Определение паропроизводительности котла и температуры перегрева пара

Определяем количество тепла, отданное дымовыми газами в котле:

кВт,

где - энтальпия дымовых газов на входе в котёл при =750°С, кДж/м³;

- теплосодержание дымовых газов на выходе из котла при

=414,7°С, кДж/м³;

=0,9÷0,95 – коэффициент сохранения тепла (принимаем =0,95).

Определяем количество тепла, отданное дымовыми газами в пароперегревателе:

кВт.

Определяем теплосодержание перегретого пара:

кДж/кг

Здесь =2796 кДж/кг – энтальпия сухого насыщенного пара; =884,4 кДж/кг – энтальпия кипящей воды; =419,1 кДж/кг – энтальпия питательной воды; n=8% - величина продувки. Все значения пара и воды заимствованы из таблиц водяного пара [1].

Полученному теплосодержанию соответствует температура пара t=353°С. Расхождение между принятой и полученной составляет:

,

что находится в пределах допустимого (). Если расхождения между принятым и рассчитанным значением температуры пара превышают 5%, расчёт необходимо повторить начиная с расчёта пароперегревателя.

Определяем паропроизводительность котла:

кг/с.

Часовая паропроизводительность котла составит:

т/ч.

Контрольные вопросы

1. Для чего предназначены котлы – утилизаторы?

Котлы-утилизаторы предназначены для получения бестопливного пара за счёт использования тепла отходящих газов различных технологических установок, в том числе печей.

2. С какими энергетическими параметрами вырабатывается пар в котлах-утилизаторах и где он используется?

Котлы рассчитаны на получение пара с давлением 1,8 МПа и 4,5 МПа и температурой перегрева от 340°С до 400°С. Такой пар используется для привода паровых турбин коксовых эксгаустеров, турбокомпрессоров и турбовоздуходувок, турбонасосов и турбогенераторов небольшой мощности.

3. Какие существуют типы котлов – утилизаторов?

Различают котлы утилизаторы радиационного, радиационно-конвективного и конвективного типов.

4. В чём состоит основное отличие газотрубных от водотрубных котлов – утилизаторов?

Основная особенность газотрубных котлов-утилизаторов заключается в движении газов внутри труб, образующих поверхности нагрева котла. В водотрубных котлах-утилизаторах по газоходам котла движутся уходящие газы печей, а испарительные трубчатые поверхности, выполненные из змеевиковых пакетов, размещаются в газоходах на пути газов. Внутри труб циркулирует паро-водяная смесь.

5. Какие существуют компоновки поверхностей нагрева в котлах – утилизаторах? Указать их преимущества и недостатки.

Компоновка поверхностей нагрева в конвективных котлах-утилизаторах горизонтальная, башенная, а у большинства П-образная.

На рисунке 1 представлена схема водотрубного котла-утилизатора П-образной компоновки. Котлы однобарабанные, барабан котлов сварной, внутренний диаметр 1508мм, толщина стенки обечайки 36мм, материал – сталь 20К. Внутри барабана 1 имеются паросепарационные циклоны. По ходу газов последовательно расположены первая секция испарительной поверхности 2, пароперегреватель 3, вторая 4, третья 5, иногда четвёртая 6 секции испарительной поверхности и водяной экономайзер 7, 8. Все поверхности нагрева изготовлены из труб диаметром 32мм. (сталь 20). Применение труб малого диаметра вызвано необходимостью при конвективной теплоотдаче разместить большую поверх-ность нагрева в относительно небольших габаритах котла. В свою очередь это приводит к повышенному сопротивлению как по пароводяному, так и по газовому тракту.

Котлы – утилизаторы с горизонтальной компоновкой поверхностей нагрева имеют следующие недостатки: занимают много места в цехе; осложнена очистка поверхности нагрева, в частности нельзя установить дробеочистку; затруднена уборка сброшенной пыли и т.п. В связи с этим эти котлы сейчас не устанав-ливают, а старые реконструируют. Котлы (КУ-10Б) вертикальной компоновки (башенные) наиболее рационально размещаются на производственных площадях, удобны в обслуживании при парной установке и позволяют обеспечить утилиза-цию уходящих газов мощных печей

6. Принести принципиальную схему водотрубного котла-утилизатора П – образной компоновки.

Смотри рисунок 1.

Список литературы

1. Тепловой расчет водотрубного котла-утилизатора конвективного типа: метод. указ. и контрольные задания/Сост.: А.К. Соловьев, С.Г. Коротков, Е.В. Медведская; СибГИУ. – Новокузнецк, 2007. – 53с.

2. Вакулович М.П., Ривкин С.Л., Александров А.А. Таблицы теплофизических свойств воды и водяного пара. – М.: Изд-во стандартов, 1969. – 408с.

3. Теория, конструкции и расчёты металлургических печей: Учебник для техникумов. В 2-х томах. 2-е изд. перераб. и доп. Т.2. Мастрюков Б.С. Расчёты металлургических печей. М.: Металлургия, 1986. – 376с.