Перевод паровых котлов ДКВР-10/13 котельной на водогрейный режим работы

Размещено на http://www.allbest.ru/

РАБОЧИЙ ПРОЕКТ

Перевод паровых котлов ДКВР-10/13 котельной на водогрейный режим работы

2006

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. ХАРАКТЕРИСТИКА КОТЛА ДО ПЕРЕВОДА ЕГО НА ВОДОГРЕЙНЫЙ РЕЖИМ

2. ВЫБОР КОНСТРУКТИВНЫХ РЕШЕНИЙ

3. РАСЧЕТЫ, ПОДТВЕРЖДАЮЩИЕ РАБОТОСПОСОБНОСТЬ И НАДЕЖНОСТЬ ВЫБРАННОЙ СХЕМЫ ПЕРЕВОДА

3.1 Расчет расхода воды через котел

3.2 Расчет скоростей движения воды в трубной системе котла и числа труб по секциям

3.2.1 Расчет первой секции (подъемное движение)

3.2.2 Расчет второй секции (передние панели боковых экранов, опускное движение)

3.2.3 Расчет третьей секции (задние панели боковых экранов, подъемное движение)

3.2.4 Расчет четвертой секции (опускное движение)

3.2.5 Расчет пятой секции конвективных труб (подъемные)

3.2.6 Расчет шестой секции конвективных труб (опускное движение)

3.2.5 Расчет седьмой секции конвективных труб (подъемные)

3.3 Расчет предохранительных устройств

3.4 Тепловой расчет котла

3.5 Гидравлический расчет котла

4. ОБЪЕМ РЕКОНСТРУКЦИИ КОТЛА

5. ТЕПЛОВАЯ СХЕМА КОТЛА

5.1 Расчет рециркуляции и перепуска водогрейного котла

5.2 Расчетные параметры тепловой схемы в реконструированном варианте

6. ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВОДОГРЕЙНОГО КОТЛА ДКВР-10/13 И ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

6.1 Технические характеристики котла

6.2 Тяго-дутьевые устройства котла

6.3 Горелочные устройства котла

6.4 Газовое оборудование котла

7. ВОДНО-ХИМИЧЕСКИЙ РЕЖИМ КОТЛА

7.1 Общие требования

7.2 Организация схемы вакуумной деаэрации

7.2.1 Описание схемы

7.2.2 Характеристика оборудования

7.3 Режимная карта работы вакуумного деаэратора типа ДСВ -15 с водогрейными котлами котельной завода

8. МЕРОПРИЯТИЯ ПО ОХРАНЕ ТРУДА И ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ

котел труба водогрейный деаэратор

Введение

Целью данного проекта является перевод на водогрейный режим работы трех паровых котлов ДКВР-10/13, установленных в котельной \.

Перевод котла на водогрейный режим позволяет без значительных затрат повысить КПД котлоагрегатов и их тепловую мощность, значительно упрощает тепловую схему, обеспечивает надежную работу котельных, создает более благоприятные условия для работы обслуживающего персонала, уменьшает себестоимость единицы отпускаемой теплоты.

Так при работе котлов на водогрейном режиме отпадает необходимость в:

- эксплуатации паро-водяных теплообменников и питательных насосов;

- непрерывной продувке котла.

Кроме этого:

· значительно снижаются расходы соли и воды для обслуживания фильтров ХВО, электроэнергии и тепловой энергии на собственные нужды котла.

· более быстрый выход водогрейного котла на расчетный режим работы с меньшими потерями при растопке котла

· снижение затрат на обслуживающий персонал

· менее жесткие требования к обеспечению безопасности работы котла

Особенностью проектных работ по котельной « » является следующее:

· В связи с параллельным движением сетевой воды в водяном экономайзере существующего парового котла при реконструкции отпадает необходимость в реконструкции экономайзера или байпасировании части воды помимо экономайзера. Это значительно уменьшает объем монтажных работ при глубоком съеме тепла уходящих газов.

· Часть существующих трубопроводов и арматуры сетевой воды входит в непосредственную зону работы котла. Это также значительно уменьшает объем монтажных работ и расход материалов на перевод котла.

При переводе котлов котельной « » на водогрейный режим предполагается также произвести реконструкцию ХВО с заменой термического деаэратора атмосферного типа и установкой оборудования вакуумного деаэрирования.

Практика показала, что перевод отопительных котельных на водогрейный режим работы обеспечивает бесперебойное получение сетевой воды расчетной температуры.

Настоящий проект содержит разработку рабочей документации для перевода котлов ДКВР-10/13 на водогрейный режим, замены заменой термического деаэратора атмосферного типа на вакуумный деаэратор и необходимые для этого расчеты, схемы и чертежи.

1. ХАРАКТЕРИСТИКА КОТЛОВ ДО ПЕРЕВОДА ИХ НА ВОДОГРЕЙНЫЙ РЕЖИМ

Котлы ст. №5,6,7 установленные в котельной « » - марки ДКВР-10/13 - вертикально - водотрубные, двух-барабанные с топкой для сжигания природного газа, изготовлены Бийским котельным заводом.

Высота котельной от нижней отметки (уровень пола) до потолка 1 этажа - 3,0 метра, толщина перекрытия - 0,5 метра, высота котельной от пола второго этажа до верхнего перекрытия - 8,0 метров. Высота расположения оси верхнего барабана - 6,0 метров.

Котлы ДКВР-10/13 (двухбарабанные, вертикально-водотрубные, реконструированные) относятся к котлам с естественной циркуляцией. Они имеют полностью экранированную топочную камеру и развитый кипятильный (конвективный) пучок. Топочная камера котлов разделена кирпичной стенкой на собственно топку и камеру догорания. Вход газов из топки в камеру догорания и выход их из котла асимметричные. Перегородка, отделяющая камеру догорания от конвективного пучка, и чугунная перегородка, делящая пучок на 2 части, создают горизонтальный разворот газов при поперечном омывании труб.

Котел состоит из 2х расположенных вдоль него барабанов, из которых верхний барабан длиннее нижнего; пучка кипятильных труб, соединяющих верхний и нижний барабаны; коллекторов боковых экранов, соединяющих боковые коллекторы с передней частью верхнего барабана, коллекторов и экранной трубной системы заднего и фронтового экранов. В задней части верхний барабан соединен с коротким нижним барабаном пучком кипятильных труб.

Котел не имеет несущего каркаса, нижний барабан и камеры экранов опираются через специальные опоры па сварную раму. Вес верхнего барабана передается через систему экранных и кипятильных труб коллекторам экранов и нижнему барабану. В верхнем барабане расположены паросепарирующее и питательное устройства. В обоих днищах верхнего барабана имеются 2 лаза, у нижнего барабана - 1 лаз.

Трубная система котла состоит из экранных и пучка кипятильных труб Ш51Ч2,5, передних опускных труб питания Ш159Ч4,5 и нижних опускных труб питания коллекторов экранов из нижнего барабана Ш 108Ч4,5. Передние опускные трубы питания, соединяющие верхний барабан с боковыми коллекторами экранов, располагаются в обмуровке и являются дополнительной опорой для переднего конца верхнего барабана. Торцы этих труб приваривают к верхнему барабану и коллекторам экранов. Кипятильные трубы соединяют с барабанами на развальцовке. Верхний конец экранных труб завальцовывается в верхний барабан, а нижний приваривается к коллекторам экрана.

Топка котла имеет 2 боковых экрана, коллекторы которых выполнены из труб Ш 219Ч10. Один конец коллектора глухой, а другой - снабжен торцевым люком для удаления накипи и шлама. Коллекторы боковых экранов питаются как из верхнего барабана по передним опускным трубам питания, так и из нижнего по нижним опускным трубам питания. Кроме боковых коллекторов котел оборудован задним и фронтальным экранами, размер коллекторов - Ш 219Ч10. Коллектор фронтального экрана питается от верхнего барабана посредством 4х опускных труб питания Ш76Ч3,5, коллектор заднего экрана питается посредством трех опускных труб питания Ш76Ч3,5 от нижнего барабана. Опускными трубами кипятильного пучка служат трубы последних рядов второго газохода, подъемными -- все остальные трубы пучка.

Пароводяная система котла включает в себя питательный тракт и тракт сетевой воды. Первый включает паровой тракт от котла до пароводяного бойлера, слив конденсата организован в нижний барабан котла, восполнение утечек организовано с помощью подачи питательной воды в верхний барабан котла. Тракт сетевой воды представляет собой трубопровод сетевой воды в экономайзер, после которого сетевая вода подается в водяную часть бойлера и, далее, в тепловую сеть. Подпитка организована подачей подпиточной воды из ХВО подпиточным насосом в обратный коллектор котельной.

В качестве предохранительного устройства применен один двухрычажный предохранительный клапан 17ч5бр Д_у 125(80 Ч 2).

2. ВЫБОР КОНСТРУКТИВНЫХ РЕШЕНИЙ

2.1 Опыт перевода котлов ДКВР на водогрейный режим работы позволяет осуществить перевод несколькими способами. При этом основным требованием надежной работы котла в водогрейном режиме является исключение возможности вскипания воды в трубах котла и надежность циркуляции воды.

2.2 При выборе конструктивных решений перевода котла на водогрейный режим работы, основным следующие условия:

· обеспечение неизменности газовоздушной и газовой части котла

· учет конструктивных особенностей трубной системы котла ДКВР-10/13,

· соблюдения допустимых скоростей движения воды в трубной системе котла,

· подача обратной сетевой воды после экономайзера в трубы экранной системы и, тем самым, обеспечение интенсивного охлаждения наиболее напряженных поверхностей нагрева котла.

2.3 За основу реконструкции был принят проект Запорожского Индустриального института, согласованный с Бийским котельным заводом и внедренный на ряде промышленных предприятий и котельных [1]. В соответствии с принятой схемой скорости движения воды в наиболее напряженных участках котла, секциях 1 - 4 экранных труб, приняты повышенными, т.е. превышающими минимально допустимые скорости, в соответствии с рекомендациями в [2].

2.4 Для обеспечения скоростей воды в котле естественная циркуляция заменяется принудительной циркуляцией. Это достигается путем установки определенным образом поперечных перегородок в верхнем и нижнем барабанах котла и шайбированием опускных труб питания боковых экранов со стороны верхнего и нижнего барабанов. Опускные трубы питания фронтового экрана в верхней части глушатся, в нижней - используются в схеме сетевой воды.

2.5 При выполнении расчетов в соответствии с выданным Заказчиком техническим заданием температура сетевой воды на входе в котел принята - 60°С, давление воды перед котлом после сетевых насосов - 5…7 кгс/см², тепловая нагрузка котла - по производительности горелочных устройств - 6,0 Гкал/час, по производительности клапанов - 5,21 Гкал/час

2.6 По условию надежной работы предохранительных клапанов, а также исходя из принятого технического задания, тепловая нагрузка котла принята равной 5,21 Гкал/час. По условию надежной циркуляции и обеспечения рекомендуемых скоростей в трубах расход воды был принят 120 т/час. При этом максимальная температура теплоносителя ограничена величиной 103°С.

3. РАСЧЕТЫ, ПОДТВЕРЖДАЮЩИЕ РАБОТОСПОСОБНОСТЬ И НАДЕЖНОСТЬ ВЫБРАННОЙ СХЕМЫ ПЕРЕВОДА

3.1 Расчет расхода воды через котел

Максимальная фактическая теплопроизводительность котла ДКВР-10/13 по условию надежной работы предохранительных клапанов, а также исходя из максимальной нагрузки горелочных устройств котла, Гкал/час:

Q_к = 5,21

Минимальный расход воды на котел (из условия невскипания), м³/час:

М_в = Q_к Ч 10⁶ / (t" -20 - t') =5,21 Ч 10⁶ / (172,2-20-60) = 56,5

где:

t" - температура насыщения при рабочем давлении Р_абс = 8 кгс/см², °С,

t' - температура воды на входе в котел, °С.

По условию надежной циркуляции и обеспечения рекомендуемых скоростей в трубах номинальный расход воды принят равным величине 120 т/час (См. Раздел настоящего проекта 3.3). При этом температура теплоносителя ограничена величиной 103°С.

Таким образом, при расчете скоростей циркуляции в трубных элементах котла за расчетный расход теплоносителя принята величина 120 т/час.

3.2 Расчет скоростей движения воды в трубной системе котла и числа труб по секциям

3.2.1 Расчет первой секции (подъемное движение)

Площадь поперечного сечения одной трубы, м2:
Sтр = р dвн2 / 4 = 3,1415 Ч 0,046 Ч / 4 = 0,00166,	0,00166
где:
dвн - внутренний диаметр конвективных и экранных труб котла, м	0,046
Расчетное число подъемных труб первой секции фронтового экрана, шт.:
nп1 = Мв / (3600 Ч Sтр Ч Wп) = 120 / (3600 Ч 0,00166 Ч 1) = 20,1,	20,1
где:
Wп - рекомендуемая скорость воды в подъемных трубах фронтового экрана, м/с.	1,0
Принимаем число подъемных труб первой секции - nп1 = 20 шт., т.е. весь фронтальный экран	20
Расчетное число рядов труб конвективного пучка первой секции, шт.:
m1 = nп1 / n = 20 / 20 = 1,	1,00
где:
n - число труб в одном ряду фронтового экрана котла ДКВР-10/13, шт.	20
Уточненная скорость воды в подъемных трубах первой секции, м/с:
Wп1 = 120 / (3600 Ч Sтр Ч nп1) = 120 / (3600 Ч 0,00166 Ч 20) = 1,003	1,003

3.2.2 Расчет второй секции (передние панели боковых экранов, опускное движение)

Расчетное число труб второй секции (опускных), шт.:
nо2 = Мв / (3600 Ч Sтр Ч Wо) = 120 / (3600 Ч 0,00166 Ч 1,4) = 14,3,	14,3
где:
Wо - рекомендуемая скорость воды в опускных экранных трубах, м/с.	1,40
Принимаем число труб второй секции (передние панели боковых экранов, опускное движение) - nо2 = 14 шт.	14
Уточненная скорость воды во второй секции (опускных), м/с:
Wо1 = Мв / (3600 Ч Sтр Ч nо1) = 120 / (3600 Ч 0,00166 Ч 14) = 1,433	1,433
Число рядов труб - 14/2	7

3.2.3 Расчет третьей секции (задние панели боковых экранов, подъемное движение)

Расчетное число труб боковых экранов задних панелей, (подъемное движение) третьей секции, шт.:
nп3 = Мв / (3600 Ч Sтр Ч Wп) = 120 / (3600 Ч 0,00166 Ч 0,45) = 44,	44,0
Wп - рекомендуемая скорость воды в подъемных экранных трубах задней панели, м/с.	0,46
Принимаем число подъемных труб третьей секции - nп2 = 44 шт.	44
Число рядов экранных труб задних панелей третьей секции, шт.:
m3 = nп3 / n = 44 / 2 = 22,	22
n - число труб в одном ряду экранов котла ДКВР-10/13, шт.	2
Уточненная скорость воды в подъемных трубах третьей секции, м/с:
Wп3 = Мв / (3600 Ч Sтр Ч nп3) = 120 / (3600 Ч 0,00166 Ч 44) = 0,456	0,456

3.2.4 Расчет четвертой секции (опускное движение)

Расчетное число экранных труб четвертой секцией (задний экран, опускное движение), шт.:
nо2 = Мв / (3600 Ч Sтр Ч W4) =120 / (3600 Ч 0,00166 Ч 1,0) = 20,1,	20,1
W4 - рекомендуемая скорость воды в трубах заднего экрана, м/с.	1,000
Принимаем число экранных опускных труб четвертой секции - nо2 = 20 шт, т.е. весь задний экран,.	20
Уточненная скорость воды в опускных трубах четвертой секцией, заднего экрана, м/с:
Wо2 = Мв / (3600 Ч Sтр Ч nо2) = 99 / (3600 Ч 0,00166 Ч 16) = 0,99	1,003
Число рядов труб в заднем экране -	1

3.2.5 Расчет пятой секции конвективных труб (подъемные)

Расчетное число труб пятой секции (первый конвективный пучок, подъемное движение), шт.:
nо2 = Мв / (3600 Ч Sтр Ч Wо) =120 / (3600 Ч 0,00166 Ч 0,13) = 154,3,	154,3
Wо - рекомендуемая скорость воды в опускных конвективных трубах, м/с.	0,13
Принимаем число число труб пятой секции (первый конвективный пучок, подъемное движение),.
nп5 = 154	154
Скорость воды в первым конвективном пучке (подъемное движение) пятой секции, м/с:
Wпэ = Мв / (3600 Ч Sтр Ч nп5э) = 120 / (3600 Ч 0,00166 Ч 154) = 0,13	0,13
Уточненная скорость воды в пятой секции (первый конвективный пучок, подъемное движение), м/с:
Wо2 = Мв / (3600 Ч Sтр Ч nо2) = 120 / (3600 Ч 0,00166 Ч 154) = 0,99	0,13
Число рядов труб - 154/22 = 7	7

3.2.6 Расчет шестой секции конвективных труб (опускное движение)

Расчетное число труб шестой секции (второй конвективный пучок, опускное движение), шт.:
nо2 = Мв / (3600 Ч Sтр Ч Wо) =120 / (3600 Ч 0,00166 Ч 0,13) = 20,1,	44,6
Wо - рекомендуемая скорость воды в опускных конвективных трубах, м/с.	0,45
Принимаем число число труб шестой секции (первый конвективный пучок, опускное движение),.
nо6 = 44	44
Уточненная скорость воды в шестой секции (второй конвективный пучок, опускное движение), м/с:
Wпэ = Мв / (3600 Ч Sтр Ч nп5э) = 120 / (3600 Ч 0,00166 Ч 44) = 0,46	0,46
Число рядов труб - 44/22=2	2

3.2.7 Расчет седьмой секции конвективных труб (подъемные)

Расчетное число труб седьмой секции (третий конвективный пучок, подъемное движение), шт.:
nо2 = Мв / (3600 Ч Sтр Ч Wо) =120 / (3600 Ч 0,00166 Ч 0,13) = 20,1,	445,7
Wо - рекомендуемая скорость воды в опускных конвективных трубах, м/с.	0,045
Принимаем число труб седьмой секции (третий конвективный пучок, подъемное движение),
nп5 = 418	418
Уточненная скорость воды в конвективных подъемных трубах седьмой секции, м/с:
Wпэ = Мв / (3600 Ч Sтр Ч nп5э) = 120 / (3600 Ч 0,00166 Ч 154) = 0,13	0,048
Число рядов труб - 418/22 = 19	19

Таким образом, предлагается схема с противоточно-перекрестным движением воды и продуктов сгорания и не требующая монтажа дополнительных конструкций, кроме двух перегородок в верхнем барабане и двух - в нижнем.

По предлагаемой схеме сетевая вода, поступающая из тепловой сети, общим потоком проходит через экономайзер котла (снижая температуру уходящих газов). В схеме предусматривается байпасная линия Ш108Ч4 для более точной регулировки расхода воды.

После экономайзера вода поступает в распределительную гребёнку, откуда по четырём трубам Ш76Ч3,5 поступает в нижний коллектор фронтового экрана Ш219Ч10.

С нижнего коллектора фронтового экрана Ш219Ч10 вода поступает в первую секцию. По обогреваемым трубам фронтового экрана вода поступает в первый отсек верхнего барабана. Количество труб - 20, рядов - 1 ряд, скорость движения - 1,003 м/с, движение - подъемное. Опускные трубы питания боковых экранов шайбируются диафрагмой Ш150Ч10, опускные трубы питания фронтовых экранов обрезаются и глушатся со стороны верхнего барабана, и используются в схеме со стороны коллектора фронтового экрана.

С первого отсека верхнего барабана весь поток сетевой воды поступает в обогреваемые 14 труб боковых экранов - вторая секция обогрева. Скорость движения - 1,433 м/с, движение - опускное. Поток воды собирается в передних панелях коллекторов боковых экранов.

Первая перегородка в верхнем барабане устанавливается между 7 и 8 рядами экранных труб (счет - со стороны фронта котла).

Поток воды, повернувшись в задних панелях коллекторов боковых экранов, поступает в 44 трубы боковых экранов - третья секция обогрева. Скорость движения - 0,456 м/с, движение - подъемное. Число рядов - 22 ряда экранных труб. Две опускные трубы питания нижнего барабана Ш108Ч4,5 шайбируются диафрагмой Ш98Ч10 со стороны нижнего барабана.

Из второго отсека поток сетевой воды по одному обогреваемому ряду из 20 труб заднего экрана, являющимся четвертой секцией обогрева, поступает в коллектор заднего экрана. Скорость движения - 1,003 м/с, движение - опускное. Вторая перегородка в верхнем барабане устанавливается после 29 ряда экранных труб (счет - со стороны фронта котла без учета ряда труб фронтового и заднего экранов).

Из коллектора заднего экрана вода по 4м необогреваемым трубам Ш89Ч4 поступает в первый отсек нижнего барабана. Отсюда вода поступает в обогреваемый первый пучок конвективных труб - пятая секция обогрева. Число труб - 154, рядов - 7 по 22 трубы в ряду. Скорость движения - 0,13 м/с, движение - подъемное. Далее, поток воды собирается в третьем отсеке верхнего барабана, откуда поступает в шестую секцию обогрева - два ряда конвективного пучка. Число труб шестой секции - 2 ряда по 22 трубы - 44 трубы, скорость движения - 0,45 м/с, движение - опускное. Перегородка в нижнем барабане устанавливается между 7 и 8 рядами конвективного пучка, перегородка в верхнем барабане устанавливается между 9 и 10 рядами конвективного пучка.

После шестой секции обогрева вода поступает во второй отсек нижнего барабана, далее, поток, развернувшись, поступает в седьмую секцию обогрева - 418 труб третьего конвективного пучка, 19 рядов по 22 трубы, скорость движения - 0,048 м/с, движение - подъемное. Из седьмого отсека вода поступает в четвертый отсек верхнего барабана, и далее, - в тепловую сеть.

В проекте применены перегородки, отличающиеся простотой изготовления и монтажа и позволяющие выполнять осмотры и ремонт внутри барабанов.

Для удобства монтажа между перегородками в сборе и внутренними поверхностями барабана предусматривается зазор не более 2…4 мм. При этом переток воды через зазоры незначителен, так как разность давлений с обеих сторон перегородок невелика, порядка 1000 Па.

В соответствии с Правилами устройства и безопасной эксплуатации паровых котлов с давлением пара не более 0,07 МПа, водогрейных котлов и водоподогревателей с температурой нагрева воды не выше 115°С, реконструированный котел ДКВР-10/13 дополнительно должен быть оборудован автоматическими приборами, прекращающими подачу газа в топку котла в случаях:

- повышения давления воды на выходе из котла до 1,05 расчетного давления на прочность трубопровода теплосети;

- понижения давления воды на выходе из котла до значения, соответствующего давлению насыщения при максимальной рабочей температуре воды на выходе из котла;

- повышения температуры воды на выходе из котла до величины на 20 град. ниже температуры насыщения соответствующей рабочему давлению воды на выходе из котла;

- уменьшения расхода воды через котел, при котором недогрев воды до кипения на выходе из котла при максимальной нагрузке и рабочем давлении в выходном коллекторе достигает 20 град.

Измерение расхода воды производится измерительной диафрагмой на выходе сетевой воды из котла.

При этом приборы и средства автоматизации регулирования уровня воды в барабане котла, давления пара в барабане котла и аварийного отключения котла по повышению/понижению уровня воды в барабане и повышению давления в барабане - исключаются.

3.3 Расчет предохранительных устройств

В соответствии с Правилами устройства и безопасной эксплуатации паровых котлов с давлением пара не более 0,07 МПа, водогрейных котлов и водоподогревателей с температурой нагрева воды не выше 115°С, реконструированный котел ДКВР-10/13 оборудуется не менее чем двумя предохранительными клапанами.

Диаметр предохранительных клапанов, см:

В соответствии с Правилами устройства и безопасной эксплуатации паровых котлов с давлением пара не более 0,07 МПа, водогрейных котлов и водоподогревателей с температурой нагрева воды не выше 115°С, реконструированный котел ДКВР-10/13 оборудуется не менее чем двумя предохранительными клапанами.

Для реконструированного котла ДКВР-10/13 выбирается число клапанов - 4.

Диаметр предохранительных клапанов, см:

d = ((0,000003 ЧQ_к) / (n Ч 0,05))^1/2 = ((0,000003 Ч5,21 Ч 10⁶) / (2 Ч 0,05))^1/2 = 8,8

где число клапанов

производительность котла по горелкам

производительность котла по макс. паропроизводительности клапанов

высота подъема клапана

Предлагаемые клапана - два двухседельных клапана Ду125

Площадь сечения одного клапана Dу100, см2

Площадь сечения четырех клапанов Dу100, см2

Площадь патрубка, см2

Диаметр патрубка клапана, см

Требуемый диаметр трубы слива, см

Таким образом, принимается два предохранительных двухрычажных клапана 17ч19бр2 Д_у125(80Ч2); рычаги клапана настраиваются соответственно на контрольное и рабочее давление срабатывания клапана. Отводы воды от предохранительных клапанов выполняются в существующий продувочный колодец. Труба вывода среды от клапанов выбирается Д_у200.

При переводе на водогрейный режим взрывные клапана, установленные на паровом котле, экономайзере и газоходах, не подвергались реконструкции и остались без изменения.

4. ОБЪЕМ РЕКОНСТРУКЦИИ КОТЛА

4.1 Существующий бойлер

4.1.1 Демонтаж бойлера

4.1.2 Демонтаж линий от верхнего барабана до бойлера и заглушка отверстий в верхнем барабане

4.1.3 Демонтаж линий конденсата бойлера в боковые коллектора конвективного пучка

4.2 Верхний барабан

4.2.1 Демонтаж сепарационного щита

4.2.2 Демонтаж направляющих уголков

4.2.3 Демонтаж линий подвода питательной воды в верхнем барабане

4.2.4 Демонтаж продувочных линий и вентилей продувки

4.2.5 Демонтаж водомерной колонки и заглушка отверстий в верхнем барабане

4.2.6 Демонтаж линий отвода основного пара, паропровода собственных нужд

4.2.7 Демонтаж части опускных труб питания фронтального экрана

4.2.8 Монтаж трех перегородок внутри барабана

· между 7 и 8 рядом экранных труб(счет - со стороны фронта котла без учета ряда труб фронтового и заднего экранов);

· после 29 ряда экранных труб;

· между 9 и 10 рядами конвективного пучка.

4.2.9 Шайбирование опускных труб питания боковых экранов

4.2.10 Монтаж предохранительного клапана 17ч19бр2 D_у150 (100Ч2).

4.2.11 Монтаж линии отвода воды Ш219 Ч 4 от предохранительного клапана в существующий продувочный колодец

4.2.12 Заглушка специальными отверстиями патрубков верхнего барабана

4.3 Нижний барабан

4.3.1 Демонтаж продувочных линии и вентилей продувки

4.3.2 Замена трех перепускных труб от коллектора заднего экрана в нижний барабан Ш76 Ч на четыре трубы Ш89 Ч 4

4.3.3 Монтаж одной перегородки внутри барабана - между 7 и 8 рядами конвективного пучка

4.3.4 Две трубы связи нижнего и верхнего барабанов Ш108Ч4,5 шайбируются диафрагмой Ш98Ч10 со стороны нижнего барабана.

4.4 Коллектора экранов

4.4.1 Демонтаж и монтаж части изоляции фронтального и заднего экранов

4.4.2 Демонтаж части опускных труб питания фронтального экрана
4.4.3 Врезка четырех труб Ш76 Ч 3,5 в коллектор фронтального экрана и подключение трубопровода воды с экономайзера к коллектору фронтального экрана

4.4.4 Замена трех перепускных труб от коллектора заднего экрана в нижний барабан Ш76 Ч 4 на четыре трубы Ш89 Ч 4

4.5 Коллектора котла

4.5.1 Монтаж коллектора Ш159 Ч 4,5 от экономайзера до коллектора фронтального экрана

4.5.2 Монтаж коллектора Ш219Ч6 от крайнего отсека верхнего барабана до подающего коллектора котельной

4.5.3 Монтаж расходомерной шайбы Д_у200, ТС, гильзы под спиртовой термометр, показывающего манометра, ЭКМ на выходном коллекторе котла

4.5.4 Монтаж гильзы под спиртовой термометр, показывающего манометра, ЭКМ на входном коллекторе котла до экономайзера

4.6 Экономайзер

4.6.1 Монтаж байпасной линии Ш108 Ч 4

4.7 Узел рециркуляции

4.7.1 Монтаж насосов рециркуляции

4.7.2 Обвязка узла насоса рециркуляции

4.7.3 Монтаж КИП насоса рециркуляции

4.8 Узел перепуска котла

4.9 Монтаж и обвязка узла перепуска

4.10 Монтаж схемы вакуумного деаэрирования

5. ТЕПЛОВАЯ СХЕМА КОТЛА

Существовавшая до перевода тепловая схема котельной включала в себя три паровых котла ДКВР-10/13 работавших на отопительную систему с тепловой сетью закрытого типа с прямой циркуляцией воды через экономайзер и,далее, пароводяной бойлер. Циркуляция сетевой воды обеспечивалась работой трёх сетевых насосов типа 6НДВ. Подпитка тепловой сети осуществлялась насосами подпитки - одним, К-45/30 и двумя насосами К-20/18.

После реконструкции схемой предусматривается подача обратной сетевой воды существующими тремя сетевыми насосами типа 6НДВ с общим расходом воды до 350 м³/час каждый к экономайзерам котлов и далее - в котлы. На котлах для более точного регулирования расхода воды предусмотрена байпасная линия Д_у100.

После котлов сетевая вода направляется в существующий коллектор подающей сетевой воды к потребителям.

Для регулирования температуры воды на входе в котлы предусматривается установка узла рециркуляции, а для регулирования расхода воды через котёл - линия перепуска. От узла рециркуляции предусматривается общий коллектор рециркуляции и подводки к каждому котлу. Такая схема позволяет подавать воду рециркуляции к любому из котлов котельной.

5.1 Расчет рециркуляции и перепуска водогрейного котла

5.1.1 Расчетная температура на выходе из котла t_квых, °С

t_квых = G_свЧ(t_под-t_обр)/G_к+t_квх

где:

G_св - расход сетевой воды после узла сетевых насосов, м³/ч

t_под - температура воды на подаче в теплосеть по температурному графику, °С

t_обр - температура воды обрата теплосети по температурному графику, °С

G_к - расход воды через котёл, м³/ч

t_квх - расчетная температура на входе в котёл, t_квых

5.1.2. Расчетный расход рециркуляции G_рец, м³/ч

G_рец = G_кЧ( t_квх - t_обр)/( t_квых - t_обр)

5.1.3. Расчетный расход воды через линию перепуска, G_пер, м³/ч

G_пер = G_св - G_к + G_рец

5.1.4. По температурному графику и техническому заданию на начало отопительной нагрузки:

t_хв = 0°С

G_св - 160 м³/

t_под - 59,7 °С ( по температурному графику),

t_обр - 48,1°С ( по температурному графику),

G_к - 120 м³/ч (принято по проекту)

t_квх - 60 °С (принято по проекту)

5.1.5. Температура воды на выходе из котла при t_хв = 0°С

t_квых = G_свЧ(t_под-t_обр)/G_к+t_квх = 160Ч(59,7 - 48,1)/120 + 60 = 75,5°С

5.1.6. Максимальный расчетный расход рециркуляции

G_рец = G_кЧ( t_квх - t_обр)/( t_квых - t_обр) = 120Ч(60-48,1)/75,5 = 52,1 м³/ч

5.1.7. Для регулирования расхода воды в котел монтируется линия перепуска. Максимальный расчетный расход перепуска части обратной воды в линию подачи от котла.

G_пер = G_св - G_к + G_рец = 160 - 120 +77, 2 = 117,2 м³/ч

В качестве насосов рециркуляции подбирается насос К-80-50-200 с электродвигателем 4АМ160S2У3. Подача насоса в режиме максимального КПД - 50…54 м³/ч, напор - 50 м.в.ст. Число насосов рециркуляции - 2 шт. (рабочий и резервный)

Выбираем схему подачи воды рециркуляции на каждый из котлов с двумя перемычками перепуска. При такой схеме диаметры трубопроводов по расходу и скорости воды подбираются следующим образом:

Трубопровод	Максимальный расчетный расход, т/ч	Скорость воды, м/с	Диаметр, мм
Коллектор рециркуляции котельной	104,2	1,5	Ду100
Коллектор рециркуляции котла	52,1	1,5	Ду150
Коллектор перепуска	117,2	1,5	Ду200

Трубопроводы подающей и обратной сетевой воды на выходе из котла до отключающей задвижки оборудуются местными приборами КИП для измерения температуры, давления и расхода сетевой воды.

Для подпитки сетей водой от действующего ХВО существующие насосы подпитки остаются в схеме подпитки тепловой сети.

Схема химической подготовки котельной остается без изменений. Схема деаэрации котельной переводится в режим схемы вакуумного деаэрирования. Для корректировки содержания кислорода в подпиточной воде предусматривается схема ввода сульфита натрия в подпиточную воду.

5.2 Расчетные параметры тепловой схемы в реконструированном варианте

· Температура воды на входе в котел поддерживается не ниже 60 °С;

· Расход воды в котел устанавливается на уровне 110…125 м³/час;

· Значение уставки сигнализации по понижению расхода воды устанавливается на уровне 80 м³/час, значение уставки защиты по понижению расхода воды через котел устанавливается на уровне 57 м³/час;

· Значение уставки сигнализации по повышению температуры воды на выходе из котла устанавливается на уровне 135 °С, значение уставки защиты по повышению температуры на выходе из котла устанавливается на уровне 150°С;

· Значение уставки сигнализации по понижению давления воды на выходе из котла устанавливается на уровне 1,0 кгс/см², значение уставки защиты по понижению давления на выходе из котла устанавливается на уровне 0,6 кгс/см²;

· Значения уставок защит и сигнализаций по понижению/повышению давления газа, понижению разрежения в топке котла, понижению давления воздуха перед горелками не меняются;

· Давление воды в котле поддерживается в пределах 5…7 кгс/см²;

· Значение уставки сигнализации по повышению давления воды на входе в котел устанавливается на уровне 9 кгс/см², значение уставки защиты по повышению давления на входе в котел устанавливается на уровне 10 кгс/см².

После монтажа и пуска оборудования котельной произвести корректировку значений уставок защит и сигнализаций при производстве наладочных работ.

6 ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВОДОГРЕЙНОГО КОТЛА ДКВР-10/13 И ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

6.1 ??????????? ?????????????? ?????

Технические характеристики котла представлены в таблице № 1.

Таблица № 1

Технические характеристики водогрейного котла ДКВР-10/13

Параметр	Единица измерения	Величина
Тип котла		ДКВР-10/13
Число горелок	шт	3
Площадь поверхности нагрева (конвективная/радиационная)	м2	229,1/47,9
Общий водяной объём	м3	12,53
Экономайзер		Системы ВТИ
Марка		ЭП-2-233
Расчетное давление воды	кгс/см2	10
Площадь поверхности экономайзера	м2	233,0
КПД	%	90 - 91
Гидравлическое сопротивление котла	Па (кгс/м2)	51817(5181,7)
Суммарное гидравлическое сопротивление котла и экономайзера	Па (кгс/м2)	191817 (19181,7)

6.2 Тяго-дутьевые устройства

При переводе котла тяго-дутьевые устройства не подвергались реконструкции и остались без изменения.

Для создания разрежения в котле установлен один дымосос марки Д-10 одностороннего всаса с характеристиками, представленными в Таблице № 2.

Таблица № 2

Характеристики дымососа

Параметр, единица измерения	Величина
Марка котла	ДКВР 10/13
Марка дымососа	Д-10
Число оборотов, об/мин	730
Производительность, м3/ч	20000
Напор, кгс/м2	168
Мощность электродвигателя, квт	14,0

Для обеспечения горелок котла воздухом установлен один вентилятор ЦАГИ №9 одностороннего всаса с характеристиками, представленными в Таблице № 3.

Таблица № 3

Характеристики вентилятора

Параметр, единица измерения	Величина
Марка котла	ДКВР 10/13
Марка вентилятора	ЦАГИ №9 , одностороннего всаса
Число оборотов, об/мин	780
Производительность, м3/ч	14000
Напор, кгс/м2	145
Мощность электродвигателя, квт	14,0

Для эвакуации дымовых газов установлена кирпичная дымовая труба, высотой 30 метров и диаметром устья 3,5 метра.

6.3 Горелочные устройства котла

При переводе котла горелочные устройства не подвергались реконструкции и остались без изменения.

В качестве горелочных устройств котла ДКВР 6,5/13 применяются горелки ГМГм-2с с характеристиками, представленными в Таблице № 4.

Таблица № 4

Характеристики горелочных устройств

Параметр, единица измерения	Величина
Число горелок, шт	3
Марка горелки	ГМГм-2с
Номинальная производительность горелки, Мвт (Гкал/час)	2,44(2,1)
Номинальный расход газа на горелки, м3/час	224Ч3 = 672
Давление газа перед горелкой при номинальной производительности, кгс/м2	2500
Давление воздуха перед горелкой при при номинальной производительности, кгс/м2 (перв/втор)	120/80
Коэффициент рабочего регулирования	5
Угол раскрытия и длина факела, град/м	65…75/2,2

6.4 Газовое оборудование котла

При реконструкции газовое оборудование котла не подвергалось реконструкции и осталось без изменения. На газопроводе к котлу последовательно установлены:

1. Электрифицированная задвижка Д_у150

2. Клапан-отсекатель ПКВ-150

3. Поворотная регулирующая заслонка Ду100

4. Газовые задвижки к каждой из горелок котла Д_у80

5. Свечи безопасности и продувки

7. ВОДНО-ХИМИЧЕСКИЙ РЕЖИМ КОТЛА

7.1 Общие требования

В соответствии с требованиями ДНАОП 0.00-1.26-96 существующая система подготовки подпиточной воды на котельной должна обеспечить следующие показатели качества:

· Растворенный кислород - 0,05 мг/кг;

· Свободная углекислота - отсутствует;

· Значение pH - 8,5;

· Взвешенные вещества, не более - 5 мг/кг;

· Масла и нефтепродукты - отсутствует;

· Остаточная общая жесткость - 0,05 мг-экв/кг;

· Карбонатный индекс И_к - 0,7 мг-экв/кг.

В реконструированном варианте водоподготовительная установка, состоящая из двухступенчатой Na-катионитной ХВО, трех подпиточных насосов - одного, 2К-45/30 и двух насосов К-20/18 не подвергалась реконструкции и осталась без изменения. Вместо атмосферного деаэрирования организована схема вакуумной деаэрации.

После монтажа и пуска оборудования котельной произвести корректировку химического режима подготовки подпиточной воды и методов текущего химконтроля при производстве наладочных работ.

7.2 Организация схемы вакуумной деаэрации

7.2.1 Описание схемы (См. Схему вакуумной деаэрации водогрейной котельной завода « »).

Исходная вода, предназначенная для подпитки тепловой сети, поступает на существующие катионитные фильтры 1-й и 2-й ступени, где умягчается до требуемых норм жесткости. Перед умягчением сырая вода подогревается по ходу движения в охладителе выпара, поз. 3, в змеевике баке-газоотделителя, поз. 15, и в теплообменнике сырой воды, поз.1 до температуры 25-30°С.

Пройдя процесс умягчения, вода поступает в теплообменник химочищенной воды, поз. 2, где подогревается до температуры 45...50°C.

Температура химочищенной воды поддерживается автоматически регулятором, поз. 12 на линии греющей воды с коллектора после котлов. Подогретая вода поступает через регулятор уровня, поз 9, в деаэрационную колонку на верхнюю тарелку. Если величина подпитки менее 5,0 м³/час, туда же через вентиль Д_у65 и сужающее устройство Ш 10 мм постоянно подается 5,0 м³/час воды из трубопровода обратной сетевой воды (после сетевых насосов) для стабилизации процесса деаэрации.

Для обеспечения температуры насыщения в колонку в нижнюю часть подается греющая вода от котлов "теплоноситель" с температурой не ниже 80…105°С.

Температура деаэрированной воды поддерживается регулятором температуры, поз. 11, в зависимости от заданной температуры деаэрированной воды,

Для обеспечения необходимого вакуума над баком-газоотделителем установлен водоструйный эжектор, поз. 7.

Для обеспечения нормальной работы водоструйного эжектора давление рабочей жидкости перед ним должно быть не менее 2,8 кгс/см². Для создания давления воды перед эжектором монтируются два перекачивающих насоса К-80-50-200, поз. 8. Для дегазации перекачивающей воды контур эжектора монтируется бак-газоотделитель, поз. 14.

Для охлаждения рабочей воды перекачивающих насосов в баке-газоотделителя смонтирован змеевик, поз. 15, охлаждаемый сырой водой.

Деаэрированная вода с температурой 59...76°С сливается в деаэраторный бак, поз. 5, который служит емкостью для подпитки тепловых сетей.

Для защиты от повышения и резкого понижения (до вакуума) давления аккумуляторный бак оборудован гидрозатвором и вестовой трубой, соединяющими его паровое пространство с атмосферой.

Во избежание повторного заражения деаэрируемой воды кислородом, в деаэраторном баке поддерживается избыточное давление 100...200 мм в. ст. за счет подачи теплоносителя в паровое пространство бака (паровая подушка), избыток пара через вестовую трубу выбрасывается в атмосферу поз. 16.

Подпитка тепловых сетей осуществляется подачей деаэрированной воды из деаэраторного бака на всас существующих подпиточных насосов, одного, 2К-45/30 и двух насосов К-20/18.

7.2.2 Характеристика оборудования

1. Деаэрационная колонка ДСВ-15, поз. 4, - двухступенчатая, струйно-барботажная, производительностью 15 м³/час, d=1850 мм, l = 3500 мм.

2. Деаэраторный бак, поз. 5, цилиндрической формы d=1850 мм, l = 3500 мм, ёмкостью V = 8,9 м³, с гидрозатвором.

3. Бак-газоотделитель, Ш=1850 мм, l = 3500 мм, емкостью V=4,0, внутри оборудован змеевиком, поз.14.

4. Эжектор ЭВ-10 системы ЦКТИ, поз.9, пароводяной с диаметром сопла d =13,8 мм, поз.7.

5. Охладитель выпара ОВВ-2, поверхность охлаждения F=2,0 м, поз. 3.

6. Теплообменник химочищенной воды F=3,3 м², поз. 2.

7. Перекачивающие насосы, - 2 шт., типа К 65-50/60 производительность Q=25 м³/час, напор Н=32 м в.ст., поз.8.

8. Охладитель проб, поз. 13, F=0,5м².

9. Подпиточные насосы, поз. 6, один, К-45/30, производительность Q=35 м³/час, напор Н=22,5 м в. ст. и два К-20/18, производительность Q=17 м³/час, напор Н=15 м в.ст.

10. Регулятор уровня в деаэраторном баке, поз, 9, d_у 80.

11.Регулятор температуры химочищенной воды, поз. 12, d_y 50.

12. Регулятор температуры деаэрированной воды, поз. 11, d_y 100.

13. Регулятор подпитки, поз. 10.

7.3 Режимная карта работы вакуумного деаэратора типа ДСВ -15 с водогрейными котлами котельной завода

№ п/п	Наименование показателей	Единица измерения	Значение величины
1	2	3	4
1	Умягченная вода
	Расход	мЗ/час	4,5...18
	Температура	°С	45...50
	Жёсткость при температуре воды на выходе из котлов 115°С	мкг-экв/кг	не более 190
	Жёсткость при температуре воды на выходе из котлов 150°С	мкг-экв/кг	не более 130
	Прозрачность по шрифту	см	не менее 30
2	Вода из обратки системы отопления (линия рециркуциии воды на колонку)
	Расход	мЗ/час	4,5
	Температура	°С	не ниже 55
3	Греющая вода
	Температура греющей воды, подаваемой на колонку	°С	80...100
	Расход греющей воды, подаваемой на колонку	мЗ/час	2,6...14,6
	Температура греющей воды, подаваемой на паровую подушку	°С	80...100
	Расход греющей воды, подаваемой на паровую подушку	мЗ/час	0,8...1,0
4	Рабочая вода эжекторов
	Температура	°С	5...45
	Уровень в баке	см	80±10
	Давление воды перед эжектором	кгс/см2	3±0,2
	Вакуум в колонке	кгс/см2	0,7 ±0,1
1	2	3	4
5	Деаэрированная вода
	Температура	°С	68,7 7-9
	Жесткость при температуре воды на выходе из котлов 115°С	мкг-экв/кг	не больше 190
	Жёсткость при температуре воды на выходе из котлов 150°С	мкг-экв/кг	не более 120
	Прозрачность ло шрифту	см	не менее 30
	рН	ед. рН	8,31-1,2
	Содержание кислорода	мкг/кг	не более 50
	Содержание углекислоты	мг/кг	отсутствует
	Уровень в деаэраторном баке	мм	1400 ± 200

8. МЕРОПРИЯТИЯ ПО ОХРАНЕ ТРУДА И ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ

Реконструкция котла должна выполняться организацией, располагающей техническими средствами, необходимыми для качественного выполнения работ. Организация должна иметь разрешение Госнадзорохрантруда на ремонт паровых и водогрейных котлов.

Реконструкция котла должна выполняться по технологии, разработанной до начала работ, в соответствии с требованиями ДНАОП 0.00-1.26-96, ДНАОП 1.1.10-1.02-01.

Для защиты обслуживающего персонала от поражения электрическим током металлические конструкции, трубопроводы и корпуса электроприемников подлежат занулению и заземлению в соответствии с требованиями ПУЭ и СНиП 3.05.06-85.

Размещено на Allbest.ru

...