Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  

Загрузка...

Контрольно-курсовая работа История развития паровых котлов - файл 1.doc


Контрольно-курсовая работа История развития паровых котлов
скачать (69.5 kb.)

Доступные файлы (1):

1.doc70kb.16.11.2011 07:24скачать

содержание

1.doc

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Тульский государственный университет


Кафедра «Инструментальные и метрологические системы»


История и методология науки и техники


Контрольно-курсовая работа

на тему:

«История развития паровых котлов»


Выполнил:


Проверил:

д.т.н., проф. Протасьев В.Б.


Тула 2007

Содержание


Введение 3

История развития паровых котлов 4

Заключение 9

Список литературы 10

Введение


Основным объектом исследования моей магистерской диссертации является водяной пар, поставляемый с Первомайской ТЭЦ на «Щекиноазот». Для выработки пара на Первомайской ТЭЦ, как и на большинстве аналогичных предприятий, применяются паровые котлы. По этому в данной контрольно-курсовой работе я решил проанализировать историю появления и развития именно паровых котлов.

Паровой котел – это устройство, имеющее топку, обогреваемое газообразными продуктами сжигаемого в топке органического топлива и предназначенное для получения пара с давлением выше атмосферного, используемого вне самого устройства. Рабочим телом большинства паровых котлов является вода.

Котлы выпускаются различными по типу, паропроизводительности и параметрам производимого пара.

В основу анализа, проводимого в рамках данной контрольно-курсовой работы, положено развитие котлов по типу.

Паропроизводительность является главной характеристикой котла и выражается в тоннах в час.

Основные параметры пара, производимого котлом: давление и температура – поэтому требования безопасности являются определяющими при производстве, испытаниях и эксплуатации паровых котлов.

^ История развития паровых котлов


Задача: проанализировать основные исторические этапы создания и развития паровых котлов.

Разделим решение задачи на следующие этапы:

  1. изучение технической стороны задачи;

  2. выявление совокупности решаемых вопросов;

  3. составление морфологической матрицы.


1 этап

На первом этапе наиболее важными вопросами оказались следующие:

  1. что из себя представляли первые паровые котлы;

  2. по каким основным направлениям шло развитие паровых котлов;

  3. как обеспечивается безопасность эксплуатации паровых котлов.


2 этап

Изучая ближайший аналог, удалось выявить основные семь факторов:

  1. 1601г. – первое упоминание о паровом котле, как о парогенераторе, отделенном от топки, в работах Дж. дела Порта;

  2. 1680г. – Д. Папен предложил конструкцию цилиндрического парового котла;

  3. начало XIXв. – начат выпуск секционных горизонтально-водотрубных паровых котлов;

  4. 1893г. – В.Г. Шухов создал камерный горизонтально-водотрубный паровой котел;

  5. начало XXв. – начат выпуск вертикально-водотрубных паровых котлов с прямыми трубами;

  6. 20-е гг. XXв. – начат выпуск вертикально-водотрубных паровых котлов с изогнутыми трубами;

  7. 30-е гг. XXв. – начат выпуск экранированных паровых котлов.

3 этап

Разрабатываем матрицу взаимосвязей М(F1×F1).


Морфологическая матрица

п/п

Анализируемые факторы

1

2

3

4

5

6

7

1

1601г. – первое упоминание о паровом котле в работах Дж. дела Порта

×

3

3

3

3

3

3

2

1680г. – Д. Папен предложил конструкцию цилиндрического парового котла




×

6

6

6

6

3

3

начало XIXв. – начат выпуск секционных горизонтально-водотрубных паровых котлов







×

9

9

9

3

4

1893г. – В.Г. Шухов создал камерный горизонтально-водотрубный паровой котел










×

9

9

3

5

начало XXв. – начат выпуск вертикально-водотрубных паровых котлов с прямыми трубами













×

9

3

6

20-е гг. XXв. – начат выпуск вертикально-водотрубных паровых котлов с изогнутыми трубами
















×

3

7

30-е гг. XXв. – начат выпуск экранированных паровых котлов



















×


9 – сильная связь

6 – средняя связь

3 – слабая связь

Раскрываем связи.


^ 1-2, 1-3, 1-4, 1-5, 1-6, 1-7 – слабые связи (3).

Общим в связях фактора 1 с остальными факторами является лишь сама идея использования парового котла, как парогенератора, отделенного от топки.

Ранние конструкции паровых котлов принципиально отличаются по форме и устройству от более поздних (начиная с котла Папена). Первые паровые котлы по форме напоминали шар или котлы для варки пищи.


^ 2-3, 2-4, 2-5, 2-6 – средние связи (6).

Общим в связях фактора 2 с факторами 3, 4, 5, 6 является сам принцип устройства парового котла.

Естественно, котлы, соответствующие факторам 3, 4, 5, 6, более сложные по конструкции, но в них также как и в котле, предложенном Папеном, имеются такие основные элементы, как барабан и трубы.

Паровой котел Папена имеет барабан цилиндрической формы и одну трубу, а паровые котлы, соответствующие факторам 3, 4, 5, 6, – барабаны более сложных форм и несколько труб, поэтому конвективная поверхность нагрева у этих котлов больше, а соответственно больше и паропроизводительность. Т.е. повышение паропроизводительности водотрубных паровых котлов шло путем увеличения числа цилиндров, составляющих котел, сначала до 3-9 относительно больших диаметров (батарейные котлы), а затем до десятков и сотен цилиндров небольших диаметров, превратившихся в кипятильные трубы.


^ 2-7, 3-7, 4-7, 5-7, 6-7 – слабые связи (3).

Слабая связь факторов 2, 3, 4, 5, 6 с фактором 7 объясняется большой разницей в конструкциях и работе котлов.

Экранированный паровой котел отличается наличием развитой экранной поверхности нагрева. Такие котлы выполняют с камерной топкой, так что твердое топливо в них можно сжигать только в пылевидном состоянии. В сильно развитых топочных экранах таких котлов испаряется фактически вся вода, вследствие чего отпадает необходимость иметь развитую конвективную испарительную поверхность нагрева, характерную для вертикально-водотрубных котлов.

Первоначально экраны закрывали только часть стен и предназначались для защиты обмуровки от непосредственного воздействия пламени. Постепенно экраны стали закрывать все большую часть стен топок, а современные котлы имеют полностью экранированные топки.

Экранированные котлы имеют гораздо большую паропроизводительность, чем вертикально-водотрубные котлы.


^ 3-4 – сильная связь (9).

Секционный горизонтально-водотрубный котел и камерный котел Шухова имеют очень похожие конструкции, поэтому связь фактора 3 с фактором 4 – сильная.

Оба этих котла имеют продольный барабан и горизонтально расположенные трубы. В секционном котле барабан разделен на несколько секций, в которые ввальцовывается по одному ряду труб, расположенных с наклоном в 10-12° к горизонту. Котел Шухова, помимо продольного барабана, состоит из трубчатых батарей, представляющих собой 2 пучка труб, ввальцованных в плоские стенки коротких цилиндрических камер.

Секционный котел имеет большую паропроизводительность, чем котел Шухова. Но конструкцией котла Шухова была разрешена задача унификации отдельных элементов и их размеров.


^ 3-5, 3-6, 4-5, 4-6 – сильные связи (9).

Связи факторов 3 и 4 с факторами 5 и 6 – сильные, потому что котлы, соответствующие этим факторам, имеют схожие конструкции.

Отличие состоит в том, что в котлах, соответствующих факторам 3, 4, трубы расположены горизонтально, а у котлов, соответствующих факторам 5, 6 – вертикально. Однако, вертикально-водотрубные котлы имеют большую паропроизводительность, чем горизонтально-водотрубные.


^ 5-6 – сильная связь (9).

Связь фактора 5 с фактором 6 – сильная, т.к. котлы, соответствующие этим факторам, отличаются лишь тем, что первого – трубы прямые, а у второго – изогнутые.

Котлы с изогнутыми трубами более надежные и имеют большую паропроизводительность, чем котлы с прямыми трубами.

Заключение


В ходе данной контрольно-курсовой работы были рассмотрены основные этапы развития паровых котлов. Видим, что паровые котлы развивались, прежде всего, в направлении увеличения паропроизводительности, что обосновывается ростом производства и численности населения, а как следствие большими потребностями в тепловой и электрической энергии.

Первоначально развитие конструкций паровых котлов шло в сторону увеличения конвективной испарительной поверхности нагрева, однако достичь действительно большой паропроизводительности удалось лишь с использованием экранной поверхности нагрева.

Выбор типа парового котла для того или иного производства определяется многими взаимодействующими факторами. При переходе к паропроизводительности, превышающей 20 т/ч, тип котла резко изменяется в связи с преимущественным переходом от слоевого способа сжигания топлива к пылевидному. Возникающая при этом необходимость создания развитых топочных экранов приводит к появлению котлов среднего и высокого давления экранированного типа. Усложнение и удорожание изготовления барабана, вызываемые повышением паропроизводительности и давления пара, приводят к тому, что эти котлы имеют только один барабан.

В целях обеспечения безопасности эксплуатации барабаны котлов среднего и высокого или изготавливаются с более толстыми стенками, или меньшего диаметра, чем в котлах низкого давления.

^ Список литературы


  1. Зах Р.Г. Котельные установки: учебник для ВУЗов / Р.Г. Зах. – М.: Энергия, 1968г. – 352с.: ил.

  2. Щеголев М.М. Котельные установки: учебник для ВУЗов / М.М. Щеголев, Ю.Л. Гусев, М.С. Иванова. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Стройиздат, 1972г. – 384с.: ил.

  3. Антонов А.Я. Прямоточный котел / А.Я. Антонов // Большая Советская энциклопедия. В 30 т. Т. 21. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Советская энциклопедия, 1975г. – С. 178-179.

  4. Холодовский Г.Е. Паровой котел / Г.Е. Холодовский // Большая Советская энциклопедия. В 30 т. Т. 19. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Советская энциклопедия, 1975г. – С. 223-224.



Скачать файл (69.5 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации