива й їх техніко-економічній ефективністю. Їх значимість й необхідність ширшого впровадження визначаються великий роллю у зменшенні забруднення довкілля.


1. ЛІТЕРАТУРНИЙОБЗОР

Підприємства чи установки, призначені для електричної енергії, називаються електростанціями. Електроенергію ними отримують шляхом перетворення інших напрямів енергії. Джерелами енергії може бути рушійна вода, паливо, атом та інших. Сучасна електростанція – цей складний кризовий підприємство, у тому числі багато різноманітних видів устаткування й будівельних конструкцій. Основнимтеплосиловим устаткуванням ТЕС є котельня і паротурбінна установки.

Останні засвідчили економічну доцільність збереження значної частини участі великих опалювальних котельних установок в покритті загального користування теплової енергії.

>Котельними установками називають устрою, призначені щоб одержати водяної пари чи нагрівання води. Залежно від виду вироблюваного робочого тіла котельної установки поділяють на парові і водогрійні.Паровая котельня установка служить щоб одержати водяної пари заданих параметрів,водогрейная – для нагрівання води до певної температури.

Поруч із великими виробничими,производственно-отопительними котельнями потужністю сотні тонн пара за годину або сотню МВт теплової навантаження встановлено дуже багато котельних агрегатами до 1мвт і працюючих на всі види палива. Проте саме з паливом і є найбільша проблема. За рідке і газоподібне паливо, яке поставляється в Україну переважно із Росії в споживачів не вистачає коштів розплатитися. Тому немає й необхідно використовувати місцеві ресурси.

За призначенням котельні установки ділять на енергетичні, виробничі (промислові),отопительно-производственние. У енергетичних котельних установках виробляється пар високого (>Р9МПа) й середнього (>Р3,5МПа) тисків, що здебільшого використовують із приводу парових турбін. Виробничі котельні установки призначені щоб одержати водяної пари чи гарячої, що використовують щодо різноманітних технологічних потреб. У опалювальних котельних установках виробляють водяну пару низький тиск чи нагрівають воду лише опалення, вентиляції і гарячого водопостачання житлових і виробничих споруджень та житлових споруд.

Усі значні сучасні заводи, зокрема й українські підприємства, які виготовляють будівельні матеріали і вироби, обладнують, зазвичай,отопительно-производственними котельнями установками опалювання, вентиляції і гарячого водопостачання, здійснення технологічних процесів виробництва. Зокрема, у промисловості будівельних матеріалів водяну пару необхіднийтепловлажностной обробки бетонних, залізобетонних, теплоізоляційних та інших виробів на автоклавах іпропарочних камерах, для підігріву заповнювачів бетону напароувлажнительних установках тощо.

Основними елементами сучасної котельної установки є топка, казан,пароперегреватель,економайзер,воздухоперегреватель, загалом званікотлоагрегатом, і навітьтягодутьевие та поживні устрою, устаткуваннятопливоподачи ізолоудаления.Рабочими тілами, що у процесах теплових перетворень, служать паливо, повітря і вода.

Паливо, у топці, тобто. беручи хімічну реакцію з киснем повітря, утворює гарячі гази, які далі з допомогою тягових пристроїв рухаються погазоходамкотлоагрегата, потім розладнуються і викидаються в довкілля.

Мінеральні домішки, перебувають у паливі, за його спалюванні утворюють золу як сипучої маси чисплавленних шматків, званих шлаком (зольність палива визначається лабораторії шляхомпрокаливания навішеннямелкораздробленного палива вагою 1-2 р в порцелянових тиглях). Щоб не допустити забруднень поверхонь нагріву, розташованих за топкою, важливо остудити в топці гази до температури нижче значення температури затвердіння золи, наступаючого після проходження нею сфері високих температур зазвичай величина цієї температури нижчеt2 на 50-1000З. при горінні палива на топці у зоні температур відбувається часткове чи повне розплавляння золи. Деяка частину їх утворює летучу золу, яка йде зтопочними газами з топки.Оставшаяся зола частково розкладається, перетворюється насплавленную чиспекающуюся масу, звану шлаком, що потім в рідкому чи гранульованому стан видаляється з частині топки.

>Рис. 1. Найпростіша схема топкового устрою

Якщо горючі елементи, перебувають у паливі, згоряють повністю, тобто. після реакції горіння вуглецю виходить ЗІ2, водню – М2Про, і сіркиSО2, то що відходять з топки гази у своєму складі ні мати горючих елементів. Проте за невмілому конструюванні топки або за неправильному її обслуговуванні внаслідок реакції горіння виходять і горючі газоподібні речовини. Це зазначає, що ні вся хімічна енергія палива перетворилася на тепла і виділилася у процесі спалювання; частина її залишилася в відведених газах. Отже, в димову трубу потраплять як гази повного згоряння, але такі, які ще міг би згоріти і виділити тепло.

Залежно розміщеннятопочних пристроїв поза казана чи усередині нього, топки поділяють на зовнішні та внутрішні.Котли з зовнішніми топками, до яким ставлятьсяводотрубние казани, більш універсальні, добре комбінуються з топками для низькосортних місцевих палив, високосортних вугілля, мазуту та газу.

У барабані парового казана пар виходить насиченим, у разі потреби він перегрівається шляхом пропуску за особливимизмеевикам,располагаемим здебільшого за першимгазоходом казана. Отримані в топці гази, пройшовши казан іперегреватель, зазвичай мають високої температури (близько300-450°С), тож їх невигідно викидати в димову трубу. На підвищення економічності установки за казаном встановлюють додаткові поверхні нагріву:економайзер, який підігріває воду, що йде харчування казана, івоздухоподогреватель, постачальний топку гарячим повітрям. Поверхні нагріву виконуються як труб. Усередині труб відбувається безперервна циркуляція води, а зовні вониомиваются гарячимитопочними газами чи сприймають теплову енергію випромінюванням. Отже, вкотлоагрегате мають місце всі види теплопередачі: теплопровідність, конвекція і випромінення. Відповідно поверхню нагріву підрозділяється наконвективние і радіаційні. Кількість тепла, передане через одиницю виміру площі нагріву в одиницю часу називається теплового напруги поверхні нагріву. Величина напруги обмежена, по-перше, властивостями матеріалу поверхні нагріву, по-друге, максимально можливої інтенсивністю теплопередачі від гарячого теплоносія до, від поверхні нагріву до холодноготеплоносителю.

Водяніекономайзери призначені для підігріву живильним води до надходження їх уиспарительную частина котельного агрегату.

Залежно від застосовуваного матеріалуекономайзери діляться на чавунні і сталеві, на кшталт поверхні – на ребристі ігладкотрубние, за рівнем підігріву води - нанекипящие і киплячі.

Паливо механічними пристосуваннями подається в верхню частина котельного будинку, де навпаки кожного казана розташовуються бункери. З бункера паливо, під впливом сили тяжкості, по рукаву опускається в топку.

За визначенням, паливом називається горючі речовини, службовці джерелом отримання тепла. Паливо підрозділяється природну і штучне. Паливо то, можливо рідким, твердим і газоподібним. Як рідкого палива на котельних установках переважно використовується мазут – залишок від переробки нафти й деяких випадках інших природних копалин.

Для нормальної роботи котельного агрегату необхідні безперервна подача повітря для горіння палива й безупинне видалення продуктів згоряння. Обсяг повітря,расходуемого у котельній установці, знаходять за кількістю спалюваного за годину палива, теоретичного обсягу повітря, потрібного для спалювання 1 кг палива, і зизбитку повітря топці. На покриття неминучих витоків повітря черезнеплотности повітроводівнабавляют 10%.


>1-паровой казан;2-пароперегреватель;3-економайзер;4-воздухоперегреватель;5-топка (ланцюгова ґрати);6-поступление палива;7-механическоешлакозолоудаление

>Рис. 2. Загальний видкотлоагрегата у межах

Повітря, необхідний для горіння, нагнітається в топку вентиляторами. За наявностівоздухоподогревателядутьевой вентилятор мають в такий спосіб, щоб що нагнітається їм повітря спочатку проходив черезвоздухоподогреватель і далі, нагрітий потрапляв в топку.Горение палива відбувається на ґратам й утопочном просторі, у результаті утворюються гарячі гази. Гази під впливом димовою труби ідимососа проходять погазоходам парового казана,пароперегревателя,економайзера івоздухоподогревателя.Охлажденние гази, попередньо пройшовши крізьзолоуловитель, їдуть у димову трубу.Шлак видаляється безпосередньо з топки.

У середовищі сучасних котельних установках поширена система з розрідженням погазоходам. До вад цієї схеми слід віднести наявністьприсосов повітря нагазоходи черезнеплотности вограждениях й роботудимососов на запилених газах.Достоинство такий схеми – відсутність вибивання і витоків димових газів у приміщенні котельних,т.к. повітря топку нагнітає вентилятор, а димові гази видаляєдимосос. Останнім часом в потужних енергетичних котельних установках широко застосовується схема знаддувом.Топка й усе газовий тракт перебувають під тиском 3-5кПа. Тиск створюється потужними вентиляторами,димосос відсутня. Основна хиба цієї схеми – труднощі, пов'язані із забезпеченням належної герметичності топки ігазоходов котельного агрегату.

>Конденсат водяної пари, спрямовуваного з котельної від використання в системах опалення, вентиляції, гарячого водопостачання наукових і виробничих пристроїв, у своїй більшу частину повертається знову на котельну.Конденсат сутнісно є дистильованої водою, майже маєнакипеобразователей, але у ньому може бутирастворени кисень повітря і вуглекислота, шкідливо що впливають роботу котельної установки.

Тому конденсат, прямуючи в поживний бак, попередньо проходить черездеаератор. При експлуатації систем теплопостачання завжди треба прагнути зібрати можливо більше зворотного конденсату, проте доводиться рахуватися з частковими втратами, бо значна частина виробничої апаратури витрачаючи пар не повертає його конденсат. З іншого боку конденсат втрачається черезнеплотности мереж. Для поповнення живильним водикотлоагрегата використовується воду з водогону. Вона має у собі солі, якіотлагаются в казані як накипу, що перешкоджаєтеплопередачу, а трубах, що утопочном просторі, викликає перегрів стінки. Щоб був відбуваєтьсяумягчение води.

>Устройства, у яких безпосередньо виробляється пар і нагрівається вода, називають паровими чиводогрейними казанами. Якщо казани в опалювальних котельних виробляють пар тискомР0,17МПа чи гарячої води температурою не вище388К, всі вони ставляться до категорії котлів низький тиск.Изготовляют ці казани з чавуну чи стали. Позитивне якість чавунних котлів - стійкість їх стінок проти корозії; їхній недолік – крихкість металу, через котру можуть працювати тільки при низьких тисках.

У виробничих та енергетичних котельних щодо тиску одержуваного пара котельні агрегати поділяються ми такі: низький тиск (>Р=0,8-1,6МПа), середнього (>Р=2,4-4МПа), високого (>Р=10-14МПа) і надвисокої тиску (>Р=25-31МПа).Паровие котельні агрегатистандартизировани за параметрами вироблюваного пара (Р і Т) і.

>Котельние агрегати продуктивністю 0,01-5,5кг/с ставляться до казанам малої потужності, продуктивністю до 30кг/с – до казанам середньої потужності і більше 30кг/с (до 500-1000кг/с) – до казанам великої потужності.

Крім зазначеного казани поділяються ще характером переміщення у яких теплоносія.Паровие казани розрізняють з природною циркуляцієюпароводяного потоку, примусовоїмногократной циркуляцієюпароводяного потоку, з однократним переміщеннямпароводяного потоку (прямоточні).Водогрейние казани будь-яких конструкцій виконуються лише як прямоточні.

Якщо казани, працюючі при підвищеному і високому тиску виготовляються тільки з стали, причому її якість зростає у залежність від величини тиску і температури перегріву, то казани, працюючі при низьких тисках, можуть бути виготовлені і з чавуну.

Принцип примусового руху води та пароводяної суміші знайшов своє логічне завершенняпрямоточних казанах. Така назва ці казани отримали оскільки у них вода, подана поживним насосом до одного кінець довгого безперервного змійовика, проходить послідовно («прямим струмом») усі його ділянки і виходить із протилежного кінця змійовика як перегрітого пара заданої температури і тиску.

У казанах з природною циркуляцією має місце примусове рух однофазною рідини (пара, води) у двох елементахкотлоагрегата: впароперегревателе (під впливом тиску пара в барабані казана) й у не киплячомуекономайзере (під впливом дії живильного насоса). Рух води та пароводяної суміші в випарних поверхнях нагріву відбувається під впливом різниці їх питомих терезів.

Експлуатація котлів мають забезпечувати надійну і ефективну вироблення пара необхідних параметрів та безпечні умови праці персоналу. На виконання цих вимог експлуатація має проводитися точному відповідність дозаконоположениями, правилами, нормами і керівними вказівками, зокрема, відповідно до “Правилами пристрої і безпечної експлуатації парових котлів «Держгіртехнагляду», «Правилами технічної експлуатації електричних станцій та мереж», «Правилами технічної експлуатаціїтеплоиспользующих установок і теплових мереж» та інших.

За підсумками зазначених матеріалів кожної котельної установки має бути складено посадові і

Страница 1 из 2 | Следующая страница

Схожі реферати:

Навігація