Теплогенерирующие установки

Размещено на http://www.allbest.ru

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования

«Южно-Уральский государственный университет»

Архитектурно-строительный институт

Кафедра «Градостроительство, инженерные сети и системы»

ЗАДАНИЕ

на курсовую работу

по дисциплине «Теплогенерирующие установки»

Студенту группы АСз-402 Титову С.



1.Тема проекта Проектирование ТГУ (расчет основных параметров)

2. Исходные данные

Город _

Тип котла КВ-ГМ-30-150 _

Тепловая мощность котла (МВт) 35 _

Наименование хвостовой поверхности воздухоподогреватель III ст. _

Тип топлива газ №11 _

Способ сжигания топлива факел _

3.Содержание расчетно-пояснительной записки.

Введение

I Определение состава топлива и его зарактеристик

Определение теоретических объемов воздуха и продуктов сгорания

Определение коэффициента избытка воздуха в характерных сечениях газового тракта

Расчет действительных объемов продуктов сгорания

Расчет энтальпий продуктов сгорания и построение Н- диаграммы.

Составление теплового баланса котельного агрегата и расчет КПД котла

Определение расхода топлива

Определение реальных объемов дымовых газов с учетом температур в характерных сечениях котла.

II Описание тепловой схемы котельной

Дата выдачи задания______________________________________

Срок сдачи проекта __________________________________________

Руководитель Дегтярь С.Д. __________________________________

Задание принял к исполнению Титов С.



Содержание

Введение

I. Определение состава топлива и его характеристик

1.1 Определение теоретических объемов воздуха и продуктов сгорания

1.2 Определение коэффициента избытка воздуха в характерных сечениях газового тракта

1.3 Расчет действительных объемов продуктов сгорания

1.4 Расчет энтальпий продуктов сгорания и построение Н- диаграммы

1.5 Составление теплового баланса котельного агрегата и расчет КПД котла

1.6 Определение расхода топлива

1.7 Определение реальных объемов дымовых газов с учетом температур в характерных сечениях котла

II. Описание тепловой схемы котельной

Библиографический список



Введение

Водогрейные водотрубные котлы серии КВ-ГМ предназначены для отопления и горячего водоснабжения жилищно-коммунальных и промышленных объектов. Котел представляет собой теплоагрегат, подогревающий воду тепловых сетей напрямую или через теплообменники. Котел рассчитан на подогрев воды с температурными графиками 95\70,115\70,150\70 с постоянным расходом воды через котел в диапазоне регулирования нагрузки. Диапазон регулирования нагрузки - 30-100%. Котлы работают на природном газе, дизельном топливе, мазуте, твердом топливе.?

Номинальная теплопроизводительность водогрейного котла-это наибольшая теплопроизводительность, которую водогрейный котел должен обеспечить при длительной эксплуатации при номинальных значениях параметров воды с учетом допустимых отклонений. Допускается отклонение значений номинальной теплопроизводительности в пределах ±5%

Рабочее давление воды в водогрейном котле - максимально допустимое давление воды на выходе из водогрейного котла при нормальном протекании рабочего процесса.

Номинальная температура воды на входе в водогрейный котел - это температура воды, которая должна обеспечиваться на входе в водогрейный котел при номинальной теплопроизводительности с учетом допустимых отклонений.

Номинальная температура воды на выходе из водогрейного котла - температура воды, которая должна обеспечиваться на выходе из водогрейного котла при номинальной теплопроизводительности с учетом допустимых отклонений. Основные параметры и технические требования к работе водогрейных котлов регламентируются ГОСТ 21563-93.

В данной работе производится расчет основных параметров ТГУ с водогрейным котлом КВ-ГМ-30-150 тепловой мощностью 35 МВт.

Основными элементами котла КВ-ГМ-30-150 являются топочный и конвективный блоки котла и газомазутная горелка.

Топочная камера имеет горизонтальную компоновку, экранирована трубами Ш 60х3 мм, входящими в коллекторы Ш 219х10 мм. Конфигурация камеры в поперечном разрезе имеет профиль железнодорожного габарита.

Конвективная поверхность нагрева, расположенная в вертикальном, полностью экранированном газоходе, состоит из U-образных ширм из труб Ш 28х3.

Котёл КВ-ГМ-30-150 оборудуется одной газомазутной горелкой РГМГ-30.Горелка устанавливается на воздушном коробе котла, который крепится на фронтовом экране к вертикальным коллекторам. Обслуживание горелочного устройства, его описание и технические характеристики приведены в документации, прилагаемой к горелочным устройствам.

Несущий каркас у котла КВ-ГМ-30-150 отсутствует. Блоки котла - топочный и конвективный - имеют опоры, приваренные к нижним коллекторам. Опоры, расположенные на стыке конвективного блока и топочной камеры, неподвижны.

Котёл КВ-ГМ-30-150 имеет облегченную натрубную обмуровку.

Номинальные характеристики котлоагрегата.

1. Теплопроизводительность, МВт(Гкал/ч) 35(30)

2. Температурный график воды 70-150

3.Топливо природный газ, состав №11

4.Расчетный КПД ,не менее 91,8%

5.Расход воды через котел, т/ч 370



I. Определение состава топлива и его характеристик

Топливо - газ №11 -месторождение Оренбург- Александров Гай ([1], таблица IV, стр.140), имеющий состав по объему:

1.1 Определение теоретических объемов воздуха и продуктов сгорания

Определение теоретического количества воздуха:

;

Определение теоретических объемов продуктов сгорания:

· объем азота

· теоретического количества трехатомных газов:



· теоретического количества водяных паров:

где d -влагосодержание газообразного топлива, отнесенное к 1 м³ сухого газа.

В расчетах обычно принимают d =10 г/м³.

Определение теоретического объема продуктов сгорания:

1.2 Определение коэффициентов избытка воздуха в характерных сечениях газового тракта

Определение коэффициентов избытка воздуха в характерных сечениях газового тракта:

Условимся, что присосами воздуха между топкой и конвективным пучком, а также котлом и хвостовой поверхностью, можно пренебречь.

Коэффициент избытка воздуха за i-ой поверхностью нагрева находится по формуле :

_i=_т+_i



где _т и _i- коэффициенты избытка воздуха в топке и подсасываемого воздуха

([1], см. табл. 3.1) в соответствующей поверхности нагрева теплогенератора, величины безразмерные (б р), принимаются по табл. 3.2 и 3.3 (или задаются преподавателем) в зависимости от топлива, типа котла.

Топка	Конвективный пучок	Хвостовая поверхность (воздухоподогреватель -3 ступени)
Вход: Выход:, т.к. присосов нет		* =1,02+0,06*3=1,2

*[1], табл. XVII

Средний коэффициент избытка воздуха в газоходе каждой поверхности нагрева :

-в топке _т^ср=(

-в конвективном пучке _к^ср=(

-в хвостовой поверхности _вп^ср=(

1.3 Расчет действительных объемов продуктов сгорания

· Расчет действительного объема продуктов сгорания и воздуха:

Топка:

Пучок:

Воздухоподогреватель:



· Расчет действительного объема водяных паров:

Топка: ;

Пучок:;

Воздухоподогреватель: .

· Объемные доли трехатомных газов в продуктах сгорания:

Топка:

Пучок:

Воздухоподогреватель:

Объемные доли водяных паров в продуктах сгорания:

Топка:

Пучок:

Воздухоподогреватель:

Наименование величины	Обозн-е	Ед. изм.	Элемент котельного агрегата
			Топка	Конвективный пучок	Хвостовая поверхность (3 ступени)
Коэффициент избыточного воздуха на входе в элемент		-	1,01	1,01	1,02
Присос воздуха в элементе		-	0	0,01	0,18
Коэффициент избыточного воздуха на выходе из элемента		-	1,01	1,02	1,2
Средняя в элементе		-	1,01	1,015	1,11
	-		0,1	0,15	1,0997
Теоретический объем продуктов сгорания
Объемные доли трехатомных газов		-	0,093	0,0927	0,0856
Объемная доля водяных паров		-	0,1915	0,1906	0,1759
Суммарная доля трехатомных газов		-	0,2845	0,2833	0,2615

1.4 Расчет энтальпий продуктов сгорания и построение H- диаграммы

Энтальпия продуктов сгорания , ,определяется по формуле:

В частности, для

;

Энтальпия теоретических объемов воздуха , ,определяется по формуле:



В частности, для

Энтальпия продуктов сгорания при избытке воздуха , для топки при

;

			,
			Топка	Конвективный пучок	Воздухоподогреватель (3ступени)
2000	37179	30670,8	37485,7	-	-
1600	29743	24536,64	29988,4	-	-
1200	22307	18402,48	22491	-	-
800	14852	12268,32	14974,7	15036	-
400	7436	6134,16	-	7528	-
300	5577	4600,62	-	5646	6083,1
200	3718	3067,08	-	-	4055,4
100	1859	1533,54	-	-	2027,7

H- диаграмма



1.5 Тепловой баланс котельного агрегата

;

Потеря теплоты с уходящими газами , определяется по формуле:

где -энтальпия уходящих газов при соответствующем избытке воздуха и температуре ; -энтальпия теоретически необходимого количества воздуха (холодного).

Примем , то ;

Энтальпию холодного воздуха определяем из уравнения:

,

Потеря теплоты от химической неполноты сгорания, обусловлена суммарной теплотой сгорания продуктов горения в уходящих газах: .

Потеря теплоты от механической неполноты сгорания, обусловлена недожогом топлива в шлаке, провале и уносе (определяется только для твердого топлива): .

Потеря теплоты от наружного охлаждения котельного агрегата равно

. [2], рис.П.2

Потеря теплоты с теплом шлака, определяется только при сжигании твердого топлива .

Коэффициент полезного действия, определяется методом обратного баланса:

1.6 Определение расхода топлива

Количество тепла, полезно использованное в котельном агрегате

где, - расход воды через котел, кг/c;

- энтальпия горячей и холодной воды.

Из характеристик котла находим расход воды через котел

;

Температура и избыточное давление воды на выходе из котла

, .

,)=633,63 кДж/кг.

Температура воды на входе в котел , давление

,)=293,5 кДж/кг.

кДж/с.



Расход топлива

1.7 Определение реальных объемов дымовых газов с учетом температур в характерных сечениях котла

-выход из топки, вход в конвективный пучок

₁ =

-выход из пучка, вход в воздухоподогреватель

₂ =

-выход из воздухоподогревателя в дымовую трубу

,

₃ =



II. Описание тепловой схемы котельной

Работа водогрейной котельной производится по следующей схеме

1 - насос водогрейный; 2 - насос сетевой; 3 - насос рециркуляционный.

Вода из обратной магистрали поступает параллельно ко всем сетевым насосам, а нагнетательный трубопровод каждого насоса подключен только к одному из водонагревательных котлов. К рециркуляционному насосу горячая вода поступает из трубопроводов за каждым котлом до включения его в общую подающую магистраль и направляется в питательную линию того же котлоагрегата. При компоновке при агрегатной схеме предусматривается установка общего рециркуляционного насоса для всех водогрейных котлов. На приведенной схеме линии подпиточной и горячей воды к основным трубопроводам и теплообменникам условно не показаны.

Для того, чтобы обеспечить температуру сетевой воды в тепловой сети в соответствии с установленным температурным графиком должно быть предусмотрено наличие перепускного участка (перемычки). Через этот участок сетевая вода из обратного трубопровода тепловой сети подмешивается в подающий трубопровод тепловой сети. За счет этого происходит уменьшение температуры на выходе из котла.

Для того, чтобы поддерживать температуру сетевой воды на входе в котел на нужном уровне и для того чтобы поддерживать постоянный расход сетевой воды через котел устанавливаются рециркуляционные насосы. При их помощи осуществляется подмешивание сетевой воды, выходящей из котла в обратный трубопровод тепловой сети.

Техническое состояние источников теплоснабжения, тепловых сетей и др. объектов коммунальной теплоэнергетики на сегодняшний день не отвечает современным требованиям. Необходима техническая реконструкция и модернизация всей системы теплоснабжения и внедрение нового энергоэффективного и экологически чистого теплоэнергетического оборудования. котельный топливо сгорание температура

Работа котельных установок должна быть надежной, экономичной и безопасной для обслуживающего персонала. Котел должен быть оборудован необходимым количеством контрольно-измерительных приборов, автоматической системой регулирования важнейших параметров котла, защитными устройствами, блокировкой и сигнализацией.



Библиографический список

1. Тепловой расчет котлов (нормативный метод). Издание 3./ Под ред. Р.А. Петросяна, Е.К. Чавчанидзе, ЦКТИ-ВТИ.- С.Пб.; М., 1998г.-256с.

2.А.П. Лумми, В.А. Мунц. Расчет водогрейного котла. Учебное электронное текстовое издание .Подготовлено кафедрой «Промышленная теплоэнергетика» Научный редактор: проф., д-р техн. наук Н.Ф. Филипповский ГОУ ВПО УГТУ?УПИ, 2009, Екатеринбург, 2009

Размещено на Allbest.ru

...