Поверочный тепловой расчет парового котла Е-420-138-560 ТП-81 на сжигание Назаровского бурого (стр. 3 из 10)
Змеевики потолочного пароперегревателя за 3-ей ступенью конвективного пароперегревателя образуют конвективную петлю (1-ая часть КПП).
Ширмовый пароперегреватель
Из выходных камер потолочного пароперегревателя пар поступает во входные смешивающие коллектора «холодных ширм» (по 6-ти трубам диаметром 159х16 мм).
Далее пар поступает во входные коллектора 10-ти «холодных ширм» (10 труб диаметром 133х10 мм).
Каждая ширма- это 33 параллельно включенных змеевика (диаметр 32х4 мм, сталь 12Х1МФ).
Диаметр входного и выходного коллектора ширм 159х16 мм, поверхность нагрева «холодных ширм» 312м2.
Из выходных коллекторов ширм пар поступает в пароохладитель №1 (по 10-ти трубам диаметром 133х10 мм), - где происходит снижение температуры перегретого пара и первая переброска пара по ширине газохода.
Из выходного коллектора пароохладителя пар поступает во входные смешивающие коллекторы «горячих ширм» (по 6-ти трубам диаметром 156х16 мм) и дальше - в выходные коллекторы «горячих ширм» (по 10-ти трубам диаметром 133х10 мм).
Поверхность нагрева «горячих ширм» - 312м2.
Диаметр выходного коллектора - 273х26 мм.
Конвективный пароперегреватель
Из ширмового пароперегревателя пар поступает в конвективный пароперегреватель (по 6-ти трубам диаметром 156х16 мм) первой, затем второй, третьей и четвертой ступеней КПП.
С целью уменьшения тепловой и гидравлической неравномерности конвективная часть разделена на три последовательно включенные ступени, которые расположены в горизонтальном соединительном газоходе. Каждая ступень состоит из 174 пакетов параллельно включенных змеевиков, расположение змеевиков – коридорное с поперечным шагом 80 мм и продольным шагом 60 мм.
Диаметры труб:
Первая ступень (2 часть КПП 1) - 32х5 мм;
Вторая ступень (3 часть КПП) - 32х5 мм;
Третья ступень (4 часть КПП) - 32х6 мм;
Материал труб сталь 12Х1МФ.
Для выравнивания температуры пара по ширине газохода в пароохладителях №2 и №3 (после первой и второй ступеней КПП), осуществляется переброс пара по ширине газохода.
Площадь поверхности нагрева: 1 ступень - 800 м2; 2 ступень - 1340 м2; 3 и 4 ступеней - по 1025 м2.
Максимальная температура металла в обогреваемой зоне не должна превышать значений указанных в таблице.
Регулирование температуры перегретого пара
Для регулирования температуры перегретого пара предусмотрена схема с 3-мя последовательно включенными впрыскивающими пароохладителями.
Расчетное снижение температуры перегретого пара составляет:
1 впрыск - 6 °С; 2 впрыск - 11 °С; 3 впрыск - 2 °С
Температура перегрева для пароперегревателя возрастет при:
- увеличении нагрузки,
- снижении температуры питательной воды,
- увеличении избытка воздуха в топке,
- переходе на сжигание более влажного топлива,
- шлаковании экранных труб,
- затягивании факела в верх топки,
- - при переходе на сжигание более влажного топлива.
В связи с тем, что пароперегреватель котла ТП-81 имеет обширную конвективную часть, большое влияние на температуру перегретого пара оказывает величина избытка воздуха в топке.
Водяной экономайзер. Расположен в конвективной шахте (опускной газоход). Компоновка 2-х ступенчатая.
По ходу газов первой идет 2-ая ступень – поверхность нагрева 870 м2, а затем, (после воздухоподогревателя 2 ступени); идет 1-я ступень - поверхность нагрева 2580м2.
Водяной экономайзер крепится на пустотелых балках, охлаждаемых воздухом от дутьевого вентилятора.
Для охлаждения водяного экономайзера в период пусков предусмотрена линия рециркуляции ВЭ - барабан, соединяющая входные коллекторы экономайзера с водяным пространством барабана котла.
Между выходными коллекторами 1- ой ступени и входными коллекторами 2-ой ступени смонтирована дренажная линия (опорожнение 2-ой ступени экономайзера).
Шаги труб, мм (S1 x S2): 1 ступень - 80х49; 2 ступень - 85х60
Живое сечение по газам, м2: 1 ступень - 36,8; 2 ступень - 34,0
Живое сечение по воде, м2: 1 ступень - 0,212; 2 ступень - 0,100
Поверхности нагрева м2: 1 ступень - 2580; 2 ступень – 870
Водяной экономайзер изготовлении из труб диаметром 25х3,5, материал труб сталь 20; двухступенчатая компоновка хвостовых поверхностей нагрева, т.е. пакеты водяного экономайзера и воздухоподогревателя установлены в «рассечку».
Схема пароперегревателя котла ТП-81
Воздухоподогреватель трубчатый, двухступенчатый. По ходу газов первой идет 2-ая ступень воздухоподогревателя поверхность нагрева которой 9180 м2, диаметр труб 51х1,5 мм, сталь 3. За 2-ой ступенью воздухоподогревателя следует I ступень водяного экономайзера, а далее - 1 ступень воздухоподогревателя с поверхностью нагрева 19800 м2, диаметр труб 40х1,5 мм сталь3.
Весь воздухоподогреватель изготовлен в виде отдельных секций, состоящих из труб, скрепленных трубными досками: верхняя ступень имеет 12 секций, нижняя - 24 секции.
Первая по ходу воздуха ступень выполнена шестипоточной по газу и воздуху и четырехходовой по воздуху. На рис. 8.5. представлена компоновка воздухоподогревателя котла ТП-81.
Вторая ступень - двухпоточная по газу и воздуху и одноходовая по воздуху.
Шаги труб, мм (S1 x S2)
1-я ступень 62х40,5
2-я ступень 78х51
Живое сечение по газам, м2
1-я ступень 17,8
2-я ступень 21,5
Живое сечение по воздуху, м2
1-я ступень 25,1
2-я ступень 21,8
Упрощенная схема воздухоподогревателя котла ТП-81
1-вход воздуха; 2-трубные секции; 3-перепускной короб между нижними и верхними секциями первой ступени ВП; 4-короб, направляющий воздух из первой ступени во вторую; 5-трубные секции второй ступени ВП
3. Исходные данные для расчета
Метод последовательных приближений;
Топливо: Итатское месторождение, Канско-Ачинского бассейна.
=130 0С; 
=230 0C; 
=30 0CРасчетные характеристики камерных топок при Д≥75т/ч при сжигании твердых топлив.
Таблица 1.
| Вид Топочного устройства | Топливо | Коэффиц. избытка воздуха на выходе из топки -  | Допустим. тепловая нагрузка объема по услов. горения (  ) | Потеря тепла от хим. недожога  | Потеря тепла от механичес. недожога  | Доля уноса золы из топки,  |
| Камерная топка с тв. удалением шлака. | Бурый уголь | 1,20 | 185 | 0 | 0,5-1 | 0,95 |
Присосы воздуха по газоходам:
∆αпп=0,01; ∆αвэ=0,02(на каждую ступень);
∆αвп=0,03(на каждую ступень);
∆αт=0,05; ∆αпл=0,04
Расчет объемов воздуха и продуктов сгорания
Расчет объемов воздуха и продуктов горения ведется на 1 кг рабочего топлива (твердого и жидкого) или на 1 м3 газового топлива, при нормальных условиях (0 0С и 101,3 кПа).
Теоретический объем сухого воздуха, необходимого для полного сгорания топлива при α=1 для твердого и жидкого топлив определяется по формуле Vно,в=(cr + 0,375∙sr)+0,265hr – 0,0333∙or;
Теоретические объемы продуктов горения (при α=1) для твердых и жидких топлив:
= 0,0186∙(cr+0,375∙ sr); 
= 0,79Vно,в+0,008∙Nr; 
= 0,111∙ hr+0,0124∙Wrр+0,0161∙ Vно,в;
Vно,г =
+ + ;Расчет действительных объемов продуктов сгорания по газоходам котла при избытке воздуха α >1 ведется по формулам: (сведены в табл. 5.)
Объем водяных паров
Объем дымовых газов
Объемные доли 3-х атомных газов
Безразмерная концентрация золы в дымовых газах, кг/кг
μзл=
;где аун- доля золы топлива, уносимой газами.
Масса продуктов сгорания, кг/кг
;Расчет теоретических объемов воздуха и продуктов сгорания для барандатского угля:
Vно,в=(cr + 0,375∙sr)+0,265hr – 0,0333∙or=
0,0889∙(29,55+0,375∙0,65)+0,265∙3,86-0,0333∙19=3,038864;
= 0,0186∙(cr+0,375∙ sr)= = 0,0186∙(29,55+0,375∙0.65)= 0,55416;