ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТІРЛІГІ
Академик Сәтбаев атындағы Екібастұз инженерлік-техникалық институтының колледжі
0907000 «Жылу техникалық жабдық және жылумен жабдықтау жүйелері» мамандығына арналған
«ҚАЗАНДЫҚ ҚОНДЫРҒЫЛАР» пәні бойынша
КУРСТЫҚ ЖОБАНЫ ОРЫНДАУҒА АРНАЛҒАН
ӘДІСТЕМЕЛІК НҰСҚАУЛЫҚ
Құрастырған:
|
оқытушы: |
Капиятова Бибигуль Маулитовна |
|
|
|
қолы |
ТАЖ |
Екібастұз, 2017 ж.
МАЗМҰНЫ:
Курстық жобаның мақсаты мен мәні
1 Жану өнімдері мен ауа энтальпиясының және көлемінің есебі
1.1 Жану өнімі мен ауа көлемінің есебі
1.2 Қазандықтың газ трактысындағы ауа артықтығының коэффициенті
1.3 Жану өнімдері мен ауа энтальпиясының есебі
2 Бу қазаны жұмысының үнемділігі. Қазанға кететін отын шығыны
2.1.Пайдалы әсер коэффициенті және жылу жоғалтулар
2.2.Отын шығынын анықтау
3 Оттық камерасының жылулық есебі
3.1.Оттық камерасының өлшемдерін анықтау және жанарғыны орналастыру
3.2. Оттық камерасының жылулық сипаттамасы
3.3. Оттықтағы жылуалмасудың есебі
4 Қазанның қыздыру беттерінің құрылымы мен жылулық есебі.
4.1. Ширмалық буқыздырғыштың есебі
4.2. Конвективтік буқыздырғыштың есебі
4.3. Су экономайзерінің есебі
4.4. Ауақыздырғыштың есебі
БКЗ-120-100 қазандығының жылулық есебінің мысалы
Қолданылған әдебиеттер тізімі
КУРСТЫҚ ЖОБАНЫ ОРЫНДАУҒА ТҮСІНІКТЕМЕ
Курстық жобаның мақсаты мен мәні
Бу немесе су ысытқыш қазанының жылулық есебі тексеру немесе құрылымдық болуы мүмкін. Құрылымдық есебі жобалау-құрылыс институттары не болмаса қазан жасау зауыты жасап шығарған жаңа бу немесе су ысытқыш қазанын шығару кезінде жасалады. Кәсіпорын шығарған қазандық агрегаттың тексеру есебі бу мен ыстық суды өндіруге арналған жылумен қамтамасыз ету көзінің жобасы кезінде жасалады.
Колледж, техникум оқу орындарының оқушылары үшін курстық жобаның жеке қыздыру беттерінің (буқыздырғыштың, су экономайзерінің, ауақыздырғыштың) құрылымдық есептен алынған элементтерінің көмегімен тексеру есебін жасау ұсынылады.
Тексеру есебінің мақсаты болып қазан агрегаты жұмысының негізгі көрсеткіштерін анықтау саналады.
Әрбір студентке жеке курстық жобаның тақырыбы мен берілгені беріледі. Курстық жоба түзету есебі мен қазан агрегатының сызбасынан тұрады. Түзету есебі жалпы бөлім мен арнайы бөлімнен тұрады. Жалпы бөлімде қазан агрегатының қысқаша сипаттамасы, отынға қысқаша сипаттама, жанарғы құрылғысы туралы түсініктеме беріледі. Арнайы бөлімде есеп болады, яғни, нақтырақ айтар болсақ, кесте түрінде отынның құрамы, ауа мен жану өнімдерінің көлемінің есебі, ауа мен жану өнімдерінің энтальпиясының есебі, жылу балансының, оттық камерасының, қыздыру беттерінің есебі жасалады. Ал сызба бөлімінде жобаланушы қазандықтың жалпы көрінісі мен қимасының сызбасы келтіріледі.
Төменде курстық жобаны рындауға арналған әдістемелік нұсқаулық және студенттердің қарап орындауына арналған мысал ретінде қазан агрегатының есебі берілген.
ЖАНУ ӨНІМДЕРІ МЕН АУА ЭНТАЛЬПИЯСЫНЫҢ ЖӘНЕ КӨЛЕМІНІҢ ЕСЕБІ
1.1 Жану өнімі мен ауа көлемінің есебі
Қатты және сұйық отын үшін теориялық ауаның және жану өнімдерінің көлемінің м3/кг есебін жұмыс массасының құрамына сүйене отырып, келесі формулалармен есептейді:
ауаның теориялық көлемі
(1)
жану өнімдерінің теориялық көлемі
(2)
(3)
(4)
(5)
Табиғи газды жағу кезінде ауаның және жану өнімдерінің теориялық көлемінің есебі, оның құрамына кіретін компоненттердің пайыздық мәліметтерінің негізінде есептеледі.
ауаның теориялық көлемі
(6)
жану өнімдерінің теориялық көлемі
(7)
(8)
(9)
мұндағы, dг – есептік
температура 100С кезінде dг
10г/м3
газтәріздес отынның ылғалдық құрамы.
Газарналарындағы ауа артықтығының 
жану
өнімдерінің нақты көлемін төмендегі формуламен
анықтайды:
(10)
Кесте 1. Қыздыру беттеріндегі жану өнімдері көлемінің таблицасы
|
Шаманың атауы |
Оттық камерасы |
Буқыздырғыш |
Аралық буқыздырғыш |
Ауысым аймағы |
Экономайзер |
Ауақыздырғыш |
|
1. Қыздыру беттерінен кейінгі ауа
артықтығының коэффициенті, |
|
|
|
|
|
|
|
2. Ауа артықтығының орташа коэффициенті |
|
|
|
|
|
|
|
3. Ауаның қосындылық сорылымы
|
|
|
|
|
|
|
|
4. Су буының
нақты көлемі |
|
|
|
|
|
|
|
5.Газдың толық көлемі |
|
|
|
|
|
|
|
6. Үшатомды газдың көлемдік үлесі
|
|
|
|
|
|
|
|
7. Су буының көлемдік үлесі |
|
|
|
|
|
|
|
8. Көлемдік үлестің қосындысы
|
|
|
|
|
|
|
|
9. Түтін
газдарының массасы |
|
|
|
|
|
|
|
10. Күл
бөлшектерінің өлшемсіз концентрациясы |
|
|
|
|
|
|
|
11. Түтін газының меншікті салмағы |
|
|
|
|
|
|
1.2 Қазандықтың газ трактысындағы ауа артықтығының коэффициенті
Агрегаттың газарнасы бойынша жану
өнімдерінің нақты көлемін есептеу үшін алдымен
оттықтың жоғарғы бөлігінде болатын ауа
артықтығының коэффициентін 
және жеке
қыздыру беттеріндегі ауа сорылымдарын 
таңдап
алады. Ауа артықтығының
коэффициенті 
отынның
толық жануын қамтамасыз етуі керек, ол оттық
құрылғысының типіне және жағылушы
отынның түріне байланысты таңдап алынады.
Кесте 2. Оттықтан шыға берістегі ауа артықтығының есептік коэффициенті
|
Оттықтар |
Отындар |
|
|
Қатты қожшығарушы камералық оттықтар |
Антрацит, жартылай антрацит пен көмірлер Қалған қатты көмірлер |
1,20-1,25*
1,15-1,20 |
|
Сұйық қожшығаршы камералық оттықтар |
Антрацит, жартылай антрацит пен көмірлер Тас және қоңыр көмірлер |
1,20-1,25
1,15-1,20 |
|
Камералық |
Табиғи газ Мазут |
1,05-1,1** 1,02-1,05*** |
*Үлкен мәндер – тозаңды ыстық ауамен тасымалдауда және жеке лақтырғыш жанарғылар болуы кезінде алынады.
**Егер тығыз
газды оттық камерасы болса, онда 
деп алады.
***Тығыз газды
экранды оттық камералары мен тығыз оттықтарда 
болса, онда 
тең.
ауа артықтығының
құрамына жанарғыға берілетін ауа
артықтығының коэффициенті 
және негізінен
оттықтың төменгі бөлігінде болатын оттықтың
сиретілу кезіндегі жұмысында сырттан келетін салқын ауаның
сорылымдары 
кіреді. Таңдап алынған
жанарғы арқылы отынның жану аймағына келетін ауа
артықытығы 
кезінде
(11)
Үрлеумен жұмыс жасайтын тығыз газды оттықтарда оттыққа ауа сорылымдары болмайды.
Қатты отынды жағуда сиретілумен
жұмыс жасайтын тозаңдайындау жүйесінде отынның
тасымалданушы ортасымен бірге жанарғыға келетін 
ауа сорылымдары
болады. Жабық тозаңдайындау
жүйесінде ауа сорылымының орташа мәні төменде
келтірілген:
|
Диірмен және тозаңжүйесінің сипаттамасы |
|
|
Отынды ыстық ауамен кептіретін аралық бункері бар ШБД |
0,1 |
|
Оттық газдарымен бірге ауа қоспасымен кептіретін аралық бункері бар ШБД |
0,12 |
|
Оттыққа тозаңды тура үрлеуші ШБД |
0,04 |
|
Оттыққа тозаңды тура үрлеуші балғалық диірмен |
0,04 |
|
Оттыққа тозаңды тура үрлейтін орташа жүрістік валкалық диірмен |
0,04 |
|
Диірмен-желдеткіштері бар тозаңжүйесі |
0,20 |
Бұл жағдайда берілген оттықтан
шыға берістегі ауа артықтығының коэффициентін
сақтау үшін жанарғы арқылы оттыққа
енгізілетін ыстық ауаның артықтығының
коэффициенті 
төмен болуы
керек:
(12)
Бу қазанының газарнасындағы ауа сорылымдарын келесі кестеден таңдап алады.
Кесте 3. Бу қазанының газарналарындағы және тығыз газды емес оттықтардағы есептік суық ауа сорылымдары
|
Қыздыру беттері |
Белгісі |
Сорылым |
|
Заманауи
түтіктік немесе қорғаныш қабатты, қож
шахтасының гидравликалық тығыздауышты, тығыз газды
экраны жоқ, қатты отын мен мазутты жағуда
қолданылатын оттық камерасы, D |
|
0,08 |
|
Сол
секілді, D |
|
0,05 |
|
Сол
секілді, D |
|
0,03 |
|
Оттықтан шыға берістегі ширмалық қыздырғыш, фестон |
|
0 |
|
Көлденең газарнасындағы буқыздырғыштың беті |
|
0,03 |
|
Төмен түскіш конвективтік шахтадағы буқыздырғыштың беті (жеке негізгі және аралық буқыздырғыштың) |
|
0,03 |
|
Ауысым аймағы (бір немесе екі пакет) |
|
0,03 |
|
Бірсатылы экономайзер |
|
0,02 |
|
Екісатылы экономайзер, әрбір сатының бетіне |
|
0,02 |
|
Түтікті ауақыздырғыш, әрбір сатының бетіне |
|
0,03 |
|
Регенеративтік ауақыздырғыш |
|
0,20 |
1.3 Жану өнімдері мен ауа энтальпиясының есебі
Отынның барлық түрі
үшін ауаның және жану өнімдерінің теориялық
көлемінің энтальпиясын есептік температурасын 
,
0С біле отырып, анықтауға болады, кДж/кг немесе кДж/м3:
(13)
(14)
Ауа артықтығы 
кезіндегі
жану өнімінің энтальпиясы
(15)
Жоғарыдағы формулалардағы: 
, 
, 
,
– ауаның,
үшатомды газдың, су буының және азоттың
тұрақты қысымдағы жылусыйымдылықтары кДж/(м3К),
олардың мәнін 2.2 таблицасынан алады; 
–
күлдің энтальпиясы.
(16)
мұндағы 
–
күлдің жылусыйымдылығы, кДж/(кгК). Ауаның және
жану өнімдерінің энтальпиясының нәтижелері
төмендегі таблицаға жазылады.
Жану өнімдерінің энтальпиясының есептеуден кейінгі мәнндерін кестеге жазады.
БУ ҚАЗАНЫ ЖҰМЫСЫНЫҢ ҮНЕМДІЛІГІ.
Қазанға кететін отын шығыны
2.1.Пайдалы әсер коэффициенті және жылу жоғалтулар
Жобаланушы бу қазанының пайдалы әсер коэффициенті, кері баланс арқылы анықталады, %
(17)
Шықпа газдарының жылу жоғалтуы q2 бу қазанынан кететін газдың таңдап алынған температурасына және ауа артықтығына тәуелді және мына формуламен анықталады:
(18)
мұндағы, 
– шықпа
газдарының энтальпиясы, кДж/кг немесе кДж/м3;
ауақыздырғыштан кейінгі жану өнімдерінің ауа
артықтығы бойынша 23 таблицасынан 
көмегімен
анықталады; 
– есептік
температура tхв мен 
болса
салқын ауаның энтальпиясы:
(19)
- жағылатын
отынның нақты жылулығы, кДж/кг (кДж/м3). Жалпы
отынның нақты жылулығы мына формуламен анықталады:
(20)
Отынның көптеген түрлері үшін,
әсіресе құрғақ және азкүкіртті
қатты отын мен газды отын үшін 
. Күшті
ылғалды қатты отын үшін, егер Wр>1,6
болса, және
сұйық отынның жануға түсетін отынның
жылусыйымдылығы мен температурасына тәуелді физикалық
жылулығы 
ескеріледі.
(21)
Қатты отын үшін жаз мезгілінде 
200С
деп алынады, ал отынның жылусыйымдылығы
(22)
Отынның құрғақ
массасының жылусыйымдылығы 
:
қоңыр көмір үшін 1,13; тас көмір үшін 1,09;
А, ПА және Т көмірлері үшін 0,92 кДж/(кгК) тең болады.
Қыс мезгілінде 
0 0С
деп, ал физикалық жылулық ескерілмейді.
Сұйық отынның (мазуттың)
температурасы қазанның форсункасында жұқа
тозаңдастыруды қамту үшін жоғары болуы керек.
Әдетте ол 
90-140 0С
құрайды.
Мазуттың жылусыйымдылығы
(23)
Калориферде ауаны алдын ала (сыртқы)
қыздыру болатын жағдайда, оның қазандықтың
ауақыздырғышқа келмей жатып, 
қыздырылуына
нақты жылулықты қосады:
(24)
мұндағы, 
=
– теориялық
қажеттіге ыстық ауаның сандық қатынасы; 
; 
(жоғарыдағы
кестеден алады); 
=1,32
–ауақыздырғышқа
кіре берістегі салқын ауаның теориялық көлемінің
энтальпиясы.
Мазутты тозаңдастыру үшін қажетті
бумеханикалық форсунканы пайдалану кезінде қазандықтың
оттығына қыздырылған мазутпен бірге жалпы станциялық
магистральдан бу да келеді. Ол оттыққа қосымша
жылулықты 
енгізеді, кДж/кг,
ол мына формуламен анықталады:
(25)
мұндағы, 
– 1кг
мазутқа арналған будың меншікті шығыны, кг/кг; 
–
форсункаға келетін бу энтальпиясы, кДж/кг.
Мазутты тозаңдастыруға қажетті бу
параметрлері әдетте 0,3-0,6МПа және 280-350 0С болады;
номинал жүктеме кезіндегі будың меншікті шығыны 
0,03-0,05.
Отынның химиялық және
механикалық шала жануынан болатын жылу жоғалтулар ( 
) отынның
түріне және оны жағу әдісіне тәуелді болады,
яғни бұл жағдайда 
0, ал 
1-1,5 [4.6 таблицасынан
аламыз].
Қазанның сыртқы беттері арқылы
сыртқы салқындаудан болатын жылу жоғалтулар 
мәні
үлкен болмайды, қазанның номинал буөндіргіштігі
өскен сайын кемиді, бұл төмендегі тәуелділіктерде
көрінеді:
егер 
кг/с
(160-900т/сағ) болса,
0.5/
(26)
егер 
250кг/с болса,
0,2%
(27)
Номиналдан ерекшеленетін жүктемелерде жылу
жоғалту 
төмендегі
формуламен есептеледі:
/D
(28)
Шығарылушы қождың физикалық
жылудың жоғалтуы, 
, %
қатты қожшығаруда шамасы көп болмайды, және ол
көпкүлді отындар үшін ескеріледі, егер Ар 
2,5
,
мұндағы 
МДж/кг бірлігімен
бейнеленеді. Қождың физикалық жылулығымен болатын жылу
жоғалту есебі мына формуламен есептеледі
(29)
мұндағы, 
– оттық
камерасындағы қожшығару үлесі; 
–
қождың энтальпиясы, 
6000С
болса, онда 
560кДж/кг
тең.
Сұйық қожшығаруда ағып
жатқан қождың температурасы 
+1000С.
Отын күлінің балқуының бастапқы температурасы 
бастапқы
мәліметтерде берілген. Ағып жатқан қождың
энтальпиясы есептік температураның көмегімен анықталады:
, 0С
......................................................... 1300 1400
1500 1600
, кДж\кг ...........................................
1380 1590 1760 1890
2.2.Отын шығынын анықтау
Бу қазанының оттық камерасына берілетін отын шығыны, В, кг/с, отынның жануы кезіндегі пайдалы жылубөліну мен бу қазанының жұмысшы ортасының жылуқабылдағыштығы арасындағы баланс арқылы анықтауға болады:
(30)
мұндағы, 
–
қазанның есептік буөндіргіштігі, кг/с; 
, 
, 
– аса
қызған будың, қоректік судың және бу
қазанының барабанындағы қайнаған судың
энтальпиялары, кДж/кг; энтальпиялар сәйкес денелердің яғни,
судың және будың температураларының көмегімен
анықталады; 
–екіншілік
қыздырылатын будың шығыны, кг/с; 
-
қыздырғыштан шыға берістегі және кіре берістегі
екіншілік қыздырылатын будың энтальпиялары, кДж/кг; 
– Барабанды бу
қазанынан үрленуші судың шығыны, кг/с:
(31)
мұндағы, 
–
қазанның үздіксіз үрленуі, %В.
Оттық камерада отынның жануы кезінде
түзілетін газдың толық көлемі жағылған
отынның саны Вр, кг/с мен 1 кг отынның жануы
кезінде пайда болатын газ көлеміне көбейтіндісі арқылы
анықталады. Жанған отынды отынның есептік шығыны Вр
деп атайды, оның сандық мөлшері, егер
механикалық шала жану 
бар болса,
отынның толық шығынынан В аз болады:
(32)
ОТТЫҚ КАМЕРАСЫНЫҢ ЖЫЛУЛЫҚ ЕСЕБІ.
3.1.Оттық камерасының өлшемдерін анықтау және жанарғыны орналастыру
Оттық камерасының жылулық есебінің мақсаты оның жылуқабылдағыштығын, оттық көлемі мен экран беттерінің қажетті сәулеқабылдағыш өлшемдерін анықтау болып табылады, бұл берілген мәнге дейін жану өнімдерінің температурасын төмендетуге мүмкіндік береді.
Оттықтың есебін орындау үшін оның алдын ала эскизі жасалады, ол жобада берілген қазандық түрінің оттық камерасының эскизіне жақын болып келуі мүмкін. Бірақ көбінесе есептелуші оттықтың эскизі сызбадағы эскизден айтарлықтай ерекшеленеді.
Оттық камерасының көлемі қабырғаның экрандық түтіктерінің остік жазықтығымен және фестон түтіктерінің бірінші қатары арқылы өтетін жазықтықтың маңдайшасымен, суық воронка биіктігін жартыға бөліп тұратын көлденең ширма жазықтығымен шектеледі.
Сурет 1. Оттық камерасының есептік өшемдері:
а,б – құрғақ қожшығаруы бар қатты отындарға арналған оттық камералар; в,г – сол сияқты тек газ бен мазут үшін; д - сол сияқты сұйық қожшығаруы бар қатты отын үшін; hт, hпр, hх.в. – оттықтың, оның призмалық бөлігінің және суық воронканың есептік биіктіктері; hш, hг.о – артқы экран жазықтығының газ әйнегінің және ширманың биіктігі; сш – (газ жүрісі бойынша) ширманың тереңдігі; hк.г, hх.о – салқындату камерасы мен жану камерасының биіктігі; lш – көлденең ширманың ұзындығы.
Экран құбырының осі бойынша
оттықтың қимасы, fт , м2 отынның
жануы 
кезінде
бөлінетін толық жылу мен оттық қимасының
жылулық кернеуінің қимасын 
негізге
ала отырып анықтайды:
(33)
есептік
жылулық кернеу отынның түріне, оны жағу қуатына
және оттық камерасының жылулық қуатына
тәуелді болады. Оттықтың қимасындағы шекті
жылулық кернеуді 
төмендегі
таблицадан алады.
Кесте 4. Оттық қимасындағы шектік жылулық кернеу
а.Қатты қожшығарғыш оттықтар
|
Биіктігі бойынша жанарғыларды орналастыру |
Отын |
Жылукернеуі, |
||
|
Жанарғының фронталь орналасуы |
Жанарғының қарсы орналасуы |
Жанарғының тангенциал орналасуы |
||
|
Бірярустық |
Қожданушы тас және қоңыр көмірлер Қожданбайтын тас көмірлер Фрезерлік шымтезек |
1,75 2,90 2,90 |
2,30 3,50 - |
- 2,90 - |
|
Екі-үшярустық |
Қожданушы тас және қоңыр көмірлер Қожданбайтын тас көмірлер Эстон қойтасы |
3,50 4,70 1,75 |
3,50 6,40 2,30 |
2,50 6,40 2,30 |
б.Сұйық қожшығарғыш және газмазуттық оттықтар
|
Отын |
Жылукернеуі, |
|
Антрациттер, жартылай антрациттер, әлсіз көмірлер Тас және қоңыр көмірлер Табиғи газ және мазут |
5,2 6,4 9,3 |
Е с к е р т у. Қожданушы тас көмірге
жатады: донецкий ГСШ, кизеловский Г және үгінділері, кемеровский
СС, қожданатын тас көмірге – экибастузский СС, егоршинский А,
куучекинский СС, ткварчельский Ж; қалған тас көмірлер
үшін 
мәнін
қожданушы мен қожданбайтын тас көмірлердің
арасындағы мәнді алу керек.
есептік
мәні буөндіргіштігі 
>950т/сағ
болатын қуатты қазандықтар үшін ұсынылады. Басқа
жағдайларда
(34)
мәні
неғұрлым жоғары болған сайын, оттық қимасы
төмен болғанмен, оның биіктігі жоғары болады.
Сұйық қожшығаруда, газ бен мазутты жағу кезінде, сонымен қатар, қатты қожшығаруда және жанарғының бірярусты орналасуында оттық камерасының тереңдігі, b жанарғы амбразурасының шықпа бөлігінің диаметрінің мәніне, яғни 5-7 тең алынады (ал кіші мәндер – газ бен мазутты жағуда алынады). Жанарғының саны мен амбразураның диаметрі келесі таблицадан алынады.
Кесте 5. Құйынды оттықтарды орналастыру мен олардың саны
|
Номинал буөндіргіштік, D, кг/с (т/сағ) |
Құйынды оттық саны мен орналасуы |
Жанарғының шықпа амбразурасының диаметрі* , Dа , мм |
Тураағындық жанарғылар, бұрыштық** , дана |
|
|
фронталь, дана |
қарсы, дана |
|||
|
33-61 (120-220) 89-117 (320-420)
139-178 (500-640)
264-333 (950-1200) 445 (1600)
700 (2500) |
3-4 6-8
8-12
- -
- |
4-6 6-8
8-12
12-16 12-16
24-32 |
850 950 1150 1150 1350 1350 1350 1600 1600 |
4-8 8-12
12-16
16-24 24-32
24-32 |
*Газмазуттық жанарғы үшін диаметр 1,3-1,4 есе азаяды.
**Тек қана қатты отын үшін ғана қолданылады.
Жанарғының көпярусты орналасуында (қатты қожшығаруда) оттық камерасының тереңдігі қосымша жанарғы ярусының санына тәуелді болады:
(35)
мұндағы, 
– ярус санына
түзету коэффициенті, 1,2; 1,3 және 1,45 бұл ярус саны
сәйкесінше 2, 3 және 4 тең болса таңдап алынады.
Оттықтың жалпы қимасын және оның тереңдігін
анықтап алғаннан соң, жарықтағы оттықтың
енін аламыз, м:
a=
(36)
Оттық камерасының ені, a,
м, буөндіргіштіктің өсуімен бірге, шамамен төмендегідей
өседі (
қазандары
үшін):
(37)
мұндағы, 
егер 
33
45кг/с
(120-160т\сағ) болса 1,1тең, ал егер 
55
185кг/с
(200-670т/сағ) болса, 1,3 тең деп алынады. Ал жоғары
қуатты қазандықтар үшін (
) оттық
камерасының ені мына формуламен анықталады:
(38)
мұндағы, қатты отын үшін 
12,6
табиғи газ бен мазут үшін 10,7 тең.
Оттық камерасының көлемі оның таңдап алынған қимасының негізінде оттықтың биіктігін анықтауға мүмкіндік береді. Ол буөндіргіштікке және оттық көлемінің шекті жылулық кернеуіне qv тәуелді болады. qv-ның мәні келесі таблицадан алынады.
Кесте
6. D
21кг/с (75 т/сағ)
кезіндегі камералық оттықтардың есептік сипаттамалары
а. Қатты отын (q3=0)
|
Оттық құрылғысының түрі |
Отын |
Оттық
көлемінің шекті жылулық кернеуі, |
Жылу жоғалту,
|
Оттықтан
күлдің шығарылу үлесі, |
|
Қатты қожшығаруы бар камералық отттықтар |
Антрациттер Жартылай антрациттер Әлсіз көмірлер Тас көмірлер Көмір байытудың қалдықтары Қоңыр көмірлер Фрезерлік шымтезек Қойтастар |
140 160 160 175 160 185 160 115 |
6 4 2 1-1,5 2-3 0,5-1 0,5-1 0,5-1 |
0,95 0,95 0,95 0,95 0,95 0,95 0,95 0,95 |
|
Сұйық қожшығаруы бар камералық оттықтар |
Антрациттер және жартылай антрациттер Әлсіз көмірлер Тас көмірлер Қоңыр көмірлер |
145 185 185 210 |
3-4 1,5 0,5 0,5 |
0,85 0,8 0,8 0,7-0,8 |
б.Отын – жанармай газдар мен мазут
|
Отын |
Оттық
көлемінің шекті жылулық кернеуі, |
Жылу жоғалту,
|
|
Мазут Табиғи, ілеспе және кокс газдары |
290 350 |
0,1-0,5 0,1-0,5 |
Сондықтан ең алдымен оттықтың шекті минимал көлемін табу керек.
(39)
Оттық камерасының есептік көлемі
әрдайым минималдан үлкен болады, және ол таңдап
алынған оттық камерасынан шыға берістегі газ температурасына 
тәуелді
болады. 
төмендеуі
оттық камерасы көлемінің және қабырға
бетінің жоғарылауына байланысты. Оттықтың есептік
көлемі алдын ала келесі формулалар арқылы анықталынып
алынады:
қатты отындар үшін
(40)
газ бен мазут үшін
(41)
Оттық көлемінің есептік жылулық кернеуі, кВт/м3, алынған мәліметтерге негізделе отырып, келесідей есептеледі:
(42)
Есептеулердің соңында 
шарты
орындалуы керек.
Есептің әрі қарай есептелінуі
үшін оттық камерасын биіктігі бойынша үш аймаққа
бөлу ыңғайлы болып табылады: суық воронкаға
(қатты қожшығарушы оттықтар үшін),
призматикалық бөлікке – суық воронканың басынан
шығыңқы ширмаға дейін (немесе көлденең
түбі) және шығыңқы ширманың биіктігіне
тең болып келетін және кішірейтілген бойлық қимасы
болатын жоғарғы бөлікке. Оттық камерасы
қабырғасының есептік беті 
деген ол
оттық камерасының белсенді көлемін шектейтін бетті айтады.
Егер оттық камерасының есептік көлемі 
белгілі болса,
онда оның қабырғасының толық бетін
(екіжарықты экран ауданынсыз) мына формуламен анықтайды:
(43)
3.2. Оттық камерасының жылулық сипаттамасы
Оттық камерасының экрандарына жылуды беру негізінен, жалынның жоғары температуралы ядроның сәулеленуінің есебінен, сонымен қатар, оттық көлемін толтырушы үш атомды газ және жанған күл бөлшектері есебінен жүзеге асырылады. Оттықта берілетін жылудың жалпы саны жану аймағындағы пайдалы жылубөліну мен оттықтан шыға берістегі газ энтальпиясының арасындағы айырмамен анықталады.
Оттық камерасындағы пайдалы жылубөліну Qт ауаның сыртқы қыздырынуының жылуымен оттық жоғалтуларын ескермегендегі отынның нақты жылулығымен оттыққа келетін ыстық ауаның жылулығы, және конвективтік шахтадан алынған рециркуляция газдарының жылулықтары арасындағы қосындылармен анықталады:
(44)
Ауаның жылулығы ыстық ауаның жылулығынан және салқын ауаның кішігірім жылу сорылымдарынан тұрады:
(45)
мұндағы, 
, 
мәндерін
жоғарыдағы бөлімнен алады.
;
(46)
Адиабаталық (калориметриялық) жану температурасы, Та барлық пайдалы жылубөліну жану өнімдерімен пайдаланылса ғана ескеріледі. Ол нақты шарттарда қол жетімсіз болып саналатын газдың максимал есептік температурасына сәйкес келеді.
Оттықтан шыға берістегі газ
температурасы 
отынның
сипаттамасына сәйкес таңдап алынады. Қатты отын үшін
газ температурасы келесі қыздыру беттерінің қождану шарттарын
ескерту шартынан таңдап алынады. Мазут пен табиғи газды жағу
кезіндегі оттықтан шыға берістегі газ температурасы
радиациялық және конвективтік жылуалмасудың оптимал
қатынасынан алынады, жоғары буөндіргіштікті
қазандықтар үшін (D
500т/сағ)
болса, онда 
, ал басқа
жағдайларда 
. Төмен
түсіргіш шахтаның тығыз конвективтік қыздыру
беттерінің алдындағы бұрылыстық камерадағы газ
температурасы 950
1000
жоғары
болмау керек. Оттықтың меншікті жылуқабылдауы, кДж/кг
(47)
мұндағы, 
–
қыздыру бетімен қабылданып алынатын газдың жылулық
үлесін ескеретін жылуды сақтау коэффициенті:
(48)
деп аламыз,
энтальпиялар кестесінен алынады.
3.3. Оттықтағы жылуалмасудың есебі
Оттық камерасы қабырғасының беті оттық көлемін толтыратын жанған жану өнімдері мен қабырғалық экрандардағы беттер арасындағы жылуалмасу теңдеулері арқылы анықталады:
(49)
мұндағы, 
және 
- жанудың
абсолют адиабаталық температурасы және оттықтан шыға
берістегі газ температурасы, К; 
К; 
-
оттық камерасының биіктігі бойынша жалынның
қатыстық орнын ескеретін коэффициент 
; 
– экранның
жылулық тиімділігінің орташа коэффиценті; 
– оттық
камерасындағы ортаның сәулелену коэффициенті.
мәні
отынның әр түрін жаққанда әр түрлі
қолданылады:
жоғары реакциялы қатты отынды (тас
және қоңыр көмірлер, қойтастар, шымтезек)
жағу кезінде 
(50)
азреакциялы қатты отынды (А, ПА, Т) камералық жағу кезінде, сонымен қатар, күлділігі жоғары тас көмірлер (екібастұз секілді)
(51)
газ бен мазутты жағуда
(52)
Жанарғының түпте орналасуында 
тең. 
мәніне
тәуелсіз барлық формулаларда 
мәні 0,5
жоғары болмайды. 
мәні
оттықтағы температуралардың максимум аймағының
қатыстық биіктігін сипаттайды. Отынның көптеген
түрлері үшін биіктігі бойынша температуралар максимумы
жанарғының орналасу деңгейімен сәйкес келеді:
(53)
мұндағы, 
–
жанарғының орналасу биіктігі; 
-
оттықтың төменгі бөлігінен газ әйнегінің
шығуының ортасына дейін оттықты толтырушы жалынның
есептік биіктігі.
Егер тураағындық
бұрыштық жанарғылар орнатылған болса, сонымен
қатар, егер құйындық жанарғылар бірнеше
қатар болып орнатылса, онда отынның жануы мен жалындауы
ұзаққа созылып кетеді, және де температуралардың
максимумының деңгейі жанарғы аймағынан бірнеше есе
жоғарыға жылжып кетеді. Бұл жағдайда
(54)
мұндағы, 
– түзеткіш;
егер D
кг/с болса 0,1-ге,
ал 
кг/с болса,
0,05-ке тең.
Мазутты жағуда температуралар максимумының орналасу деңгейі
(55)
Экранның
жылулық тиімділігінің коэффициенті экранның
бұрыштық коэффициентіне ластану шартты коэффицентінің
арасындағы көбейтіндіге тең:
(56)
Экранның бұрыштық коэффициенті х мына формуламен анықталады:
(57)
мұндағы, 
–
қабырғалық экран құбырының
қатыстық қадамы. Қыздыру бетінің шартты ластану
коэффициенті 
экран бетіне
түсетін жылулықпен салыстырғанда жұмысшы
ортасының жылулығының қабылданған үлесін
сипаттайды. Экран құбырларының ластануының
жоғарылауымен 
коэффициенті
төмендейді. Отынның жағылу түріне және
экранның сипаттамасына байланысты ластану коэффициентінің
мәні келесі кестеден алынады.
Кесте 7. Беттің шартты ластану коэффициенті
|
Оттық түбі мен экранның сипаттамасы |
Отынның түрі |
|
|
Ашық тегісқұбырлы және мембраналық (ерігіш) қабырғалық экрандар
Қатты қожшығаруы бар отқа төзімді массамен қапталған экрандар Шамот кірпішімен жабылған оттық асты |
Газмазутты оттықтардағы газтәріздес отындар Газмазуттық оттықтардағы мазут Тас және қоңыр көмірлер, фрезерлік шымтезек А, ПА және әлсіз тас көмірлер Қожданбайтын
тас көмірлер (екібастұз тәрізді) R90 Эстон қойтасы Отынның барлық түрлері
Отынның барлық түрлері
|
0,65 0,55 0,45-0,50* 0,40-0,45* 0,35-0,40*
0,25
0,2
0,1 |
Сұйық қожшығару оттықтарында қапталған экрандар жоғары температурада жұмыс істейді, қатты қожшығаруда сұйық қождың қабатымен өзара әрекеттеседі. Бұл жағдайда шартты ластану коэффиценті мына формуламен анықталады:
(58)
мұндағы, 
1 – ашық
камералық оттық үшін; 
1,2 –
қысқышты оттық үшін; 
– 
3
күлдің сұйықерігіш күйінің температурасынан
50 0С төмен алынатын қождың бастапқы
еруінің температурасы. Ширмалық буқыздырғышқа
кіре берістен оттық көлемін бөлетін жазықтық
үшін шартты ластану коэфиценті ширма аймағында газ
көлемінің арасындағы жылуалмасуды ескеру арқылы
анықталады:
(59)
мұндағы, 
– экран
бетінің шартты ластану коэффициенті; 
– оттық пен
ширманың жоғарғы бөліктеріндегі газ
көлемінің өзара жылуалмасуына түзету коэффициенті.
коэффиценті мына
формуламен анықталады:
(60)
мұндағы, A – келесі мәндерге
тең болып келетін, температуралық коэффициент: қатты отын
үшін – 1100 0С; мазут үшін – 900 0С;
табиғи газ үшін – 700 0С. Экранның
жылуқабылдағыш бетінің 
өлшемдеріне
оттық камерасының жылулық сәулелену коэффициенті
әсер етеді.
коэффициенті
алдында қолдынылып жүрген оттықтың қаралық
дәрежесінің орнына енгізілді, ол сәулеленуші дененің
радиациялық сипаттамасы болып табылады, және ол тек қана
оның физикалық қасиетіне және тмепературасына
тәуелді. Жұту қабілеті (қаралық дәрежесі)
құлаушы сәулеленудің жұтылу дәрежесіне
және қосымша осы сәуленің спектрына тәуелді болып
сипатталады. Кирхгоф заңы бойынша сұр және қара денелер
үшін 
. Жылулық
сәулелену коэффициенті 
оттық
көлемін толтырушы газ жалынының сәулеленуімен 
және экран
беттерінің жылулық тиімділігімен 
анықталып,
мына формуламен табылады:
(61)
Қатты отынды жағу кезінде жалынның шағылысу коэффициенті төмендегі формуламен анықталады:
(62)
мұндағы, 
– оттық
ортасымен сәулені әлсіретуші коэффициент, 1/(м
МПа)
төмендегі формуламен анықталады; – оттық
камерасындағы газдың қысымы, МПа; үрлеумен және
сиретілумен жұмыс істейтін оттықтар үшін 5000Па (500 су
бағ. мм), 
0,1МПа деп алады; 
–
оттық камерасындағы сәулеленуші қабаттың тиімді
қалыңдығы, м; оттық көлемінің оның
қабырғасының бетіне қатынасымен анықталады:
(63)
Оттық камерасымен әлсіз
сәулесінің коэффициенті k үшатомды газдың (
) және
күл бөлшектерінің (
) сонымен бірге
жанушы кокс бөлшектерінің (
) әлсіз
сәулесінің коэффициенттерімен анықталады:
k
(64)
Газ ортасының әлсіз сәулелер коэффициенті оттық камерасынан шыға берістегі газ күйімен анықталады:
(65)
мұндағы, 
- оттықтан
шыға берістегі газдың абсолют температурасы, К; 
үшатомды
газдың көлемдік үлесі, мәндерін 2 кестеден аламыз.
Оттық ортасындағы ұшпа күлдің қалқымалы әлсіз сәулесінің коэффициенті мына формуламен анықталады:
(66)
мұндағы, 
– күл
бөлшектерінің тиімді диаметрі, мкм; отынның жағылатын
түрімен және көмірұнтақтау диірменімен
анықталады:
Бөлшектердің орташа
өлшемі, мкм
ШБД ұнтақтаудан кейінгі көмір тозаңы ................................................................................................................ 13
Сол секілді тек БД мен ОД (шымтезектен басқасы) ............................................................................................ 16
БД ұнтақтаудан кейінгі шымтезек ......................................................................................................................... 24
Газ ағынындағы күл
бөлшектерінің концентрациясы 
1 кестеден
анықталады. Атмосфералық қысымдағы түтін
газдарының тығыздығы 
. Жанушы кокс
бөлшектерінің әлсіз сәулесінің коэффициенті 
жағылушы
отынның түріне байланысты таңдап алынады. Ұшпа
заттарының шығымы аз болып келетін отындар үшін (антрациттер,
жартылай антрациттер, әлсіз көмірлер) 
тас және
қоңыр көмірлер, шымтезектер, қойтастар үшін 
Газ және сұйық отынды жағу кезіндегі жалынның жылулық сәулелену коэффициенті мына формуламен анықталады:
(67)
мұндағы, 
–
жарықтанбайтын газбен және жалынның жарықтанушы
бөлігінің жылулық сәулеленуінің коэффициенттері.
коэффициентін 
тің
ең бірінші формуласынан табамыз. 
коэффициентін де
осы формула арқылы табады, бірақ
(68)
мұндағы, 
– мазут пен газды
жағу кезіндегі жалынның ядросында түзілетін күл
бөлшектерінің әлсіз сәулесінің коэффициенті:
(69)
мұндағы, 
– отынның
жұмысшы массасындағы сутегі мен көміртегінің
құрамы арасындағы қатынасы; табиғи газды
жағу кезінде оны жанармай газдарының құрамы бойынша
табады:
(70)
мұндағы, 
– табиғи
газдың құрамындағы көмірсутек
қосылыстарының құрамы, (метан, этан, бутан), %. Формуласындағы
коэффициентінің
мәнін төмендегі кестеден алады.
Кесте 8. Жарықтанған жалынмен толтырылған оттық көлемінің үлесі
|
Жағылушы отын және жылулық
жүктеме, |
m коэффициенті |
|
Жарықтанушы газ жалыны, Сондай Мазут жалыны, Сондай, |
0,1 0,6 0,55 1,0 |
*Жылу жүктемелері 400-ден жоғары және 1000кВт/м3 төмен кезде коэффициент сызықтық интерполяциямен анықталады.
Оттық экранының қыздыру беттерінің орташа жылулық кернеуі, кВт/м2
(71)
Оттықтың екіжарықты және
қабырғалық сәулеқабылдағыштық
қыздыру беттері экранның жылуқабылдағыштығына
эквивалентті жазықтық болып анықталады. Оны оттық
қабырғасының экрандау дәрежесі арқылы
анықталады 
:
(72)
Қазіргі заманғы оттық камераларында
қабырғаның экрандау дәрежесі бірге жуық болып
келеді. Жанарғы құрылғыларымен толтырылған
қабырға бетінің бөлігі болып экрандалмаған болып
табылады, лаз және сатылар үшін экран құбырларының
арасындағы орнында барлығын бірге алғанда, шамамен
оттықтың толық қабырғасының беті 2-3% құрайды;
онда оны 
Қабырғаның
экрандалмаған (ашық) бөлігі болатын оттық камералары
үшін экрандау дәрежесі құрайды
(73)
мұндағы, 
– лаздың,
сатының және жанарғының бетін қосқанда,
оттық қабырғасының экрандалмаған
бөліктерінің беті, м2.
Биіктігі бойынша оттық экрандарының жылулық кернеуі оттықтағы жалын температурасының өзгеруіне және ластану сипатына қарай өзгереді. Бұл оттық камерасының биіктігі бойынша жылуқабылдаудың арнайы біртексіздік коэффициентімен ескеріледі.
Кесте 9. Оттық камерасының биіктігі бойынша сәулелік жылуқабылдауды таратудың бірқалыпсыздық коэффициенті
|
Оттықтың сипаттамасы |
Бөліктер |
|
|
Сұйық қожшығаруы бар тозаңкөмірлі |
Оттықтың түтікті бөлігі Түксіз бөлігі (оттық биіктігінің орташа жартысы) Оттық биіктігінің жоғарғы жартысы Оттық маңдайшасы |
1,0
1,3 0,7 0,6 |
|
Жағылу белдеуісіз қатты қожшығарулы тозаңкөмірлі |
Оттық биіктігінің төменгі жартысы Оттық биіктігінің орташа жартысы Оттық биіктігінің жоғарғы жартысы Оттық маңдайшасы |
1,0 1,2-1,3* 0,8 0,6-0,7* |
|
Жағылу белдеуі бар, қатты қожшығарулы тозаңкөмірлі |
Жағылу белдеуі Оттық биіктігінің орташа жартысы, белдеуден жоғары Оттық биіктігінің жоғарғы жартысы Оттық маңдайшасы |
1,0
1,2 0,8 0,6 |
|
Мазуттық |
Оттықтың биіктігінің төменгі 2/3 Оттық биіктігінің жоғарғы бөлігі Оттық маңдайшасы |
1,3 0,6 0,5 |
|
Газды |
Оттықтың биіктігінің төменгі 2/3 Оттық биіктігінің жоғарғы бөлігі Оттық маңдайшасы |
1,1 0,8 0,6 |
*Кіші мәндер – қоңыр көмір үшін арналған.
4.Қазанның қыздыру беттерінің құрылымы мен жылулық есебі.
4.1. Ширмалық буқыздырғыштың есебі
Ширмалық буқыздырғыштың жылулық есебі үшін ширмалық қыздыру бетінің эскизі немесе құрылымдық сипаттамалары (биіктігі, ширманың тереңдігі, ширмалар арасындағы қашықтық, диаметр, ширма лентасындағы құбырлар қадамы мен саны, ширманың саны), екі орта бойынша қосылу сызбасы (орталардың өзара қозғалысы, жүрістерінің саны, ауытқу болуы, салқындатқыштардың болуы), сонымен қатар, ортаның температуралары жөніндегі мәліметтер болуы керек. Эскизі бұл зауыттық жобаның материалдары арқылы жасалады.
Қождану жүзеге асатын
температураларда ширмалық қыздыру беттері жұмыс жасайды,
сондықтан ширмалар арасындағы қадам s1 таңдап
алынған кезде ширма аралық кеңістік қожға толып
кетпеуі қадағаланады, яғни ол s1600
700мм
деп алынады. Таңдап алынған ширманың санын мына формуламен тексеруге
болады
(74)
Ширма лентасындағы n құбыр санын таңдауда будың жеткілікті массалық жылдамдығы бойынша құбыр металының салқындауының тұрақтылық шартын ұстана отырып, тексеру қажет болады. Ширмадағы будың массалық жылдамдығы, ширмадағы нақты будың шығыны бойынша анықталады:
(75)
мұндағы, 
– ширмадағы
бу жүрісінің саны, 
себебі ширмалар
екі жүріс бойынша пара болып келеді. 
– ширма
құбырының ішкі диаметрі, м; 
(тураағындық
қазандықтарда ширмаларды құбыр диаметрі 38х4,5,
асакритикалық қысымды қазандықтарда – 32х6,
барабандық қазандықтар үшін 32х4). 
кг/с тең. n
тең
болып келеді (мәліметтер 5.1. кестесінен алынған, Липов Ю.М.).
Ширманың тереңдігі c лента
жүрісінің санына, лентадағы құбыр санына
және бойлық қадамына тәуелді болып келеді. Әдетте
ширмадағы көрші құбырлар арасындағы саңылау
3-4 мм тең болып келеді, онда ширмадағы құбырдың
бойлық қадамы 
, м, ал
ширманың тереңдігі,
(76)
Ширма лентасының жүріс саны 
будың
массалық жылдамдығының салқындау шартына және
жылуалмасу бетіне байланысты болып келеді және ол әдетте жұп
сан болып келеді (
). Ширмалар ереже
бойынша, оттықтың жоғарғы бөлігін толтырады.
Ширманың кіре берістен шыға беріс қимасына
бұрыштық коэффициенті анықталады
(77)
Ширмадағы газ жылдамдығы, отынның түріне және ширманың өлшеміне тәуелді болып келеді; ол төмендегі формуламен анықталады:
(78)
мұндағы, 
– газдың
көлемі; 
– газ
ағынының есептік температурасы; 
– ауаның,
газдың өтуіне арналған нақты қимасының
ауданы, м2 ; f=ab-
.
Ширмадағы газдың жылдамдығы қатты отынды жағу кезінде 3-8 м/с аралығында, газ бен мазутты жағу кезінде 12-13 м/с аралығында болады.
4.2. Конвективтік буқыздырғыштың есебі
Біріншілік будың конвективтік
буқыздырғыштары үшін сыртқы диаметрі d=28
42мм,
ал қабырғасының қалыңдығы 
мм
болатын құбырлар қолданылады, құбырлар
арасындағы қадам: бойлық s1=
, ендік 
.
Екіншілік буқыздырғышты
сыртқы диаметрі d=32
60мм
қабырғасының қалыңдығы 
мм
болатын құбырлардан жасайды. Құбыр пакеттеріндегі
қадамдар: бойлық s1=
, ендік 
. Конвективтік
буқыздырғыштың газарнасының қосымша беттері
үшін қолданады: тығызгазды экрандар үшін диаметрі d=28
мм,
қабырғасының қалыңдығы 
мм
құбырлар арасындағы қадамы 
мм
құбырлар; тығызгазды емес тегісқұбырлы экрандар
үшін d=32
мм, 
мм, 
мм; конвективтік
шахта қыздырғышының аспалы құбырлары үшін d=
мм,
мм, 
.
Көлденең газарнасының буқыздырғыштарында
құбырлар коридорлы орналасады, бұл сыртқы ластануларды
әлсіретеді, ал конвективтік шахтаның қыздырғыштары
көбінесе шахматты орналастырылады. Қажетті газ жылдамдығын
есептеу үшін газарнасының габариттік өлшемдерін алдын ала таңдап
алу керек.
Конвективтік құбыр
шоғырларындағы газ жылдамдығы, 
, м/с, күл
шығынының шартына байланысты шекті нақтыдан жоғары
болмау керек, немесе экономикалыққа 
тең болу
керек. Сонымен қатар, құбырдың күлмен толып
кетпеуі үшін қазандықтың номинал жүктемесінде газ
жылдамдығы құбырдың бойлық шайылуы кезінде 6
м/с-тен жоғары болуы керек, және ендік шайылуда 8 м/с-тен
үлкен болуы керек.
Қажетті массалық жылдамдығы
бар 
параллель
қосылған құбырлар саны, жоғарыдағы
бөлімде көрсетілген формуламен анықталады, ондағы 
бірге тең
деп алынады. Егер пакет біржүрістік (тураағындық және
қарсыағындық) болып орындалса, онда мына қатынас
(79)
берілген жылдамдықта буды өткізу
үшін параллель қосылған құбырлар
қатарының санын сипаттайды. Әдетте 
Параллель аралас бу қозғалысында,
яғни егер бу сатыны екі рет жүріп өтсе (
),
құбыр қатарының санын жоғарылату есебінен
параллель қосылған құбырлар санын
жоғарылатуға тура келеді, бұл бу жылдамдығын берілген
шектен шықпауға мүмкіндік береді. Бұл жағдайда
құбыр қатарының саны мына қатынаспен
анықталады:
(80)
Әдетте, таза будың конвективтік буқыздырғыштары үшін үшқатарлы пакеттер қолданылады, екіншілік буқыздырғыштары үшін будың үлкен меншікті көлеміне байланысты үш- немесе төрт қатарлы құрылымды түрлері қолданылады. Мұндай құрылым жоғары тұрақты жұмыс кезінде буқыздырғыштың габариттік өлшемдерін төмендетуге, жылулық орылымды және гидравликалық кедергіні төмендетуге мүмкіндік береді.
Қыздырғыш пакетінің бір иірімінің ұзындығы, құбырдың сыртқы (газдық) жағынан ескерілген мына формуламен анықталады:
(81)
Буқыздырғыш пакетіндегі шиеленіс саны
(82)
мұндағы, 
-
қыздырғыштың көлденең пакетінің биіктігі
(немесе тереңдігі), м.
Газ жүрісі бойынша буқыздырғыш пакетінің тереңдігі, м,
(83)
мұндағы, 
–
буқыздырғыш иірімінің бір шиеленісінің қадамы.
Шиеленістің бойлық қадамы, 
иірім
құбыр қатары саны секілді және де бір шиеленіс
құбырының минимал қадамы секілді де анықталады.
Ол шамамен жуықтап, төмендегідей бағаланады: бірқатарлы
шиеленістің қадамы
, екіқатарлы
үшін 
,үшқатарлы
үшін 
.
деп
алынады.
Шиеленіс қадамын нақты дәл мәнін материалдың зауыттық шешімдерінен алу керек.
Буқыздырғыштың әрбір пакетінің тереңдігі 1500-1800 мм жуық болуы керек. Пакеттердің арасында бос кеңістік болу керек, оның тереңдігі 800мм кем болмау керек, бұл бақылау мен жөндеу жұмыстарын жасауға мүмкіндік береді.
Осы кеңістікке қарсы қабырғаға қорғаныш қабатына лаз орнатады.
4.3. Су экономайзерінің есебі
Экономайзердегі жылуалмасудың есебіне беттің құрылымдық және құраушы жасалулары жатады: диаметрді, қадамын, құбырдың диаметрін таңдау, қатардағы құбыр санын, коллектордан шығатын құбыр қатарының санын, параллель қосылған құбырлар санын, екі орта бойынша өтілім қимасын, газарнасында иірімдердің орналасуын таңдау (бұның барлығы қазандықтың зауыттық сызбаларынан алынады).
Көбінесе экономайзерлерді тегіс құбырлардан жасайды, алайда құбырдың сыртқы жағының қабырғалануы (қалқымалар, мембраналар) техникалық-экономикалық көрсеткіштерді жақсартуға мүмкінідік береді.
Экономайзердің беті тегіс иірімдерден (құбырлар 32Х3,5; 32Х6; Ст.20 – кесте 5.1, 5.3),құбырдың шахматтық орналасуы (s1/d=2,3-2,5; s2/d=1,5-2,5) және газбен бойлық шайылуы. Экономайзер беті, ереже бойынша, қазандықтың газдың төменгі қозғалысы болатын конвективтік шахтада орналастырады, иірімдерді фронтқа параллель кеңістікке орналастырады.
Шахтаның бүйір қабырғасының бойымен экономайзер коллекторының орналасуы кезінде экономайзер пакетінің бір бойындағы құбырдың саны
(84)
Егер қазандықтың фронтына коллектордың параллель орналасуы жағдайында қатардағы құбыр саны
(85)
Шахматты шоғыр
қолданылатындықтан, құбырлар коллектордан екі
және одан да көп қатарға шығып тұрады (
).
Судың жылдамдығын төмендегі формуламен анықтайды:
(86)
мұндағы, 
– ортаның
шығыны, кг/с; 
кг/с; 
м3
/кг; бу мен судың меншікті орташа көлемі, су мен су
буының термодинамикалық қасиеттері кестесінен алынады.
Құбырдың ішінде ортаның ағысы мен бойлық шайылуы кезінде
(87)
Номинал жүктемеде судың
жылдамдығы «қайнамайтын» экономайзерде немесе «қайнаушы»
экономайзердің «қайнамайтын» бөлігінде 0,3 м/с аз болмауы
керек; «қайнаушы» бөлікте – 1 м/с кем емес. Егер берілген
жылдамдық шықпайтын болса, онда коллекторға қосылатын 
құбыр
қатарының санын өзгертуге тура келеді.
Әрбір иірімнің ұзындығы, сыртқы диаметрмен анықталады, м,
(88)
– параллель
қосылған экономайзер құбырының толық саны.
Шиеленістер саны
(89)
мұндағы, 
- экономайзер
пакетінің ұзындығы, м; 
;
Экономайзердің бір шиеленісінің қадамы 
, экономайзер
пакетінің толық биіктігі
(90)
Экономайзер беттері биіктігі 1000-1500 мм болатын пакеттермен құрастырылады, экономайзердің көршілес сатыларының арасындағы саңылаулар 600-800мм болады (экономайзер мен ауақыздырғыш арасындағы сағылаулар 800-1000мм болады). Нәтижесінде конвективтік шахтада экономайзер орналаса алатындай биіктік орнатылады.
4.4. Ауақыздырғыштың есебі
Жобаланушы қазандықтың зауыттық сызбаларының көмегімен ауақыздырғыштың құрылымдық және құрастырушылық өлшемдері алынады; диаметрі, құбыр қадамы, қатардағы құбыр саны, құбыр қатарының саны, ауа бойынша ағын саны, газ және ауа қозғалысының бағытын, ауақыздырғыштың конвективтік шахтасының бойлық қимасының өлшемдері, ауаға арналған өтілім қимасының биіктігі анықталады.
Әдетте, түтікті
ауақыздырғыш үшін сыртқы диаметрі d=40 мм, кейде – 33
мм, қалыңдығы 
болатын
құбырлар қолданылады. Құбыр пакетінің бойлық
қадамы s1=60-70 мм, ендік қадамы s2=40-45 мм
деп алынады.
Түтікті ауақыздырғыш (орташа қуатты қазандықтар үшін) бір ағындық сызба бойынша, ал жоғары қуатты қазандықтар үшін екі, төрт ағындық болып құрастырылады. Соңғысы жүріс санын ұлғайтуды талап етеді, бұл жоғары температуралық ағынға әкеледі, және ауақыздырғыш ыңғайлы, әрі жақсы болып алынады.
Ауақыздырғыштың
жылдамдығын 
, қима
ауданын 
өз
өлшемдерін қоя отырып есептейді.
Ауаның есептік жылдамдығы, м/с анықталады:
(91)
мұндағы, 
– отынның
есептік шығыны, кг/с, м3/с; 
–
теориялыққа ауақыздырғыштағы ауаның орташа
санының қатынасы.
(92)
мұндағы, 
–
оттықтағы ауа артықтығының коэффициенті; 
–
тозаңдайындау жүйесіндегі және оттықтағы ауа
сорылымдары; 
– газ
жағының сорылымдарына тең болып келетін,
ауақыздырғыштағы ауаның шығымы; 
– жануға кететін
қажетті тоериялық ауа мөлшері, м3/кг, м3/м3;
)/2 – ауаның
орташа температурасы.
Жылуалмасу теңдеуі, кДж/кг, кДж/м3 анықталады:
(93)
мұндағы, 
- есептік
жылуалмасу беті, м2. (кестеден алынады); 
–
есептік бетке қатысты жылуберіліс коэффициенті, Вт/(м2К);
(94)
Жылуберіліс коэффициенті, ,
Вт/(м2К)
(95)
мұндағы, 
төмендегі
суреттен таңдап алынады:
Сурет. Ширмалық
қыздыру беттерінің ластану коэффициенттері. 1 – екібастұз
типтегі қожданбайтын көмірлер үшін; 2 – қыздыру
беттерін тазалайтын орташа қожданушы отындар үшін; 3 – тазаланусыз
орташа қожданушы отындар мен қатты қожданушы тазаланатын
отындар үшін (фрезерлік шымтезек пен канскачинск көмірі
үшін); 4 – тазаланатын солтүстік-батыс кен орнының
қойтастары үшін.
Осыдан кейін құбыр бетінің биіктігін анықтайды:
(96)
Ауақыздырғыштың бір жүрісінің биіктігін анықтайды (бір ағын үшін):
(97)
– ауа
ағынының саны, (қазандықтың габариттік
өлшемдерімен бірге анықталады).
Ауақыздырғыштағы жүрістердің санын анықтайды:
(98)
Жүріс саны толық, бүтін сан болып шығуы керек. Толық емес санды толық санға дейін жуық шамамен алады.
Ауақыздырғыштың биіктігі, м,
(99)
мұндағы, 
–
ауақыздырғыштағы (газ жүрісі бойынша) көршілес
пакеттердің арасындағы жөндеу саңылауларының
биіктігі, м. Саңылау биіктігі 600-1200мм деп алынады.
Төменде студенттердің шығаруына мысал ретінде БКЗ-120-100 қазандығының жылулық есебі берілген.
Мазмұны
|
Кіріспе |
|
1.Жалпы бөлім 1.1.Қазан агрегатының сипаты 1.2.Техникалық сипаттамасы 1.3.Отынның сипаттамасы 1.4.Жанарғы құрылғысы 1.5.Органикалық отыннан жылулық энергияны өндіру әдісі 2.Арнайы бөлім 2.1.Бастапқы мәліметтерді таңдау 2.2. Жану өнімі мен ауа көлемінің есебі 2.3. Жану өнімдері мен ауа энтальпиясының есебі 2.4.Жылу балансының есебі 2.5. Оттық камерасының жылулық есебі 2.6.Конвективтік қыздыру беттеріндегі жылуалмасудың есебі 2.6.Конвективтік буқыздырғыштың есебі 2.7. Су экономайзерінің есебі 2.8. Ауақыздырғыштың есебі |
|
Қолданылған әдебиеттер тізімі |
Кіріспе
Бу қазаны – жылу электр станциясының негізгі агрегаты болып саналады. Буды алу үшін онда жұмыс денесі болып су, ал жылутасымалдағыш болып әр түрлі органикалық отынның жану өнімдері саналады. Бу қазанының қажетті жылу қуаты бекітілген температура мен аса қызған будың жұмыс қысымында оның бу өндіргіштігі анықталады. Сонымен қатар, қазандықтың оттығында отынның есептелген мөлшері жағылады.
Номинал бу өндіргіштігі дегеніміз – бу мен қоректік судың номинал параметрлерінде ұзақ эксплуатациядағы қазандықтың бу бойынша жоғары өндіргіштігі.
Будың номинал қысымы – қазанның буқыздырғышынан кейінгі тұрақты болып қалатын будың жоғары қысымы.
Жоғары қысымды (таза будың) аралық қыздырудың (екінші рет қыздырылған) булардың номинал температуралары - буқыздырғыштан кейінгі қалыптасқан, МЕМСТ бойынша будың номинал қысымы, қоректік су температурасы және бу өндіргіштігі ауытқуларын ескерумен бу температурасы.
Қоректік судың номинал температурасы – номинал буөндіргіштікті қамту үшін қазандықты жобалауда қабылданып алынған, экономайзерге кіре берістегі судың температурасы.
Қазан жүктемесінің өзгерісі кезінде будың (таза және екінші рет қыздырылған) номинал температурасы және қысымы, ереже бойынша, тұрақты болып қалуы керек, ал қалған параметрлер өзгереді.
Қазандықтың есебі кезінде оның бу өндіргіштігі, қоректік су мен бу параметрлері берілген болады. Сондықтан есептің мақсаты қазанның барлық қыздыру беттерінің өлшемдерін анықтау және рационал қаңқасын таңдау (яғни, бұл деген құрылымдық есебі), не болмаса берілген қазандықтың қыздыру беттеріндегі газ ортасының және жұмыс денесінің жылуқабылдағыштығын және температурасын анықтау (тексеру есебі) болып табылады.
1.ЖАЛПЫ БӨЛІМ
1.1.Қазан агрегатының сипаты
БКЗ-120-100 қазандығы Барнауыл қазан зауытында жасалады. Өндіргіштігі 33,4 кг/с, ал қысымы 9,81 МПа тең. Қыздыру беттерімен жартылай толықтырылып жабдықталған П-тәріздес құрылымды болып келеді.
1-жанарғы; 2-оттық; 3-ширмалық буқыздырғыш; 4-барабан; 5-шығарылғыш циклон; 6-ұнтақтағыш ағындық қондырғы; 7-фестон; 8-конвективтік буқыздырғыш; 9-су экономайзері; 10-түтікті ауақыздырғыш.
Суреттегі құрылымында көрсетілгендей, жанарғысы газ-мазуттық, бірақ та бұл қазандық қатты отынды жағу үшін де қолданылады. Оттық камерасы призмалық қалыпта, көлемі 317м3 60х5мм қадамы 64мм болатын түтіктермен экрандалған. Оттықтың фронттық қабырғасында екі яруста сегіз газ-мазуттық жанарғылар орнатылған. Оттық көлемінің энергияны бөлуі 290 кВт/м3.
Қазан агрегатында екі сатылы булану сызбасы мен сепарациялық құрылғылар (барабан ішілік циклондар, барботажды-шаю құрылғылары, бу сепараторлары) орналасқан. Толығымен дренаждалатын буқыздырғыш жылуды қабылдау сипатына қарай екі бөлікке бөлінеді: радиациялық және конвективтік. Радиациялық бөлікке оттық маңдайшасының түтіктері мен ширмалар жатады. Буқздырғыштың конвективтік пакеттері қазанагрегатының төменгі газ арнасы жағында орналасқан. Аса қызған будың температурасын реттеу өз конденсатын бүрку арқылы жүзеге асырылады.
Буқыздырғыштан соң қайнау типтегі су экономайзерінің пакеттері орналасқан. Ауаның 280 оС дейін қыздырылуы түтікті ауақыздырғышта жүзеге асырылады.
Оттық камерасының қорғаныш қабаты түтікті түрде болады, ал буқыздырғыш пен экономайзер аймағында қорғанша тәріздес болып келеді. Қазан агрегатының есептік п.ә.к.-і – 91,7%; аэродинамикалық кедергісі – 172 дан/м3.
1.2.Техникалық сипаттамасы
Кесте 1. БКЗ-120-100 қазан агрегатының құрылымдық сипаттамасы
|
Атауы |
Ширмалар |
Фестон |
Ілмелі түтіктер |
Бұрылыс камерасы |
Буқыздырғыш |
Экономайзер
|
Ауақыздырғыш |
|||
|
сатылар |
сатылар |
|||||||||
|
4-ші |
3-ші |
2-ші |
2-ші |
1-ші |
||||||
|
Түтіктер диаметрі, мм |
32х4 |
60х5 |
38х4 |
- |
32х4 |
32х3,5 |
10х1,5 |
|||
|
Түтіктер қатарының саны: газ жүрісі бойынша ауа жүрісі бойынша Түтіктер қадамы, s1/s2, мм Газ жағынан салыстырғандағы түтіктердің орналасуы Қыздыру беті, м2 |
-
-
696/35
Коридорлық
121 |
3
-
192/200
Шахматтық
42,5 |
2
-
300/260
Шахматтық
12,5 |
-
-
-
-
84,1 |
4
-
Коридорлық
121 |
12
-
75/78
Коридорлық
362 |
21
-
Коридорлық
552 |
28+25
-
75/55
Шахматтық
1060 |
20
-
75/55
Шахматтық
400
|
-
52 және 66
70/40
Ендік
7200
|
Кесте 2. БКЗ-120-100 қазан агрегатының жылулық есеп сипаттамасы
|
Атауы |
Ширмалар |
Фестон |
Ілмелі түтіктер |
Бұрылыс камерасы |
Буқыздырғыш |
Экономайзер
|
Ауақыздырғыш |
|||
|
сатылар |
сатылар |
|||||||||
|
4-ші |
3-ші |
2-ші |
2-ші |
1-ші |
||||||
|
Газ температурасы, 0С: кіре берісте шыға берісте Орта температурасы, 0С: кіре берісте шыға берісте Газ жылдамдығы, м/с Орта жылдамдығы, м/с Жылуберіліс коэффициенті, Вт/(м2град) Қыздыру бетінің жылу қабылдағыштығы, кДж/кг |
1115 1039
315 352 6,1 11,6
44
1675 |
1039 1012
315 315 15,6 -
47,2
602 |
1012 1006
357 357 10,5 12,1
35,5
125,5 |
1006 963
400 400 - -
-
945 |
963 912
503 540 10,4 16,6
53,2
1130 |
912 769
437 512 9,6 13,5
50,2
2820 |
769 597
368 437 9,1 11,1
47,9
1950 |
597 396
277 323 10,3 -
49
4000 |
396 341
215 232 8,6 -
45,7
1120 |
341 151
50 280 10,1 6,1
16,2
3790 |
1.3.Отынның сипаттамасы
Отын дегеніміз бұл көміртекті және көмірсутекті қосылыстар болып табылады, олар белгілі бір температураға дейін қыздырылынып, ауа оттегісімен белсенді реакцияға түседі де нәтижесінде жылудың белгілі бір мөлшерін бөледі. Отынның кең тараған түрі ағаш, шымтезек, қазба көмірлері, жанармай қойтастары, мұнай және оны өңдеуден кейінгі өнімдер, сонымен қатар, табиғи және жасанды газдар болып табылады. Күйіне қарап отынды қатты, сұйық және газтәріздес деп бөледі, ал өндіру тәсіліне байланысты табиғи және жасанды, және де отын қалдықтары деп бөлінеді.
Қатты отынның табиғи түріне антрациттер, тас және қоңыр көмір, шымтезек, жанармай қойтастары, ағаш, ауыл шаруашылығы мен өнеркәсіп қалдықтары (үгінділер, қиықтар, ағаш қалдықтары және т.б.), жасанды түріне брикеттер, кокстар, жартылай кокстар және т.б. жатады. Табиғи сұйық отын болып мұнай, жасанды отын ол мұнайды айдаудан кейін алынатын өнімдер бензин, керосин, лигроин, мазут және т.б. жатады. Қазба көмірлері қоңыр, тас көмір жәнеантрациттер деп бөлінеді. Көмірді маркасына, класына және тобына, сонымен қатар, құрамына, ірілігіне және күлділігіне қарап жіктейді. Марка бір-бірінен ұшпа зат шығымына және жабысу дәрежесіне қарап ерекшеленеді. Көмір топтарын күлділігінің шамасына қарап анықтайды. Қазба көмірлері кесектерінің ірілігіне қарап кластарға бөлінеді. Тас көмір әлемде кең тараған және көптеген мөлшерде болып келеді: ұзын жалынды, газды, майлы, коксты біріншілік, жабысқақ және әлсіз болып бөлінеді. Тас көмір жоғары жану жылулығымен және ұшпа зат шығымымен ерекшеленеді. Тас көмірлер тығыз және аз кеуекті болады, олардағы сыртқы ылғалдың құрамы қоңыр көмірге қарағанда айтарлықтай төмен болады. Көптеген тас көмірлер жоғары механикалық мықтылықтарымен ерекшеленеді. Сақтауда олар төзімді, өзіндік жануға аз ұшырайды, ал кейбір түрлері тіпті де жанбайды.
Курстық жобада қолданылатын отын түрі төменде келтірілген.
|
Отынның құрамы |
% |
% |
% |
% |
% |
% |
% |
% |
МДж/кг |
% |
|
13 |
24,4 |
3,1 |
47 |
3,4 |
1 |
8,1 |
43 |
18,5 |
0,70 |
1.4.Жанарғы құрылғысы
Жанарғылар келесі функцияларды орындау үшін қажет: отынауалық қоспаны дайындау, барлық қажетті қосылыстардың жылдамдықтарын және концентрацияларын сәйкестендіру, сонымен қатар отын мен ауаны беру жылдамдығын бақылау. Сұйық отынды оттық камерасында тозаңдастырады, ал газтәріздес отынды ауамен араластырады, сол арқылы жану процесін теңдестіреді. Отынауалық қоспаны жалындату процесін жүзеге асырады, және оның бірқалыпты жануын қадағалайды.
Отын түріне қарай жанарғылардың келесі түрлерін ажыратады:
Газды жанарғылары, олар газда (табиғи немесе сығымдалған) жұмыс істейді; Сұйықотынды жанарғылар, жеңіл және ауыр сұйық отындарда жұмыс жасайтын жанарғылар; Аралас жанарғылар бірнеше отын түрлерімен жұмыс жасайтын жанарғылар.
Отынауалық қоспаны дайындау әдісіне қарай жағуға арналған жанарғы құрылғылары келесі түрлерге бөлінеді: алдын ала араластыру жанарғылары, яғни оттыққа дайын отынауалық қоспа беріледі, әдетте бұл газ жанарғылары; Оттық камерасына шаққаннан кейінгі ауамен отынның араласуында жұмыс жасайтын жанарғылар, мұндай әдіс сұйық отында қолайлы болып табылады, себебі араластыруға дейін оттық камерасында алдын ала бүрку қажет болады. Жанарғылардың тағы бір маңызды ерекше белгісі болып жалынның ұзақтығын реттеу функциясының болуы (жалынның негізгі сипаттамалары). Оттық камерасына бағытталатын ағын өз сипатына қарай тураағындық және құйындық болып ерекшеленеді. Соңғы жағдайда жабық және ашық жалындарды ескереді.
Отын мен ауа қатынасын реттеу мүмкіндігіне байланысты жанарғылар, ауа артықтығы коэффициентін реттеу функциялы болып бөлінуі де мүмкін, бұл көбіне өндірістік жанарғыларда кездеседі. Тұрмыстық жанарғылар ауа шығынын реттегіштермен жабдықталуы да мүмкін, ал кей кезде ол болмауы да мүмкін.
Берілуші ауанығ температурасына байланысты жанарғы құрылғылары салқындатылған және жылы ауаны беретін жанарғылар болып бөлінеді. Соңғысында шықпа газдардың жылуын пайдалана отырып, ол жанарғыға түтікті немесе регенеративтік қыздырғыш арқылы барады. Мұндай қыздырғыш құрылғылар көбінесе үлкен өндірістік қазандықтарда жабдықталуы мүмкін.
Жанарғы құрылғысын таңдағанда, құрылңының автоматтану дәрежесіне көңіл бөлген жөн. Автоматтандырылған түрлерінде қолмен басқару жоққа тән, бұл жұмысты барынша тиянақтай түседі де оператордың қолын босатады.
Қуатты реттеуге байланысты жанарғылар бірсатылы және көпсатылы болып та бөлінеді. Көпсатылы жанарғылар отын шығыны рационал етіп қана қоймай, қазандықтың жұмысын тиімді ете түседі.
1.5.Органикалық отыннан жылулық энергияны өндіру әдісі
Табиғатта қатты отынның әр түрлі түрлері кездеседі, олар құрамы мен қасиетінің әр түрлілілгімен ерекшеленеді. Негізінен қатты отын жоғары органикалық өсімдіктерден – ағаштан, жапырақтан, жаңғақтардан және т.б. тұрады. Жоғары органикалық өсімдіктердің өліп қалған бөліктері ауаның еркін келуімен бактериялардың көмегімен ыдырап, шымтезекке айналады – қопсыған, шіріген заттың еріген массасына, яғни гумин қышқылдарына айналады.Шымтезектің жинақталған түрі қоңыр массаға айналады, ал содан соң қоңыр көмірге айналады. Кейінірек жоғары қысым мен температураның әсерінен келесідей түрленулерге ұшырайды, тас көмірге, содан соң антрацитке түрленеді. Отын қазып алынған күйінде органикалық массаны және балластты құрайды. Отынның органикалық массасы болып органикалық заттардың тұратын бөлігі саналады: көміртегі, оттегі мен азот; ал балласт болып күкірт, минерал қоспалар – отынның ылғалы мен күлі саналады. Көміртегі мен сутегі – отынның ең бағалы бөлігі болып саналады.
Көміртегі белгілі бір мөлшерде отынның барлық түрлерінде болады: ағашта, шымтезекте – 50-58%, тас және қоңыр көмірде – 65-80%, әлсіз көмір мен антрацитте – 90-95%, қойтаста-61-73%,мазутта-84-87%. Отында көміртегі көп болған сайын, жану кезінде ол жылуды көбірек бөліп шығарады. Әрбір отынның екінші маңызды бөлігі болып сутегі саналады. Отында сутегі жартылай оттегімен байланысқан күйде болады, бұл өз алдына отынның сыртқы ылғалын құрайды, осының әсерінен отынның жылулық құндылығы төмендейді. Ауаның берілуінсіз отын қызған кезде бөлінетін ұшпа заттарының түзілуіне сутегі маңызды рөл атқарады. Ұшпа зат құрамына сутегі таза күйінде де, көмірсутек түрінде де және басқа да органикалық қосылыстар түрінде де кіреді.
2.Арнайы бөлім
2.1.Бастапқы мәліметтерді таңдау
Бу қазанының бу өндіргіштігі - Dпп =120т/сағ
Будың қысымы - Рпп=1 МПа
Аса қызған будың температурасы tпп=4400С
Қоректік судың температурасы tпв=2500С
2.2. Жану өнімі мен ауа көлемінің есебі
Қатты және сұйық отын үшін теориялық ауаның және жану өнімдерінің көлемінің м3/кг есебін жұмыс массасының құрамына сүйене отырып, келесі формулалармен есептейді:
ауаның теориялық көлемі
жану өнімдерінің теориялық көлемі
Қазандықтың газ трактысындағы ауа артықтығының коэффициенті
Агрегаттың газарнасы бойынша жану
өнімдерінің нақты көлемін есептеу үшін алдымен
оттықтың жоғарғы бөлігіндегі ауа
артықтығының коэффициентін 
, оттықтан
күл кетуінің үлесін 
және
келтірілген ылғалдылыққа Wп байланысты шықпа
газдарының температурасы 
анықталады.
Бұл жағдайда 
1,15-1,20
тең. Бұл ауа артықтығының есептік
коэффициентінің мәні берілген 1.7 таблицада келтірілген. Ал
температураны келтірілген ылғалдылық Wп =0,7% кг/МДж
және қысым p=13,9МПа тең болғандықтан, 
= 120-1300С
деп аламыз. Ал күл кетуінің үлесі 
= 0,95 деп, 4.6
таблицасынан аламыз.
Оттық камерасы, жалын ядросының
аймағы 
= 0,08; Оттық
камерасының жоғарғы бөлігі, фестон 
= 0;
Көлденең газарнасының ортасы 
= 0,03;
Конвективтік буқыздырғыш 
= 0,03; Ауысым
аймағы 
= 0,03; Су
экономайзері 
= 0,02;
ауақыздырғыш 
= 0,03.
Есепке қажетті мәліметтерді алған соң келесі бөлімге көшуге болады.
2.3. Жану өнімдері мен ауа энтальпиясының есебі
Отынның барлық түрі
үшін ауаның және жану өнімдерінің теориялық
көлемінің энтальпиясын есептік температурасын 
,
0С біле отырып, анықтауға болады, кДж/кг немесе кДж/м3:
Ауа артықтығы 
кезіндегі
жану өнімінің энтальпиясы
Жоғарыдағы
формулалардағы: 
, 
, 
,
– ауаның,
үшатомды газдың, су буының және азоттың
тұрақты қысымдағы жылусыйымдылықтары кДж/(м3К),
олардың мәнін 2.2 таблицасынан алады; 
–
күлдің энтальпиясы.
мұндағы 
–
күлдің жылусыйымдылығы, кДж/(кгК). Ауаның және
жану өнімдерінің энтальпиясының нәтижелері
төмендегі таблицаға жазылады.
Кесте 2. Жану өнімдерінің энтальпиясы
|
Қыздыру беттері |
Қыздыру
бетінен кейінгі температура, |
|
|
|
|
|
|
Оттық камерасы, жалын ядросының аймағы
|
2300 2100 1900 1700 |
21553 19408 17401 15400 |
17825 16170 14440 12750 |
-16399 -14876 -13284 -11730 |
533 613 541 476 |
5687 5145 4658 4146 |
|
Оттық камерасының жоғарғы бөлігі, фестон, ширма
|
1300 1100 1000 |
11427 9489 8500 |
9555 8030 7200 |
|
313,3 255 227 |
21295,3 17774 15927 |
|
Көлденең газарнасының ортасы
|
1100 1000 900 800 |
9416 8470 6777 6472 |
8030 7250 6435 5640 |
-7789,1 -7032,5 -6241,9 -6277,8 |
254,9 229,4 202,3 174,3 |
1881,8 1666,9 737,4 368,5 |
|
Жоғары қысымды конвективтік буқыздырғыш
|
900 800 700 600 |
7587 6608 5740 4836 |
6435 5680 4900 4170 |
-6242 -5509,6 -4753 -4045 |
202,3 178 154,1 129,3 |
1547,3 1276,4 1141,1 920,3 |
|
Ауысым аймағы
|
500 400 300 |
3965 3136 2310 |
3425 2720 2010 |
-3322,2 -2638,4 -1949,7 |
106,6 83,4 61,1 |
749,4 581 421,4 |
|
Экономайзер
|
400 300 200 |
3136 2310 1530 |
2720 2010 1330 |
-2665,6 -1970 -1303,4 |
83,4 61,1 38,9 |
553,8 401,1 265,5 |
|
Ауақыздырғыш
|
200 150 100 |
1530 1132,5 750 |
1330 997,5 660 |
-1290,1 -967,5 -640,2 |
39,8 28,8 18,7 |
279,7 193,8 128,5 |
2.4.Жылу балансының есебі
Пайдалы әсер коэффициенті және жылу жоғалтулар
|
Шаманың атауы |
Белгіленуі |
Өлшем бірлігі |
Формуласы |
Нәтижесі |
|
Бу қазанының пайдалы әсер коэффициенті |
|
% |
|
98,05 |
|
Шықпа газ жылу жоғалтуы |
|
% |
|
0,23 |
|
Шықпа газ энтальпиясы |
|
кДж/кг кДж/м3 |
мәні энтальпиялар кестесінен алынады |
180 |
|
Салқын ауаның энтальпиясы |
|
кДж/кг кДж/м3 |
|
132 |
|
Жағылатын отынның нақты жылулығы |
|
кДж/кг кДж/м3 |
|
20167,44 |
|
Физикалық жылулық |
|
кДж/кг кДж/м3 |
|
28 |
|
Отынның жылусыйымдылығы |
|
|
|
1,4 |
|
Отынның құрғақ массасының жылусыйымдылығы |
|
кДж/(кгК) |
алдын ала таңдап алынған |
1,09 |
|
Калориферде ауаны алдын ала (сыртқы) қыздыруға арналған жылулық |
|
|
|
|
|
Теориялық қажеттіге ыстық ауаның сандық қатынасы |
|
|
|
|
|
Ауақыздырғышқа кіре берістегі салқын ауаның теориялық көлемінің энтальпиясы |
|
|
1,32 |
|
|
Қазанның сыртқы беттері арқылы сыртқы салқындаудан болатын жылу жоғалтулар |
|
% |
|
|
|
Қождың физикалық жылулығымен болатын жылу жоғалту |
|
% |
|
0,08 |
|
Оттық камерасындағы қожшығару үлесі |
|
|
|
0,05 |
|
Қождың энтальпиясы |
|
кДж/кг |
температура мәнінің көмегімен арнайы кестеден таңдап алынады |
1380 |
|
Ағып жатқан қождың температурасы |
|
0С |
|
1380 |
|
Бу қазанының оттық камерасына берілетін отын шығыны |
В |
кг/с |
|
36,2 |
|
Аса қызған будың энтальпиясы
|
|
кДж/кг |
I, s- диаграммадан алынатын мәндер |
3555 |
|
Қоректік судың энтальпиясы
|
|
кДж/кг |
I, s- диаграммадан алынатын мәндер |
2950 |
|
Бу қазанының барабанындағы қайнаған судың энтальпиясы |
|
кДж/кг |
I, s- диаграммадан алынатын мәндер |
1037,6 |
|
Барабанды бу қазанынан үрленуші судың шығыны |
|
кг/с |
|
0,356 |
|
қазанның үздіксіз үрленуі |
|
% |
алдын ала берілген |
0,4 |
|
Газдың толық көлемі жағылған отынның саны |
Вр |
кг/с |
|
35,6
|
2.5. Оттық камерасының жылулық есебі
Оттық камерасының жылулық есебінің мақсаты оның жылуқабылдағыштығын, оттық көлемі мен экран беттерінің қажетті сәулеқабылдағыш өлшемдерін анықтау болып табылады, бұл берілген мәнге дейін жану өнімдерінің температурасын төмендетуге мүмкіндік береді.
Оттықтың есебін орындау үшін оның алдын ала эскизі жасалады, ол жобада берілген қазандық түрінің оттық камерасының эскизіне жақын болып келуі мүмкін. Бірақ көбінесе есептелуші оттықтың эскизі сызбадағы эскизден айтарлықтай ерекшеленеді.
Оттық камерасының көлемі қабырғаның экрандық түтіктерінің остік жазықтығымен және фестон түтіктерінің бірінші қатары арқылы өтетін жазықтықтың маңдайшасымен, суық воронка биіктігін жартыға бөліп тұратын көлденең ширма жазықтығымен шектеледі.
|
Шаманың атауы |
Белгіленуі |
Өлшем бірлігі |
Формуласы |
Нәтижесі |
|
Экран құбырының осі бойынша оттықтың қимасы |
fт |
м2 |
|
104,6 |
|
Оттық қимасының жылулық кернеуінің қимасы |
|
МВт/м2 |
Мәні кестеден алынады |
6,4 |
|
Оттық камерасының тереңдігі |
b |
|
Мәні алдын ала анықталған. |
|
|
Оттық камерасының ені |
a |
м |
|
72 |
|
Оттықтың шекті минимал көлемі |
|
|
|
3,7 |
|
Оттықтың есептік көлемі |
|
|
|
4,914 |
|
Оттық көлемінің есептік жылулық кернеуі |
|
кВт/м3 |
|
136 |
|
Оттық камерасы қабырғасының есептік беті |
|
|
|
20,22 |
|
Оттық камерасындағы пайдалы жылубөліну |
Qт |
|
|
20146,20 |
|
Ауаның жылулығы |
|
|
|
1624,26 |
|
Оттықтан шыға берістегі газ температурасы |
|
|
Буөндіргіштікке байланысты таңдап алынады |
|
|
Оттықтың меншікті жылуқабылдауы |
|
кДж/кг |
|
15840 |
|
Жылуды сақтау коэффициенті |
|
|
|
0,99 |
|
Оттық камерасы қабырғасының беті |
|
|
|
822 |
|
Жанудың абсолют адиабаталық температурасы |
|
К |
|
1973 |
|
Оттықтан шыға берістегі газ температурасы |
|
К |
|
1473 |
|
Жалынның қатыстық орнын ескеретін коэффициент |
|
|
Алдын ала берілген |
0,5 |
|
Экранның жылулық тиімділігінің орташа коэффиценті |
|
|
|
0,021 |
|
Оттық камерасындағы ортаның сәулелену коэффициенті |
|
|
|
0,98 |
|
Экранның бұрыштық коэффициенті |
|
|
|
0,048 |
|
Жалынның шағылысу коэффициенті |
|
|
|
0,6 |
|
Оттық ортасымен сәулені әлсіретуші коэффициент |
|
(м |
|
4,702 |
|
Оттық камерасындағы газдың қысымы |
|
МПа |
Алдын ала берілген |
0,1 |
|
Оттық камерасындағы сәулеленуші қабаттың тиімді қалыңдығы |
|
м |
|
0,87 |
|
Үшатомды газдың әлсіз сәулесінің коэффициенті
|
|
|
|
2,17 |
|
Күл бөлшектерінің әлсіз сәулесінің коэффициенті
|
|
|
|
2,032 |
|
Жанушы кокс бөлшектерінің әлсіз сәулесінің коэффициенті |
|
|
Отын түріне байланысты таңдап алынды |
0,5 |
|
Үшатомды газдың көлемдік үлесі |
|
|
|
0,257 |
|
Күл бөлшектерінің тиімді диаметрі |
|
мкм |
Отынның жағылатын түріне байланысты таңдап алынды |
13 |
|
Атмосфералық қысымдағы түтін газдарының тығыздығы |
|
|
Алдын ала берілген |
1300 |
|
Оттық экранының қыздыру беттерінің орташа жылулық кернеуі |
|
кВт/м2 |
|
703,6 |
|
Оттықтың екіжарықты және қабырғалық сәулеқабылдағыштық қыздыру беттері |
|
|
|
801,45 |
2.6. Конвективтік қыздыру беттеріндегі жылуалмасудың есебі
Конвективтік буқыздырғыштың есебі
|
Шаманың атауы |
Белгіленуі |
Өлшем бірлігі |
Формуласы |
Нәтижесі |
|
Сыртқы диаметрі |
d |
мм |
Қазандықтың зауыттық белгілерінен алынады |
28 |
|
Қабырғасының қалыңдығы |
|
мм |
Қазандықтың зауыттық белгілерінен алынады |
4-7 |
|
Құбырлар арасындағы бойлық қадамы |
s1 |
мм |
|
0,06 |
|
Құбырлар арасындағы ендік қадамы |
|
мм |
|
0,042 |
|
Құбырлар қатарының саны |
|
|
Қазандықтың зауыттық белгілерінен алынады |
4 |
|
Қыздырғыш пакетінің бір иірімінің ұзындығы |
|
|
|
36,5 |
|
Буқыздырғыш пакетіндегі шиеленіс саны |
|
|
|
0,012 |
|
Қыздырғыштың көлденең пакетінің биіктігі (немесе тереңдігі) |
|
мм |
|
1500-1800 |
|
Газ жүрісі бойынша буқыздырғыш пакетінің тереңдігі |
|
м |
|
0,0026 |
|
Буқыздырғыш иірімінің бір шиеленісінің қадамы |
|
|
|
0,224 |
2.7. Су экономайзерінің есебі
|
Шаманың атауы |
Белгіленуі |
Өлшем бірлігі |
Формуласы |
Нәтижесі |
|
Экономайзер пакетінің бір бойындағы құбырдың саны |
|
|
|
71,6 |
|
Конвективтік шахтаның тереңдігі |
|
м |
Қазандықтың зауыттық белгілерінен алынады |
4,36 |
|
Фронт бойынша конвективтік шахтаның өлшемі |
|
м |
Қазандықтың зауыттық белгілерінен алынады |
12,58 |
|
Құбыр қатарының саны |
|
|
Шахматты шоғыр болғандықтан |
2 |
|
Судың жылдамдығы |
|
|
|
0,2 |
|
Ортаның шығыны |
|
кг/с |
Қазандықтың зауыттық белгілерінен алынады |
722 |
|
Бу мен судың меншікті орташа көлемі |
|
м3 /кг |
су мен су буының термодинамикалық қасиеттері кестесінен алынады |
23,67 |
|
Құбырдың ішінде ортаның ағысы мен бойлық шайылуы |
|
|
|
57554 |
|
Әрбір иірімнің ұзындығы |
|
|
|
14 |
|
Шиеленістер саны
|
|
|
|
1,11 |
|
Экономайзер пакетінің ұзындығы |
|
|
|
6,29 |
|
Экономайзер пакетінің толық биіктігі
|
|
|
|
92,4 |
2.8. Ауақыздырғыштың есебі
|
Шаманың атауы |
Белгісі |
Өлшем бірлігі |
Формуласы |
Нәтижесі |
|
Сыртқы диаметрі |
d |
м |
Қазандықтың зауыттық белгілерінен алынады |
0,032 |
|
Құбырларының бойлық қадамы |
s1 |
мм |
Қазандықтың зауыттық белгілерінен алынады |
80 |
|
Құбырларының ендік қадамы |
|
мм |
Қазандықтың зауыттық белгілерінен алынады |
64 |
|
Ішкі диаметрі |
d вн |
м |
Қазандықтың зауыттық белгілерінен алынады |
0,025 |
|
Ауа бойынша ағын саны |
|
|
Қазандықтың зауыттық белгілерінен алынады |
2 |
|
Ауаның есептік жылдамдығы |
|
м/с |
|
0,002 |
|
Теориялыққа ауақыздырғыштағы ауаның орташа санының қатынасы |
|
|
|
0,955 |
|
Ауаның орташа температурасы |
|
|
|
35 |
|
Жылуалмасу теңдеуі |
|
кДж/кг |
|
4,40 |
|
Есептік бетке қатысты жылуберіліс коэффициенті |
|
Вт/(м2К) |
|
0,004 |
|
Құбыр бетінің биіктігі |
|
|
|
20301,4 |
|
Ауақыздырғыштың бір жүрісінің биіктігі |
|
|
|
192 |
|
Ауақыздырғыштағы жүрістердің саны |
|
|
|
105 |
|
Ауақыздырғыштың биіктігі |
|
|
|
20760 |
|
Ауақыздырғыштағы пакеттердің арасындағы саңылауларының биіктігі |
|
м |
Қазандықтың зауыттық белгілерінен алынады |
600-1200 |
Қолданылған әдебиеттер тізімі
1. Компоновка и тепловой расчет парового котла: Учебное пособие для вузов. / Ю.М. Липов, Ю.Ф. Самойлов, Т.В. Виленский
2. Термодинамические свойства воды и водяного пара С.Л. Ривкин, А.А. Александров Справочник
3. В.Г. Александров. Паровые котлы малой и средней мощности
4. Р.И. Эстеркин Котельные установки. Курсовое и дипломное проектирование
5. h,s-диаграмма для водяного пара
АЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ БІЛІМ
МАЗМҰНЫ: Курстық жобаның мақсаты мен мәні 1
КУРСТЫҚ ЖОБАНЫ ОРЫНДАУҒА ТҮСІНІКТЕМЕ
ЖАНУ ӨНІМДЕРІ МЕН АУА ЭНТАЛЬПИЯСЫНЫҢ
Кесте 1. Қыздыру беттеріндегі жану өнімдері көлемінің таблицасы
Агрегаттың газарнасы бойынша жану өнімдерінің нақты көлемін есептеу үшін алдымен оттықтың жоғарғы бөлігінде болатын ауа артықтығының коэффициентін және жеке қыздыру беттеріндегі ауа сорылымдарын таңдап алады
Бу қазанының газарнасындағы ауа сорылымдарын келесі кестеден таңдап алады
БУ ҚАЗАНЫ ЖҰМЫСЫНЫҢ ҮНЕМДІЛІГІ
Сұйық отынның (мазуттың) температурасы қазанның форсункасында жұқа тозаңдастыруды қамту үшін жоғары болуы керек
Шығарылушы қождың физикалық жылудың жоғалтуы, , % қатты қожшығаруда шамасы көп болмайды, және ол көпкүлді отындар үшін ескеріледі, егер
ОТТЫҚ КАМЕРАСЫНЫҢ ЖЫЛУЛЫҚ ЕСЕБІ
Экран құбырының осі бойынша оттықтың қимасы, f т , м 2 отынның жануы кезінде бөлінетін толық жылу мен оттық қимасының жылулық кернеуінің қимасын негізге ала…
Сұйық қожшығаруда, газ бен мазутты жағу кезінде, сонымен қатар, қатты қожшығаруда және жанарғының бірярусты орналасуында оттық камерасының тереңдігі, b жанарғы амбразурасының шықпа бөлігінің диаметрінің мәніне,…
Кесте 6. D 21кг/с (75 т/сағ) кезіндегі камералық оттықтардың есептік сипаттамалары а
Оттық камерасы қабырғасының есептік беті деген ол оттық камерасының белсенді көлемін шектейтін бетті айтады
Оттықтағы жылуалмасудың есебі
Бұл жағдайда (54) мұндағы, – түзеткіш; егер
Ширмалық буқыздырғышқа кіре берістен оттық көлемін бөлетін жазықтық үшін шартты ластану коэфиценті ширма аймағында газ көлемінің арасындағы жылуалмасуды ескеру арқылы анықталады: (59) мұндағы, – экран…
Газ ортасының әлсіз сәулелер коэффициенті оттық камерасынан шыға берістегі газ күйімен анықталады: (65) мұндағы, - оттықтан шыға берістегі газдың абсолют температурасы,
Формуласындағы коэффициентінің мәнін төмендегі кестеден алады
Жағылу белдеуісіз қатты қожшығарулы тозаңкөмірлі
Липов Ю.М.). Ширманың тереңдігі c лента жүрісінің санына, лентадағы құбыр санына және бойлық қадамына тәуелді болып келеді
Конвективтік құбыр шоғырларындағы газ жылдамдығы, , м/с, күл шығынының шартына байланысты шекті нақтыдан жоғары болмау керек, немесе экономикалыққа тең болу керек
Газ жүрісі бойынша буқыздырғыш пакетінің тереңдігі, м, (83) мұндағы, – буқыздырғыш иірімінің бір шиеленісінің қадамы
Шахматты шоғыр қолданылатындықтан, құбырлар коллектордан екі және одан да көп қатарға шығып тұрады ( )
Түтікті ауақыздырғыш (орташа қуатты қазандықтар үшін) бір ағындық сызба бойынша, ал жоғары қуатты қазандықтар үшін екі, төрт ағындық болып құрастырылады
Сурет. Ширмалық қыздыру беттерінің ластану коэффициенттері
Мазмұны Кіріспе 1
Кіріспе Бу қазаны – жылу электр станциясының негізгі агрегаты болып саналады
ЖАЛПЫ БӨЛІМ 1.1.Қазан агрегатының сипаты
Оттықтың фронттық қабырғасында екі яруста сегіз газ-мазуттық жанарғылар орнатылған
Кесте 2. БКЗ-120-100 қазан агрегатының жылулық есеп сипаттамасы
Көптеген тас көмірлер жоғары механикалық мықтылықтарымен ерекшеленеді
Мұндай қыздырғыш құрылғылар көбінесе үлкен өндірістік қазандықтарда жабдықталуы мүмкін
Арнайы бөлім 2.1.Бастапқы мәліметтерді таңдау
С деп аламыз. Ал күл кетуінің үлесі = 0,95 деп, 4
Кесте 2. Жану өнімдерінің энтальпиясы Қыздыру беттері Қыздыру бетінен кейінгі температура, , 0
Жылу балансының есебі Пайдалы әсер коэффициенті және жылу жоғалтулар
Дж/кг температура мәнінің көмегімен арнайы кестеден таңдап алынады 1380
Шаманың атауы Белгіленуі Өлшем бірлігі
Оттық камерасындағы ортаның сәулелену коэффициенті 0,98
Конвективтік қыздыру беттеріндегі жылуалмасудың есебі
Су экономайзерінің есебі
Ауақыздырғыштың есебі
Компоновка и тепловой расчет парового котла:
© ООО «Знанио»
С вами с 2009 года.
