Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Тепловой расчет парового котла может быть конструктивным или поверочным. В курсовом проекте производится расчет с элементами конструктивного расчета отдельных поверхностей нагрева (пароперегревателя, водяного экономайзера).

Основной целью поверочного расчета является определение основных показателей работы котлоагрегата, а также реконструктивных мероприятий или отсутствие таковых при расчете котла на заданное топливо.

Курсовой проект по дисциплине МДК01.01 Эксплуатация, расчет и выбор технического оборудования систем тепло- и топливоснабжения (эксплуатация) направлен также:

- на приобретение практических навыков теплового расчета котлов;

- усвоение физического смысла производимых расчетов;

- составление схем газового и воздушного тракта котла;

- на приобретение практических навыков аэродинамического расчета участков газовоздушного тракта;

-приобретение умений в выборе тягодутьевых машин;

- приобретение умений в оформлении пояснительной записки и графической части с использованием информационных технологией на ПК;

- ознакомление с действующими нормативными материалами;

- формирование умений в использовании справочной литературы.

1. Технологическая часть

1.1 Устройство котла

котел пароперегреватель экономайзер

Котлы КЕ предназначены для слоевого сжигания твердого топлива.

Котлы КЕ по взаимному расположению топочной камеры и конвективного пучка повторяют конструктивную схему котлоагрегатов ДКВР. Боковые экраны выполнены с более плотным шагом s/d = 1.08, уменьшен также шаг труб кипятильного пучка (90 вместо 100 мм). Котлоагрегаты комплектуются слоевыми механическими топками с пневмомеханическими забрасывателями и решетками обратного хода (ТЛЗМ и ТЧЗ), предназначенными для сжигания каменных и бурых углей и работающими при повышенных тепловых напряжениях зеркала горения. Это позволило принять для котлоагрегатовКЕ-10-14 геометрические размеры топочных камер котлоагрегатов ДКВР-2,5.

Значения напряжения зеркала горения, принятые при проектировании этих котлоагрегатов, для работы на сортированных каменных углях могут быть повышены и соответственно увеличена их тепловая мощность.

Топочные камеры образованы боковыми экранами, фронтовой и задними стенками из огнеупорного кирпича.КотлоагрегатКЕ-10-14выполнен в низкой компоновке. Между топкой и котельным пучком расположена камера догорания. Дымовые газы омывают котельный пучок поперечным потоком с поворотами в горизонтальной плоскости. При наличии Пароперегревателя часть кипятильных труб не устанавливается.

На котлоагрегат КЕ-10-14распространяется технические условия ТУ 108-558-75, по которым их поставка осуществляется одним транспортабельным блоком, помосты и лестницы поставляются отдельно. Блоки котлоагрегатов могут поставляться в обмуровке и обшивке или без обмуровки и обшивки, при этом обмуровка и изоляционные материалы в объем поставки не входят, а обшивка поставляется пакетами для установки на монтаже. Топочные устройства в состав блока не включаются.

1.2 Выбор топочного устройства

Топки с пневмомеханическимизабрасывателями и моноблочной ленточной цепной решёткой обратного хода: ПЗМ- 1,87/ 3,0.

Топка состоит из: ленточной цепной решеткой, фронтового кожуха, чугунного фронта, пневмомеханического забрасывателя, угольного ящика, рольганга, заднего уплотнения решётки, устройства для привода решётки, устройства для привода пневмомеханического забрасывателя.

1.3 Выбор горелочного устройства

Основными элементами пневмомеханического забрасывателя является: ротор с лопастями, цилиндрический лоток, воздушная фурм, боковые воздушные сопла, разгонная передвижная плита с приводом, плунжерный , пластинчатый или скребковый питатель, редуктор и кулисный механизм. Топливо из бункера поступает в каскаднолотковый угольный ящик, конфигурация которого выбрана так, чтобы уменьшить застревание влажного топлива. Для этого боковые стенки угольного ящика выполнены вертикальными, а внутри ящика расположены лотки, имеющие переменный угол наклона.

Подача топлива на разгонную плиту осуществляется пластинчатым питателем. Разгонная плита, по которой скатываются и рассыпаются слипшиеся комки топлива, предохраняет ротор забрасывателя от перегрузки. Это способствует хорошему распределению топлива по колосниковой решетке. Разгонная плита имеет угол наклона 45 ⁰ и может передвигаться, что при неизменной частоте вращения ротора забрасывателя позволяет менять дальность заброса топлива. Регулирование производительности пластинчатого питателя осуществляется путем изменения его хода при помощи кулисного механизма.

Ротор забрасывателя вращается по часовой стрелке, что предотвращает его поломку при попадании с топливом металла. Ротор состоит из полого барабана, к которому прикреплены два ряда сплошных волнообразных лопастей. Благодаря - этому топливо разбрасывается веерообразно. Угол веера заброса топлива 40 °. Цилиндрическийлоток (корпус забрасывателя) имеет среднюю часть, откидывающуюся на шарнирах, что позволяет производить осмотр ротора. Со стороны топки лоток заканчивается фурмой, через которую подается воздух. Фурма набрана из отдельных колосников. По обе стороны забрасывателя в горизонтальной плоскости установлены под углом друг к другу два сопла, через которые подается воздух.

Выпускаются три типоразмера забрасывателей различной производительности, имеющих рабочую ширину 350, 400 и 600 мм. Один забрасыватель шириной 350 мм обеспечивает работу парогенератора с производительностью 7 т/ч, шириной 400 мм-8 т/чишириной 600 мм- 12 т/ч. Одинзабрасывательвзависимостиоттипоразмераможетосуществитьразбростопливапоширинеколосниковойрешеткиот 1100 до 1300 мм.

Минимальная ширина решетки для одного забрасывателя900м.

1.4 Охрана окружающей среды

Для очистки выбрасываемых в атмосферу продуктов сгорания и защиты рабочих колёс дымососов от уноса летучей золы и частиц несгоревшего топлива в промышленных и отопительных котельных при сжигании твёрдого топлива устанавливаются золоуловители.

Все конструкции золоуловителей, применяемые для улавливания уноса, по принципу их работы можно разбить на следующие группы: сухие инерционные золоуловители, мокрые золоуловители, электрофильтры и комбинированные золоуловители.

В сухих инерционных золоуловителях отделение частиц уноса от продуктов сгорания происходит за счёт центробежных или инерционных сил. В мокрых золоуловителях частицы уноса отделяются путём промывки или орошения продуктов сгорания водой и осаждения частиц на смачиваемую поверхность, а также улавливанием частиц на водяной плёнке. В электрофильтрах улавливание частиц происходит путём осаждения их на электроды под действием электрического поля. В комбинированных золоуловителях сочетаются различные методы.

Очистка продуктов сгорания в циклоне происходит за счет использования центробежной силы, развивающейся при сообщении потоку вращательного поступательного движения.

Циклоны могут устанавливаться одиночно или группой из 8 циклонов. Циклоны и блоки циклонов предназначены для очистки продуктов сгорания парогенераторов малой мощности.

2. Расчётная часть

2.1 Конструктивные характеристики котла по чертежам

2.1.1Определяем конструктивные характеристики топки

Определяем площадь передней стены,Fпс, м 2:

,(2.1)

2,62,6 = 6,76м ²

где h - высота топки,м;

b - ширина топки, м.

Определяем площадь задней стены,F_зс, м ²:

м²

Определяем площадь боковой стенки,F_бс, м ²:

(2.2)

2,6 2 = 5,2 м²

где а - глубина топки,м.

Определяем площадь потолка,F_n, м ²:

(2.3)

2 2,6 = 5,2 м²

Определяем площадь пола,F_пода, м ²:

(2.4)

2 3 = 6м ² .

где l - длина колосниковой решетки,м.

Определяем суммарную площадь стен,, м²:

(2.5)

6,76 + 6,76 +5,2 + 5,2 + 6 = 29,9 м ²

Определяем объём топки,V, м ³:

(2.6)

м³

Диаметр экранных трубd = 51 мм.

Шаг экранных трубS = 55 мм.

Определяем относительный шаг труб, s/d, мм:

Расстояние труб от стеныL = 150 мм.

Определяем относительное расстояние трубы от стены,L/d:

2.1.2 Конструктивные характеристики камеры догорания:

Определяем площадь передней стены,F_пс, м ², по формуле (2.1):

F_nc= 2,5 2,6 = 6,5м ²

Определяем площадь задней стены,F_зс, м ²:

F_зс = 2,5 2,2 = 5,5м ²

Определяем площадь боковой стены,F_бс, м ²,по формуле (2.2):

F_бс= 2,5 0,7 = 1,7 м ²

Определяем площадь потолка,F_{потолка}, м ²,по формуле (2.3):

F_{потолка} = 0,7 2,6 = 1,8м ²

Определяем площадь пола, F_пода, м ²,по формуле (2.4):

F_пода = 0,7 0,7 = 0,5 м ²

Определяем суммарную площадь стен,,м ², по формуле (2.5) :

Определяем объём камеры догорания, V, м ³,по формуле(2.6):

V = 1,7 2,6 = 4,6 м ³

2.1.3Конструктивные характеристики первого котельного пучка

Диаметр труб d = 51 мм.

Продольный шаг трубS₂ = 110 мм.

Поперечный шаг трубS₁ = 90 мм.

Число рядов по ходу газаZ₂ = 16.

Число труб в рядуZ₁ = 10.

Определяем общее число труб в котельном пучке, n:

n =Z₁ · Z₂,(2.7)

n = 10 16 = 160

Длину трубы 2,5м.

Определяем поверхность нагрева первого котельного пучка, Н_кп1, м ²:

(2.8)

H = 3,14 0,051 2,5 160 = 64,05м ²

Определяем площадь живого сечения для прохода продуктов сгорания, F, м ²:

F = a · b - d · а · Z₁,(2.9)

F= 0,9 2,2- 0,051 16 0,9 = 1,25м ²

2.1.4 Конструктивные характеристики второго котельного пучка

Число рядов по ходу газовZ₂ = 11.

Число труб в ряду Z₁ = 10.

Общее число труб в котельном пучкеn = 110.

Определяем поверхность нагрева второго котельного пучка, H_кп2, м ²:

3,14 0,051 2,5 110 = 44,03м ²

Определяем площадь живого сечения, F, м ² :

F = 0,5 1,04 - 0,051 11 0,5 = 0,24м ²

ШиринатопкиВ = 2,6 м.

Глубина топкиА = 2м.

2.2 Расчет объемов воздуха и продуктов сгорания

Таблица 1 - Объёмы воздуха и продуктов сгорания

Величина	Расчетная формула	Теоретические объёмы V0, =6,02 м 3/кг, V0N2,=4,76кг, V0RO2,=1,1 м 3/кг, V0Н2О,=0,71 м 3/кг
		газоход
		топка	1 кот.пучок	2 кот.пучок	эконо- майзер	золоуло-витель
1	2	3	4	5	6	7
Коэффициент избытка воздуха после поверхности нагрева	Табл.3-4 Формула(3-23)	1,40	1,45	1,55	1,65	1,70
Средний коэффициент избытка воздуха в газоходе поверхности нагрева		1,40	1,43	1,50	1,60	1,68
Избыточное количество воздуха, м3/кг		2,46	2,64	3,08	3,69	4,18
Объём водяных паров м3/кг	Формула(3-15)	0,75	0,75	0,76	0,77	0,78
Полный объём продуктов сгорания, м3/кг	Формула(3-16)	9,02	9,2	9,63	10,24	10,73
Объёмная доля трехатомных газов		0,12	0,12	0,11	0,11	0,10
Объёмная доля водяных паров		0,08	0,08	0,08	0,08	0,07
Суммарная объёмная доля		0,20	0,20	0,19	0,19	0,17
Массовая концентрация уноса в продуктах сгорания, г/м 3		13,9	13,6	13,0	12,2	11,7

2.3 Определение теплосодержания продуктов сгорания

Таблица 2 - Теплосодержание воздуха и продуктов сгорания

V, 0С	, кДж/кг	, кДж/кг
1	2	3	4	5	6	7	8
100	913	801	1233	1273	1353	1433	1473
200	1854	1607	2497	257	2738	2899	2979
300	287	2432	3790	3912	4155	4398
400	811	3269	5118	5282	5608	5935
500	435	4130	6487	6693	7106	7519
600	574	509	7877	8128	8629
700	6947	5912	9312	9607	10198
800	8048	6827	10779	11120	11803
900	9174	7736	12268	12655
1000	10313	8669	13780	14214
1100	11461	9632	15314
1200	12613	10595	16851
1300	13789	11552	18410
1400	14994	12540	20010
1500	16181	13527	21591
1600	17391	14514	23197
1700	18605	15333	24738
1800	19826	16754	26527
1900	21066	17494
2000	22293	18505
2100	23542	19517
2200	24792	20528

2.4 Составление теплового баланса

Определяем располагаемую теплоту сгорания топлива, , кДж/кг [1, с. 33]:

,(2.10)

22820кДж/кг

Определяем потери тепла от механической неполноты горения, q₄, проц, [1,с. 72]:

q₄ =5 %

Определяем потери тепла от химической неполноты горения, q₃, проц, [1,с. 72]:

q₃ = 1 %

Определяем потери тепла с уходящими газами, q₂, проц:

,(2.11)

где I_ух - энтальпия уходящих газов, кДж/кг, (см таблица 2);

V_ух - температура уходящих газов, ⁰С, V_ух = 130 [1, с. 61];

- теоретическая энтальпия воздуха, кДж/кг (см таблица 2).

кДж/кг

кДж/кг

Температура холодного воздуха t_хв = 30⁰С, [1,с. 60].

%

Определяем потери тепла от наружного охлаждения, q₅, проц, [1,c. 62]:

q₅ = 1,7%

Определяем КПД Брутто,_бр, проц.:

,(2.12)

100 -( 6,32 + 1 + 5 + 1,7 ) = 86%

Определяем полезную мощность парогенератора, Q_пг, кВт:

,(2.13)

где D_нп - паропроизводительность котла по заданию, кг/с;

D_нр - расход продувочной воды, кг/с.

,(2.14)

0,01 52,78 = 0,14 кг/с

2,78(2788 - 420) + 0,14 (814 -420) = 6638 кВт

Определяем расход топлива, В_пг, кг/с:

(2.15)

кг/с

Определяем расчётный расход топлива, В_р, кг/с:

(2.16)

кг/с

Определяем коэффициент сохранения тепла, :

(2.17)

2.5 Тепловой расчёт топки

Цель расчёта: Определить температуру топочных газов на выходе из топки.

Принимаем температуру топочных газов на выходе из топки900.

Энтальпия топочных газов на выходе из топки (таблица 2)кДж/кг.

Определяем полезное тепловыделение в топке, Q_T, кДж/кг:,

,(2.18)

где Q_в - тепло, вносимое воздухом, кДж/кг

(2.19)

1,4 240 = 336кДж/кг

кДж/кг

Определяем теоретическую температуру горения в топке, V_а, град, (таблица 2):

Определяем коэффициент тепловой эффективности экрана, :

,(2.20)

0,4 0,6 = 0,24

где X- угловой коэффициент экрана X=0,4 [1, рис. 5-36];

-коэффициент загрязнения экрана, = 0,6 [1,таблицы 5-10].

Определяем эффективную толщину излучаемого слоя, S, м:

(2.21)

м

Определяем коэффициент ослабления лучей, К, 1/ м мПа:

(2.22)

где К_Г- коэффициент ослабления лучей трехатомными газами, 1/ м мПа;

r_п- парциальное давление трёхатомных газов, мПа;

К_зл - коэффициент ослабления лучей золовыми частицами, 1/ м мПа, [1, с142];

_ЗЛ - массовая концентрация уноса в продуктах сгорания, г/м ,³ (таблица 1);

К_к - коэффициент ослабления лучей коксовыми частицами, 1/ м мПа,[1,с142].

(2.23)

мПа

Определяем суммарную оптическую толщину среды, KPS:

KPS = 3,88 0,1 1,63=0,62

Определяем степень черноты факела _ф, [1, с. 143]

= = 0,45

Определяем количество тепла, выделяющиеся на 1 м² площади стен g_F, кВт/м²:

(2.24)

кВт/м²

Температуратопочных газов на выходе из топки,

Вывод: Полученная температура отличается от ранее принятой на 30,что не превышает допустимой величины, расчет топки выполнен верно.

2.6 Расчёт первого котельного пучка

Определяем температуру топочных газов на входе в котельный пучок', град,

Определяем энтальпию топочных газов на входе в котельный пучок кДж/кг (см. таблица2):

кДж/кг

Температурa топочных газов на выходе из котельного пучка принимается, .

Определяем энтальпию топочных газов на выходе из котельного пучка,, кДж/кг, (см. таблица2):

=5282 кДж/кг,=6693кДж/кг

Определяем тепло, отданное продуктами сгорания по уравнению теплового баланса, Q_б,, кДж/кг:

,(2.25)

0,98 (11581- 5282 + 0,05 240) = 6161 кДж/кг

0,98 (11581 -6693 + 0,05 240) = 4802кДж/кг

Определяем расчётную температуру потока продуктов сгорания в газоходе, , град:

,(2.26)

⁰

⁰

Определяем температурный напор, , град:

,(2.27)

t = 665-194= 471⁰

t =715 -194= 521⁰

Определяем среднюю скорость продуктов сгорания в газоходе, W_Г, м/с:

,(2.28)

м/с

м/с

Определяем коэффициент теплоотдачи конвекцией от продуктов сгорания к поверхности нагрева, _к, Вт/м²⁰К:

,(2.29)

_к =57111= 57 Вт/м²⁰К

_к =59 1 0,981 =57,8 Вт/м²⁰К

Определяем толщину излучающего слоя, S, м:

(2.30)

м

Определяем коэффициент ослабления лучей трёхатомными газами, к_г, 1/ м мПа:

к_г = 32 м мПа, к_г = 30 м мПа

По формуле (2.29)Р_n =0,19 0,1 0,18 = 0,003 мПа

Определяем степень черноты газового потока, KPS:

KPS =32 0,003 = 0,096

KPS = 30 0,003 = 0,09

Определяем коэффициент теплоотдачи излучением, _Л , Вт/м²⁰К,[1, с. 172]:

,(2.31)

_Л =72 0,105 = 7,6 Вт/м²⁰К

_Л = 80 0,105 = 8,4Вт/м²⁰К

Определяем температуру загрязнённой стенки, t_З, град:

t_З = t + t,(2.32)

t_З = 194 +60 = 254⁰

Определяем суммарный коэффициент теплоотдачи,₁, Вт/м²⁰К:

,(2.33)

₁ = 0,95 ( 57 + 7,6) = 61,4 Вт/м²⁰К

₁ = 0,95 (57,8 + 8,4) = 62,9Вт/м²⁰К

Определяем коэффициент теплопередачи, K, Вт/м²⁰К:

,(2.34)

К = 0,65 61,4 = 40 Вт/м²⁰К

K = 0,65 62,9 =41Вт/м²⁰К

Определяем количество тепла, воспринятое поверхностью нагрева по уравнению теплопередачи, Q_т,, кДж/кг:

,(2.35)

кДж/кг

кДж/кг

Определяем температуру топочных газов на выходе из первого котельного пучка, =540⁰ (Приложение А).

2.7 Расчёт второго котельного пучка

Температура топочных газов на входе в котельный пучок

Определяем энтальпию топочных газов на входе в котельный пучок, ,кДж/кг, (см. таблицу 2):

кДж/кг

Определяем температуру топочных газов на выходе из котельного пучка, , град:

,

Определяем энтальпию топочных газов на выходе из котельного пучка(см. табл.2):

,

Определяем тепло, отданное продуктами сгорания, Q_б, кДж/кг по формуле (2.25);

кДж/кг

Определяем расчётную температуру потока продуктов сгорания в газоходе, , град, по формуле (2.26):

По формуле (2.27) определяем температурный напор, t, град:

t = 420- 194= 226 ⁰

t = 455 -194 =276 ⁰

Определяем среднюю скорость продуктов сгорания в газоходе, W_г, м/с, по формуле (2.28):

По формуле (2.29) определяем коэффициент теплоотдачи конвекцией от продуктов сгорания к поверхности нагрева _к, Вт/м²⁰К:

_к = 48 1,2 1 1 = 57,6 Вт/м²⁰К

_к = 52 1,11 1 = 57,2 Вт/м²⁰К

Определяем толщину излучающего слоя, S, м, по формуле (2.30):

м

Определяем коэффициент ослабления лучей трёхатомными газами, к_г, 1/м мПа:

к_г, = 33м мПа, к_г, = 35м мПа

Р_n =0,003мПа

Определяем степень черноты газового потока,KPS:

,(2.36)

KPS =33 0,18 0,1 0,18= 0,09

KPS = 350,180,10,18 = 0,105

Определяем коэффициент теплоотдачи излучением, _Л, Вт/м²⁰К, [1, с. 172] по формуле (2.31):

_Л, = 41 0,105 = 4,3Вт/м²⁰К

_Л, = 48 0,105 = 5,04Вт/м²⁰К

Определяем температуру загрязнённой стенки, t_З, град, по формуле (2.32):

t_З = 194 + 60 = 254⁰

Определяем суммарный коэффициент теплоотдачи, ₁, Вт/м²⁰К,по формуле (2.33):

₁ =0,95(57,6 + 4,3 ) = 58,8 Вт/м²⁰К

₁= 1 (57,2 + 5,04 ) = 59Вт/м К

Определяем коэффициент теплопередачи, K, Вт/м²⁰К, по формуле (2.34):

К = 0,65 58,8 = 38Вт/м²⁰К

K = 0,65 59 = 38,4Вт/м²⁰К

Определяем количество тепла, воспринятое поверхностью нагрева по уравнению теплопередачи, Q_т,, кДж/кг, по формуле (2.35):

кДж/кг

кДж/кг

Определяем температуру топочных газов на выходе из второго котельного пучка,, град, ( Приложение Б)

430⁰

2.8 Расчёт экономайзера

Температура топочных газов на входе в экономайзер

Определяем энтальпию топочных газов на входе в экономайзер, , кДж/кг, (табл.2):

кДж/кг

Определяем тепло, отданное продуктами сгорания, Q_б, кДж/кг по формуле (2.25):

кДж/кг

Определяем энтальпию воды после водяного экономайзера, , кДж/кг

,(2.37)

кДж/кг

Определяем температуру воды после водяного экономайзера, , град.:

,(2.38)

Определяем средний температурный напор, t_ср, град.:

,(2.39)

Определяем среднюю скорость продуктов сгорания, W_Г, м/с, по формуле (2.28):

, (2.40)

где F_эк - сечение для прохода топочных газов в экономайзере, м ²:

F_ЭК = Z₁F_ТР,(2.41)

F_ЭК =5 0,152 =0,76 м ²

где Z₁ - число труб в ряду;

F_ТР - сечение для прохода топочных газов [2, с. 235].

Определяем коэффициент теплопередачи, К, Вт/м²⁰К:

К = к_н С,(2.42)

К =21,3 0,96 = 20,45 Вт/м²⁰К

Определяем поверхность нагрева водяного экономайзера, Н_эк , м ²:

,(2.43)

м²

Определяем общее число труб в экономайзере, n:

,(2.44)

Определяем число рядов по ходу газов,m:

,(2.45)

где а - принятое число труб в ряду, т

2.9 Проверка сходимости балансовых величин

Определяем невязку теплового баланса, Q, кДж/кг:

(2.46)

кДж/кг

Определяем тепло, отданное продуктами сгорания в топке, Q_Л, кДж/кг:

,(2.47)

 кДж/кг

Определяем тепло, отданное продуктами сгорания первому котельному пучку, Q_КП1, кДж/кг по формуле (2.43):

кДж/кг

Определяем количество тепла, отданное продуктами сгорания второму котельному пучку, Q_КП2, кДж/кг по формуле (2.43):

кДж/кг

Определяем количество тепла отданное продуктами сгорания экономайзеру, Q_ЭК, кДж/кг:

,(2.48)

кДж/кг

Определяем невязку теплового баланса в процентах:

Вывод: невязка расчета не превышает 0,5%, тепловой расчет котла выполнен верно.

2.10 Аэродинамический расчёт воздушного тракта котла. Выбор вентилятора

2.10.1 Участок 1 - от воздухозаборного окна до вентилятора

Количество холодного воздуха, засасываемого дутьевым вентилятором, V_хв,, м³/с, определяется по формуле:

,(2.49)

м³/с

Определяем скорость воздуха, W_в, м/с:

,(2.50)

м/с

Определяем динамическое давление, h_д ,Па, [2, c 186]:

35 Па

Определяем сопротивление окна, h_ОК, Па, [2,c 173]:

,(2.51)

Па

Коэффициент сопротивления окна, _ОК = 0,3.

Определяем сопротивление трения, h_тр, Па:

,(2.52)

где d_ЭК- эквивалентный диаметр.

Определяем эквивалентный диаметр, d_ЭК, м:

,(2.53)

м

Определяем сопротивление кармана,, Па

, (2.54)

Па

Определяем сопротивление первого участка, h_уч1, Па:

,(2.56)

Па

2.10.2 Участок 2 - от вентилятора до топки

Определяем скорость воздуха, W_в, м/с по формуле (2.50):

Определяем динамическое давление, h_дин, Па, [2, с. 186]:

h_дин, = 115Па

Определяем сопротивление первого поворота, , Па:

,(2.57)

Па

Определяем коэффициент сопротивления поворота, _пов,, [2. с199]:

,(2.58)

В = 1 , С = 9[2, с 200]

1

0,2

Определяем сопротивление трёх поворотов, h_пов, Па:

(2.59)

Па

Определяем сопротивление трения, h_ТР, Па по формуле (2.52):

Па

Определяем эквивалентный диаметр, d_э, м по формуле (2.53):

м

Определяем сопротивление топки, h_Т, Па [2, c. 184]:

h_Т = 800 Па

Определяем сопротивление второго участка, h_ТР, Па:

(2.60)

 Па

Определяем сопротивление воздушного тракта Н, Па:,

(2.61)

Па

Определяем перепад полных давлений по воздушному тракту, Н_n, Па:

,(2.62)

где h'_Т - разряжение в топке на уровне ввода воздуха, Па

,(2.63)

Па

2.10.3 Выбор вентилятора

Определяем необходимую расчетную производительность вентилятора Q_р, м/ч;

,(2.64)

Определяем необходимое по расчету полное давление вентилятора Н_р, Па:,

,(2.65)

где ₂ - коэффициент запаса по давлению [2, c. 49, таблицы 4-1]

ВДН - 8 - марка вентилятора [2,c. 214].Производительность вентилятора -

2.11 Аэродинамический расчёт газового тракта котла. Выбор дымососа

2.11.1 Участок 1 - Котельный пучок

Определяем среднюю температуру топочных газов, , град, по формуле (2.26):

690⁰С

Определяем плотность дымовых газов,м³/с:

,(2.65)

м³/с

Скорость газов в котельном пучке = 9,7м/с.

Определяем динамическое давление, h_дин,, Па:

(2.66)

 Па

Определяем сопротивление одного поворота на 180 ⁰ ,. Па:

,(2.67)

Па

Определяем коэффициент сопротивления пучка труб, _пуч,[2.c190]:

(2.68)

С_б = 0,72, h_гр = 0,45 ,z₂ = 16

Определяем сопротивление пучка труб,:

, (2.69)

Па

Определяем сопротивление участка,:

, (2.70)

Па

2.11.2 Участок 2 - Второй котельный пучок

Определяем среднюю температуру топочных газов, , град, по формуле (2.26):

445⁰С

Определяем плотность дымовых газов,м³/с, по формуле (2.65):

м³/с

Скорость газов в котельном пучке = 7м/с.

Определяем динамическое давление, h_дин,, Па, по формуле (2.66):

Па

Определяем сопротивление одного поворота на 90,⁰ ,Па:

,(2.71)

Па

Определяем коэффициент сопротивления пучка труб, _пуч[2, c. 190], по формуле (2.68):

С_б = 0,72, h_гр = 0,49 ,z₂ = 11

Определяем сопротивление пучка труб,, по формуле (2.69):

Па

Определяем сопротивление участка,Па, по формуле (2.70):

Па

2.11.3Участок 3 - От котельного пучка до экономайзера

Температура топочных газов на участке.

Определяем плотность дымовых газов,м³/с, по формуле (2.65):

Определяем скорость газов в газоходе,:

,(2.72)

м/с

Определяем динамическое давление,, по формуле (2.66):

Определяем сопротивление одного поворота на 90⁰, по формуле (2.71):

Па

Определяем коэффициент сопротивления поворота, _пов,, [2. с. 199]:

,(2.73)

Определяем сопротивление диффузора, h_пов1, Па:

,(2.74)

Па

Определяем сопротивление участка,:

,(2.75)

Па

2.11.4Участок 4 - Экономайзер

Определяем температуру топочных газов,:

Определяем плотность дымовых газов,м³/с, по формуле (2.65):

Определяем скорость газов,м/с, по формуле (2.72):

м/с

Определяем динамическое давление,, Па, по формуле (2.66):

Па

Определяем коэффициент сопротивления экономайзера,:

,(2.76)

Определяем сопротивление экономайзера,:

,(2.77)

Па

2.11.5Участок 5 -От экономайзера до золоуловителя

Определяем температуру топочных газов,;

Определяем плотность дымовых газов,м³/с, по формуле (2.65):

м³/с

Определяем скорость дымовых газов,м/с ,по формуле (2.72):

м/с

Определяем динамическое давление,, по формуле (2.66):

Па

Определяем коэффициент сопротивления первого поворота,, по формуле(2.73):

Определяем сопротивление первого поворота на 90⁰,, по формуле (2.71):

Па

Определяем коэффициент сопротивления второго поворота,:

, (2.78)

Определяем сопротивление второго поворота,:

,(2.79)

Па

Определяем сопротивление трения ,:

(2.80)

где -эквивалентный диаметр

Определяем эквивалентный диаметр, ,м :

(2.81)

м

Определяем сопротивление участка,:

,(2.82)

Па

2.11.6Участок 6 - Золоуловитель

Температуратопочных газов V=120 ⁰С .

Определяем пропускную способность золоуловителя,

(2.83)

Блочный циклонный, сухой золоуловитель, 1Ц- 3 х 2 х 600.

Определяем сопротивление циклона,

2.11.7Участок 7 -От золоуловителя до дымососа

Определяем температуру топочных газов,;

⁰С

Определяем плотность дымовых газов м³/с, по формуле (2.65):

м³/с

Определяем скорость дымовых газов,м/с, по формуле (2.72):

м/с

Определяем динамическое давление,, по формуле (2.66):

Па

Определяем коэффициент сопротивления первого диффузора,:

,(2.84)

Определяем сопротивление первого диффузора,:

,(2.85)

Па

Определяем коэффициент сопротивление второго диффузора,

,(2.86)

Определяем сопротивление второго диффузора,:

,(2.87)

Па

Определяем коэффициент сопротивления первого поворота,, по формуле(2.78):

Определяем сопротивление первого поворота,, по формуле (2.79):

Па

Определяем коэффициент сопротивления второго поворота,, по формуле(2.78):

Определяем сопротивления второго поворота,, по формуле(2.79):

Па

Определяем сопротивление трения,. по формуле (2.80):

Па

где -эквивалентный диаметр

Определяем эквивалентный диаметр, ,м, по формуле (2.81):

м

Определяем сопротивление участка :

(2.88)

Па

2.11.8Участок 8 -От дымососа до дымовой трубы

Определяем температуру топочных газов,;

⁰С

Определяем плотность дымовых газов,м³/с, по формуле (2.65):

м³/с

Определяем скорость дымовых газов,, по формуле (2.72):

м/с

Определяем динамическое давление,, по формуле (2.66):

Па

Определяем коэффициент сопротивления первого диффузора ,, по формуле (2.86):

Определяем сопротивление диффузора,

(2.89)

Определяем коэффициент сопротивления поворота,, по формуле (2.28):

Определяем сопротивления поворота,, по формуле (2.79):

Па

Определяем сопротивление полного участка,

(2.90)

Определяем сопротивления всего газового тракта,

2.11.9Выбор дымососа

Определяем расчетный напор , Па:

,(2.92)

Па

Определяем расчетную производительность дымососа,,м3/ч:

,(2.93)

м³/ч

Марка дымососа: ДН-15 [2. с. 212].

Число оборотов -2758 [с.130].

Производительность дымососа -

2.12 Вывод по проекту

В соответствии с заданием на курсовой проект, выполнен тепловой расчёт котла марки КЕ- 10- 14 на угле марки Кузнецкий Д.

Невязка теплового баланса по расчету составила 0,38 %, что не превышает допустимой величины, значит тепловой расчет котла выполнен верно.

В результате конструктивного расчета к установке принят чугунный водяной экономайзер системы ВТИ с поверхностью нагрева Н=88, числом рядов по ходу газовm =5.

В результате аэродинамического расчёта установлен вентилятор марки ВДН-8.

В результате расчета газового тракта котла установлен дымосос .

Список литературы

котел пароперегреватель экономайзер

1 Александров В. Г. Паровые котлы средней и малой мощности / В. Г. Александров.- Ленинград : Энергия, 1972. - 200 с.

2 МочанС. И. Аэродинамический расчет котельных установок (нормативный метод) / С. И. Мочан. - Ленинград: Энергия, 1977. - 256 с.

3 Бузников Е. Ф. Производственные и отопительные котельные / Е. Ф. Бузников. - Москва: Энергоатомиздат, 1984. - 248 с.

4 Соловьев Ю.П. Проектирование крупных центральных котельных / Ю. П. Соловьев. - Москва : Энергия, 1976. - 189 с.

5 ЛиберманН. Б. Справочник по проектированию котельных установок систем центрального теплоснабжения / Н. Б. Либерман. - Москва : Энергия, 1979. - 224 с.

6 Кузнецов П. М. Тепловой расчёт котельных агрегатов. Нормативный расчёт / П. М. Кузнецов. - Москва : Энергия, 1973. - 296 с.

7 Эстеркин Р. И. Промышленные парогенерирующие установки / Р. И. Эстеркин. - Ленинград : Энергия, 1980. - 400 с.

8 ЭстеркинР. И. Котельные установки. Курсовое и дипломное проектирование / Р. И. Эстеркин. - Ленинград : Энергоатомиздат, 1989. - 280 с.

Размещено на Allbest.ru

...