Котлоагрегат КВ-ТК-100- расчет, чертежи

Введение

Отопительные и отопительно-производственные котельные занимают одно из ведущих мест среди потребителей топливных ресурсов, расходуя до 50 % добываемого в стране, топлива. В перспективе, в связи с индустриализацией сельского строительства, доля мелких и средних котельных в общем теплоэнергетическом балансе страны также будет достаточно велика.

Техническая эксплуатация котельных «малой энергетики» связана с трудоемкими процессами и привлечением большого числа обслуживающего персонала, в том числе инженерно-технических работников. К персоналу котельных операторам (машинистам) котлов, теплотехникам, работникам хозяйства теплосети, техникам-лаборантам предъявляют высокие требования по овладению методами регулирования технологических процессов и знаниями в области топливоиспользования, автоматизации работы котлоагрегатов, техники безопасности, водоподготовки и т. п.

Элементы, входящие в котельную установку

Котельная установка представляет собой комплекс устройств, размещенных в специальных помещениях и предназначенных для преобразования химической энергии топлива в тепловую энергию пара или горячей воды. Основными элементами отопительной котельной являются котел, топка, питательные, подпиточные и тягодутьевые устройства. К вспомогательным элементам отопительных котельных относятся устройства для подачи топлива, подогрева воды, очистки дымовых газов, приборы теплового контроля и средства автоматизации, водоподготовка.

Водогрейный котел– устройство, имеющее топку, обогреваемое продуктами сжигаемого в ней топлива, и предназначенное для нагревания воды, находящейся под давлением выше атмосферного и используемой в качестве теплоносителя вне самого устройства.

Паровой котел — устройство, имеющее топку, обогреваемое продуктами сжигаемого в ней топлива и предназначенное для получения пара давлением выше атмосферного, используемого вне самого устройства.

Топочное устройство (топка) служит для сжигания топлива и превращения его химической энергии в теплоту продуктов сгорания газов. Для сжигания газа устраивают камерную топку и устанавливают газовые горелки.

Питательные и подпиточные устройства (насосы, баки, трубопроводы) предназначены для подачи воды в котел или тепловую сеть (систему отопления).

Тягодутьевые устройства состоят из дутьевых вентиляторов, системы воздуховодов, газоходов, дымососов и дымовой трубы, с помощью которых обеспечивается подача необходимого количества воздуха в топку и движение продуктов сгорания (уходящих газов) по газоходам котла, а также удаление их в атмосферу. Продукты сгорания топлива, перемещаясь по газоходам котла и соприкасаясь с его поверхностями нагрева, передают теплоту воде.

К вспомогательным элементам котельной установки относятся также водяной экономайзер, служащий для подогрева воды, и устройства для очистки питательной воды.

Топка, котел, водяной экономайзер в совокупности составляют котельный агрегат. Различают котельные отопительные, отопительно-производственные и производственные.

Отопительные котельные предназначены для подачи горячей воды на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение жилых .и общественных зданий. Температура воды отопительных котельных малой мощности составляет 95 - 70°С (но не выше 115°С), крупных котельных – 150 – 70 °С.

Отопительные котельные, как правило, оборудуют водогрейными котлами, однако в некоторых из них еще используют паровые котлы, поскольку на начальном этапе строительства этих котельных водогрейные котлы промышленностью не выпускались. Наиболее распространенной схемой отопительной котельной является котельная с водогрейными и паровыми котлами. Например, крупные отопительные котельные, для которых мазут служит основным или резервным топливом, подаваемым железнодорожным транспортом в цистернах, в своем составе должны иметь вспомогательные паровые котлы небольшой паропроизводительности (типа ПКВР) в основном для обеспечения паром мазутного хозяйства (разогрев мазута). При наличии в котельной таких источников пара они обычно используются для других нужд котельнойдеаэрации питательной воды, паровых котлов, подогрева сырой и химочищеннои воды, отсоса газов пароструйными эжекторами из вакуумных деаэраторов подпиточнои воды.

В водогрейных котельных вспомогательные паровые котлы не устанавливают только в случае подачи разогретого мазута с нефтеперегонного завода по трубопроводам.

В отопительных котельных малой мощности при установке только водогрейных котлов одна группа котлов работает лишь на отопление по отопительному графику. Другая группа котлов обеспечивает нагрузку горячего водоснабжения: горячая вода от этой группы котлов поступает в водяные подогреватели, установленные в котельной. Циркуляцию воды в обоих контурах (сети отопления и сети водяных подогревателей) осуществляют сетевые насосы, общие для обеих групп. Для нагрева воды в сети горячего водоснабжения до 65 С температуру теплоносителя в котлах обычно поддерживают на уровне 95 °С. Указанные котельные, например с чугунными котлами, получили название котельных с единым теплоносителем. В котельных с единым теплоносителем предусмотрена возможность в случае надобности переключать котлы из отопительной группы на работу в группе горячего водоснабжения.

Котлоагрегат КВ-ТК-100

Водогрейный котел типа КВТК100 теплопроизводительностью 100 гкал/час изготовлен Барнаульским котельным заводом и рассчитан на сжигание твердого топлива в пылевидном состоянии.

Котел выполнен по П - образной компоновке и состоит из:

• восходящего газохода;

• поворотной камеры;

• отпускного газохода.

В восходящем газоходе расположена топочная камера открытого типа, полностью экранированная трубами d=60×4 мм с шагом S=80 мм. Между трубами приварены полосы 20×60 мм. Фронтовой и задние экраны образуют скаты холодной воронки, что предопределяет сухое удаление шлака.

Экраны топочной камеры состоят из 12 вертикальных панелей - блоков. В верхней части топочной камеры задний экран разведен в четырехрядный фестон с шагами S1 =320 мм и S2 =270 мм.

Поворотный газоход также как и топка экранирован цельносваренными газоходными панелями.

В выпускном газоходе размещены пакеты конвективной части. Змеевики конвективных пакетов изготовлены из труб d=32×3 мм и расположены в шахматном порядке с шагами S1 =80 мм и S2 =60 мм.

Под конвективными пакетами расположен двухтопочный трубчатый воздухоподогреватель, изготовленный из труб d=40×1,5 мм, расположенных в шахматном порядке. Топочные газы проходят внутри труб воздухоподогревателей. Воздух омывает поверхность труб снаружи.

Топочная камера котла оборудована шестью вихревыми пылеугольными горелками, установленными на боковых стенках топки по схеме «треугольник»

В центральной трубе горелки встроена растопочная форсунка и газовый запальник с ионизационными датчиками.

На котле предусмотрена установка непрерывного шлакоудаления, состоящая из двух транспортеров переходных шлаковых бункеров и двух одновальных шлаковых дробилок.

Для очистки конвективных поверхностей нагрева предусмотрена дробеочистка. Для очистки топочных экранов соответственно обдувочные аппараты типа ОМ0,35.

Котлоагрегаты КВТК100 могут эксплуатироваться в двух режимах:

• основном, при подогреве сетевой воды от 70 до 150 0С;

• пиковом, при подогреве сетевой воды от 110 до 150 0С.

В основном режиме сетевая вода поступает в задний экран конвективной шахты (отпускной газоход). После боковых экранов каждый поток делится на два подпотока, каждый из которых проходят через боковые экраны конвективного газохода и через вход газохода.

После промежуточной камеры подпотоки вновь объединяются и уже двумя потоками сетевой воды проходят через боковые экраны топки. После боковых экранов топки два потока сетевой воды проходят параллельно фронтовой и задний экраны топки, а затем к потребителю.

К вспомогательному оборудованию котла КВТК100 относятся:

• молотковая мельница типа ММТ1500 250/735 ( 3 шт)

• центробежный сепаратор пыли типа СПУ1500 (3 шт)

• питатель сырого угля типа типа СПУ 750-8310 (3 шт)

• дутьевой вентилятор ВДМ20II (1 шт)

• дымосос типа ДН 24/2 – 062 (1 шт)

• паровые калориферы типа КВБ11 (16 шт)

Твердое топливо

Топливом называют вещество, которое при сгорании образует продукты, нагретые до высоких температур, за счет содержащейся в нем химически связанной энергии.

Уголь – твердая горючая осадочная порода, образовавшаяся преимущественно из отмерших растений путем их биохимических, физико-химических и физических изменений, является невосполнимым, ограниченным природным ресурсом.

Показателями метаморфизма угля является выход летучих веществ, элементный состав, теплота сгорания, спекаемость, а в низких его стадиях – влажность. По этим показателям все угли разделены на бурые, каменные и антрациты. В соответствии с общероссийским классификатором продукции используются следующие коды:

03 2031 0 Уголь каменный

03 2035 2 Уголь бурый

К бурым углям относятся марки: Б1, Б2, Б3.

Каменный уголь отличается от бурого более высоким содержанием углерода и большей плотностью. К каменным углям относятся марки: Г (газовый), ГЖ (газовый жирный), ГЖО (газовый жирный отощенный), Д (длиннопламенный), ДГ (длиннопламенный газовый), Ж (жирный), КСН (коксовый слабоспекающийся низкометаморфизованный), СС (слабоспекающийся), Т (тощий), ТС (тощий спекающийся).

Отдельной маркой каменного угля является антрацит (А), ископаемый гумусовый уголь высшей степени метаморфизма. Самая низкая теплота сгорания у бурых углей. Наиболее выгодное отношение цены и удельной теплоты сгорания имеют каменные угли.

Угли марок Д, Г и антрациты находят свое применение, как правило, в котельных, так как они могут гореть без поддува. Угли марок СС, ОС, Т применяются для получения электрической энергии, так как они имеют большую теплоту сгорания, но сжигание данного вида углей связано с технологическими трудностями, которые оправданы лишь в случае необходимости большого количества угля.

В черной металлургии для производства сталей и чугуна обычно используются марки Г, Ж.

В зависимости от степени обогащения угли делятся на концентраты, промпродукты и шламы. Концентраты, как правило, используются в котельных и для получения электроэнергии. Промпродукты обычно идут на нужды металлургии. Шламы используются для изготовления брикетов с целью розничной продажи населению для личного использования.

Товарами-заменителями энергетического угля могут являться в зависимости от целей использования альтернативные виды топлива – природный газ, продукты переработки нефти, в том числе мазут, горючие ископаемые (сланцы, торф).

Уголь отдельных марок может быть в отдельных случаях быть заменен углями других марок, которые имеют теплотехнические характеристики, соответствующие технологическим параметрам оборудования, что позволяет без проведения реконструктивных работ использовать их без существенного снижения эффективности производства энергии и нанесения ущерба оборудованию.

Вместе с тем, общая оценка взаимозаменяемости может характеризоваться как низкая, что обусловлено уникальностью теплотехнических характеристик разных марок угля, на сжигание которых запроектировано котельное оборудование, т.е. потенциально взаимозаменяемые угли подходят не для всех потребителей.

Ирша- Бородинское угольное месторождение

Бородино, город краевого подчинения в Рыбинском районе. Расположен в 184 км от Красноярска, в 18 км к юго-востоку от г. Заозерного.

Возникновение (1944), а затем развитие поселка (1949) и города (1981) обязано форсированному развитию КАТЭКа. Поселок получил название "Бородино" от имени близлежащего с. Бородино, одного из 22 казенных поселений, основан в 1827 - 31 губернатором Степановым А.П. Село было названо "Бородино" в честь знаменитого Бородинского сражения в Отечественную войну 1812. В 1830е в с. Бородино при рытье колодца был обнаружен бурый уголь, а в конце ХIХ в. при прокладке Транссибирской магистрали и близ разъезда Ирша.

В 1884 ИршаБородинское угольное месторождение получило широкую огласку. Для разведки месторождения были командированы горные десятники, которые произвели также осмотр угля на р. Ирше. В 1895 в сс. Бородино и Заозерном производил горно-геологические работы уральский инженер Федосеев. В 1905 разведочные работы и картирование угольных месторождений и отводов произвел горный техник Косованов В.П. Он застолбил в р-не Ирши 8 горных отводов угольных площадей. Был выявлен основной пласт - "Бородинский " мощностью в 20 м. Капитальная разведка ИршаБородинского угольного месторождения была произведена в 1929 - 53. Начало разработок ускорила Великая Отечественная война, когда из-за потери угольной промышленности

западных регионов в стране остро ощущалась нехватка топлива. ГКО по представлению Красноярского комитета ВКП(б) принимает решение о создании

Ирша-Бородинского угольного разреза. В 1944 - съемки территории, где должен был располагаться поселок угольщиков, в марте 1945 формируется управление по строительству. После Победы на стройку усилился приток рабочих - демобилизованных воинов. В августе 1949 взрывом-выбросом был открыт 1-й угольный пласт, 29 декабря начата эксплуатация разреза. За 1-й год было добыто 350 тыс. т угля. В 1950 на разрезе работал один экскаватор, а добыча за год составила всего 349 тыс. т. В 1978 вступил в эксплуатацию роторный комплекс-

гигант ЭРШРД - 5000, и в начале 1980х разрез стал крупнейшим в России, а его уголь самым дешевым в стране. Добыча достигла 30 млн т в год в 1992. В комплексе с разрезом действует разветвленная сеть строительных, ремонтных, энергетических и пр. служб этого сложного производства, социальная инфраструктура. На начало 1995 в Бородино функционировало 9 предприятий, а по объему производства ему принадлежало 9-е место в крае. В связи с изменением социально-экономических условий добыча угля сократилась в 1995 до 19 млн т. Вместе с тем объективные предпосылки позволяют добывать здесь до 350 млн т угля в год. Развитие Бородино и его "сердца" - разреза - связано с общеэкономическими перспективами страны.

Техническая документация

В каждой котельной должны быть следующие документы:

акты отвода земельных участков;

геологические и гидрогеологические данные о территории с результатами испытания проб и анализа грунта;

акты заложения фундамента;

акты приема скрытых работ;

акты об осадке зданий, сооружений и фундамента под котельной;

акты испытания, устранения и обеспечения взрывобезопасности, пожаробезопасности, молниезащиту, противокоррозийную защиту сооружения;

акты испытания внутренней и наружной системы водоснабжения, газоснабжения, теплоснабжения, отопления и вентиляции;

акты индивидуального опробования испытания оборудования;

акты государственных и рабочих приемочных комиссий;

утвержденная проектная документация;

технические паспорта зданий, сооружений, технических узлов;

исполнительные рабочие чертежи оборудования и сооружения, чертежи

всего подземного хозяйства;

исполнительные рабочие схемы первичных и вторичных электропроводов;

исполнительные рабочие технологические схемы;

инструкции по обслуживанию оборудования и сооружения;

должностные инструкции по каждому рабочему месту;

оперативный план пожаротушения;

инструкция по охране труда.

Полный комплект документации должен хранится в архиве котельной со штампом документы. На каждой котельной должны быть установлен перечень необходимых инструкций и технологических схем для каждого цеха, участка, лаборатории. Перечень должен быть утвержден главным инженером котельной. Перечень инструкций и документации должен пересматриваться не реже 1 раз в 3 года. На основном и вспомогательном оборудовании котельной и подстанции должны быть установлены заводские таблички с номинальными данными согласно ГОСТу.

Все основное и вспомогательное оборудование, в том числе и трубопроводы, системы и секции шин, а так же арматура, шаберы, газовоздухопроводов должны быть пронумерованы.

При избирательной системе управления (ИСУ) нумерация арматуры по месту и на избирательных схемах должна быть двойной с указанием № соответствующего оперативной схеме и № по ИСУ.

Основное оборудование должно иметь порядковые номера, а вспомогательное тот же номер, что и основное с добавкой букв (а, б, в…). Обозначения и номер в схемах должен соответствовать обозначениям и номерам нанесенным в натуре. Все изменения в установках, выполненные в процессе эксплуатации должны быть внесены в схему немедленно за подписью должностного лица. Технические схемы должны проверяться на их соответствие фактической не реже 1 раза в 2 года с отметкой проверки. Информация об изменениях в схемах должна доводится до всех работников. Все рабочие места должны быть снабжены необходимыми инструкциями они должны быть подписаны начальником соответствующего подразделения и утверждены главным инженером котельной. В инструкциях по эксплуатации оборудования должны быть приведены:

• краткая характеристика оборудования;

• критерии и пределы безопасности соответствующей работы;

• порядок подготовки к пуску;

• порядок пуска;

• останов и обслуживание оборудования во время нормальной эксплуатации и в аварийных режимах;

• порядок допуска к осмотру, ремонту и испытаниям оборудования;

• требования по безопасности труда, взрыво и пожаробезопасности.

В должностных инструкциях по каждому рабочему месту должны быть указаны:

o перечень инструкций по обслуживанию оборудования и других нормативно-технических документов;

o схемы оборудования и устройств;

o знания, которые обязательны для работы по данной области

o права и обязанности и ответственность работника;

o взаимоотношения с вышестоящим подчиненным и другим связанным по работе персоналом.

В инструкции по охране труда должны быть указаны:

o общие требования безопасности;

o требования безопасности перед началом работы, во время работы, в аварийных ситуациях и по окончанию работы.

Инструкция должна пересматриваться не реже 1 раза в 3 года. В случаях изменения состава или условий эксплуатации оборудования соответствующие допущения должны быть внесены в инструкцию и доведены до сведения работников. О чем должна быть сделана запись в журнале распоряжений.

Дежурный персонал должен вести оперативную документацию. Эту документацию ежедневно должен просматривать административно-технический персонал и принимать меру по устранению дефектов и нарушений в работе оборудования и персонала. Оперативная документация, диаграммы, регистрирование контрольно-измерительных приборов, магнитные записи относятся к документам строгого учета и полежат хранению в установленном порядке.