Расчет ШБМ коренной подшипник

ВВЕДЕНИЕ

 

Современный электроэнергетический  комплекс России включает почти 600 электростанций единичной мощностью свыше 5 МВт. Общая установленная мощность электростанций России составляет 220 тыс. МВт. Установленная  мощность парка действующих электростанций по типам генерации имеет следующую  структуру: 21% - это объекты гидроэнергетики, 11% -атомные электростанции и 68% - тепловые электростанции.

Развитие электроэнергетики  на длительную перспективу в Российской Федерации определяется Генеральной  схемой размещения объектов электроэнергетики  на период до 2020 года.

Лидирующее положение  теплоэнергетики является исторически  сложившейся и экономически оправданной  закономерностью развития российской энергетики.

Тепловые электростанции (ТЭС), действующие на территории России, можно классифицировать по следующим  признакам:

по источникам используемой энергии – органическое топливо, геотермальная энергия, солнечная  энергия;

по виду выдаваемой энергии  – конденсационные, теплофикационные;

по использованию установленной  электрической мощности и участию  ТЭС в покрытии графика электрической  нагрузки – базовые (не менее 5000 ч  использования установленной электрической  мощности в году), полупиковые или  маневренные (соответственно3000 и 4000 ч  в году), пиковые (менее 1500-2000 ч в  году).

В свою очередь, тепловые электростанции, работающие на органическом топливе, различаются  по технологическому признаку:

• паротурбинные (с паросиловыми установками на всех видах органического топлива: угле, мазуте, газе, торфе, сланцах, дровах и древесных отходах, продуктах энергетической переработки топлива и т.д.);
• дизельные;
• газотурбинные;
• парогазовые.

Наибольшее развитие и  распространение в России получили тепловые электростанции общего пользования, работающие на органическом топливе (газ, уголь), преимущественно паротурбинные.

В настоящее время доля производства тепловой генерации составляет около 70% в общем объеме производства электроэнергии в стране. Общая установленная  мощность теплофикационных энергоблоков составляет 154,7 ГВт. Основными видами топлива для тепловых электростанций являются газ и уголь.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА  ЦЕХА

 

ТЭЦ-ПВС является одним из цехов металлургического комбината ОАО «Уральская Сталь». Территориально ТЭЦ-ПВС располагается на территории металлургического комбината возле доменного цеха, мартеновского цеха и коксохимического производства. ТЭЦ-ПВС является стратегически важным объектом и, кроме внешнего ограждения комбината, имеет ограждение от остальных цехов комбината. Причиной подобного расположения ТЭЦ-ПВС является то, что на ТЭЦ утилизируются доменные и коксовые газы (доменные и коксовые газы, наряду с природным газом и углем используются в качестве топлива в котлах ТЭЦ), а ПВС производит сжатый воздух для нужд доменного цеха.

ТЭЦ-ПВС полностью утилизирует  доменный и коксовый газы, образовывающиеся при работе цехов металлургического  комбината. Использование в качестве топлива вторичные энергетические ресурсы является отличительной  особенность ТЭЦ-ПВС. Использование  доменного и коксового газов  совместно с природным газом, при существующем на ТЭЦ контрольно-измерительном  парке приборов, усложняет процесс  эффективного сжигания топлива.

ТЭЦ-ПВС производит электрическую  и тепловую энергии для нужд металлургического  комбината. Так же ТЭЦ-ПВС производит сжатый воздух и химически очищенную  воду для нужд предприятия. ТЭЦ-ПВС, совместно с управлением коммунального  хозяйства города, снабжает тепловой энергией жилой сектор города Новотроицк.

Структура ТЭЦ-ПВС:

• котельный цех;
• турбинный цех;
• хим. цех (ХВО-I,II) ;
• электроцех;
• цех ТАИ (тепловая автоматика и измерения) ;
• Мех.мастерска.

ТЭЦ-ПВС производят 4 вида продукции:

• электроэнергия;
• топливо;
• доменное дутьё;
• химически очищенная вода.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ  ПРОЦЕССОВ И ОСНОВНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ  УЧАСТКОВ ЦЕХА

 

а) система топливоподачи

на ТЭЦ используется 4 вида топлива:

• Природный газ
• Коксовый газ
• Доменный газ
• Каменный уголь

Изначально ТЭЦ планировалась  как станция, работающая на основном топливе – природном газе с  добавлением коксового и доменного. Уголь считался резервным топливом. Сейчас же в связи со сложностями  с подачей газа, нередко случается, что основной долей в топливе  является доля каменного угля. Соотношение  между долями газов и каменного  угля меняются постоянно.

Уголь с открытого склада вагонами доставляется в разгрузочный сарай, где вагоны в ручную разгружаются. Далее уголь двумя параллельно работающим 1-м и 2-м конвейерами подаётся на молотковые дробилки. После дробления размельченное топливо ленточными конвейерами 3,4,5 (по 2 нитки) подается в бункеры сырого угля (по 2 на котел) котлов 3,4,5,6,7.оттуда питателями сырого угля (ПСУ) оно подается в шаровые мельницы (по 2 на котел). Угольная пыль, получаемая в мельницах, мельничными вентиляторами (по 2 на мельницу) выдувается в бункеры пыли, откуда питателями пыли (по 6 на котел) подается в горелки. Для поддержания горения в топку дутьевыми вентиляторами (по 2 на котел) нагнетается воздух.

Продукты сгорания, пройдя скрубберы (по 2 на каждый котел, работающий на угле), выбрасываются через дымовую  трубу (на 1-й и 2-ой котел-105м, на 3,4,5,6,7-112м) в атмосферу дымососами (по 2 на котел). Пульпа зола, охлаждаемая водой в  скруберах – при помощи системы  золоудаления 3-мя багерными насосами удаляется в отстойник. Система  гидрозолоудаления замкнутая, поэтому  вода осветляется (отстаивается) и снова  подается в скруберы.

б) Хим. водоочистка (ХВО).

Поскольку использование  обычной воды в котлах неприемлемо  из-за накипи и т.п. на ТЭЦ существует цех ХВО – I.II. Очистка воды заключается в уменьшении ее жесткости, то есть уменьшении концентрации солей Са и Мg и понижении щелочности. Для этой цели используются следующие реагенты: известь, фосфаты, железный купорос и раствор аммиака.

в) Котельный цех.

Химически очищенная вода предварительно нагревается подогревателями  высокого давления. Затем питательными насосами она подается в котлы (котлы  с разряжением, барабанного типа). В котле образуется пар – сухой  и насыщенный, который поступает  в коллектор пара (один на все  котлы), в котором происходит его  распределение по турбинам.

г) Турбинный цех.

Турбина и генератор сидят  на одном валу. Пар, вращая турбину, вращает и ротор генератора. Генератор  вырабатывает электроэнергию. В турбинах существуют промежуточные отборы пара.

Технические данные турбин представлены в таблице 2.

Пар после турбины попадает в конденсаторы, где охлаждается  и конденсаторными насосами снова  поступает в подогреватели высокого давления. Цикл повторяется. Потери пара восполняет ХВО.

Вода, используемая для охлаждения конденсата, подается циркуляционными  насосами (по 2 на турбину). Нагреваясь в конденсаторах, циркуляционная вода поступает в градирни и брызгальный  бассейн, где охлаждается, а потом  самотеком поступает к циркуляционным насосам. Ее потери восполняются из реки Урал.

К собственным нуждам ТЭЦ  относятся электроприемники обеспечивающие работу котлов, генераторов. Это различного рода насосы, вентиляторы на  напряжение 3 и 0,4 кВ. мельницы, двигатели, задвижки, это вспомогательное оборудование (краны, лебедки), это освещение и цепи управления. В основном это асинхронные двигатели.

Технические характеристики основного технологического оборудованя  представлены в таблице 1.

 

Таблица 1- Технические характеристики котлоагрегатов

Тип котла	Вид топлива		Производительность	Р, атм	T, 0С
	Основное	Резервное
Комбайшен	Все газы, угольная пыль	Угольная пыль	200	31,5	420
Комбайшен			200	31,5	420
ТП-230-2М			230	110	450
ТП-13			220	115	450 Описание
ТП-13Б			220	116	450
ТП-13Б			220	111-116	450
ТП-13Б			220	111-116	450

 

3 ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ  ШАРОВЫХ МЕЛЬНИЦ

Для приготовления пыли из угля в установке применена шаровая  барабанная мельница (класс тихоходных мельниц). Тип ШБМ 287/470.

Шаровая барабанная мельница ШБМ показана на рис. 1.

 

Рис. 1. Шаровая барабанная мельница ШБМ:

1 – стальной барабан; 2 – патрубок для горячего воздуха  и топлива; 3 – пылевыдающий патрубок; 4 – торцевая стенка; 5 – подшипник; 6 – электродвигатель; 7 – редуктор; 8 – ведущая шестерня; 9 – ведомая  шестерня (зубчатый венец); 10 – стальные  шары

 

Мельница представляет собой  цилиндрический барабан диаметром 2–4 м при длине 2,6–10 м, выложенный внутри волнистыми броневыми плитами из марганцовистой стали. До 25–35% объема барабана заполнено стальными шарами диаметром 25–60 мм. Размол топлива в ШБМ осуществляется в основном по принципу удара, а также истирания. Частота вращения барабана 0,267–0,384 с»1 (16–23 об/мин). При вращении барабана шары поднимаются на определенную высоту, затем падают и разбивают кусочки угля. Частично пыль в мельнице получается и за счет истирания угля при перекатывании шаров.

Для подсушки или частичной  досушки топлива в мельницу подается горячий воздух или газовоздушная  смесь с температурой не выше 450 °С. Эти газы служат также для выноса пыли из мельницы. Такая шаровая барабанная мельница называется вентилируемой. Выпускаются также барабанные мельницы с механической выгрузкой мельничного продукта ШБММ.

Положительной особенностью ШБМ является её универсальность. Ц1БМ пригодйы для размола с одновременной  сушкой как мягких топлив с повышенной влажностью, так и твердых топлив, например АШ. В ШБМ возможно получать пыль любой тонкости; возможно достижение большой единичной мощности агрегата. В ШБМ отсутствует опасность  аварии при попадании в мельницу вместе с углем металлических  частей.

К недостаткам ШБМ относятся  громоздкость и сложность оборудования; значительный удельный расход энергии  на пылеприготовление, доходящий при  работе на АШ до 25–35 кВт-ч на 1 т пыли. В связи с высоким коэффициентом  холостого хода (характеризующим  затраты энергии на вращение барабана без топлива), доходящим для ШБМ  до 95%, потребляемая мельницей мощность практически не зависит от нагрузки. Поэтому для снижения удельного  расхода электроэнергии 1ИБМ следует  использовать на режиме максимально  возможной производительности. Недостатком  ШБМ является также значительный износ металла (шаров) при ее работе (при приготовлении 1 т пыли АШ истирается около 400 г. металла). Металлический  порошок попадает в угольную пыль, что уменьшает температуру плавкости  золы.

Размол угля происходит за счет ударного и раздавливающего  действия стальных шаров, загруженных  в барабан. Мельница состоит из следующих  узлов:

а) стального барабана, футерованного  внутри броневыми плитами и закрытого  по торцам торцевыми крышками, являющимися  одновременно опорными цапфами вращающего барабана.

б) двух чугунных коренных подшипников  с баббитовой заливкой,

в) приводной зубчатой передачей, состоящей из зубчатого венца, закреплённого  на задней торцевой стенке барабана, и  приводной шестерни, закрепленной в  подшипниках, установленных на фундаментальной  раме;

г) одноступенчатого редуктора;

д) соединительных муфт;

е) двух патрубков – углеподающего  и пылевыдающего;

ж) защитных кожухов и  фундаментальных рам;

з) системы смазки коренных подшипников, приводной зубчатой и  редуктора;

и) электрооборудования;

к) шаров загруженных в  барабан.

Барабан представляет собой  цилиндр Ш 287 см. и толщиной 20 мм. Броневые плиты из высокомарганцевой стали имеют волнообразную форму с глубиной волны 43 мм и уложены на внутренней поверхности цилиндра на листовую асбестовую прокладку толщиной 10 мм. Снаружи барабан покрыт войлоком толщиной 40 мм для звуковой изоляции. Войлочное покрытие обтянуто стальными листами толщиной 2 мм. Крепление брони к барабану осуществляется болтами и клиньями. Клинья подтянуты к барабану болтами высокой прочности. По краям барабан замыкается торцевыми стенками, которые с внутренней стороны защищена гладкой бронёй. Цапфы торцевых стенок полые с воздушным зазором – для уменьшения нагрева подшипников. Во внутренней полости цапф укреплены вставные втулки со спиральными выступами разных направлений на входной и выходной стенках. Спиральные выступы предназначены для ускорения подачи угля и возвращения в барабан мельницы шаров и других предметов, попавших в полость втулки. Торцевые стенки крепятся болтами к фланцам барабана. Выходной фланец является опорой зубчатого венца привода. Опорные (коренные) подшипники, на которых лежит барабан мельницы, выполнены скользящего типа. Они состоят из нижней части (корпуса) и крышки. Корпус выполнен с каналами для циркуляции охлаждающей воды. Внутренняя поверхность чугунного корпуса залита баббитом.