Дипломная работа: Розширення центральної опалювальної котельні середньої потужності

Омагнічена вода після станції водопідготовки паралельними потоками проходить поверхневі теплообмінники-охолоджувачі, де утилізують тепло низькопотенційних і низько витратних середовищ. Потім об'єднаний потік омагніченої води направляють в підігрівачі гарячого водопостачання.

При цьому, в період роботи котельні на паливі – газ, омагнічену воду попередньо направляють в теплоутилізатори котлоагрегатів, де використовують для утилізації тепла димових газів.

Потік омагніченої води на пом'якшення в станцію водопідготовки формує регулятор зміщення при температурі 40°С. Консервація непрацюючих котлів передбачена конденсатом під тиск деаератора.

3.2 Станція водопідготовки

Норма якості води для систем споживання води котельної приведена в таблиці 3.2.

Таблиця 3.2 Норми якості води

В якості вихідної прийнято воду з господарчо-питного водопроводу, яка відповідає нормам ГОСТ 2874–82 «Питна вода» хімічного складу:

– карбонатна жорсткість – не більше 7,0 ммоль/л;

– загальна жорсткість – не більше 7,0 ммоль/л;

– сухий залишок – до 1000 мг/л;

– мутність – не більше 1,5 мг/л;

– окислюваність – не більше 6,0 мг/л;

– вміст заліза: варіант 1 – від 0,3 до 1,0 мг/л;

– варіант 2 – до 0,3 мг/л.

Тиск вихідної води в водопроводі прийнято рівним 0,25 Мпа. Для приведення якості води до відповідності з нормами передбачено два варіанта станції водопідготовки.

Варіант 1 призначений для вхідної води з вмістом заліза від 0,3 до 1,0 мг/л і включає в себе:

– знезалізнення загального потоку води;

– магнітну обробку загального потоку води;

– пом'якшення потоку добав очної живильної води способом натрій-катіонування.

Пом'якшення організовано в блочних установках ВПУ – 5,0 виробництва Мопастирищенського машинобудівного заводу.

Знезалізнення передбачено аерацією води повітрям від компресора з наступним фільтруванням через фільтри з сульфовугіллям.

Розрахункові дані приведені в таблиці 3.

Таблиця 3.3 Розрахункові дані по установкам пом'якшення

Варіант 2 призначений для вхідної води з вмістом заліза не менше 0,3 мг/кг і включає в себе:

– магнітну обробку загального потоку води;

– пом'якшення потоку додаткової живильної води способом двухступінчатого натрій-катіонування.

Пом'якшення організоване у фільтрах Бійського котельного заводу розрахункові дані приведені в табл. 3.3

В проекті технологія проведення регенерації фільтрів шляхом повторного використання солі, що дозволяє знизити витрату солі і зменшити об'єм стічних вод.

Передбачено два баки розчину солі: один для приготування свіжого 8% розчину солі, другий для збору відпрацьованого розчину солі.

Відмивка фільтра організована у дві стадії.

Послідовність проведення регенерації наступна:

– взрихлення водою із бака взрихлюючої промивки з відводом стоків у каналізацію;

– подача відпрацьованого розчину солі (збереженого від регенерації попереднього фільтру) із баку потоком зверху з відводом стоків у каналізацію;

– подача свіжого розчину солі зверху з відводом середовища, яке виходить у каналізацію;

– перша стадія промивки – подача води зверху з витісненням з фільтру використаного розчину солі в бак відпрацьованого розчину, концентрація солі складає 2–4%, стоки відсутні;

– друга стадія промивки – продовження подачі зверху з відводом середовища, що виходить в бак взрихлюючої промивки, стоки відсутні.

В обох варіантах передбачена робота пом'якшувальної установки на протязі першої і другої зміни. Вказане дозволяє без збільшення типорозмірів фільтрів зменшити штатну одиницю апаратника у третю зміну. Зберігання запасу пом'якшеної води для цілодобової роботи котельні передбачено в баці.

В обох варіантах передбачена доставка солі автотранспортом, зберігання у «мокрому вигляді» в бункері.

При прив'язці проекту до умов місцевості можливе примінення варіанту 1 (для води з вмістом заліза менше 0,3 мг/кг), анулювавши установку знезалізнення. Визначальним фактором при цьому являється можливість комплектації котельної установками ВПУ-5.

3.3 Мазутопостачання

Установка мазутопостачання призначена для прийому, зберігання і приготування мазуту до необхідних для згорання параметрів.

Прийнято, що мазут поступає з нафтобази на якій централізовано організований ввід рідкої присадки.

Доставка мазуту передбачена автотранспортом.

Фільтри грубої очистки мазуту загальні, фільтри тонкої – індивідуальні у кожного котла.

Схема трубопроводів подачі мазуту – циркуляційна. Схема дозволяє підтримувати температуру в резервуарах 60°С, температуру мазуту що поступає на спалювання – 110–120°С.

Передбачений перепуск частини мазуту з нагнітальної лінії (після насосів подачі) у всмоктуючи лінію в режимі малих навантажень котельної. Це проводиться в цілях запобігання перегріву мазуту, який знаходиться в резервуарах.

Номінальна витрата мазуту на котел 273 кг/год.

Кожен котел оснащений пальником ГМ –2,5 паро-механічною форсункою. Тиск мазуту перед форсункою – 2,0 МПа. Тиск пари, яка подається на форсунки котлів для розпилювання – 0,2 МПа.

Повернення конденсату з установок мазутопостачання передбачений в сепаратор безперервної продувки.

Мазутонасосна оснащена паропроводом пожежегасіння. Засувка подачі пари в паропровід установлена в котельному залі. Робота установки мазутопостачання організована без постійного обслуговуючого персоналу.

3.4 Газопостачання

Проект газопостачання розроблений з урахування роботи котлів на газу середнього тиску з установлення на всіх котлах автоматики безпеки і регулювання.

Постачання котельної газом організовано від газопроводу високого тиску Р < 0,6 МПа. Для зниження тиску газу з високого до Р = 0,4 МПа в котельній передбачується газорегуляторна установка (ГРУ), виготовлена по типовій серії 5.905–9.

Організований загальний і поагрегатний підрахунок витрати газу.

На газопроводі котла і загальних газопроводах котельної передбачені збірні продув очні газопроводи, які виводяться за межі котельної.

3.5 Рекомендації по виконанню монтажних і ремонтних робіт

Монтаж тепломеханічного обладнання і трубопроводів котельної проводять в закритому приміщенні з відкритими монтажними отворами. Розміщення і значення монтажних отворів наступне:

1. Отвір шириною 5,65 м у стіни по осі «6» ряди «В-Г», для подачі котлів;

2. Отвір шириною 5,55 м у стіни по осі «6» ряди «Г-Д», для подачі економайзерів;

3. Отвір шириною 5,53 м у стіни по осі «1» ряди «Б-В», для подачі крупно блочних установок гарячого водопостачання, живлення і підживлення;

Висота кожного отвору 6 м.

Збирання крупно блочних установок із транспортабельних блоків проводять на монтажному майданчику до подачі в монтажний отвір.

Заміна котлів при проходженні їх строку служби передбачена через отвори в стіні по осі «Д». Конструкція кріплення стінових панелей дозволяє демонтувати їх на період заміни.

4. Вибір і розрахунок основного обладнання

4.1 Характеристика котлів марки ДЕ-4–14ГМ

У зв'язку з розширенням котельні виникає потреба вибору котельного агрегату. Зважаючи на те, що котли ДЕ-4–14ГМ мають високий ККД та добре зарекомендували себе в роботі, а також підходять для розширення своєю потужністю, обираємо саме цей котел.

Газомазутні парові вертикальні водотрубні котли типу ДЕ призначені для вироблення насиченої і перегрітої пари до температури 225 °С, який використовується на технологічні потреби, опалення, вентиляцію і гаряче водопостачання. Котел ДЕ-4–14ГМ випускається на номінальну паропродуктивність 4 т/год при робочому тиску 1,4 МПа.

Технічна характеристика котла ДЕ-4–14ГМ приведена в таблиці 4.1.

Таблиця 4.1 Технічна характеристика котлів марки ДЕ-4–14ГМ

Конструктивною особливістю даних котлів являється розміщення топочної камери з боку конвективного пучка, утвореного вертикальними трубами розвальцьованими у верхньому і нижньому барабанах. При цьому в максимальній степені використана уніфікація деталей і робочих одиниць, які приміняються в котлах типу ДКВР і КЕ.

Для котла паропродуктивністю 4 т/год діаметр верхнього і нижнього барабанів становить 700 мм, а відстань між барабанами 2750 мм, для екранів і конвективного пучка приміняться труби діаметром 51Х2,5 мм. Довжина циліндричної частини барабана становить 2250 мм. В передньому і задньому днищах кожного з барабанів присутні лазові затвори для внутрішнього огляду і очистки внутрішніх поверхонь. Для всіх типорозмірів даних котлів ширина топкової камери прийнята однаковою і становить 1790 мм. Глибина камери залежить від паропродуктивності і для ДЕ-4–14ГМ становить 1980 мм. Середня висота топкової камери становить 2400 мм.

Топкова камера відділяється від конвективного пучка газостійкою перегородкою, утвореною з труб діаметром 51Х2,5 мм, установлених щільно з кроком 55 мм і зварених між собою. Кінці труб обсаджені між собою до діаметра 38 мм. В задній частині перегородки виконане вікно для проходу топкових газів в конвективний пучок. Ущільнення в місці входу обсаджених кінців труб в барабан забезпечується гребінками, які примикають до труб і барабанів. Стеля, права бокова поверхня і під топ очної камери екрановані фасонними трубами діаметром 51 Х2,5 мм, які утворюють єдиний екран, виконаний з кроком труб, рівним 55 мм. Кінці труб екрану завальцьовані у верхньому і нижньому барабанах. Труби заднього екрану не мають обсадних кінців і з'єднуються сваркою до верхнього і нижнього колектору діаметром 159X3,5 мм. Колектори з'єднані з верхнім І нижнім барабаном і об'єднані необігріваємою рециркуляційною трубою діаметром 76X3,5 мм.

В котлах паропродуктивністю 4–10 т/год фронтовий екран виконаний аналогічно задньому екрану. Відмінність у тому, що для забезпечення розміщення пальника у фронтовому екрані зменшена кількість труб. У всіх котлах під топки закритий вогнетривкою цеглою.

Конвективний пучок утворений коридорне розміщеними вертикальними трубами діаметром 51X2,5 мм, розвальцьованими у верхньому і нижньому барабанах.

Для забезпечення необхідних швидкостей газів в конвективних пучках котлів розміщені поздовжні перегородки.

Циркуляційна схема всіх газомазутних парових котлів типу Е(ДЕ) однакова і включає в себе чотири екрана (фронтовий, задній і два бокових) і конвективний пучок. Бокові екрани і конвективний пучок приєднані безпосередньо до верхнього і нижнього барабану. Задні і фронтові екрани об'єднуються нижніми (горизонтальними) роздаючи ми і верхніми (наклонними) збираючими колекторами, приєднаними до барабанів. Інші кінці колекторів об'єднані необігріваємою циркуляційною трубою. В котлах паропродуктивністю 4–10 т/год одноступінчата схема випаровування. У всіх котлах загальними опускними трубами випаровувальної системи являються останні по ходу газів ряди труб конвективного пучка.

У поданому просторі верхнього барабану розміщені живильна труба і труба для вводу фосфатів, в паровому просторі розміщений сепараційний пристрій. В нижніх барабанах котлів розміщена перфорована труба для безперервної продувки котла, яка суміщена з періодичною продувкою. Нижні барабани оснащені пристроями для парового прогріву котла при розтопці і штуцерами для спуску води.

Первинними сепараційними пристроями першої ступені випаровування являються розміщені у верхньому барабані направляючі щити, які забезпечують подачу пароводяної суміші на рівень води. Вторинні сепараційні пристрої виконані у вигляді дірчастих листів.

Очистка поверхонь нагріву від зовнішніх забруднень виконується стаціонарними обдувочними пристроями, розміщеними з лівої сторони котла. Обдувочний пристрій складається з вузла кріплення і труби з соплами, яка обертається при обдувці конвективної частини котла. Обертання труби виконується вручну. При обдув ці використовується насичений пар з тиском не менше 0,7 МПа.

Котли мають опорну раму, яка передає всі навантаження на фундамент. Свобода температурних переміщень елементів котлів забезпечується нерухомим закріпленням передньої опори нижнього барабана і рухомим кріпленням за рахунок овальних отворів для болтів, якими кріпиться задня опора до рами котла.

Номінальні теплові переміщення для котла по реперам становлять 6,05 мм. Для контролю за тепловими переміщеннями в котлах встановлюється репер в районі задньої сторони нижнього барабану. Крім того, передбачається контроль переміщень нижніх колекторів фронтового і заднього екранів.

Газощільне екранування бокових стінок, стелі і піду топкової камери дозволило підмовитися від важкої обмурівки і легку натрубну ізоляцію товщиною 100 мм, яка укладається на шар шлакобетону по сітці товщиною 25 мм. Для зменшення присосів повітря в газовий тракт котла натрубна ізоляція покривається зовні листовою металічною обшивкою, яка приварюється до каркасу котла. Примінення натрубної теплової ізоляції дозволило покращити динамічні характеристики котлів, зменшити втрати у навколишнє середовище І втрати теплоти при пусках і зупинках котлів, зв'язані з перегрівом великих масс обмуровочних матеріалів.

Всі котли постачаються у зібраному вигляді без натрубної ізоляції. Подружені на залізничну платформу разом з кріпленнями котли входять в габарит 1-В, призначений для залізничних вагонів.

Схему котла марки ДЕ-4–14Гм зображено на рисунку 4.1.

4.2 Характеристики палива

Елементарний склад заданого палива табл. 1, [2] для газу табл. с. [2].

Марка палива: Г; Родовище (басейн): Дашавскій басейн:

Метан СН4, %;                        97,6

Етан С2Н6, %;                         0,5

Пропан С3Н8, %;                              0,2

Бутан С4Н10, %;                      0,2

Пентан С5Н12, %;                              –

Вуглекислий газ СН4, %;       0,1

Азот N2, %.                                       1,2

Всього: 100%.

4.3 Теоретичні значення об'ємів повітря та продуктів згорання

При спалюванні газового палива (4–03, [2]).

1) Теоретичний об’єм повітря необхідний для згоряння палива:

2) Теоретичний об’єм трьохатомних газів:

3) Теоретичний об’єм двохатомних газів:

4) Теоретичний об’єм водної пари:

5) Теоретичний об’єм димових газів:

.

4.4 Об'єм повітря і продуктів згорання при αі >1

Таблиця 4.2 Таблиця дійсних значень об'ємів продуктів згоряння

4.5 Ентальпія продуктів згорання

Таблиця 4.3 Ентальпія продуктів згорання палива

4.6 Тепловий баланс і витрата палива

Таблиця 4.4

4.7. Розрахунок топки

Таблиця 4.5

4.8 Розрахунок конвективної поверхні нагріву

Страницы: 1, 2, 3