Расчёт котельного агрегата типа БКЗ-75-40
Паровой котёл как агрегат тепловой электростанции, его основные характеристики, производительность и мощность. Тепловой расчёт котельного агрегата работающего на газе. Расчёт объемов и энтальпий воздуха и продуктов сгорания и теплового баланса котла.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 04.05.2015 |
| Размер файла | 120,8 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Министерство образования РФ
Саратовский государственный технический университет
Кафедра «Теплоэнергетика»
Курсовой проект
Расчёт котельного агрегата типа БКЗ-75-40
Выполнил: Хохлов А.Ю.
Проверил: Антропов Г.В.
Саратов 2007
Содержание
Исходные данные
Реферат
Введение
1. Расчёт объемов и энтальпий воздуха и продуктов сгорания
2. Тепловой баланс котла
Исходные данные
- производительность КА: 75т/ч;
- давление перегретого пара: 4 МПа;
- температура перегретого пара: 440° С;
- топливо: газ (Дашава - Киев).
|
Обьёмный состав газа, % |
||||||||
|
CH4 |
C2H6 |
C3H8 |
C4H10 |
C5H12 и более тяжелые |
N2 |
C02 |
H2 |
|
|
98,9 |
0,3 |
0,1 |
0,1 |
0 |
0,4 |
0,2 |
- |
Котел типа БКЗ-74-40 представляет собой однобарабанный котел с выносными циклонами и естественной циркуляцией, выполненный в П-образной компоновке.
В данной работе считаем, что котел работает на природном газе, который сжигается в камерной топке. В подъемной шахте экранированная топочная горелка, в низходящем газоходе расположен водяной экономайзер и воздухоперегреватель, горизонтальном верхнем поворотным газоходе - два конвективных паропрегревателя.
Топочная камера оборудована 6-ью газо-мазутными горелками, установленными на боковых стенах топки котла.
Реферат
Пояснительная записка содержит страниц, таблиц, источников.
Цель работы: произвести тепловой расчёт котельного агрегата работающего на газе, используя проект типового котла.
Объектом исследования является котел типа БКЗ-75. Необходимо провести поверочный расчет топки, ширмы и конструкторский расчет пароперегревателей 1-ой и 2-ой ступеней, водяного экономайзера, трубчатого воздухоподогревателя.
Введение
Паровой котёл - это основной агрегат тепловой электростанции. Рабочим телом в нём для получения пара является вода, а теплоносителем служат продукты горения различны органических топлив. Необходимая тепловая мощность парового котла определяется его паропроизводительностью при обеспечении установленных температуры и рабочего давления перегретого пара. При этом в топке котла сжигается расчетное количество топлива.
Номинальной паропроизводительностью называется наибольшая производительность по пару, которую котёл должен обеспечить в длительной эксплуатации при номинальных параметрах пара и питательной воды.
Номинальное давление пара - наибольшее давление пара, которое должно обеспечиваться непосредственно за пароперегревателем котла.
При изменении нагрузки котла номинальные температуры пара и, как правило, давление должны сохраняться, а остальные параметры будут изменяться.
При выполнении расчёта парового котла его паропроизводительность, параметры пара и питательной воды являются заданными. Поэтому цель расчёта состоит в выборе рациональной компоновки и определении размеров всех поверхностей нагрева котла или же в определении температур и тепловосприятий рабочего тела и газовой среды в поверхностях нагрева заданного котла.
тепловой баланс паровой котел
1. Расчет объемов и энтальпий воздуха и продуктов сгорания
Для выполнения теплового расчета топки и отдельных поверхностей нагрева котлоагрегата необходимо заранее подготовить таблицы объемов и энтальпий воздуха и продуктов сгорания по газоходам котла, с учетом изменения избытка воздуха в них.
Таблица №1. Таблица объемов.
|
Рассчитываемая величина |
Размерность |
V0 = |
9,52 |
VRO2 = |
1 |
V0H2O= |
2,16 |
V0N2= |
7,52 |
|
|
ТОПКА |
ШИРМА |
ПП2 |
ПП1 |
ЭК |
ВП |
|||||
|
?б |
- |
0,05 |
0,00 |
0,03 |
0,03 |
0,02 |
0,03 |
|||
|
б? |
- |
1,10 |
1,10 |
1,13 |
1,16 |
1,18 |
1,21 |
|||
|
б ср |
- |
1,10 |
1,1 |
1,115 |
1,145 |
1,17 |
1,195 |
|||
|
VH2O = V0H2O + 0,0161(б ср - 1) V0 |
нм3/кг (нм3/ м3) |
2,1753 |
2,1753 |
2,1776 |
2,1822 |
2,1861 |
2,1899 |
|||
|
Vг = VRO2 + V0H2O + V0N2 + (б ср - 1) V0 |
- |
11,632 |
11,632 |
11,775 |
12,06 |
12,2984 |
12,5364 |
|||
|
rRO2 = VRO2 / Vг |
- |
0,086 |
0,086 |
0,0849 |
0,0829 |
0,08131139 |
0,079767716 |
|||
|
r H2O = VH2O / Vг |
- |
0,187 |
0,187 |
0,1849 |
0,1809 |
0,177751272 |
0,174682368 |
|||
|
rn = rRO2 + r H2O |
- |
0,273 |
0,273 |
0,2699 |
0,2639 |
0,259062662 |
0,254450085 |
Энтальпия воздуха, продуктов сгорания рассчитывается по формулам:
,
Где - температура воздуха, 0С;
- температура дымовых газов;
,,, - теплоемкости воздуха, двуокиси углерода, азота, водяных паров, определяются по приложению 1.
Далее, по известным энтальпиям воздуха и газа заполняется таблица №2.
Таблица №2. Таблица энтальпий.
|
Hг = Hг0 + (б? - 1)*Hв0 + Hзл |
|||||||||||||
|
х , 0C |
Hг0 , кДж/кг |
Hв0 , кДж/кг |
ТОПКА |
ПП2 |
ПП1 |
ЭК |
ВП |
||||||
|
Hг |
?H/?х |
Hг |
?H/?х |
Hг |
?H/?х |
Hг |
?H/?х |
Hг |
?H/?х |
||||
|
100 |
1469,6 |
1260,7 |
1696,5 |
16,97 |
1734,4 |
17,7 |
|||||||
|
200 |
2969,8 |
2535,9 |
3373,3 |
17,02 |
3423,9 |
17,27 |
3502,3 |
17,7 |
|||||
|
300 |
4506,5 |
3833,9 |
5004,9 |
17,50 |
5119,9 |
17,68 |
5218,3 |
17,94 |
5311,6 |
18,6 |
|||
|
400 |
6084,2 |
5157,9 |
6754,8 |
17,29 |
6909,5 |
17,67 |
7011,4 |
17,93 |
7167,4 |
18,3 |
|||
|
500 |
7703,5 |
6513,1 |
8550,2 |
18,55 |
8745,6 |
18,55 |
8893,4 |
18,82 |
|||||
|
600 |
9378,0 |
7899,7 |
10405,0 |
18,55 |
10642,0 |
18,54 |
10775,2 |
18,82 |
|||||
|
700 |
11068,9 |
9313,6 |
12279,7 |
19,10 |
12559,1 |
19,54 |
12757,6 |
19,82 |
|||||
|
800 |
12845,9 |
10749,2 |
14243,3 |
19,11 |
14565,7 |
19,54 |
|||||||
|
900 |
14585,9 |
12207,7 |
15806,7 |
19,53 |
16172,9 |
19,98 |
16539,2 |
20,42 |
|||||
|
1000 |
16391,6 |
13684,0 |
17760,0 |
19,53 |
18170,5 |
19,97 |
18581,1 |
20,41 |
|||||
|
1100 |
18226,7 |
15184,4 |
19745,2 |
19,82 |
|||||||||
|
1200 |
20083,3 |
16693,9 |
21752,7 |
19,80 |
|||||||||
|
1300 |
21973,1 |
18224,9 |
23795,6 |
20,50 |
|||||||||
|
1400 |
23869,6 |
19760,8 |
25845,6 |
20,48 |
|||||||||
|
1500 |
25795,4 |
21315,8 |
27927,0 |
20,91 |
|||||||||
|
1600 |
27730,8 |
22870,8 |
30017,9 |
20,89 |
|||||||||
|
1700 |
29693,1 |
24442,7 |
32137,3 |
21,15 |
|||||||||
|
1800 |
31651,3 |
26012,4 |
34252,6 |
21,14 |
|||||||||
|
1900 |
33633,1 |
27596,9 |
36392,8 |
21,49 |
|||||||||
|
2000 |
35623,2 |
29185,5 |
38541,8 |
21,47 |
|||||||||
|
2100 |
37635,4 |
30787,7 |
40714,1 |
21,54 |
|||||||||
|
2200 |
39632,0 |
32364,0 |
42868,4 |
21,59 |
2. Тепловой баланс котла
Целью составления баланса котла является определение КПД котла и расхода топлива.
Из уравнения прямого баланса котла расход топлива равен:
, м3/с, (1.1)
где - полное количество теплоты, полезно отданное в котле, кВт;
- располагаемая теплота ,кДж/кг;
- К.П.Д. брутто котельного агрегата, %.
Для паровых котлов с пароперегревателем равно:
, кВт. (1.2)
Здесь:
D - расход пара, кг/с (из задания);
- расход продувочной воды, кг/с (р - величина непрерывной продувки, принимается в пределах 2ч5% от D в зависимости от паропроизводительности котлоагрегата, параметров пара и количества ступеней испарения);
hпе- энтальпия перегретого пара (в зависимости от давления Pпе и температуры tпе перегретого пара);
- энтальпия кипящей воды на линии насыщения при давлении в барабане Pб=1,1Pпе;
hпв - энтальния питательной воды (в зависимости от давления Pпв и температуры tпв перегретого пара).
, кг/с.
, кг/с.
Pпе=4 МПа, tпе=440 °С, hпе=3308,7 кДж/кг.
, =1110,8 кДж/кг.
МПа, tпв=145 °С, hпв=613,595 кДж/кг.
=20,83(3308,7-613,595)+0,22(1110,8-613,595)=56248,4 кДж/кг.
Располагаемая теплота на 1 м3 газообразного топлива определяется по формуле:
, кДж/нм3, (1.3)
где - низшая теплота сгорания рабочей массы топлива:
=108H2+126,3CO+358,2CH4+560,5C2H2+590,6C2H4+637,3C2H6+912,3C3H8+1186,5C4H10+1460,8C5H12+235H2S;
- теплота, внесённая поступающим в котлоагрегат воздухом, подогретым вне агрегата отборным паром или водой;
- физическая теплота топлива;
- теплота, внесённая в котел паровым дутьём;
- теплота, затраченная для разложения карбонатов (для сланцев).
кДж/нм3.
=0 (воздух вне агрегата не подогревается).
=0 (паровое дутьё отсутствует).
=0 (газообразное топливо).
=35880,1 кДж/нм3.
К.П.Д. брутто котельного агрегата определяется по обратному балансу котла:
, %, (1.4)
где - потери теплоты с уходящими газами, %;
- потери теплоты от химической неполноты сгорания, %;
- потери теплоты от механической неполноты сгорания, %;
- потери теплоты от наружного охлаждения, %;
- потери теплоты с физическим теплом шлаков, %.
В общем случае:
, %, (1.5)
где - энтальпия уходящих газов, кДж/м3 (определяется по H - х таблице (см. приложение
табл.1) в зависимости от температуры уходящих газов и коэффициента избытка воздуха ).
q3=0,5% (природный газ).
=0 (механический недожог отсутствует).
=0,8% (см. рис.1.1).
=0 (природный газ).
Рис. 1.1.
Температуру уходящих газов tух принимаем равной 120 °С, температура наружного воздуха tхв=30 °С, по H - таблице (приложение табл.1) находим, что =2088 кДж/нм3, =377,1 кДж/нм3; =1,28 (см. приложение табл.2).
%.
=100-4,6-0,5-0,8=94,1%
м3/с.
Расчётный расход топлива определяется по формуле:
, м3/с. (1.6)
м3/с.
Потери от наружного охлаждения учитываются введением в уравнение теплового баланса по газовой стороне коэффициента сохранения теплоты:
. (1.7)
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Способы расчета котельного агрегата малой мощности ДЕ-4 (двухбарабанного котла с естественной циркуляцией). Расчет объемов и энтальпий продуктов сгорания и воздуха. Определение КПД котла и расхода топлива. Поверочный расчёт топки и котельных пучков.
курсовая работа [699,2 K], добавлен 07.02.2011Развитие котельной техники, состав котельной установки. Определение теоретических объёмов воздуха, газов, водяных паров и азота, расчёт энтальпий. Тепловой баланс котла, расчёт расхода топлива. Тепловой расчёт конвективного пучка и водяного экономайзера.
курсовая работа [58,1 K], добавлен 02.07.2012Тепловой расчет котельного агрегата Е-25М. Пересчет теоретических объемов и энтальпии воздуха и продуктов сгорания для рабочей массы топлива (сернистый мазут). Тепловой баланс, коэффициент полезного действия (КПД) и расход топлива котельного агрегата.
курсовая работа [352,0 K], добавлен 17.03.2012Определение объема воздуха, продуктов сгорания, температуры и теплосодержания горячего воздуха в топке агрегата. Средние характеристики продуктов сгорания в поверхностях нагрева. Расчет энтальпии продуктов сгорания, теплового баланса и пароперегревателя.
контрольная работа [432,5 K], добавлен 09.12.2014Состав, зольность и влажность твердого, жидкого и газообразного топлива. Объемы и энтальпии воздуха и продуктов сгорания. Расход топлива котельного агрегата. Основные характеристики топочных устройств. Определение теплового баланса котельного устройства.
курсовая работа [108,9 K], добавлен 16.01.2015Краткое 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 07.08.2013Описание двухбарабанного вертикально-водотрубного реконструированного котла и его теплового баланса. Количество воздуха необходимого для полного сгорания топлива и расчетные характеристики топки. Конструкторский расчет котельного агрегата и экономайзера.
курсовая работа [611,8 K], добавлен 20.03.2015Основные конструктивные характеристики, расчеты по топливу, воздуху и продуктам сгорания, составление теплового баланса котельного агрегата ПК-19. Выявление потерь от механического и химического недожога и вследствие теплообмена с окружающей средой.
курсовая работа [603,3 K], добавлен 29.07.2009Определение теплосодержания и объёмов продуктов сгорания газо-воздушной смеси в отдельных частях котельного агрегата типа ДЕ. Тепловой расчёт топки и газохода, водяного экономайзера. Определение КПД и расхода топлива, температуры газов на выходе.
курсовая работа [163,3 K], добавлен 23.11.2010Объем 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 03.03.2013Техническая характеристика водогрейного котла. Расчет процессов горения топлива: определение объемов продуктов сгорания и минимального объема водяных паров. Тепловой баланс котельного агрегата. Конструкторский расчет и подбор водяного экономайзера.
курсовая работа [154,6 K], добавлен 12.12.2013Характеристика оборудования котельной установки. Обслуживание котла во время нормальной его эксплуатации. Расчет объемов, энтальпий и избытка воздуха и продуктов сгорания. Расчет ширмового и конвективного перегревателя. Уточнение теплового баланса.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 08.08.2012Описание 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 12.07.2010Расчетные характеристики топлива. Материальный баланс рабочих веществ в котле. Характеристики и тепловой расчет топочной камеры. Расчет фестона и экономайзера, камеры охлаждения, пароперегревателя. Объемы и энтальпии воздуха и продуктов сгорания.
дипломная работа [382,2 K], добавлен 13.02.2016Сущность котельного агрегата и его вспомогательного оборудования. Технические характеристики котла. Анализ коэффициентов избытка воздуха. Объемы и энтальпии продуктов сгорания. Принцип работы экранной системы. Трубчатый воздухоподогреватель 1 ступени.
контрольная работа [433,5 K], добавлен 30.03.2015Расчет котла, предназначенного для нагрева сетевой воды при сжигании газа. Конструкция котла и топочного устройства, характеристика топлива. Расчет топки, конвективных пучков, энтальпий воздуха и продуктов сгорания. Расчетная невязка теплового баланса.
курсовая работа [77,8 K], добавлен 21.09.2015Проектирование и тепловой расчет котельного агрегата. Характеристика котла, пересчет топлива на рабочую массу и расчет теплоты сгорания. Определение присосов воздуха. Вычисление теплообмена в топке и толщины излучающего слоя. Расчет пароперегревателя.
курсовая работа [3,4 M], добавлен 08.04.2011Тепловой 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 28.09.2013Термодинамическая эффективность работы котла-утилизатора. Расчет процесса горения топлива в топке котла, котельного агрегата. Анализ зависимости влияния температуры подогрева воздуха в воздухоподогревателе на калориметрическую температуру горения топлива.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 22.10.2012Принцип 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
