Теплоэнергетические аппараты

     Содержание
     
Введение………………………………………………….……………
9
 Описание основных характеристик барабанных котлоагрегатов……………….…………………………………….

11
 Технологический процесс котлоагрегата БКЗ-160-100 и его описание………………………...…………………………

15
 Анализ существующей системы автоматизации……………
23
 Исследование котлоагрегата как объекта автоматизации……………………………………………………..

27
 Математические модели элементов динамической модели   парового котла………………………………..……………….

27
 Расчет теплового баланса и расхода топлива………….…....
39
 Результаты проведённого теплового, термодинамического и теплофизического расчетов…………….………………

42
 Постановка задачи автоматизации……………..…………..
44
 Разработка автоматической системы управления котлом БКЗ-160-100………………………………….……………………..

45
3.1 Разработка структуры системы автоматизации теплового режима котлоагрегата………………………………………..

45
3.2 Разработка функциональной схемы автоматизации………..
49
3.3 Выбор средств автоматизации………………………………..
50
3.4 Разработка SCADA-системы………..…….………………….
53
3.5 Экран «Основная мнемосхема»…………...…………………
56
3.6 Экран «Контроль параметров»………………………………
60
3.7 Экран «Тренд»……..………..…………………..…………….
62
3.8 Экран «Алармы»………………….………………..………….
63
3.9 Действия оператора в SCADA-системе…………………...…
63
 Экономический эффект от оптимизации технологического процесса………………………………...……………………….…

65
 Цели и задачи……….………………………………………..
65
4.2 Обоснование необходимости объекта………  ……….……..
65
4.3 Анализ рынка сбыта……………………..……………………
67
4.4 Стратегия маркетинга………….…………………………..….
67
4.5 Финансовый план……………………………..………………
68
4.6 Вывод по разделу «Экономика»…………………..…….……
76
 Безопасность жизнедеятельности………………..………………
78
5.1 Анализ условий труда сотрудников…………...……………..
78
5.2 Расчет акустического шума………………..…………………
79
5.3 Расчет мероприятий по снижению шума………….………..
81
5.4 Противопожарные мероприятия………………..……………
82
5.5 Расчет установок водяного и пенного пожаротушения…….
83
5.6 Вывод по разделу «Безопасность жизнедеятельности»…….
85
 Индивидуальное задание……………………..………………..…
86
6.1 Расчет суммарной погрешности………...……………………
86
6.2 Расчет настроек ПИД – регулятора...…………...……………
89
Заключение……………………………………………...……………..
92
Перечень сокращений……………………...………………………….
94
Список литературы……………………………………………………
95






































Введение

     На фоне других промышленных отраслей особняком по уровню автоматизации стоит теплоэнергетика. Процессы, проходящие в теплоэнергетике непрерывны. Выработка тепло и электроэнергии должна в любую секунду процесса должна соответствовать потреблению. Теплоэнергетические аппараты характеризуются механизированностью операций, а переходные процессы там протекают моментально. Тем самым это говорит о высоком развитие автоматизации в теплоэнергетической промышленности. 
        Использование автоматизации имеет огромные плюсы: 
     - сокращает количество работников, иными словами повышается производительность труда; 
        - меняется характер труда дежурного персонала; 
     - увеличивается точность контролирования параметров производимого пара; 
     - повышается безопасность труда и улучшается устойчивость системы производства; 
     - работа парогенератора становится более эффективной и экономичной.
     Автоматизация парогенераторов характеризуется автоматическим регулированием, теплотехническим контролем, дистанционным управлением, технологической защитой, технологической блокировкой и сигнализацией.
      Автоматическое регулирование дает возможность безостановочно протекать следующим манипуляциям в парогенераторе, таким как, поддержка горения, питание водой, перегрев пара и др. 
     При помощи дистанционного управления работникам того или иного предприятия предоставляется возможность запускать и приостанавливать парогенераторный процесс, а также происходит регулирование и переключение основных функций дистанционно с пульта управления.
     Самопишущие приборы, работающие автоматически, осуществляют наблюдение за оборудованием и рабочим процессом парогенератора. Приборы осуществляют безостановочную проверку и контроль всех процессов, проходящих в парогенераторном агрегате, либо они подключаются к объекту измерения обсуживающими работниками, либо при помощи вычислительной машины. Датчики теплотехнического контрольного измерения размещаются на панелях, щитах управления для удобного наблюдения и обслуживания. 
     Технологические блокировки необходимы для выполнения ряда операций в определенном порядке при запусках и остановках механизмов парогенераторной установки, и также в случае если сработает технологическая защита. Все неверные операции при работе парогенераторной установки исключаются блокировками, а также блокировки производят отключение оборудования в заданной последовательности, в случае аварии. 
     Приборы технологической сигнализации   сообщают обслуживающему
персоналу о текущей работе оборудования (включено, выключено, приостановлено), информируют о подступе параметра к опасному значению, уведомляют о появлении аварийных ситуаций в работе парогенератора и его оборудования.  
     Используются звуковые и световые сигнализации. Использование котлов должно гарантировать надежный и эффективный процесс выработки пара с необходимыми параметрами, а также безвредные условия труда для здоровья обслуживающего персонала. Законоположения, правила, нормы и указания должны непосредственно использоваться при эксплуатации котлов для достижения эффективности и надежности при выработке пара. 
     Каждая котельная установка должна иметь технологические и должностные инструкции по обслуживанию оборудования, технике безопасности, ремонту, по предотвращению аварий и другому. Технические паспорта должны быть неотъемлемой частью для начала запуска любого производственного процесса, они могут быть составлены на оборудования, оперативные и технологические схемы трубопроводов. Обслуживающий персонал обязан знать инструкции, режимные карты работы котла. А также персонал должен часто тестироваться на знание инструкций. 
     Эксплуатация котлов производится по производственным заданиям, составляемым по планам и графикам выработки пара, расхода топлива, расхода электроэнергии на собственные нужды, обязательно ведется оперативный журнал, в который заносятся распоряжения руководителя и записи дежурного персонала о работе оборудования, а также ремонтную книгу, в которую записывают сведения о замеченных дефектах и мероприятиях по их устранению. 
     Должны вестись первичная отчетность, состоящая из суточных ведомостей по работе агрегатов и записей регистрирующих приборов и вторичная отчетность, включающая обобщенные данные по котлам за определенный период. Каждому котлу присваивается свой номер, все коммуникации окрашиваются в определенный условный цвет, установленный ГОСТом. Установка котлов в помещении должна соответствовать правилам Госгортехнадзора, требованиям техники безопасности, санитарно-техническим нормам, требованиям пожарной безопасности.
   
   
   
   
   
   
   
   
   

     1 Описание основных характеристик барабанных котлоагрегатов

     Паровой котёл – это устройство, в котором для получения пара требуемых параметров используют теплоту, выделяющуюся при сгорании органического топлива. Основными элементами котла являются топка и теплообменные поверхности. Последние по протекающим в них процессам подразделяются на нагревательные, испарительные и пароперегревательные, а по способу передачи теплоты – на радиационные, конвективные и радиационно-конвективные.  К радиационным поверхностям относят экраны,фестоны, пароперегреватели, расположенные в топке.
     Радиационно-конвективными поверхностями являются ширмовые поверхности нагрева –  поверхности пароперегревателя и испарительные поверхности нагрева, расположенные за топкой. Далее по ходу дымовых газов в газоходах котла располагаются конвективные поверхности нагрева: испарительные и пароперегревательные поверхности нагрева, экономайзеры и воздухоподогреватели. Взаимное расположение топки и газоходов, в которых размещаются теплообменные поверхности нагрева, т.е. компоновка котла, определяется свойствами сжигаемого топлива, паропроизводительностью и выходными параметрами пара. 
     При сжигании мазута, природного газа, как правило, используется П-образная компоновка, при которой котёл имеет два вертикальных газохода (топочную камеру и конвективную шахту) и соединяющий их горизонтальный газоход. При сжигании твёрдых топлив данная компоновка применяется в котлах производительностью до 1000…1600 т/ч. Паровой котёл как основной элемент входит в состав котельной установки, которая включает в себя:   
     - топливный тракт –  комплекс оборудования (дробилки, бункера, питатели сырого топлива и пыли, углеразмольные мельницы, сепараторы, транспортёры и пылепроводы) для подачи и подготовки твёрдого топлива к сжиганию;  
     - пароводяной тракт, представляющий собой систему последовательно включённых элементов оборудования (экономайзер, топочные экраны и пароперегреватели), по которым перемещаются питательная вода, пароводяная смесь и перегретый пар; 
     - газовоздушный тракт, состоящий из последовательно расположенных воздушного и газового трактов.  
     Первый из них включает в себя совокупность оборудования (дутьевые вентиляторы, короба холодного и горячего воздуха, воздухоподогреватели и горелочные устройства) для забора воздуха из атмосферы и подачи его в топку котла, второй – комплекс элементов котельной установки (топка и конвективная шахта котла, золоуловители, дымососы, дымовая труба), по которым осуществляется движение продуктов сгорания до выхода в атмосферу. В котлах с естественной циркуляцией питательная вода подаётся насосом в экономайзер, а из него и в верхний барабан.  
     В процессе естественной циркуляции, возникающей в испарительных
поверхностях нагрева, образовавшаяся паровая смесь направляется в барабан, в котором происходит разделение пара и воды. Из барабана пар направляется на перегрев в пароперегреватель и затем к потребителям. При критическом давлении в котле естественная циркуляция невозможна. Это положение, а также условия надёжности циркуляции по мере повышения давления в котле определили применение котлов с естественной циркуляцией при давлении до 13,8 МПа. Котлы низкого и среднего давления преимущественно выполняют с естественной циркуляцией, что объясняется менее жёсткими требованиями к качеству питательной воды, более простой системой автоматизации процессов горения и питания и отсутствием затрат электроэнергии на осуществление движения рабочей среды в испарительной системе. 
     Наиболее широкое распространение в отечественном и зарубежном котлостроении получил П-образный профиль котла (рисунок 1.1, а, б). Вариант (рисунок 1.1 а) с двухступенчатым выполнением поверхностей экономайзера и трубчатого воздухоподогревателя (ТВП) применяется на барабанных котлах с относительно небольшой паропроизводительностью Dп<186,1 кг/с (670 т/ч) при необходимости высокого подогрева воздуха для сжигания малореакционных или сильновлажных видов топлива. С увеличением мощности парового котла (до 200 МВт и более) по своим габаритным размерам ТВП уже не умещается в опускной конвективной шахте котла, при этом требуется выполнение дополнительного газохода со значительным удорожанием производства котла. В этом случае более приемлемым оказалось использование компактного регенеративного вращающегося воздухоподогревателя (РВП) с его расположением за пределами конвективной шахты котла (рисунок 1.1 б). 
     В паровых котлах, работающих под наддувом, желательно иметь меньшие размеры более дорогих газоплотных настенных ограждений, что при П-образном профиле котла достигается смыканием топки и конвективной шахты (рисунок 1.1 в). 
   
    
   Рисунок 1.1 – Основные профили паровых котлов
   
     На рисунке 1.2 приведен характерный тип компоновки пароперегревательных поверхностей для барабанных котлов. Этот вариант характерен для котлов относительно небольшой паропроизводительности (Dп<116,6 кг/с) при давлении пара Р<13,8 МПа. Такие паровые котлы не имеют промежуточного пароперегревателя, а пароперегреватель располагается на выходе из топки и в горизонтальном газоходе.
     
     
   Рисунок 1.2 – Компоновка пароперегревателя барабанного котла, паропроизводительностью Dп<420 т/час
   
     Обозначения на рисунке 1.2: 
     1 – топочная камера,  
     2 – конвективная шахта,  
     3 – потолочный радиационный пароперегреватель,  
     ШП – ширмовый пароперегреватель, 
     ПП – промежуточный пароперегреватель,  
     КП – конвективный пароперегреватель.
   
     Экономайзеры являются конвективными змеевиковыми поверхностями нагрева с шахматным расположением труб в пакете. При горизонтальном расположении змеевиков в конвективной шахте заданный шаг труб обеспечивается опорными стойками. Последние опираются или подвешиваются (для передачи веса змеевиков) на специальные балки каркаса, расположенные в газоходе (при температуре газов не менее 600 °С), либо на собственный коллектор, находящиеся внутри газохода (рисунок 1.3 а). Вариант использования коллекторов для раздачи воды по змеевикам и одновременно для опоры (подвески) пакетов экономайзера в последних конструкциях паровых котлов находит более частое применение. В газоплотных котлах все коллекторы экономайзеров помещают внутри газохода, исключая тем самым трудности уплотнения внешних ограждений котла при выводе большого числа труб наружу.
     Как правило, змеевики размещают параллельно фронтальной (большей по размеру) стене конвективной шахты так, что по ширине фронта устанавливается два пакета экономайзера с самостоятельными параллельными потоками рабочей среды (воды) в змеевиках пакетов. 
     Экономайзер является замыкающей поверхностью в котле по тепловосприятию. Он должен воспринять теплоту от газов и снизить их температуру после выхода из пароперегревателя до необходимого значения на входе в воздухоподогреватель. При наличии в котле промежуточного пароперегревателя этот диапазон температур невелик и экономайзер имеет относительно небольшие размеры, поэтому не обеспечивает подогрева воды до кипения. Только при отсутствии промежуточного пароперегревателя и давлении пара на выходе из котла не более 10 МПа экономайзер за счет большого тепловосприятия оказывается кипящим (выдает до 20 % насыщенного пара). В прямоточных котлах докритического давления (Р=1017 МПа) для обеспечения равномерного распределения рабочей среды по трубам экранных поверхностей топки из экономайзера должна выходить вода, недогретая до температуры насыщения не менее, чем на 40 °С или на 250-285 кДж/кг. 
     В прямоточных котлах сверхкритического давления по той же причине энтальпия рабочей среды на выходе не должна превышать нижней границы зоны фазового перехода (Р <1670 кДж/кг).
     
    
    а – гладкотрубный, б – мембранный 
   Рисунок 1.3 – Варианты компоновки экономайзера
   
      Технологический процесс БКЗ-160-100 и его описание 
     В барабан котла цилиндрической формы, рассчитанный на высокое давление, постоянно поступает питательная вода, предназначенная для трансформации ее в пар. Барабан имеет систему опускных, которые находятся вне топки котла, и подъемных труб, которые находятся в топке. Получившееся в результате сжигания топлива тепло, подводится к подъемным трубам. 
     В результате подвода тепла вода в этих трубах испаряется — образуется насыщенный пар. Пар начинает подыматься по трубам, так как удельный вес пара во много раз меньше веса воды, заполняя тем самым объем барабана над уровнем питательной воды. На место испарившейся воды непрерывно поступает свежая порция через опускные необогреваемые трубы. Следовательно, через систему опускных и подъемных труб происходит непрерывная циркуляция воды и пара, возникающая вследствие разности удельных весов воды, которая называется естественной. Насыщенный пар, который поступил в барабан котлоагрегата, непрерывно отводится из него в пароперегреватель, который нагревается с помощью дальнейшего подвода тепла и превращается в перегретый пар, который подводится к турбоагрегату. Вода, тем временем, подается снова в барабан вследствие уровень питательной воды в барабане поддерживается постоянным. Из барабана насыщенный пар поступает воздух, необходимый для горения топлива, предварительно нагревается в воздухоподогревателе. 
     Обогреваемые подъемные трубы расположены вдоль стенок топочной камеры. Они обогреваются в основном за счет излучения и называются экранными поверхностями нагрева.
     Широкое распространение котельных установок экранного типа объясняется их значительными преимуществами. Т.к. высокая температура разрушает стенки топочной камеры, несмотря на то, что они всегда реализовываются из огнеупорных материалов, большей частью из огнеупорного кирпича; так же расплавленная зола от топлива оказывает разъедающее действие на огнеупорный кирпич. Наиболее удачным способом защиты является экранирование, которое предохраняет стенки топки от разрушающего воздействия высоких температур и расплавленной золы. 
     Топливо (уголь, мазут) и необходимый для его сгорания воздух подаются через форсунки в топку котла. Образовавшиеся в результате горения топлива газы выбрасываются в атмосферу. Из котла продукты сгорания выходят уже охлажденными, так как тепло, выделившееся при сгорании топлива, в своей большей части передается воде и пару. 
     Водяной подогреватель или, так называемый, экономайзер поступающей в котел воды и пароперегреватель работают по прямоточному принципу. Этот принцип заключается в том, что вода или пар через них проходят 1 раз, в отличии от экранных подогревающих труб в топке котла, где используется естественная циркуляция.
     Производство технологического процесса электрической энергии на ТЭЦ делятся на две основные стадии: сжигание топлива(окисление) в топочной камере, в итоге чего образуется пар заданного давления и температуры, и дальнейшие преобразование энергии пара в электрическую энергию в турбогенераторе. В данный момент времени барабанный котел и турбогенератор обычно плодотворно объединяются в единый агрегат, который именуется энергоблоком «котел-турбина».  
     Топливо поступает через горелочные устройства в топку (1), где его сжигают обычно факельным способом (рисунок 1.4). Для поддержания процесса горения в топку подают воздуха количестве Qв. Его нагнетают с помощью дутьевого вентилятора (ДВ) и предварительно нагревают в воздухоподогревателе (9). Вырабатывающейся в процессе горения дымовые газы Qг удаляются из топки дымососом (ДС). По пути они проходят через поверхности нагрева пароперегревателей (5), (6), водяного экономайзера (8), воздухоподогревателе (9), проходят через эмульгатор и через дымовую трубу уходят в атмосферу.
     Процесс парообразования проходит в подъемных трубах циркуляционного контура (2), экранирующих топку и снабжаемых водой из опускных труб (3). Насыщенный пар Gб из барабана (4) поступает в пароперегреватель, где нагревается до заданной температуры за счет радиации факела и конвективного обогрева топочными уходящими газами. При этом температуру перегрева пара регулируют в пароохладителе (7) с помощью впрыска воды Gвпр (рисунок 1.4). Главными регулируемыми величинами парогенератора является расход перегретого пара Gп.п, его давление и температура. Расход пара является переменной величиной, а его давление и температуру поддерживают в диапазоне допустимых отклонений, которые ограничиваются требованиями заданного режима работы турбины или другого потребителя тепловой энергии.
     
     
     Рисунок 1.4 – Регулирование котла БКЗ-160-100
     Компоновка котла выполнена по П-образной схеме. Топка расположена в первом восходящем газоходе. Во втором нисходящем газоходе расположены водяной экономайзер и воздухоподогреватель. В верхнем горизонтальном газоходе расположен пароперегреватель. 
     Барабанные котлы типа БКЗ-160-100 изготовлены Барнаульским котельным заводом. Параметры к/а БКЗ-160-100 приведены в таблице 1.1.
     
Таблица 1.1 – Параметры к/а БКЗ-160-100
Паропроизводи-тельность
Давление пара
Температура перегретого пара
Водяной объем котла
Паровой объем котла
160 т/час; 
98 Гкал/ч
114атм; 
112 кгс/см2
~520 – 540 °С
48 м3
29,5 м3

     Номинальная производительность котлов зависит от вида и качества сжигаемого топлива, его калорийности и зольности. Номинальная нагрузка для котлов БКЗ-160-100, установлена 160 т/час, согласно паспортным данным. Параметры качества пара и воды зависят от водно-химического режима питательной и котловой воды.  
     Минимальные допустимые нагрузки из условий надёжной циркуляции на котлах БКЗ-160-100 составляют 80 т/час.  
     Во избежание опрокидывания циркуляции, необходимо держать нагрузку на котлах не ниже 80 т/час. Нагрузка котельного агрегата при устойчивом горении пыли в топке котла без подсветки составляет 140 т/час. 
     Давление на выходе котлоагрегата должно быть не меньше 90 и не больше 114 атмосфер, во избежание вывода из строя турбоагрегата. 
     В качестве топлива используется Карагандинский уголь. Его характеристики приведены в таблице 1.2.

Таблица 1.2 – Параметры Карагандинского каменного угля
Калорийность, ккал/кг
Зольность, %
Влажность, %
Выход летучих фракций, %
5446
22,43
9,14
14,8

     Система пылеприготовления индивидуальная, с прямым вдуванием, с 3 углеразмольными мельницами типа МВС-125. 
     Топливо из бункеров сырого угля в мельницы подается скребковыми питателями сырого угля ПСУ-700. Пыль подается в топку через прямоточные пылегазовые горелки, установленные в углах топочной камеры.
     Горелки щелевого типа, с тангенциальной компоновкой. Пылепроводы от раздаточной перчатки мельничного вентилятора А подведены к нижним ярусам всех горелок, от раздаточной перчатки мельничного вентилятора В подведены к верхним ярусам горелок. От мельничного вентилятора Б пыль подается на средний ярус горелок.
     Параметры мельниц и питателей сырого угля приведены в таблицах 1.3, 1.4.
     
Таблица 1.3 – Параметры мельниц МВС-125
Коэффициент размолоспособности
Влажность угля, %
Мах. размер куска, мм
Полный расход энергии, кВт.час/т.т.
1,4
12
25
19,6

Таблица 1.4 – Параметры питателей сырого угля
Тип
Производительность
Длина стола
Эл. Двигатель
Мощность
Обороты
ПСУ-700/2520
0,8-2,5 т/час
2520 мм
ПБ-82
3,4 кВт
500-1500 об/мин

     Дутьевые вентиляторы ВДН (у) (таблица 1.5) изготавливаются правого и левого направлений вращения. Направление вращения рабочего колеса, по часовой стрелке определяет вентилятор правого вращения, против часовой стрелки - левого вращения, если смотреть на вентилятор со стороны привода. Вентиляторы должны допускать установку спирального корпуса с углами разворота в пределах 0°?270° через каждые 15°. Угол отсчитывается от горизонтальной плоскости. Допускается применение отдельных типов вентиляторов в технологических установках, требующих регулирования производительности, для перемещения чистого воздуха, а также в качестве дымососов на газомазутных котлах с уравновешенной тягой. Номер вентилятора — это значение, соответствующее диаметру рабочего колеса, выраженному в дециметрах. Номер вентилятора с диаметром колеса 1120 мм — ВДН(у)-11,2. 

Таблица 1.5 – Параметры двух дутьевых вентиляторов
Тип вентилятора
Производительность
Напор
Мощность
Обороты
ВДН-18 ПУ
1 ск. – 88900 м3/час; 2ск. – 115000 м3/час
1 ск. – 266 мм.вод.ст.;
2 ск. – 335 мм.вод.ст.
310 кВт
1 ск. – 740 об/мин.; 
2 ск. – 980 об/мин

     Топочная камера имеет следующий объем - 762 м3, полностью экранирована трубами 60?4 с шагом 64 мм. Площадь строительной поверхности экранов - 3450 м2. Экраны закрывают полностью все стены топочной камеры и образуют холодную воронку в нижней части камеры. 
     Топочная камера котельного агрегата оборудована 4-мя угловыми пылегазовыми горелками, расположенными по углам топочной камеры и направленными по касательной к воображаемой окружности Д = 660мм., расположенной в центре топочной камеры (рисунок 1.5). Температура факела пылегазовой горелки ~1200 оС.
     
     
Рисунок 1.5 – Угловые пылегазовые горелки

Обозначения на рисунке 1.5: 
1– пылевоздушная смесь, 
2– вторичный воздух, 
3 – топка, 
4 – горелки.
     Для растопки котла и подсветки факела во время работы котлоагрегата на угле, служат 4 газомазутные форсунки. Для обеспечения полного сгорания нужно выдерживать следующие параметров для мазута перед форсунками: 
     - давление ~19 атм; 
     - температура ~115 оС; 
     - температура факела мазутной горелки ~1300 оС. 
     Экраны топочной камеры разделены на 12 самостоятельных циркуляционных контуров по количеству блоков котла. В каждом контуре экранные трубы входят в камеры размером 273?36 мм. Камеры по воде соединяются с барабаном котла трубами 133?10 мм. Температура газов на выходе из топки 1063 °С. 
     В верхней части топки трубы заднего экрана отогнуты внутрь топочной камеры, образуя «порог», верхняя плоскость которого является продолжением наклонного пода верхнего горизонтального газохода. 
     Порог предназначен для улучшения аэродинамики газового потока на выходе из топочной камеры и частичного затемнения ширм пароперегревателя. Заэкранировав «порог», трубы заднего экрана собираются в камере, откуда пароводяная смесь по 9-ти трубам 133?10 мм, образующим фестон с поперечным шагом 810 мм направляется в барабан котла. Поверхность нагрева фестона 23,9 м. Температура газов перед фестоном 943 °С, после фестона 934 °С. 
     Котел имеет один сварной барабан с внутренним диаметром 1600 мм и толщиной стенки 88 мм из стали 22К. 
     Для получения качественного испарения применены соответствующие устройства. Первая ступень испарения (чистый отсек) расположена непосредственно в барабане котла. Солевыми отсеками служат выносные сепарационные циклоны (по два циклона на каждой стороне котла). 
     В выносную сепарационную (вторую) ступень испарения включаются средние блоки боковых стен топки, соединяющиеся с циклонами трубами 133?10 мм, а в свою очередь, циклоны соединены с барабаном котла тоже трубами 133?10 мм. Параметры дымовых газы по тракту на 2-й ступени впрыска приведены в таблице 1.6. 
     
Таблица 1.6 – Дымовые газы по тракту, 2-я ступень впрыска
Температура пара до впрыска, °С
Температура пара после впрыска, °С
Расход воды, т/ч
512
500
2,520
     
     На котле установлен радиационно-конвективный пароперегреватель с поверхностью нагрева 1838 м2. 
     Радиационная часть пароперегревателя выполнена в виде ширмовых поверхностей, расположенных в топке и трубах потолочного пароперегревателя. 
     Конвективные поверхности пароперегревателя расположены в верхнем горизонтальном газоходе котла. «Холодные» пакеты и потолочная часть пароперегревателя выполнены из труб 38?4 (Сталь 20), «горячие» пакеты пароперегревателя и ширмовый экран сделаны из труб 38?4,5 (Сталь марки 12?МФ). 
     Параметры дымовых газы по тракту на 1-й ступени впрыска приведены в таблице 1.7.
     
Таблица 1.7 – Дымовые газы по тракту, 1-я ступень впрыска
Температура пара после впрыска (на входе в ширмы), °С
Температура пара до впрыска, °С
Количество впрыскиваемой воды, т/ч
372
390
6,2
     
     Пароперегреватель имеет две ступени регулирования температуры перегретого пара. Регуляторы расположены за «холодным» пакетом горячей части пароперегревателя (вторая ступень регулятора). 
     Схема движения пара по перегревателю следующая: пар из барабана котла по 9-ти трубам 133?10 подводится к входной камере радиационного пароперегревателя, из этой камеры по 79-ти трубам перебрасывается в «холодный» пакет пароперегревателя, выполненного по прямоточной схеме, пройдя «холодный» пакет, пар снова попадает в трубы потолочного пароперегревателя и, пройдя их, попадает в выходную камеру потолочного пароперегревателя.
     Впрыск осуществляется за счет разности давлений в барабане котла и в
коллекторах впрыска 2-й ступени. 
     Конвективная шахта представляет собой опускной газоход котла с размещенными в нем экономайзерами и воздухоподогревательными поверхностями нагрева. 
     Такая конструкция дает возможность вместо установки компенсаторов между блоками конвективной шахты осуществить приварку этих блоков друг к другу. Сплошная заварка всех сочленений блоков устраняет присосы воздуха и повышает тем самым экономичность котла. 
     Тепловое расширение конвективной шахты происходит снизу-вверх, стык между верхним воздухоподогревателем и нижним водяным экономайзером осуществлен линзовым компенсатором. Температуры газов в конвективной части приведены в таблице 1.8.

Таблица 1.8 – Температура газов в конвективной шахте
Температура газов на входе, °С
Температура газов на выходе, °С
Температура воды на входе, °С
588
420
283

     Экономайзерные поверхности выполнены из труб 32?4 (сталь 20). Общая поверхность нагрева 1680 м2. Верхняя часть водяного экономайзера выполнена в виде пакета. Число труб (рядов) по ходу газов 24, шаги между трубами 75/55 мм. Поверхность нагрева верхнего. Нижний экономайзер имеет обогреваемую металлическую обшивку. За верхним экономайзером конвективная шахта разделяется на две колонки. Поверхность нижнего экономайзера 850 м2. Шаги между трубами 75/46 мм. Параметры температурного режима в части экономайзера приведены в таблице 1.9. 
     
Таблица 1.9 – Температурный режим в части экономайзера
Температура газов после экономайзера, °С
Температура воды на входе, °С
Температура воды на выходе, °С
Скорость газов, м/с
296
95
187
8,7

     Регенеративный воздухоподогреватель (РВП) нужен для подогрева воздуха, идущего в топку котла до температуры 280 °С. РВП, в отличии от трубчатых воздухоподогревателей, имеют значительно меньшие размеры и занимают меньшую площадь, а затраты металла при тех же количествах передаваемого тепла в регенеративных воздухоподогревателях меньше на 40-45%. Наличие листовой набивки ротора в РВП упрощает замену износившейся поверхности нагрева.
     РВП-54 состоит из вращающего на вертикальном валу ротора, внутри которого располагаются пакеты с нагревательными листами определенного профиля. Ротор закреплен на несущем фланце вала, который своей верхней частью закрепляется в направляющем сферическом роликоподшипнике нижней частью опирается на упорно-сферический роликоподшипник, установленный в специальном корпусе на опорной балке металлоконструкции РВП. 
     Для вращения ротора предусмотрен периферийный электромеханический привод с цевочным зацеплением. Привод сообщает ротору вращательное движение с помощью приводной звездочки, входящей в зацепление с цевочным ободом расположенном на наружной поверхности ротора. Ротор заключен в неподвижный цилиндрический корпус состоящий из двух горизонтальных крышек, связанных между собою цилиндрическим кожухом из отдельных щитов. К крышкам корпуса подсоединяются газовые и воздушные патрубки холодной и горячей стороны РВП. В патрубке имеются лазы для доступа к верхней и нижней частям ротора при ремонтах и обслуживании. 
     С целью предотвращения перетоков и присосов воздуха в газовую часть, в РВП предусмотрены периферийные и центральные кольцевые уплотнения, а в районе прохода вала через крышки - уплотнения по валу.
     Для разделения газового и воздушного потоков, предусмотрены радиальные и аксиальные уплотнения. 
     РВП устанавливается на опорных металлоконструкциях, снабженных опорной балкой, которые в свою очередь должны устанавливаться на специальные опорные фундаменты. 
     РВП имеет устройство для очистки поверхностей нагрева, обмывки и обдувки, и устройство для пожаротушения.  
     На котлы БКЗ-160-100 установлены золоулавливающие установки с горизонтальными прямоугольными входными патрубками. Эмульгатор состоит из шести стеклопластиковых кассет единичной производительности 50000 м3/ч и объединенных в единый корпус. Кассета представляет собой ряд трубчатых элементов, размещенных между двумя трубными досками. Каждая кассета состоит из 144 труб внутренним диаметром 125 мм.  
     В нижней части труб размещены лопаточные завихрители, а выше – инициаторы эмульгирования, кольцевые диафрагмы.  
     Угольная пыль, сгорая в топке котла, образует шлак и золу. Крупные фракции шлака и золы выпадают в шлаковый комод холодной воронки котла. В шлаковом комоде шлак и зола смачиваются смывной водой. Шлак и зола из комода удаляется шнековым устройством в канал гидрозолоудаления (ГЗУ). 
     Запыленные дымовые газы от котла проходят через входной патрубок в нижнюю часть каждого корпуса и входят в завихритель, где происходит их закрутка. Следом, орошающая вода подается по распределительным трубкам орошения в каждую ячейку. При взаимодействии воды и завихренных газов образуется, происходит образование пенного вращающегося слоя, который накапливается под лопатками. Отработанная жидкость сливается через лопаточные аппараты завихрителей в золосмывной аппарат, через который поступает в канал ГЗУ.
     «Подвешенный» в трубе эмульсионный слой с высокой эффективностью улавливает золу. На верхней   границе столба эмульгированной жидкости происходит разделение фаз: очищенный газ под действием разряжения проходит через каплеуловитель и выбрасывается в атмосферу, а жидкость с уловленными золовыми частицами, под действием сил тяжести, через гидрозатвор удаляется в канал ГЗУ. По результатам испытания КПД золоулавливания 87%. 
     Центробежные дымососы Д-18?2 (двустороннее всасывание) предназначены для удаления дымовых газов из топок котлов разных типов. Максимально допустимая температура газа на входе в машину не должна превышать +250°С.  Параметры дымососов приведены в таблице 1.10. 
     Основные узлы, которые имеет двусторонний дымосос Д18?2: рабочее колесо, ходовая часть, улитка, правый и левый всасывающие карманы, правые и левые жалюзийные решетки с общим приводом. Ходовая часть дымососа Д18?2 состоит из вала, двух радиальных сферических роликоподшипников, двух разъемных корпусов подшипников, правого и левого узла уплотнения, упругой втулочно-пальциевой муфты, которая соединяет вал дымососа с валом электродвигателя. В зависимости от расположения входных патрубков всасывающих карманов и нагнетательного патрубка улитки дымососы Д18?2 могут быть нескольких исполнений. 
     Дымососы Д18?2 бывают правого и левого вращения, при левом вращении рабочее колесо вращается против часовой стрелки, если смотреть со стороны электродвигателя, при правом – почасовой стрелке. Улитка дымососов Д18?2 изготавливается с углом разворота от 0 до 270°, с шагом в 15°.

Таблица 1.10 – Параметры двух дымососов Д-18?2
Тип
Производительность, м3/час
Полное давление, Па
Мощность, кВт
Обороты, об/мин
Д-18?2
180
3300
315
750

 Анализ существующей системы автоматизации
     Поверочный расчёт выполняют для существующих парогенераторов. По имеющимся конструктивным характеристикам при заданной нагрузке и топливе определяют температуры воды, пара, воздуха и продуктов сгорания на границах между поверхностями нагрева, К.П.Д. агрегата, расход топлива. В результате поверочного расчета получают исходные данные, необходимые для выбора вспомогательного оборудования и выполнения гидравлических, аэродинамических .......................