Промышленные котельные установки

Вид работы:

Курсовая работа (т)
Предмет:

Другое
Язык:

Русский
,
Формат файла:
MS Word

42,53 Кб
Опубликовано:

2014-03-10

Все курсовые работы по другим направлениям

Скачать курсовую работу Читать текст online Заказать курсовую
*Помощь в написании! Посмотреть все курсовые работы

Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.

Промышленные котельные установки

Содержание

1. Общие сведенья о котлах КЕ 1…25

. Основные контуры естественной циркуляции котлов КЕ-25-14 ГМ

. Тепловой расчёт парового котла КЕ-25-14 ГМ

. Расчет теплового баланса котельного агрегата и расхода топлива

. Расчет конструктивных характеристик топки

. Расчет теплообмена в топке

. Расчёт первого конвективного пучка

. Расчёт второго конвективного пучка

. Расчёт экономайзера

Список литературы

1. Общие сведенья о котлах КЕ 1…25

Все газомазутные котлы ДЕ имеют опорную наклонную раму, которая опирается на фундамент. На раму передается масса элементов котла и воды, обвязочного каркаса, натрубная обмуровка и обшивка. Переднее днище нижнего барабана имеет неподвижную опору, а остальные опоры скользящие. На заднем днище нижнего барабана установлен репер (указатель) для контроля теплового расширения элементов котла при работе и растопке. Теплогенераторы состоят из верхнего и нижнего барабанов одинаковой длины, которые соединены между собой коридорно расположенными вертикальными изогнутыми трубами и образуют соответственно первый и второй газоходы конвективной поверхности нагрева. Продольный шаг кипятильных труб вдоль барабана 90 мм, а поперечный - 110 мм. Котлы паропроизводительностью 4; 6,5; 10 т/ч в конвективных пучках имеют продольные металлические перегородки по всей высоте газохода с окном (от фронта котла) спереди, что обеспечивает разворот топочных газов в пучке на 180° и выход газов в экономайзер через заднюю стенку котла. Котлы паропроизводительностью 16 и 25 т/ч таких перегородок не имеют, и газы идут по всему сечению газохода к фронту котла, выходят из котла, а затем по газовому коробу, размещенному над топочной камерой, направляются в водяной экономайзер, расположенный в хвостовой части котла.

Для всех типоразмеров газомазутных котлов КЕ диаметры верхнего и нижнего барабанов - 1000 мм, расстояние между барабанами по осям - 2750 мм. Ширина топочной камеры всех котлов по осям экранных труб - 1790 мм, средняя высота топочной камеры - 2400 мм. Барабаны котлов изготавливают из стали 16 ГС и толщиной стенки 13 и 22 мм, соответственно для избыточного давления 13 и 23 кгс/см².

Все трубы радиационной и конвективной поверхности нагрева развальцованы в барабанах и имеют наружный диаметр 51 × 2,5 мм, чем достигается лучшая естественная циркуляция в контурах котла. В нижнем барабане размещены перфорированные трубы для периодической продувки и парового прогрева воды от соседних котлов при растопке, а также штуцеры для спуска воды. Топочная камера находится сбоку (справа) от конвективного пучка и отделена от него слева газоплотной перегородкой из труб, установленных с шагом 55 мм и сваренных между собой металлическими полосками. Концы труб газоплотного экрана обсажены до 38 мм, выведены в два ряда и уплотнены гребенкой, примыкающей к трубам и барабану. В задней части газоплотного экрана, на расстоянии 700 мм от задней стенки котла, имеется окно для выхода топочных газов из топки в конвективный пучок. Подовый, правый боковой топочный экран и потолок топки образованы длинными изогнутыми трубами, установленными с шагом 55 мм. Концы этих труб разведены в два ряда и соединены непосредственно с верхним и нижним барабанами на вальцовке. Под (нижняя часть топки) в топке выложен слоем огнеупорного кирпича, шамотный кирпич также укладывается на боковую часть нижнего барабана в топке и крепится на шпильках на боковую часть верхнего барабана в топке между газоплотным и потолочным экранами. Вертикальные трубы заднего топочного экрана не имеют обсадных концов и приварены к нижнему и верхнему наклонным коллекторам диаметром 159 × 6 мм. Верхний коллектор заднего топочного экрана приварен к верхнему барабану с наклоном вниз, а нижний коллектор к нижнему барабану с наклоном вверх. Кроме того, верхний и нижний коллекторы объединены не обогреваемой трубой диаметром 76 × 3,5 мм, которая замурована в шамотный кирпич обмуровки. По рециркуляционной трубе происходит сток воды из верхнего коллектора в нижний при отделении ее из пароводяной смеси. Для защиты от теплового излучения коллекторов заднего топочного экрана они снабжены двумя изогнутыми трубами, развальцованными в нижний и верхний барабаны.

Фронтовой экран топки котлов образован четырьмя изогнутыми трубами, развальцованными в верхний и нижний барабаны, что позволяет разместить на фронтовой стене амбразуры горелки и лаз. Лаз совмещен с взрывным клапаном. (В первой серии котлов производительностью 4…10 т/ч фронтовой экран имел вертикальные трубы, приваренные к коллекторам, аналогично конструкции заднего топочного экрана). Котлы производительностью 4…10 т/ч имеют по две модернизированные горелки ГМГ или по одной ГМ, а котлы производительностью 16 и 25 т/ч - горелки ГМ-10 и ГМП-16. Кроме того, у котлов производительностью 4…10 т/ч в топке впереди заднего топочного экрана установлены два ряда труб по шесть штук (всего двенадцать труб), которые развальцованы в верхний и нижний барабаны и являются направляющими экранами для закрутки и хода движения топочных газов из топки в кипятильный пучок труб.

Котлы КЕ производительностью 4…10 т/ч выполнены с одноступенчатым испарением, а в котлах спроизводительностью 16 и 25 т/ч применено двухступенчатое испарение с внутрибарабанным солевым отсеком.

У котлов КЕ паропроизводительностью 16 и 25 т/ч в барабанах на расстоянии 1,5 м от задней стенки установлены перегородки, которые образуют чистый, расположенный в передней части котла, и солевой отсеки. В верхнем барабане перегородка установлена до середины парового пространства, а в нижнем сплошная перегородка, отделяющая вторую ступень испарения от первой. Опускная система первой ступени испарения состоит из последних по ходу газов рядов труб конвективного пучка. Во вторую ступень испарения выделены первые по ходу топочных газов ряды труб конвективного пучка. Опускная система контура солевого отсека состоит из трех не обогреваемых труб диаметром 159 × 4,5 мм, по которым вода из верхнего барабана опускается в нижний. Отсеки ступенчатого испарения сообщаются между собой по пару через окно над поперечной перегородкой, а по воде через сопло, расположенное в нижней части перегородки водяного объема верхнего барабана. Это сопло выполняет роль продувки из чистого отсека в солевой. В качестве сепарационных устройств первой ступени испарения используются установленные в верхнем барабане щитки и козырьки, направляющие пароводяную смесь из экранных труб на уровень воды. Для выравнивания скоростей пара по всей длине барабана все котлы (всех производительностей) снабжаются верхним дырчатым пароприемным потолком. На всех котлах, кроме котлов до 4 т/ч, перед пароприемным потолком установлен горизонтальный жалюзийный сепаратор. Сепарационными устройствами второй ступени испарения являются продольные щитки, направляющие движение пароводяной смеси в торец барабана к поперечной перегородке, разделяющей отсеки.

На котлах паропроизводительностью 4…10 т/ч периодическая продувка совмещается с трубой непрерывной продувки. На котлах 16 и 25 т/ч периодическая продувка производится из чистого и солевого отсеков, а непрерывная продувка осуществляется из солевого отсека верхнего барабана. Качество котловой (продувочной) воды нормируется по общему солесодержанию (сухому остатку) без учета абсолютной щелочности.

Для производства перегретого пара устанавливают пароперегреватель. На котлах 4…10 т/ч пароперегреватель выполнен змеевиковым из труб диаметром 32 × 3 мм, а на котлах 16 и 25 т/ч - двухрядным из труб 51 × 2,5 мм. В качестве хвостовых поверхностей нагрева применяются стандартные чугунные водяные экономайзеры ЭП 2. Обмуровка боковых стен, общей толщиной 100 мм, выполнена натрубной и состоит из шамотобетона (25 мм) по сетке и изоляционных (асбестовермикулитовых) плит. Обмуровка фронтовой и задней стен, общей толщиной 100 мм, состоит из шамотобетона (65 мм) и изоляционных плит; для котлов производительностью 16 и 25 т/ч толщина теплоизоляционных плит 256…300 мм. Обмуровка котла снаружи покрывается металлической листовой обшивкой для уменьшения присосов воздуха в газовый тракт. Котлы оборудованы стационарными обдувочными аппаратами, расположенными с левой стороны конвективного пучка. Обдувочная труба, с целью повышения надежности работы, выполняется из жаропрочной стали. Вращение трубы для обдувки производится вручную при помощи шкива и цепи. Дляобдувки труб котла используется сухой насыщенный или перегретый пар с давлением не менее 0,7 МПа. Котлы оборудованы индивидуальным дутьевым вентилятором и дымососом.

Каждый котел КЕ снабжен согласно правилам котлонадзора:

· двумя пружинными предохранительными клапанами, из которых один является контрольным; на котлах без пароперегревателя оба клапана устанавливаются на верхнем барабане (и любой может быть выбран как контрольный); на котлах с пароперегревателем контрольным служит клапан на выходном коллекторе пароперегревателя;

· двумя водоуказательными приборами;

· необходимым количеством термометров, манометров, запорной, дренажной и сливной арматуры;

· Приборами регулирования и безопасности

. Основные контуры естественной циркуляции котлов КЕ-25-14 ГМ

Питательная вода подается в водный объем чистого отсека верхнего барабана, где смешивается с котловой водой. В котле шесть контуров естественной циркуляции: три в чистом и три в солевом отсеке:

o Чистый отсек, первая ступень испарения.

1-й контур (по кипятильным трубам чистого отсека). Котловая вода из верхнего барабана опускается в нижний барабан, по кипятильным трубам расположенным ближе к фронту котла в области более низких температур топочных газов, а по кипятильным трубам, расположенным ближе к перегородке в области более высоких температур, вода и пароводяная смесь (ПВС) поднимаются в верхний барабан.

-й контур (по фронтовому экрану) - котловая вода из нижнего барабана по четырем трубам поднимается вверх и в виде ПВС поступает в верхний барабан.

-й контур (по подовому, правому боковому и потолочному экрану, расположенным до перегородки) - котловая вода из нижнего барабана заполняет трубы и в виде ПВС поступает в верхний барабан.

o Солевой отсек, вторая ступень испарения.

4-й контур (по кипятильным трубам солевого отсека) - котловая вода из верхнего барабана по трем опускным необогреваемым трубам идет в нижний барабан, а по кипятильным трубам, расположенным за перегородкой, образующаяся ПВС поднимается в верхний барабан.

-й контур (по заднему топочному экрану) - котловая вода из нижнего барабана поступает в нижний коллектор экрана, распределяется по экранным трубам, а образующаяся в них ПВС поднимается в верхний коллектор. За счет расслоения потока в верхнем коллекторе пар идет в верхний барабан, а отделившаяся из ПВС вода опускается в нижний коллектор по опускной необогреваемой трубе.

-й контур (по подовому, правому боковому и потолочному экрану, расположенным за перегородкой) - котловая вода из нижнего барабана заполняет трубы и в виде ПВС поступает в верхний барабан. Влажно-насыщенный пар в верхнем барабане проходит паросепарационные устройства, а полученный сухой насыщенный пар отбирается из чистого отсека и по паропроводу идет к потребителю.

В таблице представлены основные характеристики котла.

промышленный котел топливо экономайзер

Таблица 1

Наименование	Обозначение	Значение
Номинальная паропроизводительность	т/ч	25
Расчетное давление: в барабане котла	МПа	1,1
Температура готового пара	⁰С	185
Топливо		Природный газ
Объем топочной камеры	м³	29
Площадь поверхностей нагрева: -радиационной -испарительной	м² м²	64 242
Температура уходящих газов	⁰С	160
КПД при сжигании газа	%	91,7
Колличество горелок	шт.	1
Паровой объем, при максимально допустимом уровне воды в барабане	м²	2,62
Водяной объем,при максимально допустимом уровне воды в барабане.	м²	16,5
Габаритные размеры: -высота -ширина -длина	м м м	4,72 4,63 11,55
Масса металлической части	т	23,3

. Тепловой расчёт парового котла КЕ-25-14 ГМ

. Исходные данные для расчёта

Котёл КЕ-25-14 паропроизводительностью 25 т/ч вырабатывает насыщенный пар с рабочим абсолютным давлением Р=1,4 МПа. Питательная вода поступает при температуре t_пв=100 °С. Котёл оборудован индивидуальным экономайзером системы ВТИ БВЭС-IV-I. Непрерывная продувка котля составляет 3%. Основное топливо - природный газ, резервное топливо - мазут марки М100.

Характеристика топлива:

CH₄ - 94,9%

C₂H₆ - 3,2%

C₃H₈ - 0,4%

С₄Н₁₀ - 0,1%

С₅Н₁₂ (и более тяжёлые) - 0,1%

N₂ - 0,9%

СО₂ - 0,4%

Теплота сгорания низшая сухого газа:

Плотность газа при 0°С и 760 мм. рт. ст.:

Влагосодержание на 1 м³ сухого газа при t=10°C принимаем

d_г=10 г/м³

2 Определение присосов воздуха

Таблица 2

Участки газового тракта.	Δα	α^’’
топка	0,1	1,1
первый конвективный пучок	0,05	1,15
второй конвективный пучок	0,1	1,25
экономайзер	0,1	1,35

3 расчёт объёмов воздуха и продуктов сгорания

Теоретический объём воздуха необходимого для полного сгорания топлива:

где m - число атомов углерода,

n - число атомов водорода.

Теоретический объём азота в продуктах сгорания:

С учётом избыточного воздуха:

(теоретический объём двухатомных газов равен теоретическому объёму азота).

Объём водяных паров:

С учётом избыточного воздуха:

Объем трёхатомных газов:

Определяем объёмы продуктов сгорания, объёмные доли трёхатомных газов и другие характеристики продуктов сгорания в участках нагрева котла.

Результаты сводим в таблицу:

Таблица 3

Наименование величины	Расчётная формула	топка	1-й конвективный пучок	2-й конвективный пучок	Экономайзер
Коэффициент избытка воздуха за газоходом, α	пункт 2 таблица	1,1	1,15	1,25	1,35
Коэффициент избытка воздуха средний, α_ср	1,11,1251,21,3
Избыточное количество воздуха,	0,9731,2171,9472,92
Действительный объём водяных паров, 2,1992,2022,2142,23
Действительный суммарный объём продуктов сгорания, 11,90312,1512,89213,880
Объёмная доля трёхатомных газов, 0,0870,0850,080,074
Объёмная доля водяных паров, 0,1850,1810,1720,161
Суммарная объёмная доля трёхатомных компонентов	0,2710,2660,2520,235

Таблица 4 Энтальпии теоретического объёма воздуха и продуктов сгорания.

Температура, °СV⁰=9,734 м³V_RO2=1,034 м³V_N2⁰=7,697 м³V_H2O⁰=2,183 м³I_г⁰= V_RO₂+ V_N₂⁰+ V_H₂_O⁰ м³
	I_в⁰=V⁰·(ct)_в	I_RO2=V_RO2·(cυ)_RO2	I⁰_N2=V_N2⁰·(cυ)_N2	I⁰_H2O=V_H2O⁰·(cυ)_N2
30	379,63
100	1284,89	174,75	1000,61	329,63	1504,99
200	2589,24	369,14	2001,22	663,63	3033,99
300	3922,8	578	3017,22	1010,73	4605,96
400	5275,83	798,25	4056,32	1366,56	6221,13
500	6658,06	1029,86	5110,81	1733,3	7873,97
600	8079,22	1263,55	6188,39	2110,96	9562,89
700	9529,59	1510,67	7281,36	2503,9	11295,94
800	10999,42	1761,94	8412,82	2914,30	13089,06
900	12469,25	2017,33	9567,37	3326,89	14911,59
1000	13978,02	2276,87	10729,62	3765,68	16772,16
1100	15525,73	2540,54	11891,87	4204,46	18636,861
1200	17073,436	2809,38	13046,42	4651,97	20507,77
1300	18796,35	3077,18	14239,45	5116,96	22433,59
1400	20207,78	3350,16	15463,27	5584,11	24397,55
1500	21794,426	3623,14	16656,3	6066,56	26346
1600	23390,802	3895,08	17880,13	6551,18	28326,39
1700	24977,44	4172,19	19103,95	7044,54	30320,69
1800	26564,09	4449,3	20335,47	7548,81	32333,59
1900	28199,398	4726,41	21590,09	8050,9	34367,4
2000	29824,98	5007,66	22813,9	8570,46	36392,03
2100	31528,43	5288,91	24068,52	9083,46	38440,89
2200	33085,87	5570,16	25323,13	9603,02	40496,31

Энтальпии продуктов сгорания при α>1.

Таблица 5

Участки газового тракта и коэф. избытка воздуха
		топка α=1,1		первый конвективный пучок α=1,15		второй конвективный пучок α=1,25		экономайзер α=1,35
		I, кДж/м³	ΔI, кДж/м³	I, кДж/м³	ΔI, кДж/м³	I, кДж/м³	ΔI, кДж/м³	I, кДж/м³	ΔI, кДж/м³
1284,89	1504,99	-	-	-	-	-	-	1954,70	-
2589,24	3033,99	-	-	-	-	3681,3	-	3940,22	1985,52
3922,80	4605,96	-	-	-	-	5586,66	1905,36	5978,94	2038,72
5275,83	6221,13	-	-	7012,50	-	7540,09	8067,67	2088,73
6658,06	7873,97	-	-	8872,68	1860,17	9538,49	1998,40	10204,29	2136,62
8079,22	9562,89	-	-	10774,77	1902,09	11582,70	2044,21	12390,62	2186,33
9529,59	11295,94	-	-	12725,38	1950,61	13678,34	2095,64	14631,30	2240,68
10999,42	13089,06	14189,00	-	14738,97	2013,59	15838,92	2160,58	16938,86	2307,56
12469,25	14911,59	16158,52	1969,51	16781,98	2043,00	18028,90	2189,99	19275,83	2336,97
13978,02	16772,16	18169,96	2011,45	18868,86	2086,89	20266,67	2237,76	21664,47	2388,64
15525,73	18636,86	20189,43	2019,47	20965,72	2096,86	22518,29	2251,63	24070,87	2406,40
17073,44	20507,77	22215,11	2025,68	23068,79	2103,06	24776,13	2257,84	26483,47	2412,61
18796,35	22433,59	24313,23	2098,11	25253,04	2184,26	27132,68	2356,55	29012,31	2528,84
20207,78	24397,55	26418,33	2105,10	27428,72	2175,67	29449,50	2316,82	31470,27	2457,96
21794,43	26346,00	28525,44	2107,11	29615,16	2186,45	31794,61	2345,11	33974,05	2503,78
23390,80	28326,39	30665,47	2140,03	31835,01	2219,85	34174,09	2379,48	36513,17	2539,12
24977,44	30320,69	32818,43	2152,96	34067,31	2232,30	36565,05	2390,96	39062,79	2549,62
26564,09	32333,59	34990,00	2171,57	36318,20	2250,90	38974,61	2409,56	41631,02	2568,23
28199,40	34367,40	37187,34	2197,34	38597,31	2279,11	41417,25	2442,64	44237,19	2606,17
29824,98	36392,03	39374,53	2187,19	40865,78	2268,47	43848,28	2431,03	46830,77	2593,58
31528,43	38440,89	41593,73	2219,21	43170,15	2304,38	46323,00	2474,72	49475,84	2645,07
33085,87	40496,31	43804,90	2211,16	45459,19	2289,04	48767,78	2444,78	52076,36	2600,52

Тепловой расчет

Тепловой баланс составляем в расчёте на 1 м³ топлива с располагаемой теплотой сгорания Q^р_р. При определении Q^р_р учитываем предварительный подогрев воздуха в паровом калорифере.

. Расчет теплового баланса котельного агрегата и расхода топлива

Таблица 6

Наименование	Обозначение	Расчетная формула или способ определения	Единица	Расчет
Располагаемая теплота сгорания топлива	Q^р_р	Q^р_н + Q_в.н, где кДж/м³36700+1·(50)=36750
Потеря теплоты от химической неполноты сгорания топлива	q₃	Табл. 4−5 [2]	%	0,5
Потеря теплоты от механической неполноты сгорания топлива	q₄	Табл. 4−5 [2]	%	0
Температура уходящих газов	u_ух	По выбору, табл. 1−3 [2]	°С	150
Энтальпия уходящих газов	I_ух	По I−u таблице	кДж/ м³	1985,52
Температура воздуха в котельной	t_х.в.	По выбору	°С	30
Теоретическая энтальпия воздуха в котельной	I⁰_х.в.	По I−u таблице	кДж/ м³	39·9,734=379,63
Потеря теплоты с уходящими газами	q₂	%
Потеря теплоты от наружного охлаждения	q₅	По рис. 3−1 [2]	%	1,3
Сумма тепловых потерь	Σq	q₅ + q₄ + q₃ +q₂	%	1,3+ 0 + 0,5 +4 = 5,8
КПД котла	h_ка	100 - Σq	%	100 - 7,06 = 94,2
Коэффициент сохранения теплоты	φ	−
Паропроизводительность котла	D	По заданию	кг/с	6,94
Давление пара в барабане	р_б	р∙1,1	МПа	1,1
Температура пара	t_пп	По заданию	°С	185
Температура питательной воды	t_пв	По заданию	°С	100
Энтальпия насыщенного пара	i_пп	Табл. VI−8 [2]	кДж/ м³	2780,4
Энтальпия питательной воды	i_пв	Табл. VI−6 [2]	кДж/ м³	419,8
Значение продувки	р	По выбору	%	3
Энтальпия воды (р_б, t_н)	i_кип	Табл. VI−7 [2]	кДж/ м³	781,1
Полезно использованная теплота	Q_пол	D(i_пп - i_пв) + 0,01D(i_кип - i_пв)p	кВт
Полный расход топлива	В	м³/с
Расчётный расход топлива	В_р	В∙0,01∙(100 - q₄)	м³/с	0,475∙0,01∙(100 -0) = 0,475

. Расчет конструктивных характеристик топки

По конструктивным размерам принимаем активный объем топочной камеры V_т = 29 м³. Допустимое тепловое напряжение объема топки, в соответствии с табл. 4−5[2], равно q_V = 700 кВт/м³

Величина			Единица	Расчёт
Наименование	обозначение	Расчётная формула или способ определения
Активный объём топки	V_Т	По конструктивным размерам	м³	29
Тепловое напря-жение топки расчётное	q_V	кВт/м³
допустимое	q_V	По табл. 4-3	кВт/м³	700
Количество горелок	n	По паспортным данным	Шт.	1
Теплопроизво-дительность горелки	Q_Г	1,25··10^-3МВт
Тип горелки	-	По паспортным данным	-	ВНИИМТ

. Расчет теплообмена в топке

Топка котла КЕ-25-14-225 полностью экранирована трубами диаметром 51 мм с толщиной стенки 2,5 мм и шагом 55 мм. По конструктивным размерам топки рассчитываем полную площадь ее стен и площадь лучевоспринимающей поверхности топки. По конструктивным размерам и характеристикам топки выполняем поверочный расчет теплообмена в топке. Расчет производится методом последовательных приближений. При этом учитываем что вся площадь лучевоспринимающей поверхности открытая.

Таблица

Величина	Обозначение	Расчетная формула или способ определения	Единица	Расчет
Суммарная площадь лучевоспр. поверхности	Н_л	по конструктивным характеристикам	м²	60,46
Площадь лучев. поверхности открытых экранов	Н_л.откр	по конструктивным характеристикам	м²	60,46	F_ст	по конструктивным размерам	м²	64,22
Коэф. тепловой эффект-ти лучевосп. поверхности	Ψ_ср	−
Эффективная толщина излуч. слоя пламени	s	м
Полная высота топки	H_т	по конструктивным размерам	м	2,4
Высота расположения горелки	h_т	по конструктивным размерам	м	1,8
Относительный уровень расположения горелок	x_т	−
Параметр, учитыв. характер распределения т-ры в топке	M	−
Коэф. избытка воздуха на выходе из топки	α_т	Табл. 1−1	−	1,1
Присос воздуха в топке	Δα_т	Табл. 2−2 [2]	−	0,1
Температура подаваемого воздуха	t_гв	По выбору	°С	30
Энтальпия подаваемого воздуха	I⁰_гв	по iυ таблице	кДж/ м³	379,63
Температура воздуха в помещении котельной	t_хв	По выбору	°С	30
Энтальпия присосов воздуха	I⁰_прс	Табл. 1−3	кДж/ м³	379,6
Кол-во теплоты, вносимое в топку воздухом	Q_в	кДж/ м³379,63 (1,1 − 0,1) + 379,6∙0,1 =383,43
Полезное тепловыделение в топке	Q_т	кДж/ м³
Адиабатическая температура горения	u_а	по iυ таблице	°С	1889
Температура газов на выходе из топки	u²_т	По выбору, табл. 5−3 [2]	°С	1000
Энтальпия газов на выходе из топки	I²_т	по iυ таблице	кДж/ м³	18169,96
Средняя суммарная теплоем. продуктов сгорания	Vc_cp

Объемная доля: Водяных паров Трехатомных газов

Табл. 1−2

−

,185

0,087
Суммарная объемная доля трехатомных газов	r_n	Табл.1-2	−	0,27
Произведение	pr_ns	м×МПа
Коэф. ослабления лучей: трехатомными газами золовыми частицами частицами кокса	k_гk_злk_кокс	Рис. 5−5 [2] Рис. 5−6 [2] Стр. 32 [2]	1/ м×МПа	3 0 0
Безразмерные параметры	χ₁χ₂	Стр. 31 [2] Стр. 31 [2]	− −	- -
Коэф. ослабления лучей топочной средой	k	1/ м×МПа
Суммарная сила поглощения топочного объема	kps	k×p×s	−	2,045·0,1·1,63=0,33
Степень черноты факела	a_ф	1 − е⁻^kps	−	1 − е^−0,326 = 0,283
Степень черноты топки	a_т	-
Тепловая нагрузка стен топки	q_F	кВт/м²
Температура газов на выходе из топки	u²_т	Рис. 5−8 [2]	°С	907,84
Энтальпия газов на выходе из топки	I²_т	по iυ таблице	кДж/ м³	16320
Общее тепловосприятие топки	Q^л_т	φ×(Q_т − I²_т)	кДж/ м³	0,986·(36950-16320)= =20340
Средняя тепловая нагрузка лучевосп. поверхности топки	q^ср_л	кВт/м³

7. Расчёт первого конвективного пучка

Величина			Единица	Расчёт
Наименование	Обозначение	Расчётная формула или способ определения
Площадь поверхности нагрева.	Н	По конструктивным размерам	м²	16,36
Площадь поверхности труб		По конструктивным размерам		16,36
Диаметр труб	d	По конструктивным размерам	мм	51х2,5
Относительный шаг труб поперечный продольный	s₁/d s₂/d	По конструктивным размерам	-	2,157 1,765
Площадь живого сечения для прохода газов	F	По конструктивным размерам	м²	1,245
Эффективная толщина излучающего слоя	s	м0,18
Температура газов перед 1-м конвективным пучком	υ^’	Из расчёта топки	°С	907,84
Энтальпия газов перед 1-м конвективным пучком	I^’	Из расчёта топки	кДж/кг	16320
Температура газов за 1-м конвективным пучком	υ^’’	По предварительному выбору	°С	800
Энтальпия газов за 1-м конвективным пучком	I^’’	по iυ таблице	кДж/кг	14738,97
Количество теплоты отданное 1-му конвективному пучку	Q_1п	φ·(I^’-I^’’)	кДж/кг	0,986(16320-14738,97)=1559
Температура кипения при давлении в барабане	t_кип	по таблице	°С185
Средняя температура газов	υ_ср0,5·(υ^’+ υ^’’)°С0,5·(907,84+800)=853,92
Средний температурный напор	Δt	υ_ср-t_кип	°С	853,92-185=668,92
Средняя скорость газов	ω	м/с19,135
Коэффициент теплоотдачи конвекцией	α_к	по рис. 6-5 [2]	кВт/м²·к	78,98
Суммарнвя поглощательная способность трёхатомных газов	pr_ns	pr_ns	м·МПа	0,1·0,266·0,18=0,0048
Суммарная оптическая толщина запылённого газового потока	k·p·s	(k_г_·r_n+k_эл·μ_эл)·p·s	-	2,045·0,1·0,18=0,037
Степень черноты излучающей среды	a	по рис. 5.4 или по формуле 5.22 [2]
Температура загрязнённой стенки трубы	t_ст	t_кип+Δt	°C	185+25=210
Коэффициент теплоотдачи излучением	α_л	По рис. 6-11 (α_л=α_н·α)	Вт/м²·К	118·0,036=5,48
Коэффициент использования поверхности нагрева	ξ	По § 6-2 [2]	-	1
Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке	α₁	ξ·(α_к+α_л)	Вт/м²·к	78,989+5,48=84,47
Коэффициент тепловой эффективности поверхности	ψ	Таблица 6-2 [2]	м²·К/Вт	0,8
Коэффициент теплопередачи	k	α₁·ψ	Вт/м²·К	84,47·0,8=67,58
Тепловосприятие 1-го конвективного пучка	Q_к1	кДж/кг1557
Расхождение расчётных тепловосприятий	ΔQ	%

8. Расчёт второго конвективного пучка

Величина			Единица	Расчёт
Наименование	Обозначение	Расчётная формула или способ определения
Площадь поверхности нагрева.	Н	По конструктивным размерам	м²	196
Диаметр труб	d	По конструктивным размерам	мм	51х2,5
Относительный шаг труб поперечный продольный	s₁/d s₂/d	По конструктивным размерам	-	2,157 1,765
Площадь живого сечения для прохода газов	F	По конструктивным размерам	м²	0,851
Эффективная толщина излучающего слоя	s	м0,18
Температура газов перед 2-м конвективным пучком	υ^’	Из расчёта 1-го конвективного пучка	°С	800
Энтальпия газов перед 2-м конвективным пучком	I^’	Из расчёта 1-го конвективного пучка	кДж/кг	14738,97
Температура газов за 2-м конвективным пучком	υ^’’	По предварительному выбору	°С	280
Энтальпия газов за 2-м конвективным пучком	I^’’	по iυ таблице	кДж/кг	5206
Количество теплоты отданное 2-му конвективному пучку	Q_1п	φ·(I^’-I^’’)	кДж/кг	0,986(14738,97-5206)=9400
Температура кипения при давлении в барабане	t_кип	по таблице	°С185
Средняя температура газов	υ_ср0,5·(υ^’+ υ^’’)°С0,5·(800+280)=520
Средний температурный напор	Δt	υ_ср-t_кип	°С	520-185=335
Средняя скорость газов	ω	м/с16,026
Коэффициент теплоотдачи конвекцией	α_к	по рис. 6-5 [2]	кВт/м²·к	81,69
Суммарнвя поглощательная способность трёхатомных газов	pr_ns	pr_ns	м·МПа	0,1·0,252·0,18=0,0045
Суммарная оптическая толщина запылённого газового потока	(k_г_·r_n+k_эл·μ_эл)·p·s	-	2,045·0,1·0,18=0,037
Степень черноты излучающей среды	a	по рис. 5.4 или по формуле 5.22 [2]
Температура загрязнённой стенки трубы	t_ст	t_кип+Δt	°C	185+25=210
Коэффициент теплоотдачи излучением	α_л	По рис. 6-11 (α_л=α_н·α)	Вт/м²·К	118·0,036=3,43
Коэффициент использования поверхности нагрева	ξ	По § 6-2 [2]	-	1
Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке	α₁	ξ·(α_к+α_л)	Вт/м²·к	81,69+3,43=85,12
Коэффициент тепловой эффективности поверхности	ψ	По формуле (6-37) и рис. 6-13	м²·К/Вт	0,8
Коэффициент теплопередачи	k	ψ·α₁	Вт/м²·К	68,1
Тепловосприятие 2-го конвективного пучка	Q_к2	кДж/кг9414
Расхождение расчётных тепловосприятий	ΔQ	%

. Расчёт экономайзера

Величина	Обозначение	Формула или способ определения	Единица	Расчет
Температура газов на входе в ступень	u¢	Из расчёта второго конвективного пучка.	°С	280
Энтальпия газов на входе в ступень	I¢	Из расчёта второго конвективного пучка	кДж/ м³	5206
Температура газов на выходе	u²	u²=t_ух	°С	150
Энтальпия газов на выходе из ступени	I²	по iυ таблице	кДж/ м³	2947
Тепловосприятие ступени	Q_г	кДж/ м³2365
Температура воды на входе в ступень	t¢	t¢= t_п.в	°С	100
Удельная энтальпия воды на входе в ступень	i΄	Табл. VI−6 [2]	кДж/ кг	419,8
Удельная энтальпия воды на выходе из ступени	i²	°С581,67
Температура воды на выходе из ступени	t²	Табл. VI−6 [2]	кДж/ кг	138,5
Средняя температура воды	t_ср	0,5 × (t¢ + t²)	°С	0,5 × (100 + 138,5)=119,25
Объем воды при средней температуре	υ_в	Табл. VI−6 [2]	м³/кг	0,00106
Средняя скорость воды	w_в	м/с0,37
Средняя температура газов в ступени	u_ср	0,5 × (u¢ + u²)	°С	0,5 × (280+ 150)=215
Средняя скорость газов в ступени	w_г	м/с9,82
Коэффициент теплопередачи	k	Рисунок 6-4. 15,75
Наибольшая разность температур	Δt_б	u¢ − t²	°С	280-138,5=141,5
Наименьшая разность температур	Δt_м	u² − t¢	°С	150-100=50
Температурный напор при противотоке	Δt_прт	°С87,96
Тепловосприятие экономайзера Н=808,2 м²	Q_т	кДж/ м³2357
Расхождение расчетных тепловосприятий	ΔQ	%

. Расчёт невязки теплового баланса

Величина	Обозначение	Формула или способ определения	Единица	Расчет
Расчетная температура горячего воздуха	t_г.в.		°С	30
Энтальпия горячего воздуха при расчетной температуре	кДж/ м³379,63
Количество теплоты, вносимое в топку воздухом	Q_В	кДж/ м³379,63 (1,05 − 0,05) + 379,63∙0,05 =383,43
Полезное тепловыделение	Q_Т	кДж/ м³36950
Лучистое тепловосприятие топки	Q^т_л	кДж/ м³20340
Потеря теплоты с уходящими газами	q₂	%6,62
КПД парогенератора	100 − q₂ − q₃ − q₄ − q₅%91,6
Расчетная невязка теплового баланса	ΔQ	кДж/ м³-50
Невязка	−	%0,136

Список литературы

1. Томский Г.И. Тепловой расчет стационарного котла. Мурманск. 2009. - 51 с.

2. Томский Г.И. Топливо для стационарных паровых и водогрейных котлов. Мурманск. 2007. - 55 с.

. Эстеркин Р.И. Котельные установки. Курсовое и дипломное проектирование. Л.: Энергоатомиздат. 1989. - 280 с.

. Эстеркин Р.И. Промышленные котельные установки. Л.: Энергоатомиздат. 1985. - 400 с.

Промышленные котельные установки

Промышленные котельные установки

Похожие работы на - Промышленные котельные установки