Отчет по преддипломной практике на эстакаде «Кабинета судовых энергетических установок»

Термометры, расходомеры и весы конденсата имеют выводы от своих датчиков на персональный компьютер, где они вносятся в журнал через установленный промежуток времени. Это позволяет точно прослеживать процессы в переходных режимах котла и другого оборудования стенда.

Стенд может работать в различных режимах:

1. Работа котла 1 на калорифер 2;
2. Работа котла 1 на подогреватель 3 при подаче подогретой воды  в верхний бак 4;
3. Работа котла 1 на калорифер 2 из бака 5 в бак 4, что обеспечит постоянство температуры воды, входящей в котёл.
4. Работа котла 1 из бака 5 в бак 4, что обеспечит постоянство температуры воды, входящей в котёл и подогрев её в баке 4..

Первый и третий режимы позволяют проводить работы без использования воды из системы холодного водоснабжения.

Рисунок 1. Схема стенда. 1 – котёл, 2 – калорифер, 3 – подогреватель воды, 4 – верхний бак, 5 – нижний бак, 6 – циркуляционный насос; 7 – конденсационный горшок, 8 – весы, 9 – расходомер продуктов сгорания, 10 – расходомер подогретого воздуха, 11 –вентилятор калорифера, 12 – расширительный бачок, 13 – счётчик подачи газа, 14 – счётчик воды, 15 – термометры, 16 – клапаны, 17 – мерный бак конденсата.

 

2.3 Технические характеристики оборудования стенда

Основными составляющими стенда является:

Водогрейный котёл (см. рисунок 2 и 3) мощностью 15кВт с автоматизированной газовой горелкой LogatopnGE1/40HF-0022 с расходом сжиженного газа 0,75м3/ч;

Калорифер на базе КСк;

Водяной подогреватель;

Система трубопроводов с арматурой и двумя баками - аккумуляторами.

Газовый конденсационный котел является «мобильным». Автоматика горелки конденсационного котла позволяет плавно контролировать тепловую мощность в диапазоне от 19 до 100% с поддержанием оптимальной температуры как для «конденсационного» режима работы котла, так и при отсутствии конденсации водяных паров в уходящих продуктах сгорания.

Проще для стенда использовать готовый котёл, имеющийся в продаже, но для проведения лабораторных работ, связанных с тепловым расчётом отдельных поверхностей нагрева, необходим иметь котёл с простыми поверхностями (трубный пучок с постоянным шагом и постоянным свободным сечением), которые легко бы вписывались в концепцию расчёта.

 

 

Рисунок 3. Водогрейный котёл. Вид спереди

 

Общая характеристика котла:

Поверхность нагрева конвективного пучка:

Fкп = Z nπd L=50·6·π·0,008·0,096=1,224м2.

Внутренний водяной объём котла:

Vвод=129л.

Объём топки:

Vт =0,0316м3.

Лучевоспринимающая поверхность топки:

Нтл= 0,646м2.

Тепловое напряжение топки:

qт= 473кВт/м3.

 

Газовые горелки (см. рисунок 3) применяются для котлов Buderus Logatop мощностью 15,5-315 кВт

Одно- и двухступенчатые газовые горелки подходят для всех типов отопительных стальных и чугунных котлов, выводя их на максимальную мощность. Каждая горелка проходит огневые испытания на стенде, готова к эксплуатации благодаря заводской настройке на определенную мощность и имеет сертифицированные показатели горения по EN 303 часть 1 и 2, DIN 4751, DIN 4755.

Конструкция горелки для котлов позволяет быстро производить настройки во всем диапазоне мощности.

Электронное управление с функцией диагностики.

Легкий доступ к узлам горелки для облегчения сервисных и наладочных работ. Все электрические элементы имеют штекерные соединения и готовы к подключению.

 

Рисунок 3. Автоматизированная газовая горелка LogatopnGE1/40HF-0022.

 

Технические характеристики и электроподключения: 

Подключение к электросети:      230 V, 50 Гц

Параметры подключения:       ок. 160 Вт

Мощность двигателя:        70 Вт

Вес:          ок. 13 кг.

Газ( виды):       Природн.- Сжиж. газ

Номер испытанного образца:    CE-0085AQ0916

 

 

Таблица 1- Основные параметры и настройки для сжиженного газа.

Параметры настройки сжиженный газ H ориентировочные параметры:

Теплотворная способность газа (HU):  25,89 кВтч/м³:  CO2:  11,5 Vol.%:  

Необходимое давление газа: 50 мбар(номинал), максимум 70 мбар.

Строки выделенные серым:  Заводские настройки горелки.

*  Воздухозаборник без направляющего элемента при мощности <24кВт.

 

Калорифер КСк  –  оребренный водяной теплообменник, предназначенный для нагревания наружного приточного и рециркуляционного воздуха в системах вентиляции и воздушного отопления в холодный и переходный периоды года.   
В качестве греющей среды выступает высокотемпературная горячая или перегретая вода по ГОСТ 27330 - t на подаче от 70°С до 180°С. Рабочее давление до 1,2 МПа (12 кгс/см²). 

Производство калориферов биметаллических КСк осуществляется согласно техническим характеристикам и требованиям ТУ 4863-001-55613706-2011 с проведением обязательных приемо-сдаточных испытаний и проверки на герметичность и прочность. Категория размещения 3 по ГОСТ 15150 в условиях умеренного (У) и холодного (ХЛ) климата. 

Рисунок 4. Калорифер КСк    

Водяной калорифер КСк представляет собой воздухонагревательный модуль, состоящий из нескольких рядов оребренных труб. В таблице 2 и 3 приведены основные параметры и технические характеристики данного калорифера. 

Таблица 2 – Основные параметры калорифера КСк.

Наименование  параметра	Значение
Температура воды на входе		150°С
Температура воды на выходе		70°С
Температура воздуха на входе		минус 20°С
Массовая скорость воздуха в набегающем потоке		3,6 кг/м2
Теплоноситель -  горячая или перегретая вода с параметрами:
- рабочее давление, не более		1,2 Мпа
- температура, не более		180°С
Показатели надежности:
- средний срок службы, год, не  менее		8
- полный установленный ресурс, ч, не  менее		16000
- установленная безотказная наработка, ч, не менее		10000

 

 

Таблица 3 - Технические характеристики калорифера КСк 3-6.

Наименование		Производительность по воздуху, м3/ч /по теплу, кВт	Площадь поверхности тепло-обмена, м2	Площадь фрон-тального сечения, м2	Площадь сечения для прохода тепло-носителя, м2	Масса, кг
Калорифер КСК 3-6		2500 / 50,7	13,8	0,267	0,000846	34

 

Кожухотрубный подогреватель ВВП (водо-водяной)

Секционный водоводяной подогреватель ВВП — кожухотрубный теплообменник, достаточно широко применимый в отопительных системах и ГВС общественных и производственных объектов. (см. рисунок 5 и 6). В роли теплоносителя используется горячая вода теплосети или теплоносители других централизованных источников. Передача тепла осуществляется при контакте нагревающей воды во межтрубном пространстве теплообменника ВВП с нагреваемой водой, проходящей по трубам. 
Подогреватели ВВП достаточно популярны и среди множества промышленных отраслей, часто используются не только для подогрева, но и для охлаждении или конденсации газовых смесей и аналогичных процессов. Технические характеристики подогревателя ВВП представлены в таблице 4.

Основной компонент в составе теплообменника вода-вода ВВП — это кожухотрубные секции, объединенные в блоки требуемой теплопроизводительности. Соединительными элементами в данном случае выступают так называемые «калачи». Сами секции состоят из углеродисто-стальных труб, соединенных друг с другом штуцерами. Соединение кожухотрубного подогревателя и трубопровода осуществляется при использовании переходных патрубков.

Производство, транспортировка и сборка на объекте кожухотрубчатых теплообменников значительно облегчается за счет их разъемного секционного исполнения. Требуемое число негабаритных однотипных секций собираются в полноценную систему с нужными температурными параметрами, нужной теплообменной площади и прочими характеристиками.

 

Таблица 4 - Технические характеристики подогревателей ВВП

Показатель	Корпус (межтрубное пространство)	Трубное пространство
Расчетное давление воды, МПа (кгс/см²)	1,0 (10)
Рабочее давление воды, МПа (кгс/см²)	1,0 (10)
Пробное гидравлическое давление, Мпа (кгс/см²)	1,3 (13)
Расчетная температура, ºC	200
Рабочая температура греющей воды, ºC, не более	150
Максимальный перепад температур нагреваемой и греющей стороны, ºC, не более	45
Расчетное число циклов нагружения, не более	1000
Назначенный (расчетный) срок службы, лет	15

 

Рисунок 5. Водоводняной подогреватель ВВП.    

 

 

Рисунок 6. Блок опорных перегородок водоводяного подогревателя ВВП

 

Водоводяные подогреватели секционные составляются из секций кожухотрубных теплообменников ПВВ (ПВ, ВВП), соединённых в блоки посредством калачей, фланцев и переходов. Количество блоков определяется параметрами требуемой теплопроизводительности. Каждая секция представляет собой неразборный бойлер, который состоит из корпуса, теплообменика и трубной доски.

Корпусом подогревателей водоводяных систем теплоснабжения с трубкой из латуни служит труба, изготовленная из углеродистой стали, бесшовная или прямошовная.

Циркуляционный насос. Предназначен для циркуляции жидкости по системе отопления. В отличие от систем с естественной циркуляцией, позволяет устанавливать котёл в любой точке системы, а не только в самой нижней. К тому же с его помощью перераспределение температуры происходит гораздо быстрее.

Расширительный бак. Предназначен для компенсации расширения жидкости в системе при её нагреве. Для закрытой (полностью герметичной) системы отопления используются закрытые баки, которые находятся или в корпусе котла, или неподалёку от него. Открытые, связанные с атмосферой баки ставят в верхней точке гидросистемы и только в системах с естественной циркуляцией.

Гидравлический модуль. Обычно включает в себя элементы группы безопасности, термометры, циркуляционный насос, трёхходовый клапан и иную арматуру, собранную вместе и готовую к быстрому подключению к котлу и контурам систем отопления и ГВС. Элемент необязательный, но удобный с точки зрения сборки системы. Поставляется в теплоизолированном корпусе, крепится на стену. Сам по себе необязателен, все элементы можно собрать и по отдельности, но его использование упрощает монтаж.

Органы управления. Блок с устройствами для регулирования температуры в последнее время практически всегда представляет собой сложную электронную схему управления котлом и горелкой, связанную с соответствующими элементами и датчиками, с ЖК-дисплеем. Даже если котёл не используется, но подключён, электроника берёт на себя все основные обязанности по поддержанию его работоспособности: обеспечивает защиту от замерзания, (подогрев системы отопления, если температура котловой воды упала ниже 5 °C), защиту циркуляционного насоса и трёхходового клапана (периодическое включение, чтобы не «закисли»), отключение при аварийных ситуациях. В простом случае блок управления поддерживает заданную температуру. При установке соответствующих датчиков и приборов он работает в погодозависимом режиме, с усложнением схемы может быть запрограммирован на различные режимы работы, каскадное подключение и управление различными элементами системы и т. д.

 

2.4 Предполагаемый план размещения стенда

Месторасположение стенда: корпус   «В» , эстакада  «Кабинета судовых энергетических установок» Мурманского государственного технического университета, адрес: г.Мурманск, ул. Спортивная д.

Электропитание стенда: от общей сети переменного тока напряжением (220 ± 22) В, частотой 50 Гц

На рисунке 7 представлен план размещения стенда, где показано следующее оборудование: 1- котел; 2-калорифер (КСк); 3-подогреватель (ВВП); 4-верхний бак с водой; 5-нижний бак с водой; 6-циркуляционный насос; 7-мерный бак конденсата; 8-расширительный бачок; 9-расходомер подогретой воды; 10- вентилятор калорифера; 11- газовая горелка; 12-дымосос; 13-электродвигатель; 14-пульт управления

Рисунок 7. План размещения стенда.

 

Заключение

В результате преддипломной практики мной обоснована возможность создания учебного стенда бытового конденсационного газового водогрейного котла  в «Кабинете судовых энергетических установок» Мурманского государственного технического университета. Материалы полученные на практике будут использованы в выпускной квалификационной работе. Доказано, что создание учебного стенда позволит  расширить лабораторную базу кафедры Энергетики и транспорта, тем самым повысив эффективность подготовки специалистов для работы в проектных, эксплуатирующих, монтажных и других организациях, а также переподготовки персонала, способного монтировать и эксплуатировать теплоэнергетическое оборудование. Лабораторные работы, проводимые на данном стенде, знакомят будущих энергетиков-теплотехников с современным отопительным оборудованием, дают  возможность выполнять исследования характеристик работы при различных параметрах, проводить анализ результатов  экспериментальных данных, а также выполнять различные научные работы, совершенствовать управление энергоустановками.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список используемой литературы

1 Инструкция по пуску в эксплуатацию  и техническому обслуживанию  «Вентиляторные горелки на газовом  топливе Logatop GE 1H», 2011. – 28 с.

2 Калориферы КСк. Производство, технические характеристики калориферов КСк2 КСк3 КСк4 [Электронный ресурс] : сайт  предприятия-изготовителя отопительного оборудования Т.С.Т.- Режим доступа: http://zao-tst.ru/kalorifery-ksk.html. - Дата обращения: 10.02.2015.

3 Водоводяные подогреватели ВВП (кожухотрубные теплообменники) [Электронный ресурс] : сайт  продажи отопительного  и вентиляционного оборудования - Режим доступа: http://ventorg.com/heat-exchange-equipment/water-water-heater - Дата обращения: 10.02.2015.

4 Подключение газового котла. Ликбез. Классификация котлов, устройство котла, выбор мощности, контуры отопления и ГВС, удаление продуктов сгорания // журнал «Потребитель. Всё для стройки и ремонта» . -  2012 - №4. – с.35 -39