Размещено на http://allbest.ru

Пример теплового расчета котла БКЗ 420-140

Котельный агрегат БКЗ-420-140-5 предназначен для сжигания Екибастузского угля в пылевидном состоянии.

Котел - вертикально-водотрубный, однобарабанный, с естественной циркуляцией, в газо-плотном исполнении имеет Т-образную сомкнутую компоновку с вынесенными в отдельную конвективную шахту низкотемпературными поверхностями нагрева.

Техническая характеристика:

Номинальная паропроизводительность …… 420 т/ч

Рабочее давление в паросборной камере…… 140 кгс/смІ

Температура перегретого пара

в паросборной камере……………………… 540 ⁰С ± 5 ⁰С

Температура питательной воды…………… 230 ⁰С

Топочная камера - с твердым шлакоудалением, представляет собой подъемный газоход, суживающийся в верхней части с размерами в плане: 15420 х 8980 мм - в нижней части, 15420 х 3860 мм - в верхней части; полностью экранирована цельносварными мембранными панелями, выполненными из труб диаметром 60, с толщиной стенки 6 мм, с вваркой стальных полос между трубами толщиной 6 мм. Шаг между трубами равен 80 мм. Боковые экраны в нижней части образуют скаты холодной воронки, в верхней части создают пережим и выполняют роль разделительных стенок трек газоходов.

В среднем подъемном газоходе размещены ширмовые поверхности пароперегревателя, в двух крайних опускных газоходах - конвективные поверхности пароперегревателя и вторая ступень водяного экономайзера.

Потолок топочной камеры и опускные газоходы экранированы цельносварными мембранными газо-плотными панелями, выполненными из труб диаметром 42, с толщиной стенки 5 мм, с вваркой полосы толщиной 6 мм. Шаг между трубами 80 мм. Все мембранные цельносварные панели топочных экранов, потолка и опускных газоходов образуют цельносварную конструкцию всех входящих в нее элементов (испарительных поверхностей нагрева и поверхностей нагрева радиационного пароперегревателя) жестко сварены между собой в единую сварную газо-плотную коробку, в которой сбалансировано температурное расширение составляющих элементов и решены вопросы крепления этой конструкции к несущим балкам, каркаса.

Восемь двухпоточных по аэросмеси и вторичному воздуху вихревых треугольных горелок со встроенными мазутными форсунками расположены на боковых стенах топочной каморы (по четыре на каждой стенке) встречно на одной высотной отметке. Выполнение горелок двухпотолочными позволяет эксплуатировать котел при отключении одной и даже двух мельниц со всеми работающими горелками, что повышает надежность работы горелок и экономичность котла в таких режимах.

Барабан котла - сварной конструкции, с внутренним диаметром 1600 мм.

Схема испарения - двухступенчатая, с промывкой пара питательной водой. Первая ступень испарения включена непосредственно в барабан котла, вторая ступень включает две группы выносных сепарационных циклонов.

Пароперегреватель - радиационно-конвективного типа, состоит из трех частей: радиационной части (трубы диаметром 42, с толщиной стенки 5 мм сталь 20 с шагом 80 мм и вваркой полосы между ними толщиной 6 мм), экранирующей потолок топки и опускных газоходов и стены опускных газоходов; полурадиационного ширмового пароперегревателя (трубы диаметром 32, с толщиной стенки 5 мм из стали 12Х1МФ), расположенного слева и справа на выходе из топки; конвективной части - блоки первой (холодной) и третьей (выходной) ступеней (соответственно из труб диаметром 32, с толщиной стенки 4 мм из стали 12Х1МФ и диаметром 32, с толщиной стенки 4,5 мм из стали ХI8H12T).

Регулирование температуры перегретого пара осуществляется впрыском "собственного" конденсата, получаемого в специальной установке, расположенной в пределах котла. Пароохладители впрыскивающего типа установлены в рассечке ширм (первая ступень впрыска) и перед выходной ступенью (вторая ступень впрыска). Кроме того, при растопках котла с целью предохранения от пережога ширм, пароперегреватель снабжен специальными растопочными пароохладителями с впрыском питательной воды.

Первая ступень водяного экономайзера (из труб диаметром 32, с толщиной стенки 4 мм) и две ступени воздухоподогревателя (из труб диаметром 40, с толщиной стенки 1,5 мм) вынесены в отдельную конвективную шахту.

Вторая (по ходу воды) ступень водяного экономайзера (из труб диаметром 32, с толщиной стенки 4 мм) расположена в двух опускных газоходах за холодной ступенью пароперегревателя.

Размол и сушка топлива производится в четырех индивидуальных системах пылеприготовления с молотковыми мельницами типа ММТ -2000/2590/ 590 с центробежным сепаратором воздушно-проходного типа и вентиляторами горячего дутья типа ВГДН-15,5. Сушка и транспорт пыли к горелкам производится горячим воздухом, вдуваемым ВГД. Регулирование температуры аэросмеси производится присадкой холодного воздуха, отбираемого до первой ступени воздухоподогревателя. Подача топлива в мельницы осуществляется шнековыми питателями сырого угля.

На котле установлены дутьевые вентиляторы (2штуки) типа ДН-26 и дымососы (2 штуки) типа ДН-24x2 - на котле ст.№7 и ДН-26х2 - на котле ст.№8.

Очистка дымовых газов от золы проводится; на котле ст.№7- в пяти параллельно включенных золоуловителях типа MB с вертикальными трубами Вентури с каплеуловителями диаметром 3700 мм; на котле ст.№ 8 - в комбинированной золоулавливающей установке УЗК ВТИ-к420-3, состоящей из электрофильтра ЭГА 2-56-9-4 и расположенными перед ним четырьмя мокрыми скрубберами диаметром 3600 мм.

Котел оборудован тремя шнековыми транспортерами непрерывного механизированного шакоудаления.

1. Исходные данные теплового расчета, основные характеристики котлоагрегата

Тип котла: по ГОСТ 3619-69 БКЗ 420-140

Заводская маркировка БКЗ 420-140-1

Производительность котлоагрегата D_ne = 420 т/ч = 116,7 кг/с

Давление перегретого пара Р_ne =140 кгс/см² = 13,7 Мпа

Температура перегретого пара t_ne = 560С

Температура питательной воды t_ne = 230С

Месторождение и марка топлива: Екибастузский СС рядовой каменный уголь с зольностью А^р = 43%

2. Выбор основных характеристик топлива

Топливо: Екибастузский СС с выходом V^г=24%

Составляющие этого угля:

W^р=5,7% А^р=43,0%S^р_к+о = 0,361+ 0,271=,632%

С^р=40,469%Н^р=2,71%N^р=0,723%

О^р=6,594%V^г=24%Q^р_н=15,458 МДж/кг

Температура плавления золы t₁ =1300C

t₂ =1500C t₃ =1500C

3. Выбор способа шлакоудаления и типа углеразмольных мельниц

Определяем приведенную зольность топлива:



Исходя из значения температуры плавления золы t₃ =1500C и приведенной зольности топлива, согласно рекомендациям 1, с.11 принимаем твердое шлакоудаление и молотковые мельницы ММ.

4. Выбор расчетных температур по дымовым газам и воздуху

тогда согласно рекомендациям 1, с.13-15 и таблиц 1.4;1.5;1.6 принимаем :

температура уходящих газов V_уг =120C

температура подогрева воздуха t_гв =350C

температура воздуха на входе в воздухоподогреватель t_ВП =25C

10.5 Расчет объемов воздуха и продуктов сгорания

Теоретический объем воздуха: V_В =0,0889(С^р + 0,375S^р ) + 0,265Н^р - 0,0333 О^р = 0,0889(40,469 + 0,375*0,632 ) + 0,265*2,71 - 0,0333*6,594

V_В =4,117 м³ /кг

Теоретический объем сгорания продуктов:

V_RO2 =0,0186(С^р +0,375S^р ) = 0,0186(40,469 +0,375*0,632 ) = 0,757 м³ /кг

V_N2 = 0,79V_в +0,008N^р = 0,79*4,117 +0,008*0,723 = 3,258 м³ /кг

V_Н2О = 0,111Н^р + 0,0124W^р + 0,0161V_в = 0,111*2,71 + 0,0124*5,872 + 0,0161*4,117= 0,44 м³ /кг

V_г = V_RO2 + V_N2 + V_Н2О = 0,757+3,258+0,44 = 4,455 м³ /кг

Расчеты выполнены по рекомендациям 1, с.20-21

5. Объемы продуктов сгорания в поверхностях нагрева

Таблица 10.1

Наименование величин	Размерн	Топка	ПП 2 ступ	ПП 1 ступ	2 ст. ВЭК	2 ст. ВЗП	1 ст. ВЭК	1 ст. ВЗП
1	2	3	4	5	6	7	8	9
Коэф. Избытка воздуха за поверхностью нагрева н =т+	-	1,15	1,18	1,21	1,23	1,26	1,28	1,31
Средний коэф. Избытка воздуха в по-верхности нагрева срi =4е+1+	-	1,15	1,165	1,195	1,22	1,245	1,27	1,295
Объем водяных паров VН2О=VН2О+ 0,0161(ср-1) Vв		0,45	0,451	0,453	0,455	0,456	0,458	0,46
Полный объем газа Vг=Vro2+VN2+(Lср-1)*Vo		4,465	4,466	4,468	4,469	4,471	4,473	4,475
Объемная доля трехатомных газов	-	0,16954	0,1695	0,16943	0,16993	0,16923	0,16921	0,16916
Объемная доля водяных паров	-	0,09854	0,09852	0,09848	0,09845	0,09836	0,09841	0,0983
Суммарная объемная доля	-	0,26808	0,26805	0,26791	0,2678	0,2675	0,2677	0,2674
Бзразмерная концентрация золовых частиц		0,06048	0,05977	0,05839	0,0572	0,05623	0,05	0,0542

6. Расчет энтальпии воздуха и продуктов сгорания

Для всех видов топлив энтальпии теоретических объемов воздуха и продуктов сгорания в кДж/кг, а так же энтальпия золы при расчетной температуре, согласно 1, с.23-24 определяется по формуле:

(10.1)

(10.2)

(10.3)

где С_в, С_RO2, С_Н2О, С_N2, С_зл - теплоемкости соответственно воздуха, трехатомных газов, водяных паров, азота и золы, кДж/м³К и кДж/(кг*К)- для золы. Энтальпии продуктов сгорания при избытке воздуха >1 кДж/кг определяются по формуле

Результаты расчетов сведены в таблицу, в которой приведен расчет по топке и другим поверхностям нагрева.

Таблица 10.2 - Расчет энтальпий воздуха и продуктов сгорания топлива, кДж/кг

Тем-ра	Jо,газ	Jо,возд	Jо,золы	Lт=1,2	1
2200	3886,79	3295,54	272,06	20171,85	2
2100	3701,86	3138,80	258,58	19209,87	3
2000	3516,92	2982,07	245,10	18247,89	4
1900	3331,98	2825,34	232,85	17291,05	5
1800	3147,05	2668,60	213,24	16303,42	6
1700	2962,11	2511,87	201,39	15348,29	7
1600	2777,17	2355,13	183,01	14365,79	8
1500	2592,24	2198,40	171,57	13412,36	9
1400	2407,30	2041,67	154,41	12434,99	10
1300	2222,36	1884,93	132,76	11438,81	11
1200	2037,43	1728,20	117,65	10470,00	12
1100	1852,49	1571,46	107,03	9519,99	13
1000	1667,55	1414,73	96,00	8568,28	14
900	1483,38	1262,12	85,38	7624,91	15
800	1301,28	1113,64	74,84	6694,03	16
700	1123,20	965,15	64,62	5781,37	17
600	950,03	817,49	54,66	4890,94	18
500	781,88	673,96	44,73	4025,19	19
400	608,55	533,72	35,13	3141,88	20
300	455,48	396,78	25,74	2347,01	21
200	299,51	262,32	16,50	1542,75	22
100	147,84	130,34	7,88	761,13	23
1	Тем-ра	Lэк2=1,22	Lгазх=1,24	Lвп2=1,29	Lэк1=1,31	Lвп1=1,36
2	2200	20447,80	20723,76	21413,64	21689,60	22379,49
3	2100	19472,70	19735,53	20392,61	20655,44	21312,52
4	2000	18497,60	18747,31	19371,57	19621,28	20245,55
5	1900	17527,63	17764,21	18355,67	18592,25	19183,71
6	1800	16526,88	16750,34	17308,98	17532,44	18091,08
7	1700	15558,62	15768,95	16294,79	16505,12	17030,96
8	1600	14563,00	14760,21	15253,23	15450,44	15943,46
9	1500	13596,45	13780,53	14240,75	14424,83	14885,04
10	1400	12605,96	12776,92	13204,32	13375,28	13802,68
11	1300	11596,65	11754,49	12149,08	12306,91	12701,51
12	1200	10614,71	10759,42	11121,20	11265,91	11627,70
13	1100	9651,58	9783,17	10112,14	10243,73	10572,70
14	1000	8686,74	8805,21	9101,37	9219,83	9515,99
15	900	7730,60	7836,28	8100,50	8206,18	8470,39
16	800	6787,28	6880,53	7113,66	7206,91	7440,04
17	700	5862,18	5943,00	6145,05	6225,87	6427,91
18	600	4959,39	5027,85	5198,98	5267,43	5438,57
19	500	4081,62	4138,06	4279,15	4335,58	4476,67
20	400	3186,57	3231,26	3342,99	3387,68	3499,41
21	300	2380,23	2413,46	2496,52	2529,74	2612,81
22	200	1564,72	1586,69	1641,60	1663,57	1718,48
23	100	772,05	782,96	810,25	821,16	848,44

7. Расчет объемов и энтальпий продуктов сгорания при рециркуляции газов

Определяем объем газов, остающихся за местом отбора:

1, с.25 (2.20)

где _г.отб. - коэффициент избытка воздуха за поверхностью нагрева, где производится отбор газов на рециркуляцию (отбор воздуха на рециркуляцию производится за экономайзером первой ступени _г.отб. =1,28.

V''_г.отб = 4,455+(1,28-1)*4,117 = 5,60776 м³/кг

Определяем объем газов рециркуляции 1, с.20

Определяем объем газов в газоходах котла с учетом рециркуляции

Таблица 10.3

Величина и расчетная формула	Топка	ПП 2 ступени	ПП 1 ступени	2 ст. ВЭК	2 ст. ВЗП	1 ст. ВЭК	1 ст. ВЗП
Полный объем газов с учетом рециркуляции Vг.рц=Vг+V рц	5.5866	5,5876	5,5896	5,5906	5,5926	5,5946	5,5966

Таблица 10.4 - Энтальпии продуктов сгорания при рециркуляции

	Нг.рц =(1+rрц)* Нг 1, с.25(2.24)
	Топка	ПП 2 ступени	ПП 1 ступени	2 ст. ВЭК	2 ст. ВЗП	1 ст. ВЭК
	Нг.рц	Нг.рц	Нг.рц	Нг.рц	Нг.рц	Нг.рц
100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000 2100 2200 2300	7113,6 8103,9 9097,0 10118,15 11143,8 12192,5 13264,55 14357,85 15433,32 16523,6 17604,8 18696,6 19793,1 20900,6 22012,9 23134,7	7548,2 8721,6 9935,3 11152,3 12403,6 13660,3 14945,2	5366,84 6510,47 7708,9 8906,87 10145,89 11388,1 12665,36	3567,93 4534,89 5501,03 6513,37 7525,31 8571,89 9621,1	838,45 1770,68 2705,76 3642,0 4628,67 5614,49 6647,29 7679,69 8747,36	1794,96 2742,6 3691,38 4691,19 5690,13 6736,57 7782,61

8. Расчет КПД котла

Этот расчет выполняется согласно рекомендациям 1, с.26-27 и введен в таблицу 10.5.

Таблица 10.5

Наименование величины	Обозначения	Единицы измерения	Расчетная формула или страница 1	Результат расчета
1	2	3	4	5
КПД	пг	%	пг=100-(q2+ q3+ q4+ q5+ q6)	100-5, 42-0,5-1-0,347-0,02=93,58
Потери тепла от химического недожога	q3	%	[1, с.36, таблица 4.6]	q3=0,5
Потери тепла от механического недожога	q4	%	[1, с.36, таблица 4.6]	q4=1
Потери тепла в окр. среду от наружного охлождения	q5	%
Потери тепла с физическим теплом шлаков	q6	%
Энтальпия шлаков	Сtшл		Сtшл = Сшл *tшл	Сtшл = 0,935 *600=561
Температура удаляемого шлака	tшл	С	[1, с.28]	tшл =600С
Теплоемкость шлака	Сшл		[1, с.23, таблица 2.2]	Сшл=0,935
доля шлакоулавли-вания в топке	ашл	-	ашл=1- аун	ашл=1- 0,95=0,05
доля уноса летучей золы	аун	-	[1, с.36, таблица 4.6]	аун=0,95
Располагаемое тепло				=15458+25,4=15,483,4
Физическое тепло топлива	Qтл		Qтл=С тл +t тл	Qтл=1,27+20=25,4
Температура топлива	T тл	С	[1, с.26]	t тл =20
Теплоемкость топлива	С тл		С тл = 0,042*Wр+Стл*(1-0,01*W)	С тл =0,042*5,87+1,09(1-0,01*5,87)=1,27
Теплоемкость сухой массы топлива	Стл		[1, с.26]	Стл=1,09
Энтальпия теоретического объема воздуха на входе в воздухоподогреватель			по t'вп=25С из расчет энтальпий
Энтальпия теоретического объема холодного воздуха			39,5Vв	=39,5*4,117=162,62
потеря тепла с уходящими газами	q2	%		=5,42
Энтальпия уходящих газов	Нух		по ух=120 из расчет энтальпий	=1060,48
Коэффициент избытка воздуха в уходящих газах	ух	_	Из таблицы 10.1 расчета 10.6	=1,31

9. Определение расхода топлива

Данный расчет выполняется согласно рекомендациям 1, с. 28-29

Таблица 10.6

Наименование величины	Обоз-наче-ния	Единицы измерения	Расчетная формула или страница1	Результат расчета
Расход топлива	В
Энтальпия перегретого пара на выходе из котла	hпе		На основе заданных параметров пара по таблице 3 1 tп.пара=560С tп.воды=230С	hпе=3487,8
Энтальпия питательной воды	hп.в		[1, c.72	Hп.в=993,6
Расчетный расход топлива	Вр		Вр=В*(1-0,01*q4)	20,2*(1-0,01*1)=20

10. Тепловой расчет топочной камеры

Определение размеров топочной камеры и размещения горелок.

Для последующего расчета топочной камеры составляем предварительный эскиз по выданным чертежам заданного котла.

При выполнении эскиза руководствуемся отдельными указаниями 1, с. 29-37, где берем рекомендованные данные, которые не уясняются из чертежей.

На эскиз топочной камеры наносим обозначения длин и площадей, необходимых для дальнейшего расчета.

Рисунок 10.1 - Эскиз топки

Таблица 10.7

Наименование величины	Обозначения	Единицы измерения	Расчетная формула или страница1	Результат расчета
1	2	3	4	5
Глубина топочной камеры	в	М	По чертежу	8,98
Ширина топки в свету	а	М	По чертежу	15,42
Высота газового окна	h'го	М	h'го=(0,60,7)*в	0,7*8,98=6,286
Высота вертикальных ширм	hш	М	hш=(1,11,2) h'го	6,2861,2=7,54
Открытая площадь топки	Fотк	м2	Fотк= Fок+ Fгор	96,93+8,31=105,24
Площадь газового окна	Fок	м2	Fок= h'гоа	6,28615,42=96,93
Площадь горелок	Fгор	м2
Минимальный допустимый объем топки	Vmin	м3
Допустимое тепловое напряжение топочного объема	qv		1, с.36, таблица 4,6	qv=175
Рассчетный объем топки	Vрт	м3		=3712,0
Температура газов на выходе из топки	v''т	С	1, с.38 таблица 4.7]	v''т=1150
Расчетное тепловое напряжение топочного объема
Объем верхней половины холодной воронки	Vхв	м3		=301,03
Длина приемного отверстия в нижней части холодной воронки	в'	М	1, с.34	в'=1,2
Полная высота холодной воронки	hхв	М	hхв =0,5(в-в') tg	0,5(8,98-1,2)1,428= =5,55
Объем верхней части топочной камеры	Vвч	м 3	Vвч=ав”hвч	15,423,7511,35= =656,3
Глубина верхней части топки за вычетом аэродинамических выступов	в”	М	Из чертежа	3,75
Объем призматичной части топки	Vпр	м3	Vпр = Vрт- Vхв- Vв	3712,0-301,03-656,3= =2754,67
Высота призматической части топки	hпр	м 3	hпр = Vпр/fт
Расчетная высота топочной камеры	Hрт	М	hрт =0,5hхв+hпр+hвч	0,55,55+19,89+11,35= =34,02
Высота верхней части топочной камеры	hвч	М	Из чертежа	11,35
Полная поверхность стен топки		м2		7239,7=4678,2
Открытая площадь топки	Fотк	м2	Fотк = Fго+ Fтор	96,93+8,31=105,24

Тепловые характеристики топочной камеры. Эти характеристики рассчитываются согласно рекомендациям 1, с. 37-39

Таблица 10.8

Наименование величины	Обозначения	Единицы измерения	Расчетная формула или страница 1	Результат расчета
1	2	3	4	5
Полезное тепловыделение в топке	Qт
Тепло воздуха	Qв		(т-т-пл) Нгв+(т+пл) Нхв	(1,15-0,05-0,04)2486+ +157(0,05+0,04)= =2649,29
Присос воздуха в топку	т	_	1, с. 19, таблица 1.8	0,05
Присос воздуха в пылесистему	пл	_	1, с.18	0,04
Энтальпия горячего воздуха	Нгв		№10.7 расчета по vгв	2486
Адиабатная температура	vа	C	по Q=Нт в №10.7 расчета	1956,9
Температура газов на выходе из топки	vт''	C	1, с.38, таблица 4.7	1150
Энтальпия газов на выходе из топки	Нт''		По расчету энтальпий	10630,975
Удельное тепловосприятие топки	Qлт		Qлт=(Qт- Нт'')	0,996(18120,3-10630,975)=7461,614
Коэффициент сохранения тепла		_
Энтальпия холодного воздуха	Нхв		из расчета энтальпий по tхв=25С	157

Расчет теплообмена в топочной камере

Расчет выполняется на основе рекомендаций 1, с.39-49, которые предназначены для конструктивного и проверочного расчетов.

Таблица 10.9

Наименование величины	Обозначения	Единицы измерения	Расчетная формула или страница 1	Результат расчета
1	2	3	4	5
Абсолютная адиабатная температура горения	Та	К	vа+273	1847,2+273=2120,2
Абсолютная температура газов на выходе из топки	Тт''	К	Vт''+273	1423
Средний коэффициент тепловой активности экрана	ср	_	ср =х	0,450,93=0,42
Коэффициент загрязнения		_	1, с.41,таблица 4.8	=0,45
Тепловой коэффициент	Х	_
Коэффициент, учитывающий относительное положение ядра факела по высоте топки	М	_	0,59-0,5хт	0,59-0,50,25=0,465
Величина, характеризующая относительную высоту положения зоны максимальных температур	Хт	_
Степень черноты топочной камеры	т	_
Эффективная степень черноты	ф	_	ф =1- e-kps	1- e-2,260,16,86=0,788
Коэффициент ослабления лучей топочной средой	K		K=kr rn+ kзл зл+kx	3,120,221+66 0,01634+0,5=2,26
Коэффициент ослабления лучей газовой средой	Kr	_	По zн2о ;РS [1 с.138, рисунок 6.12]	3,12
Объемная зона водяных паров	rн2о	_	№10.6 расчета	0,077
Объемная доля трехатомных газов	Rп	_	№10.6 расчета	0,221
Средняя температура газов в топке	Vг	С
Эффективная толщина излучающего слоя	S	М
Давление газов в топочной камере	Р	МПа	Для котлов без наддува	0,1
Концентрация золовых частиц	зл		№10.6 расчета	0,0634
Коэффициент ослабления лучей частицами летучей золы	kзл	_	[1, с.140, рисунок 6.13]	68
Коэффициент ослабления лучей частицами кокса	kк	_	[1, с.43]	0,5
Степень экранирования		_
Луче воспринимающая поверхность топки	Fл	М2	Fл=Fст р	1059,2
Величина для проверки Vт''	_
Проверка Vт''	Vт''	С	[1, с.45, рисунок.44]	Равна 1150
Тепловое напряжение топочного объема
Среднее лучевое напряжение топочных экранов	qл

11. Позонный расчет топочного устройства

Позонный метод расчета применяется для определения локальных тепловых нагрузок по высоте топки и рекомендуется для всех топочных устройств.

В основу позонного метода расчета температуры газов по высоте топки положено уравнение энергии, которое для установившегося состояния определяет связь между тепловыделением и теплообменом в отдельных зонах топочной камеры.

Для расчета распределения тепловых нагрузок по высоте топки последняя условно разбивается на несколько зон и температура газов определяется на выходе каждой из них. Предварительно рассчитывается топочная камера в целом и находится температура газов на выходе из нее. Температура газов в каждой из зон рассчитывается, исходя из тепловыделения в зоне, изменения энтальпии продуктов сгорания и теплоотвода из зоны.

Объем топочной камеры разбивается на зоны, исходя из следующих соображений. Зону расположения горелок первых двух ярусов, характеризующуюся максимальным тепловыделением, целесообразно рассчитывать как; одно целое. Для топок с жидким шлакоудалением за ее границу принимается горизонтальная плоскость между ошипованными и гладкотрубными экранами. Остальную часть топочной камеры можно разбить на несколько приблизительно равных участков по высоте топки

Первая зона: Температура газов на выходе из зоны максимального тепловыделения рассчитывается методом последовательных приближений по уравнению, ⁰С,

=962,32

где - степень выгорания, ;

Qв -количество тепла вводимое в топку с воздухом

Qв=(_т-_т-_пл) I^0''_в+(_т +_пл) I⁰_хв=(1,2-0,05-0,04) 885+ +(0,05+0,04) 52,5=920,475 ккал/кг;

rIг.отб - количество тепла, вводимое с газами рециркуляции- rIг.отб=Iгr = 0,3374=112,2 ккал/кг,

Q_бшл - потери тепла с удаляемым из зоны шлаком, Q_бшл= а_шлh_злАр= =0,232043=2700,8 ккал/кг,

V”_c - cредняя суммарная теплоемкость продуктов сгорания 1 кг топлива

Произведение коэффициента эффективности на суммарную поверхность, ограничивающую зону -

F=_срF_ст+'F_c1+''F_c2= =391,20,2+0,280,51+0,280,51 =110,444

Fст - F_ст - поверхность стен зоны Fст - F_ст=F0,4=9780,4=391,2 м²

_ср - средний коэффициент тепловой эффективности стен зоны, _ср=х = 0,21=0,2

F_c - сечение топочной камеры, (по чертежу), F_c=12,0966,656=80,51 м²

'- коэффициент, характеризующий отдачу тепла излучением в вышерасположенную зону, (т.к. топка пылеугольная, с твердым шлакоудалением, то (Л.1) - '=0,1)

ср - коэффициент, характеризующий отдачу тепла излучением в сторону пода топки , принимается равным коэффициенту ср (Л.1).

_т -Степень черноты топки в зоне максимального тепловыделения, (по номограмме, (Л.1)) , _т=0,881

Проверка расчета на отклонение-

=(-V''_т) =0,76

Вторая зона. Температура газов на выходе из зон, расположенных выше зоны максимального тепловыделения, ⁰С

₂=

=1765,6С

где - доля выгорания топлива в зоне (по таблица, Л.1) , _сг=-=0,8

V'-температура газов на входе , V'=962,3 С

Т'- температура газов на входе (абсолютная),

Т'= V'+273= =962,3+273= 1235,32К

V''-температура газов на выходе, V''=1770С

Т''- температура газов на выходе (абсолютная),

Т''= V''+273= =1770+273=2043К

С'- среднее значение теплоемкости газа на входе, С'=1,23

С''^- среднее значение теплоемкости газа на выходе, С''=1,24

F_ст - поверхность стен зоны, F_ст=F0,25=9780,25=244,5 м²

_ср - средний коэффициент тепловой эффективности стен зоны _ср=E=0,41=0,4

F_{c ср} -средняя площадь сечения топочной камеры в зоне,

Третья зона. Температура газов в конце зоны, включающей ширмы

=1150 ⁰С

где F_ст -произведение коэффициента эффективности на поверхность стен экранов и ширм, F_ст=0,360,415=146,113

F_к -Поверхность нагрева экранов и ширм воспринимающая тепло конвекцией,

F_к=(F_ст+F_ш)*=(405,87+512,07)*0,8=734,35 м²

Где F_ш, - расчетная поверхность нагрева ширм, м²

_к- доля тепла, отданного конвекцией

Т_з -температура слоя загрязнения на трубах (абсолютная)-

Т_з=1817,33=1280,762К

Где а_л - степень черноты загрязненной поверхности, по таблице 6-4.,

Т_ср - средняя температура газов в зоне, К

Т_ср⁴ = 0,5*(Т'⁴⁺Т''⁴) =1817,335.

12. Тепловой расчет ширмового пароперегревателя

Этот тепловой расчет выполняется согласно указаниям [1, гл.5;6]

Расчет ширмового пароперегревателя. Для упрощения расчета ширмовый пароперегреватель рассчитываем без дополнительных поверхностей нагрева в последовательности изложенной в [1, с.87-90]. Исключен из расчета ширм и пароохладитель.

Перед началом расчета составляем предварительный эскиз ширмового пароперегревателя. Ширмовый пароперегреватель включен прямоточно как предварительная ступень перегрева пара после барабана перед конвективным пароперегревателем. Ходом ширм считается ход пара лишь в одну сторону.



Рисунок 10.2 - Эскиз ширмового пароперегревателя

Таблица 10.10

Наименов величины	Обозначения	Единицы измерения	Расчетная формула или страница 1	Результат расчета
1	2	3	4	5
Диаметр труб	d	М	d=dвнут	0,0325=0,042
Толщина труб		Мм	-толщина стенки	5
Количество параллельно включенных труб в ленте	n	Шт	По чертежу котла	12
Шаг между ширмой	S1	М	По чертежу котла	0,7
Количество ширм	Z1	Шт	[1, с. 25]	48
Продольный шаг труб в ширме	S2	М	S2=d+(0,0030,004)	0,042+0,004=0,046
Глубина ширм	L	М	L=[(n-1)S2+d]zx+ d (zx-1)	[(12-1)0,046+0,042] 4+0,042(4-1)=2,32
Число ходов ленты	zx	Шт	[1, с.86]	4
Высота ширм	hш	М	По чертежу	7,54
Относительный поперечный шаг	1	_
Относительный продольный шаг	2	_
Расчетная поверхность нагрева ширм	Fш	м2	Fш=2hшСZ1xш	27,542,32200,96= =671,7
Угловой коэффициент ширм	Xш	_	[1, с.112, рисунок 5.19 по 2]	0,96
Площадь входного окна газохода ширм	Fп.вх.	м2	Fп.вх.=(nx+c)a	(7,54+2,32)15,42= =152,04
Лучевоспринимающая поверхность ширм	Fл.ш.	м2	Fл.ш.= Fвх	152,04
Живое сечение для прохода газов	Fг.ш.	м2	Fг.ш.=а hш-Z1 hшd	15,427,54-207,54 0,042=109,9
Живое сечение для прохода пара	Fп.ш.	м2
Эффективная толщина излучающего слоя	S	М
Температура газов на входе в ширму	V'ш	С	V'ш = V'т	1150
Энтальпия газов на входе в ширмы	H'ш		H'ш = H”ш	10630,97
Лучистая теплота воспринятая плоскостью входного окна ширм	Qп.вх
Коэффициент, учитывающий теплообмен между топкой и ширмами		_		1
Температурный коэффициент	А	_	[1, с.42]	1100
Среднее лучевое напряжение топочных экранов	qл		Из расчета топки	120,58
Коэффициент неравномерности распределения тепловосприятия	nв	_	[1, с.47, т.4.10]	=0,8
Поправочный коэффициент	жп	_	[1, с.55]	=0,5
Температура газов за ширмами	V”ш	С	[1, с.38, таблица 4.7]	960
Верхняя температура газов в ширмах	Vш	С		1055
Оптическая толщина	KPS		KPS	2,3660,10,867=0,4
Коэффициент ослабления лучей газовой средой	К		Кгrп+ Кзлзл	4,20,221+880,01634=2,366
Коэффициент ослабления лучей чистой газовой средой	Кг		[1, с.138, таблица 6.12] по rн2о Vш и PS	4,2
Коэффициент ослабления лучей частицами летучей золы	Кзл		[1, с.140, рисунок 6.13]	88
Объемная доля трехатомных газов	rп	_	№10.6 расчета	0,0271
Концентрация золовых частиц	зл		№10.6 расчета	0,01634
Давление топочных газов	Р	МПа	№10.11 расчета	0,1
Коэффициент излучения газовой среды	Еш	_	[1, с.44, рисунок 4.3]	0,18
Угловой коэффициент с входного на выходное сечение ширм	ш	...

Подобные документы

• Расчет котла БКЗ 420-140-1

  Выбор основных характеристик топлива, способа шлакоудаления и типа углеразмольных мельниц, расчетных температур по дымовым газам и воздуху. Определение объемов воздуха и продуктов сгорания, энтальпии. Тепловой расчет топочной камеры и размещения горелок.
  
  курсовая работа [146,7 K], добавлен 29.05.2014
  

• Расчет парового котла БКЗ 420-140

  Выбор 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 27.07.2013
  

• Тепловой расчет котельного агрегата БКЗ-210-140

  Описание 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 29.04.2012
  

• Тепловой расчет парового котла

  Описание конструкции котла и топочного устройства. Расчет объемов продуктов сгорания топлива, энтальпий воздуха. Тепловой баланс котла и расчет топочной камеры. Вычисление конвективного пучка. Определение параметров и размеров водяного экономайзера.
  
  курсовая работа [1,1 M], добавлен 20.01.2014
  

• Тепловой и аэродинамический расчет котельного агрегата ДЕ-17–14ГМ, выбор тягодутьевых устройств

  Порядок проведения расчетов расхода топлива (в данном случае газа), коэффициента полезного действия котельного агрегата. Выбор и обоснование экономайзера, дутьевого вентилятора и дымососа при режиме работы котла с паропроизводительностью Dпар=17 т/ч.
  
  курсовая работа [1,2 M], добавлен 23.03.2016
  

• Расчет теплового баланса парового котла

  Принципиальное 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
  

• Реконструкция котла Е 25-М с переводом на мазут сернистый

  Объем 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 30.05.2013
  

• Расчет парогенератора БКЗ-75-39-ФБ

  Тепловой расчет промышленного парогенератора БКЗ-75-39 ФБ при совестном сжигании твердого и газообразного топлива. Выбор системы пылеприготовления и типа мельниц. Поверочный расчет всех поверхностей нагрева котла. Определение невязки теплового баланса.
  
  курсовая работа [413,3 K], добавлен 14.08.2012
  

• Тепловой расчет котельного агрегата

  Описание конструкции и технических характеристик котельного агрегата ДЕ-10-14ГМ. Расчет теоретического расхода воздуха и объемов продуктов сгорания. Определение коэффициента избытка воздуха и присосов по газоходам. Проверка теплового баланса котла.
  
  курсовая работа [2,4 M], добавлен 23.01.2014
  

• Поверочный тепловой расчет парового котла

  Выполнение теплового расчета стационарного парового котла. Описание котельного агрегата и горелочных устройств, обоснование температуры уходящих газов. Тепловой баланс котла, расчет теплообмена в топочной камере и конвективной поверхности нагрева.
  
  курсовая работа [986,1 K], добавлен 30.07.2019
  

• Проверочный расчет типа парового котла

  Определение необходимой тепловой мощности парового котла путем его производительности при обеспечении установленных температуры и давления перегретого пара. Выбор способа шлакоудаления, расчет объемов воздуха, продуктов сгорания и неувязки котлоагрегата.
  
  курсовая работа [464,7 K], добавлен 12.01.2011
  

• Тепловой расчет и эксергетический анализ парогенераторов

  Методы расчета сжигания и расхода топлива, КПД, теплового и эксергетического балансов котельного агрегата. Анализ схем установки экономайзера, воздухоподогревателя, котла-утилизатора с точки зрения экономии топлива и рационального использования теплоты.
  
  курсовая работа [893,0 K], добавлен 21.06.2010
  

• Проверочный расчет котельного агрегата типа БГМ-35

  Расчет горения топлива. Тепловой баланс котла. Расчет теплообмена в топке. Расчет теплообмена в воздухоподогревателе. Определение температур уходящих газов. Расход пара, воздуха и дымовых газов. Оценка показателей экономичности и надежности котла.
  
  курсовая работа [4,7 M], добавлен 10.01.2013
  

• Расчет водогрейного котла

  Краткое описание котлового агрегата марки КВ-ГМ-6,5-150. Тепловой расчет котельного агрегата: расчет объемов, энтальпий воздуха и продуктов сгорания, потерь теплоты и КПД-брутто. Схема гидравлическая принципиальная водогрейного котла, расход топлива.
  
  курсовая работа [584,3 K], добавлен 27.10.2011
  

• Поверочный расчет парового котла ПК-10

  Конструкция котлоагрегата, топочной камеры, барабанов и сепарационных устройств, пароперегревателя. Тепловой расчет парового котла ПК-10. Объемы и энтальпии воздуха и продуктов сгорания, экономичность работы. Расчет конвективного пароперегревателя.
  
  курсовая работа [2,6 M], добавлен 15.03.2014
  

• Поверочный тепловой расчет парового котла Е-420-13,8-560 (ТП-81) на сжигание Назаровского бурого угля

  Понятие и назначение теплового расчета котельного агрегата, его методы, последовательность действий и объем. Краткое описание котельного агрегата Е-420-13,8-560 (ТП-81), его структура и основные компоненты, технические данные и принципиальная схема.
  
  курсовая работа [1,4 M], добавлен 28.03.2010
  

• Поверочный тепловой расчет котельного агрегата

  Расчет 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 06.06.2013
  

• Тепловой расчет и эксергетический анализ котельного агрегата

  Описание производственных котлоагрегатов. Расчет процесса горения котельного агрегата. Тепловой и упрощённый эксергетический баланс. Расчёт газотрубного котла-утилизатора. Описание работы горелки, пароперегревателя, экономайзера и воздухоподогревателя.
  
  курсовая работа [2,0 M], добавлен 09.06.2011
  

• Поверочный расчет парогенератора К-35-40

  Действительное количество воздуха и продуктов сгорания. Тепловой баланс котельного агрегата и расход топлива. Основные конструктивные характеристики топки. Расчет теплообмена, фестона, пароперегревателя, хвостовых поверхностей и невязки теплового баланса.
  
  курсовая работа [2,9 M], добавлен 24.10.2013
  

• Тепловой расчет котельного агрегата ДКВР 10-13

  Поверочный расчет котельного агрегата, работающего на природном газе. Сводка конструктивных характеристик агрегата. Топливо, состав и количество продуктов сгорания, их энтальпия. Объемная доля углекислоты и водяных паров по газоходам котельного агрегата.
  
  курсовая работа [706,7 K], добавлен 06.05.2014
  

• главная
• рубрики
• по алфавиту
• вернуться в начало страницы
• вернуться к началу текста
• вернуться к подобным работам