Расчет котельной установки
Техническая характеристика котла КЕ-25-14С. Тепловой расчет топки и радиационных поверхностей нагрева. Расчет радиационной поверхности нагрева (экрана), воздухоподогревателя, водяного экономайзера и тягодутьевой установки. Энтальпия продуктов сгорания.
Рубрика | Физика и энергетика |
Вид | курсовая работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 15.06.2015 |
Размер файла | 1,6 M |
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
Размещено на http://www.allbest.ru
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Кузбасский государственный технический университет
имени Т.Ф.Горбачева»
Кафедра теплоэнергетики
Пояснительная записка к курсовому проекту
по дисциплине «Котельные установки и парогенераторы»
Тема: Расчет котельной установки
Выполнил: ст.гр. ТЭб-121
Фирман О.И.
Принял:ст. пр. : Шевырев С.А.
Кемерово 2015
Выбор типа котла
котел топка нагрев экономайзер энтальпия
Паровой котел КЕ-25-14С, с естественной циркуляцией со слоевыми механическими топками предназначен для выработки насыщенного или перегретого пара, используемого на технологические нужды промышленных предприятий, в системах отопления, вентиляции и горячего водоснабжения.
Топочная камера котлов серии КЕ образована боковыми экранами, фронтовой и задней стенками. Топочная камера котлов КЕ паропроизводительностью от 2,5 до 25 т/ч разделена кирпичной стенкой на топку глубиной 1605ч2105 мм и камеру догорания глубиной 360ч745 мм, которая позволяет повысить КПД котла снижением механического недожога. Вход газов из топки в камеру догорания и выход газов из котла асимметричные. Под камеры догорания наклонен таким образом, чтобы основная масса падающих в камеру кусков топлива скатывалась на решетку.
В котле КЕ-25-14С применена схема одноступенчатого испарения. Вода циркулирует следующим образом: питательная вода из экономайзера подается в верхний барабан под уровень воды по перфорированной трубе. В нижний барабан вода сливается по задним обогреваемым трубам кипятильного пучка. Передняя часть пучка (от фронта котла) является подъемной. Из нижнего барабана вода по перепускным трубам поступает в камеры левого и правого экранов. Питание экранов осуществляется также из верхнего барабана по опускным стоякам, расположенным на фронте котла.
Блок котла КЕ-25-14С, опирается камерами боковых экранов на продольные швеллеры. Камеры приварены к швеллерам по всей длине. В области конвективного пучка блок котла опирается на задние и передние поперечные балки. Поперечные балки крепятся к продольным швеллерам. Передняя балка крепится неподвижно, задняя - подвижно.
Обвязочный каркас котла КЕ-25-14С устанавливается на уголках, приваренных вдоль камер боковых экранов по всей длине.
Для возможности перемещения элементов блоков котла КЕ-25-14С в заданном направлении часть опор выполнена подвижными. Они имеют овальные отверстия для болтов, которыми крепятся к раме.
Котлы КЕ с решеткой и экономайзером поставляются заказчику одним транспортабельным блоком. Он оборудуются системой возврата уноса и острым дутьем. Унос, оседающий в четырех зольниках котла, возвращается в топку при помощи эжекторов и вводится в топочную камеру на высоте 400 мм от решетки. Смесительные трубы возврата уноса выполнены прямыми, без поворотов, что обеспечивает надежную работу систем. Доступ к эжекторам возврата уноса для осмотра и ремонта возможен через люки, расположенные на боковых стенках. В местах установки люков трубы крайнего ряда пучка вводятся не в коллектор, а в нижний барабан.
Паровой котел КЕ-25-14С оборудован стационарным устройством очистки поверхностей нагрева согласно проекту завода.
Паровой котёл КЕ-25-14С комплектуется топкой типа ЗП-РПК с пневмомеханическими забрасывателями и решеткой с поворотными колосниками.
За котельными агрегатами в случае сжигания каменных и бурых углей с приведенной влажностью W < 8 устанавливаются водяные экономайзеры.
Площадки котлов типа КЕ расположены в местах, необходимых для обслуживания арматуры котлов. Основные площадки котлов: боковая площадка для обслуживания водоуказательных приборов; боковая площадка для обслуживания предохранительных клапанов и запорной арматуры на барабане котла; площадка на задней стенке котла для обслуживания продувочной линии из верхнего барабана и для доступа в верхний барабан при ремонте котла.
На боковые площадки ведут лестницы, на заднюю площадку - спуск (короткая лестница) с верхней боковой площадки.
Котел КЕ-25-14 С оборудован двумя предохранительными клапанами, один из которых контрольный. У котлов с пароперегревателями контрольный предохранительный клапан устанавливается на выходном коллекторе пароперегревателя. На верхнем барабане каждого котла установлен манометр; при наличии пароперегревателя манометр устанавливается и на выходном коллекторе пароперегревателя.
На верхнем барабане устанавливается следующая арматура: главный паровой вентиль или задвижка (у котлов без пароперегревателя), вентили для отбора проб пара, отбора пара на собственные нужды. На колене для спуска воды установлен запорный вентиль с условным проходом 50 мм.
У котла КЕ-25-14С, через патрубок для продувки осуществляются периодическая и непрерывная продувки. На линиях периодической продувки из всех нижних камер экранов установлены запорные вентили. На паропроводе обдувки установлены дренажные вентили для отвода конденсата при прогреве линии и запорные вентили для подачи пара к обдувочному прибору. Вместо паровой обдувки может быть поставлена газоимпульсная или генератор ударных волн (ГУВ).
На питательных трубопроводах перед экономайзером устанавливаются обратные клапаны и запорные вентили; перед обратным клапаном установлен регулирующий клапан питания, который соединяется с исполнительным механизмом автоматики котла.
Паровой котел КЕ-25-14С обеспечивают устойчивую работу в диапазоне от 25 до 100% номинальнойпаропроизводительности. Испытания и опыт эксплуатации большого числа котлов типа КЕ подтвердили их надежную работу на пониженном, по сравнению с номинальным, давлении. С уменьшением рабочего давления КПД котлоагрегата не уменьшается, что подтверждено сравнительными тепловыми расчетами котлов на номинальном и пониженном давлении. В котельных, предназначенных для производства насыщенного пара, котлы типа КЕ при пониженном до 0,7 МПа давлении обеспечивают такую же производительность, как и при давлении 1,4 МПа.
Для котлов типа КЕ пропускная способность предохранительных клапанов соответствует номинальной паропроизводительности при абсолютном давлении 1,0 МПа.
При работе на пониженном давлении предохранительные клапаны на котле и дополнительные предохранительные клапаны, устанавливаемые на оборудовании, должны регулироваться на фактическое рабочее давление.
С понижением давления в котлах до 0,7 МПа комплектация котлов экономайзерами не изменяется, так как в этом случае недогрев воды в питательных экономайзерах до температуры насыщения пара в котле составляет 20°С, что удовлетворяет требованиям правил Госгортехнадзора.
Техническая характеристика котла КЕ-25-14С
ПаропроизводительностьD = 25 т/ч.
Давление Р = 24 кгс/см2.
Температура пара t = (194ч225) єС.
Радиационная (лучевоспринимающая) поверхность нагрева Нл = 92,1 м2.
Конвективная поверхность нагрева Нк = 418 м2.
Тип топочного устройства ТЧЗ-2700/5600.
Площадь зеркала горения 13,4 м2.
Габаритные размеры котла (с площадками и лестницами):
длина 13,6 м;
ширина 6,0 м;
высота 6,0 м.
Масса котла 39212 кг.
Топливо
В качестве топлива в котельной применяется бурый уголь марки «Б1» Канско-Ачинского угольного бассейна (открытый способ добычи) Итатского месторождения. На котельную топливо поступает железнодорожными транспортом.
Топливо, бурый уголь «Б1», имеет состав, представленный в таблице 1. [Кузнецов Норм метод]
Таблица 1
Состав топлива марки«Б1»
Бассейн |
Марка |
Рабочая масса топлива, % |
|||||||
Итатский |
Б1 |
||||||||
13 |
28,7 |
0,6 |
46,6 |
3,4 |
1,8 |
5,9 |
Баланс топлива по рабочей массе:
=100%.
13+28,7+0,6+46,6+3,4+1,8+5,9=100%.
Низшая теплота сгорания заданного топлива, определяется по формуле Д.И. Менделеева:
где:-содержание влаги в рабочей массе топлива, %.
- содержание серы в рабочей массе топлива, %.
- содержание углерода в рабочей массе топлива, %.
- содержание водорода в рабочей массе топлива, %.
- содержание кислорода в рабочей массе топлива, %.
.
Принимаем расчётную теплоту сгорания топлива:
= кДж/кг.
Количества воздуха, необходимого для полного сгорания топлива:
V0 = 0,089·(46,6+ 0,375·0,6) + 0,265·3,4- 0,0333·5,9 = 4,87, м3/кг.
Таблица 2
Присосы воздуха
Наименование поверхности нагрева |
Присосы воздуха в газоходе |
Избыток воздуха за газоходом |
|
Топка (Т) |
Дбт = 1,5 |
бт = 1,2 |
|
Кипятильные трубы (КТ1) |
Дбкт1 = 0,0 |
бкт1 = 1,2 |
|
Кипятильные трубы (КТ2) |
Дбкт2 = 0,0 |
бкт2 = 1,2 |
|
Воздухоподогреватель (ВП) |
Дбвп = 0,05 |
бвп = 1,25 |
|
Экономайзер (ВЭ) |
Дбвэ = 0,1 |
бвэ = 1,33 |
Объем продуктов сгорания
В качестве примера приведем расчет объемов продуктов сгорания за топкой.
Теоретический объем трехатомных газов:
=
=0,01866?(46,6+0,375?0,6) = 0,87нм3/кг.
Теоретический объем водяных паров:
0,111?3,4+0,0124?13+0,0161?4,87= 0,616 нм3/кг.
Теоретический объем азота:
= 0,79?4,87+0,008?1,8=3,854нм3/кг.
Объем избыточного воздуха:
Объем водяных паров вносимый в избытке воздуха:
Действительный объем продуктов сгорания:
Результаты расчетов заносим в таблицу 3
Объем продуктов сгоранияТаблица 3
Наименование газов, Расчетные формулы |
Обозна- чение |
Ед. изм. |
Наименование газохода |
||||
бт = 1,5 |
бкт = 1,5 |
бвп= 1,6 |
бвэ= 1,7 |
||||
Теоретический объем трехатомных газов |
0,0,87 |
||||||
Теоретический объем азота VoN2 = 0,79Vо + 0,008Nр |
3,854 |
||||||
Теоретический объем водяных паров |
0,616 |
||||||
Объем избыточного воздуха |
2,435 |
2,435 |
2,922 |
3,409 |
|||
Объем водяных паров, вносимых в избытке воздуха |
0,039 |
0,039 |
0,047 |
0,054 |
|||
Действительный объем продуктов сгорания |
7,213 |
7,213 |
8,309 |
8,803 |
Энтальпия продуктов сгорания и воздуха
Теоретическая энтальпия дымовых газов:
где: - изобарные массовые теплоемкости газов, кДж/(м3·?С).
t - теоретическая температура (100…2400°С).
Теоретическая энтальпия воздуха:
где - изобарная массовая теплоемкость воздуха, кДж/(м3·?С).
Энтальпия реальных дымовых газов:
Результаты вычислений занесены в таблицу 4, на основании которой построена J-t диаграмма.
В качестве примера приведем расчет теоретической энтальпии дымовых газов при 100°С, после топки:
Теоретическая энтальпия дымовых газов:
Теоретическая энтальпия воздуха:
Энтальпия реальных дымовых газов в топке:
Таблица 4
Исходные данные для построения J - t диаграммы
Температура, °С |
V0(RO2)=1,266 нм3/кг |
V0(N2)=5,4006 нм3/кг |
V0(H2O)=0,6334 нм3/кг |
(3+5+7) |
Jr=(8Ч1) |
V0в=6,82 нм3/кг |
Jв=(11Ч1) |
Энтальпия дымовых газов |
||||||||||
бт |
бпп |
бвэ2 |
бвп2 |
бвэ1 |
бвп1 |
|||||||||||||
Cp ro2 |
Cp ro2Vro2 |
Cp n2 |
Cp n2Vn2 |
Cp h2o |
Cp h2oVh2o |
Cpв |
CpвVo |
1,2 |
0,05 |
0,05 |
0,05 |
0,05 |
0,05 |
|||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
|
100 |
1.5998 |
2.0253 |
1.2946 |
6.9916 |
1.4930 |
0.9457 |
9.9626 |
|
1.2971 |
8.8462 |
0.00 |
|
|
|
|
|
|
|
200 |
1.7003 |
2.1526 |
1.2958 |
6.9981 |
1.5020 |
0.9514 |
10.1020 |
1010.20 |
1.3004 |
8.8687 |
886.87 |
1187.58 |
1231.92 |
1276.27 |
1320.61 |
1364.95 |
1409.3 |
|
300 |
1.7873 |
2.2627 |
1.2996 |
7.0186 |
1.5223 |
0.9642 |
10.2456 |
2049.11 |
1.3071 |
8.9144 |
1782.88 |
2405.69 |
2494.83 |
2583.98 |
2673.12 |
2762.27 |
2851.41 |
|
400 |
1.8627 |
2.3582 |
1.3067 |
7.0570 |
1.5424 |
0.9770 |
10.3921 |
3117.63 |
1.3172 |
8.9833 |
2694.99 |
3656.63 |
3791.38 |
3926.13 |
4060.88 |
4195.63 |
4330.38 |
|
500 |
1.9297 |
2.4430 |
1.3163 |
7.1088 |
1.5654 |
0.9915 |
10.5433 |
4217.33 |
1.3289 |
9.0631 |
3625.24 |
4942.38 |
5123.64 |
5304.91 |
5486.17 |
5667.43 |
5848.69 |
|
600 |
1.9887 |
2.5177 |
1.3276 |
7.1698 |
1.5897 |
1.0069 |
10.6944 |
5347.22 |
1.3427 |
9.1572 |
4578.61 |
6262.94 |
6491.88 |
6720.81 |
6949.74 |
7178.67 |
7407.6 |
|
700 |
2.0411 |
2.5840 |
1.3402 |
7.2379 |
1.6148 |
1.0228 |
10.8447 |
6506.84 |
1.3565 |
9.2513 |
5550.80 |
7617 |
7894.54 |
8172.08 |
8449.62 |
8727.16 |
9004.7 |
|
800 |
2.0884 |
2.6439 |
1.3536 |
7.3103 |
1.6412 |
1.0395 |
10.9937 |
7695.59 |
1.3708 |
9.3489 |
6544.20 |
9004.43 |
9331.64 |
9658.85 |
9986.06 |
10313.3 |
10640.5 |
|
900 |
2.1311 |
2.6980 |
1.3670 |
7.3826 |
1.6680 |
1.0565 |
11.1371 |
8909.68 |
1.3842 |
9.4402 |
7552.20 |
10420.1 |
10797.7 |
11175.3 |
11553 |
11930.6 |
12308.2 |
|
1000 |
2.1692 |
2.7462 |
1.3796 |
7.4507 |
1.6957 |
1.0741 |
11.2709 |
10143.84 |
1.3976 |
9.5316 |
8578.47 |
11859.5 |
12288.5 |
12717.4 |
13146.3 |
13575.2 |
14004.1 |
|
1100 |
2.2035 |
2.7896 |
1.3917 |
7.5160 |
1.7229 |
1.0913 |
11.3969 |
11396.93 |
1.4097 |
9.6142 |
9614.15 |
13319.8 |
13800.5 |
14281.2 |
14761.9 |
15242.6 |
15723.3 |
|
1200 |
2.2349 |
2.8294 |
1.4034 |
7.5792 |
1.7501 |
1.1085 |
11.5171 |
12668.81 |
1.4214 |
9.6939 |
10663.34 |
14801.5 |
15334.6 |
15867.8 |
16401 |
16934.1 |
17467.3 |
|
1300 |
2.2638 |
2.8660 |
1.4143 |
7.6381 |
1.7769 |
1.1255 |
11.6295 |
13955.43 |
1.4327 |
9.7710 |
11725.22 |
16300.5 |
16886.7 |
17473 |
18059.3 |
18645.5 |
19231.8 |
|
1400 |
2.2898 |
2.8989 |
1.4252 |
7.6969 |
1.8028 |
1.1419 |
11.7377 |
15259.03 |
1.4432 |
9.8426 |
12795.41 |
17818.1 |
18457.9 |
19097.7 |
19737.4 |
20377.2 |
21017 |
|
1500 |
2.3136 |
2.9290 |
1.4348 |
7.7488 |
1.8280 |
1.1579 |
11.8357 |
16569.92 |
1.4528 |
9.9081 |
13871.33 |
19344.2 |
20037.7 |
20731.3 |
21424.9 |
22118.4 |
22812 |
|
1600 |
2.3354 |
2.9566 |
1.4440 |
7.7985 |
1.8527 |
1.1735 |
11.9286 |
17892.87 |
1.4620 |
9.9708 |
14956.26 |
20884.1 |
21631.9 |
22379.8 |
23127.6 |
23875.4 |
24623.2 |
|
1700 |
2.3555 |
2.9821 |
1.4528 |
7.8460 |
1.8761 |
1.1883 |
12.0164 |
19226.20 |
1.4708 |
10.0309 |
16049.37 |
22436.1 |
23238.5 |
24041 |
24843.5 |
25646 |
26448.4 |
|
1800 |
2.3743 |
3.0059 |
1.4612 |
7.8914 |
1.8996 |
1.2032 |
12.1004 |
20570.73 |
1.4867 |
10.1393 |
17236.80 |
24018.1 |
24879.9 |
25741.8 |
26603.6 |
27465.4 |
28327.3 |
|
1900 |
2.3915 |
3.0276 |
1.4687 |
7.9319 |
1.9213 |
1.2170 |
12.1765 |
21917.61 |
1.4867 |
10.1393 |
18250.73 |
25567.8 |
26480.3 |
27392.8 |
28305.4 |
29217.9 |
30130.4 |
|
2000 |
2.4074 |
3.0478 |
1.4758 |
7.9702 |
1.9423 |
1.2303 |
12.2482 |
23271.63 |
1.4939 |
10.1884 |
19357.96 |
27143.2 |
28111.1 |
29079 |
30046.9 |
31014.8 |
31982.7 |
|
2100 |
2.4221 |
3.0664 |
1.4825 |
8.0064 |
1.9628 |
1.2432 |
12.3160 |
24632.01 |
1.5010 |
10.2368 |
20473.64 |
28726.7 |
29750.4 |
30774.1 |
31797.8 |
32821.5 |
33845.1 |
|
2200 |
2.4357 |
3.0836 |
1.4880 |
8.0361 |
1.9828 |
1.2559 |
12.3756 |
25988.75 |
1.5084 |
10.2873 |
21603.30 |
30309.4 |
31389.6 |
32469.7 |
33549.9 |
34630.1 |
35710.2 |
|
2300 |
2.4433 |
3.0932 |
1.4990 |
8.0955 |
2.0023 |
1.2683 |
12.4570 |
27405.34 |
1.5158 |
10.3378 |
22743.06 |
31954 |
33091.1 |
34228.3 |
35365.4 |
36502.6 |
37639.7 |
|
2400 |
2.4663 |
3.1223 |
1.5002 |
8.1020 |
2.0213 |
1.2803 |
12.5046 |
28760.60 |
1.5232 |
10.3882 |
23892.92 |
33539.2 |
34733.8 |
35928.5 |
37123.1 |
38317.8 |
39512.4 |
Рис. 2. J-t диаграмма
Тепловой баланс котла
Тепловой баланс составляют на 1 кг твердого (жидкого) топлива при условии установившегося режима работы котельной установки, в кДж/кг (кДж/м3):
Qрp = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6 ,
где: - располагаемая теплота; - теплота, полезно использованная в котлоагрегате; Q2- потери теплоты с уходящими газами; Q3- потери теплоты от химической неполноты сгорания; Q4- потери теплоты от механической неполноты сгорания;Q5- потери теплоты от охлаждения элементов котельного агрегата в окружающую среду;Q6 - потери теплоты с физической теплотой шлака.
Или в процентах: q1+q2+q3+q4+q5+q6=100% ,
где q1- процентная доля полезно использованного тепла, характеризующая коэффициент полезного действия котельного агрегата;
q2, q3, q4, q5, q6 - процентные доли потерь теплоты по указанным видам.
Располагаемая теплота:
= + Qтл + Qв + Qф-Qк,
где:Qнр - низшая теплота сгорания рабочей массы твердоготоплива, кДж/кг;
Qтл -физическая теплота топлива, кДж/кг;
Qв -теплота, вносимая в топку с воздухом, кДж/кг;
Qф- теплота, вносимая в топку с паровым дутьем, кДж/кг;
Qк- теплота, затраченная на разложение карбонатов при сжигании сланцев, кДж/кг.
Так как подогрев воздуха осуществляется только за счет тепла уходящих газов, т.е. тепла самого сжигаемого топлива и ввиду отсутствия карбонатов, примем:
кДж/кг.
Потери теплоты с уходящими газами:
Q2 = = = 1293,6кДж/кг,
где:Jух - энтальпия уходящих газов определяется по графику J-t по температуре уходящих газов tyx=1900С и по линии, характеризующей последнюю поверхность нагрева , Jyx=1687 кДж/кг;
бух - избыток воздуха в уходящих газах, численно равен избытку воздуха в продуктах сгорания в последнем газоходе, бух=1,53;
Jхв-энтальпия холодного воздуха, кДж/кг:
q4 = 6,5 % - доля потерь теплоты от механического недожога [НОРМАТИВНЫЙ МЕТОД];
Потери теплоты от механической неполноты сгорания топлива:
Энтальпия холодного воздуха:
Jхв = V0 ·Cрхвtхв.
Jхв =4,87·1,298·30 = 189,63кДж/кг,
где:Vo - количество воздуха, необходимое для полного сгорания топлива,
Vo = 4,87 м3/кг;
tхв=30 0С - температура холодного воздуха;
CРхв- изобарная теплоемкость холодного воздуха, при tхв=30 0С;
CРхв =1,298 кДж/(м3К);
Доля потерь теплоты с уходящими газами:
q2 = = 7,01%.
Потери теплоты с физической теплотой шлака:
Q6 = бшлCшлtшл= 0,915? 0,96?550? = 138,6 кДж/кг,
где бшл - доля золы топлива в шлаке бшл = 1- бун = 1 -0,085 = 0,915% [Эстеркин];
Cшл - теплоемкость шлака;
tшл - температура шлака, принимаем;
Доля потерь теплоты с физической теплотой шлака:
q6 = = 0,75 %.
Процентная доля полезно использованной теплоты:
= 100 - (q2 + q3 + q4 + q5 + q6 ) =
= 100 - (7,01 + 0,5 + 6,5 + 1,25+ 0,75) = 83,99%,
где:q3 = 0,5 % - доля потерь теплоты от химической неполноты сгорания топлива [Эстеркин];
q5 = 1,25 % - доля потерь теплоты от наружного охлаждения котла [Эстеркин].
Потери теплоты от химической неполноты сгорания:
Потери теплоты в окружающую среду:
Теплота, полезно использованная в котлоагрегате:
.
Тепловой баланс на 1 кг твердого (жидкого) топлива при условии установившегося режима работы котельной установки, в кДж/кг (кДж/м3):
Q= + 1293,6+ + + + 138,6 кДж/кг.
Или в процентах: = 83,99 + 7,01+ 0,5 + 6,5 + 1,25+ 0,75100% .
Коэффициент полезного действия котла:
зк = =83,99.
Тепловой расчет топки и традиационных поверхностей нагрева
Расчет топки сводится к определению расхода топлива на один котел, определению основных размеров котла, расчету теплообмена в топке.
Расход топлива на один котел
Расход топлива на один котел можно определить из выражения:
где:Qк - полное количество тепла полезно используемое в топке, полезно используемое в топке, кВт;- расчетная мощность котла, кВт;Q= Q= 12857,39 кДж/кг;зк = 0,83 - коэффициент полезного действия котла.
Учитывая, что часть топлива не сможет сгореть в топке котла и покинет топочную камеру в виде уноса и в составе шлака, то весь последующий тепловой расчет топки произведен на расчетный расход топлива ВP , кг/с, который учитывает механический недожог топлива:
кг/с
Геометрические размеры топки
Размеры топки характеризуются величиной активного топочного объема.Необходимая величина активного топочного объема определяется по формуле:
= = 46,5 м3,
qV-видимое тепловое напряжение топочного объёма, определяемое из таблиц [Родатис Полторатский справочник]. qV= 392 кВт/м3.
По паспорту котла КЕ 25/14 расчетный объем камеры топки48,6м3, поэтому принимаем паспортную величину топочного объёма.
Находим площадь характерного сечения топки:
где:- тепловое напряжение зеркала горения,определяемое из таблиц [РодатисПолторатский справочник].кВт/м2.
Высота топочной камеры должна быть не менее 3 м и определяется из выражения:
6,075м.
Примем ширину топки по паспорту:
Рассчитаем глубину топки:
где: b - глубина топки, м;R -характерного сечения топки, м2.
Расчет теплообмена в топке
Полезное тепловыделение в топке или теоретическое теплосодержание продуктов сгорания определяются по формуле:
Jтеор = + + =
= ? + 1294,34+ 13,77= 19769,39 кДж/кг
где:- располагаемая теплота топлива ? = кДж/кг; - количество теплоты, вносимое горячим воздухом в топку:
= (бт-Дбт)Vо Ср гвtгв= (1,5-0,1)?3,537? 1,3?200 = 1294,34кДж/кг,
где: - температура горячего воздуха;CРгв- изобарная теплоемкость горячего воздуха, при tгв=240 0С,CРгв =1,31 кДж/(м3К);
- количество теплоты, вносимое холодным воздухом присосов:
= 0,1?3,537? 1,298? 30 = 13,77 кДж/кг,
где: CРхв- изобарная теплоемкость холодного воздуха, при tхв=30 0С
CРхв =1,298 кДж/(м3К);
Зная Jтеор, по диаграмме J - t определяем теоретическую температуру в топке tтеор = 15930C.
Температуру газов на выходе из топки принимаем по паспорту котла:
= 8900C.
Зная , определяем по диаграмме энтальпию газов на выходе из топки J''т= 10381,02кДж/кг.
Определяем количество теплоты, передаваемое в топке от газов поверхностям нагрева радиацией Qл:
Qл= Jтеор - J''т - Qт5 =19769,39-10381,02 - 115,1 = 9273,18 кДж/кг,
где:Qт5 - потеря тепла от наружного охлаждения топки, кДж/кг:
= 0,5? = 115,1 кДж/кг
Находим радиационную поверхность топки, воспринявшую количество теплоты Qл:
=
= = 76,86 м2
где Tтеор - теоретическая температура горения в топке находим по графику, Tтеор = 1866 К;
- абсолютная температура газов на выходе из топки,
= + 273 = 890+273=1163 К;
, Вт/(м2К4) - коэффициент излучения абсолютно черного тела;
- коэффициент, учитывающий относительное положение ядра факела по высоте топочной камеры. При слоевом сжигании топлива М =0,45[Нормативный метод];
- степень черноты топки, (=0,65 по заданию);
- коэффициент сохранения теплоты; . - коэффициент загрязнения поверхностей нагрева, (принимаем=1, считая, что тепло воспринимает чистая поверхность, а реальная поверхность бывает частично загрязненная, что необходимо учитывать при расстановке экранных труб).
Расчет радиационной поверхности нагрева (экрана)
Величина найденной эффективной радиационной поверхности в топке равна сумме величин радиационных поверхностей фронтового, заднего и боковых экранов.
Принимаю к расчету трубы с шагом установки и длиной труб по высоте топки
Расчет действительной поверхности экрана сводится к определению количества труб устанавливаемых в топочном блоке:
где - диаметр экранной трубы 0,051 м;- высота топки 3,23 м;- коэффициент, учитывающий степень освещенности экранных труб. Принимаем = 0,59;- коэффициент, учитывающий загрязненность поверхности нагрева, = 0,6. [Эстеркин]
Количество труб установленных на фронтовой стене:
т.к. в данном котле трубы не устанавливаются вдоль фронтальной стенки.
Определим количество труб установленных на одной боковой стене топки:
где - шаг установки труб вдоль боковой стены, м;- длина боковой стены топки, м,d-диаметр труб установленных в топочном блоке, м.
Т.К. количества труб, устанавливаемого вдоль боковых стенок будет недостаточно, то дополнительно установим трубы вдоль задней стенки топки.
Учитывая, что часть верхнего барабана заходит в топку, то высота не всех труб будет равна высоте топки, следовательно:
где: -количество труб, с длинной равной высоте топки,м;
- длина задней стены, вдоль которой устанавливаются трубы, с длинной равной высоте топки, м.
где:-ширина топки, м; -диаметр барабана, м.
где: -количество труб, расположенных под барабаном,м;
- длина задней стены, вдоль которой ставятся трубы, устанавливаемыми под барабаном, м.
Рассчитаем общее количество труб, с длинной равной высоте топки, установленных в топочном блоке котла:
где: общее количество труб,с длинной равной высоте топки, установленных в топочном блоке, шт.;
шт.
Рассчитаем площадь радиационной поверхности котла для труб с длинной равной высоте топки:
где - диаметр экранной трубы;- длинна труб, равная высоте топки8,28 м;- коэффициент, учитывающий степень освещенности экранных труб. Принимаем;- коэффициент, учитывающий загрязненность поверхности нагрева. [Эстеркин]
Рассчитаем площадь радиационной поверхности котла для труб,устанавливаемыхпод барабаном:
Где: - длинна труб,установленныхпод барабаном, м.
Рассчитаем площадь радиационной поверхности:
Проверяем отклонение величины найденной эффективной радиационной поверхности от расчётной:
Погрешность составила менее 2% следовательно принимаем к установке экранные трубы диаметром 0,051 м, с шагом установки 0,055 м вдоль боковых стен топки.
Расчет конвективных поверхностей нагрева котла
Целью расчета конвективных поверхностей нагрева котельного агрегата является определение температуры продуктов сгорания топлива за каждым элементом агрегата графоаналитическим методом, поJ - t диаграмме, и установление величины площади поверхностей нагрева.
Конвективные поверхности нагрева котельного агрегата КЕ 25-14 включают: 2 кипятильных пучка, 1 ступень воздухоподогревателя и1 ступень водяного экономайзера.
Расчет 1-го кипятильного пучка
Из уравнения теплового баланса кипятильного пучка определяется теплосодержание газов за первым пучком кипятильных труб, а по ней - температура газов после первого пучка кипятильных труб:
,
=
кДж/кг
где =10391 кДж/кг - энтальпия газов перед первым пучком кипятильных труб, при температу регазов= 890оС;
- расход воды через первый пучок кипятильных труб, кг/с.
- количество теплоты, внесенное воздухом присосов кипятильных труб, кДж/кг:
кДж/кг,
Количество теплоты, внесенное холодным воздухом присосов равно 0, Т.К. мы пренебрегаем присосами воздуха в кипятильных трубах из-за их незначительности.
- потеря тепла от наружного охлаждения первого пучка кипятильных труб, кДж/кг:
38,39 кДж/кг,
Зная , по диаграмме определяем температуру газов после первого пучка кипятильных труб, = 476?С.
Необходимая поверхность нагрева экономайзера:
= 124,6 м2,
где ККТ1= 22 Вт/(м2·К) - коэффициент теплопередачи кипятильных труб (по заданию);
- средний температурный напор между греющим и нагреваемым теплоносителями в кипятильных трубах:
= 623 ?С,
где = 194оС - температура воды на выходе из первого пучка кипятильных труб;
= 100оС - температура воды на входе в первый пучок кипятильных труб;
= 476оС - температура газов за первым пучком кипятильных труб (зная , определяем по диаграмме);
= 890оС - температура газов перед первым пучком кипятильных труб.
Необходимое количество труб в первом пучке кипятильных труб:
шт,
где - длина, 2830 мм в свету (по чертежу);
dн- наружный диаметр труб кипятильного пучка, (принимаем по паспорту равной dн = 0,051 м);
Рассчитаем возможное количество труб по ширине газохода:
шт,
где а = 1,605 м - ширина газохода, (по чертежу); S1 =0,55 м - шаг установки труб по ширине газохода;S2=-шаг установки труб по глубине газохода;
Рис.3. Схема установки кипятильных труб в горизонтальном газоходе.
Количество рядов труб по глубине газохода:
ряда.
Рассчитаем общее количество труб, устанавливаемое в первом пучке кипятильных труб:
n= n1 · n2=27·11= 297 шт,
где: - количество труб, устанавливаемое по ширине газохода, шт;- количество труб, устанавливаемое по глубине газохода, шт.
Рассчитаем площадь набранной поверхности нагрева:
Проверяем отклонение величины найденной эффективной поверхности нагрева от расчётной:
< 2 % - следовательно, требование выполняется.
Скорость движения газов в первом пучке кипятильных труб определяется по формуле:
м/с ,
где F- живое сечение поверхности нагрева, через которое проходят газы:
м2,
где: h1 =16м - высота газохода, в месте прохода газов (по чертежу);a - ширина газохода, в месте прохода газов (по чертежу);= 5,03м3/кг - объем дымовых газов;
- средняя температура газового потока в экономайзере:
Скорость газового потока находится в промежутке 6 - 14 м/с, что предотвратит возможность золовых отложений на трубах кипятильного пучка, ведущих к пережогу труб и повышению их износа золовыми частицами, а относительная погрешность находится в допустимых пределах отклонения.В связи с этим приняты к установке в первый кипятильный пучок трубы наружным диаметром 0,051 м с шагом установки по ширине газохода 0,11 м в коридорном порядке.
Расчет 2-го кипятильного пучка
Из уравнения теплового баланса кипятильного пучка определяется теплосодержание газов за первым пучком кипятильных труб, а по ней - температура газов после первого пучка кипятильных труб:
,
=
кДж/кг
где 7607,53кДж/кг - энтальпия газов перед вторым пучком кипятильных труб, при температуре газов= 634оС;
- расход воды через второй пучок кипятильных труб, кг/с.
- количество теплоты, внесенное воздухом присосов кипятильных труб, кДж/кг:
кДж/кг,
Количество теплоты, внесенное холодным воздухом присосов равно 0, Т.К. мы пренебрегаем присосами воздуха в кипятильных трубах из-за их незначительности.
- потеря тепла от наружного охлаждения второго пучка кипятильных труб, кДж/кг:
38,39, кДж/кг,
Зная , по диаграмме определяем температуру газов после первого пучка кипятильных труб, = 420?С.
Необходимая поверхность нагрева второго пучка кипятильных труб:
= 205,4 м2,
где = 22 Вт/(м2·К) - коэффициент теплопередачи кипятильных труб (по заданию);
- средний температурный напор между греющим и нагреваемым теплоносителями в кипятильных трубах:
= 377?С,
где = 194оС - температура воды на выходе из второго пучка кипятильных труб;
= 100оС - температура воды на входе во второй пучок кипятильных труб;
= 493оС - температура газов за вторым пучком кипятильных труб (зная , определяем по диаграмме);
= 634оС - температура газов перед вторым пучком кипятильных труб.
Необходимое количество труб в первом пучке кипятильных труб:
шт,
где - длина, 2830 мм в свету (по чертежу);
dн- наружный диаметр труб кипятильного пучка, (принимаем по паспорту равной dн = 0,051 м);
Рассчитаем возможное количество труб по ширине газохода:
шт,
где а = 1,6 м - ширина газохода, (по чертежу); S1 =0,055 м - шаг установки труб по ширине газохода; S2=-шаг установки труб по глубине газохода;
Рис.3. Схема установки кипятильных труб в горизонтальном газоходе.
Количество рядов труб по глубине газохода:
ряда.
примем равным 27 с целью уменьшений относительной погрешности между требуемой и набранной поверхностями нагрева.
Рассчитаем общее количество труб, устанавливаемое в первом пучке кипятильных труб:
n= n1 · n2=27·17= 459шт,
где: - количество труб, устанавливаемое по ширине газохода, шт;- количество труб, устанавливаемое по глубине газохода, шт.
Рассчитаем площадь набранной поверхности нагрева:
Проверяем отклонение величины найденной эффективной поверхности нагрева от расчётной:
< 2 % - следовательно, требование выполняется.
Скорость движения газов во втором пучке кипятильных труб определяется по формуле:
м/с ,
где F- живое сечение поверхности нагрева, через которое проходят газы:
м2,
где: h1 =1,75 м - высота газохода, в месте прохода газов (по чертежу);a - ширина газохода, в месте прохода газов (по чертежу);= 5,769 м3/кг - объем дымовых газов.
- средняя температура газового потока во 2-ом кипятильном пучке:
Скорость газового потока находится в промежутке 6 - 14 м/с, что предотвратит возможность золовых отложений на трубах кипятильного пучка, ведущих к пережогу труб и повышению их износа золовыми частицами, а относительная погрешность находится в допустимых пределах отклонения.В связи с этим приняты к установке во второй кипятильный пучок трубы наружным диаметром 0,051 м с шагом установки по ширине газохода 0,11 м в коридорном порядке.
Расчет воздухоподогревателя
Из уравнения теплового баланса определяем температуру газа после воздухоподогревателя:
=
2953кДж/кг,
где - энтальпия газов после воздухоподогревателя, кДж/кг;
= 4824,14 кДж/кг - энтальпия газов перед воздухоподогревателем , при температуре = 420 ?С;
- температура воздуха на выходе из воздухоподогревателя. (Принимаем =240?С);
- температура воздуха на входе в воздухоподогреватель. (Принимаем = 30 ?С);
CРхв- теплоемкость воздуха, при температуре tхв=30 ?С
CРхв =1,31 кДж/(м3К);
- потери тепла в окружающую среду воздухоподогревателем, кДж/кг:
38,39кДж/кг,
- количество теплоты, внесенное воздухом присосов воздухоподогревателя:
кДж/кг
Зная , по J - t диаграмме определяем температуру газов за воздухоподогревателем, = 251?С.
Из уравнения теплового баланса определяем тепловосприятие воздухоподогревателя, кВт:
Из уравнения теплопередачи определяется необходимая площадь поверхности нагрева воздухоподогревателя:
м2,
где = 22 Вт/(м2·К) - коэффициент теплопередачи воздухоподогревателя (по заданию);
- средний температурный напор для противоточной схемы нагрева воздухоподогревателя:
= 212 ?С,
где ==30?С - температура воздуха на входе в воздухоподогреватель;
==210?С - температура воздуха на выходе из воздухоподогревателя;
= 420?С - температура газов перед воздухоподогревателем;
= 276?С - температура газов на выходе из воздухоподогревателя.
Поверхность нагрева воздухоподогревателя набирается из гладких труб диаметром d= 40 1,5 мм, с шагом S1= 60 мм, расположение труб - шахматное. Газы двигаются внутри труб, а воздух по межтрубному пространству.
Количество труб воздухоподогревателя:
1082 шт,
где l - длина, равна 1,605 м (принимаем из расчета высоты газохода);
dср - средний диаметр трубы воздухоподогревателя:
0,0385 м.
=40 мм - наружный диаметр трубы воздухоподогревателя (по паспорту);
=40-(1,5·2)=37мм - внутренний диаметр трубы воздухоподогревателя;
Рис.3.6. Упрощенная схема воздухоподогревателя
a - ширина газохода воздухоподогревателя,(по паспорту а 2,310) м;
l -длина труб равная высоте воздухоподогревателя,(2,920 м- по паспорту);
c - глубина газохода воздухоподогревателя, (с =2,355м - по паспорту);S1 - шаг установки труб по ширине газохода, (принимаем S1=0,06м);
S2- шаг установки труб по глубине газохода,(принимаем S2=0,084м).
Количество труб по ширине газохода:
шт.
Количество рядов труб по глубине газохода:
ряда.
Проверяем допустимое количество рядов труб по глубине газохода:
Рассчитаем общее количество труб, устанавливаемое в воздухоподогревателе:
Рассчитаем площадь набранной поверхности нагрева:
Проверяем отклонение величины найденной эффективной поверхности нагрева от расчётной:
< 2 % - следовательно, требование выполняется.
Скорость движения газов в воздухоподогревателе:
16,4 м/с,
где - средняя температура газового потока в воздухоподогревателе:
348оС
где F- живое сечение поверхности нагрева, через которое проходят газы:
1,14 м2,
где dвн - внутренний диаметр трубы воздухоподогревателя;
n - количество труб;
= 8,309 м3/кг - объем дымовых газов.
Скорость газового потока находится в промежутке 6 - 20 м/с, что предотвратит возможность золовых отложений на трубах воздухоподогревателя, ведущих к пережогу труб и повышению их износа золовыми частицами, а относительная погрешность находится в допустимых пределах отклонения.В связи с этим приняты к установке в воздухоподогревателе трубы наружным диаметром 0,04 м с шагом установки по ширине газохода 0,084 м в шахматном порядке.
Расчет водяного экономайзера
Из уравнения теплового баланса определяется , а по ней - температура газов после экономайзера:
=
кДж/кг
где =3189 кДж/кг - энтальпия газов перед экономайзером,
при температуре газов перед экономайзером = 276оС;
,кг/с,
где:- расход воды через экономайзер;p - величина непрерывной продувки (принимаем равной 5 %);D-расход оды в котле, кг/c.
- количество теплоты, внесенное воздухом присосов экономайзера, кДж/кг:
= 0,1?7,213?1,298?30 = 14,04 кДж/кг
- потери тепла в окружающую среду экономайзером, кДж/кг:
38,45 кДж/кг,
Из уравнения теплопередачи определяется необходимая площадь поверхности нагрева экономайзера:
= 595,4 м2,
где:= 22 Вт/(м2·К) - коэффициент теплопередачи экономайзера (по заданию)- средний температурный напор между греющим и нагреваемым теплоносителями в экономайзере:
= 94 ?С
где = 147оС - температура воды на выходе из экономайзера;
= 100оС - температура воды на входе в экономайзер;
= 165оС - температура газов за экономайзером;
= 276оС - температура газов перед экономайзером.
Поверхность нагрева экономайзера набирается из гладких труб диаметром d = 28…38 мм расположение труб - паспортное (по паспорту).
Количество труб в экономайзере:
шт,
где = 3 м - длина обогреваемых труб экономайзера (по чертежу);
- наружный диаметр труб экономайзера (принимаем dн = 0,032 м).
Количество труб по ширине газохода:
19шт,
S1 - шаг установки труб по ширине газохода (принимаемS1 =0,08 м).
S2 - шаг установки труб по высоте газохода (принимаем S2=0,05м).
Количество рядов по высоте газохода:
ряда.
Принимаем коридорную расстановку труб в водяном экономайзере:
Рассчитаем площадь набранной поверхности нагрева:
Проверяем отклонение величины найденной эффективной поверхности нагрева от расчётной:
< 2 % - следовательно, требование выполняется
Скорость движения газов в экономайзере определяется по формуле:
м/с ,
где F- живое сечение экономайзера, предназначенное для прохода газов:
м2,
Vг= 6,236 м3/кг - объем дымовых газов;
- средняя температура газового потока в экономайзере:
Скорость газового потока находится в промежутке 6 - 14 м/с, что предотвратит возможность золовых отложений на трубах водяного экономайзера, ведущих к пережогу труб и повышению их износа золовыми частицами, а относительная погрешность - в допустимых пределах отклонения.В связи с этим приняты к установке в водяном экономайзере первой ступени трубы наружным диаметром 0,032 м с шагом установки по ширине газохода 0,08м в коридорном порядке.
Расчет тягодутьевой установки
При расчете тяговой установки определены:
- требуемая высота дымовой трубы для организации естественной тяги при удалении дымовых газов из котлоагрегата;
- требуемые параметры дымососов для организации искусственой тяги, если расчетная высота трубы оказалась более 60 м (для промышленных и отопительных котельных).
Определяем плотность газов при нормальных условиях:
Дляпервого пучка кипятильных труб:
1,407 кг/м3,
Для второго пучка кипятильных труб:
1,546 кг/м3
для первого и второго пучка кипятильных труб равны, Т.К. и равны 0. Следовательно в этих формулах не изменяются коэффициент избытка воздуха в продуктах сгорания и объем продуктов сгорания, образующийся при сжигании 1 кг топлива
Для воздухоподогревателя:
1,298кг/м3,
Для водяного экономайзера:
1,297 кг/м3,
Плотность воздуха окружающей среды определяем по выражению:
1,27 кг/м3,
где: - плотность воздуха при нормальных условиях, кг/м3;оС - температура окружающего воздуха.
Плотность газов определяется следующим образом:
Для первого пучка кипятильных труб:
0,330кг/м3,
Для второго пучка кипятильных труб:
кг/м3,
Для воздухоподогревателя:
0,511 кг/м3,
Для водяного экономайзера:
0,644 кг/м3,
Определим аэродинамическое сопротивление при движении дымовых газов в межтрубном пространстве поверхностей нагрева:
,
- коэффициент сопротивления одного ряда труб (для гладкотрубных труб 0,1 - при установке их в коридорном порядке, 0,2 - при установке в шахматном порядке);
n - число рядов труб, шт;
- скорость движения газового потока, м/с;
Для кипитильных труб:
Для первого пучка кипятильных труб:
19,6 Па.
Для второго пучка кипятильных труб:
35,2 Па.
Для воздухоподогревателя:
320,88Па,
Для экономайзера:
139,7Па,
Суммарное сопротивление газового тракта:
773,07 Па,
где:k - коэффициент, учитывающий аэродинамические сопротивления газового тракта, k = 1,5.
Необходимая высота трубы определяется по формуле, м:
151 м,
где g =9,81 - ускорение свободного падения, м/с2;
- плотность воздуха окружающей среды, кг/м3;
- плотность уходящих газов, кг/м3;
- коэффициент запаса по тяге, = 1,2;
- суммарное сопротивление газового тракта, Па.
Принимаем для установки 1 трубу длиной 60 м. Для удаления дымовых газов рассчитываем дымосос.
Расчётная производительность дымососа определяется по формуле:
19,5 м3/с или 70213 м3/ч,
где - коэффициент запаса по производительности, = 1,1;
- коэффициент избытка воздуха в продуктах сгорания перед дымососом.
Установим 2 дымососа, 1 в работе 1 в резерве:
Дымосос выбирают так, чтобы развиваемое им давление с учётом тяги, создаваемое трубой, обеспечивало с некоторым запасом необходимый перепад полного давления (Па) по газовому тракту:
877,87 Па,
где = 1,1 - коэффициент запаса по давлению;
= 20…30 Па - разряжение в верхней части топки.
Мощность привода дымососа:
19,61 кВт,
где = 1,1 - коэффициент запаса по мощности электродвигателя;
- эксплуатационный КПД двигателя дымососа (по паспорту).
Выбор типа дымососа:
По требуемой производительности и давлению принимаем дымосос и электродвигатель:
- марка дымососа: ДН-17Х-1000
Q =74290 м3/ч; H =324 Па; з = 96 %; кВт
Производитель «Бийский котельный завод».
- электродвигатель:
тип двигателя: 5А315МВ6е
Nэл дв=250, кВт;з =96, %;n=1000, об/мин;
К установке принимаем два дымососа ДН-17Х-1000на один котел (один рабочий, один резервный).
Расчет дутьевого вентилятора
Расчётная производительность дутьевого вентилятора определяется тем количеством воздуха, которое необходимо подать в топку для полного сгорания потребляемого количества топлива:
6,45 м3/с или 23239 м3/ч
где - коэффициент запаса по производительности, = 1,05;
- коэффициент избытка воздуха в конце топки;
- температура воздуха, поступающего в вентилятор, оС.
Мощность привода дутьевого вентилятора:
12,09 кВт,
где = 1000…1500 Па - требуемое полное давление вентилятора (для котлов с воздухоподогревателем = 1500 Па).
Выбор типа вентилятора:
По требуемой производительности выбираем дутьевой вентилятор и электродвигатель:
марка дутьевого вентилятора: ВДН -12,5 - 1000
Q =26600, м3/ч; Н =243, кПа; =83, %;
Производитель «Бийский котельный завод»,
- электродвигатель:
тип двигателя: А200L6;
Nэл дв=30, кВт;з =93, %;n=970, об/мин
К установке принимаю два дутьевых вентилятора ВДН -11,2 - 1500 на один котел (один рабочий, один резервный).
Топливное хозяйство
Определяем часовой расход топлива на один котел:
т/ч,
Определяем общий расход топлива для всей котельной:
т/ч,
где - количество работающих котлов в котельной, шт.
Определяем объем угольного склада Vскл, м3:
м3,
где:- масса угля на складе, т. Принимаем равной,при доставки железнодорожным транспортом, не более 14-суточного расхода:[ СНиП II-35-76]
т,
с - насыпная плотность угля, т/м3, [Грегорьев].
Определяем площадь угольного склада :
м2 ,
где =10м - высота штабеля.:[Приказ Минжилкомхоза РСФСР от 14.02.1974 N 65]
Определяем длину штабеля, м:
м,
где -ширина штабеля; ширина штабеля для каменных углей составляет ; принимаемм.
В курсовом проекте применена железнодорожная схема доставки топлива (бурый уголь марки «Б1») на котельную, так как доставлять уголь рентабельней железнодорожным способом.
Каждая котельная имеет топливное хозяйство, в задачу которого входит бесперебойное обеспечение топливом работающих котлов.
Топливное хозяйство включает в себя систему механизмов и различных устройств, служащих для подачи, приема, а также требуемой предварительной обработки поступающего топлива.
Топливо на территорию котельной доставляется саморазгружающимися железнодорожными вагонами по железной дороге. Грузоподъемность вагонов составляет от 60 до 125т. В зимний период времени влажные твердые топлива смерзаются в вагонах за время их транспортировки, что затрудняет разгрузку вагонов. Для этого возникает необходимость в применении специальных устройств, таким устройством называется тепляк. Перед разгрузкой топливо взвешивают вагонными весами марки ВЖ-С-50-4 (4х осные вагоны с пределом взвешивания 50т. ).
Для разгрузки топлива на территории котельной устанавливаем вагоноопрокидыватель. После опорожнения вагона, топливо падается в бункер угля, оставшиеся непросыпы продавливаютя дробильно-фрезерной машиной.
Далее, помощью пластинчатого питателя угля топливо поступает на узел раздела топлива. Часть сырья поступает в дробильное помещение, а остальная часть уходит на склад и укладывается в штабели длинной .[теплог уст]. Штабель укладывается на специально подготовленной площадке с дренажными канавами для отвода осадков с территории склада. Его ширина не должна превышать 20 м., а высота 2,5 м. Штабелированиепроизводится бульдозерами (ДТ-200 -3 шт).
Из приемного бункера топливо по ленточномуконвейеру поступает на узел пересыпки и затем на ленточный конвейер первого подъема 8040-60 (ширина ленты b = 3•200+200 = 800 мм). С него сбрасывается в верхнюю часть дробильного устройства. Из слоя угля, движущегося по ленте, с помощью электромагнитного подвесного железооотделителя (П100) извлекается металл,а с помощью щепоуловителя улавливаются деревянные включения. Очищенное от металла топливо поступает на грохот марки ГИТ-31, где проходит разделение мелких фракций от крупных. Мелкие фракции, минуя дробилку, поступают на ленточный конвейер второго подъема. Крупные фракции поступают в двухвалковую зубчатую дробилку марки ДДЗ-4(производительность 20 т/ч) , а после нее - на тот же ленточный конвейер.
Ленточный конвейер второго подъема 8040-60 (ширина ленты - 800 мм, с установленными автоматическими весами (ЛТМ-1М) для регистрации количества поступившего топлива) направляет топливо в бункера котельных агрегатов. Затем по ленточному конвейеру топливо поступает в бункер котла, где из бункера топливо подается в топку котла пневмомеханическим забрасывателем ПМЗ-600.
Удаление из котельной золы осуществляется батарейным циклоном. Уловленная зола ссыпается в нижнюю часть циклона, а затем через подтрубок удаляется из золоуловителя. Удаление шлака осуществляется скрепером. Под топками котла вдоль всей котельной делают щлаковую канаву в которую ссыпается шлак из шлаковых бункеров котлов. Из них шлак скрепером выдается в сборный шлаковый бункер из которого он через шибер ссыпается в самоотвал для удаления на отвал.
Специальная часть
Дымовые трубы являются важным элементом котельных установок, предназначенным для отведения и рассеивания во внешней среде продуктов сгорания топлива. Современные котельные могут работать на газообразном, жидком и твердом топливе. В результате его сгорания образуются химически активные твердые и газообразные продукты (сажа, пепел, углекислый газ, окислы азота и многие другие). Дымовая труба должна обеспечивать хорошее рассеивание токсичных продуктов горения, т.е. соблюдение ПДК в окружающем воздухе. Кроме того, она должна создавать естественную тягу для эффективной работы котел...
Подобные документы
Выбор типа котла. Энтальпия продуктов сгорания и воздуха. Тепловой баланс котла. Тепловой расчет топки и радиационных поверхностей нагрева котла. Расчет конвективных поверхностей нагрева котла. Расчет тягодутьевой установки. Расчет дутьевого вентилятора.
курсовая работа [542,4 K], добавлен 07.11.2014Характеристика оборудования котельной установки. Обслуживание котла во время нормальной его эксплуатации. Порядок его останова. Расчет объемов, энтальпий и избытка воздуха, продуктов сгорания, топочной камеры, перегревателей, водяного экономайзера.
курсовая работа [192,1 K], добавлен 31.01.2015Расчет объемов воздуха и продуктов сгорания котельной установки. Определение коэффициентов избытка воздуха, объемных долей трехатомных газов и концентрации золовых частиц. Расчет энтальпий воздуха и продуктов сгорания. Расчет поверхностей нагрева котла.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 04.05.2015Расчет объемов и энтальпии воздуха и продуктов сгорания. Расчетный тепловой баланс и расход топлива котельного агрегата. Проверочный расчет топочной камеры. Конвективные поверхности нагрева. Расчет водяного экономайзера. Расход продуктов сгорания.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 11.04.2012Определение объемов воздуха и продуктов сгорания, коэффициента полезного действия и расхода топлива. Расчет топки котла, радиационно-конвективных поверхностей нагрева, ширмового пароперегревателя, экономайзера. Расчетная невязка теплового баланса.
дипломная работа [1,5 M], добавлен 15.11.2011Описание конструкции котла. Общие характеристики топлива; коэффициенты избытка воздуха. Расчет объемов продуктов сгорания, доли трехатомных газов и концентрации золовых частиц. Тепловой расчет пароперегревателя, поверочный расчет водяного экономайзера.
курсовая работа [364,8 K], добавлен 27.05.2015Конструкция и характеристики котла. Расчет объёмов и энтальпий воздуха и продуктов сгорания. Определение расхода топлива. Поверочный тепловой расчет водяного чугунного экономайзера, воздухоподогревателя, котельного пучка, камеры дожигания, фестона, топки.
курсовая работа [2,9 M], добавлен 28.02.2015Расчетные характеристики топлива. Расчет теоретических объемов воздуха и основных продуктов сгорания. Коэффициент избытка воздуха и объемы дымовых газов по газоходам. Тепловой баланс котла и топки. Тепловой расчет конвективных поверхностей нагрева.
контрольная работа [168,0 K], добавлен 26.03.2013Расчет объемов воздуха и продуктов сгорания. Тепловой баланс теплогенератора. Поверочный тепловой расчет конвективных поверхностей нагрева, водяного экономайзера. Выбор дымососа и дутьевого вентилятора. Технико-экономические показатели работы котельной.
курсовая работа [850,2 K], добавлен 17.05.2015Особенности определения размеров радиационных и конвективных поверхностей нагрева, которые обеспечивают номинальную производительность котла при заданных параметрах пара. Расчётные характеристики топлива. Объёмы продуктов сгорания в поверхностях нагрева.
курсовая работа [338,5 K], добавлен 25.04.2012Расчет топочной камеры котельного агрегата. Определение геометрических характеристик топок. Расчет однокамерной топки, действительной температуры на выходе. Расчет конвективных поверхностей нагрева (конвективных пучков котла, водяного экономайзера).
курсовая работа [139,8 K], добавлен 06.06.2013Общая характеристика котла. Определение составов и объемов воздуха и продуктов сгорания по трактам. Расчет энтальпии дымовых газов. Тепловой баланс котельного агрегата. Основные характеристики экономайзера. Расчет конвективных поверхностей нагрева.
курсовая работа [151,1 K], добавлен 27.12.2013Объем и энтальпия продуктов сгорания воздуха. Тепловой баланс, коэффициент полезного действия и расход топлива котельного агрегата. Тепловой расчет топочной камеры. Расчет пароперегревателя, котельного пучка, воздухоподогревателя и водяного экономайзера.
курсовая работа [341,2 K], добавлен 30.05.2013Расчет объемов и энтальпий продуктов сгорания твердого топлива. Распределение тепловосприятий по поверхностям нагрева котла. Распределение по пароводяному тракту. Расчет трубчатого воздухоподогревателя. Тепловой баланс котла. Поверочный расчет ширм.
курсовая работа [334,5 K], добавлен 23.11.2012Назначение и параметры котельного агрегата. Описание пароводяного тракта, поверхности нагрева. Расчет объемов и энтальпий воздуха и продуктов сгорания. Тепловой баланс котла и топочной камеры. Расчет водяного экономайзера, уточнение теплового баланса.
курсовая работа [525,8 K], добавлен 16.06.2014Выбор расчетных температур и способа шлакоудаления. Расчет энтальпий воздуха, объемов воздуха и продуктов сгорания. Расчет КПД парового котла и потерь в нем. Тепловой расчет поверхностей нагрева и топочной камеры. Определение неувязки котлоагрегата.
курсовая работа [392,1 K], добавлен 13.02.2011Расчет объема продуктов сгорания и воздуха. Тепловой баланс, коэффициент полезного действия и расход топлива котельного агрегата. Тепловой расчет топочной камеры. Расчет конвективных поверхностей нагрева и экономайзера. Составление прямого баланса.
курсовая работа [756,1 K], добавлен 05.08.2011Выбор способа шлакоудаления. Коэффициент избытка воздуха на выходе из топки. Объем и энтальпия продуктов сгорания и воздуха. Расчет топлива, теплообмена, конвективного пароперегревателя, водяного экономайзера. Аэродинамический расчет котельного агрегата.
курсовая работа [5,3 M], добавлен 27.07.2013Описание котельного агрегата типа БКЗ-210-140. Энтальпия продуктов сгорания между поверхностями нагрева. Расчет топки, ширмового и конвективного пароперегревателя. Невязка теплового баланса парогенератора. Расчет и выбор дымососов и вентиляторов.
курсовая работа [259,2 K], добавлен 29.04.2012Принципиальное устройство парового котла ДЕ-6,5-14ГМ, предназначенного для выработки насыщенного пара. Расчет процесса горения. Расчет теплового баланса котельного агрегата. Расчет топочной камеры, конвективных поверхностей нагрева, водяного экономайзера.
курсовая работа [192,0 K], добавлен 12.05.2010