Главная
страница 1


МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ


(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)
ИНСТИТУТ ТЕПЛОВОЙ И АТОМНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ (ИТАЭ)
___________________________________________________________________________________________________________


Направление подготовки: 140100 Теплоэнергетика и теплотехника

Профиль(и) подготовки: Тепловые электрические станции

Квалификация (степень) выпускника: бакалавр

Форма обучения: очная

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

«КОТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ И ПАРОГЕНЕРАТОРЫ»

Цикл:

профессиональный




Часть цикла:

вариативная




дисциплины по учебному плану:

ИТАЭ; Б.3.15.1, Б.3.17.1




Часов (всего) по учебному плану:

288




Трудоемкость в зачетных единицах:

8


5 семестр – 4;
6 семестр - 4


Лекции

66 час

5 семестр – 36
6 семестр - 30


Практические занятия

15 час

6 семестр – 15

Лабораторные работы

33 час

5 семестр – 18
6 семестр - 15


Расчетные задания, рефераты

32 час самостоят. работы

5 семестр- 16
6 семестр - 16


Объем самостоятельной работы по учебному плану (всего)

174 час

5 семестр – 90
6 семестр - 84


Экзамены




5 и 6 семестры

Курсовые проекты (работы)

1 з.е. (36 час)

6 семестр



Москва - 2010

1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Целью дисциплины является изучение конструкций, физических принципов работы, процессов в газовой и рабочей средах, расчета и проектирования, характеристик, основ эксплуатации и промышленного применения паровых котлов.

По завершению освоения данной дисциплины студент способен и готов:



  • анализировать научно-техническую информацию, изучать отечественный и зарубежный опыт по тематике исследования (ПК-6);

  • использовать современные информационные технологии, управлять потоками информации с применением прикладных программ, использовать сетевые компьютерные технологии, базы данных (ПК-19);

  • использовать информацию о новых технологических процессах и новых видах технологического оборудования (ПК-17);

  • Выполнять тепловые расчеты различных конструкций котлов и его поверхностей нагрева.


Задачами дисциплины являются

  • Получение практических знаний по конструкции и проектированию паровых котлов в составе объектов электроэнергетики.

  • Умение принимать технические решения при выполнении реконструкции котла.

  • Умение выполнять тепловые расчеты поверхностей котла и гидравлические расчеты движения рабочего тела в них.


2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО

Дисциплина относится к вариативной части профессионального цикла (В15.1, В 17.1) основной образовательной программы подготовки бакалавров по профилю "Тепловые электрические станции" направления 140100 Теплоэнергетика.

Дисциплина базируется на знании следующих дисциплин: высшая математика, физика, химия, термодинамика, теплопередача, гидро- и газодинамика, информатика, материаловедение.
Знания, полученные при освоении дисциплины, необходимы


  • Для изучения последующих естественно-научных, профессиональных дисциплин данного учебного плана;

  • Для изучения дисциплин, формирующих подготовку по профилю «Тепловые электрические станции»: основы теории горения, тепловые электрические станции;

  • Для выполнения бакалаврской выпускной работы.


3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

В результате освоения учебной дисциплины обучающиеся должны демонстрировать следующие результаты образования:



Знать:

  • Классификацию паровых котлов и сущность происходящих в них процессов.

  • Методы выполнения конструкторских и поверочных расчетов котла и его поверхностей

  • Гидравлические схемы движения рабочей среды в трактах котлов

  • Способы поддержания рабочего режима котла (параметров пара, расходов, давления)

Уметь:

  • Анализировать научно-техническую документацию и информацию о котлах.

  • Использовать современные информационные технологии, базы данных и пакеты прикладных программ при расчетах

  • Производить элементарные расчеты по котлу в целом и его поверхностям нагрева.

Владеть:

  • Необходимой терминологией в области энергетических котлов

  • Основными методами расчета конструкций котла и его поверхностей нагрева

  • Принципами выбора необходимой конструкции котла к сжиганию заданного типа топлива

  • Методами подбора мощности и количества горелок для заданного типа котла и его паропроизводительности.

4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

4.1 Структура дисциплины

Общая трудоемкость дисциплины составляет 8 зачетных единицы, 288 часов.



5 семестр

п/п


Раздел дисциплины.

Форма промежуточной аттестации


(по семестрам)

Всего часов на раздел

Семестр

Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и
трудоемкость (в часах)

Формы текущего контроля успеваемости

(по разделам)


лк

пр

лаб

сам.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1

Обзор развития конструкций котлов. Современные типы котлов

20

5

6




2

12

Защита лабораторных работ

2

Топливо для котлов и его подготовка к сжиганию

17

5

5




4

8

Защита лабораторных работ

3

Механизм горения, объемы продуктов сгорания и определение КПД котла

17

5

5




4

8

Выполнение типового расчета

4

Принципы конструирования и расчета топочных камер

18

5

6




2

10

Выполнение типового расчета

5

Условия работы конвективных поверхностей нагрева

15

5

5




2

8

Защита лабораторных работ

6

Строительные конструкции и профили паровых котлов

12

5

4




2

6

Защита лабораторных работ

7

Конструкции специальных типов котлов

11

5

5







6





























































Зачет

4

5

--

--

2

2







Экзамен

30

5

--

--

--

30

Пимсьменно-устный




Итого:

144

5

36




18

90





6 семестр

п/п


Раздел дисциплины.

Форма промежуточной аттестации


(по семестрам)

Всего часов на раздел

Семестр

Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и
трудоемкость (в часах)

Формы текущего контроля успеваемости

(по разделам)


лк

пр

лаб

сам.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1

Режимы течения рабочей среды

21

6

5

2

4

10

Защита лабораторных работ

2

Гидродинамика рабочей среды в поверхностях с естественной циркуляцией. Движущий и полезный напоры, скорость циркуляции

18

6

4

4

2

8

Выполнение типового расчета

3

Гидродинамика рабочей среды при принудительном движении в поверхностях. Теплогидравлическая разверка в трубах.

24

6

6

4

4

10

Выполнение типового расчета

4

Водный режим парового котла. Распределение минеральных примесей в трубах.

16

6

6

2




8

Защита лабораторных работ

5

Основы эксплуатации котлов

16

6

4

2

2

8

Защита лабораторных работ

6

Методы поддержания стабильности параметров пара.

16

6

5

1

2

8





























































Зачет

3

6

--

--

1

2







Экзамен

30

6

--

--




30

Пимсьменно-устный




Итого:

144

6

30

15

15

84





4.2 Содержание лекционно-практических форм обучения

4.2.1. Лекции

5 семестр

1. Производство электрической энергии на ТЭС. Место парового котла в тепловой схеме. Развитие сжигания топлив (слоевое, на механической цепной решетке, факельное) и конструкции поверхностей нагрева котла с горизонтальными и вертикальными трубными пучками.

2. Виды топлив, расчетные массы, теплота сгорания топлив. Важнейшие характеристики топлив, их воздействие на условия сжигания и работу поверхностей котла. Технологические схемы подготовки твердых, жидких и газовых топлив к сжиганию. Принципы работы элементов оборудования (мельницы, сепараторы, циклоны, мазутные теплообменники). Понятие котельная установка и ее составляющие.

3. Горючие элементы топлив и основные реакции. Механизм сжигания твердого, газового и жидкого топлива. Состав продуктов сгорания, теоретические и реальные объемы. Понятие избытка воздуха. Роль присосов по тракту котла. Тепловой баланс парового котла, определение КПД и расхода топлива. Характеристика тепловых потерь.

4. Тепловые характеристики топочных камер ( определяющие температуры и тепловые напряжения). Связь размеров топочной камеры с тепловыми напряжениями. Виды горелочных устройств и их размещение на стенах. Принцип работы вихревых и прямоточных горелок. Организация твердого и жидкого шлакоудаления. Особенности топок для сжигания природного газа и мазута. Виды экранирования топочных камер. Радиационный теплообмен в топках, определение размера тепловоспринимающей поверхности.

5. Принципы выполнения ширмовых и змеевиковых поверхностей, конструкции воздухоподогревателей. Виды загрязнения и коррозии поверхностей, влияние загрязнений на тепловой режим работы. Методы очистки поверхностей котла.

6. Виды каркаса котлов малой и большой мощности. Обмуровка и теплоизоляция в барабанных и прямоточных котлах. Профиль котла (понятие) и компоновка поверхностей нагрева. Распространенные виды профилей (П- и Т-образный, башенный), их связь с видом сжигаемого топлива и мощностью котла.

7. Назначение и конструктивное выполнение водогрейных котлов. Паровые котлы с циркуляционным кипящим слоем, котлы-утилизаторы для парогазовых установок на два уровня давления.


6 семестр

1. Параметры течения однофазного потока. Режимы течения и структура двухфазного потока. Силы, воздействующие на движение паровых пузырей в потоке. Температура рабочей среды и металла трубы в различных зонах теплообмена при докритическом давлении. Изменение теплофизических характеристик среды в зоне фазового перехода при СКД. Области ухудшенного теплообмена. Обеспечение надежного температурного режима поверхностей нагрева паровых котлов.

2. Конструктивные характеристики контура естественной циркуляции. Организация движения рабочей среды в контуре. Движущий и полезный напоры, скорость циркуляции. Анализ надежности циркуляции при изменении теплового потока и условия отвода пароводяной смеси (верхний коллектор, вывод смеси ниже или выше уровня в барабане).

3. Гидравлическая характеристика горизонтальных и вертикальных труб, роль нивелирного напора. Гидравлическая и тепловая разверка в системе параллельных труб, расчетные показатели разверок. Теплогидравлическая разверка на примере экранных панелей и ширмового пароперегрвателя.

4. Материальный баланс примесей водного теплоносителя в пароводяном тракте котла. Поведение примесей в тракте: растворимость веществ в воде и паре, переход примесей в пар, унос с влагой, отложение примесей внутри труб котлов ДКД и СКД. Нормирование качества водного теплоносителя. Методы получения чистого пара: сепарация, продувка, ступенчатое испарение, промывка пара. Водно-химические режимы блоков с барабанными и прямоточными котлами.

5. Допустимые пределы нагрузок котла по условиям горения и надежности охлаждения металлов топки. Изменение экономичности котла (КПД) с нагрузкой, характер изменения температур газов по тракту. Зависимость тепловосприятия рабочей среды от нагрузки для радиационных и конвективных поверхностей котла. Влиятние рециркуляции газов на тепловой режим котла.

6. Принципы регулирования температуры пара. Впрыскивающие и поверхностные пароохладители и места их установки. Паропаровые теплообменники, байпассирование пара и газов. Обеспечение заданного давления перегретого пара.
4.2.2. Практические занятия

6 семестр

Тема 1. Расчет кратности циркуляции в трубной секции при изменении расхода воды и воспринятого теплового потока.

Тема 2. Расчет теплогидравлической разверки в трубах ширмового пароперегревателя, определения расходов и температуры пара в лобовой, средней и внутренней трубах ленты.

Тема 3. Теплогидравлическая разверка в вертикальной секции НРЧ прямоточного котла без учета и с учетом нивелирного напора.

Тема 4. Определение изменения давления в опускных трубах при отсутствии и наличии движения в воды трубах.

Тема 5. Расчет полезного и движущего напоров в заданном контуре циркуляции, гидравлическое сопротивление и определение скорости циркуляции для разных тепловых потоков.



4.3. Лабораторные работы

5 семестр

№ 1. Изучение конструкции котла ст.№2 ТЭЦ МЭИ.

№ 2. Подача газа – топлива на котел, приборы и устройства на газовой линии, устройство горелок котла.

№ 3. Режим газовоздушного тракта котла.

№ 4. Определение тепловосприятия поверхностей котла и паропроизводительности экранов топки

№ 5. Тепловой щит котла, система автоматического управления.



6 семестр

№ 1. Определение экспериментального коэффициента теплопередачи в конвективных поверхностях нагрева.

№ 2. Аэродинамическое сопротивление поверхностей нагрева котла.

№ 3. Определение теплового баланса котла и его КПД.

№ 4. Исследование режимов работы парового котла на тренажере (расчет на ЭВМ).

№ 5. Тепловые характеристики топочной камеры и температурный режим экранных труб (расчет на ЭВМ).




4.4. Расчетные задания

5 семестр
Выполняется типовой расчет «Конструкция топочной камеры паровго котла». Выдается индивидуальное задание студенту с указанием паропроизводительности котла, вида и характеристик топлива. Определяется КПД котла, расход топлива, конструктивные размеры топочной камеры, выбор и размещение горелок. Прилагается эскиз топочной камеры в двух разрезах с размерами.
6 семестр
Выполняются расчетные задания с индивидуальными исходными данными:
- теплогидравлическая разверка в труба ширмового пароперегревателя;

- то же для панелей НРЧ;

- расчет контура циркуляции с определением средней скорости циркуляции.


4.5. Курсовые проекты и курсовые работы
6 семестр – курсовой проект


п/п

Раздел проекта

Всего часов на раздел

Виды занятий

Формы контроля

Пр

Сам

1

Задание на проект: тип котла. Конструкция, топливо. Выборисходных данных на расчет

4

2

2


Проверка выполнения расчетов на аудиторных занятиях

2

Расчет КПД котла и расхода
топлива

4

2

2

То же

3

Конструктивный (поверочный)
расчет топочной камеры

6

2

4

То же

4

Тепловой расчет ширмового

перегревателя



6

2

4

То же

5

Составление теплового
баланса по поверхностям

4

2

2

То же

6

Конструктивный расчет змеевикового экономайзера

4

2

2

То же

7*

Расчет поверхности воздухоподогре-
вателя

4

2

2

То же

8

Выполнение чертежей общего вида
котла

4

1

3

То же

9

Подготовка расчетно-пояснительной
записки проекта

4




4

То же




ИТОГО:

36

15

21






5. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

К оценочным средствам для текущего контроля успеваемости относятся:

- Проверка выполнения расчетных заданий на практических занятиях.

- Защиты лабораторных работ.

- Проверка и защита студентами типовых расчетов и расчетных заданий.

- Проверка и защита курсового проекта.

- Аттестация по дисциплине – экзамен.

Зачетная оценка в семестре определяется как среднее арифметическое защиты лабораторных работ и типового расчета

Экзаменационной оценкой в приложение к диплому по дисциплине является оценка за 6 семестр.
6. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

6.1. Литература:

6.1.1. Учебники


  1. Липов Ю.М., Третьяков Ю.М. Котельные установки и парогенераторы (учебник для вузов). – Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотичная динамика», 2005 – 592 с.

  2. Липов Ю.М., Третьяков Ю.М. Котельные установки и парогенераторы. Мультисерийный учебник / (часть1, часть 2)/ Энциклопедия физико-химических технологий в энергетике – кафедра Технологиий воды и топлива.

6.1.2. Учебные пособия

  1. Липов Ю.М. Тепловой расчет парового котла (учебное пособие для вузов) – Ижевск, НИЦ «Регулярная и хаотичная динамика», 2001 – 176 с.

  2. Липов Ю.М. Методические разработки к типовому расчету по курсу «Котельные установки и парогенераторы» Конструкция топочной камеры парового котла. – М.: Издательство МЭИ, 1996 – 15с.

  3. Самойлов Ю.Ф. Методические указания к выполнению курсового проекта парового энергетического котла – М.: Издательство МЭИ, 2000 – 12 с.

  4. Липов Ю.М. Конструкторский и поверочный расчеты парового котла: методическое пособие. – М.: Издательство МЭИ 2006 – 16 с.

6.1.3. Описания лабораторных работ

1. Испытания оборудования котельного отделения ТЭЦ МЭИ (лабораторный практикум) – под ред. Ю.М. Липова. М.: Издательствово МЭИ, 2000 – 80 с.



6.1.4 Дополнительная

1. Тепловые и атомные электрические станции. Справочник под общей редакцией В.В. Клименко и В.М. Зорина – 3-е издание, кн-3 – М.: Энергоатомиздат, 2005.


8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Чтение лекций на современном уровне обеспечивается учебными аудиториями, снабженными мультимедийными средствами для презентаций и показа учебных фильмов (ауд. Б-205 и Ж-109).

Лабораторные работы проводятся на работающем паровом котле ТЭЦ МЭИ со всем необходимым набором приборов для снятия показаний. Расчетные работы проводятся в учебно-научной лаборатории «Экология энергетики» кафедры КУиЭЭ (ауд. В-315), оснащенной современными компьютерами.

Для выполнения курсового проекта используются учебно-компьютерные классы Вычислительного центра МЭИ и учебно-научная лаборатория «Экология энергетики» кафедры КУиЭЭ.

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом рекомендаций ПрООП ВПО по направлению подготовки 140100 «Теплоэнергетика».


ПРОГРАММУ СОСТАВИЛ:

к.т.н., профессор Липов Ю.М.




"СОГЛАСОВАНО":

Директор ИТАЭ

д.т.н., профессор Комов А.Т.


"УТВЕРЖДАЮ":

Зав. кафедрой Котельных установок и экологии энергетики



д.т.н., профессор Зройчиков. Н.А.


Смотрите также:
Рабочая программа учебной дисциплины «котельные установки и парогенераторы» Цикл: профессиональный
212.13kb.
1 стр.
Рабочая программа учебной дисциплины "парогенераторы и теплообменники аэс" Цикл: профессиональный
120.98kb.
1 стр.
Рабочая программа учебной дисциплины " энергетические машины и установки" Цикл: профессиональный
115.41kb.
1 стр.
Рабочая программа учебной дисциплины «физика ядерных реакторов» Цикл: профессиональный
143.05kb.
1 стр.
Рабочая программа учебной дисциплины " промышленная робототехника" Цикл: профессиональный
144.44kb.
1 стр.
Рабочая программа учебной дисциплины "низкотемпературный эксперимент" Цикл: профессиональный
161.3kb.
1 стр.
Рабочая программа учебной дисциплины " основы термической обработки " Цикл: профессиональный
122.13kb.
1 стр.
Рабочая программа учебной дисциплины «осветительные установки и их электроснабжение» Цикл
130.59kb.
1 стр.
Рабочая программа учебной дисциплины «квантовая и оптическая электроника» Цикл: профессиональный
158.38kb.
1 стр.
Рабочая программа учебной дисциплины «радиотехнические цепи и сигналы» Цикл: профессиональный
123.59kb.
1 стр.
Рабочая программа учебной дисциплины "установки и системы низкотемпературной техники" Цикл
135.04kb.
1 стр.
Рабочая программа учебной дисциплины "теория пластичности и ползучести" Цикл: профессиональный
109.41kb.
1 стр.