Тепловой расчет котельного агрегата
Теоретические объемы воздуха и продуктов сгорания. Расчет количества воздуха и продуктов сгорания. Поверочный расчет теплообмена в топке. Конструктивные размеры и характеристики перегревателя. Конструктивные размеры и характеристики воздухоподогревателя.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 27.07.2022 |
| Размер файла | 303,2 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/
Политехнический институт
Факультет «Энергетический»
Кафедра промышленной теплоэнергетики
Направление подготовки 13.03.01 «Теплоэнергетика и теплотехника»
Тепловой расчет котельного агрегата
Пояснительная записка к курсовому проекту
по дисциплине «Парогенераторы»
Руководитель Осинцев К.В.
Автор проекта
студент группы П-379
Белильникова
Аннотация
Паровой котёл - это устройство, в котором для получения пара требуемых параметров используют теплоту, выделяющуюся при сгорании органического топлива или отходящих газов.
В данной курсовой работе выполнено описание котла К-35-40, горелок и другого оборудования в комплекте поставки в котлом.
На основе заданных исходных данных выбраны и рассчитаны основные компоновочные решения и тепловая схема котла. Рассчитаны объемы и энтальпии продуктов сгорания. В результате расчета теплового баланса определен расход топлива и коэффициент полезного действия котла и работоспособность котлоагрегата в целом.
Оглавление
Введение
1. Топливо, воздух и продукты сгорания
1.1 Теоретические объемы воздуха и продуктов сгорания
1.2 Действительное количество воздуха и продуктов сгорания
2. Тепловой баланс парогенератора
3. Расчет теплообмена в топке
3.1 Основные конструктивные размеры топки
3.2 Поверочный расчет теплообмена в топке
4. Проверочный расчет фестона
5. Расчет перегревателя
5.1 Основные конструктивные размеры и характеристики перегревателя
5.2 Поверочный расчет перегревателя
6. Расчет хвостовых поверхностей
6.1 Конструктивные размеры и характеристики экономайзера
6.2 Конструктивные размеры и характеристики воздухоподогревателя
6.3 Расчет экономайзера IIступени
6.4 Расчет воздухоподогревателя IIступени
6.5 Расчет экономайзера Iступени
6.6 Расчет воздухоподогревателя I ступени
7. Расчет невязки теплового баланса парогенератора
8. Ответ на теоретический вопрос
Заключение
Библиографический список
Введение
сгорание теплообмен перегреватель топка
Паровой котел - это основной агрегат тепловой электростанции (ТЭС). Рабочим телом в нем для получения пара является вода, а теплоносителем служат продукты горения различных 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 котел должен обеспечить в длительной эксплуатации при номинальных параметрах пара и питательной воды с допускаемыми по ГОСТ отклонениями от этих величин.
Номинальное давление пара - наибольшее давление пара, которое должно обеспечиваться непосредственно за пароперегревателем котла.
Номинальные температуры пара высокого давления (свежего пара) и пара промежуточного перегрева (вторично-перегретого пара) - температуры пара, которые должны обеспечиваться непосредственно за пароперегревателем с допускаемыми по ГОСТ отклонениями при поддержании номинальных давлений пара, температуры питательной воды и паропроизводительности.
Номинальная температура питательной воды - температура воды перед входом в экономайзер, принятая при проектировании котла для обеспечения номинальной паропроизводительности.
При изменении нагрузки котла номинальные температуры пара (свежего и вторично перегретого) и, как правило, давление должны сохраняться (в заданном диапазоне нагрузок), а остальные параметры будут изменяться.
Оборудование котельной установки условно разделяют на основное (собственно котел) и вспомогательное. Вспомогательными называют оборудование и устройства для подачи топлива, питательной воды и воздуха, для удаления продуктов сгорания, очистки дымовых газов, удаления золы и шлака, паропроводы, водопроводы и др.
Современный котел оснащается системами автоматизации, обеспечивающими надежность и безопасность его работы, рациональное использование топлива, поддержание требуемой производительности и параметров пара, повышение производительности труда персонала и улучшение условий его работы, защиту окружающей среды от вредных выбросов.
По виду пароводяного тракта различают барабанные и прямоточные котлы. В барабанных котлах пароводяная смесь в замкнутом контуре (барабаны, коллекторы и испарительные поверхности нагрева) проходит многократно.
Питательная вода после экономайзера подаётся в барабаны, где смешивается с котловой водой (водой, заполняющей барабаны). Верхняя часть объёма барабанов заполнена паром, нижняя - водой. Смесь котловой и питательной воды по опускным необогреваемым трубам из барабанов поступает в нижние распределительные коллекторы, питающие испарительные поверхности (топочные экраны). Вода, поднимаясь по трубам этих поверхностей, воспринимает теплоту от продуктов сгорания топлива (топочных газов), нагревается до температуры насыщения, а затем частично испаряется. Из обогреваемых труб полученная пароводяная смесь поступает в барабаны, где происходит разделение пара и воды. Уровень воды (зеркало испарения) делит барабан на водный и паровой объёмы. Из последнего пар по трубам, расположенным в верхней части барабанов, направляется в пароперегреватель. Вода же, смешиваясь в водяном объёме с питательной водой, поступающей из экономайзера, вновь направляется в опускные трубы.
Техническое описание котла К-35-40.
Котел К-35/40 представляет собой вертикальный однобарабанный агрегат П-образной компоновки с полностью экранированной топочной камерой.
За фестоном, в поворотном газоходе, размещен горизонтальный, дренируемый пароперегреватель. Хвостовые поверхности нагрева - водяной экономайзер и воздухоподогреватель, выполнены в «рассечку» и располагаются в вертикальном опускном газоходе.
Топочная камера.
Топочная камера объемом 179 м3, на ее боковых стенах установлены две пылеугольные турбулентные горелки. Стены топочной камера покрыты экранами, выполненными из труб Ш 60х3 мм (Ст.20) с шагом 80 мм, на стыках блоков боковых стен шаг 110 мм.Для обеспечения тепловых удлинений экран имеет подвижные крепления, дающие возможность вертикальных перемещений.
Коллекторы экранов соответственно имеют крепления, обеспечивающие возможность их удлинений.
Опускная система экрана проходит в обмуровке и выполнена из труб Ш102x3,5 мм (Ст.20).
Фронтовой и задний экраны в нижней части образуют скаты «холодной воронки».
Экраны топки разделены на 8 самостоятельных циркуляционных контуров.Верхние и нижние камеры циркуляционных контуров боковых экранов выполнены из труб Ш219х16 мм (Ст.20). Нижние камеры циркуляционных контуров фронтового и заднего экранов выполнены из труб Ш219х16 мм (Ст.20). Пароводяная смесь из верхних камер боковых экранов отводится в барабан трубами Ш108х4,5 мм (Ст.20). Подвод котловой воды из барабана к нижним камерам экранов осуществляется трубами Ш 102х3,5 мм (Ст.20).
Для создания плотности топочной камеры выполнена двухслойная кирпичная обмуровка. Внутренний слой, футеровка (толщиной 125 мм), выполнен из шамотного кирпича. Второй, изоляционный слой выполнен из диатомового кирпича. Поверх обмуровки установлена металлическая обшивка.
Между обшивкой и обмуровкой проложен асбестовый картон для предотвращения возможной местной циркуляции топочных газов.
Топочная камера снабжена лючками для наблюдения за работой топки.
Барабан и сепарационное устройство.
Котел имеет один барабан внутренним диаметром 1500 мм, толщиной стенки 36 мм (ст.16ГТ). Длина цилиндрической части барабана 6560 мм.
Для получения качественного пара в котле применена схема двухступенчатого испарения:
I ступень - чистый отсек, II-ступень выполнена двумя солеными отсеками.
Для получения пара требуемой чистоты в барабане размещены сепарационные устройства. Экраны I ступени испарения включены в среднюю часть барабана. Пароводяная смесь этой ступени попадает под погруженный в воду дырчатый лист, который расположен в средней части барабана (чистый отсек).
Отделившийся от смеси пар образует под листом паровую подушку, за счет чего равномерно проходит через отверстия листа, барботирует сквозь слой воды, попадая в паровое пространство барабана.
Питательная вода из водяного экономайзера по трубам подается на уровни воды над дырчатым листом, и пар, проходя сквозь дырчатый лист, промывается чистой питательной водой.
В I ступени испарения включено восемь из десяти самостоятельных контуров экранов. Во II ступени испарения включен один передний контур левого бокового экрана и один передний контур правого бокового экрана.
II ступень испарения расположена в левом и правом торце барабана и оборудована двумя внутрибарабанными циклонами. В циклоне под действием центробежных сил происходит разделение пароводяной смеси поступающей из II ступени испарения на пар и воду. Пар II ступени смешивается с паром I ступени испарения и через жалюзийный сепаратор направляется в пароперегреватель.
Средний уровень воды в барабане на 50 мм ниже геометрической оси барабана. Допустимые отклонения уровня от среднего при нормальной работе котла не должны превышать ±50мм. Для слива избытка воды в барабане предусмотрена труба аварийного слива, расположенная на высоте 800 мм от низа барабана.
Для ввода в котловую воду фосфатов внутри барабана имеется перфорированная труба. Для поддерживания солесодержания котловой воды в пределах и во избежание образования накипи и шлама в экранных трубах котла, a также заноса солями пароперегревателя и турбины, применяются непрерывная и периодическая продувка котла. Для предотвращения повышения давления в барабане котла сверх допустимого, имеется предохранительный клапан пружинного типа. Давление срабатывания предохранительного клапана 39,5 ати.
Пароперегреватель.
По характеру восприятия тепла пароперегреватель - конвективный. По исполнению пароперегреватель - горизонтальный дренируемый, состоит из двух частей, соединенных последовательно. В рассечке между ними включен поверхностный пароохладитель. Диаметр труб первой части (по ходу пара) 32x3 мм, материал - углеродистая сталь марки 20, вторая часть по ходу пара выполнена из труб того же размера, но из легированной стали марки 12ХМ.
Расположение труб коридорное. Змеевики в количестве 62 шт. располагаются перпендикулярно фронту котла. Подвеска пароперегревателя выполнена на трубах. При ремонтах выем змеевиков предусмотрен через заднюю стенку котла.
Выход пара из паросборной камеры односторонний. Для предотвращения повышения давления в котле сверх допустимого, имеются предохранительные клапаны пружинного типа, расположенные на паросборной камере. Давление срабатывания клапанов 38,5 ати. Регулирование температуры перегретого пара производят с помощью поверхностного пароохладителя. Питательная вода поступает на два коллектора Ш89х6 (ст.20), откуда проходит по трубам Ш25х3 (ст.20) омываемым паром после I ступени пароперегревателя, затем поступает на выходные коллектора Ш 89х6 (ст.20) и в экономайзер котла.
Конвективная шахта.
Конвективная шахта представляет собой опускной газоход котла с размешенными в нем в рассечку водяным экономайзером и воздухо-подогревателем, в следующей последовательности (по ходу дымовых газов):
- II ступень водяного экономайзера
- II ступень воздухоподогревателя
- I ступень водяного экономайзера
- I ступень воздухоподогревателя
Водяной экономайзер.
По конструкции стальной, гладкотрубный, из труб Ш28х3 (Ст.20).
Схема экономайзера противоточная, двухступенчатая, в «рассечку». Расположение змеевиков шахматное, с величиной шагов поперечного - 80/90 мм, продольного - 50 мм. Змеевики располагаются параллельно фронту котла с выходом коллекторов на правую сторону котла. Первая ступень экономайзера по ходу воды состоит из двух пакетов, а вторая из одного.
Воздухоподогреватель.
Воздухоподогреватель в котле трубчатый, вертикальный, двухступенчатый. Секции воздухоподогревателя выполнены из труб Ш 40x1,5 мм, расположенных в шахматном порядке. Дымовые газы проходят сверху вниз внутри труб, а воздух - снизу вверх между трубами. Нижняя часть воздухоподогревателя устанавливается на опорную раму, которая крепится на портале конвективной шахты. Первая ступень воздухоподогревателя выполнена двухходовой (по воздуху), а вторая - одноходовой. Секции первой и второй ступеней соединяются между собой воздухо-перепускными коробами.
Отбор проб воды и пара.
Для осуществления химического контроля котловой, питательной воды и пара, на котле имеется устройства для отбора проб:
- котловой воды из барабана - 3 точки,
- питательной воды перед котлом - 1 точка,
- насыщенного пара - 3 точки,
- перегретого пара - 1 точка.
Установка фосфатирования котловой воды.
Поступающие в котел вместе с питательной водой соли жесткости и другие соединения в процессе испарения котловой воды осаждаются на внутренней поверхности экранных труб в виде плотных отложений, теплопроводность которых значительно ниже теплопроводности металла экранных труб. Такая накипь приводит к перегреву металла труб экранов и образованию на них отдулин и, в последующем, свищей. Для борьбы с накипеобразованием на экранных трубах в барабан котла вводятся фосфаты (тринатрийфосфат), которые связывают соли жесткости в соединения, выделяющиеся в виде шлама собирающегося в нижних коллекторах экранов, откуда удаляются при периодической продувке котла. Установка ввода фосфатов состоит из бака крепкого раствора фосфатов, перекачивающегося насоса 1,25 H-2-1, фильтра расходного бака, двух насосов дозаторов типа НД-16/63, трубопроводов, арматуры.
Узел питания.
На котле применена однониточная система питания, состоящая из основной линий питания, резервной линии и байпасной. Основная и резервная линии питания предназначены для питания котла водой во время работы, а байпасная - для заполнения котла водой.
Тягодутьевая установка.
Котел оборудован дутьевым вентилятором типа ВДН-15 производительностью 46000 м3/час, полный напор 200 мм.вод.ст., число оборотов 980, мощностью эл.двигателя 75 кВт.
Для удаления дымовых газов из котла установлен дымосос типа ДН-19 с полным напором 280 мм.вод.ст. и производительностью 104000 м3/ч, число оборотов в минуту 985 и мощностью эл.двигателя 200 кВт.
Исходные данные.
1. Паропроизводительность агрегата D, т/ч (кг/с) 35 (9,72)
2. Давление пара у главной задвижки Рп, МПа 4,0
3. Температура перегретого пара tп.п, єС 440
4. Температура питательной воды перед экономайзером tп.в, єС 145
5. Нагрузка парогенератора,% 100
6. Топливо- №19
согласно таблице 1, стр.152 настоящего задания («Тепловой расчет котельных агрегатов. Нормативный метод» под ред. Н.В. Кузнецова, 1973г.);
Топливо -каменный уголь Томусинского углеразреза марки 1СС, 2СС
класс или продукт обогащения Р, окисленный
1. Топливо, воздух и продукты сгорания
1.1 Теоретические объемы воздуха и продуктов сгорания
Таблица 1
Расчетные характеристики каменного угля
|
Компоненты топлива, % по массе |
||||||||
|
Ср |
Нр |
Sр |
Oр |
Nр |
Wр |
Aр |
||
|
59,1 |
3,4 |
0,4 |
4,5 |
1,7 |
12 |
18,9 |
100 |
Qрн, МДж/кг(ккал/кг) 22,567(5390)
Выход летучих на горючую массу 25%
Таблица 2
Теоретические объемы воздуха и продуктов сгорания, нм3/кг
|
№№ п/п |
Обозна-чение |
Параметр |
Формула |
Значение |
|
|
1. |
Vон |
Теоретический объем воздуха на горение при =1 |
0,0889*(Ср+0,375*Sр)++0,265Нр- 0,0333Ор |
6,02 |
|
|
2. |
VноN2 |
Теоретический объём азота при = 1 |
0,79* Vон+0,8* Nр/100 |
4,77 |
|
|
3. |
VнRо2 |
Объём трехатомных газов при =1 |
1,866( Cp+0,375* Sр) 100 |
1,11 |
|
|
4. |
Vн0Н2О |
Теоретический объём водяных паров при =1 |
0,111* Нp+0,0124*Wр+ +0,0161* Vон |
0,62 |
1.2 Действительные объемы воздуха и продуктов сгорания
Действительное количество воздуха, поступающего в топку, отличается от теоретически необходимого в б раз, где б - коэффициент избытка воздуха. По данным расчетных характеристик камерных топок с твердым шлакоудалением при сжигании пылевидного топлива (табл. 4?3 [2]) и нормативных значений присосов воздуха по газоходам (табл. 2?2 [2]) выбираем коэффициент избытка воздуха на входе в топку бт и присосы воздуха по газоходам Дб и находим расчетные коэффициенты избытка воздуха в газоходах б.
Таблица 3
Присосы воздуха по газоходам б и расчетные коэффициенты избытка воздуха в газоходах б
|
Участки газового тракта |
Da |
a” |
|
|
Топка и фестон |
0,1 |
1,2 |
|
|
Пароперегреватель(II ступень) |
0,1 |
1,3 |
|
|
Пароперегреватель(I ступень) |
0,1 |
1,4 |
|
|
Экономайзер(II ступень) |
0,04 |
1,44 |
|
|
Воздухоподогреватель(II ступень) |
0,03 |
1,47 |
|
|
Экономайзер(I ступень) |
0,04 |
1,51 |
|
|
Воздухоподогреватель(I ступень) |
0,03 |
1,54 |
Реальный обьем продуктов сгорания:
а) Обьем двухатомных газов
,
б) Обьем водяных паров
,
в) Общий обьем продуктов сгорания
,
Объемные доли трехатомных газов
;
Для золы топлива, уносимая газами: аун=0,95 (таблица 4-3[1]).
Концентрация золы в дымовых газах:
,
Таблица 4
Характеристика продуктов сгорания в поверхностях нагрева
|
Величина |
Ед. изм |
Газоходы |
|||||||
|
Топка, фестон |
П/П-II |
П/П-I |
ЭК-II |
ВП-II |
ЭК-I |
ВП-I |
|||
|
Коэф. избытка воздуха |
- |
1,2 |
1,3 |
1,4 |
1,44 |
1,47 |
1,51 |
1,54 |
|
|
м3/кг |
5,97 |
6,58 |
7,18 |
7,42 |
7,60 |
7,84 |
8,02 |
||
|
м3/кг |
0,64 |
0,65 |
0,66 |
0,66 |
0,67 |
0,67 |
0,67 |
||
|
м3/кг |
7,72 |
8,34 |
8,95 |
9,19 |
9,37 |
9,62 |
9,80 |
||
|
- |
0,14 |
0,13 |
0,12 |
0,12 |
0,12 |
0,12 |
0,11 |
||
|
- |
0,08 |
0,08 |
0,07 |
0,07 |
0,07 |
0,07 |
0,07 |
||
|
- |
0,23 |
0,21 |
0,20 |
0,19 |
0,19 |
0,18 |
0,18 |
||
|
µ = 10•АР•аун / Vг |
г/м3 |
23,25 |
21,54 |
20,07 |
19,53 |
19,15 |
18,66 |
18,32 |
Используя данные по удельной энтальпии воздуха и золы (табл. 2?4 [2]), определяем энтальпии теоретического объема воздуха и продуктов сгорания топлива.
Таблица 5
Энтальпия 1 воздуха, газообразных продуктов сгорания (кДж/ ) и 1 кг золы (кДж/кг)
|
?, °С |
|
|
|
|
|
|
|
|
30 |
|
39 |
|||||
|
100 |
170 |
130 |
132 |
151 |
133 |
81 |
|
|
200 |
359 |
261 |
238 |
305 |
267 |
170 |
|
|
300 |
561 |
393 |
408 |
464 |
404 |
264 |
|
|
400 |
774 |
528 |
553 |
628 |
543 |
361 |
|
|
500 |
999 |
666 |
701 |
797 |
686 |
460 |
|
|
600 |
1226 |
806 |
852 |
970 |
832 |
562 |
|
|
700 |
1466 |
949 |
1008 |
1151 |
982 |
664 |
|
|
800 |
1709 |
1096 |
1163 |
1340 |
1131 |
769 |
|
|
900 |
1957 |
1247 |
1323 |
1529 |
1285 |
878 |
|
|
1000 |
2209 |
1398 |
1482 |
1730 |
1440 |
987 |
|
|
1100 |
2465 |
1550 |
1642 |
1932 |
1600 |
1100 |
|
|
1200 |
2726 |
1701 |
1806 |
2138 |
1760 |
1209 |
|
|
1300 |
2986 |
1856 |
1970 |
2352 |
1919 |
1365 |
|
|
1400 |
3251 |
2016 |
2133 |
2566 |
2083 |
1587 |
|
|
1500 |
3515 |
2171 |
2301 |
2789 |
2247 |
1764 |
|
|
1600 |
3780 |
2331 |
2469 |
3011 |
2411 |
1881 |
|
|
1700 |
4049 |
2490 |
2637 |
3238 |
2574 |
2070 |
|
|
1800 |
4317 |
2650 |
2805 |
3469 |
2738 |
2192 |
|
|
1900 |
4586 |
2814 |
2978 |
3700 |
2906 |
2337 |
|
|
2000 |
4859 |
2973 |
3150 |
3939 |
3074 |
2520 |
|
|
2100 |
5132 |
3137 |
3318 |
4175 |
3242 |
- |
|
|
2200 |
5405 |
3301 |
3494 |
4414 |
3410 |
- |
Таблица 6
Энтальпии теоретического объема воздуха и продуктов сгорания топлива
|
?, °С |
||||||
|
30 |
235 |
- |
- |
- |
- |
|
|
100 |
801 |
189 |
620 |
94 |
902 |
|
|
200 |
1607 |
398 |
1245 |
189 |
1833 |
|
|
300 |
2432 |
623 |
1875 |
288 |
2785 |
|
|
400 |
3269 |
859 |
2519 |
389 |
3767 |
|
|
500 |
4130 |
1109 |
3177 |
494 |
4780 |
|
|
600 |
5009 |
1361 |
3845 |
601 |
5807 |
|
|
700 |
5912 |
1627 |
4527 |
714 |
6868 |
|
|
800 |
6809 |
1897 |
5228 |
831 |
7956 |
|
|
900 |
7736 |
2172 |
5948 |
948 |
9068 |
|
|
1000 |
8669 |
2452 |
6668 |
1073 |
10193 |
|
|
1100 |
9632 |
2736 |
7394 |
1198 |
11327 |
|
|
1200 |
10595 |
3026 |
8114 |
1326 |
12465 |
|
|
1300 |
11552 |
3314 |
8853 |
1458 |
13626 |
|
|
1400 |
12540 |
3609 |
9616 |
1591 |
14816 |
|
|
1500 |
13527 |
3902 |
10356 |
1729 |
15987 |
|
|
1600 |
14514 |
4196 |
11119 |
1867 |
17181 |
|
|
1700 |
15495 |
4494 |
11877 |
2008 |
18379 |
|
|
1800 |
16483 |
4792 |
12641 |
2151 |
19583 |
|
|
1900 |
17494 |
5090 |
13423 |
2294 |
20807 |
|
|
2000 |
18505 |
5393 |
14181 |
2442 |
22017 |
|
|
2100 |
19517 |
5697 |
14963 |
2589 |
23249 |
|
|
2200 |
20528 |
6000 |
15746 |
2737 |
24482 |
Энтальпия продуктов сгорания при б >1:
IГ = I0Г + (б - 1)*I0В
Так как приведённое значение уноса золы из топки:
то при расчёте I0Г не учитываем энтальпию золы.
Полученные результаты вычислений сводим в таблицу 7.
Таблица 7
Энтальпия воздуха и продуктов сгорания по газовому тракту за поверхностями нагрева котла
|
?, °С |
Участки газового тракта( в скобках указан ) |
||||||||||||||||
|
Топка(1,2) |
ПП-II(1,3) |
ПП-I(1,4) |
ЭК-II (1,44) |
ВП-II(1,47) |
ЭК-I (1,51) |
ВП-I (1,54) |
|||||||||||
|
I |
I |
I |
I |
I |
I |
I |
I |
I |
I |
I |
I |
I |
I |
||||
|
100 |
801 |
902 |
1062 |
1092 |
1142 |
1173 |
1222 |
1253 |
1254 |
1286 |
1278 |
1310 |
1311 |
1342 |
1335 |
1366 |
|
|
200 |
1607 |
1833 |
2154 |
1117 |
2315 |
1200 |
2476 |
1282 |
2540 |
1315 |
2588 |
1340 |
2653 |
1373 |
2701 |
1398 |
|
|
300 |
2432 |
2785 |
3271 |
1149 |
3515 |
1233 |
3758 |
1317 |
3855 |
1350 |
3928 |
1375 |
4025 |
1409 |
4098 |
1434 |
|
|
400 |
3269 |
3767 |
4421 |
1185 |
4748 |
1271 |
5075 |
1357 |
5205 |
1392 |
5303 |
1418 |
5434 |
1452 |
5532 |
1478 |
|
|
500 |
4130 |
4780 |
5606 |
1203 |
6019 |
1291 |
6432 |
1379 |
6597 |
1414 |
6721 |
1440 |
6886 |
1475 |
7010 |
1502 |
|
|
600 |
5009 |
5807 |
6809 |
1242 |
7310 |
1332 |
7811 |
1422 |
8011 |
1458 |
8161 |
1485 |
8362 |
1522 |
8512 |
1549 |
|
|
700 |
5912 |
6868 |
8050 |
1267 |
8642 |
1357 |
9233 |
1447 |
9469 |
1483 |
9647 |
1510 |
9883 |
1545 |
10060 |
1572 |
|
|
800 |
6809 |
7956 |
9318 |
1297 |
9999 |
1390 |
10680 |
1483 |
10952 |
1520 |
11156 |
1548 |
11429 |
1585 |
11633 |
1613 |
|
|
900 |
7736 |
9068 |
10615 |
1312 |
11389 |
1405 |
12162 |
1498 |
12472 |
1536 |
12704 |
1564 |
13013 |
1601 |
13245 |
1629 |
|
|
1000 |
8669 |
10193 |
11927 |
1327 |
12794 |
1423 |
13661 |
1519 |
14007 |
1558 |
14267 |
1587 |
14614 |
1625 |
14874 |
1654 |
|
|
1100 |
9632 |
11327 |
13253 |
1331 |
14217 |
1427 |
15180 |
1523 |
15565 |
1562 |
15854 |
1591 |
16239 |
1629 |
16528 |
1658 |
|
|
1200 |
10595 |
12465 |
14584 |
1352 |
15644 |
1448 |
16703 |
1544 |
17127 |
1582 |
17445 |
1611 |
17868 |
1649 |
18186 |
1678 |
|
|
1300 |
11552 |
13626 |
15936 |
1388 |
17092 |
1486 |
18247 |
1585 |
18709 |
1625 |
19055 |
1654 |
19518 |
1694 |
19864 |
1724 |
|
|
1400 |
12540 |
14816 |
17324 |
1368 |
18578 |
1467 |
19832 |
1566 |
20334 |
1605 |
20710 |
1635 |
21211 |
1674 |
21588 |
1704 |
|
|
1500 |
13527 |
15987 |
18692 |
1391 |
20045 |
1490 |
21398 |
1589 |
21939 |
1628 |
22345 |
1658 |
22886 |
1697 |
23292 |
1727 |
|
|
1600 |
14514 |
17181 |
20084 |
1394 |
21535 |
1492 |
22987 |
1590 |
23567 |
1630 |
24003 |
1659 |
24583 |
1698 |
25019 |
1728 |
|
|
1700 |
15495 |
18379 |
21478 |
1402 |
23028 |
1500 |
24577 |
1599 |
25197 |
1639 |
25662 |
1668 |
26281 |
1708 |
26746 |
1738 |
|
|
1800 |
16483 |
19583 |
22880 |
1426 |
24528 |
1527 |
26176 |
1628 |
26836 |
1669 |
27330 |
1699 |
27989 |
1740 |
28484 |
1770 |
|
|
1900 |
17494 |
20807 |
24306 |
1412 |
26055 |
1513 |
27805 |
1614 |
28504 |
1655 |
29029 |
1685 |
29729 |
1726 |
30254 |
1756 |
|
|
2000 |
18505 |
22017 |
25718 |
1434 |
27569 |
1536 |
29419 |
1637 |
30159 |
1677 |
30714 |
1708 |
31455 |
1748 |
32010 |
1778 |
|
|
2100 |
19517 |
23249 |
27152 |
1435 |
29104 |
1536 |
31056 |
1637 |
31836 |
1678 |
32422 |
1708 |
33203 |
1749 |
33788 |
1779 |
|
|
2200 |
20528 |
24482 |
28588 |
30640 |
32693 |
33514 |
34130 |
34951 |
35567 |
2. Тепловой баланс парогенератора
Тепловой баланс составляем в расчёте на 1 кг располагаемой теплоты сгорания топлива Qрр. При определении Qрр считаем, что предварительный подогрев воздуха и топлива за счёт внешнего источника теплоты отсутствует, тогда Qв.н = 0 и iтл = 0.
Таблица 8
Расчёт теплового баланса котельного агрегата и расхода топлива
|
Наименование |
Обозна- чение |
Расчетная формула или способ определения |
Единица |
Расчет |
Результат |
|
|
Располагаемая теплота сгорания топлива |
Qрр |
Qрн+Qвн+iтл |
кДж/кг |
22567+0+0 |
22567 |
|
|
Потеря теплоты от химической неполноты сгорания топлива |
q3 |
Табл.4-3[2] |
% |
- |
0,5 |
|
|
Потеря теплоты от механической неполноты сгорания топлива |
q4 |
Табл.4-3[2] |
% |
- |
3 |
|
|
Температура уходящих газов |
?ух |
По выбору, табл.1-3[2] |
°C |
- |
140 |
|
|
Энтальпия уходящих газов |
Iух |
По таблице 7 |
кДж/кг |
1335+1366* *(140-100)/(200-100) |
1881 |
|
|
Температура воз-духа в котельной |
t х.в. |
Принимается |
°C |
- |
30 |
|
|
Теоретическая энтальпия воздуха в котельной |
I0х.в. |
По таблице 6 |
кДж/кг |
- |
235 |
|
|
Потеря теплоты с уходящими газами |
q2 |
% |
(1884-1,54Ч235)*(100-3) 22567 |
6,53 |
||
|
Потеря теплоты от наружного охлаждения |
q5 |
По рис.3-1[2] |
% |
- |
1,1 |
|
|
Сумма тепловых потерь |
?q |
q5+q4+q3+q2 |
% |
1,1+3+0,5+6,53 |
11,13 |
|
|
КПД котла |
?ка |
100-?q |
% |
100-11,13 |
88,87 |
|
|
Коэффициент сохранения тепла |
? |
1-q5/(?ка+q5) |
- |
1-1,1/(88,87+1,1) |
0,988 |
|
|
Паропроизводи-тельность котла (ном.) |
Dном. |
По заданию |
т/ч (кг/с) |
- |
35(9,72) |
|
|
Нагрузка парогенератора |
- |
По заданию |
% |
- |
100 |
|
|
Паропроизводи-тельность котла (факт.) |
Dф. |
0,7*Dном. |
т/ч |
1*35 |
35 |
|
|
кг/с |
1*9,72 |
9,72 |
||||
|
Давление пара в барабане |
рб |
рпп*1,1 |
МПа |
4*1,1 |
4,4 |
|
|
Температура перегретого пара |
tпп |
По заданию |
°C |
- |
440 |
|
|
Температура питательной воды |
tпв |
По заданию |
°C |
- |
140 |
|
|
Энтальпия перегретого пара |
iпп |
Табл.6-8[2] |
кДж/кг |
- |
3308 |
|
|
Энтальпия питательной воды |
iпв |
Табл.6-6[2] |
кДж/кг |
- |
592 |
|
|
Значение продувки |
р |
По выбору |
% |
- |
3 |
|
|
Энтальпия воды (рб, tн) |
iкип |
Табл.6-7[2] |
кДж/кг |
- |
1115,4 |
|
|
Полезно использованная теплота |
Qпол |
Dф*(iпп-iпв)+0,01Dф*(iкип- -iпв)*р |
кДж/кг |
9,72*(3308-592)+ +0,01*9,72*(1115,4-592)*3 |
26450,39 |
|
|
Полный расход топлива |
В |
кг/с |
26450,39*100 22563*88,87 |
1,319 |
||
|
Расчетный расход топлива |
Вр |
В*0,01*(100-q4) |
кг/с |
1,319*0,01*(100-3) |
1,280 |
3. Расчет теплообмена в топке
3.1 Основные конструктивные размеры топки
Котлы типа К-35-40 имеют пылеугольную топку для камерного сжигания каменных и бурых углей и фрезерованного торфа. По конструктивным размерам принимаем активный объем топочной камеры Vт = 179 м3. Допустимое и расчетное тепловое напряжение объема топки соответствует значениям таблице 9.
Таблица 9
Расчет конструктивных характеристик топки
|
Величина |
Единица |
Расчет |
|||
|
Наименование |
Обозна-чение |
Расчетная формула или способ определения |
|||
|
Активный объем топочной камеры |
Vт |
По конструктивным размерам |
м2 |
179 |
|
|
Тепловое напря-жение топки: расчетное |
qv |
В*Qрн/Vт=1,28*22567/179 |
кВт/м3 |
161,37 |
|
|
допустимое |
qv-доп |
По табл.4-3 |
210 |
||
|
Количество горелок |
n |
По паспортным данным |
шт |
2 |
Реконструкция топки не требуется, так как qv< qv-доп
Топка котла полностью экранирована трубами диаметром 60 мм с толщиной стенки 3 мм и шагом 70 мм.
Площадь лучевоспринимающей поверхности топки Нл=176 м2.
3.2 Поверочный расчет теплообмена в топке
По конструктивным размерам и характеристикам топки выполняем поверочный расчет теплообмена в топке. Расчет производится методом последовательных приближений. При этом учитываем, что вся площадь лучевоспринимающей поверхности открытая.
Таблица 10
Поверочный расчет теплообмена в топке
|
Величина |
Обозна-чение |
Расчетная формула или способ определения |
Единица |
Расчет |
Резуль-тат |
|
|
Суммарная пло-щадь лучевоспр. поверхности |
Hл |
Табл.2-10[2] |
м2 |
- |
176 |
|
|
Площадь лучев. поверхности открытых экранов |
Hл-откр |
По конструктивным характеристикам |
м2 |
- |
176 |
|
|
Полная поверх-ность стен топочной камеры |
Fст |
По конструктивным размерам |
м2 |
- |
194 |
|
|
Коэф.загрязнения экранных поверхностей |
? |
Табл.6.4[3] |
- |
- |
0,45 |
|
|
Коэф.тепловой эффективности лучевоспр.пов-ти |
?ср |
(?*Нл)/Fст |
- |
(0,45*176)/194 |
0,41 |
|
|
Эффективная толщина излуч. слоя пламени |
S |
(???*Vт)/Fст |
м |
(3,6*179)/194 |
3,32 |
|
|
Полная высота топки |
Hт |
По конструктивным размерам |
м |
- |
9,2 |
|
|
Высота располо-жения горелок |
hт |
По конструктивным размерам |
м |
- |
3,6 |
|
|
Относительный уровень располо-жения горелок |
хт |
hт/Нт |
- |
3,6/9,2 |
0,391 |
|
|
Параметр, учитыв. характер распределения т-ры в топке |
М |
0,59-0,5хт |
- |
0,59-0,5*0,391 |
0,394 |
|
|
Коэф.избытка воздуха на выходе из топки |
?т |
Таблицы 3,4 |
- |
- |
1,2 |
|
|
Присос воздуха в топке |
??т |
Табл.2-2[2] |
- |
- |
0,1 |
|
|
Присос воздуха в системе пыле-приготовления |
??плу |
Табл.2-2[2] |
- |
- |
0,1 |
|
|
Температура горячего воздуха |
tгв |
По выбору(табл.1-4[2]) |
°C |
- |
380 |
|
|
Энтальпия горячего воздуха |
I0гв |
Табл.7 |
кДж/кг |
2432+(3269-2432)* *(380-300)/(400-300) |
3102 |
|
|
Величина |
Обозна-чение |
Расчетная формула или способ определения |
Единица |
Расчет |
Резуль-тат |
|
|
Температура холодного воздуха |
tхв |
По выбору |
°C |
- |
30 |
|
|
Энтальпия присосов воздуха |
I0прс |
Табл.6 |
кДж/кг |
- |
235 |
|
|
Количество тепло-ты, вносимое в топку с воздухом |
Qв |
I0гв*(т-т-плу)+ +I0прс*т +плу) |
кДж/кг |
3102*(1,2-0,1-0,1)+ +235*(0,1+0,1) |
3149 |
|
|
Полезное тепло-выделение в топке |
Qт |
кДж/кг |
25595 |
|||
|
Адиабатическая температура горения |
?а |
Табл.7 |
°C |
1900+(25595- -24306)*100/1412 |
1991 |
|
