Тепловой расчет парового котла типа Пп-1000-25-545/542-ГМ
Энергетический Институт
Кафедра:
«Котельные Установки и Экология Энергетики»
Курсовое проектирование
по курсу
«Котельные установки и парогенераторы»
Расчетно-пояснительная записка теплового расчета
парового котла типа: Пп-1000-25-545/542-ГМ
(ТГМП – 314).
Топливо – природный газ
Студент:
Группа: 02-03
Преподаватель:
2008
Содержание:
|
1. |
Содержание. |
|
|
2. |
Задание на курсовой проект. |
|
|
3. |
Описание проектируемого котла. |
4 |
|
4. |
Расчет экономичности и тепловой схемы парового котла |
10 |
2. Задание на курсовой проект.
Выполнить тепловой конструктивный расчет поверхностей нагрева прямоточного парового котла сверхкритического давления (С. К. Д.) типа ТГМП-314А, построить его тепловую схему и выполнить эскизный чертеж в масштабе 1:100.
Исходные данные:
Паропроизводительность: 275 кг/с
Давление перегретого пара: 25 МПа
Температура перегретого пара: 550°С
Давление питательной воды: 31 МПа
Температура питательной воды: 270°С
Компоновка парогенератора: прямоточный.
Вариантный расчет: tгв - 50ºС
3. Описание проектируемого котла.
Обоснование выбора типоразмера котла для ТЭС и турбины.
Котел используется на больших ГРЭС и ТЭС. Получил широкое распространение из-за того, что надежен в работе и экономичен. ТГМП-314-А предназначен для работы в блоке с турбинами К-300-240 (конденсационная турбина без отбора пара; давление пара перед турбиной 240 , мощность N=300 МВт) и Т-250/300-240 (теплофикационная турбина с отбором пара N=250 МВт, без отбора пара N=300 МВт, давление пара перед турбиной 240).
Компоновка котла, особенности его конструкции и работы. Схема компоновки.
Прямоточный котел (ПК) – паровой котел, в котором полное превращение воды в пар происходит за время однократного прохождения воды через поверхность нагрева (разомкнутая гидравлическая система). Отличительной особенностью прямоточных котлов является отсутствие четкой фиксации экономайзерной и пароперегревательной зон (из-за отсутствия барабана). ПК работают на докритическом и сверхкритическом давлении. Проектируемый котел работает на сверхкритическом давлении.
Прямоточный котел типа ТГМП-314-А спроектирован и изготовлен на Таганрогском котельном заводе и рассчитан на сжигание жидкого и газообразного топлива.
Котел имеет П-образный профиль. П-образная компоновка – наиболее распространенная. В подъемной шахте располагается призматическая топочная камера, в опускной – конвективные поверхности нагрева. Ее преимущество – тягодутьевые машины устанавливают на нулевой отметке, что исключает вибрационные нагрузки на каркас котла. Недостатки компоновки: в связи с разворотом на возникают неравномерности омывания поверхности нагрева продуктами сгорания и концентрации золы по сечению конвективной шахты.
Топка котла призматическая и экранирована НРЧ, СРЧ, ВРЧ. Верх топки экранирован фронтовым топочным экраном и панелями экранов боковых стенок. Горелки расположены встречно в два яруса. Движение среды в экранах одноходовое. В горизонтальном газоходе и на входе в конвективную шахту расположен перегреватель сверхкритического давления. Он состоит из последовательно расположенных в газовом тракте двухрядных ширм и пакета конвективного пароперегревателя. Тракт низкого давления пара состоит из двух пакетов промпароперегревателя. В опускном газоходе находится экономайзер. С котлом работают два регенеративных воздухоподогревателя 9,8 м.
В ПК вода с помощью питательного насоса подается в экономайзер, откуда поступает в панели, расположенные в топке. В выходной части панелей вода превращается в пар и начинается перегрев воды. В ПК отсутствует барабан и опускные трубы, что снижает удельный расход металла, т.е. удешевляет конструкцию котла. Существенный недостаток ПК заключается в том, что, попадающие в котел с питательной водой соли, либо отлагаются на стенках змеевиков, либо вместе с паром поступают в паровые турбины, где оседают на лопатках рабочего колеса, и снижают КПД турбины. Поэтому к качеству питательной воды для ПК предъявляются повышенные требования. Другой недостаток – увеличенный расход энергии на привод питательного насоса.
Топливо. Его характеристики. Процессы и параметры топливного тракта. Схема топливоподачи.
В качестве топлива используется природный газ. Природный газ представляет собой механическую смесь горючих и негорючих газов. Достоинства: топливо высококачественное (), беззольное, с малым содержанием S, CO, . Качественный состав топлива приведен ниже.
|
% |
% |
||||||
|
10,93 |
3,021 |
40503 |
0,1 |
36720 |
9,73 |
1,04 |
2,19 |
Основными техническими характеристиками газа являются:
1. Плотность. Почти все виды газового топлива легче воздуха, поэтому при утечке газ скапливается под перекрытиями. В целях безопасности перед пуском парового котла обязательно проверяют отсутствие газа в наиболее вероятных местах его скопления. Используется понятие относительной плотности газа: , где , – плотность газа и воздуха при нормальных условиях, .
2. Взрываемость. Смесь горючего газа с воздухом в определенной пропорции при наличии огня или искры может взорваться (процесс воспламенения и сгорания со скоростью, близкой к скорости звука). Пропорции газовоздушной смеси зависят от химического состава и свойств газа.
3. Токсичность. Под токсичностью понимают способность газа вызывать отравление живых организмов. Наиболее опасными компонентами газа являются окись углерода (СО) и сероводород ( ).
Газ поступает на электростанцию от магистрального газопровода или от газораспределительной станции с давлением 0.7 – 1.3 МПа. Газохранилищами электростанции не располагают. Для снижения давления поступающего газа до необходимого уровня у горелок 0.13 – 0.2 МПа предусматривается его дросселирование в газорегуляторном пункте (ГРП), который ввиду повышенной взрывоопасности и резкого шума при дросселировании газа размещают в отдельном помещении на территории ТЭС.
Для очистки газа от механических примесей перед регулирующими клапанами имеются фильтры. Регулирующие клапаны поддерживают необходимое давление «после себя». В аварийных ситуациях, когда давление газа окажется выше расчётного, срабатывают предохранительные клапаны и выбросят часть газа в атмосферу, сохранив в газопроводах необходимое давление. Количество газа, прошедшее ГРП, регистрируется расходомером. Основными устройствами на газопроводе к паровому котлу являются автоматический регулятор расхода газа (АРР) и отсекающий быстродействующий клапан (БК). Регулятор АРР обеспечивает необходимую тепловую мощность парового котла в любой момент времени. Импульсный отсекающий БК отключает подачу газа в котел в случае аварийной ситуации, когда поступление газа в топочную камеру может создать опасность взрыва (обрыв факела в топке, падение давления воздуха у горелок, останов электродвигателей дымососа или дутьевого вентилятора и т.д.).
Для удаления взрывоопасных газовоздушных смесей, образующихся в нерабочий период, газовые линии перед ремонтом продувают воздухом через специальные отводящие трубы в атмосферу («свечи»). Последние выведены за пределы здания в места, недоступные для пребывания людей. Перед растопкой котла после ремонта или останова в резерв газовоздушную смесь из газопровода вытесняют подачей природного газа и смеси через свечи. Окончание продувки газопровода газом определяют по содержанию кислорода в пробе не выше 1%.
Организация сжигания природного газа.
Характерной особенностью сжигания природного газа является образование горючей смеси из резко различных по объёму количеств газа и воздуха: на 1 м3 природного газа в горелке расходуется около 20 м3 горячего воздуха (при температуре 250 – 300 °С). Обеспечить хорошее перемешивание с воздухом в этих условиях можно только путём ввода газа в поток воздуха большим числом отдельных тонких струй с высокой проникающей способностью, со скоростью газа до 120 м/с при скорости основного потока воздуха 25 – 40 м/с.
Газовые горелки являются горелками с частичным внутренним смешиванием, поскольку в пределах горелки не достигается полное перемешивание газа и воздуха, оно завершается уже в топочной камере. В результате небольшая часть газа в зонах высоких температур при нехватке кислорода подвергается термическому разложению (пиролизу) с образованием сажистых частиц. Поэтому при работе газовой горелки также создается достаточно яркий факел в топке с максимумом температуры горения на определённом удалении от амбразуры горелки.
В большинстве случаев ввод газа в воздушный поток выполняют перпендикулярно направлению движению воздуха. Для равномерного распределения газа в объёме воздуха глубина проникновения отдельных струй газа должна быть различной.
