+7(499) 136 06 90

+7(495) 704-31-86

sales@teplogidromash.ru

Проектирование паровых котлов


Проектирование паровой котельной

Паровые котельные – это особый вид обеспечения объекта теплом и горячей водой. Основным элементом такой котельной является паровой котел.

Принцип действия парового агрегата основан на сгорании в специальном пространстве любого вида топлива с последующим выделением тепла. Вода в котле нагревается и переходит в парообразное состояние (перегретый или насыщенный пар). Выделяемый пар служит для обогрева и обеспечения горячего водоснабжения.

Паровые котлы чаще всего применяют для поддержания определенного технологического процесса, например, производственно-отопительного.

Конструкция паровой котельной следующая:

  • котел;
  • нагревательные приборы (батареи, трубопроводы, регистры);
  • магистральные трубопроводы;
  • насосы;
  • система автоматики;
  • средства управления для обеспечения автоматического включения и отключения парогенераторов, регулирования уровня воды в барабане и давления пара.

Главной частью парового котла является топка, в которой происходит процесс горения. Она представляет собой пространство, образованное вертикальными трубами, обшитое снаружи огнеупорными и теплоизолирующими материалами.

В качестве топлива для паровых котлов используют природный или сжиженный газ, мазут, дизель. Реже встречаются паровые агрегаты, работающие на дровах или угле.

Плюсы и минусы парового отопления

Паровые котлы обладают такими достоинствами:

  • высокой теплоотдачей;
  • отсутствием теплопотерь в теплообменниках;
  • быстрым нагревом больших помещений;
  • сравнительно небольшими размерами и несложным монтажом;
  • невысокой вероятностью замерзания воды в трубах.

Однако, не обошлось и без недостатков:

  • пар негативно воздействует на трубы, вызывая коррозию;
  • быстро выставить нужную температуру в помещении не представляется возможным;
  • трубы и батареи сильно нагреваются.

При правильном подборе парового котла и соответствии его мощности обогреваемому помещению, такой вид отопления получается высокоэффективным и экономичным.

Особенности проектирования паровой котельной

Для любой котельной проект состоит из нескольких основных частей, являющихся неизменными. В процессе разработки проекта паровой котельной следует учитывать:

  • характеристики пара (температуру, расход, давление);
  • вид основного и резервного топлива, их свойства;
  • параметры подаваемой воды (жесткость, концентрацию солей, давление и т. д.);
  • соответствие подбираемому оборудованию характеристикам будущей котельной.

На первом этапе проектирования специалисты собирают исходные данные, рассчитывают площадь отапливаемого помещения для грамотного подбора оборудования и разрабатывают техническое задание, учитывая пожелания заказчика.

Второй этап – выбор устройств и приборов для будущей котельной.

Далее выполняется наиболее важная часть проекта – тепловой расчет парового котла. На этом этапе выполняются такие действия:

  • выполняется тепловой расчет топочной камеры (поверочный и конструктивный);
  • тепловой расчет поверхностей нагрева;
  • гидравлический расчет замкнутого контура;
  • аэродинамический расчет пути течения газа в границах котла.

При выполнении расчетов обязательно учитываются такие параметры, как место размещения котельной и климатические условия конкретного пункта.

На этом этапе также создаются чертежи котла в трех проекциях, необходимые планы и схемы.

После проведения расчетных и остальных работ, проект необходимо оформить в соответствии с нормативными требованиями.

Последний этап проектирования – согласование в государственных органах и его утверждение.

Для того, чтобы получить качественный и грамотный проект паровой котельной желательно доверить его разработку специалистам.

www.engineeringresurs.ru

Расчет и проектирование паровых котлов

Расчет и проектирование паровых котлов состоит из нескольких этапов: тепловой расчет топочной камеры, тепловой расчет поверхностей нагрева, аэродинамический расчет газового тракта в пределах котла, гидравлический расчет циркуляционного контура и выполнение чертежей готового котла в трех проекциях. В реальности такими расчетам занимаются проектные организации, поэтому мой сайт предназначен в основном для студентов телоэнергетического факультета, которые в процессе обучения выполняют курсовые работы по расчету котельных агрегатов или дипломные работы. Расчеты топочной камеры и поверхностей нагрева бывают двух видов: поверочный и конструктивный. Основной целью конструктивного метода является определение всех геометрических характеристик топки по заданному тепловосприятию ,которое в свою очередь определяется температурой на выходе из топки . В случае проведения поверочного теплового расчета, решается обратная задача, т.е. По известным геометрическим характеристикам, определяются величины.

Этапы

  1. определение расчетных характеристик топлива
  2. выбор способа шлакоудаления
  3. выбор типа углеразмольных мельниц и обоснование выбора системы пылеприготовления (для твердотопливных котлов)
  4. составление тепловой схемы котла
  5. расчет объемов воздуха и продуктов сгорания
  6. расчет энтальпий воздуха и продуктов сгорания
  7. тепловой баланс котла
  8. определение расхода топлива
  9. выбор типа, размеров и способа компоновки горелок
  10. выбор основных конструктивных характеристик топки
  11. тепловой расчет топочной камеры
  12. проверка компоновки топочной камеры

В процессе выполнения работы могут возникнуть проблемы, связанные с правильным определением температуры уходящих газов, а также проблемы, связанные с определением конструктивных размеров топки, которые решались при помощи метода последовательных приближений, для нахождения оптимальных значений.

При выполнении теплового расчета поверхностей нагрева парового котла его паропроизводительность, параметры пара и питательной воды являются заданными. Поэтому цель расчета состоит в выборе рациональной компоновки и определении размеров всех поверхностей нагрева котла (конструктивный расчет) или же в определении температур и тепловосприятий рабочего тела в поверхностях нагрева заданного котла (поверочный расчет).

Особенностью как конструкторского, так и поверочного теплового расчета является необходимость применения метода последовательных приближений, что значительно повышает трудоемкость вычислений.

Часто у студентов не хватает времени, а еще чаще терпения. Многие заходят в тупик, возникает масса вопросов. Или руки совсем опустились? Написав нам, мы поможем найти ответ на любые вопросы, выполнить расчеты, чертежи.

В нашей стране очень сильно развито индивидуальное строительство. Хорошо если дом строится в городе или населенном пункте где имеются централизованные коммуникации: водопровод, газопровод, канализация, электроснабжение, теплоснабжение, тогда с инженерным обеспечением дома проблем не возникает. Но когда хотя бы один из видов энергетического обеспечения отсутствует, то у владельца дома возникают проблемы, конструктивное решение которых целиком лежит на его плечах.

В данной статье возьмем например отсутствие теплоснабжения, тогда владельцу придется устанавливать собственный отопительный котел для отопления, либо устраивать печное отопление. Все это требует определенных теплотехнических расчетов, например расчет мощности котла. Есть умельцы которые пытаются сконструировать отопительные котлы собственными руками. Это могут быть газовые котлы, на твердом или жидком топливе. Конструкция у всех примерно одинаковая. К примеру сваривают топку, из листов метала или делают кирпичную, внутрь устанавливаю змеевик либо просто сверху устанавливают бак в котором нагревается вода. Соответственно все это делают без каких либо расчетов. В следствии получают котлы с низким КПД. Написав нам, мы поможем сделать необходимые расчеты и правильно сконструировать отопительный котел. Но советуем лучше покупать готовые изделия. Так же мы поможем посчитать необходимую мощность котла отопления.

Также на сайте будут выложены примеры расчета и вы сможете сделать все самостоятельно, но зачем трепать себе нервы?

Контакты:

helpinginer.ru

Введение в проектирование котлов

Задачи проектирования котла: 1. Технологическая схема организации топлива

2. Тепловая схема котла

Тепловая схема котла – это совокупность технических решений по организации движения продуктов сгорания (ПС) и рабочего тела (РТ) в поверхностях нагрева и организации регулирования температуры перегрева пара.

Тепловая схема котла определяет организацию движения продуктов сгорания в газоходах котлах. • Это состояние газового тракта: наддув, уравновешенная тяга или разряжение, и компоновка котла. • Последовательность расположения поверхностей нагрева рабочего тела по ходу продуктов сгорания. • Условия теплообмена в поверхностях нагрева в зависимости от уровня температуры ПС. (конвективный, полурадиационный, радиационный) • Характер движения потоков теплоносителя в поверхности нагрева. (прямоток, противоток…)

• Способ регулирования температуры перегретого пара по трактам как высокого, так и низкого давления.

Начальные условия формирования тепловой схемы котла определяются техническим заданием на проект, а граничные условия – опорными точками по газовому, пароводяному и воздушному трактам. Выбор опорных точек должен обеспечить надежную работу поверхностей нагрева и котла в целом.

Основным документом для разработки проекта является техническое задание, которое содержит перечень основных требований к проектируемому объекту.

ТЗ может включать в себя: 1. Указания области назначения. Котел, предназначенный для выработки пара

2. Параметры назначения на номинальной нагрузке. a. Для всех котлов i. Паропроизводительность ii. Давление перегретого пара iii. Температура перегретого пара

iv. Температура питательной воды

b. Для котлов с промперегревом: i. Паропроизводительность по тракту низкого давления

ii. tпе.вт.

iii. pвт.’ iv. tвт.’

c. Если котел работает с ГТУ, то указывается: i. Мощность ГТУ NГТУ ii. Расход продуктов сгорания GПС iii. Температура за газовой турбиной tГТ’’ iv. Избыток воздуха в ПС на выходе из ГТ αГТ’’

3. Вид топлива. Указывается состав топлива и теплота сгорания.

a. Для газообразного топлива указывается плотность газа при н.у.

b. Для жидкого топлива указывается температура вспышки, застывания и зависимость вязкости от температур.

c. Для твердого топлива приводится состав золы, температурные характеристики золы t1, t2, tЗ, tн.ж., коэффициент размолоспособности кл.о., коэффициент абразивности, насыпной вес топлива, выход летучих Vdaf.

d. Возможно указание улучшенных, ухудшенных и расчетных характеристик топлива.

4. Степень газоплотности исполнения.

5. КПД котла для расчетного расхода топлива.

6. Диапазон изменения нагрузок котла. Dmin…Dmax.

7. Срок службы котла и режим работы. Обычно котел проектируется на 30 лет. В зависимости от режима различают базовые (все время на одной нагрузке), полупиковые (днем максимум, ночью минимум) и пиковые (как и полупиковые, только в выходные не работаем). Максимальный срок работы пикового котла – 10 лет. Полупиковые котлы проектируются на 15 лет.

8. Требования по экологии.

9. Обеспечение надежности оборудования. Обеспечивается выбором материалов и уровней температур.

10. Требования к показателю блочности оборудования. Здесь указывается число блоков (в %). Обычно показатель составляет 89-90%. Показатель блочности равен нулю, если все детали котла привезут на монтажную площадку по отдельности.

11. Требования к унификации. Мы должны по максимуму в котле использовать стандартные вещи.

12. Способ шлакоудаления.

13. Тип пусковой схемы для котла с промперегревом. Существует 1-байпасная (если ПП низкого давления не охлаждается при пуске) и 2-байпасная (если ПП низкого давления охлаждается при пуске).

14. Обеспечение требований ремонтопригодности и обслуживание. В процессе эксплуатации надо иметь доступ к поверхностям нагрева. Ремонтопригодность – возможность ремонта при выходе какого-либо узла из строя. Обслуживание – доступ к поверхности нагрева (лазы, люки, проемы).

15. Организация нагрева воздуха.

16. Организация подготовки топлива.

Так как расчеты котла ведутся также и не номинальную нагрузку, то желательно иметь зависимости Dпе.вт. = f(D), tпе.вт. = f(D), pвт.’ = f(D), tвт.’ = f(D), pпв. = f(D).

all4study.ru

Расчет и проектирование паровых котлов, парогенераторов

Расчет и проектирование паровых котлов состоит из нескольких этапов: тепловой расчет топочной камеры, тепловой расчет поверхностей нагрева, аэродинамический расчет газового тракта в пределах котла, гидравлический расчет циркуляционного контура и выполнение чертежей готового котла в трех проекциях. Реальными расчетами занимаются проектные организации, поэтому наш сайт предназначен в основном для студентов теплоэнергетиков, которые в процессе обучения выполняют курсовые работы по расчету котельных агрегатов или дипломные работы. Расчеты топочной камеры и поверхностей нагрева бывают двух видов: поверочный и конструктивный. Основной целью конструктивного метода является определение всех геометрических характеристик топки по заданному тепловосприятию Qл, которое в свою очередь определяется температурой на выходе из топки ϑт”. В случае проведения поверочного теплового расчета, решается обратная задача, т.е. по известным геометрическим характеристикам, определяются величины Qл и ϑт”. Расчет конструкторским методом состоит из следующих этапов: определение расчетных характеристик топлива, выбор способа шлакоудаления; выбор типа углеразмольных мельниц и обоснование выбора системы пылеприготовления (для твердотопливных котлов); составление тепловой схемы котла; расчет обьемов воздуха и продуктов сгорания; тепловой баланс котла; определение расхода топлива; выбор типа, размеров и способа компоновки горелок; выбор основных конструктивных характеристик топки; тепловой расчет топочной камеры.

Также некоторые специальности выполняют расчет парогенератора для АЭС, в котором требуется произвести тепловые и конструкторские расчеты секций парогенератора АЭС, экономайзера, испарительной и пароперегревательной секций. Приводится компоновка секций парогенератора в боксе, поверочный гидравлический расчет каналов парогенератора по стороне теплоносителя, прочностной расчет элементов парогенератора.

Особенностью как конструкторского, так и поверочного теплового расчета является необходимость применения метода последовательных приближений, что значительно повышает трудоемкость вычислений.

Часто у студентов не хватает времени, а еще чаще терпения. Многие заходят в тупик, возникает масса вопросов. Или руки совсем опустились? Написав нам, мы поможем найти ответ на любые вопросы, выполнить расчеты, чертежи.

helpinginer.ru


Смотрите также