Размещено на http://www.allbest.ru/

Ивановский государственный энергетический университет имени В.И.Ленина

Кафедра тепловых электрических станций

ЗАДАНИЕ

Для выполнения курсового проектирования по паровым котлам

Студенту III курса 1 группы ТЭ факультета

Трефилову Д.Ю.

Разработать курсовой проект котла по нижеследующим исходным данным:

Тип котла Е-50-40 К .

Номинальная паропроизводительность Д_К= 50 т/ч

Рабочее давление в барабане котла Р_К= 44 кгс/см²

Рабочее давление на выходе из пароперегревателя Р_ПЕ= 40 кгс/см²

Температура перегретого пара t_ПЕ= 445 °С

Температура питательной воды t_ПВ= 145 °С

Температура уходящих газов t_УХ= 140 °С

Температура горячего воздуха t_ГВ= 255 °С

Вид и марка топлива Донецк Д (2) .

Специальное задание

Плавкость золы твердого топлива (принять по нормам ТРКА)

Тип топочного устройства

СОДЕРЖАНИЕ

1. СОСТАВЛЕНИЕ РАСЧЕТНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ ТРАКТОВ ПАРОВОГО КОТЛА. ВЫБОР КОЭФФИЦЕНТОВ ИЗБЫТКА ВОЗДУХА

2. ТОПЛИВО И ПРОДУКТЫ СГОРАНИЯ

3. ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС ПАРОВОГО КОТЛА. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНОГО РАСХОДА ТОПЛИВА

4. ВЫБОР СХЕМЫ ТОПЛИВОСЖИГАНИЯ

5. ПОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЕТ ТОПКИ

6. ПОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЕТ ФЕСТОНА

7. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОВОСПРИЯТИЙ ПАРОПЕРЕГРЕВАТЕЛЯ, ЭКОНОМАЙЗЕРА, ВОЗДУХОПОДОГРЕВАТЕЛЯ И СВЕДЕНИЕ ТЕПЛОВОГО БАЛАНСА ПАРОВОГО КОТЛА

8. ПОВЕРОЧНО-КОНСТРУКТОРСКИЙ РАСЧЕТ ПАРОПЕРЕГРЕВАТЕЛЯ

9. ПОВЕРОЧНО-КОНСТРУКТОРСКИЙ РАСЧЁТ ХВОСТОВЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ НАГРЕВА

9.1 Расчёт водного экономайзера

9.2 Расчёт воздушного подогревателя

10. Каркас, обмуровка и гарнитура котла

11. Пуск и останов котельного агрегата

паровой котел теплобаланс топливо

1. СОСТАВЛЕНИЕ РАСЧЕТНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ ТРАКТОВ ПАРОВОГО КОТЛА.ВЫБОР КОЭФФИЦЕНТОВ ИЗБЫТКА ВОЗДУХА

1.1) Расчетно-технологическая схема трактов парового котла(см. рис.1)

1.2) Величину коэффициента избытка воздуха на выходе из топки, при использовании твердого топлива, принимаем _т''=1,2

Для заданного парового котла находим значения присосов воздуха в газоходы

Таблица 1.1

Элементы парового котла	Газоходы	Величина присоса
Топочная камера	Топка парового котла	0,1
Котельные пучки	Фестон	0
Пароперегреватели	Первичный пароперегреватель	0,03
Экономайзеры	Котлов Д=50 т/ч	0,08
Воздухоподогреватели (трубчатые)	Котлов Д=50 т/ч	0,06

Вычисляем величины коэффициентов избытка воздуха за каждым газоходом, а также их средние значения

Таблица 1.2

№ п./п.	Газоходы	Коэф.избытка воздуха за газоходом ''	Величина присоса	Средний коэф.избытка воздуха в газоходе
1	Топка и фестон	т''=ф'=т=1,2	т=0,1	т=т''=1,2
2	Паропегреватель	пе''=т''+пе=1,2+ +0,03=1,23	пе=0,03	пе=(пе''+т'')/2=(1,23+1,2)/2= =1,215
3	Экономайзер	эк''=пе''+эк=1,23+0,08=1,31	эк=0,08	эк=(эк''+пе'')/2=(1,31+1,23)/2= =1,27
4	Воздухоподогреватель	вп''=ух''=эк''+вп=1,31+0,06=1,37	вп=0,06	вп=(ух+эк'')/2=(1,37+1,31)/2= =1,34

2. ТОПЛИВО И ПРОДУКТЫ СГОРАНИЯ

2.1) Вид топлива: Каменный уголь Донецк Д (2)

Элементарный состав рабочей массы топлива, величину теплоты сгорания, выход летучих, температурную характеристику золы, теоретические объемы воздуха и продуктов горения берем из приложений П1 и П2[1] См. список литературы в конце пояснительной записки.

Элементарный состав рабочей массы топлива:

W^p=14%; A^p=25,8%; S_к^p=2,5%; S_o^p=1,4%; C^p=44,8%; H^p=3,4%; N^p=1%; O^p=7,1%;

Величина теплоты сгорания: Q_н^р=4240 ккал/кг

Выход летучих: V^г=44%

Температурная характеристика золы: t₁=1100C

Расчитываем приведенную влажность и зольность:

%кг1000/ккал

%кг1000/ккал

Для контроля проверяем баланс элементарного состава:

С^р+ H^р+ S^р+ N^р+ O^р+ A^р+ W^р=100%

44,8%+3,4%+2,5%+1,4%+1%+7,1%+25,8%+14%=100%

2.2) Теоретические объемы:

Воздуха: V^o=4,78 м³/кг

Продуктов горения: V(RO₂)=0,86 м³/кг; V^o(N₂)=3,78 м³/кг; V^o(H₂O)=0,63 м³/кг

Таблица 2.1

Объемы и массы продуктов горения, доли трехатомных газов и водяных паров, концентрация золы

№ п/п	Величина	Единицы	Vo=4,78 м3/кг; V(RO2)=0,86 м3/кг; Vo(N2)=3,78 м3/кг; Vo(H2O)=0,63 м3/кг; Wp=14%; Ap=25,8%
			Газоходы
			Топка и фестон	Пароперегреватель	Экономайзер	Воздухоподогреватель
1	Коэф.избытка воздуха за газоходом ''	--	т''=1,2	пе''= =1,23	эк''= =1,31	вп''= =1,37
2	Коэф.избытка воздуха средний в газоходе	--	т''=1,2	т= =1,215	эк= =1,27	вп= =1,34
3		ЗА	М3/КГ	0,6453	--	--	0,6560
		СР		--	0,6464	0,6506	--
4		ЗА	М3/КГ	6,2413	--	--	6,921
		СР		--	6,3141	6,58125	--
5		ЗА	--	0,1378	--	--	0,1243
		СР		--	0,1362	0,1306	--
6		ЗА	--	0,1034	--	--	0,09478
		СР		--	0,1024	0,0988	--
7		ЗА	--	0,2412	--	--	0,2190
		СР		--	0,2386	0,22945	--
8		ЗА	КГ/КГ	8,233	--	--	9,107
		СР		--	8,3268	8,6702	--
9		ЗА	КГ/КГ	0,02977	--	--	0,02691
		СР		--	0,02943	0,02827	--
10		ЗА	КГ/М3	1,319	--	--	1,31585
		СР		--	1,31876	1,3174	--

2.3) Расчитываем значения энтальпий воздуха и продуктов сгорания и сводим результаты в таблицу 2.2. Энтальпии воздуха и продуктов горения J_в^о и J_г^о берем из приложений П3 и П4[1]

Величина Энтальпии золы не учитываем

Таблица 2.2

Энтальпии воздуха и продуктов горения по газоходам парового котла

Газоходы	Температура газов v,C	Jго, ккал/кг	Jво, ккал/кг	(''-1)Jво, ккал/кг	Jг= Jго+(''-1)Jво, Ккал/кг	Jг=(Jг)i-(Jг)i+1, ккал/кг
1	2	3	4	5	6	7
Топка и фестон (т'')	2200	4744	3879	775,8	5519,8	278,2
	2100	4504	3688	737,6	5241,6	277,2
	2000	4265	3497	699,4	4964,4	273,2
	1900	4030	3306	661,2	4691,2	273,2
	1800	3795	3115	623	4418	273
	1700	3559	2928	586	4145	270,6
	1600	3326	2742	548,4	3874,4	268,2
	1500	3095	2556	511,2	3606,2	265,2
	1400	2867	2370	474	3341	267,4
	1300	2637	2183	436,6	3073,6	261,2
	1200	2412	2002	400,4	2812,4	257,4
	1100	2191	1820	364	2555	255,2
	1000	1972	1639	327,8	2299,8	253,4
	900	1754	1462	292,4	2046,4
Пароперегреватель (пе'')	700	1328	1118	257,14	1585,14	244,33
	600	1123	947	217,81	1340,81	237,18
	500	924	781	179,63	1103,63	232,49
	400	729	618	142,14	871,14
Экономайзер (эк'')	500	924	781	242,11	1166,11	245,53
	400	729	618	191,58	920,58	238,98
	300	539	460	142,6	681,6
Воздухоподогр-ель (вп''=ух)	300	539	460	170,2	709,2	242,72
	200	354	304	112,48	466,48	235,61
	100	175	151	55,87	230,87

3. ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС ПАРОВОГО КОТЛА.ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНОГО РАСХОДА ТОПЛИВА

3.1) Составляем тепловой баланс для установившегося состояния парового котла:

100=q₁+ q₂+ q₃+ q₄+ q₅+ q₆

3.2) Для твердых топлив располагаемое тепло топлива: Q_p^p= Q_н^p=4240 ккал/кг

3.3) Потери тепла с химическим q₃ и механическим q₄ недожогом определяем по табл.3.1.[1] Для пылеугольных котлов с паропроизводительностью Д=50 т/ч и каменных углей с V^г>28% : q₃=0,5%,q₄=1,5% и q_v=160 Мкал/кг

3.4) Потерю тепла с уходящими газами находят по формуле:

Величину энтальпии уходящих газов J_ух определяем линейной интерполяцией

по таблице 2.2. для заданной температуры уходящих газов:

%

3.5) Потерю тепла от наружного охлаждения котла q₅ находим по рис.3.1.[1]:

q₅=f(Д)=f(50)=0,9%

3.6) Потери с физическим теплом шлака не учитываем т.к. величина A^p<Q_н^p/100:

26,7<47,3

3.7) КПД парового котла брутто находим по методу обратного баланса:

=100-( q₁+ q₂+ q₃+ q₄+ q₅+ q₆)=100-(6,1+0,5+1,5+0,9)=91%

3.8) Расход воздуха, подаваемого в топку, расчитываем по формуле:

Q_пк - количество теплоты полезно отданное в паровом котле

Находим значения энтальпий перегретого пара i_пе и питательной воды i_пв :

По Р_пе=40 кгс/см² и t_пе=445С i_пе=792,6 ккал/кг

Р_пв=1,08Р_б=1,08 44=47,52 кгс/см² (Р_б - давление в барабане котла)

По Р_пв=47,5 кгс/см² и t_пв=145С i_пв=146,5 ккал/кг

кг/ч

3.9) Определяем расход фактически сгоревшего топлива с учетом механической неполноты горения:

кг/ч

4. ВЫБОР СХЕМЫ ТОПЛИВОСЖИГАНИЯ

4,1) Схему топливосжигания выбирают в зависимости от марки и качества топлива. Подготовка к сжиганию твердых топлив осуществляется в системе пылеприготовления. Принимаем систему пылеприготовления с ШБМ и промбункером (Sк>4%).

4,2) При сжигании каменных углей тип, число и схему расположения пылеугольных горелок принимаем по чертежу.

5. ПОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЕТ ТОПКИ

Задачей поверочного расчёта является определение температуры газов на выходе из топки _m'' при заданных конструктивных размерах топки, которые определяют по чертежам парового котла.

1) Определение конструктивных размеров и характеристик топки.

Примечания к таблице 5.1:

_ок принимают по таблице 2.1.[2]: для открытых гладкотрубных экранов, для каменных углей _ок=0,65

Площадь стены топки

F_ст^ф= F_ст^ф'+ F_ст^т+2 F_ст^б+ F_ст^з+ F_ст^з'+ F_ок=56,64+16,4++250,1+46+16,85+11,45=247,556 м²

Угловой коэффициент экрана x определяем по номограмме 1а в зависимости от S/d и e/d для этого экрана.

Угловой коэффициент экрана, закрытого огнеупорной массой, равен единице. Реальные условия работы экранов с учетом загрязнения их отложениями шлака и золы оценивают коэффициентом тепловой эффективности экранов: х, где - коэффициент, учитывающий снижение тепловосприятия вследствие загрязнения экранных труб или нанесения на них слоя огнеупорного материала, для неэкранированных стен топки принимают =0

Среднее значение коэффициента тепловой эффективности для топки в целом определяют по формуле:

5.1.1) Активный объём топочной камеры определяют по формуле:

м³

Эффективная толщина излучающего слоя:

м

Таблица 5.1

Конструктивные размеры и характеристики топочной камеры

№ п/п	Наименование величины	Обозначение	Единица	Источник или формула	Топочные экраны	Выходное окно
					Фронтовой	Боковой	Задний
					Основная часть	Под или хол.вор.		Основная часть	Под или хол.вор.
1	Расчетная ширина экранированной стены	bст	М	Чертеж и эскиз	5,4	5,4	4,8	5400	5,4	5,4
2	Освещенная длина стены	lст	м	Чертеж и эскиз	10,48	3,04	--	8,52	3,12	2,12
3	Площадь стены	Fст	м2	bст lст	56,6	16,4	50,1	46	16,85	11,45
4	Площадь учаска не закрытого экранами	Fстi	м2	Чертеж и эскиз	--	--	0,36	--	--	--
5	Наружный диаметр труб	d	мм	Чертеж и эскиз	0,06	--
6	Число труб в экране	Z	шт.	Чертеж и эскиз	74	74	68	74	74	--
7	Шаг экранных труб	S	м	Чертеж и эскиз	0,070	0,070	0,070	0,070	0,070	--
8	Отн-ый диаметр труб	S/d	--	--	1,16	--
9	Растояние от оси трубы до обмуровки	e	мм	Чертеж и эскиз	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	--
10	Отн-ое растояние до обмуровки	e/d	--	--	1,66	1,66	1,66	1,66	1,66	--
11	Угловой коэф.экрана	x	--	Номограмма 1а	0,99	0,99	0,99	0,99	0,99	1
12	Коэф.учитывающий загрязнения		--	Таблица 2.2.[2]	0,45	0,45	0,45	0,45	0,45	0,45
13	Коэф. Тепловой эффективности экрана		--	x	0,4455	0,4455	0,4455	0,4455	0,4455	0,45

2

6

2) Расчёт теплообмена в топке.

5.2.1) Расчёт основан на приложении теории подобия к топочным процессам. Расчётная формула связывает температуру газов на выходе из топки _т'' с критерием Больцмана B_o, степенью черноты топки а_т и параметром М, учитывающим характер распределения температур по высоте топки и зависящим от относительного местоположения максимума температур пламени, который определяется схемой размещения и типом горелок.

При расчёте теплообмена используют в качестве исходной формулу:

где T_m''=_m''+273 -- абсолютная температура газов на выходе из топки, [K];

T_a= _a+273 -- температура газов, которая была бы при адибатическом

сгорании топлива, [K];

B_о -- критерий Больцмана, определяемый по формуле:

Из этих формул выводятся расчётные.

5.2.2) Определяем полезное тепловыделение в топке Q_т и соответствующую ей адиабатическую температуру горения Т_а :

Где количество тепла, вносимое в топку с воздухом Q_в, определяют по формуле:

ккал/кг

Полезное тепловыделение в топке Q_т соответствует энтальпии газов I_а, которой располагали бы при адиабатическом сгорании топлива,

т.е Q_т= J_{а а}=1873C;

5.2.3) Параметр М, характеризующий температурное поле по высоте топки, определяют по формуле:

М=А-Bx_т

где А и В опытные коэффициенты, значения которых принимают:

А=0,59; В=0,5; (при камерном сжигании каменных углей).

Относительное положение максимума температур факела в топке определяют по формуле:

Х_т= Х_г+ Х

где Х_г - относительный уровень расположения горелок, представляющий собой отношение высоты расположения осей горелок h_г (от пода топки или середины холодной воронки) к общей высоте топки Н_т (от пода топки или середины холодной воронки до середины выходного окна из топки, т.е. Х_г = h_г/ Н_т ); Х - поправка на отклонение максимума температур от уровня горелок, принимаемая по таблице 2.4.[2]: в пылеугольных топках с вихревыми или прямоточными горелками при фронтальном или встречном их расположении Х=0,1

5.2.4) Степень черноты топки а_т и критерий Больцмана В₀ зависят от искомой температуры газов на выходе _т''.

По таблице 2.5.[2]: в камерных топках для сжигания каменных углей принимаем _т''= 1000 ⁰С, этой температуре соответствует J_т''=2299,8 ккал/кг

Среднюю суммарную теплоемкость продуктов сгорания определяют по формуле:

5.2.5) Степень черноты топки определяют по формуле:

Где а_ф - эффективная степень черноты факела.

При камерном сжигании твердых топлив основными излучающими компонентами пламени являются трехатомные газы (СО₂ и Н₂О) и взвешенные в них частицы золы и кокса. В этом случае степень черноты факела определяется по формуле:

Где S_т - эффективная толщина излучаемого слоя в топке; P - давление в топке, для паровых котлов, работающих без наддува Р = 1 кгс/см^2.

Коэффициент ослабления лучей k топочной средой определяют по формуле:

Где: k_г определяем по номограмме 3[2]: k_г=1,5

k_зл -- коэффициент ослабления лучей золовыми частицами, определяем по номограмме 4[2] : k_зл=8,7

_зл--массовая концентрация золы в дымовых газах: _зл=0,02977 кг/кг

k_кокс=1 -- коэффициент ослабления лучей коксовыми частицами

₁ и ₂ --безразмерные величины, учитывающие влияние концентрации коксовых частиц в факеле, которые зависят от рода топлива (₁) и способа его сжигания (₂). Для топлив, рекомендованных для курсового проекта ₁=0,5,при камерном сжигании ₂=0,1.

Температура газов на выходе из топки:

при _т''=983С J_т''=2256,72 ккал/кг

5.2.6) Определяем количество тепла, переданное излучением в топке:

5.2.7)

ккал/кг

5.2.7) Определим тепловые нагрузки топочной камеры:

Удельное тепловое напряжение объёма топки:

Допуск 250300 Мкал/м³ч;

Удельное тепловое напряжение сечения топки в области горелок:

При фронтальном расположении горелок максимально допустимое напряжение сечения топочной камеры по условиям шлакования экранов топки для шлакующих каменных углей : q_f=1500 Мкал/(м²ч).Полученное значение меньше допустимого.

6. ПОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЕТ ФЕСТОНА

6.1.) В котле, разрабатываемом в курсовом проекте, на выходе из топки расположен четырёхрядный испарительный пучок, образованный трубами бокового топочного экрана, с увеличенным поперечными и продольными шагами и называемый фестон. Изменение конструкции фестона связано с большими трудностями и капитальными затратами, поэтому проводим поверочный расчёт фестона.

Задачей поверочного расчёта является определение температуры газов за фестоном _ф'' при заданных конструктивных размерах и характеристиках поверхности нагрева, а также известной температуре газов перед фестоном, т.е на выходе из топки _т''.

6.2) По чертежам парового котла составляют эскиз фестона.

6.3) По чертежам парового котла составляем таблицу:

Таблица 6.1

Конструктивные размеры и характеристики фестона.

Наименование величин	Обозн.	Раз-ть	Ряды фестона	Для всего фестона
			1	2	3	4
Наружный диаметр труб	d	м	0,06
Количество труб в ряду	Z1	--	19	18	18	19	--
Длина трубы в ряду	Li	м	2,96	3,0	3,2	3,4	--
Поперечный шаг труб	S1	м	0,56	0,56	0,56	0,56	--
Продольный шаг труб	S2	м	--	0,22	0,22	0,22	0,22
Угловой коэф. фестона	Хф	--	--	--	--	--	1
Расположение труб			Шахматное
Расчётная поверхность нагрева	H	м2	10,5	10,2	10,9	12,2	43,69
Высота газохода	ai	м	2,96	2,72	2,72	2,72	--
Ширина газохода	b	м	5,4	5,4	5,4	5,4	--
Площадь живого сечения	F	м2	12,6	11,8	11,8	11,6	12,1
Относительный поперечный шаг труб	S1/d	--	9,33	9,33	9,33	9,33	9,33
Относительный продольный шаг труб	S2/d	--	3,66	3,66	3,66	3,66	3,66
Эффективная толщина излучающего слоя	Sф	м	--	--	--	--	2,29

Принимаем Х_ф = 1, тем самым увеличиваем конвективную поверхность пароперегревателя (в пределах 5%), что существенно упрощает расчёт.

По S₁^ср и S₂^ср определяем эффективную толщину излучающего слоя фестона S_ф:

6.4) Расположение труб в пучке - шахматное, омывание газами - поперечное (угол отклонения потока от нормали не учитываем). Высоту газохода `а' определяют в плоскости, проходящей по осям основного направления каждого ряда труб в границах фестона. Ширина газохода `b' одинакова для всех рядов фестона, её определяют как расстояние между плоскостями, проходящими через оси труб правого и левого боковых экранов.

6.5) Площадь живого сечения для прохода газов в каждом ряду:

F_i = a_ib - Z₁ l_iпрd;

где l_iпр - длина проекции трубы на плоскость сечения, проходящую через ось труб расчитываемого ряда.

F_ср находим как среднее арифметическое между F₁ и F₄.

6.6) Расчётная поверхность нагрева каждого ряда равна геометрической поверхности всех труб в ряду по наружному диаметру и полной обогреваемой газами длине трубы, измеренной по её оси с учётом конфигурации, т.е гибов в пределах фестона:

Н_i = dZ_1i l_i;

где Z_1i - число труб в ряду; l_i - длина трубы в ряду по её оси.

Расчётная поверхность нагрева фестона определяют как сумму поверхностей всех рядов:

Н_i = Н₁ + Н₂ + Н₃ + Н₄ = 10,5+10,17+10,85+12,17 = 43,69 м;

На правой и левой стене газохода фестона расположена часть боковых экранов, поверхность которых не превышает 5% от поверхности фестона:

Н_доп = Fст*Хб Н_i^I = Н_ф + Н_доп =43,69+0,99*10,4=52,5

6.7) Составляем таблицу исходных данных для поверочного теплового расчёта фестона.

6.8) Ориентировачно принимают температуру газов за фестоном на 30100⁰С ниже, чем перед ним:

_ф''=_ф'-(30100)=10008,7-30=913C

Таблица 6.2

Наименование величин	Обозначение	Размерность	Величина
Температура газов перед фестоном	т''=ф'	0С	983
Энтальпия газов перед фестоном	Jт''=Jф'	Ккал/кг	2256,72
Объёмы газов на выходе из топки при т	Vг	м3/кг	6,2413
Объёмная доля водяных паров	rH2O	--	0,1034
Объёмная доля трёхатомных газов	rRO2	--	0,2412
Концентрация золы в газоходе	зл	кг/кг	0,0297
Температура состояния насыщения при давлении в барабане Рб=44кгс/см2	tн	0С	254,87

J_ф'=J_т''=2256,72 ккал/кг

Для _ф''=913C при _т''=1,2 находим энтальпию газов за фестоном:

J_ф''=2079 ккал/кг и по уравнению теплового баланса определяем тепловосприятие фестона:

6.8) Уравнение теплопередачи для всех поверхностей нагрева записывают в следующем виде:

Где k--коэффициент теплопередачи,t--температурный напор,

Н--расчётная поверхность нагрева

6.9.1) При сжигании угля коэффициент теплопередачи определяют по формуле:

Где _к--коэффициент теплоотдачи конвекцией; _л--коэффициент теплоотдачи излучением газового объёма в трубном пучке; -- коэффициент загрязнения поверхности; = 1;

6.9.2) Для определения _к--коэффициента теплоотдачи конвекцией от газов к стенке труб рассчитаем среднюю скорость газового потока:

Для нахождения _к по номограммам определяем _н=44 ккал/м²ч^оС и добавочные коэффициенты: С_z=0,91; С_ф=0,94; С_s=1 _к = _нС_zС_фС_s = =440,910,941 = 37,63 ккал/м²ч^оС;

Для нахождения _л используем номограммы и степень черноты продуктов горения `a':

Для незапылённой поверхности kpS = k_гr_nSp, где р = 1кгс/ см²; r_n=0,2412

р_nS = r_nS = 0,24122,294 = 0,5533;

По номограмме находим k_г = 0,68;

По номограмме находим _н=150 ккал/м²ч^оС; _л = _на= 1500,6275=94,136 ккал/м²ч^оС;

6.9.4)

Коэффициент загрязнения определяем по формуле

Определяем коэффициент теплопередачи , ккал/(м ч С)

Находим температурный напор:

6.10) Если тепловосприятия фестона по уравнениям теплового баланса и теплопередачи отличаются менее чем на 5%, то температура за фестоном задана правильно:

т.о поверочный расчёт выполнен.

7. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОВОСПРИЯТИЙ ПАРОПЕРЕГРЕВАТЕЛЯ, ЭКОНОМАЙЗЕРА, ВОЗДУХОПОДОГРЕВАТЕЛЯ И СВЕДЕНИЕ ТЕПЛОВОГО БАЛАНСА ПАРОВОГО КОТЛА

Тепловосприятие пароперегревателя

7.1) При выполнении расчёта в целях уменьшения ошибок и связанных с ними пересчётов до проведения поверочно-конструкторских расчётов пароперегревателя целесообразно определить тепловосприятия этих поверхностей по уравнениям теплового баланса и свести тепловой баланс по паровому котлу в целом.

7.2) Тепловосприятия пароперегревателя и воздухоподогревателя определяют по уравнениям теплового баланса рабочего тела (пара, воздуха), а тепловосприятие экономайзера - по уравнению теплового баланса теплоносителя (продуктов сгорания).

Тепловосприятие пароперегревателя определяют по формуле:

Находим при P_пе=40 кгс/см² и t_пе=445^oC i_пе=792 ккал/кг;

При P_б=44 кгс/см² и температуре насыщения i_н=668,2 ккал/кг;

i_по--съем тепла в пароохладителе, служащем для регулирования температуры перегретого пара: i_по =10 ккал/кг;

ккал/кг

Тепло, воспринимаемое пароперегревателем за счёт излучения факела топки, принимаем для упрощения расчётов равным нулю(Q_пе^л =0), а угловой коэффициент фестона Х_ф=1.

В этом случае полное тепловосприятие пароперегревателя численно совпадает с тепловосприятием конвекцией: Q_пе^к = Q_пе=814,74 ккал/кг.

Для газохода пароперегревателя уравнение теплового баланса теплоносителя (дымовых газов) имеет вид:

Это уравнение решают относительно искомой энтальпии газов за пароперегревателем:

ккал/кг

Полученное значение энтальпии газов за пароперегревателем позволяет определить температуру дымовых газов за ним _пе''=565C;

2) Тепловосприятие воздухоподогревателя

7.4) Тепловосприятие воздухоподогревателя определяют по уравнению теплового баланса рабочего тела (воздуха), т.к. температура горячего воздуха (после воздухоподогревателя) задана. Тепловосприятие воздухоподогревателя зависит от схемы подогрева воздуха. В случае предварительного подогрева воздуха, поступающего в воздухоподогреватель, за счет рециркуляции горячего воздуха, тепловосприятие воздухоподогревателя равно:

где J_гв^o находим по t_гв=255^oC J_гв^o =389,8 ккал/кг;

t_хв=30С; ккал/кг

Для твердого, умеренно влажного топлива(W^п=24 кг10³/ккал), температура воздуха на входе в воздухоподогреватель: t_в'=50C ккал/кг

_вп - отношение объёма воздуха за воздухоподогревателем к теоретически необходимому:

_рц - отношение объёма рециркуляции в воздухоподогревателе горячего воздуха к теоретически необходимому:

Тепловосприятие воздухоподогревателя по теплоносителю (продуктам сгорания) имеет вид:

Уравнение решаем относительно J_эк'':

где J_ух - энтальпия уходящих газов, которую находим по t_ух=140^oC J_ух=325,114 ккал/кг;

J_прс^o - энтальпия теоретического объёма воздуха, которую находим при температуре присасываемоговоздуха t_прс, который через неплотности поверхности перетекает с воздушной стороны на газовую за счет разности статистических давлений

С

J_прc^о=231,325 ккал/кг;

Полученное значение энтальпии газов за экономайзером позволяет определить температуру дымовых газов за ним _эк''=295,14C.

3) Тепловосприятие водяного экономайзера

Тепловосприятие водяного экономайзера определяют по уравнению теплового баланса теплоносителя (дымовых газов):

4) Определение невязки теплового баланса

Определяем невязку теплового баланса парового котла:

Q_p^p=4240 ккал/кг; _пк=91%; Q_л=2337 ккал/кг; Q_пе^кб=814,74 ккал/кг; q₄=1,5%

ккал/кг

Расчет закончен.

8. ПОВЕРОЧНО-КОНСТРУКТОРСКИЙ РАСЧЕТ ПАРОПЕРЕГРЕВАТЕЛЯ

8.1) Целью поверочно-конструкторского расчёта пароперегревателя является определение его поверхности нагрева при известных тепловосприятиях, конструктивных размерах и характеристиках. Тепловосприятие пароперегревателя определено ранее, конструктивные размеры и характеристики поверхности заданы чертежом. Решением уравнения теплопередачи определяют требуемую (расчётную) величину поверхности нагрева пароперегревателя, сравнивают её с заданной по чертежу и принимают решение о внесении конструктивных изменений в поверхность.

8.2) По чертежам парового котла составляем эскиз пароперегревателя в двух проекциях на миллимет-ровой бумаге в масштабе 125.

8.3) По чертежам и эскизу заполняем таблицу:

Таблица 8.1

Конструктивные размеры и характеристики пароперегревателя

Наименование величины	Обозначение	Единица	Номер ступени по ходу газа(1)	Весь п/п
Наружный диаметр труб	d	м	0,032	0,032
Внутренний диаметр труб	dвн	м	0,026	0,026
Число труб в ряду	Z1	шт.	72	72
Число рядов походу газов	Z2	шт.	18	18
Средний поперечный шаг труб	S1	м	0,075	0,075
Средний продольный шаг труб	S2	м	0,055	0,055
Средний относительный поперечный шаг труб	S1/d	-	2,34	2,34
Средний относительный продольный шаг труб	S2/d	-	1,72	1,72
Расположение труб	-	-	Коридорное
Характер взаимного движения сред	-	-	Смешаный ток
Длина трубы змеевика	l	м	36	36
Поверхность, примыкающая к стене	Fст X	м2	11,26	11,26
Поверхность нагрева	H	м2	309,5	309,5
Высота газохода на входе	a'	м	2,4	2,4
Высота газохода на выходе	a''	м	2,8	2,8
Ширина газохода	b	м	5,52	5,52
Площадь живого сечения для прохода газов на входе	F'	м2	8,18	8,18
То же на выходе	F''	м2	10,38	10,38
То же среднее	Fcp	м2	9,28	9,28
Средняя эффективная толщина излучающего слоя	S	м	0,1458	0,1458
Глубина газов.объема до пучка	lоб	м	1,28	1,28
Глубина пучка	ln	м	1,32	1,32
Количество змеевиков, вкл. параллельно по пару	m	шт.	72	72
Живое сечение для прохода пара	f	м2	0,0382	0,0382

8.3.1) Целесообразность разделения пароперегревателя на ступени обычно определяют характкром взаимного движения сред (газов и пара) и размещением между ступенями пароохладителей.Пароперегреватель парового котла Е-50-40 разделять на ступени неследует. Поверхность нагрева пароперегревателя определяют по наружному диаметру труб, полной длине змеевика (с учётом гибов) l и числу труб в ряду (поперёк газохода) Z₁.В неё также включается поверхность труб, примыкающих к обмуровке, называемая дополнительной, которую определяют как произведение площади стены (потолка) F_ст, занятой этими трубами, на угловой коэффициент х, определяемый по номограмме на основании соотношений S₁/d и е/d причём е/d r/d =0,5 х=0,75

Таким образом, поверхность нагрева определяем по формуле:

F_стх -- поверхность, примыкающая к стенке: F_стх=23,720,75=11,26 м²

8.3.2) Глубину газового объёма до пучка каждой ступени и глубину пучка определяют по рекомендациям и четежу: l_об=1280 мм; l_п=1320 мм

8.3.3) По средним значениям шагов для пароперегревателя и среднему диаметру находим эффективную толщину излучающего слоя:

8.3.4) Площади живого сечения для прохода газов на входе и выходе определяют для пароперегревателя в целом по формулам:

a -- высота газохода; b -- ширина газохода;

Площадь среднего живого сечения для прохода газов:

8.3.5) Площадь среднего живого сечения для прохода пара:

8.4) Составляем таблицу исходных данных поверочно-конструкторского теплового расчёта пароперегревателя:

Таблица 8.2

Наименование величины	Обозначение	Единица	Величина
Температура газов до п/п	''ф	С	913
Температура газов за п/п	''пе	С	565
Температура пара в состоянии насыщения	tн	С	255
Температура перегретого пара	tпе	С	445
Средний удельный объем пара в п/п	ср	м3/кг	0,0635
Тепловосприятие конвективное по балансу	Qкпе	ккал/кг	814,74
Средний объем газов в п/п (при песр )	Vг	м3/кг	6,3141
Объемная доля водяных паров	rH20	-	0,1024
Суммарная объемная доля 3хатомных газов	rп	-	0,2386
Массовая концентрация золы		кг/кг	0,0294

Средний удельный объём пара находят с использованием по удельным объёмам пара в состоянии насыщения и перегретого пара:

При Р_б=44 кгс/см² _н=0,0459 м³/кг

При Р_пе=40 кгс/см² и t_пе=445С _пе=0,0809 м³/кг

Все остальные величины определены ранее.

8.5) Коэффициент теплопередачи определяют для пароперегревателя в целом по средним значениям необходимых величин из таблиц.

Коэффициент теплопередачи от газов к стенке для схемы пароперегревателя определяют по формуле:

8.5.1) Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке для всех схем пароперегревателей определяют по формуле:

Где _к--коэффициент теплоотдачи конвекцией; _л--коэффициент теплоотдачи излучением газового объёма в трубном пучке; =0,65-- коэффициент тепловой эффективности поверхности; = 1;

Для определения _к--коэффициента теплоотдачи конвекцией от газов к стенке труб рассчитаем среднюю скорость газового потока:

При поперечном омывании коридорных пучков дымовыми газами коэффициент теплоотдачи конвекцией, отнесённый к полной расчётной поверхности, определяют по номограмме:

_н=47 ккал/м²ч^оС; добавочные коэффициенты: С_z=1; С_ф=0,96; С_s=1;

_к = _нС_zС_фС_s = 47110,96 = 45,12 ккал/м²ч^оС;

Для нахождения _л используем номограммы и степень черноты продуктов горения `a':

Для запылённой поверхности kpS = (k_гr_n+k_злзл)Sp, где р = 1кгс/ см²; r_n=0,223; S=0,1458 м; р_nS = r_nS = 0,2230,1458 = 0,035;

По номограмме находим k_г = 3,05; k_зл = 10;

Для пользования номограммой необходимо знать температуру загрязнённой стенки расчитываемой поверхности нагрева:

T_з = T_пе^ср + (80100) = 350 + 90 = 440 ^оС;

По номограмме находим _н=118 ккал/м²ч^оС;

_л = _на =1180,138= 16,32 ккал/м²ч^оС;

При расчёте пароперегревателя и экономайзера на величину _л необходимо ввести поправку, связанную с наличием газового объёма, свободного от труб перед этими поверхностями и между отдельными пакетами поверхностей:

Где Т_к -- температура газов в объёме камеры, (К); l_об и l_п -- соответственно суммарная глубина пучка и суммарная глубина газового объёма до пучка, м; А - коэффициент: при каменных углей А=0,4

Коэффициент теплоотдачи от стенки к пару в пароперегревателе определяют по номограмме, при среднем значении давлений, температур и скорости пара:

При этой скорости пара С_d = 1,02; _н = 1380 ккал/м²ч^оС; ₂ = _нС_d = =13801,02 = 1407,6 ккал/м²ч^оС;

8.5.2) Коэффициент теплоотдачи:

В пароперегревателях с параллельно-смешанным током,коэффициент определяют из номограммы 30[3] по безразмерным параиетрам P и R, которые расчитываеем по формулам:

Где _б -- полный перепад температур той среды, где он больше, чем перепад второй среды _м

По номограмме находим =0,95

Температурный напор для противотока

Средний температурный напор

8.6) Определим расчётную поверхность:

Невязка:

Невязка > 2% вносим конструктивные изменения.

8.7) Найдем число петель змеевика, которое надо добавить:

Следовательно добавляем к поверхность пароперегревателя 2 петли. Поверочный расчёт выполнен.

9. ПОВЕРОЧНО-КОНСТРУКТОРСКИЙ РАСЧЁТ ХВОСТОВЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ НАГРЕВА

9.1 Расчёт водного экономайзера

9.1.1) С использованием ранее выполненых расчётов для теплового расчёта экономайзера составляют таблицу исходных данных:

Таблица 9.1

...

Наименование величины	Обозначение	Единица	Величина

курсовая работа "Тепловой котел Е-50-40К" скачать

Подобные документы

• Расчетно-пояснительная записка теплового расчета парового котла типа БКЗ-320-140

  Топливный тракт котла, выбор схемы подготовки топлива к сжиганию. Расчет экономичности работы котла, расхода топлива, тепловой схемы. Описание компоновки и конструкции пароперегревателя котла. Компоновка и конструкция воздухоподогревателя и экономайзера.
  
  курсовая работа [3,5 M], добавлен 12.06.2013
  

• Расчет парового котла ДЕ-6,5-14

  Описание конструкции котла. Особенности теплового расчета парового котла. Расчет и составление таблиц объемов воздуха и продуктов сгорания. Расчет теплового баланса котла. Определение расхода топлива, полезной мощности котла. Расчет топки (поверочный).
  
  курсовая работа [1,1 M], добавлен 12.07.2010
  

• Компоновка и тепловой расчет парового котла

  Объем азота в продуктах сгорания. Расчет избытка воздуха по газоходам. Коэффициент тепловой эффективности экранов. Расчет объемов энтальпий воздуха и продуктов сгорания. Определение теплового баланса котла, топочной камеры и конвективной части котла.
  
  курсовая работа [115,2 K], добавлен 03.03.2013
  

• Расчет котла

  Состав и питательная система парового котла КАВ. Принцип действия одноимпульсного термогидравлического регулятора прямого действия. Предварительный тепловой баланс и определение расхода топлива. Проектирование и исходные данные по пароводяному тракту.
  
  курсовая работа [3,2 M], добавлен 02.12.2010
  

• Расчет и конструирование парового котла

  Выбор способа шлакоудаления и типа углеразмолочных мельниц. Тепловой баланс котла и определение расхода топлива. Расчет теплообмена в топке, воздушного тракта, вредных выбросов в атмосферу, дымовой трубы. Регулирование температур перегретого пара.
  
  курсовая работа [294,9 K], добавлен 05.03.2015
  

• Система автоматического регулирования теплового режима парового котла

  Элементы рабочего процесса, осуществляемого в котельной установке. Схема конструкции парового котла. Описание схемы автоматизации объекта, монтажа и наладки системы автоматического регулирования. Расчет чувствительности системы управления подачей пара.
  
  дипломная работа [1,1 M], добавлен 03.09.2013
  

• Тепловой баланс котла и расчет топлива

  Элементарный состав и геометрические характеристики топлива. Определение объемов воздуха и продуктов сгорания топлива при нормальных условиях. Состав котельной установки. Конструкция и принцип действия деаэратора. Конструктивный расчет парового котла.
  
  курсовая работа [594,6 K], добавлен 25.02.2015
  

• Техническая реализация системы автоматизированного управления уровнем воды в барабане парового котла

  Характеристика котла для производства перегретого пара. Функции регулятора уровня воды в барабане парового котла. Разработка технической структуры системы автоматизированного управления и функциональной схемы регулятора. Организация безударных переходов.
  
  курсовая работа [2,9 M], добавлен 21.12.2011
  

• Поверочный расчет котельного агрегата ПК-14

  Тепловой расчет и компоновка парового котла ПК-14. Выбор топлива, расчет его теплосодержания и продуктов сгорания. Определение тепловых потерь и коэффициента полезного действия котла. Расчет топочной камеры, конвективных и хвостовых поверхностей нагрева.
  
  курсовая работа [751,1 K], добавлен 28.09.2013
  

• Робота парового котла

  Існуюча система автоматизації парового котла ДКВР-4/13 ГМ. Регулювання живлення котельних агрегатів і регулювання тиску в барабані. Система автоматичного регулювання розрядження в топці. Обґрунтування вибору монтажних матеріалів, комутаційної арматури.
  
  курсовая работа [1,7 M], добавлен 20.01.2013
  

• Расчет судового парового котла КГВ 063/5

  Описание судового парового котла КГВ 063/5, расчет энтальпии дымовых газов. Сравнение величин фактических и допустимых тепловых напряжений топочного объема. Расчет конвективной поверхности нагрева, теплообмена в экономайзере. Эксплуатация паровых котлов.
  
  курсовая работа [321,7 K], добавлен 30.06.2012
  

• Проект перевода котла-утилизатора КУ-150 с парового на водогрейный режим с естественной тягой

  Назначение и компоновка котла-утилизатора КУ-150. Краткое описание технологической схемы и газового тракта. Конструкция и характеристики котла при работе в паровом и в водогрейном режиме. Расчета экономического эффекта реконструкции данного котла.
  
  дипломная работа [208,4 K], добавлен 23.05.2015
  

• Тепловой расчет парового котла типа Пп-1000-25-545/542-ГМ

  Обоснование выбора типоразмера котла для ТЭС и турбины. Компоновка котла, особенности его конструкции и работы. Схема компоновки. Топливо. Его характеристики. Процессы и параметры топливного тракта. Схема топливоподачи. Тракты дымовых газов. Параметры.
  
  курсовая работа [2,6 M], добавлен 02.10.2008
  

• Тепловой расчет водогрейного котла КВГ-4-150

  Проектно-экономические параметры парогенератора КВГ-4-150. Тепловой баланс котла и расход топлива. Расчет полной площади поверхности стен топки. Конструктивные размеры характеристики экономайзера. Расчет невязки теплового баланса парогенератора.
  
  курсовая работа [714,2 K], добавлен 07.12.2014
  

• Автоматизація котла

  Економічність роботи парового котла ДКВР-4/13 ГМ та система його автоматизації. Технічна характеристика котла. Основні рішення по автоматизації технологічних процесів, матеріально-технічні засоби. Техніка безпеки і охорона навколишнього середовища.
  
  контрольная работа [575,2 K], добавлен 20.01.2013
  

• Расчет котла ТВГ-8М

  Принцип работы водогрейного котла ТВГ-8МС, его конструкция и элементы. Расход топлива котла, определение объемов воздуха и продуктов сгорания, подсчет энтальпий, расчет геометрических характеристик нагрева, тепловой и аэродинамический расчеты котла
  
  курсовая работа [209,5 K], добавлен 13.05.2009
  

• Тепловой расчёт жаротрубного котла

  Краткое описание устройства котельного агрегата. Алгоритм расчёта горения топлива. Подбор вентилятора для горелки. Составление теплового баланса, коэффициента полезного действия при установке воздухоподогревателя. Особенности определения расхода топлива.
  
  курсовая работа [435,9 K], добавлен 07.08.2013
  

• Расчет рекуперативного воздухоподогревателя парового котла

  Расчет горения топлива и температуры газов после воздухоподогревателя. Определение теплоемкости компонентов уходящих газов. Нахождение кинематической вязкости и коэффициента теплоотдачи внутри труб. Подсчет потерь давления при движении дымовых газов.
  
  курсовая работа [2,5 M], добавлен 21.12.2021
  

• Розробка монтажної документації для системи автоматизації парового котла сушильної камери

  Техніко-економічне обгрунтування автоматизації парового котла сушильної камери АВМ-300 на базі мікропроцесорного контролера ОВЕН ПЛК-110 та сенсорної панелі оператора ОВЕН СП-270. Опис приладів, які використовуються при автоматизації макаронної лінії.
  
  курсовая работа [3,5 M], добавлен 09.02.2013
  

• Расчет кожухотрубчатого двухходового воздухоподогревателя парового котла

  Схема котельного агрегата. Функции топочного устройства. Рекуперативные, регенеративные воздухоподогреватели. Составление модели расчета воздухоподогревателя. Расчет проточной части трубного пространства. Определение внутреннего диаметра корпуса аппарата.
  
  курсовая работа [322,5 K], добавлен 20.11.2010
  

Другие документы, подобные "Тепловой котел Е-50-40К"

• главная
• рубрики
• по алфавиту
• вернуться в начало страницы
• вернуться к началу текста
• вернуться к подобным работам