Введение
Паровой котел – это основной агрегат тепловой электрической станции (ТЭС). Рабочим теплом в нем для получения пара является вода, а теплоносителем служат продукты горения различных органических топлив. Необходимая тепловая мощность парового котла определяется его паропроизводительностью при обеспечении установленных температур и рабочего давления перегретого пара. При этом в топке котла сжигается расчетное количество топлива.
Номинальной паропроизводительностью называется наибольшая производительность по пару, которую котел должен обеспечить в длительной эксплуатации при номинальных параметрах пара и питательной воды с допускаемыми по ГОСТу отклонениями от этих величин.
Номинальное давление пара – наибольшее давление пара, которое должно обеспечиваться непосредственно за пароперегревателем котла.
Номинальные температуры пара высокого давления (свежего пара) и пара промежуточного перегрева (вторично перегретого пара) – температуры пара, которые должны обеспечиваться непосредственно за пароперегревателем с допускаемыми по ГОСТу отклонениями при поддержании номинальных давлений пара, температуры питательной воды и паропроизводительности.
Номинальная температура питательной воды – температура воды перед входом в экономайзер, принятая при проектировании котла для обеспечения номинальной паропроизводительности.
При выполнении расчета парового котла его паропроизводительность, параметры пара и питательной воды являются заданными. Поэтому цель проверочного расчета состоит в определении температур и тепловосприятий рабочего тела и газовой среды в поверхностях нагрева заданного котла.
1. Описание котельного агрегата ТИПА Б-25/15 ГМ
Котельный агрегат типа Б-25/15 ГМ предназначен для работы на газе и мазуте.
Котел - однобарабанный, с естественной циркуляцией, выполнен по П-образной схеме.
Топочная камера объемом 100 м3 полностью экранирована трубами диаметром 60 мм и толщиной стенки 3мм. Под топки неэкранирован. На фронтовой наклонной стене топки расположены две основные газомазутные горелки. В верхней части фронтовой стены, на вертикальном участке, имеется одна регулировочная горелка.
Схема испарения – трехступенчатая, рассчитана на питательную воду солесодержанием до 50 мг/л.
Барабан котла внутренним диаметром 1500 мм и толщиной стенки 36мм выполнен из стали 16ГС. При изготовлении барабана из стали 20К толщина стенки 40 мм. Барабан двумя перегородками разделен на три отсека. В средней части барабана расположена первая ступень испарения, оборудованная батарейными щитами. По торцам барабана, во второй ступени испарения, установлены внутрибарабанные циклоны. Третья ступень испарения оборудована двумя выносными циклонами диаметром 377 мм.
Пароперегреватель – вертикального типа, с коридорным расположением труб диаметром 38мм и толщиной стенки 3мм (сталь 20), расположен в горизонтальном газоходе котла. Температура перегрева регулируется поверхностным пароохладителем, установленным перед пароперегревателем.
В отпускном газоходе размещены:
- гладкотрубный змеевиковый водяной экономайзер с шахматным расположением труб диаметром 28 мм и толщиной стенки 3мм;
- трубчатый воздухоподогреватель вертикального типа, трехходовой по воздуху, выполненный из труб диаметром 40 мм и толщиной стенки 1,5 мм.
При работе на мазуте котел может быть оборудован устройством для дробевой очистки поверхностей нагрева водяного экономайзера и воздухоподогревателя. Очистка змеевиков пароперегревателя от загрязнений производится стационарными обдувочными аппаратами типа ОПК-7. Обмуровка – облегченного типа.
Котел может устанавливаться в открытой компоновке и постанавливаться в районы с сейсмичностью 7-9 баллов.
Котлоагрегат поставляется россыпью, т.е. отдельными деталями и узлами. Воздухоподогреватель поставляется двумя отдельными транспортабельными блоками.
Таблица 1.1 - Технические характеристики котельного агрегата Б-25/15ГМ
| Наименование показателей | Б-25/15ГМ | |
| газ | Мазут | |
| Год выпуска головного образца | ||
| Номинальная паропроизводительность, т/ч | ||
| Давление пара на выходе из котла, МПа | 1,5 | 1,5 |
| Температура перегретого пара, С | ||
| Температура питательной воды, С | ||
| Тип топочного устройства | камерное | |
| Температура уходящих газов, С | ||
| Коэффициент полезного действия котла (брутто), % | 92,4 | 90,0 |
| Активная площадь зеркала горения решетки, м2 | - | - |
| Теплонапряжение решетки, ккал/м2ч | - | - |
| Объем топочной камеры, м3 | ||
| Теплонапряжение топочного объема, ккал/м2ч | 176·103 | 181·103 |
| Эффективная радиационная поверхность нагрева топочной камеры, м2 | ||
| Конвективная поверхность нагрева котельного пучка, м2 | - | - |
| Конвективная поверхность нагрева фестона, м2 | ||
| Поверхность нагрева пароперегревателя, м2 | ||
| Поверхность нагрева водяного экономайзера, м2 | ||
| Поверхность нагрева воздухоподогревателя, м2 | ||
| Температура воздуха на входе в ВЗП, С | ||
| Температура горячего воздуха, С | ||
| Сопротивление котла по газам, мм вод.ст. | 50,0 | 54,8 |
| Глубина и ширина котла по осям колонн, мм | 9520×4150 | 9520×4150 |
| Отметка горизонтальной оси барабана котла, мм | ||
| Высшая отметка котла, мм | ||
| Габариты котельной ячейки, мм: глубина ширина высота | ||
| Вес наиболее тяжелого поставочного блока, т | 9,4 | 9,4 |
| Вес металла, находящегося под давлением, т | ||
| Вес металла котла в объеме поставки завода, т | ||
| Общий вес обмуровочных материалов котла, т | ||
| Полный вес котла, т |
Коэффициенты избытка воздуха и присосы по газоходам котла
Коэффициент избытка воздуха на выходе из топки 
для парового котла при сжигании твердого топлива принимается равным 2,1.
По таблице 2.1 принимаются значения присосов воздуха в газоходы для заданного парового котла, определяются коэффициенты избытка воздуха за каждым газоходом, а также их средние значения, которые заносятся в таблицу 2.2.
Таблица 2.1 – Присосы воздуха в газоходы паровых котлов при номинальной нагрузке.
| Элементы парового котла | Газоходы | Значения присосов |
| Топочная камера | Топка паровых котлов для твердого топлива | 0,1 |
| Топка паровых котлов для жидкого и газового топлива | 0,05 | |
| Котельные пучки | Фестон | 0,0 |
| Первый котельный пучок котлов D £ 50 т/ч | 0,05 | |
| Второй котельный пучок котлов D £ 50 т/ч | 0,1 | |
| Пароперегреватель | Первичный пароперегреватель | 0,03 |
| Конвективные поверхности нагрева | Экономайзер котлов D > 50 т/ч (для каждой ступени) | 0,02 |
| Экономайзер котлов D £ 50 т/ч (одноступенчатый): | ||
| стальной | 0,08 | |
| чугунный с обшивкой | 0,1 | |
| чугунный без обшивки | 0,2 | |
| Воздухоподогреватель трубчатый: котлов D > 50 т/ч (для каждой ступени) | 0,03 | |
| котлов D £ 50 т/ч (для каждой ступени) | 0,06 |
