Параметры котла ДКВР-6.5-14

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Московский государственный университет путей сообщения (МИИТ)

Кафедра: «Теплоэнергетика железнодорожного транспорта»

Курсовой проект

по дисциплине: «Котельные установки»

Выполнила:

студентка гр. ТТП- 31 1

Башкатова А.В.

Принял:

доц. Конаков Ю.П.

Москва 2014

ДКВР - 6,5 - 14

Параметры котла ДКВР-6.5-14

Глубина (по оси котла) топочной камеры 2520 мм, ширина 2730 мм. Объем топки 24,3 куб. м.

Экраны и котельные пучки котла выполнены из труб диаметром 51 мм (толщина стенки 2,5 мм). Котел оборудован только боковыми экранами. Каждый боковой экран имеет 37 труб, уложенных с шагом 80 мм. Расположение кипятильных труб - коридорное. Ширина конвективного пучка (поперек оси котла) 2730 мм, длина по оси котла - 2400 мм. Число кипятильных труб по оси котла 23 шт., по ширине котла 22 шт. Поверхность конвективного пучка котла 197,4 кв.м. Шаг конвективного пучка по оси котла 100 мм, по ширине котла 110 мм. Высота конвективного пучка 2430 мм. В первом газоходе по оси котла расположено 13 рядов труб, во втором - 10 рядов.

Исходные данные

Тип парогенератора: ДКВР-6.5-14

Параметры парогенератора:

Паропроизводительность D=6,5 =2,78 ;

Давление в барабане p=1,4 МПа;

Температура насыщенного пара t_нп=194 ⁰C;

Величина непрерывной продувки g=5 %

Топливо: Газ саратовский

Теплота сгорания топлива

Состав топлива (в %): СН₄ = 84.5; С₂Н₆ = 3,8; С₃Н₈ = 1,9; С₄Н₁₀ = 0,9; С₅Н₁₂ = 0,3; N₂ = 7.8; CO₂ = 0,8

Объем и состав дымовых газов

Минимально необходимое количество воздуха для полного сжигания газа:

Содержание азота в продуктах сгорания

Содержание трехатомных газов в продуктах сгорания

=1,037

Содержание водяных паров в продуктах сгорания

Здесь CmHn, H2, CO и др. - состав газообразного топлива, отнесенный к кубическому метру топлива, выраженный в процентах, d T =10 г/м³ - влагосодержание газообразного топлива, отнесенное к кубическому метру топлива.

При избытке воздуха (б_т = 1,1 для газа) объем водяных паров в продуктах сгорания равен

Полный объем дымовых газов

I-t диаграмма продуктов сгорания

Коэффициент избытка воздуха для топки для сжигания газов и мазутов б _т =1,1

Действительное количество воздуха, подаваемого в топку

Выполняется расчет энтальпий продуктов сгорания для температур в диапазоне 100-2000 С. Для этого удобно вначале вычислить энтальпию продуктов сгорания при =1.

Здесь - произведение средней теплоемкости газа в интервале температур 0 - и температуры газа .

Затем вычисляется энтальпия продуктов сгоранияпри заданной температуре и коэффициенте избытка воздуха по формуле

Коэффициент избытка воздуха возрастает по мере движения продуктов сгорания по тракту котлоагрегата вследствие присосов. Для коэффициента избытка воздуха в топке энтальпия продуктов сгорания строится в диапазоне температур 1500-2000 С. На выходе из топки коэффициент избытка увеличивается на величину присосов . Следует построить кривую для значения в диапазоне температур 700 - 1200 С. На выходе из конвективного пучка коэффициент избытка воздуха , где - присосы в конвективном пучке.

Для этого значения следует построить кривую энтальпии продуктов сгорания для температур 200 - 600 С.

Энтальпия продуктов сгорания, кДж/кг

Расход топлива

Располагаемое тепло равно

- низшая теплота сгорания топлива, Q_ф = с_т t_т - физическое тепло топлива, равное произведению теплоемкости топлива и его температуры

Задается температура уходящих газов t_ух =230єС

Потери тепла с уходящими газами

I_ух - энтальпия уходящих газов, определяем по температуре уходящих газов, для б_ух =1,27 и t_ух=230 ⁰C, I_ух=4250,8950,

- энтальпия теоретически необходимого количества воздуха, при t=30 ⁰C, .

Для сжигания газа

Химический недожог q₃=0,5 %, механический недожог q₄=0 %

Потери тепла в окружающую среду для котла с паропроизводительностью D=6,5

%

КПД котлоагрегата

%

Расход топлива котлоагрегатом равен

Здесь и - соответственно паропроизводительность котлоагрегата и расход продувки D=1,8056 , - энтальпия сухого насыщенного пара , - энтальпия кипящей жидкости (параметры на линии насыщения при давлении в барабане котла) , - энтальпия питательной воды на входе в котел. Температуру питательной воды принять равной 100 С.

Адиабатная температура сгорания

Тепло, вносимое в топку , равно

где - энтальпия теоретически необходимого количества воздуха при температуре воздуха в котельной.

С помощью It - диаграммы продуктов сгорания по кривой, соответствующей , определяется адиабатная температура сгорания ⁰C.

Температура дымовых газов на выходе из топки

Границами объема камеры сгорания являются плоскости, проходящие по осям экранных труб, по осям первого ряда котельного пучка.

Объем топки V=24,3 м³.

Суммарная площадь поверхностей всех стен м². Вычисляются площади поверхностей топки, занятых экранами. Топка имеет фронтальный, задний и боковые экраны.

Площадь поверхности -ого настенного экрана обозначим. . Она равна

м²

Здесь m - количество экранных труб на экранируемой поверхности, s - шаг экранных труб, d и

H^Э - соответственно наружный диаметр и высота экранной трубы. Последняя величина определяется по чертежам котла.

Боковые экраны:

м²

Средняя тепловая эффективность экранов равна

.

где , - угловой коэффициент i-ого экрана (определяется по номограмме), - коэффициент загрязнения этой экранной поверхности. При сжигании газа

;

Эффективная толщина излучающего слоя в топке

м

Объёмные доли трёхатомных газов

При б=б _т + Дб _т =1,17 V_г =12,3805, V_Н20 =2,1348

При сжигании газа степень черноты факела вычисляется по формуле

При сжигании газа m = 0,1, В приведенной формуле a_св - степень черноты светящегося пламени, a_г - степень черноты несветящегося пламени. Они определяются по формулам

Здесь p-давление в топке (1атм), s - эффективная толщина излучающего слоя в топке , k_г =0,733 коэффициент ослабления лучей трехатомными газами, k_с =0,073 - коэффициент ослабления лучей сажистыми частицами(1/м атм)

- объемная доля трехатомных газов в продуктах сгорания.

Коэффициенты ослабления лучей трехатомными газами и сажистыми частицами можно вычислить с помощью программы. Коэффициент к_с зависит от соотношения содержания в топливе углерода и водорода, определяемого как:

После определения следует вычислить степень черноты топки

Где - отношение площади зеркала горения слоя топлива R к полной площади поверхности стен топки.

Предварительно задаем температуру дымовых газов за топкой ⁰C. По I-t диаграмме определяем энтальпию дымовых газов

Средняя суммарная теплоемкость продуктов сгорания на 1 кг топлива

Расчетный расход топлива

Далее вычисляется критерий Больцмана

Здесь = 5,67 10 -⁸ Вт/м ² К ⁴

Коэффициент сохранения тепла

Теперь вычисляется отношение температур и (температуры в градусах Кельвина) по следующей формуле

Коэффициент М при сжигании газа равен М=0,54-0,2х_т =0,54 - 0,2*0,3077=0,4785

x_т =0,3077 есть отношение высоты расположения горелки от пода топки и высоты топки

Отсюда ⁰C

Расхождение между расчетной температурой и предварительно принятой, не превышает 50 ⁰C.

I”=19114,48 кДж/кг

Тепло переданное излучением от продуктов сгорания лучистой поверхности экранных труб

.

Расчет пучка кипятильных труб

Полная поверхность пучка 229,1 м². Задаем температуру продуктов сгорания ⁰C. энтальпия продуктов сгорания за конвективным пучком . И далее определяется тепловосприятие пучка кипятильных труб по формуле теплового баланса

Здесь =19114,48 - энтальпия продуктов сгорания на выходе из топки ().

Исходя из конструктивных размеров котлоагрегата, необходимо определить минимальное живое сечение для прохода дымовых газов в пучке кипятильных труб. S_min=1,87 м². С помощью программы определяем коэффициент теплоотдачи конвекцией со стороны продуктов сгорания для коридорного пучка труб при поперечном обтекании его газами с температурой ⁰C, где -температура дымовых газов на выходе из топки. Коэффициент теплопередачи от дымовых газов к пароводяной смеси в кипятильных трубах равен

Здесь - коэффициент тепловой эффективности (= 0,60 - 0,65). Величину коэффициента теплоотдачи излучением так же следует вычислить с помощью программы. Температура стенок труб пучка принимается равной С, где - температура нагреваемой среды. Для котельного пучка она равна температуре кипения воды в барабане котла. При сжигании газа .

Далее с помощью уравнения теплопередачи оценивается тепловосприятие пучка кипятильных труб

Здесь - площадь поверхности теплообмена кипятильного пучка (принимается согласно конструктивным размерам котлоагрегата), - температурный напор. Он вычисляется по следующей формуле.

 ⁰C

где ⁰C, ⁰C , - температура кипения воды в барабане котла.

Погрешность составляет

Тепло, расходуемое котлом на генерацию пара, определяется по формуле

Здесь - энтальпия питательной воды на входе в котел. Если пароперегреватель отсутствует, энтальпия пара на выходе из котла принимается . Если принять , то тепло, расходуемое на подогрев питательной воды в экономайзере, равно

котел топка недожог тепловой

Размещено на Allbest.ru