Методика проведения пуско-наладочных работ и режимно-наладочных испытаний на котле ПТВМ-30М

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

Большинство котельных в России находится на балансе промышленных предприятий и при этом почти все относительно крупные котельные в европейской части страны используют в качестве топлива природный газ и мазут. Повышение эффективности использования этих особо ценных топлив является одной из важнейших задач.

Практически во всех министерствах и ведомствах в 70-х годах созданы наладочные организации, оказывающие помощь предприятиям, в частности, в повышении экономичности и надежности промышленных котельных. Однако во многих из этих организаций работы по наладке котельных выполняют слабые и малочисленные группы, квалификация специалистов не всегда отвечает необходимым требованиям. Эта группа котельных еще длительный период времени будет нуждаться в данном виде работ.

Промышленные котельные являются на многих предприятиях основным источником снабжения тепловой и электрической энергией. Между тем, указанные котельные еще часто эксплуатируются на недостаточно высоком уровне, коэффициент полезного действия их низок. Поэтому общее повышение культуры их эксплуатации и экономичности является весьма актуальной задачей. При этом положительные результаты должны дать правильные регулировка и наладка режима работы котельной установки. Одной из важных форм контроля за правильной и экономичной работой котельной установки является проведение тепловых испытаний. В настоящее время проведение их регламентировано рядом директивных и руководящих указаний.

Тепловые испытания, проводимые с целью наладки и выявления дефектов в работе котельной установки, являются отправным моментом для решения вопроса о мероприятиях, направленных на повышение надежности и улучшение эксплуатационных характеристик агрегатов.

Конечной целью тепловых испытаний являются наладка режима работы котла и вспомогательного оборудования, составление режимной карты котельной установки для всех возможных режимов, определение удельного расхода и выявление мероприятий по экономии топлива, определение величины отдельных тепловых потерь и изыскание методов их уменьшения или полного устранения, оценка эффекта от реализованных мероприятий и т. п.

Имеется очень много приемов производства испытаний, однако задача, поставленная перед руководителем испытаний, сама будет определять выбор того или иного метода измерений и необходимую при этом точность. Поэтому при составлении настоящей работы особое внимание уделено общим вопросам, а также основам, необходимым для правильного проведения теплотехнических испытаний котельной установки.

В рамках данной работы мной, в составе инженеров-наладчиков ООО «ЭСПА», были проведены пуско-наладочные работы и режимно-наладочные испытания водогрейного котлоагрегата ПТВМ-30М ст.№2 в котельной АО «Агроскон» в городе Вологда.

Целями данной работы являются: описание методики проведения пуско-наладочных работ и режимно-наладочных испытаний на котле ПТВМ-30М; обработка результатов испытаний с составлением сводных ведомостей, графиков; описание контура автоматического регулирования и безопасности; расчет экономической эффективности проведенных работ; рассмотрение экологической составляющей и техники безопасности.

1. Методика проведения пуско-наладочных работ и режимно-наладочных испытаний

1.1 Пуско-наладочные работы

В период подготовки к пуску и комплексному опробованию оборудования дирекция строящегося предприятия оказывает наладочной организации следующую техническую помощь:

1) разработка оперативных схем, эксплуатационных инструкций, программ пусковых операций, схем промывок и продувок трубопроводов и оборудования;

2) подготовка эксплуатационного персонала по обслуживанию оборудования на рабочих местах;

3) проверка наличия и рассмотрение монтажной документации;

4) участие в проведении поузловой приемки оборудования, с составлением ведомости дефектов по монтажу, с последующим контролем за их исполнением;

5) проведение оперативно-технического руководства и организация эксплуатации оборудования при проведении пусковых работ;

6) оперативное дежурство и непосредственное управление агрегатами;

7) режимная наладка и испытание основного и вспомогательного оборудования;

8) выпуск отчетной документации по проведенным работам с рекомендациями по увеличению надежности и экономичности работы оборудования;

9) издает приказ о начале и конце комплексного опробования оборудования. Окончание комплексного опробования оформляется актом;

10) издает совместно с пусконаладочной организацией приказ об ответственности за безопасное обслуживание во время пусконаладочных работ.

При проведении пуско-наладочных работ необходимо:

1) установить соответствие смонтированного оборудования, входящего в состав котельной, проекту и техническим требованиям;

2) испытать на прочность и плотность все смонтированные теплотехнические элементы и схемы;

3) оформить необходимую техническую документацию по сдаче-приемке смонтированного оборудования;

4) произвести поузловые опробования всех элементов оборудования и схем котельной и определить пригодность их к последующей эксплуатации;

5) сдать органам ростехнадзора и другим инспекциям подведомственное им оборудование;

6) опробовать под полной нагрузкой в совместной работе основное и вспомогательное оборудование.

При введении оборудования после ремонта, организация, выполняющая пуско-наладочные работы обязана:

- составить и согласовать график пусковых работ;

- провести инструктаж персонала заказчика по обслуживанию пускового теплосилового оборудования;

- произвести пуск каждой единицы оборудования;

- подготовить к пуску и запустить приборы и коммуникации с арматурой;

- вести наблюдение за состоянием и поведением элементов оборудования при работе вхолостую, наблюдение за принятием нагрузки и доведение ее до величины, установленной для комплексного опробования;

- составить перечень обнаруженных дефектов и недоделок при подготовке к пуску оборудования, приборов и коммуникаций;

- выдать предложения и рекомендации - по устранению обнаруженных дефектов и недоделок, особенностях эксплуатации оборудования;

- составить акты опробования и пуска оборудования.

Наладка топочных устройств и горелок является важнейшим этапом пусковых работ в котельной, от проведения которой зависит эффективность использования газа и нагрузочные характеристики котлоагрегатов.

Целью наладочных работ является определение режимных параметров топочного устройства, и его производительности, обеспечивающей номинальную проектную нагрузку котла, пределы устойчивой работы, коэффициент избытка воздуха в топке, качество смешения топлива с воздухом, длина пламени, температурные условия в топочной камере.

При анализе проекта котлоагрегата необходимо особое внимание обратить на привязку горелок, их типоразмер, соответствие производительности, размещение. Если на стандартных газовых и газомазутных котлах это все отработано, то при переводе котлов на газ и использование новых типов горелок ошибка не исключается, иногда это не ошибка, а отсутствие необходимого типоразмера горелки. К примеру, на котле КВ-2 установлены 2 горелки ГБ-Ф суммарной теплопроизводительностью 1.5 Гкал/ч, котел заведомо не выходит на номинальную нагрузку. Или, к примеру, несколько неудачно использование горелок ГМГ; ГИГ-М при переводе на газ котлов серии КЕ с ликвидацией предтопки. Факела горелок бьют в заднюю стенку и не помещаются в топке, либо факел попадает на топочные экраны, что приводит к относительно быстрой коррозии труб. Неувязки возникают при установке стандартных горелок, изготовленных на неспециализированных предприятиях. Также иногда обнаруживается заводской брак некоторых устройств.

Комплексное опробование оборудования включает в себя:

- определение и согласование с заказчиком порядка проведения комплексного опробования на действующем оборудовании;

- ревизия котлоагрегата перед опробованием, включающая осмотр котла, обмуровки, топки, горелочных устройств, арматуры, КИП и средств автоматизации;

- инструктаж обслуживающего персонала заказчика по обеспечению режимов работы оборудования;

- наладка топочного режима котлоагрегата и других тепловых, химических и теплохимических процессов котельного оборудования с прикидочным определением коэффициента полезного действия оборудования;

- наблюдение за работой оборудования и его элементов, коммуникаций при установленном режиме;

- обработка результатов опробования (фотография эксплуатационных режимов);

- результаты опробования оформляются заключением, включающим необходимые доработки и подготовку котлоагрегатов к балансовым испытаниям;

- составление акта о результатах комплексного опробования;

- сдача оборудования в эксплуатацию.

1.2 Режимно-наладочные испытания топливоиспользующего оборудования

После комплексного опробования оборудования котлоагрегата и пробного пуска котельной производятся режимно-наладочные испытания котлоагрегатов для составления режимных карт их работы. Режимно-наладочные испытания являются составной частью пуско-наладочных работ и осуществляются силами специализированных организаций.

Задачами режимно-наладочных испытаний котельных агрегатов после первичной наладки являются:

- выявление оптимальных условий работы топки в диапазоне автоматического регулирования;

- определение фактической экономичности котлоагрегата и отдельных составляющих потерь тепла;

- выявление причин превышения потерь тепла над расчетными значениями разработки мероприятий по их уменьшению и достижению расчетного КПД;

- оценка экономической эффективности работ, выполненных в процессе наладки котельного агрегата;

- проверка работы отдельных элементов котельного агрегата;

- составление режимной карты котельного агрегата.

При организации теплотехнических испытаний проводятся следующие работы:

- ознакомление с технической документацией котельного агрегата;

- полный осмотр котлоагрегата и его вспомогательного оборудования с целью оценки их состояния, оснащения средствами регулирования и КИП;

- составление и передача руководству котельной перечня работ по устранению выявленных при вышеназванных работах недостатков оборудования, устройств регулирования и КИП;

-составление и согласование с руководством котельной химической программы испытаний, объема и методов измерений, объема анализов и вида отчетной документации (отчет, режимная карта, инструкция);

- составление и передача руководству котельной задания по подготовительным работам и испытаниям - на изготовление и установку приспособлений, устройств, аппаратуры;

- комплектование экспериментальной бригады;

- составление перечня приборов и материалов, дополнительно устанавливаемых на период испытаний, исходя из технической программы работ и конструкции котлоагрегата, отбор этих приборов в депо наладочной организации и доставка их в котельную;

- технический надзор за монтажом приспособлений, наладки переносных приспособлений, обучение наблюдателей.

Теплотехнические испытания проводятся при установившемся тепловом состоянии котельного агрегата с использованием аппаратуры с классом точности 0,5 и 1.0, позволяющей определить КПД агрегата по обратному балансу с погрешностью 1.5%. Испытания должны вестись с максимально возможной точностью с допустимыми отклонениями основных показателей работы агрегата в пределах:

1) для парового котла:

- паропроизводительность (теплопроизводительность) 15%;

- температура пара 100С 150С;

- избыток воздуха для котлов, работающих на уравновешенной тяге 4.5% и для котлов, работающих под наддувом - 1 - 1,5%;

- температура питательной воды 3%.

2) для водогрейного котла:

- расход сетевой воды 2%;

- температура сетевой воды на входе в котел и выходе из него 0,3%;

- избыток воздуха для котлов, работавших на уравновешенной тяге - 4% и для котлов, работающих под надувом - 1 1,5%.

1.3 Основные измерения при проведении испытаний, методы и техническое обеспечение

Для составления перечня измерений необходимо ориентироваться на типовые схемы размещения точек измерений при испытаниях и на максимальное использование штатных эксплуатационных приборов, которым оснащен котельный агрегат. Например, на данном котле ПТВМ-30М список установленных приборов указан ниже, в таблице 1.1. Большое распространение получает оснащение современных котлоагрегатов автоматическими регистраторами, что позволит исключить субъективные ошибки и уменьшить количество наблюдателей при производстве испытаний.

Таблица 1.1 - Перечень приборов ПТВМ-30М

№ п/п	Измеряемая величина	Наименование прибора	Предел измерений
1	Давление воздуха после вентилятора	АГАВА6432,20 АДИ-5,4	0-5 кПа
2	Давление газа в коллекторе	АГАВА 6432.20 АДИ-50.4	0-50 кПа
3	Температура жидкого топлива	АГАВА 6432,20 ТСМ-50	0-300 оС
4	Давление газа после ПРЗ	АГАВА 6432.20 АДИ-50.4	0-50 кПа
5	Давление газа на горелках	АГАВА 6432.20 АДИ-50.4	0-25 кПа
6	Давление воздуха на горелках	АГАВА 6432.20 АДИ-5.4.	0-5 кПа
7	Разрежение в топке котла	АГАВА 6432.20 АДР-1,25А	±125 Па
8	Температура и состав уходящих газов, разрежение за котлом	TESTO 310	0-60 С 0-5000 ррм
9	Давление воды на входе в котел	АГАВА 6432.20 ДД-25	0-25 кгс/м2
10	Температура воды на входе в котел	АГАВА 6432.20 ТСМ-50	0-200С
11	Давление воды на выходе из котла	АГАВА 6432.20 ДД-25	0-25 кгс/м2
12	Температура воды на выходе из котла	АГАВА 6432.20 ТСМ-50	0-200С
13	Расход воды через котел	АГАВА 6432.20	0-500 м3/ч
14	Давление мазута на котел	АДМ 100.1, АДМ 100.3	0-25 кгс/см2
15	Давление мазута на горелках	АДИ 100.1	0-10 кгс/см2

Так как современный уровень оснащения котельных измерительной техникой достаточно высок, и требует высокой квалификации обслуживающего персонала, в составе бригады наладчиков должен быть включен мастер по обслуживанию электрических и электронных приборов.

Наблюдатели, привлеченные на период испытаний, должны знать и выполнять при анализе газов:

- способы определения измеряемых параметров;

- методы отбора проб газа на полный анализ;

- записи в журналах наблюдений, проверка состояния плотности линии и установки газового анализа.

Основными работами при теплотехнических испытаниях котельных агрегатов являются те же работы, что и при первичной наладке, то есть окончательно определяется оптимальное положение факела в топке, оптимальный избыток воздуха, минимальные, максимальные нагрузки и т.д.

Однако при балансовых теплотехнических испытаниях рекомендуется дополнительно выполнить следующее:

- к проведению испытаний следует приступить только тогда, когда устранены все недостатки, выявленные в период предыдущих работ, целесообразно также в этот период реализовать рекомендованные реконструктивные мероприятия, с тем, чтобы дорогостоящие и трудоемкие испытания дали результат на продолжительный период эксплуатации котла;

- измерения для составления теплового баланса следует проводить только при стабилизации режима. Стабилизация режима обеспечивается подачей в топку определённого количества топлива и воздуха при постоянстве параметров питательной воды, нагретой воды или пара на выходе из котла;

- в период проведения опытов на котлоагрегат должно подаваться только то топливо, которое оговорено в программе испытаний;

- автоматические регуляторы топлива и общего воздуха должны работать в режиме стабильных расходов;

- на котлах за 1 час до начала опыта должна быть произведена очистка поверхностей нагрева;

- непрерывная продувка должна быть закрыта, если это допускает водно-химический режим котла или же учтена;

- влияние на характеристики работы котлоагрегата одного из показателей работы должно определяться при неизменных всех остальных показателях, чтобы выявить однозначность их воздействия;

1.4 Продолжительность опытов и условия работы котлоагрегата

При балансовых теплотехнических испытаниях должна обязательно выдерживаться следующая продолжительность опытов и условия работы котлоагрегата:

- продолжительность работы котлоагрегата от растопки до начала испытаний:

а) для котлов с камерными топками и облегченной обмуровкой - 36 часов;

б) для котлов старых типов с толстой кирпичной обмуровкой - 48часов;

- длительность выдерживания испытательной нагрузки непосредственно перед опытом - 3 часа;

- допустимые отклонения нагрузки котлоагрегата в период ее выдерживания непосредственно перед опытом - 5%;

- длительность перерыва между двумя режимами испытания не менее 2 часов для котлов с облегченной обмуровкой и не менее 4 часов для котлов с кирпичной обмуровкой;

- длительность опыта:

а) при измерении расхода топлива при схемах с прямым вдуванием - 4 часа;

б) при определении расхода топлива по обратному балансу - 4 часа.

1.5 Газовый анализ и его роль при проведении испытаний

Определение состава продуктов горения, проводимое при испытаниях котлоагрегата, позволяет оценить:

- степень завершенности процесса сгорания топлива и величину потерь от химической неполноты горения;

- условия сгорания топлива (коэффициент избытка воздуха);

- размер присосов воздуха в газоходы;

- топочный режим и конструктивные особенности котлоагрегата в связи с выбросами веществ в атмосферу.

Потери тепла от химической неполноты сгорания многих видов топлива могут практически отсутствовать. Однако при неправильной организации процесса горения эти потери иногда очень значительны. Поэтому при теплотехнических испытаниях определение потерь тепла с химической неполнотой сгорания проводимое посредством газового анализа продуктов горения, является обязательным.

При полном сгорании топлива продукты горения состоят из следующих компонентов: двуокиси углерода, водяных паров, избыточного кислорода и азота. Если в топливе есть соединения серы, продукты горения содержат окись серы. Сумму СО2 + SO2 и других кислых газов принято обозначать через R02.

Содержание в продуктах сгорания 0,1 объемного процента СО, ведет за собой потери теплоты от химического недожога 0,35%, а 0.1 объемный процент СН4 соответствует 1% потерь. Контроль избытка воздуха только по измерениям RO2 недостаточен и приводит к ошибкам. Даже при стабильном составе топлива (мазут, газ) содержание RO2 в продуктах горения неоднозначно и зависит от коэффициента избытка воздуха. Увеличение коэффициента избытка воздуха ведет к снижению RO2, но и снижение коэффициента избытка воздуха ведет к снижению RO2 и увеличению потерь с химнедожогом.

Для сведения топочного режима необходимо постоянно контролировать содержание кислорода в продуктах горения.

Отбор проб продуктов горения для анализа следует производить по возможности в наиболее узком месте газохода, где относительно высокая скорость потока способствует лучшему перемешиванию продуктов горения. Газообразные трубки не должны располагаться на поворотных участках или вблизи мест газоходов, где возможны присосы воздуха.

Перед отбором проб, необходимо тщательно проверить и убедиться в плотности газозаборных трубок, резиновых соединительных трубок и мест их соединения.

Газоанализатор необходимо располагать по возможности около места отбора пробы. Пробы в рамках данного проекта брались газоанализатором Testo 310.

1.6 Содержание отчета по испытаниям

В состав данной работы входит следующий объём:

1) пуск и наладка котлоагрегата ПТВМ-30М ст.№2 после реконструкции при сжигании природного газа, как основного топлива, и наладка автоматики безопасности АГАВА - 6432.20;

2) проведение режимно-наладочных испытаний на данном котле при сжигании природного газа с целью установления экономичных режимов работы котлоагрегата с высокими эксплуатационными показателями. Обозначены следующие режимы - 3 режима при работе на 2 горелках, 4 режима при работе на 4 горелках и 4 режима при работе на 6 горелках;

3) пуск и наладка котлоагрегата ПТВМ-30М ст.№2 после реконструкции при сжигании мазута как резервного топлива, и наладка автоматики безопасности АГАВА - 6432.20;

4) проведение режимно-наладочных испытаний на данном котле при сжигании мазута с целью установления экономичных режимов работы котлоагрегата с высокими эксплуатационными показателями. Розжиг форсунок осуществлялся от ручных запальников. Обозначены следующие режимы - 4 режима при работе на 2 горелках, 4 режима при работе на 4;

5) обработка результатов испытаний с выдачей сводных и режимных карт работы котла;

Результаты должны быть систематизированы в виде таблиц, графиков, режимных, оперативных, технологических карт, а также включать в себя:

- расчёт экономической эффективности выполненных работ (для действующего оборудования);

- графики регулирования (производительности, подачи топлива, подачи воздуха);

- сведения о достигнутом наладкой коэффициенте полезного действия котлоагрегата, удельном расходе топлива в условном исчислении на единицу выработанной тепловой энергии;

- графики зависимости параметров работы оборудования (КПД, расхода топлива, потерь тепла с уходящими газами, потерь тепла в окружающую среду, и т.д.) от производительности;

- график соотношения давления топлива и воздуха при работе оборудования в автоматическом режиме, совмещённый с графиком, построенным на основании результатов наладки топочных процессов;

- тепловой баланс технологического оборудования, сведения о достигнутом наладкой коэффициенте полезного действия, удельном расходе топлива в условном исчислении на единицу одной готовой продукции;

- сводные ведомости результатов испытаний, в которых приводятся показатели работы оборудования до и после проведения наладки;

- Выводы и предложения, в котором приводится анализ полученных результатов, и перечисляются рекомендуемые организационно-технические мероприятия, направленные на повышение эффективности работы газоиспользующего оборудования

2. Результаты режимно-наладочных испытаний

Целью испытаний является выбор оптимальных режимов работы котла с составлением режимной карты, выявление величин основных потерь тепла с уходящими газами, определение КПД котла брутто, удельного расхода условного топлива на 1 Гкал тепла и других технико-экономических показателей работы котла на нагрузках: минимальной, максимальной и промежуточных.

Блок-схема проведения РНИ представлена на рисунке 2.1.

Во время испытаний было сделано следующее:

- определен оптимальный вариант включения горелок при минимуме нагрузки в следующем порядке: 1,6,3,4,2,5;

- определен оптимальный избыток воздуха при каждой нагрузке;

- определена минимальная нагрузка с отключением части горелок и вспомогательного оборудования;

- определение максимальной нагрузки при различном составе работавшего оборудования.

До начала проведения режимно-наладочных работ наладочной бригадой снимается «фотография» параметров эксплуатации котлоагрегатов в местных условиях с определением коэффициента полезного действия и расхода топлива [4]. «Фотография» работы котла проводится при средней нагрузке котла (приложение 1).



Рисунок 2.1 - Блок-схема проведения РНИ

2.1 Исходные данные

Котельные бывают нескольких типов:

- паровые. В такой котельной теплоносителем является пар, который используется преимущественно для обеспечения производственных процессов на промышленных предприятиях;

- водогрейные. Этот вид котельных предназначен для отопления и горячего водоснабжения жилых зданий, промышленных и коммунальных объектов. Теплоносителем является вода, нагреваемая до +95 +115 °С;

- комбинированные. В таких котельных размещаются как паровые, так и водогрейные котлы. Горячая вода используется для покрытия нагрузки на горячее водоснабжение, отопление и вентиляцию, а пар поступает для обеспечения технологических нужд предприятия;

- на диатермическом масле. В этой котельной в качестве теплоносителя используются органические высокотемпературные жидкости, температура которых может достигать +300 °С.

Котельная АО «Агроскон» по адресу г. Вологда, ул. Доронинская,48 - отопительно-производственная, обеспечивает паром основные технологические процессы, системы вентиляции и кондиционирования; горячей водой - системы отопления и горячего водоснабжения района восточное Заречье, а также микрорайоны Фрязиновский, Доронинский и Разинский и производственные и административные помещения предприятия.

Категория потребителей по надежности теплоснабжения и отпуска тепла - вторая.

Степень огнестойкости здания - П.

Категория производства по взрывопожарной опасности - Г.

Расчетная температура наружного воздуха наиболее холодной пятидневки -32єС [10].

Основным топливом является природный газ с теплотой сгорания ~8100 ккал/ст.м3. Паспорта качества газа запрашиваются у поставщика раз в месяц и содержат в себе все характеристики топлива, места отбора проб.

Диаметр вводного существующего газопровода: 426мм. Производительность ГРП: 24456 мі/ч Давление газа на вводе в ГРП: 3 кгс/смІ; давление газа перед котлами ПТВМ-30М - 0,5 кгс/смІ

Резервным топливом является мазут класса VI марки М-100. Паспорт топлива был выдан в 2003 году.

В настоящее время в котельной АО «АГРОСКОН» эксплуатируются на природном газе: 2 водогрейных котлоагрегата типа ПТВМ-30М №1,2 и 4 паровых котлоагрегата ДЕ-25/14ГМ.

На каждом котле ПТВМ-30М установлено 6 горелок типа ДКЗ. Номинальный расход топлива на котле - 5200 м3/ч.

Данная котельная работает по утвержденному температурному графику отпуска теплоты 130 - 70 оС (Приложение 2).

Циркуляция сетевой воды через котлы осуществляется 7-ю сетевыми насосами производительностью 500-700 м3/ч и напором 9,3 кГс/см2. Температура воды на входе в котлы регулируется рециркуляционными насосами НКУ-250-150.

Подпитка теплосети осуществляется подпиточными насосами ЦНСГ-38-44 из подпиточного деаэратора.

Котлоагрегаты - устройства, преобразующие тепловую энергию сгорания топлива в топке, в энергию теплоносителя.

Котлоагрегат ПТВМ-30М - водотрубный, радиационного типа, прямоточный с принудительной циркуляцией, имеет П - образную компоновку. Конвективная часть состоит из 32 секций. Каждая секция состоит из U- образных змеевиков труб 28х3, вваренных своими концами в стояки из труб 83х3,5 мм. Змеевики расположены в шахматном порядке с шагом 64 и 40 мм. По ходу газов конвективная часть разделена на два пакета, зазор между которыми составляет 600 мм. Поверхность нагрева конвективной части составляет 694 м2. Газовые горелки расположены на боковых стенах топки, по 3 на каждой стене, треугольником, вершиной вверх.

Подробные характеристики котла, дымососа и дутьевого вентилятора приведены в таблицах 2.1 и 2.2 соответственно.

Таблица 2.1- Характеристика котлоагрегата

№ п/п	Наименование	Ед. изм.	Топливо
			газ	мазут
1	Теплопроизводительность	Гкал/ч	35	40
2	Давление воды: расчетное минимальное на выходе из котла	кгс/см2 кгс/см2	20 8	20 8
3	Температура на входе на выходе	0С 0С	70 150	70 150
4	Расход воды	м3/ч	495	430
5	Гидравлическое сопротивление	кгс/см2	1,8	1,8
6	Температура уходящих газов	0С	162	250
7	КПД котла «брутто», расчетный	%	91,6	89,9
8	Расход топлива	нм3/ч (кг/ч)	5230	4365
9	Объем топочной камеры	м3	80	80
10	Поверхность нагрева: радиационная конвективная	м2 м2	128,6 693	128,6 693
11	Сопротивление газового тракта	кгс/м2	107	88
12	Габариты: высота ширина длина	мм мм мм	14720 9350 8300	14720 9350 8300

Таблица 2.2 - Характеристики дымососа

Дымосос ДН-13,5
Производительность	м3/час	50000
Напор	мм в.ст.	190
Мощность электродвигателя	кВт	55
Число оборотов	об/мин	1000

Таблица 2.3 - Характеристики дутьевого вентилятора

Вентилятор ВДН-11,2
Производительность	м3/час	27650
Напор	мм в.ст.	432
Мощность электродвигателя	кВт	55
Число оборотов	об/мин	1500

Горелки однотопочные, газомазутные типа МГМГ-6 с механическими мазутными форсунками ФММ-620. Горелки комбинированные, могут применяться для сжигания природного газа среднего давления и мазута. Мазут марки М-100 ГОСТ10585-75.

Газовая горелка вихревая, с периферийной подачей природного газа, с лопаточным осевым завихрителем воздуха. Крутка воздуха на всех горелках одинаковая, правое вращение воздуха. Амбразура горелки цилиндрическая, длинной 380 мм и диаметром 346 мм, который равен диаметру газовой камеры. В таблице 2.4 приведены паспортные данные по горелке МГМГ-6.

Таблица 2.4 - Горелка МГМГ-6

Номинальная тепловая мощность	Гкал/час	16
Коэффициент регулирования		10
Номинальный расход газа	м3/час	2040
Сопротивление горелки по воздуху	кгс/м2	400
Коэффициент избытка воздуха		1,05

2.2 Прямой и обратный тепловые балансы котлоагрегата

Для определения КПД применяют методы прямого и обратного баланса.

Прямым балансом определяют непосредственно используемую теплоту, расходуемую на получение пара или воды с необходимыми характеристиками. Для этого необходимо измерять параметры и количество вырабатываемого энергоносителя, а также температуру, давление и точный состав топлива, и, все же, при этом остаются неизвестными значения, по крайней мере, двух составляющих теплового баланса.

Тепловой баланс котла, отнесенный к 1 кг (1м3) соименного топлива представляет собой равенство, левая часть которого включает располагаемую теплоту, поступив в топку, а правая часть - сумму полезно использованной теплоты и потерь тепла.

В общем виде равенство представляет собой вид уравнения (2.1):

(2.1)

где - теплота сгорания 1 кг (1 мЗ) топлива (для газа поставляемого ОАО Газпром приблизительно 8100 ккал/м3, для мазутов получаемых предприятиями 9000-9200 ккал/кг); - тепло, вносимое топливом, ккал/м3;

- тепло вносимое воздухом при подогреве его вне котлоагрегата обычно паровым калорифером, ккал/м3;

- тепло, вносимое топливом, ккал/м3 (ккал/кг);

- тепло вносимое паром на дутье форсунок, ккал/м3;

- теплота полезно используемая в котле, ккал/м3;

- потери тепла с уходящими газами, ккал/м3;

- потери тепла с химическим недожогом, ккал/м3;

- потери тепла с механическим недожогом, ккал/м3;

- потери тепла в окружающую среду через поверхности агрегата, ккал/м3;

- потери тепла с физической теплотой шлака, золы, провала, ккал/м3.

Графически тепловой баланс котлоагрегата показан на рисунке 2.2.



Рисунок 2.2 - Тепловой баланс котлоагрегата

Тепло вносимое воздухом при подогреве его вне котлоагрегата подсчитывается по (2.2), в данном проекте подогрев воздуха отсутствует.

(2.2)

где - действительное количество воздуха, вносимое для сгорания 1кг (1м3) топлива, м3/кг (м3/ м3);

- теплоемкость воздуха, ккал/кг.С;

- разность температур подогретого и холодного воздуха, С.

Тепло, вносимое топливом можно рассчитать по (2.3):

(2.3)

где - теплоемкость топлива вносимого в топку, ккал/кг.С;

- температура топлива вносимого в топку, С.

При подаче мазута с температурой 100°С теплота вносимая топливом составит 41 ккал - 0,45% и чаще всего не учитывается.

Для газа и мазута при достаточно хорошей эксплуатации потери тепла с механическим недожогом и физической теплотой шлака нулевые.

Величины теплоты, вносимого воздухом и топливом, обычно учитывают не в приходной части, а в расходной уменьшая величину потерь тепла с уходящими газами, тогда для газа и мазута уравнение принимает вид (2.4):

(2.4)

Полное количество теплоты, вырабатываемое водогрейным котлоагрегатом определяется по формуле (2.5):

(2.5)

где - расход воды через котел, м3/ч;

С - теплоемкость воды на выходе из котла, ккал/кг•0С;

- температура воды на входе, 0С;

- температура воды на выходе, 0С.

Для первого режима работы при сжигании газа Q1пол по (2.5):

Значения полезно используемой теплоты для остальных режимов, а так же замеры расхода воды и температур (произведены стационарными приборами при сжигании газа на 2, 4 и 6 горелках, а так же мазута на 2 и 4 горелках при розжиге от ручного запальника) приведены в таблицах 2.5 и 2.6.

Таблица 2.5 - Характеристики при сжигании газа

Параметр	Усл. обозн	Ед. изм.	Величина параметров
1.Комбинация горелок		шт	2	2	2	4	4	4	4	6	6	6	6
2.Расход		м3/ч	469	490	490	490	490	490	490	490	490	490	490
3.Температура на входе		С	70,9	68,1	72,2	73,5	79,6	88,3	98,4	93,7	77	76,2	77,5
4.Температура на выходе		С	85	84	91	93	104	120	137	131	132	133	137
5.Теплоемкость воды	С	ккал/кгС	1,003	1,00	1,00	1,00	1,01	1,01	1,02	1,01	1,01	1,01	1,02
6. Полезно использованное тепло		Гкал/ч	6,9	7,5	9,0	9,4	11,8	15,0	18,3	17,4	25,6	26,7	27,9

Таблица 2.6 - Характеристики при сжигании мазута

Параметр	Усл. обозн	Ед. изм	Величина параметров
1.Комбинация горелок		шт	2	2	2	2	4	4	4	4
2.Расход		м3/ч	544	544	544	544	544	544	544	544
3.Температура на входе		0С	70	70	70	70	70	70	70	70
4.Температура на выходе		0С	86,8	87,6	88,7	91,6	95,5	100,7	102,3	105,1
5.Теплоемкость воды	С	ккал/кг•0С	1,003	1,00	1,00	1,00	1,01	1,01	1,02	1,01
6. Полезно использованное тепло		Гкал/ч	8,81	9,20	9,75	11,30	13,30	16,00	16,8	18,2

Коэффициент избытка воздуха - есть отношение действительно подаваемого на горение воздуха к теоретически необходимому. Общее выражение имеет вид (2.6):

(2.6)

Результаты анализа уходящих газов проверяют на максимальное содержание RO2макс по выражению (2.7):

(2.7)

При полном горении (без химического недожога, когда ) выражение (2.7) приобретает вид (2.8):

(2.8)

Величина является максимально возможной концентрацией в продуктах сгорания, которая в стехиометрическом количестве воздуха наблюдалась бы при полном сгорании. Если разбавить продукты сгорания избыточным воздухом, то значение . Само же значение определяется через состав топлива, а точнее долей водорода в горючей массе. При сгорании часть кислорода дутьевого воздуха расходуется на переход водорода в водяной пар .

На величину влияет так же и кислород с азотом, содержащиеся в топливе. Характеристика учитывает эти факторы и определяется по составу топлива через уравнение (2.9):

(2.9)

Величина связана с характеристикой топлива соотношением (2.10):

(2.10)

Определим содержание в наших продуктах сгорания природного газа по (2.9 - 2.10):

Для мазута не представляется возможным сделать расчет по (2.9 - 2.10), т.к. нет исходных данных по его элементарному составу, значит считаем по формуле (2.8).

Значения для и определяются элементарным составом топлива, но не зависят от воздуха, разбавляющего продукты сгорания. Поэтому необходимо сверять значения, полученные по (2.10) и (2.8), пример в таблицах 2.7 и 2.8, для природного газа и мазута соответственно.

Таблица 2.7 - Значения по анализу уходящих газов, топливо - природный газ

	Режимы работы на газе, количество горелок.
Состав у.г.	2	2	2	4	4	4	4	6	6	6	6
O2	6,4	6,2	6,1	5,7	5,4	5,3	5,2	4,8	4,6	4,3	4,2
RO2	8,2	8,3	8,4	8,6	8,7	8,8	8,9	9,1	9,2	9,3	9,4
	11,79	11,78	11,84	11,8	11,71	11,77	11,83	11,79	11,78	11,69	11,75

Таблица 2.8 - Значения по анализу уходящих газов, топливо - мазут

	Режимы работы на мазуте, количество горелок.
Состав у.г.	2	2	2	2	4	4	4	4
O2	8,7	8,7	8,2	8,1	7,4	6,4	6,1	5,5
RO2	9,7	9,6	10,2	10,3	10,6	11,2	11,6	12
	16,56	16,39	16,73	16,76	16,36	16,11	16,35	16,26

Для контроля, удобно пользоваться лучевой диаграммой на рисунке 2.3 [4-c.101].

Рисунок 2.3 - Лучевая диаграмма для проверки газового анализа

Все значения должны ложиться на один из лучей, который соединяет точку 21% на оси ординат с точкой, имеющей значение для данного топлива.

Коэффициент избытка воздуха зависит от состава и вида топлива, организации процесса горения, агрегата, использующего топливо.

При полном сгорании топливо можно определить коэффициент избытка воздуха по формуле (2.11), используя:

(2.11)

Для оценок в процессе испытаний, как в нашем случае с мазутом, часто используют приближенную углеродную формулу (2.12):

(2.12)

Используя (2.11) и (2.12) составим таблицы 2.9 и 2.10 со значениями коэффициента избытка воздуха б.

Таблица 2.9 - Значения б по углеродной формуле, топливо - природный газ

	Режимы работы на газе, количество горелок.
Параметр	2	2	2	4	4	4	4	6	6	6	6
O2	6,4	6,2	6,1	5,7	5,4	5,3	5,2	4,8	4,6	4,3	4,2
RO2	8,2	8,3	8,4	8,6	8,7	8,8	8,9	9,1	9,2	9,3	9,4
	11,79	11,78	11,84	11,8	11,71	11,77	11,83	11,79	11,78	11,69	11,75
б	1,3	1,3	1,3	1,3	1,3	1,3	1,2	1,2	1,2	1,2	1,2

Таблица 2.10 - Значения б по углеродной формуле, топливо - мазут

	Режимы работы на мазуте, количество горелок.
Параметр.	2	2	2	2	4	4	4	4
O2	8,7	8,7	8,2	8,1	7,4	6,4	6,1	5,5
RO2	9,7	9,6	10,2	10,3	10,6	11,2	11,6	12
	16,56	16,39	16,73	16,76	16,36	16,11	16,35	16,26
б	1,7	1,7	1,6	1,6	1,5	1,4	1,4	1,4

Чтобы наиболее точно определить б, необходимо пользоваться «азотной» формулой (2.13) для полного горения [1]:

(2.13)

где - объемное содержание азота в сухих продуктах сгорания, %;

- объемное содержание кислорода в сухих продуктах сгорания, %.

В таблице 2.11 и 2.12 приведены значения объемных долей компонентов продуктов сгорания и получившиеся коэффициенты избытка воздуха для каждого режима при сжигании как газа, так и мазута соответственно.

Таблица 2.11 - Коэффициенты избытка воздуха, топливо - газ

Параметр	Усл. обозн	Ед. изм.	Величина параметров
1.Комбинация горелок		шт	2	2	2	4	4	4	4	6	6	6	6
2.Азот		%	85,8	86,3	86,6	84,5	85,8	86,4	87,0	84,9	86,5	83,5	87,6
3.Кислород		%	6,4	6,2	6,1	5,7	5,4	5,3	5,2	4,8	4,6	4,3	4,2
4.Коэффициент избытка воздуха			1,36	1,35	1,34	1,34	1,32	1,3	1,28	1,25	1,25	1,24	1,22

Таблица 2.12 - Коэффициенты избытка воздуха, топливо - мазут

Параметр	Усл. обозн	Ед. изм.	Величина параметров
1.Комбинация горелок		шт	2	2	2	2	4	4	4	4
2.Азот		%	81,7	79,0	78,3	77,1	79,4	80,0	80,3	75,1
3.Кислород		%	9,1	8,5	8,2	8	8,4	6,4	6,1	5,5
4.Коэффициент избытка воздуха			1,72	1,68	1,65	1,64	1,66	1,43	1,4	1,38

При содержании азота в топливе более 3% [1] в формулу вносятся поправки. Обязательные к присутствию в отчете графики изображены на рисунках 2.4 и 2.5.

Рисунок 2.4 - Зависимость коэффициента избытка воздуха от теплопроизводительности, топливо - природный газ



Рисунок 2.5 - Зависимость коэффициента избытка воздуха от теплопроизводительности, топливо - природный газ

Для оперативного контроля режима можно пользоваться "кислородной" формулой (2.14), которая предполагает равенство содержания азота в воздухе и в продуктах сгорания:

(2.14)

Для определения оптимальных избытков воздуха определяется критический избыток воздуха ниже которого в уходящих газах обнаруживается продукты неполного сгорания. Рабочими считаются избытки на 1-2% превышающие критические.

Вовремя режимно - наладочных испытаний при установившемся режиме с хорошо отлаженной подачей воздуха, измеряется в обязательном порядке давление за дутьевым вентилятором. Данные записываются в сводную ведомость, режимную карту, и составляется график зависимости давления воздуха от давления топлива. Графики приведены на рисунке 2.6 и 2.7.



Рисунок 2.6 - Соотношение воздух/топливо, природный газ

Рисунок 2.7 - Соотношение воздух/топливо, мазут

Упрощенная методика теплотехнических расчетов профессора И.Б. Равича дает различные выражения для определения потерь с уходящими газами путем предварительного расчета усредненных постоянных величин и введения поправочных коэффициентов [3].

Потери тепла с уходящими газами с учетом влажности, температуры воздуха и при отсутствии его подогрева определяются по формуле (2.15):

(2.15)

где - температура уходящих газов, С;

- температура воздуха, С;

- жаропроизводительность с учетом содержания в воздухе примерно 1% влаги (по массе), С. (В расчетах меньше на 30С);

,, - коэффициенты, определяемые температурой уходящих газов и составом топлива.

Коэффициент разбавления продуктов сгорания, определяется по формуле (2.16). При значительном недожоге может оказаться ниже 1.

(2.16)

Жаропроизводительность, а так же поправочные коэффициенты таьулированы (см. Приложение 3) [3].

Если в формулу (2.15) подставить значение для определенного вида топлива, значения С? и К для определенных температурных интервалов, а величину h - принять в зависимости от содержания в продуктах горения СО2, СО и СН4, то эта формула примет вид (2.17):

(2.17)

или точнее (2.18):

(2.18)

где l - поправочный коэффициент учитывающий меньший объем воздуха по сравнению с объемом продуктов сгорания, величина Z в зависимости от состава уходящих газов и температуры табулирована (см. Приложение 3, таблица П3.3) [3].

Используя данные газового анализа, находим значения z и потери тепла с уходящими газами. Результаты занесены в таблицу 2.13 и 2.14.

Таблица 2.13 - Потери тепла с уходящими газами, топливо - природный газ

Параметр	ед.изм.	Величина параметров
Число горелок	шт	2	2	2	4	4	4	4	6	6	6	6
Содержание СО2	%	8,2	8,3	8,4	8,6	8,7	8,8	8,9	9,1	9,2	9,3	9,4
tух	С	102	109	116	126	135	143	154	155	165	168	173
z		6,67	6,1	5,8	5,75	5,62	5,45	5,40	5,30	5,10	4,93	4,88
q2	%	4,41	4,64	5,11	5,47	5,91	6,31	6,86	6,97	7,38	7,44	7,55

Таблица 2.14 - Потери тепла с уходящими газами, топливо - мазут

Подобные документы

• Теплотехнические испытания котельных установок

  Рассмотрение сущности, целей и задач теплотехнических испытаний котлов. Описание последовательности проведения балансовых и режимно-наладочных тестирований агрегата. Применение экспресс-метода для оценки качества ремонта или модернизации оборудования.
  
  реферат [1,7 M], добавлен 28.06.2011
  

• Испытания термоэлектрического термометра

  Технология проведения испытаний термоэлектрического термометра, используемого для измерения температуры в металлургической отрасли. Обеспечение, объем и методика испытаний. Результаты испытаний: выбор оптимальных технических решений и оценка их качества.
  
  курсовая работа [940,0 K], добавлен 04.02.2011
  

• Организация монтажно-наладочных работ

  Основные характеристики механического цеха на заводе тяжелого машиностроения. Расчет сечения электрических кабелей и вводно–распределительных устройств. Проведение укладки кабеля. Монтаж концевых заделок. Суммарная трудоемкость и формирование бригады.
  
  курсовая работа [79,0 K], добавлен 25.01.2015
  

• Особенности сертификационных испытаний "Российского шампанского"

  Классификационные признаки испытаний шампанского в соответствии ГОСТ 16504-81. Программа сертификационных испытаний шампанского. Требования к условиям проведения испытаний, подготовке к ним, оборудованию, методам, правилам обработки результатов.
  
  курсовая работа [454,4 K], добавлен 09.01.2015
  

• Экспериментальные исследования изнашивания пар трения в загрязненной рабочей среде

  Определение влияния механических примесей, содержащихся в масле, на износ качающего узла аксиально-поршневого гидронасоса. Методика проведения испытаний. Анализ результатов стендовых испытаний аксиально-поршневых насосов при загрязнении масла водой.
  
  контрольная работа [2,6 M], добавлен 27.12.2016
  

• Технические характеристики котла ПК-14

  Химический состав и технические характеристики топлива, используемого в котле. Определение объемов и теплосодержания воздуха и продуктов сгорания топлива. Геометрические размеры топки. Расчет конструктивных поверхностей фестона и паропрогревателя.
  
  курсовая работа [368,1 K], добавлен 31.10.2022
  

• Метрологическое обеспечение эксплуатационных испытаний газотурбинных двигателей

  Характеристика метрологической службы ООО "Белозерный ГПК", основные принципы ее организации. Метрологическое обеспечение испытаний газотурбинных двигателей, их цели и задачи, средства измерения. Методика проведения измерений ряда параметров работы ГТД.
  
  дипломная работа [9,6 M], добавлен 29.04.2011
  

• Разработка требований к автоматизации процесса испытаний стали арматурной

  Описание объекта испытаний изделия: назначение и область применения, наличие обязательных требований, номенклатура контролируемых параметров, характеристики условий испытаний. Выбор и обоснование автоматизированных средств контроля испытаний стали.
  
  курсовая работа [64,1 K], добавлен 19.11.2010
  

• Монтаж и наладка системы горячего водоснабжения технологическим агрегатом предприятия

  Назначение и характеристика системы автоматизации. Особенности монтажа внещитовых приборов и средств, выбор кабелей, проводов, труб для их подключения. Расчет защитного заземления. Организация монтажных и наладочных работ, техника и правила безопасности.
  
  контрольная работа [42,5 K], добавлен 02.04.2015
  

• Методы проведения стандартных испытаний по определению показателей качества исходных материалов и готовых изделий

  Основные задачи автоматизации информационных процессов. Методы проведения испытаний станка с числовым программным управлением. Группы проверок: в статическом состоянии; на холостом ходу; при работе. Виды отклонений, нормирование точности ГОСТами.
  
  контрольная работа [20,3 K], добавлен 05.04.2015
  

• Комплекс технических эксплуатационных и наладочных мероприятий для устранения неисправности в токарном обрабатывающем центре

  Структура индуктивного бесконтактного датчика. Алгоритм поиска заданной неисправности. Среднее время безотказной работы (наработка на отказ). Проверка работы технического оборудования. Расчет тепловой энергии на отопление и вентиляцию механического цеха.
  
  дипломная работа [1,8 M], добавлен 08.12.2016
  

• Сравнение гусениц с последовательным и параллельным резино-металлическим шарниром

  Оценка гусениц с последовательным и параллельным резино-металлическим шарниром путём проведения ряда испытаний. Влияние конструкции резино-металлической гусеницы на эксплуатационные качества танка. Условия проведения испытаний, время и путь разгона.
  
  реферат [3,4 M], добавлен 04.06.2016
  

• Монтаж и наладка АСР давления газа на газосборнике коксовых печей

  Характеристика коксовой печи как объекта автоматизации. Рекомендации по монтажу АСР температуры рабочего пространства нагревательного колодца. Расчет регулирующего органа и исполнительного механизма. Техника безопасности при монтажно-наладочных работах.
  
  курсовая работа [1,1 M], добавлен 09.04.2014
  

• Основные понятия стандартизации

  Сущность стандартизации, классификация ее объектов и основные этапы проведения работ. Характеристика стандартов разного статуса или категории в зависимости от сферы действия. Условия проведения испытаний товаров, задачи контроля качества продукции.
  
  реферат [273,4 K], добавлен 11.07.2011
  

• Методика ускоренных испытаний гидропривода и гидроагрегатов

  Проведение ускоренных испытаний на надёжность - форсирование режимов работы гидроприводов. Принятые допущения и методические указания. Определение скорости движения, приращения температуры в резиновом уплотнении и амплитуды перемещений выходного звена.
  
  лабораторная работа [227,7 K], добавлен 22.12.2010
  

• Разработка методики испытаний станка с числовым программным управлением

  Проектирование установки для проведения заводских аттестационных испытаний станка с ЧПУ на точность позиционирования линейных осей. ТЗ на разработку испытательного стенда, описание методики. Изучение оптической схемы работы интерферометра Кёстерса.
  
  курсовая работа [612,5 K], добавлен 14.12.2010
  

• Применение станочных приспособлений

  Определение области рационального применения стандартных систем станочных приспособлений. Используемые методы и приемы, нормирование данного процесса. Назначение и функциональные особенности специализированных наладочных приспособлений в промышленности.
  
  контрольная работа [41,9 K], добавлен 05.04.2016
  

• Разработка структуры испытательной лаборатории с областью аккредитации – обувь домашняя и дорожная

  Порядок проведения сертификации продукции. Разработка структуры испытательной лаборатории. Основные функции, права и обязанности ее сотрудников. Политика качества и программа проведения испытаний. Управление документацией и ведение фонда документов.
  
  курсовая работа [111,9 K], добавлен 25.03.2015
  

• Испытания термоэлектрического термометра

  Методы испытаний изделий электронной техники. Классификация основных видов испытаний. Главные преимущества и недостатки термопар. Образование термоэлектрической неоднородности. Искажение градуировочной характеристики. Тест блока холодных спаев.
  
  курсовая работа [1,3 M], добавлен 04.02.2011
  

• Элеватор трубный ЭТА-П повышенной надежности

  Патентная проработка трубных элеваторов. Порядок проведения экспертного технического диагностирования грузоподъемного инструмента. Методика проведения ультразвуковой дефектоскопии элеваторов типа ЭТА. Требования безопасности при эксплуатации оборудования.
  
  дипломная работа [284,4 K], добавлен 14.12.2012
  

• главная
• рубрики
• по алфавиту
• вернуться в начало страницы
• вернуться к началу текста
• вернуться к подобным работам

Параметр	ед.изм.	Величина параметров
Число горелок	шт	2	2	2	2	4	4	4	4
Содержание СО2	%	10,8	11	11,2	11,3	11,2	13	13,2	13,5
tух	С	128	137	145	155	165	174	180	185