Proiectarea Cazanului

Tema de proiect propune efectuarea calculului de verificare a unui cazan folosind drept combustibil pacura, cazan cu circulatie naturala care sa asigure un debit de abur minim de 420 t/h, cu o presiune p=140 bar, si temperatura de 540 0C.

Cazanul cu circulatie naturala este amplasat in cadrul platformei Sidex este conceputa sa functioneze cu gaze combustibile reziduale de la combinatii anume: gaz de cocs si gaz de furnal. Intrucat aceste 2 gaze combustibile sunt asigurate in debite puternic variabile de la 0.....40000 [m3N/h], gaz de furnal, respectiv 7000 [m3N/h] gaz de cocs, pentru completarea combustibilului necesar asigurarii sarcinii impuse a cazanului se poate folosi gaz natural si in lipsa acestuia pacura. Arderea pacurii nu trebuie sa se faca impreuna cu gazul de furnal din cauza conditiilor nefavorabile de ardere, datorita caldurii mici de ardere se foloseste un debit mare de gaz de furnal, deci in cazan va exista un volum mare de gaz de furnal. Particulele de pacura pulverizate nu se vor amesteca uniform in volumul de gaz, arderea va fi incompleta si o parte din picaturile de pacura vor fi antrenate de gazele arse si se vor depune pe suprafetele schimbatoare de caldura, mai ales la preincalzitoarele regenerative de aer. Pacura depusa impreuna cu funinginea infundata in schimbatorul de caldura va conduce la cresterea gazelor arse, iar pacura va fi gata sa se autoaprinda. Aceasta da nastere la explozii care duc la arderea structurii metalice a schimbatoarelor de caldura si a structurii de rezistenta a cazanului.

Cazanul este destinat producerii aburului de inalta presiune prin arderea gazului natural, a pacurii, a gazului de furnal si de cocs sau a amestecului de gaze naturale, gaz de furnal, gaz de cocs. El functioneaza pe principiul circulatiei naturale a apei si a aburului (tambur superior) prin sistemul fierbator si prin supraincalzitor.

I. 1. Solutia constructiva pentru cazan

Agregatul de cazan are forma literei  si e compus din camera focarului constituind drumul de gaze ascendente si putul convectiv impartit in 2 canale de gaze, constituind drumul de gaze descendent, prescurtat tirajul I, respectiv tirajul II. Drumul orizontal de trecere intre camera focarului si putul convectiv, practic nu exista.

La partea superioara a focarului si a putului convectiv, constituind plafonul acestora, este amplasat supraincalzitorul plafon, la mijlocul acestuia si perpendicular pe el primind printre tevile sale supraincalzitorul paravan de semiradiatie.

Camera focarului are forma prismatica cu dimensiunile in plan orizontal de 6136 x 14200 mm si e impartit in 2 semifocare de un ecran fierbator intermediar. Volumul camerii focarului este de 1770 mc, incarcarea termica specifica a focarului este de 156.103 kcal/h.mc la arderea pacurii.

Peretii laterali si din spate ai focarului sunt ecranati cu tevi fierbatoare cu diam  60 x 6 (material STAS 20) cu pasul 64 mm.

Ecranele in partea superioara au panta spre mijlocul focarului cu un unghi de 150 cu orizontala folosind vatra rece.

Pentru a asigura o buna circulatie cu tevile ecranelor laterale, portiunea inclinata a acestor ecrane este acoperita cu o masa de samot pe baza de comit IIxM-1.

Peretele frontal este ecranat cu supraincalzitorul de radiatie. Pentru asigurarea unei circulatii stabile toate ecranele sunt sectionate in panouri.

Ecranul fierbator din spate are 6 panouri cu cate 35 tevi. Ecranele laterale au 3 panouri, fiecare compuse din 32 tevi. Ecranul intermediar, executat tot din din tevi  60 x 6 (material STAL 20), cu pasul 64 mm este compus din 3 panouri, in cel frontal si din spate fiind cate 32 tevi, iar cel din mijloc 29 tevi.

Pentru egalizarea presiunii in cel doua camere ale focarului, in ecranul intermediar sunt practicate ferestre.

Pentru ca tevile paravanelor sa fie mai bine spalate de gazele de ardere, ecranul din spate are in partea superioara o proeminenta deplasata cu 1400 mm fata de verticala. Acest prag este format din toate tevile ecranului, 10 tevi din fiecare panou fiind drepte fara prag de focar. Tevile verticale sunt pentru sustinere, ele nu sunt incalzite, totusi pentru o mai buna racire, ele sunt strangulate avand in interior  10 mm.

Ecranarea completa a camerei focarului cu tevi fierbatoare sau tevile supraincalzite de radiatie permit transmiterea caldurii degajate prin arderea pentru vaporizarea si respectiv supraincalzirea aburului si prin aceasta se ajunge la solicitarea termica redusa a captuselii refractare si ceea ce este mai important, se reduc mult pierderile de caldura spre exterior.

Deasupra focarului, in exteriorul acestuia se gaseste un spatiu mort. In acest loc s-a amplasat tamburul cazanului. cu tevile de legatura spre colectoarele sistemului fiebator, colectoarele supraincalzitorului paravan, condensatorii pentru apa de injectie pentru reglarea temperaturii aburului supraincalzitorului, realizandu-se protejarea lor impotriva actiunilor corozive ale gazelor de ardere.

In putul convectiv sunt amplasate succesiv in ordinea sensului de curgere a gazelor de ardere, urmatoarele suprafete de schimb de caldura:

a) supraincalzitorul convectiv;

b) preincalzitoare de apa (economizorul).