WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     || 2 | 3 |
1 ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова Кафедра безопасности жизнедеятельности Производственная безопасность Методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине «Производственная безопасность» для студентов специальности 280102 — Безопасность технологических процессов и производств для студентов заочной формы обучения с применением дистанционных технологий Белгород 2006 2 УДК 65.012.8 ББК 38.7-08я7 П-80 Составители: Васильченко Ю.В., канд. техн. наук, доц.

Лядский В.В., ст.преподаватель П-80 Производственная безопасность: методические указания. /Сост.:

Ю.В. Васильченко, В.В. Лядский. - Белгород: Изд-во БГТУ, 2006.- 38с.

Методические указания включают рекомендации и исходные данные для разработки курсовой работы по дисциплине «Производственная безопасность». Издание предназначено для студентов специальности 280102 — Безопасность технологических процессов и производств заочной формы обучения с применением дистанционных технологий.

УДК 65.012.8 ББК 38.7-08я7 © Белгородский государственный технологический университет (БГТУ) им. В.Г. Шухова, 2006 3 Содержание 1. Техническое задание и исходные данные 4 2. Введение 7 2.1. Тепловые процессы в котельном агрегате 7 2.2. Технологическая схема котельной установки 8 2.3. Котел Е-50-3,9-440ГМ 10 2.4. Топочная камера 11 2.5. Система трубопроводов 12 3. Расчет. 15 3.1. Расчет объемов воздуха и продуктов сгорания 15 3.2 Расчет энтальпий воздуха и продуктов сгорания 16 3.3. Коэффициент полезного действия и потери тепла 17 3.4. Определение расхода топлива 18 3.5. Тепловые характеристики топочной камеры 19 3.6. Определение размеров топочной камеры и размещение горелок 21 3.7. Расчет теплообмена в топке по методу ЦКТИ 22 3.8. Позонный тепловой расчет топочной камеры 26 3.8.1. Расчет зоны максимального тепловыделения 27 3.8.2. Расчет зон, расположенных выше зоны максимального тепловыделения 3.8.3. Расчет тепловой нагрузки радиационных поверхностей в зонах топки 4. Вывод 5. Литература 1. Техническое задание и исходные данные.

Произвести позонный расчет топочной камеры котла работающего на газе.

Варианты заданий к курсовому проекту по дисциплине «Производственная безопасность»:

№ Наименование Состав газа в процентах по объему Тепл. Плот п/ газов по СН4 С2Н6 С3Н8 С4Н10 С5Н12 N2 CO2 Н2S сгор. ност п газопроводам и низш ь месторождениям с Q c н кДж/м кг/м1 Саратов-Москва 84, 3,8 1,9 0,9 0,3 7,8 0,8 - 35825 0,5 2 Саратов- 91, 2,1 1,3 0,4 0,1 3,0 1,2 - 36160 0,Горький 9 3 Ставрополь- 93, 2,0 0,8 0,3 0,1 2,6 0,4 - 36118 0,Москва 9 I нитка 4 Ставрополь- 92, 2,8 0,9 0,4 0,1 2,5 0,5 - 36579 0,Москва 8 II нитка 5 Ставрополь- 91, 3,9 1,2 0,5 0,1 2,6 0,5 - 37040 0,Москва 2 III нитка 6 Дашава-Киев 98, 0,3 0,1 0,1 - 0,4 0,2 - 35908 0,9 7 Шебелинка- 92, 3,9 1,0 0,4 0,3 1,5 0,1 - 37333 0,Днепропетровск 8 8 Шебелинка- 94, 3,1 0,6 0,2 0,8 1,2 - - 37899 0,Москва 1 9 Кумертау- 81, 5,3 2,9 0,9 0,3 8,8 0,1 - 36830 0,Магнитогорск 1 10 Промысловка- 97, 0,3 0,1 - - 2,4 0,1 - 35070 0,Астрахань 1 Рекомендуемая паропроизводительность парового котла составляет от 45 до 55 т/ч, температура питательной воды 135-145 С, температура уходящих газов 125-135 0С.

Цель и задачи курсового проекта Цель выполнения курсового проекта – закрепление и углубление теоретических знаний, приобретение навыков проектирования в области производственной безопасности.

Основные задачи курсового проектирования:

- обеспечение равенства между производимой и потребляемой энергией;

- освоить методику расчета процесса теплообмена между продуктами сгорания с водой;

- разработать мероприятия по организации безопасной эксплуатации Структура курсового проекта Курсовой проект содержит графическую часть и пояснительную записку.

Пояснительная записка выполняется на листе формата А4. Объем записки – около 40 листов машинописного текста. В пояснительной записке следует осветить следующие вопросы:

исходные данные;

содержание;

введение;

тепловые процессы в котельном агрегате;

технологическая схема котельной установки;

котел, топочная камера, система трубопроводов;

расчет объема воздуха и продуктов сгорания;

расчет энтальпий воздуха и продуктов сгорания;

к.п.д. и потери тепла;

определение расхода топлива;

тепловые характеристики топочной камеры;

определение размеров топочной камеры и размещения горелок;

расчет теплообмена;

позонный тепловой расчет топочной камеры;

расчет тепловой нагрузки радиационных поверхностей в зонах топки;

организация безопасной эксплуатации;

выводы.

Данные вопросы необходимо изложить применительно к варианту задания.

Графическая часть проекта выполняется на листе формата А1, на котором изображается чертеж котла (выдается преподавателем).

Пример выполнения расчетно-пояснительной записки Произвести позонный расчет топочной камеры котла Е–50–3,9–440ГМ, работающего на Ухтинском газе.

Исходные данные:

Паропроизводительность 50 т/ч;

Температура питательной воды 145 С;

Температура уходящих газов 130 С;

2. Введение.

2.1. Тепловые процессы в котельном агрегате.

Паровым котлом называется комплекс агрегатов, предназначенных для получения водяного пара. Этот комплекс состоит из ряда теплообменных устройств, связанных между собой и служащих для передачи тепла от продуктов сгорания топлива к воде и пару. Исходным носителем энергии, наличие которого необходимо для образования пар из воды, служит топливо.



Основными элементами рабочего процесса, осуществляемого в котельной установке, являются:

1. процесс горения топлива, 2. процесс теплообмена между продуктами сгорания или самим горящим топливом с водой, 3. процесс парообразования, состоящий из нагрева воды, ее испарения и нагрева полученного пара.

Во время работы в котлоагрегатах образуются два взаимодействующих друг с другом потока: поток рабочего тела и поток образующегося в топке теплоносителя.

В результате этого взаимодействия на выходе объекта получается пар заданного давления и температуры.

Одной из основных задач, возникающей при эксплуатации котельного агрегата, является обеспечение равенства между производимой и потребляемой энергией. В свою очередь процессы парообразования и передачи энергии в котлоагрегате однозначно связаны с количеством вещества в потоках рабочего тела и теплоносителя.

Горение топлива является сплошным физико-химическим процессом.

Химическая сторона горения представляет собой процесс окисления его горючих элементов кислородом, проходящий при определенной температуре и сопровождающийся выделением тепла. Интенсивность горения, а так же экономичность и устойчивость процесса горения топлива зависят от способа подвода и распределения воздуха между частицами топлива. Условно принято процесс сжигания топлива делить на три стадии: зажигание, горение и дожигание. Эти стадии в основном протекают последовательно во времени, частично накладываются одна на другую.

Расчет процесса горения обычно сводится к определению количества воздуха в м3, необходимого для сгорания единицы массы или объема топлива количества и состава теплового баланса и определению температуры горения.

Значение теплоотдачи заключается в теплопередаче тепловой энергии, выделяющейся при сжигании топлива, воде, из которой необходимо получить пар, или пару, если необходимо повысить его температуру выше температуры насыщения. Процесс теплообмена в котле идет через водогазонепроницаемые теплопроводные стенки, называющиеся поверхностью нагрева. Поверхности нагрева выполняются в виде труб.

Внутри труб происходит непрерывная циркуляция воды, а снаружи они омываются горячими топочными газами или воспринимают тепловую энергию лучеиспусканием. Таким образом, в котлоагрегате имеют место все виды теплопередачи: теплопроводность, конвекция и лучеиспускание.

Соответственно поверхность нагрева подразделяется на конвективные и радиационные.

Образование пара в котлоагрегатах протекает с определенной последовательностью. Уже в экранных трубах начинается образование пара. Этот процесс протекает при больших температурах и давлении.

Явление испарения заключается в том, что отдельные молекулы жидкости, находящиеся у ее поверхности и обладающие высокими скоростями, а, следовательно, и большей по сравнению с другими молекулами кинетической энергией, преодолевая силовые воздействия соседних молекул, создающее поверхностное натяжение, вылетают в окружающее пространство. С увеличением температуры интенсивность испарения возрастает. Процесс обратный парообразованию называют конденсацией.

Жидкость, образующуюся при конденсации, называют конденсатом. Она используется для охлаждения поверхностей металла в пароперегревателях.

Пар, образуемый в котлоагрегате, подразделяется на насыщенный и перегретый. Насыщенный пар в свою очередь делится на сухой и влажный. Так как на технологические нужды требуется перегретый пар, то для его перегрева устанавливается пароперегреватель, в котором для перегрева пара используется тепло, полученное в результате сгорания топлива и отходящих газов. Полученный перегретый пар при температуре Т=440 С и давлении Р=40 атм. идет на технологические нужды.

2.2. Технологическая схема котельной установки.

Современная промышленная котельная установка представляет собой комплекс основного и вспомогательного оборудования. Выбор технологической схемы и размещение оборудования зависят от назначения установки, вида сжигаемого топлива, мощности и типа установленных котлоагрегатов и от других факторов.

Основным оборудованием установки является парогенератор, который содержит следующие элементы: топочную камеру с горелками, экранные и конвективные поверхности нагрева, пароперегреватель, водяной экономайзер и воздухоподогреватель. Топочная камера предназначена для организаций и завершения сжигания топлива, а также для передачи теплоты расположенным в ней поверхностям нагрева. Поверхности нагрева котлоагрегата в зависимости от способа передачи им теплоты принято разделять на лучевоспринимающие и конвективные.

Лучевоспринимающие поверхности нагрева, расположенные непосредственно в топочной камере, называются экранами. Поверхности нагрева, в которых тепло от продуктов сгорания передается путем соприкосновения, называются конвективньми.

Пароперегреватель предназначен для превращения сухого насыщенного пара в перегретый. Перегретый пар имеет большие температуры и энтальпию, по сравнению с насыщенным, при одинаковом с ним давлении.

Водяной экономайзер предназначен для подогрева питательной воды, поступающей в парогенератор. Нагрев воды в экономайзере осуществляется продуктами сгорания, покидающими парогенератор.

В воздухоподогревателе за счет теплоты продуктов сгорания осуществляется подогрев воздуха, используемого в процессе сжигания топлива. Воздухоподогреватель и водяной экономайзер принято называть хвостовыми поверхностями нагрева.





Систему ограждений топочной камеры и газоходов котлоагрегата от окружающей среды называют обмуровкой. Газоходами называют каналы, по которым перемещаются продукты сгорания. Под газовым трактом, или трактом продуктов сгорания, понимают все газоходы котлоагрегата, начиная от топки и кончая дымовой трубой.

Дымосос осуществляет удаление продуктов сгорания из парогенератора и направляет их в дымовую трубу, по которой они выбрасываются в атмосферу.

Воздушный тракт котельной установки состоит из вентилятора, воздухоподогревателя и системы каналов. Вентилятор предназначен для подачи воздуха, необходимого для организации процесса горения, в топку.

Система каналов, по которым вентилятор подает воздух, называется воздухопроводами.

Паровой тракт парогенератора содержит барабан с сепарационными устройствами, пароперегреватель с устройствами для регулирования температуры перегретого пара и паропровод для подачи пара к потребителям. В барабане парогенератора собирается пар, образовавшийся в экранных и конвективных поверхностях, нагрева. В сепарационных устройствах происходит отделение капелек воды от пара перед поступлением его в пароперегреватель.

Для поддержания постоянного уровня в парогенераторе в него необходимо подавать воду в количестве, равном количеству выработанного пара. Однако вода, поступающая из источника водоснабжения, перед подачей в парогенератор проходит очистку от механических примесей в химическую обработку. Химически очищенная вода (ХОВ) и возвратившийся от потребителей пара конденсат направляются для дегазации в деаэратор. Деаэратор служит для удаления из воды растворенных в ней кислорода и углекислого газа. Из деаэратора вода забирается питательным насосом и по трубопроводам, называемым питательными линиями, подается в водяные экономайзеры парогенераторов. Нагревшись до определенной температуры, питательная вода из водяного экономайзера поступает в барабан парогенератора.

Для обеспечения безопасной эксплуатации оборудования, регулирования количества пара и воды, а также отключения отдельных трубопроводов котельная установка имеет предохранительную, регулирующую и отключающую арматуру.

2.3. Котел Е-50-3,9-440ГМ.

Паровой котел Е-50-3,9-440ГМ, установленный в цехе ПВГС ОАО «Череповецкий Азот», предназначен для получения перегретого пара за счет теплоты сгорания топлива — мазута или природного газа.

Котел — паровой, водотрубный, барабанный с естественной циркуляцией в испарительных поверхностях нагрева, с камерным сжиганием топлива. Компоновка поверхностей П-образная.

Котел состоит из следующих основных частей:

- топочная камера с горелками;

- опускная шахта;

- барабан с сепарационным устройством, опускной и пароотводящей системой;

- выносные циклоны;

- пароперегреватель 1-й ступени;

- пароперегреватель 2-й ступени;

- система впрыска собственного конденсата - экономайзер;

- воздухоподогреватель;

- устройства очистки поверхностей нагрева;

- обмуровка и изоляция;

- помосты и лестницы;

- каркас помостов, лестниц, воздухоподогревателя и портал котла, - опоры котла;

- комплект арматуры и КИП.

Котел служит для производства водяного пара под давлением с перегревом по отношению к температуре насыщения. Таким образом, в котле происходит нагрев воды, ее испарение и перегрев образовавшегося пара. Теплоносителем являются продукты сгорания органического топлива — дымовые газы. Горение топлива происходит в вертикальной топочной камере прямоугольной формы в плане, образованной экранными трубами. На фронтовой стене топки расположены горелки, с помощью которых сжигается топливо — мазут или природный газ.

В обогреваемых газом трубах, образующих топку и конвективную шахту, происходит образование насыщенного водяного пара. Пароводяная смесь поступает в коллекторы, а из них по пароотводящим трубам — в барабан-паросборник и выносные сепараторы-циклоны. В барабане и циклонах происходит отделение пара от воды. К барабану присоединены необогреваемые опускные стояки, а к циклонам необогреваемые опускные трубы, по которым котловая вода поступает в нижние коллекторы экранов.

В образованном таким образом замкнутом контуре происходит естественная циркуляция рабочего тела благодаря разнице в весах столбов воды в опускных трубах и пароводяной смеси в экранных трубах.

В барабане и выносных циклонах происходит отделение пара от воды, который затем направляется в пароперегреватель, где он перегревается горячими дымовыми газами. Из пароперегревателя пар направляется потребителю.

Питание котла водой производится через экономайзер, в котором осуществляется подогрев воды. Вся вода из экономайзера подается в барабан. Выносные циклоны питаются водой из барабана.

Для осуществления горения топлива необходим горячий воздух, который подается в топку из воздухоподогревателя, обогреваемого горячими дымовыми газами.

Котел представляет собой вертикальную трехходовую, конструкцию, которую составляют по ходу газов: топка, горизонтальный газоход, в котором расположена вторая (выходная) ступень пароперегревателя, опускной газоход, в котором расположены первая ступень пароперегревателя, экономайзер и газоход воздухоподогревателя.

Движение дымовых газов по трактам котла осуществляется за счет работы дымососа. Котел может также работать под наддувом, при этом возможность движения дымовых газов создается высоконапорным вентилятором.

Pages:     || 2 | 3 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.