Weryfikacja kalkulacji cieplnej kotła ciepłej wody
Przeczytaj także
Eksploatacji ciepłowni towarzyszą straty ciepła, wyrażane zwykle w ułamkach,%:
qi= (Q i/ Q p p) 100.
1. Straty ciepła z wychodzącymi spalinami z generatora ciepła
q 2 = (Q 2 / Q p p) 100, %.
W generatorze ciepła jest to najczęściej największa część strat ciepła. Straty ciepła ze spalinami można ograniczyć poprzez:
Zmniejszenie objętości spalin poprzez utrzymanie wymaganego współczynnika nadmiaru powietrza w palenisku α t oraz zmniejszenie ssania powietrza;
Obniżenie temperatury spalin, do których stosowane są tylne powierzchnie grzewcze: ekonomizer wody, nagrzewnica powietrza, kontaktowy wymiennik ciepła.
Temperatura spalin (140…180 °C) jest uważana za korzystną i w dużej mierze zależy od stanu wewnętrznych i zewnętrznych powierzchni grzewczych rur kotłowych oraz ekonomizera. Osadzanie się kamienia kotłowego na wewnętrznej powierzchni ścianek rur kotłowych oraz sadzy (popiołu lotnego) na zewnętrznej powierzchni grzewczej znacznie pogarszają współczynnik przenikania ciepła ze spalin do wody i pary. Zwiększając powierzchnię ekonomizera, nagrzewnica powietrza do głębszego chłodzenia spalin nie jest wskazana, ponieważ zmniejsza to różnicę temperatur Δ T a intensywność metalu wzrasta.
W wyniku nieprawidłowej eksploatacji i spalania paliwa może wystąpić wzrost temperatury spalin na wylocie: duży ciąg (wypalanie się paliwa w wiązce kotłowej); obecność nieszczelności w przegrodach gazowych (gazy przechodzą bezpośrednio przewodami gazowymi zespołu kotłowego, nie oddając ciepła do rur - powierzchni grzewczych), a także z dużymi oporami hydraulicznymi wewnątrz rur (ze względu na osadzanie się kamienia i szlam).
2. Podpalanie chemiczne
q 3 = (Q 3 / Q p p) 100, %.
Straty ciepła wynikające z chemicznej niekompletności spalania paliwa określają wyniki analizy lotnych substancji palnych H 2 , CO, CH 4 w wychodzących spalinach. Przyczyny chemicznej niekompletności spalania: słabe tworzenie mieszanki, brak powietrza, niska temperatura w palenisku.
3. Podpalenie mechaniczne
q 4 = (Q 4 / Q p p) 100, %.
Straty ciepła wynikające z mechanicznej niekompletności spalania paliwa są typowe dla: paliwo stałe i zależą od udziału awarii paliwa przez ruszt do układu odpopielania, porywania cząstek niespalonego paliwa wraz ze spalinami i żużlem, które mogą stopić cząstkę paliwa stałego i zapobiec jego całkowitemu wypaleniu.
4. Straty ciepła z zewnętrznego chłodzenia otaczających konstrukcji
q 5 = (Q 5 / Q p p) 100, %.
Występują z powodu różnicy temperatur między zewnętrzną powierzchnią generatora ciepła a otaczającym powietrzem zewnętrznym. Zależą od jakości materiałów izolacyjnych, ich grubości. Za wsparcie q 5 w określonych granicach konieczne jest, aby temperatura zewnętrznej powierzchni generatora ciepła - jego wykładziny - nie przekraczała 50 °C.
Strata ciepła q 5 zmniejszenie kierunku ruchu spalin wzdłuż ścieżki spalin, dlatego dla generatora ciepła wprowadza się pojęcie współczynnika zachowania ciepła
φ = 1 − 0,01 q 5 .
5. Straty z fizycznym ciepłem żużla
q 6 = (Q 6 / Q p p) 100, %.
Powstają one w wyniku wysokiej temperatury żużli rzędu 650°C i są charakterystyczne tylko podczas spalania paliw stałych.
Tabele do obliczania strat ciepła, sprawności brutto, naturalnej, obliczonej i przepływ warunkowy paliwa do generatorów ciepła są podane w literaturze przedmiotu.
Wykład 4
Urządzenia piecowe i palnikowe
Urządzenia piecowe
Palenisko- urządzenie przeznaczone do spalania paliwa w celu uzyskania ciepła. Palenisko spełnia funkcję spalania i wymiennika ciepła - ciepło jest jednocześnie przekazywane z palnika poprzez promieniowanie oraz z produktów spalania poprzez konwekcję na powierzchnie ekranu, przez które krąży woda. Udział promiennikowej wymiany ciepła w piecu, w którym temperatura spalin wynosi około 1000 °C, jest większy niż konwekcyjny, dlatego najczęściej nazywa się powierzchnie grzejne w piecu promieniowanie.
Do spalania gazu ziemnego, oleju opałowego i sproszkowanego paliwa stałego stosuje się piece komorowe, w których konstrukcji można wyróżnić trzy główne elementy: komorę spalania, powierzchnię ekranu, urządzenie palnikowe.
1. Komora spalania lub objętość pieca - przestrzeń oddzielona murem od otoczenia.
murarstwo nazywane są ogrodzeniami oddzielającymi komorę spalania i kanały gazowe generatora ciepła od środowiska zewnętrznego. Wykładzina w zespole kotłowym wykonana jest z cegły czerwonej lub okrzemkowej, materiału ogniotrwałego lub metalowych osłon z materiałami ogniotrwałymi.
Wewnętrzna część podszewki paleniska - podszewka, od strony spalin i żużli, wykonany jest z materiałów ogniotrwałych: cegieł szamotowych, betonu szamotowego i innych mas ogniotrwałych. Cegła i okładzina powinny być wystarczająco gęste, szczególnie wysoce ogniotrwałe, odporne na działanie chemiczne żużli i mieć niską przewodność cieplną.
Okładzina może być oparta bezpośrednio na fundamencie, na konstrukcjach metalowych (ramy) lub montowana na rurach ekranów komory spalania i kanałów gazowych. W związku z tym istnieją trzy projekty murów: masywny - ma własną podstawę; on-frame (lekki) - nie ma podstawy, jest przymocowany do metalowej ramy; na rurze - przymocowany do powierzchni ekranu.
Ryż. 6.1. Sekcja czołowa i boczna kotła wodnego z paleniskiem i wymurówką z cegieł szamotowych
Rama służy do mocowania i podparcia wszystkich elementów zespołu kotłowego (bębny, powierzchnie grzewcze, rurociągi, wykładziny, schody i podesty) i jest konstrukcją metalową, najczęściej typu ramowego, łączoną przez spawanie lub przykręcaną do fundamentu.
2. Powierzchnia grzewcza promieniowania ekranu jest wykonana stalowe rury o średnicy 51 ... 76 mm, instalowane w odstępach co 1,05 ... 1,1. Ekrany odbierają ciepło w wyniku promieniowania i konwekcji i przekazują je do wody lub mieszanki parowo-wodnej krążącej w rurach. Ekrany chronią mur przed silnymi przepływami ciepła.
W kotłach wodnorurowych pionowych (rys. 6.2a) powierzchnia grzewcza składa się z rozwiniętej wiązki rur kotłowych 2, zawalcowanych w bęben górny 1 i 3 dolny, sit paleniskowych 6, doprowadzanych wodą z walczaków przez rury spustowe 7 i podłączenie 4 z komór (kolektory 5). Wyparne powierzchnie grzewcze kotłów ekranowych (rys. 6.2b) składają się z walczaka 1, układu rury ekranowe 6 z dolnymi 8 i 9 i górnymi 5 kolektorami ekranowymi, systemami rur spustowych 7 i podłączeniem 10 rur.
Ryż. 6.2. Ekranowe powierzchnie grzewcze kotłów:
a - pionowa rura wodna, b - typ z ekranem
1 i 3 - bębny górne i dolne, 2 i 7 - rury kotła i dolne, 4 i 10 - rury łączące, 5, 8 i 9 - kolektory, 6 - ekrany spalania
3. Palniki montuje się na jednej lub dwóch przeciwległych (przeciwległych) powierzchniach grzewczych, na palenisku lub w rogach pieca. Na ścianach paleniska kotła znajduje się strzelnica - otwór w wymurówce wyłożonej materiałem ogniotrwałym, w którym zainstalowano nawiewnik i palnik.
Przy każdym rodzaju paliwa (gazowym, płynnym lub pyłowym) powietrze jest głównie (z wyjątkiem palników wtryskowych) wdmuchiwane do paleniska za pomocą dmuchawy przez nawiewniki lub prowadnice powietrza, co zapewnia intensywne zawirowanie i wyjście (doprowadzenie) paliwa. mieszanina powietrza w najwęższej części strzelnicy pieca z prędkością 25…30 m/s.
Kierownica powietrza to osiowy zawirowywacz łopatkowy z ruchomymi łopatkami, które obracają się wokół własnej osi. Istnieje również możliwość zamontowania kierownic o stałym profilu pod kątem 45…50° do strumienia powietrza. Zawirowanie przepływu powietrza intensyfikuje procesy tworzenia mieszanki i spalania, ale jednocześnie zwiększa się opór na drodze powietrza. Kierownice są wygodne do automatycznej kontroli wydajności wentylatorów i oddymiania.
Urządzenia palnikowe
W zależności od rodzaju spalanego paliwa istnieje wiele konstrukcji palników.
1. Przy spalaniu stałego paliwa pyłowego stosuje się palniki typu mieszającego. Ślimak instalowany jest w otworze komory spalania, w której mieszanina pyłowo-powietrzna (paliwo pyłowe z powietrzem pierwotnym) jest skręcana i transportowana przez kanał pierścieniowy do wylotu palnika, skąd wchodzi do paleniska w postaci wirująca krótka latarka. Powietrze wtórne, przez innego podobnego ślimaka, jest podawane do pieca z prędkością 18 ... 30 m / s, w postaci silnego przepływu wirowego, gdzie jest intensywnie mieszane z mieszaniną pyłowo-powietrzną. Wydajność palników to 2…9 t/h miału węglowego.
2. Do spalania oleju opałowego stosuje się dysze i palniki olejowe: mechaniczne, obrotowe i parowo-powietrzne (parowo-mechaniczne).
Dysza mechaniczna. Olej opałowy rozgrzany do ok. 100°C pod ciśnieniem 2…4 MPa wpływa do kanału, przemieszcza się do dyszy (głowicy rozpylającej), w której montowany jest zawirowywacz.
Mechaniczne dysze odśrodkowe dzielą się na nieregulowany i regulowany spust. Należy zauważyć, że ten podział jest bardzo warunkowy: możesz zmienić przepływ obu dysz. Dysze nieregulowane obejmują dysze o małej głębokości regulacji oraz takie, w których zmiana zasilania wiąże się z ich wyłączeniem, wyjęciem z urządzenia spalającego i wymianą elementu natryskowego.
Mechaniczne rozpylacze odśrodkowe, różniące się rozmieszczeniem elementów rozpylających, są dodatkowo czasami podzielone na dysze z wymiennymi rozpylaczami pracującymi stale we wszystkich trybach, co wynika głównie z warunków pracy kotła.
Ryż. 6.3. Mechaniczna nieregulowana dysza odśrodkowa
Mechanicznie regulowana dysza odśrodkowa domowych kotłów pomocniczych (ryc. 6.3) składa się z korpusu 6 z uchwytem 7, beczki 5, która jest grubościenną rurą z łącznikiem na końcu, tulei blokującej 4, rozdzielacza ( dyszy) 3, spryskiwacza 2 i głowicy 1. Paliwo z pompy wtryskiwaczy paliwa przez otwory w obudowie i otwór lufy przez otwory w tulei blokującej i rozdzielaczu dostaje się do spryskiwacza. Myjka natryskowa tej konstrukcji ma cztery kanały 8 umieszczone stycznie do obwodu komory wirowej. Przez nie paliwo wpada do środka i do komory wirowej 9, gdzie jest intensywnie odkręcane. Z niego paliwo wchodzi do pieca przez środkowy otwór 10 w postaci obracającego się stożka drobno rozproszonych cząstek.
Powierzchnie styku myjki natryskowej 2 i dystrybutora 3 są starannie obrabiane, polerowane i podczas montażu głowicy są dociskane do siebie tuleją blokującą 4.
Podkładki natryskowe wykonane są z wysokostopowych stali chromowo-niklowych lub chromowo-wolframowych. W zależności od posuwu dyszy liczba kanałów stycznych może wynosić od dwóch do siedmiu.
Kształt strumienia dyszy zależy od stosunku f k /fo , w którym f k to sumaryczna powierzchnia wszystkich kanałów stycznych, fo to pole przekroju otworu środkowego. Im mniejszy ten stosunek, tym większy kąt stożka natryskowego i krótsza długość palnika.
Podkładki są zwykle wykonywane pod numerami. Każdy numer odpowiada konkretnej paszy, która jest wskazana w dokumentacji technicznej. Czasami na podkładkach podane są liczby odpowiadające wartościom średnicy centralnego otworu i stosunkowi f k / f o, podczas gdy firmy zagraniczne stosują symbole w postaci indeksów (ryc. 6.4). Na przykład: litera X oznacza, że przednia ściana podkładki jest płaska, litera W - kulista; cyfra po lewej to warunkowy numer wiertła do wykonania otworu centralnego, cyfra po prawej to stosunek f k /f o , powiększony 10 razy.
Ryż. 6.4. Podkładka natryskowa
Dysza obrotowa. Paliwo podawane jest przez kanał i dyszę do obracającej się misy, rozdrabniane i odprowadzane do komory spalania.
Ryż. 6.5. Urządzenie do rotacyjnego oleju i gazu
palniki RGMG-10 (-20, -30):
1 - gazociąg; 2 - Skrzynka powietrza; 3 – pierścień ramy; 4 – rura gazowa;
5 , 6 - rura do instalacji urządzenia zabezpieczającego przed zapłonem (EPD) i fotoczujnika; 7 – Komora gazowa; 8 – przedni pierścień urządzenia kierującego powietrzem; 9 – stożkowy tunel ceramiczny (strzelnica); 10 – zawirowywacze urządzenia kierującego powietrzem; 11 – dysza obrotowa;
12 – wyloty gazu; 13 – ramka do centrowania zawirowacza powietrza wtórnego; 14 - rura nośna; 15 – łożysko ramy prowadzącej; 16 - Rama prowadnicy 17 - przepustnica powietrza; 18 – okienko doprowadzenia powietrza do zawirowywacza; 19 – osłona palnika
Ciśnienie paliwa - olej opałowy wynosi 0,15 ... 1 MPa, a miska obraca się z prędkością 1500 ... 4500 obr./min. Powietrze przepływa wokół miski przez stożek, otacza obracający się strumień kropelek i miesza się z nim. Zalety: nie są wymagane mocne pompy olejowe i dokładne czyszczenie olej opałowy z zanieczyszczeń; szeroki zakres regulacji (15…100%). Wady: złożona struktura oraz podwyższony poziom hałas.
Dysza parowo-powietrzna lub parowo-mechaniczna. Paliwo jest podawane do kanału, wzdłuż zewnętrznej powierzchni, do którego wchodzi czynnik rozpylający - para lub sprężone powietrze (o ciśnieniu 0,5 ... 2,5 MPa).
Para opuszcza kanał z prędkością do 1000 m/s i rozpyla paliwo (olej opałowy) na drobne cząstki.
Powietrze jest wdmuchiwane przez wentylator przez otwór strzelniczy.
Ryż. 6.6. Dysza parowo-mechaniczna
Ryż. 6.7. Podkładka atomizująca dyszy parowo-mechanicznej
W parowo-mechanicznym (ryc. 6.6), podobnie jak w dyszy mechanicznej, paliwo pod ciśnieniem jest dostarczane do pierścieniowego kanału 3, skąd wchodzi do komory wirowej 4 przez sześć stycznych kanałów 9 rozpylacza 2, skręca się w nim i przez środkowy otwór 5 w postaci stożkowej folii wychodzi do pieca. W części parowej 1 rozpylacza znajduje się również komora pierścieniowa 6, w której para doprowadzana jest kanałami stycznymi 7, skręca się w niej i wchodzi do pieca przez szczelinę pierścieniową 8 u samego nasady stożkowej warstwy paliwowej, która w ten sposób otrzymuje dodatkowej energii i jest rozpylany w małych kroplach. Ponadto krople te ulegają wtórnemu zgniataniu pod wpływem sił oporu.
Każdy palnik olejowy musi posiadać urządzenie do dobrego mieszania paliwa z powietrzem, co osiąga się dzięki zastosowaniu różnego rodzaju urządzenia wirujące - rejestry. Zestaw wtryskiwaczy wraz z kasą i innymi akcesoriami nazywa się palnik olejowy.
3. Palniki gazowe.
Ryż. 6.8. Palnik gazowy GG-1
(przeznaczony do spalania gazu ziemnego w piecach kotłów parowych i wodnych typu E lub KV-GM):
1 skrzynka powietrzna; Kolektor 2-gazowy; 3-wirnik; 4- mylący; 5-bramkowa; 6-sektorowy; 7-elektromagnes; 8-śruba regulacyjna; 9-pasowanie; 10-sutek
Urządzenia spalające gaz (palniki) przeznaczone są do zasilania miejsca spalania (do paleniska) mieszanka gazowo-powietrzna lub osobno gaz i powietrze, zrównoważone spalanie i regulacja procesu spalania. Główną cechą palnika jest jego moc cieplna, tj. ilość ciepła uwalnianego podczas całkowitego spalania gazu dostarczanego przez palnik jest określona przez iloczyn zużycia gazu przez jego dolną wartość opałową.
Główne parametry palników to: znamionowa moc cieplna, znamionowe ciśnienie gazu (powietrza) przed palnikiem, nominalna względna długość płomienia, współczynniki ograniczenia i kontroli pracy palnika w zakresie mocy cieplnej, właściwa zawartość metalu, ciśnienie w komorze spalania, charakterystyka hałasu.
Istnieją trzy główne metody spalania gazu:
1) dyfuzja– gaz i powietrze do paleniska wymagane ilości podawane osobno, a mieszanie odbywa się w palenisku.
2) Mieszany- do palnika doprowadzana jest dobrze przygotowana mieszanka gazu i powietrza, zawierająca tylko część (30...70%) powietrza niezbędnego do spalania. To powietrze nazywa się pierwotnym. Powietrze pozostałe (wtórne) dostaje się do palnika (wlot palnika) przez dyfuzję. Do tej samej grupy należą palniki, w których mieszanina gaz-powietrze zawiera całe powietrze niezbędne do spalania, a mieszanie zachodzi zarówno w palniku, jak iw samym palniku.
3) Kinetyczny- do palnika podawana jest w pełni przygotowana mieszanka gazowo-powietrzna z nadmiarem powietrza. W mieszalnikach powietrze miesza się z gazem, a mieszanina szybko się wypala w krótkim, słabym płomieniu, z obowiązkową obecnością stabilizatora spalania.
Obecność stabilnego płomienia to warunek konieczny niezawodny i bezpieczna praca jednostka. W przypadku niestabilnego spalania płomień może wśliznąć się do palnika lub oderwać się od niego, co doprowadzi do zanieczyszczenia gazowego pieca i przewodów gazowych oraz wybuchu mieszanki gazowo-powietrznej podczas późniejszego ponownego zapłonu. Prędkość płomienia dla różne gazy nierówne: maksymalnie 2,1 m/s
- dla mieszaniny wodoru z powietrzem, a najmniejsza 0,37 m/s - dla mieszaniny metanu z powietrzem. Jeżeli prędkość przepływu gaz-powietrze jest mniejsza niż prędkość propagacji płomienia, następuje rozgorzenie płomienia w palniku, a jeżeli jest większa, płomień gaśnie.
W zależności od sposobu dostarczania powietrza do spalania wyróżnia się następujące konstrukcje palników:
1. Palniki z doprowadzeniem powietrza do miejsca spalania na skutek rozrzedzenia w palenisku wywołanego przez komin, oddymiacz lub konwekcję. Mieszanie gazu z powietrzem następuje nie w palniku, ale za nim, w otworze strzelniczym lub piecu, jednocześnie z procesem spalania. Te palniki nazywają się dyfuzja, równomiernie ogrzewają cały piec, mają prosty projekt, pracuj cicho, pochodnia jest stabilna w stosunku do separacji, przebicie płomienia jest niemożliwe.
2. Palniki z wtryskiem gazu lub zastrzyk. Strumień gazu pochodzący z gazociągu pod ciśnieniem wyrzucany jest z jednej lub więcej dysz z dużą prędkością, w wyniku czego we wtryskiwaczu mieszalnika powstaje podciśnienie, a powietrze jest zasysane (wtłaczane) do palnika i mieszane z gazem podczas poruszanie się wzdłuż miksera. Mieszanina gazowo-powietrzna przechodzi przez gardziel mieszalnika (w najwęższej części), która wyrównuje strumień mieszanki i wchodzi do jego części rozprężnej - dyfuzora, gdzie prędkość mieszanki spada, a ciśnienie wzrasta. Ponadto mieszanina gaz-powietrze wchodzi albo do konfuzora (gdzie prędkość wzrasta do obliczonej) i przez usta - do miejsca spalania lub do kolektora z otworami ogniowymi, gdzie wypala się w postaci małych niebiesko-fioletowe pochodnie.
3. Palniki z wtryskiem gazu powietrzem. Wykorzystują energię dżetów do zasysania gazu skompresowane powietrze tworzony przez wentylator, a ciśnienie gazu przed palnikiem jest utrzymywane na stałym poziomie za pomocą specjalnego regulatora. Zalety: możliwy jest dopływ gazu do mieszalnika z prędkością zbliżoną do prędkości powietrza; możliwość zastosowania zimnego lub ogrzanego powietrza o zmiennym ciśnieniu. Wada: stosowanie regulatorów.
4. Palniki z wymuszonym doprowadzeniem powietrza bez wstępnego przygotowania środowiska gazowo-powietrznego. Mieszanie gazu z powietrzem następuje podczas spalania (tj. poza palnikiem), a długość palnika determinuje drogę, na której kończy się to mieszanie. Aby skrócić palnik, gaz jest podawany w postaci strumieni skierowanych pod kątem do strumienia powietrza, strumień powietrza jest zawirowany, zwiększa się różnica ciśnień gazu i powietrza itp. Zgodnie z metodą przygotowania mieszanki palniki te są palnikami dyfuzyjnymi (cofnięcie płomienia jest niemożliwe), służą jako rezerwa przy przenoszeniu jednego paliwa na drugie w kotłach DKVR, w postaci palników paleniskowych i pionowych szczelinowych.
5. Palniki z wymuszonym doprowadzeniem powietrza i wstępnym przygotowaniem mieszanki gazowo-powietrznej lub palniki olejowo-gazowe. Oni mają najbardziej rozpowszechniony i dostarczyć z góry określoną ilość mieszaniny przed wejściem do pieca. Gaz dostarczany jest przez szereg szczelin lub otworów, których osie są skierowane pod kątem do przepływu powietrza. W celu zintensyfikowania procesu tworzenia mieszanki i spalania paliwa do miejsca mieszania z gazem doprowadzane jest powietrze w przepływie wirowym, do czego wykorzystywane są: zespoły łopatkowe ze stałym lub regulowanym kątem łopatek, ślimakowy kształt korpusu palnika , styczne lub styczne zawirowywacze łopatkowe.
Ministerstwo Edukacji i Nauki Federacji Rosyjskiej
FGAOU VPO
Uralski Uniwersytet Federalny nazwany na cześć pierwszego prezydenta Rosji B.N. Jelcyn
KURS PRACA
Weryfikacja kalkulacji cieplnej kotła ciepłej wody
Kierownik O.A. rak
Student P.A. Stadukhin
Grupa ENZ-320915s
Jekaterynburg - 2015
Wstęp
.Wstępne dane 2. .Obliczenia cieplne kotła 3.1Szacunkowa charakterystyka paliwa 3.2Obliczanie objętości powietrza i produktów spalania 3 4Bilans cieplny kotła 5Obliczenia termiczne pieca 6Obliczanie wiązek konwekcyjnych 4.Szacowana rozbieżność bilansu cieplnego Wniosek Bibliografia Wstęp
W artykule przedstawiono weryfikacyjne obliczenia cieplne kotła ciepłej wody przeznaczonego do podgrzewania wody sieciowej podczas spalania gazu. Obliczenia weryfikacyjne przeprowadzane są w celu oceny oszczędności i niezawodności kotła przy pracy na danym paliwie, określenia niezbędnych środków naprawczych, doboru sprzęt pomocniczy i odbieranie materiały źródłowe do obliczeń: aerodynamika, hydraulika, temperatura metalu i wytrzymałość rur, intensywność zużycia rur, korozja itp. Specyfiką obliczeń kotła jest niepewność pośrednich temperatur gazów i płynu roboczego - nośnika ciepła, w tym temperatury spalin; dlatego obliczenia wykonywane są metodą kolejnych przybliżeń, najpierw ustalając określoną wartość temperatury gazów opuszczających kocioł, a następnie porównując ją z wynikami obliczeń. Tolerancje w wartościach tej temperatury nie powinna przekraczać ± 5%. 1.
Wstępne dane
.Marka kotła: KV-GM-4.65-95P. 2.Paliwo: gazociąg Yarino-Perm. .Moc kotła Q do = 4,65 MW. .Początkowa temperatura wody t 1=55o Z. .Maksymalna temperatura wody na wylocie z kotła t 2=95o Z. .Ciśnienie wody na wlocie do kotła: p 1= 12 barów. .Kocioł wytwarza 60% nominalnej użytecznej mocy cieplnej. 2.
Opis konstrukcji kotła i urządzenia do spalania
Kocioł ciepłej wody marki KV-GM-4.65-95P jest przeznaczony do gorąca woda temperatura 95°C stosowana w instalacjach grzewczych, zaopatrzeniu w ciepłą wodę do celów przemysłowych i domowych. Kocioł typu KV-GM jest urządzeniem bez ramy nośnej. System rur posiada podpory przyspawane do dolnych kolektorów. Podpory znajdujące się na styku komory spalania i szybu konwekcyjnego są nieruchome. Kotły typu KV-GM-4.65-95P składają się z systemu jednorurowego. Komora spalania o układzie poziomym z wymuszonym przepływem bezpośrednim wody osłonięta jest rurami o średnicy 51x4 mm, które wchodzą w skład kolektorów o średnicy 159x6 mm. Kolektory są połączone z radiacyjnymi i konwekcyjnymi powierzchniami grzewczymi za pomocą lekkiej izolacji rur i gazoszczelnej wykładziny. Konwekcyjna powierzchnia grzewcza znajduje się w pionowym szybie i jest zmontowana z ekranów w kształcie litery U z rur o średnicy 28x3 mm. Kocioł wyposażony jest w palnik typu RGMG. Palnik montowany jest na skrzynce powietrznej kotła, która jest przymocowana do osłony na przedniej szybie. Ruch wody i gazu w kotle jest zorganizowany przeciwprądowo – woda sieciowa doprowadzana jest do konwekcyjnych powierzchni grzewczych i odprowadzana z ekranów spalania. Ruch wody zapewnia pompa. Na kolektorze wylotowym kotła do wysokości zaworów odcinających zainstalowane są: manometr, urządzenie do pomiaru temperatury oraz rura z urządzenie blokujące do usuwania powietrza podczas napełniania kotła. Wyposażony w zawory bezpieczeństwa. Kocioł wyposażony jest w zawory spustowe i powietrzne z zaworami odcinającymi, które zapewniają możliwość odprowadzenia wody i osadów z dolnych sekcji wszystkich elementów kotła oraz odpowietrzenia górnych. Kotły KV-GM są wyposażone w drabiny podestowe dla ułatwienia konserwacji. Tabela 1 Charakterystyka techniczna kotła KV-GM-4.65-95P Moc cieplna, MW4,65 Ciśnienie robocze wody na wlocie do kotła / na wylocie z kotła MPa 1,6/1,0 Temperatura wody na wlocie/wylocie ˚C70/150 Przepływ wody przez kocioł, t/h paliwa dla gazu ziemnego, m3/h501 Opór aerodynamiczny, Pa, nie więcej niż 270 Współczynnik nadmiaru powietrza dla gazu ziemnego zgodnie z GOST 5542, nie więcej niż 1,15 Temperatura spalin, ˚С130 gazu ziemnego, %, nie mniej niż 94,4 Wymiary gabarytowe w lekkiej izolacji z metalowa okładzina, mm: - długość wzdłuż wystających części bloku kotła; - szerokość wzdłuż wystających części bloku kotła; - wysokość od poziomu podłogi kotłowni do wystających części bloku kotła 5720 2284 1985 Masa kotła bez palnika, kg, nie więcej niż 9700 3.
Obliczenia cieplne kotła
.1 Oceny paliwa
Paliwo: gazociąg Yarino-Perm. CH 4 - 38
Z 2H 6 - 25,1
Z 3H 8 - 12,5
Z 4H 10 - 3,3
Z 5H 12 - 1,30
N 2 - 18,7
H 2S-1.1 Wartość opałowa Q n R = 46,890 MJ/m² 3
Gęstość przy 0 º C i 101,3 kPa ρ = 1,196 kg/m² 3
3.2 Obliczanie objętości powietrza i produktów spalania
Współczynnik nadmiaru powietrza wzrasta w miarę przemieszczania się produktów spalania przez kanały gazowe kotła. Wynika to z faktu, że ciśnienie w przewodach gazowych (w przypadku kotłów pracujących w próżni) jest mniejsze niż ciśnienie otaczającego powietrza, a przez nieszczelności w wymurówce powietrze atmosferyczne jest zasysane do ścieżki gazowej urządzenia. Zwykle w obliczeniach przyjmuje się temperaturę powietrza zasysanego do przewodów gazowych równą 30°C. Dla kotłów ciśnieniowych przyjmuje się, że współczynnik nadmiaru powietrza na odcinku kanału od paleniska do nagrzewnicy jest stały. Bierzemy współczynnik zużycia powietrza w piecu α t = 1,05 (2), współczynnik przepływu powietrza za powierzchnią konwekcyjną α kp = α t + Δα, gdzie Δα = 0,05 - zasysanie powietrza w wiązce konwekcyjnej (2): α wow = 1,1. Średnia wartość współczynnika przepływu powietrza α Poślubić = (α t + α kp )/2 = 1,075 (w części konwekcyjnej). Teoretyczna ilość powietrza: V n o =12,37 m 3/h Teoretyczne objętości powietrza i produktów spalania: V n oRO2 =1,47 m² 3/m 3
V n wł2 =9,96m 3/m 3
V n oH2O =2,47 m 3/m 3
V n o Boże =13,9 mln 3/m 3
Rzeczywista objętość pary wodnej: Rzeczywista objętość spalin: V n G = V n oRO2 +V n wł2 +V n H2O +(α i -1) V n o Udział objętościowy pary wodnej: R H2O = V n H2O /V n G Udział objętościowy gazów trójatomowych: R RO2 = V n oRO2 /V n G Całkowity udział pary wodnej i gazów trójatomowych: R P = RH2O + R RO2 Tabela 2 Obliczanie objętości powietrza i produktów spalania Lp. p / p Nazwa wartości Oznaczenie Wymiar α t α Poślubić α wow 1. Rzeczywista objętość pary wodnej V H2O m 3/ m 32,4802,4852,4902. Rzeczywista objętość produktów spalania V G m 3/ m 314,52814,84315,1573. Udział objętościowy pary wodnej w produktach spalania R H2O -0,1710,1670,1644. Udział objętościowy gazów trójatomowych w produktach spalania R RO2 -0,1010,0990,0975.Całkowity udział pary wodnej i gazów trójatomowychR P -0,2720,2660,261
3.3
Obliczanie entalpii powietrza i produktów spalania
Tabela 3 Entalpie powietrza i produktów spalania t, оСIgo, kJ/m3Ivo, kJ/m3Ig= Igo+ Ivo (α t-1) Ig \u003d Igo + Ivo (α ух-1) 30495,9100191816412000,052041,075200387633024041,14123,65400791967048254,2600122391026612752,3800167321396417430,21000211131778622002,31200262172169527301,751400310622567832345,916003606829722375353479 3.4
Bilans cieplny kotła
Podczas pracy kotła ciepłej wody całe dostarczone do niego ciepło jest wydawane na wytworzenie ciepła użytecznego zawartego w parze lub gorącej wodzie oraz na pokrycie różnych strat ciepła. Całkowita ilość ciepła dostarczonego do kotła nazywana jest dostępnym ciepłem i oznaczona przez Q R . Pomiędzy ciepłem, które weszło do jednostki kotłowej i ją opuściło, jest równość. Ciepło opuszczające blok kotłowy jest sumą ciepła użytkowego i strat ciepła związanych z procesem technologicznym wytwarzania pary lub gorącej wody. Dlatego bilans cieplny kotła na 1 m 3 gaz w normalnych warunkach ma postać: Q R = Q 1+Q 2+Q 3+Q 5, gdzie R - dostępne ciepło, kJ/m 3;1- Ciepło użytkowe zawarte w parze lub gorącej wodzie, kJ/m 3;2- straty ciepła ze spalinami, kJ/m 3 ;3 - od chemicznej niezupełności spalania, kJ/m3 ;5
Rama. Rama kotła to metalowa konstrukcja, która podtrzymuje bęben, powierzchnie grzewcze, okładziny, schody i podesty oraz elementy pomocnicze agregatu i przenosi ich ciężar na fundament. Kotły niskie ciśnienie i niska wydajność są instalowane na ramie mocowanej bezpośrednio na fundamencie lub murze z cegły, a następnie głównym celem ramy jest nadanie wytwornicy pary większej stabilności i wytrzymałości. Rama nowoczesnego kotła to skomplikowana metalowa konstrukcja, a jej wykonanie trwa duża liczba metal. W kotłach wysokociśnieniowych masa ramy wynosi 20-25% całkowitej masy metalu kotła lub 0,8-1,2 tony na tonę jego wydajności godzinowej. Rama jest konstrukcją ramową wykonaną ze standardowych profili metalowych wykonanych ze stali miękkiej gat. St.3 i składa się z szeregu kolumn głównych i pomocniczych oraz łączących je belek poziomych, przyjmujących obciążenie z bębnów, systemu rur powierzchni grzewczych, a także belki poziome i ukośne, które zapewniają wytrzymałość i sztywność systemu ramowego.
Na ryc. 67 przedstawia schemat ramowy wysokociśnieniowego kotła walczakowego.
Słupy są zwykle wykonane z dwóch stalowych kanałów lub belek dwuteowych, sztywno połączonych ze sobą za pomocą blach z blachy stalowej; kolumny przenoszą znaczne skoncentrowane obciążenia na fundament - setki ton. Aby uniknąć nadmiernych nacisków jednostkowych na fundament, słupy są wyposażone w stopki (rys. 68) wykonane z blachy stalowej i kwadratów. Płaszczyzna podparcia butów jest obliczona dla naprężeń ściskających dopuszczalnych dla materiału fundamentu i jest mocowana w fundamencie za pomocą śrub lub osadzona w nim. Główne belki poziome są przyspawane do słupów i razem tworzą system ramowy. Belki poziome nośne i dystansowe wykonane są z ceowników stalowych, belek dwuteowych lub kwadratów.
Gdy asortyment profili walcowanych nie zapewnia wymaganej wytrzymałości słupów i belek, wykonuje się je w postaci konstrukcji spawanej złożonej z wielu profili i blachy stalowej. Częścią ramy są podesty niezbędne do obsługi kotła, które działają jak kratownice poziome i zwiększają sztywność ramy. Rusztowania wykonane są z ram z profili walcowanych i przyspawanych do nich blach falistych. Schody pomiędzy platformami wykonane są z taśm stalowych, pomiędzy którymi wspawane są stopnie. Kąt nachylenia schodów nie powinien przekraczać 50° do poziomu, a ich szerokość powinna wynosić co najmniej 600 mm.
Ryż. 67. Schemat ramy kotła:
1 - kolumny; 2 - nośne belki stropowe; 3 - gospodarstwo;
4 - poprzeczka; 5 - stojaki
Rama liczona jest jako konstrukcja ramowa pracująca pod obciążeniem statycznym od ciężaru elementów wytwornicy pary oraz dodatkowych naprężeń termicznych powstających pod wpływem nierównomiernego nagrzewania się części ramy i konstrukcji do nich przyspawanych. Aby zapobiec przegrzewaniu się elementów ramy, jej słupy, belki poziome i kratownice są zwykle umieszczane poza murem. Podczas instalowania wytwornicy pary na zewnątrz budynku, obciążenie wiatrem na powierzchni, ograniczając generator pary i przenoszony na ramę. Bębny kotłów, kolektory ekranów przegrzewaczy i ekonomizery wody wydłużają się po nagrzaniu, a w celu zapobieżenia powstawaniu w nich i w elementach ramy, na której są zamocowane, dużych naprężeń termicznych należy zapewnić możliwość ich swobodnego ekspansja. W tym celu bębny montuje się na specjalnych ruchomych wspornikach zamocowanych na poziomych belkach ramy lub zawieszonych na tych belkach. Bębny średnie i duża moc zwykle montowany na dwóch ruchomych wspornikach. Konstrukcję takiej podpory pokazano na ryc. 69.
Przy dużej długości bębna, gdy po zamontowaniu na dwóch wspornikach jego ugięcie przekracza 10 mm, bęben jest zawieszony na ramie w kilku najkorzystniejszych statycznie punktach. Kolektory ekranów, przegrzewaczy i ekonomizerów wody mocowane są do ramy wieszakami uchylnymi, a jeśli są krótkie, swobodnie spoczywają na wspornikach przesuwnych przymocowanych do ramy.
Cel i wymagania dotyczące muru. Mur kotła to system ogrodzeń oddzielających komorę spalania i kanały gazowe od otoczenia. Głównym zadaniem wykładziny jest ukierunkowanie przepływu produktów spalania, a także jej izolacja termiczna i hydrauliczna od otoczenia. Izolacja termiczna jest niezbędna w celu ograniczenia strat ciepła do otoczenia oraz zapewnienia dopuszczalnej temperatury zewnętrznej powierzchni muru, która zgodnie z warunkami bezpiecznej pracy personelu nie powinna przekraczać 55°C. Izolacja hydrauliczna jest niezbędna, aby zapobiec zasysaniu zimnego powietrza do kanałów gazowych lub wybijaniu produktów spalania z powodu różnicy ciśnień w przewodach gazowych i na zewnątrz, co ma miejsce, gdy kocioł pracuje z podciśnieniem lub ciśnieniem w ścieżce gazu.
Elementy obudowy kotła pracują w różnych warunkach. Zewnętrzna powierzchnia wykładziny ma niską i stosunkowo stałą temperaturę, natomiast jej wewnętrzna powierzchnia znajduje się w obszarze wysokiej i zmiennej temperatury, która maleje wraz z przepływem gazu. W kierunku przepływu gazu wzrasta podciśnienie w przewodach gazowych, a ciśnienie spada, gdy wytwornica pary pracuje pod ciśnieniem. Obciążenia elementów okładziny różnią się również od jej wagi i naprężenia wewnętrzne wynikające z nierównomiernego wydłużenia temperaturowego jego części.
W większości trudne warunki usytuowany wewnętrzna część wyłożenie pieca, narażone na działanie wysokich temperatur powyżej 1600 ° C, a przy spalaniu paliw stałych również na chemiczne i mechaniczne działanie żużla i popiołu. W wyniku oddziaływania materiału wykładziny z żużlem, a także mechanicznego zużycia żużlem i popiołem, wykładzina ulega zniszczeniu.
Konstrukcja podszewki. W zależności od przeznaczenia i warunków pracy murowi podlegają następujące podstawowe wymagania: niska przewodność cieplna, szczelność, wytrzymałość mechaniczna i stabilność termiczna. Ponadto projekt muru powinien być prosty i niewymagający Wysokie koszty pracy i czasu na jego produkcję i instalację.
Wcześniej wykładanie wytwornic pary wykonywano tylko z czerwonej i ogniotrwałej cegły, z której układano jej ściany i sklepienia, mocowane stalowymi belkami i ściągami. Wykładziny nowoczesnych wytwornic pary to układ kombinowany wykonany z cegieł, płyt ogniotrwałych, materiałów izolacyjnych, metalowych łączników, powłok uszczelniających, poszycia metalowego i innych elementów. Wraz z rozwojem konstrukcji wytwornicy pary oraz rozwojem produkcji wyrobów ogniotrwałych i materiałów izolacyjnych zmienia się i ulepsza konstrukcję wykładziny.
Cegły w zależności od konstrukcji i sposobu mocowania można podzielić na: następujące typy(Rys. 70):
a) okładzina ścienna z cegły, oparta bezpośrednio na fundamencie;
b) okładzina lekka z cegły ogniotrwałej i diatomitowej, płyt izolacyjnych i okładziny stalowej, zamocowana do ramy wytwornicy pary konstrukcjami metalowymi;
c) okładzina lekka, wykonana z płyt szamotowych lub żaroodpornych, płyt termoizolacyjnych oraz poszycia metalowego lub tynku uszczelniającego.
Wskaźniki tego rodzaju murów charakteryzują się następującymi danymi:
Podszewka ścienna stosuje się go do wytwornic pary małej mocy o wysokości ściany nie większej niż 12 m. Przy większej wysokości wykładzina staje się zawodna mechanicznie. W tym przypadku jest on wykonany w postaci zewnętrznej okładziny z czerwonej cegły o grubości 1-1,5 cegły i wewnętrznej okładziny z cegieł ogniotrwałych, która w obszarze nieosłoniętego paleniska powinna mieć grubość 1- 1,5 cegły, a w przewodach gazowych o temperaturze 600-700 ° C - co najmniej 0,5 cegły (ryc. 70a ).
Przy stosunkowo dużych rozmiarach komory spalania i wysokiej temperaturze jej ścian, aby nie dopuścić do rozerwania połączenia między warstwami cegły ogniotrwałej i czerwonej, mur dzielony jest na sekcje, a wymurówka jest rozładowywana na wysokość (rys. 70b ).
Aby zmniejszyć utratę ciepła przez podszewkę, czasami pomiędzy podszewką a podszewką pozostawiane są kanały, które są wypełnione luzem materiał izolujący- ziemia okrzemkowa, żużel gruntowy itp. Aby zapobiec występowaniu niszczących mur naprężeń temperaturowych wewnętrznych, powstających w warunkach jego nierównomiernego nagrzewania, w ścianach muru przewidziano dylatacje wypełnione kordem azbestowym, które dają możliwość jego swobodnej ekspansji.
Lekka cegła były wcześniej stosowane w wytwornicach pary średniej mocy. Konstrukcję lekkiego muru pokazano na ryc. 70v . Cegła wykonywana jest z dwóch lub trzech warstw różnych materiałów o łącznej grubości do 500 mm. Wewnętrzna warstwa ogniotrwała - okładzina - ma grubość 113 mm, a przy niskim stopniu ekranowania 230 mm środkowa warstwa izolacyjna z cegieł diatomitowych wynosi 113 mm, warstwa licowa płyt kowelitowych 65-150 mm. Środkowa warstwa izolacyjna jest często wykonana z płyt kowalitowych o grubości 100 mm zastępujących cegłę diatomitową. Zmniejszenie grubości i ciężaru okładziny umożliwiło oparcie jej bezpośrednio na ramie, dzięki czemu możliwe stało się jej prowadzenie na dowolnej wysokości, ustawiając pasy rozładunkowe co 1-1,5m. W tym przypadku cała ściana jest podzielona na kilka poziomów, z których każda spoczywa na wspornikach żeliwnych lub stalowych zamontowanych na ramie wytwornicy pary. Aby zapewnić możliwość swobodnej dylatacji pomiędzy wspornikiem a murem przewidziano poziome dylatacje wypełnione sznurem azbestowym.
W niektórych konstrukcjach, aby zapobiec zapadaniu się okładziny, stosuje się specjalne mocowania pionowych stropów do ramy za pomocą żeliwnych haczyków. Na zewnątrz okładzina osłonięta blachą stalową lub zabezpieczona tynkiem gazoszczelnym (rys. 70 G).
Ryż. 70. Konstrukcje okładzin ścian pionowych:
a, b – masywne, wolnostojące: 1 - pasy rozładowcze;
2 - podszewka; c - lekka na ramie: 1 - stal lub
wsporniki żeliwne; 2 - ukształtowana cegła szamotowa;
3 - poziomy dylatacja; 4 - szamot kształtowany
cegła; 5 - cegła szamotowa; 6 - ukształtowana cegła szamotowa;
7 - hak żeliwny; osiem - rury poziome załączonym do
rama; 9 - lekka cegła termoizolacyjna lub
płyta termoizolacyjna; 10 - zewnętrzna powłoka metalowa;
11 - rozładowywanie i przyciąganie pasów; g - cegła tarczowa:
1 - pierwsza warstwa osłony z betonu ogniotrwałego; 2 - siatka stalowa;
3, 4 - płyty termoizolacyjne; 5 - powłoka gazoszczelna
Lekka cegła ramka wykonana jest z osłon składających się z dwóch warstw materiałów termoizolacyjnych, zabezpieczonych od strony gazów przemywających je warstwą betonu ogniotrwałego. metalowa rama osłony takiego muru są przymocowane do ramy wytwornicy pary. Stosowane są również płyty o wymiarach 1000x500 mm i 1000x1000 m z materiałów wapienno-krzemowych, pokrytych od strony gazowej ogniotrwałym betonem szamotowym. Płyty przeznaczone do montażu w miejscach nieosłoniętych rurami o wyższej temperaturze mają większą grubość i masę. Aby przenieść ich masę na ramę, przewidziano dodatkowe osadzone wsporniki żeliwne. Mury szkieletowe stosuje się głównie w zakresie przegrzewaczy, komór obracania gazu oraz szybów konwekcyjnych wytwornic pary dużej mocy. W paleniskach okładzina ramowa jest stosowana na prostych ścianach. Zaletami konstrukcji szkieletowej muru jest jego niewielka masa i znaczna rzeźba. Roboty instalacyjne. Jednak przy takim murze jego naprawa i utrzymanie gęstości są trudne.
Wykładzina rur (ryc. 71) wykonana jest w postaci oddzielnych warstw, nakładanych kolejno w stanie plastycznym na rury ekranów i innych powierzchni grzewczych lub w postaci płyt-płyt z warstwami ogniotrwałymi i termoizolacyjnymi, montowanymi na usztywnieniach belki zamocowane na rurach.
W tym przypadku panele są produkowane fabrycznie, a warstwę ogniotrwałą można nakładać ręcznie na rury ekranowe w stanie plastycznym. Do wyłożenia rur komory spalania elementy nośne są rurami ekranowymi, a w wyniku wydłużenia termicznego okładzina porusza się wraz z nimi.
W piecu stosowane są różne wykładziny rur pasy zapalające.
Ryż. 71. Podszewka rur:
1 - warstwa masy chromitowej; 2 - siatka stalowa;
3,4 - płyty termoizolacyjne; 5 - powłoka gazoszczelna
MASZYNY TWARDE WYCIĄGOWE
Zadaniem maszyn ciągowych jest odprowadzenie spalin i doprowadzenie powietrza w celu zapewnienia normalnej pracy kotła przy wszystkich obciążeniach. Zapewnienie niezawodności ich działania ma ogromne znaczenie, ponieważ łopatki oddymiaczy ulegają zużyciu przez popiół lotny. Duże znaczenie ma również ekonomiczna eksploatacja maszyn ciągnących. Tak więc sprawność (50 - 90%) zależy od racjonalnej aerodynamiki wirnika, a co za tym idzie od zużycia na potrzeby własne kotłowni.
W instalacjach ciągowych stosowane są następujące maszyny: wentylatory promieniowe (promieniowe) z łopatkami wygiętymi do przodu (rys. 72a) lub z łopatkami wygiętymi do tyłu (rys. 72b) oraz wentylatory osiowe (rys. 73).
Wentylatory i wyciągi dymu z łopatki wygięte do przodu, znalazły szerokie zastosowanie ze względu na fakt, że nawet przy umiarkowanych prędkościach obwodowych pozwalają na wytworzenie wystarczająco wysokich ciśnień. Jednak maszyny te mają niską wydajność (65-70%). Takie maszyny z wymuszonym ciągiem są powszechne w kotłowniach o stosunkowo małej mocy.
Maszyny odśrodkowe z ciągiem łopatki zakrzywione do tyłu, są najdoskonalsze - sprawność = 85÷90%. Jednak wzrost ciśnienia jest 2-2,5 razy mniejszy niż w maszynach z ostrzami wygiętymi do przodu.
Ponieważ wytworzone ciśnienie jest proporcjonalne do kwadratu natężenia przepływu na wylocie wirnika, należy zastosować większą prędkość obwodową, co wymaga bardzo starannego wyważenia wirnika. Zawartość pyłu w strumieniu gazu niekorzystnie wpływa na pracę wirnika.
Ryż. 72. Wentylator promieniowy (promieniowy):
a - łopatki wygięte do przodu; b - łopatki, zakrzywione plecy
Do kotłów do bloków energetycznych o mocy 300 MW i większej, jako oddymiacze, maszyny osiowe. W nich gaz porusza się wzdłuż osi.
Ryż. 73. Maszyna do osiowego ciągu
Maszyny osiowe mają dość wysoką wydajność (około 65%). Współczynnik wzrostu ciśnienia na stopień jest niski, dlatego stosuje się kilka stopni. Elektrownie eksploatują dwustopniowe osiowe oddymiacze. Ze względu na zwiększoną prędkość obwodową maszyny osiowe charakteryzują się wysokim poziomem hałasu. Duży udział ciśnienie dynamiczne stwarza pewne trudności w przekształceniu go w statyczny. Mały luz promieniowy między łopatkami a obudową stwarza dodatkowe wymagania dotyczące instalacji i obsługi.
MINISTERSTWO ENERGII I ELEKTRYKACJI ZSRS WYDZIAŁ TECHNICZNY EKSPLOATACJI SYSTEMÓW ELEKTROENERGETYCZNYCH
WSZECHSTRONNE ZAUFANIE PAŃSTWOWE DO ORGANIZACJI I
RACJONALIZACJA ELEKTROWNI I SIECI ELEKTRYCZNYCH
(ORGRY)
INSTRUKCJE METODOLOGICZNE DOTYCZĄCE TERMIKI
ROZLICZENIA I BADANIA TERMICZNE
IZOLACJA KOTŁA
BIURO INFORMACJI TECHNICZNEJ
MOSKWA 1967
Opracowane przez Biuro Informacji Technicznej ORGRES
Redaktor: inż. S.V.KHIZHNYAKOV
WPROWADZANIE
Ustalono, że straty ciepła do środowiska zewnętrznego z powierzchni okładzin nowoczesnych kotłów nie powinny przekraczać 300 kcal/m 2 h, Maksymalna temperatura na zewnętrznej powierzchni muru powinna wynosić nie więcej niż 55°C przy średniej temperaturze otoczenia około 30°C na wysokości kotła [L. , , ].
Jednocześnie całkowita maksymalna dopuszczalna utrata ciepła przez jednostkę kotłową do otoczeniaq 5 są określone w „Obliczeniach termicznych jednostek kotłowych” [L. ], ustalając zależność między stratami ciepła a wydajnością pary kotłów. Według obliczeń cieplnych dla nowoczesnych kotłów o wydajności pary D = 220 ÷ 640 t/hq 5 wynosi 0,5 - 0,4% zużycia paliwa. Wartość ta, stosunkowo niewielka w ogólnym bilansie cieplnym kotła, po przeliczeniu na wartości bezwzględne przybiera zupełnie inną skalę, wynoszącą około10000 kcal/h na 1 MW moc zainstalowana i straty ciepłaq 5 przekraczają 50% wszystkich strat ciepła przez izolację termiczną elektrowni blokowych.
W niektórych przypadkach z powodu odchyleń od rozwiązań konstrukcyjnych, złej jakości instalacji, stosowania nieefektywnych materiałów i nieudanych rozwiązań konstrukcyjnych, częściowego zniszczenia wykładziny i izolacji termicznej kotła podczas napraw sprzęt technologiczny, a także w wyniku starzenia podczas długotrwałej eksploatacji, nadwyżka wartościq 5 powyżej standardowych wartości. Kiedy wystarczy bardzo ważne straty ciepła z kotła do otoczeniaQ 5 (kka l/h) nawet nieznacznie przekracza wartośćq 5 (%) wiąże się z bardzo dużymi stratami ciepła. Na przykład wzrostq 5 o 0,1% dla nowoczesnych kotłów jest równoznaczne ze spaleniem około 2,0 ton standardowego paliwa rocznie na 1 MW mocy zainstalowanej. Ponadto wzrostq 5 znacznie pogarsza stan sanitarno-techniczny kotłowni.
Oczywiście wystarczająco dokładne eksperymentalne wyznaczenie rzeczywistej wartościq 5 (w przeciwieństwie do definicji przyjętej podczas testowania kotłówq 5 jako szczątkowy element bilansu cieplnego) i doprowadzenie go do obowiązujących norm powinno być realizowane w taki sam sposób, jak zwyczajowo dla pozostałej izolacji termicznej rurociągów parowych i urządzeń elektrowni [L. ].
1. POSTANOWIENIA OGÓLNE
Przy ocenie całkowitych strat ciepła zespołu kotłowego najtrudniejszą z badanych konstrukcji osłony termicznej jest jego wyłożenie [L. , , ].
Okładziny nowoczesnych kotłów dzielą się na dwa główne typy:
1. Wykładziny rurowe (wypełnione iz prefabrykatów) montowane bezpośrednio na rurach ekranowych.
2. Ceglana osłona montowana na ramie.
Stare okładziny ceglane wspierane przezJestem na fundamencie, obecnie pozostawiony na małych lub przestarzałych kotłach.
Konstrukcja nowoczesnych murów przewiduje obecność metalowych łączników umieszczonych w grubości muru i częściowo rozciągających się na jego zewnętrzną powierzchnię (szpilki, wsporniki itp.). Te metalowe części murów są mostkami termicznymi, przez które ciepło przepływa do poszczególnych obszarów powierzchni. W niektórych projektach wymiana ciepła wynosi 30-40% całości Przepływ ciepła przez oddzielne sekcje muru. Okoliczność ta powoduje konieczność odpowiedniego rozmieszczenia punktów pomiarowych na powierzchniach takich murów, co zapewnia uzyskanie uśrednionych warunków wymiany ciepła.
W zależności od warunków wymiany ciepła, wykładziny bez poszycia metalowego iz poszyciem metalowym znacznie się różnią. Specyficzną cechą tych ostatnich jest rozchodzenie się ciepła wzdłuż płaszczyzny skóry, co wyrównuje temperaturę na jej znacznych obszarach. W różnych zewnętrznych warunkach wymiany ciepła (przepływy powietrza, lokalny przeciwprąd promieniowania cieplnego) takie wyrównanie temperatury prowadzi do gwałtownych wahań wartości jednostkowych strat ciepła w sąsiednich odcinkach skóry. Inną cechą muru oblicowanego jest możliwość konwekcyjnego wypływu ciepła wzdłuż wysokości w szczelinie między obmurowaniem a murem.
Okoliczności te wymuszają pomiar strat ciepła wzdłuż skóry w dostatecznie dużej liczbie punktów, zwłaszcza na wysokości, pomimo pozornej równomierności pola temperatury.
Złożoność uwzględnienia strat ciepła od belek obudowy i kotła rozwiązano w niniejszych wytycznych wprowadzając pewne średnie warunki pomiarowe. Decyzję tę uzasadnia stosunkowo niewielki udział tych powierzchni oddawania ciepła w całkowitej wielkości strat ciepła kotła.jednostki do środowiska.
Cechą badań termicznych izolacji rurociągów i kanałów kotłowych, znajdujących się w sferze intensywnej wzajemnej wymiany ciepła między sobą a murem, jest konieczność dokładnego określenia ich rzeczywistej powierzchni odprowadzania, a nie pochłaniania, tj. powierzchnia nie „zamknięta” przez bardziej intensywny przepływ ciepła pochodzącego z pobliskich obiektów.
Rzeczywisty kierunek strumienia ciepła ustala się w tym przypadku poprzez pomiary kontrolne strumienia ciepła właściwego z różnych powierzchni, które emitują ciepło do siebie.
Opracowane wytyczne określają zarówno sposób pomiaru właściwych strumieni ciepła, jak i klasyfikację wszystkich powierzchni oddających ciepło zespołu kotłowego pod względem warunków wymiany ciepła.
Zmierzone właściwe strumienie ciepła, uśrednione dla poszczególnych odcinków, odnoszą się do obszarów powierzchni oddających ciepło tych odcinków, określonych przez pomiar bezpośredni.
Taki schemat umożliwia ocenę strat ciepła poszczególnych elementów wyłożenia i izolacji cieplnej kotła, ujawnia udział każdego elementu w całkowitej wielkości strat ciepła, a także charakteryzuje jakość wyłożenia i izolacji termicznej.
Techniczną wykonalność badań termicznych wymurówki kotłowej określono poprzez zastosowanie całkowicie nowego urządzenia - ciepłomierza modelującego ORGRES ITP-2. W trudnych warunkach termicznych pracy zespołu kotłowego zasada działania i konstrukcja urządzenia ITP-2 pozwalają, z wystarczającą dokładnością i niewielkim nakładem czasu na pojedynczy pomiar, bezpośrednio określić właściwe strumienie ciepła za pomocąpowierzchnie wymiany ciepła (gęstość strumienia ciepła) niezależnie od ich kształtu, wielkości, stanu powierzchni (izolacja, metal) i warunków wymiany ciepła.
Mała bezwładność urządzenia, niewielkie rozmiary jego czujników oraz ich całkowita wymienność umożliwiają pomiary masowe przepływów ciepła przy jednoczesnym zastosowaniu dużej liczby czujników ze wszystkich powierzchni oddających ciepło zespołu kotłowego.
Należy zauważyć, że zastosowanie innych ogólnie przyjętych metod określania strat ciepła (1 - różnicą zmierzonych temperatur powierzchni i otoczenia; 2 - oporem cieplnym warstwy osłony termicznej, określonym temperaturą różnica w tym, 3 - przy bezpośrednim pomiarze za pomocą ciepłomierzy np. ciepłomierza Schmidta) w warunkach kotłowni nie można polecić, gdyż często prowadzi to do zafałszowania wyników [L. , ].
Powodem tego ograniczenia jest specyfika warunków wymiany ciepła na kotle, co praktycznie wyklucza możliwość prawidłowego określenia temperatury otoczenia i współczynnika przenikania ciepła. a, a także obecność osadzonych metalowych części i metalowych powierzchni w murze. Warunki pomiaru właściwych strumieni ciepła w kotlejednostka - duża liczba punktów w każdej stosunkowo niewielkiej wydzielonej sekcji - wymusza szereg dodatkowych urządzeń do ciepłomierza ITP-2. Urządzenia te (aplikacja) bez zmiany fundamentalnego charakteru ciepłomierza, ułatwiają technikę pomiarową i znacznie zmniejszają złożoność pracy.
Temperatura powierzchni wyłożenia i izolacji termicznej kotła (Przepisy PTE) podczas prób cieplnych mierzona jest równocześnie z pomiarem przepływów ciepła sondą temperatury ORGRES T-4 (Załącznik).
2. BADANIA TERMICZNE RACHUNKÓW
A. Prace przygotowawcze
1. Przed przystąpieniem do próby dokonuje się szczegółowego zapoznania się ze schematem kotła oraz projektem jego wyłożenia i izolacji termicznej. Jednocześnie wyjaśniono projekt i materiały muru i izolacji termicznej, a także wszelkie odchylenia od projektu..
2. Opracowuje się szkice charakterystycznych obszarów murowania oraz inwentaryzację głównych konstrukcji termoizolacyjnych (kanały, rurociągi itp.).
3. Wyprodukowane oględziny wykładziny, podczas której wyjaśniane są odchylenia od projektu i naprawiane są wady zewnętrzne: brak izolacji, pęknięcia, wady wykończeniowe itp.
B. Pomiar powierzchni powierzchni wydzielających ciepło
4. Wyznaczenie pola powierzchni oddających ciepło odbywa się poprzez pomiar bezpośrednijednostki o układzie symetrycznym, pomiar odbywa się na połowie komory spalania i szybu konwekcyjnego.
5. Podczas pomiaru powierzchni brane są pod uwagę tylko te powierzchnie, które oddają ciepło do otoczenia. W przypadku zamykania muru przez innych oddaję ciepłorzut tych elementów na okładzinę jest odejmowany od jej powierzchni przez elementy zamykające, a powierzchnia oddawania ciepła samych elementów zamykających jest obliczana przez ich część wystającą.
6. Dla belek o różnych profilach i inna lokalizacja można zaakceptować schemat warunkowy określenie obszaru powierzchni oddających ciepło i powierzchni przykrywających okładzinę, na której się znajdują. W tym przypadku pomiar gęstości strumienia cieplnego przeprowadzany jest tylko przystrona czołowa (strona „b” na schemacie), a powierzchnia jest określana zgodnie ze schematem (rys.).
7. Przy określaniu powierzchni wydzielam ciepłopowierzchni trudno dostępnych dla pomiarów rurociągów i kanałów powietrznych, ich długość można przyjąć zgodnie z wymiarami wskazanymi na rysunkach i schematach, określając obwód izolacji poprzez pomiar selektywny.
W przypadku długich kanałów powietrznych zaleca się wykonanie szkiców, na których zaznaczono punkty pomiarowe.
B. Testowanie
8. Przeprowadza się próby cieplne muru przy ewentualnej ciągłej pracy kotła. Dlatego też, gdy kocioł zostanie zatrzymany w okresie testowym, ten ostatni może być kontynuowany po jego uruchomieniu tylko wtedy, gdy stacjonarny tryb wymiany ciepła z powierzchnie zewnętrzne kocioł do środowiska.
W przybliżeniu wymaga to około 36 godzin po zatrzymaniu kotła na10 - 12 godzin i około 12 godzin po wyłączeniu kotła na 4 - 6 godzin.
Ryż. 1. Schemat określania obszarów warunkowych belek o różnych profilach:
I , II - belki poziome i pionowe
Kwadrat tych powierzchnię uplastycznienia (m2) określa się: dla belek poziomych 1, 2, 3, 4 - (a + b), 5- a; do belek pionowych 1, 2 - (a + b). 3, 4 - (2a + b). Powierzchnia zamknięcia (m2) dla wszystkich belek we wszystkich przypadkach - b
9. W okresie testowym, według danych eksploatacyjnych, średnie wartości paryosiągów i zużycia paliwa, a także maksymalnych odchyleń tych wartościod średniej (ze znacznikiem czasu).
Ustalona jest również marka i kaloryczność paliwa.
10. Pomiary jednostkowych strat ciepła (gęstości strumienia ciepła) od powierzchni oddających ciepło przeprowadza się w osobnych odcinkach w obrębie każdego znaku (miejsca) po każdej stronie kotła z ustaloną częstotliwością pomiarową (poz. i tabela):
Tabela 1
Nr mapy ______ Nazwa miejsca pomiaru
(np. przód komory spalania __ 16,34 ÷ 19,7)
|
a) murowanie; b) belki ościeżnicy murowanej; c) belki ramy kotła; d) rury spustowe w rejonie komory spalania i lejka zimna; e) rurociągi w części konwekcyjnej; f) bęben i rurociągi w komorze spalania; g) główny rurociąg parowy do pierwszego GPP; h) kanały powietrzne; i) witryny; j) inne (włazy, dmuchawy, włazy itp.) a) 6 cm 2 powierzchni muru, rur spustowych i głównego rurociągu parowego; b) 15 m2 powierzchni rurociągów, kanałów powietrznych, walczaka i podestów; c) 10 m 2 powierzchni belek ram okładziny i kotła. Biorąc pod uwagę, że straty ciepła od belek obudów i kotła w ogólnym bilansie strat ciepła są niewielkie, w stosunku do specyficznych warunków można pominąć pomiary na poszczególnych, niewygodnie i daleko położonych belkach. 13. Pomiary jednostkowych strat ciepła (gęstości strumienia ciepła) wykonuje ciepłomierz ORGRES ITP-2 (patrz Załącznik). Płaskie czujniki ciepłomierzy montowane są na specjalnych teleskopowych uchwytach, które umożliwiają montaż czujników na różnych wysokościach. Czujniki poszukiwawcze służące do pomiaru gęstości strumieni ciepła z rurociągów są montowane bezpośrednio na tych ostatnich. Na każdym urządzeniu pomiarowym zainstalowanych jest co najmniej 10 czujników. Do podłączenia czujników do urządzenia pomiarowego stosuje się przedłużacze, dzięki którym jedno urządzenie pomiarowe może obsługiwać czujniki znajdujące się w promieniu około 10 m. Zapewniony jest przepływ pomiarowy. 14. Procedura pomiaru gęstości strumieni ciepła za pomocą ciepłomierza ITP-2 jest podana w załączniku. 15. Pomiary temperatury powierzchni sondą temperatury T-4 (Załącznik) dokonywane są w tych samych miejscach, co pomiary przyczyn cieplnych, na podstawie - jednej zmiany temperatury na 5 -10 pomiarów strumienia ciepła. Temperatura otoczenia jest również mierzona przez czujnik temperatury.pom T-4 w każdym znaku kotła w odległości 1 m od powierzchni oddawania ciepła. 16. W obecności nieizolowanych powierzchni uwalniających ciepło o temperaturze powyżej 100 - 120 ° C, strumień ciepła jest obliczany warunkowo na podstawie temperatury powierzchni i otaczającego powietrza z wykorzystaniem ruchu (Załącznik). Na wykresie krzywa przerywana do określania strat ciepła z 1 m2 odnosi się do płaskiej powierzchni, ale można ją również zastosować do rurociągów o średnicy 318 mm i większej. Aby określić straty ciepła z 1 p o g. m rurociągu o dowolnej średnicy większej niż 318 mm, wartość strat ciepła z krzywej kropkowanej należy pomnożyć przez π d n. Temperatura powierzchni jest określana przez bezpośredni pomiar lub pobierana równa temperaturze płyn chłodzący. 3. REJESTROWANIE WYNIKÓW BADAŃ TERMICZNYCH17. Dla każdej indywidualnej sekcji opracowywany jest podstawowy dokument pomiarowy - mapa w formie wskazanej w tabeli. . Mapa zawiera: a) nazwy poszczególnych elementów oddających ciepło z tej sekcji; b) powierzchnia (m 2 ) powierzchni wydzielania ciepła każdego elementu tej sekcji; c) średnia wartość gęstości strumienia ciepła (q, kcal / m 2 ∙ h) dla każdego pierwiastka, obliczona jako średnia arytmetyczna ze wszystkich pomiarów w dniu dany element na terenie; d) całkowity przepływ ciepła ( Q, kcal /h) z każdego elementu oddającego ciepło, definiowany jako iloczyn powierzchni elementu oddającego ciepłoSm 2 per średnia gęstość Przepływ ciepłaq kcal / m2 ∙ h ( Q = S ∙ q kcal/h); e) średnia temperatura powierzchnit nie°C każdego elementu,obliczana jako średnia arytmetyczna ze wszystkich pomiarów na danym elemencie w obrębie stanowiska; f) temperatura otoczeniacyna° C, mierzone w tym obszarze; g) liczba pomiarów gęstości strumienia ciepła przeprowadzonych dla każdego elementu. Łączne wartości są obliczaneS m 2, Qkcal/h oraz liczbę pomiarów. Na mapie umieszczany jest numer seryjny, oznaczenie i nazwa miejsca pomiaru. Na dzienniku obserwacji, według którego sporządzono mapę, dokonuje się oznaczenia: „Do mapy”№ ...» Tabela 2 Wyniki badań termicznych wykładziny kotłowej (np. komora spalania)
Tabela 4 Wyniki badań cieplnych wymurówki na powiększonych elementach zespołu kotłowego (podsumowanie)
4. PRZETWARZANIE WYNIKÓW BADAŃa) krótki opis jednostka kotłowa; b) podstawowe informacje o projekcie obmurowania i docieplenia, w tym szkice szczegółów obmurowania charakterystycznych dla tego projektu, informacje o głównych konstrukcjach termoizolacyjnych oraz dane dotyczące kontroli stanu obmurza i docieplenia zespołu kotłowego; c) tabele zbiorcze wyników badań w formie tabelarycznej. , oraz . Ryż. 2. Obwód czujnika licznika ciepła Ciepłomierz ITP-2 składa się z czujnika i urządzenia pomocniczego. Czujniki są wymienne, ponieważ skala urządzenia wtórnego jest wyskalowana zgodnie z rezystancją elektryczną czujników i ich wymiarami geometrycznymi. Obwód czujnika Czujnik ciepłomierza (rys. ) składa się z wysoce przewodzącej ciepło (aluminiowej) obudowy 4, w której grzałka 3 wykonana z drutu manganinowego i bateria wykończeniowa są umieszczone na uszczelce termoizolacyjnej 5.termopary termiczne, których złącza 2 i 6 znajdują się po obu stronach uszczelki termoizolacyjnej. Grzałka 3 i złącza termopary różnicowej 2 są pokryte przewodzącą ciepło płytką miedzianą 1, która jest rzeczywistym elementem grzejnym ciepłomierza. Złącza termopary różnicowej b znajdują się pod uszczelką termoizolacyjną na korpusie czujnika. W ten sposób bateria termopar różnicowych wskazuje na obecność lub brak różnicy temperatur między obudową czujnika a elementem grzejnym. W skład zestawu ciepłomierza wchodzą dwa czujniki (rys. ): a) czujnik w postaci tarczy ze ściętymi krawędziami 1 służy do pomiaru gęstości strumieni ciepła z powierzchni płaskich. Jest połączony za pomocą urządzenia sprężynowego ("viluki”), wsuwany w specjalne rowki, za pomocą uchwytu uchwytu i przez złącze wtykowe z przewodem z urządzeniem wtórnym; b) czujnik w postaci tarczy o określonym promieniu krzywizny na dolnej płaszczyźnie 2, włożony w gumową płytkę, służy do pomiaru gęstości strumieni ciepła z powierzchni cylindrycznych. Gumowa płytka posiada na krawędziach zaczepy do mocowania czujnika do badanego obiektu. Czujnik jest podłączony przewodem do urządzenia wtórnego za pomocą złącza wtykowego. Schemat urządzenia wtórnego Schemat urządzenia wtórnego pokazano na ryc. . Do zasilania grzałki czujnika 1 zainstalowane jest źródło prądu stałego 2 - trzy baterie typu Saturn. Aby zmierzyć siłę prądu przepływającego przez grzejnik, w obwodzie tego ostatniego znajduje się miliamperomierz 3, do regulacji natężenia prądu dołączone są reostaty 4. Bateria termopar różnicowych jest podłączona bezpośrednio do zeralionometr 5. Czujnik jest podłączony do urządzenia wtórnego za pomocą złącza wtykowego 10. Na podstawie wybranych limitów pomiarowych 0 - 100 i 0 - 500 kcal/m 2 ∙h powierzchnia elementu grzejnego wynosi 6 cm2 a rezystancja grzałki 25 Ohm, granice pomiarowe miliamperomierza wynoszą odpowiednio 52,9 i 118,2 mA. Aby zapewnić te granice, wybrano dodatkowe rezystancje 6 i rezystancję bocznikową 7, biorąc pod uwagę charakterystykę miliamperomierza. Ryż. 4. Schemat urządzenia wtórnego Do zasilania i zwierania ramy Nulgaprzełącznik 8 jest zainstalowany na lwiomierzu, a przełącznik 9 służy do zmiany granic pomiaru. Pomiar gęstości strumienia ciepła Aby zmierzyć gęstość strumienia ciepła, czujnik ciepłomierza jest podłączony do urządzenia wtórnego za pomocą złącza wtykowego. Gdy przełącznik 8 znajduje się w pozycji „off”, sprawdzana jest pozycja zerowej wskazówki galwanometru i, jeśli to konieczne, jest ustawiana na „0” przez korektor. Przełącznik 9 jest ustawiony na limit pomiaru odpowiadający oczekiwanemu strumieniowi ciepła. Na płaskich powierzchniach lub powierzchniach o dużym (powyżej 2 m) promieniu krzywizny pomiar wykonywany jest płaskim czujnikiem. W tym celu czujnik za pomocą uchwytu dociska się dolną płaską częścią do mierzonej powierzchni, a przełącznik 8 ustawia się w pozycji „włączone”. Na powierzchniach o małym promieniu krzywizny (rurociągu) pomiar wykonywany jest czujnikiem z gumową płytką. W tym celu czujnik nakłada się na mierzoną powierzchnię tak, aby krzywizna dolnej części czujnika pokrywała się z krzywizną mierzonej powierzchni, a gumowa płytka jest mocno przymocowana (przymocowana) do mierzonego obiektu za pomocą uszu. ma. Przy nałożeniu czujnika na badaną nagrzaną powierzchnię, obudowa czujnika o wysokiej przewodności cieplnej przyjmuje jego temperaturę; ze względu na różnicę temperatur między obudową czujnika a grzanym elementem, na wyjściu baterii termopar różnicowych pojawia się emf. a zerowa wskazówka galwanometru odbiega od pozycji „0”. Stopniowo reostaty „z grubsza” i „dokładnie” zwiększają natężenie prądu w grzałce czujnika. Wraz ze wzrostem temperatury grzałki, a co za tym idzie styków baterii termopar różnicowych znajdujących się pod ogrzewanym elementem, zerowa igła galwanometru zaczyna zbliżać się do wartości „0”. Kiedy pgdy strzałka przechodzi przez „0”, prąd w grzałce zmniejsza się za pomocą reostatów, aż wskazówka zerowego galwanometru osiągnie stabilną pozycję zerową. Stabilną pozycję igły zerowej galwanometru można łatwiej osiągnąć, gdy powoli zostanie ona doprowadzona do „0”. W tym celu stosuje się następującą technikę: po przyłożeniu czujnika do gorącej powierzchni, przed włączeniem zasilania prądem grzejnika, zerowa igła galwanometru odchyla się w lewą pozycję. Celowo zawyżony prąd jest podawany do grzałki (skrajnie prawe położenie igły miliamperomierza), podczas gdy zerowa wskazówka galwanometru zaczyna szybko zbliżać się do „0”. Aby zmniejszyć aktualną siłę należy zacząć, aż wskaźnik przejdzie przez „0” - dla 2 - 3 działek. W praktyce cykl ustawiania strzałki na „0” (więcej ↔ mniej) powtarza się kilkakrotnie ze stopniowym zmniejszaniem zakresu regulacji. Przy stabilnym (co najmniej 1 min) położeniu zerowym wskazówki zerowej galwanometru, wartość gęstości strumienia cieplnego jest odczytywana za pomocą miliamperomierza. Równość gęstości strumieni ciepła z nagrzanego elementu czujnika i z badanej powierzchni zapewnia fakt, że przy dużej przewodności cieplnej korpusu czujnika pole temperatury wewnątrz niego jest wyrównane i w momencie wyważania temperatury korpusu (równej temperaturze badanej powierzchni) oraz temperatury nagrzewanego elementu, uszczelka izolacyjna czujnika będzie otoczona powierzchnią izotermiczną, taką samą jak cały czujnik. Czas potrzebny na jeden pomiar, określony bezwładnością korpusu czujnika i stabilnością zewnętrznych warunków wymiany ciepła, przy zastosowaniu czujnika płaskiego wynosi 3 - 8 minut, przy zastosowaniu czujnika z gumową płytką ze względu na stosunkowo niski przewodność cieplna gumy - 20 - 30 minut. W tym drugim przypadku właściwy pomiar należy rozpocząć 15-20 minut po zamontowaniu czujnika na obiekcie pomiarowym. Wielka wrażliwość obwód pomiarowy pozwala przyjąć za zerową pozycję galwanometru wahania igły w granicach 1 - 2 działek wokół zera. Malowane czujniki dostarczane z ciepłomierzem nadają się do pomiaru gęstości strumienia ciepła zarówno na izolowanych, jak i malowanych powierzchniach metalowych. Do pomiarów na błyszczących powierzchniach metalowych należy również używać sond z błyszczącą powierzchnią metalową. Konieczność wymiany baterii można ocenić po spadku prądu. Jeśli strzałka miliamperomierza nie jest ustawiona na 500 kcal/ m 2 ∙ h, baterie Saturn należy wymienić. Akcesoria do liczników ciepła 1. Do montażu czujników ciepłomierza na płaskich powierzchniach stosuje się uchwyty teleskopowe-uchwyty. Wysokość montażu (mocowania) czujnika regulowana jest poprzez zmianę długości rączki oraz jej kąta pochylenia (rys. ). 2. Czujniki wyszukiwania mocuje się do powierzchni o małym promieniu krzywizny, przypinając do nich specjalne ucha do paska (rys. ). W obecności powłoki metalowej lub azbestowo-cementowej czujnik jest mocowany poprzez przywiązanie do tych samych uszu za pomocą sznurka lub drutu. Ryż. 5. Montaż czujników ciepłomierzy na płaskiej powierzchni: 1 - czujniki; 2 - uchwyty-uchwyty 3. Połączenia Podłączenie czujników do urządzenia pomiarowego odbywa się za pomocą przedłużacza, który posiada złącza na końcach odpowiadające złączom czujnika i urządzenia wtórnego (rys. ). W przypadku instalacji na dużej wysokości przewód jest wcześniej podłączony do czujnika. Dlatego do każdego urządzenia pomiarowego należy zapewnić co najmniej 3 przedłużacze. Ryż. 6. Montaż czujnika wyszukiwania na rurociągu: 1 - rurociąg; 2 - czujnik; 3 - wierzchowce Ryż. 7. Przedłużacz ze złączami 4. Do pomiaru gęstości strumienia ciepła powyżej 500 kcal/m 2 ∙ h, obserwowane na poszczególnych elementach zespołu kotłowego, w ciepłomierz wbudowany jest dodatkowy zakres pomiarowy 0 - 1000 kcal/m 2 ∙ h oraz zastosowano oddzielny zasilacz 4 elementów” Zs-ut- 30" (rys. i). Granica pomiaru miliamperomierza w tym przypadku powinna wynosić 167 mA. Podczas pomiaru wartości strumienia ciepła właściwego stosuje się skalę 0 - 100 kcal / m 2 ∙ h ze współczynnikiem 10. Sprawdzenie przyrządu Podczas pracy ciepłomierz podlega obowiązkowej okresowej kontroli wskaźników elektrycznych w terminach określonych przez warunki pracy, ale nie rzadziej niż raz na dwa lata. Zasady przechowywania Ciepłomierz należy przechowywać w pomieszczeniu w temperaturze od 5 do 35°С i względna wilgotność powietrza nie wyższa niż 80%. W powietrzu pomieszczenia, w którym przechowywany jest ciepłomierz, nie powinno być żadnych szkodliwych zanieczyszczeń powodujących korozję. Powierzchnia ogrzewanych elementów czujników nie powinna być poddawana wpływom mechanicznym: naciskowi, tarciu, uderzeniom. Załącznik 2
|
54,81 |
55,03 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
55,26 |
55,48 |
55,71 |
55,94 |
56,16 |
56,39 |
56,61 |
56,84 |
57,06 |
57,29 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
57,52 |
57,74 |
37,97 |
58,19 |
58,42 |
58,65 |
58,87 |
59,10 |
59,32 |
59,55 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
59,77 |
60,00 |
60,23 |
60,45 |
60,68 |
60,90 |
61,13 |
61,35 |
61,58 |
61,81 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
62,03 |
62,26 |
62,48 |
62,71 |
62,93 |
63,16 |
63,39 |
63,61 |
63,84 |
64,06 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
64,29 |
64,52 |
64,74 |
64,97 |
65,19 |
65,42 |
65,64 |
65,87 |
66,10 |
66,32 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
66,55 |
66,77 |
67,00 |
67,22 |
67,45 |
67,68 |
67,90 |
68,13 |
68,35 |
68,58 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
68,81 |
69,03 |
69,26 |
69,48 |
69,71 |
69,93 |
70,16 |
70,39 |
70,61 |
70,84 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
71,06 |
71,29 |
71,51 |
71,74 |
71,97 |
72,19 |
72,42 |
72,64 |
72,87 |
73,09 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
73,32 |
73,55 |
73,77 |
74,00 |
74,22 |
74,45 |
74,68 |
74,90 |
75,13 |
75,35 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
75,58 |
75,80 |
76,03 |
76,26 |
76,48 |
76,71 |
76,93 |
77,15 |
77,38 |
77,61 |
2. Po pomiarzeR100termometr umieszcza się w termostacie z topniejącym lodem, a rezystancję termometru określa się w temperaturze 0°C (R 0 ). Rezystancja ta nie może odbiegać od wartości nominalnej 53 omów o więcej niż o ±0,1%.
Nastawienie musi mieścić się w zakresie 1,426 ÷ 0,002 * .
_____________
* Określona metoda sprawdzania termometrów rezystancyjnych jest przewidziana w GOST 6651-59 i jest szczegółowo opisana w Instrukcji 157-62 Komitetu Norm, Miar i Przyrządów Pomiarowych przy Radzie Ministrów ZSRR.
3. Wtórne urządzenie sondy temperatury jest weryfikowane za pomocą skrzynki oporowej o klasie dokładności co najmniej 0,02, która ma dekadę z setnymi częściami oma. Podczas sprawdzania należy wziąć pod uwagę, że urządzenie jest skalibrowane z rezystancją przewodów zasilającychR zewn, równy 1 om. Tabela kalibracji dla miedzianych termometrów rezystancyjnych z podziałką 23 jest podana wRóżnica temperatur między metalem rury a powietrzem, deg
0,91
0,91
0,91
0,91
0,95
0,95
0,96
0,96
1,00
1,00
1,00
8. Wasiljewa G.N. [itd.] . Wyznaczanie strat ciepła jednostek kotłowych do otoczenia ( q 5 ). « Elektrownie”, 1965, nr 2.
W procesie modernizacji (przebudowy), przy wymianie niektórych materiałów w wymurówce kotłów na inne, należy sprawdzić, jak wymiana wpłynie na utratę ciepła (q 2) przez nieekranowane konstrukcje obudowy i czy temperatury zastosowanych materiałów będą być do zaakceptowania. Straty ciepła przez mur (q 2), temperaturę powierzchni zewnętrznej oraz temperaturę w płaszczyźnie styku warstw muru można wyznaczyć z wykresu przedstawionego na ryc. Pr-2 dla stacjonarnego przepływu ciepła. Wykres podaje wartość strat ciepła przez mur oraz temperaturę zewnętrznej powierzchni muru nieosłoniętego w zależności od oporu cieplnego muru.
gdzie: S 1, S 2, S 3 - grubość poszczególnych warstw okładziny;
λ 1 , λ 2 , λ 3 - przewodność cieplna materiału tych warstw przy ich Średnia temperatura, który
pobrane zgodnie z danymi referencyjnymi z sekcji 10 ze współczynnikiem 1,2,
przepuszczalność gazów murowanych.
Temperaturę w płaszczyźnie styku warstw określa wzór:
gdzie: t 1 to temperatura powierzchni warstwy o wyższej temperaturze;
t2 jest temperaturą drugiej powierzchni w płaszczyźnie styku między warstwami;
Stosunek grubości odpowiedniej warstwy w m do jej przewodności cieplnej w W/(m⋅K) lub
kcal/(m⋅godzina⋅stopnie).
Przykład. Określ straty ciepła przez 1m 2 nieekranowanej okładziny o grubości: lekka szamot γ = 1000 kg / m 3 - 280 mm i wełna mineralna γ = 150 kg / m 3 - 50 mm przy temperaturze powierzchni wewnętrznej t 1 \u003d 1000 0 С.
Ustawiamy temperaturę w płaszczyźnie kontaktu między warstwami szamotu i wełny mineralnej t 2 \u003d 110 0 C i temperaturę zewnętrznej powierzchni ściany t 3 \u003d 70 0 C.
Średnia temperatura warstwy szamotu:
Średnia temperatura warstwy wełny mineralnej:
Współczynnik przewodności cieplnej warstwy szamotu z uwzględnieniem współczynnika przepuszczalności gazu przy t sr.sh:
λ w.r. =λ w.555 ⋅ k gaz.pr. =0,5⋅1,2=0,6 W/(m⋅K) lub 0,43⋅1,2=0,516 kcal/(m⋅h⋅g),
λ w - patrz nomogram na ryc. 10.5.
Współczynnik przewodności cieplnej warstwy wełny mineralnej przy t sr.m.v. :
λ mwr = λ mw90 = 0,128 W/(m⋅K) lub 0,11 kcal/(m⋅h⋅g),
λ w.m. – patrz nomogram na ryc. 10.8.
Odporność termiczna muru:
(m2⋅K) / W lub
(m 2 ⋅h⋅g) / kcal.
Zgodnie z nomogramem na ryc. Pr-2, temperatura ściany zewnętrznej przy R \u003d 1,02 (m 2 ⋅K) / W lub 1,19 (m 2 ⋅h⋅g) / kcal i t 1 \u003d 1000 0 С wyniesie t 3 \u003d 85 0 С i ciepło przepływu przez podszewkę q 2 \u003d 890 W / m2 lub 765 kcal / m2 ⋅ h. Temperatura w płaszczyźnie styku warstw będzie równa:
Otrzymana wartość t 2 nie odpowiada znacząco (nie zbliżona) do przyjętej. Temperaturę ustalamy w płaszczyźnie styku warstw szamotu z wełną mineralną
t 2 \u003d 440 0 С, temperatura zewnętrznej powierzchni ściany t 3 \u003d 88 0 С i przelicz ponownie. ;
λ w.r. =λ w.720 ⋅ k gaz.pr. =0,547⋅1,2=0,656 W/(m⋅K) lub 0,47⋅1,2=0,564 kcal/(m⋅h⋅g);
λ mwr = λ mw 264 = 0,14 W/(m⋅K) lub 0,12 kcal/(m⋅h⋅g);
(m2⋅K) / W lub
(m 2 ⋅h⋅g) / kcal.
Zgodnie z nomogramem na ryc. Temperatura Pr-2 zewnętrzna ściana przy R \u003d 0,936 (m 2 ⋅K) / W lub 1,09 (m 2 ⋅h⋅g) / kcal i t 1 \u003d 1000 0 C wyniesie t 3 \u003d 90 0 C i q 2 \u003d 965 W / m 2 lub 830 kcal / (m 2 ⋅ h) (strata ciepła przez nieosłonięty mur). Podajemy temperaturę w płaszczyźnie styku warstw:
Otrzymane wyniki są zbliżone do przyjętych wartości, dlatego obliczenia są poprawne.
Maksymalna temperatura aplikacji wełna mineralna wynosi 600 0 C (patrz tabela 10.46), tj. zastosowanie tych materiałów do wykładania kotła w ta sprawa właściwy.
Temperatura zewnętrznej powierzchni okładziny t 3 \u003d 90 0 C nie spełnia wymagań Normy sanitarne. Dlatego opór cieplny okładziny - wymiana R powinien być zwiększony do ~4 (m 2 ·h ·g) / kcal (patrz nomogram na rys. Pr-2). Odporność termiczną można zwiększyć, dodając dodatkową warstwę materiał termoizolacyjny, przy zastosowaniu t max nie wyższym niż 110 0 С.