РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ОТКРЫТЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ 18/35/1

РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ОТКРЫТЫЙ
ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ
18/35/1
Одобрено кафедрой
«Теплотехника и
водоснабжение на
железнодорожном транспорте»
Утверждено
деканом факультета
«Транспортные сооружения
и здания»
КОТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ И ПАРОГЕНЕРАТОРЫ
Рабочая программа
для студентов V курса
по специальности
140104 ПРОМЫШЛЕННАЯ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКА (ПТ)
РГОТУПС
2006
Программа
составлена
в
соответствии
с
Государственным
образовательным стандартом высшего профессионального образования, на
основании примерной учебной программы данной дисциплины в соответствии с
государственными требованиями к минимуму содержания и уровню подготовки
инженер промышленной теплоэнергетики по специальности 140104 (ПТ).
1.
ЦЕЛЬ ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Основной целью изучения дисциплины «Котельные установки и
парогенераторы» является овладение знаниями в области теоретических основ
горения органического топлива и его использования в процессах получения
жидких и парообразных энергоносителей (достаточно высокого температурного
уровня и давления) для теплоснабжения жилых и промышленных объектов и
для выработки электрической энергии на тепловых электростанциях.
2. ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ОСВОЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ
ДИСЦИПЛИНЫ
Изучив дисциплину, студент должен:
а) знать и уметь использовать основы теории горения, передачи теплоты,
парообразования в тепловых расчетах технических устройств, предназначенных
для генерации теплоты и пара, именуемых котельными установками (КУ);
б) овладеть знаниями технически грамотной и безопасной эксплуатации
котельных установок;
в) уметь решать инженерные задачи по реконструкции отдельных узлов,
совершенствованию оборудования, технологических процессов с целью
повышения надежности и экономичности теплоэнергоснабжения потребителей.
3. ОБЪЕМ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДЫ УЧЕБНОЙ РАБОТЫ
Курс -V
Общая трудоемкость дисциплины 220 ч
В том числе:
Аудиторные занятия: 32 ч
Лекции 20 ч
Практические занятия 4 ч
Лабораторный практикум 8 ч
Самостоятельная работа: 188 ч
Курсовой проект – 1
Тема – Тепловой расчет котельного агрегата
Зачет 1
Экзамен 1
4. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
4.1. Теплоэнергетика и ее значение в жизнедеятельности человека.
Теплогенерирующие установки и их роль в энергетическом хозяйстве страны.
Топливные ресурсы и топливный баланс.
Атомная (ядерная) энергетика и перспективы ее развития.
Энергетическое и технологическое использование топлива.
4.2. Топливо и технические расчеты процессов горения Органическое
топливо (твердое, жидкое, газообразное).
Основные
технические
характеристики
органических
топлив.
Элементарный состав, горючая, сухая и рабочая массы топлива, балласт
(влажность, зольность), воспламеняемость.
Теплота сгорания (высшая, низшая), способы ее определения, формула Д.
И. Менделеева. Условное топливо.
Теоретически необходимое количество воздуха для полного сгорания
топлива. Коэффициент избытка воздуха, его выбор при сжигании топлива в
топках котельных агрегатов.
Состав и объем газообразных продуктов сгорания топлива, энтальпия.
Материальный баланс процессов горения, основные расчетные формулы для
твердых, жидких и газообразных топлив. Составление таблиц объемов и
энтальпии (It-диаграммы) газообразных продуктов сгорания топлив, их
использование в теплотехнических расчетах.
Теоретическая, калориметрическая температуры горения топлива, метод
расчета.
Определение коэффициента избытка воздуха и объема газообразных
продуктов сгорания по результатам газового анализа.
4.3. Топочные процессы и топочные устройства.
Классификация топочных процессов и топок для сжигания топлива.
Слоевой, факельный и вихревой (циклонный) топочные процессы, их общие
характеристики. Способы сжигания твердого топлива. Топки для сжигания
твердого топлива в плотном слое. Механизация топочных процессов. Сжигание
твердого топлива в кипящем слое. Пылеприготовление и сжигание топлива в
пылеугольных топках, пылеугольные горелки. Циклонные и вихревые топки.
Сжигание жидкого и газообразного топлива. Мазутные форсунки и
комбинированные газомазутные горелки. Влияние способа смешения топлива с
воздухом на характеристику топочного факела.
4.4. Тепловой баланс котельного агрегата.
Составляющие теплового баланса котельного агрегата: q1, q2, q3,, q4,, q5,
q6, методы их определения. Расчет энергетического и эксергетического КПД
котлоагрегата и расхода топлива.
4.5. Теплообмен в элементах котла.
Теплообмен в топке и в конвективных испарительных поверхностях
нагрева котла. Конструкторский и поверочный тепловой расчет.
Интенсификация радиационного и конвективного теплообмена.
Паронагреватели паровых котлов. Назначение, конструкции, тепловой
расчет. Регулирование температуры пара.
Экономайзеры и воздухонагреватели. Назначение, конструкции, тепловой
расчет. Выбор и обоснование оптимальной температуры уходящих газов.
4.6. Гидродинамика котлов.
Гидродинамика котлов с естесственной циркуляцией; гидродинамика
прямоточных котлов. Гидродинамика котлов с многократной принудительной
циркуляцией. Обеспечение надежности циркуляции и требуемого качества
вырабатываемого пара, сепарация и промывка пара. Водный режим и продувка
котла, солевой баланс.
4.7. Общие характеристики и конструкции котлов.
Котлы с естественной циркуляцией. Энергетическиекотлы с естественной
циркуляцией и прямоточные. Водогрейные котлы. Котлы производственных
технологических систем, утилизаторы теплоты отходящих производственных
газов. Получение пара и горячей воды на АЭС и на атомных станциях
теплоснабжения (АСТ).
4.8. Каркас и обмуровка котлов.
Назначение, конструкции, тепловой расчет. Условия работы металла
котла. Абразивный износ, коррозия, загрязнение и очистка поверхностей
нагрева.
4.9. Топливное хозяйство котельных установок при использовании
твердого, жидкого и газообразного топлива.
Газоснабжение котельных установок.
4.10. Шлакозолоудаление.
Очистка газообразных продуктов сгорания от вредных примесей.
4.11. Аэродинамические характеристики котлоагрегата.
Тягодутьевые устройства. Принципы регулирования дутья и тяги. Выбор
дымососов и вентиляторов. Аэродинамика дымовой трубы.
4.12. Основные технико-экономические показатели эксплуатации
котельных установок
5. ПРИМЕРНЫЙ ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН ЛЕКЦИОННЫХ ЗАНЯТИЙ
5.1. Введение. Технические расчеты процесса горения топлива.
5.2. Тепловой баланс котельного агрегата, КПД, расход топлива.
5.3. Расчет теплообмена в топках и конвективной части испарительных
поверхностей котла.
5.4. Тепловой расчет и компоновка пароперегревателей, водяных
экономайзерах, воздухоподогревателей.
5.5. Основы аэродинамического расчета газовоздушного тракта. Выбор
тягодутьевых устройств.
6. ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ
6.1. Изучение технологической схемы и основного оборудования
котельной установки
6.2. Балансовые испытания котельного агрегата. Определение
теплопроизводительности основных составляющих теплопотерь, расхода
топлива и КПД котельного агрегата.
7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
7.1. Рекомендуемая литература
Основная литература
1. Соколов Б.А. Котельные установки. Учебник. - М.: МЭИ, 2005.
Дополнительная литература
1. А к с е н о в К.Ф. Теплогенерирующие установки промышленных
предприятий. Задание на курсовой проект с методическими указаниями для
студентов специальности ПТ, 18/3/3. - М.: РГОТУПС, 1998.
2. Тепловой расчет котельных агрегатов. (Нормативный метод). - М.:
Энергия, 1973.
3. Аэродинамический расчет котельных установок. (Нормативный метод).
- М.: Энергия, 1977.
4. Гидравлический расчет котельных агрегатов. (Нормативный метод). —
М.: Энергия, 1978.
5. С и д е л ь к о в с к и й Л.Н., Юр е н е в В.Н. Котельные установки
промышленных предприятий: Учебник для студентов ВУЗов специальности
«Промышленная теплоэнергетика» - 3-е изд. - М.: Энергоатомиздат, 1988.
6. Хз м а л я н Д.М., К а г а н Я.А. Теория горения и топочные устройства.
- М.: Энергия, 1976.
7. Бу з н и к о в Е.Ф., Р о д д а т и с К.Ф., Б е р з и н ь ш Э.Я.
Производственные и отопительные котельные. - М.: Энергоатомиздат, 1984.
8. К о в а л е в А.П., Л е л е е в Н.С., В и л е н с к и й Т.В.,
Парогенераторы. - М.: Энергоатомиздат, 1985.
9. Л и п о в Ю.М., С а м о й л о в Ю.Ф., М о д е л ь З.Г. Компоновка и
тепловой расчет парогенератора — М.: «Энергия», 1975.
10. Р о д д а т и с К.Ф., П о л т а р е ц к и й А.А. Справочник по котельным
установкам малой производительности. - М.: Энергоатомиздат, 1989.
11. А к с е н о в К.Ф. Расчет теплообмена в топках паровых котлов. - М.:
Трансжелдориздат, 1958.
12. А к с е н о в К.Ф. Номограмма для расчета теплообмена в топках
паровых котлов. - М.: ВЗИИТ, 1960.