Котел-утилизатор водогрейный КУВ – 13,0/150

Вид работы:

Контрольная работа
Предмет:

Физика
Язык:

Русский
,
Формат файла:
MS Word

75,92 Кб
Опубликовано:

2015-06-28

Скачать контрольную работу Читать текст online Посмотреть все контрольные работы

Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.

Котел-утилизатор водогрейный КУВ – 13,0/150

Котел-утилизатор водогрейный КУВ - 13,0/150

1. Общие положения

Аэродинамический расчет газового тракта котельной установки (КУ) выполнен в соответствии с документами: Технические условия. Котел-утилизатор водогрейный КУВ - 13,0/150 РТС «Пенягино» (Курьяново), теплогидравлический расчет Р-90931/А РР, техническое описание и инструкция по эксплуатации и чертежами общего вида. Рассчитываемый газовый тракт принят в границах поставки завода.

Расчет выполнен для двух режимов:

- Режим работы при температуре наружного воздуха t_{н =} -30°С и при номинальной нагрузке ГТУ;

Режим работы при температуре наружного воздуха t_{н =} +30°С и при номинальной нагрузке ГТУ.

Основным расчетным режимом является режим работы котла-утилизатора на продуктах сгорания природного газа при температуре наружного воздуха -30°С и при номинальной нагрузке ГТУ.

При расчете принято:

- барометрическое давление 740 мм рт. ст.,

- влагосодержание газового топлива за отсутствием данных не учтено.

В расчете учтено:

различное влагосодержание воздуха при разных температурах наружного воздуха;

пропуск 5% газов шибером байпасного газохода.

Расчет выполнен по нормативному методу «Аэродинамического расчета котельных агрегатов», Изд. 1977 г.

2. Расчетная схема газового тракта

газовый теплогидравлический котел утилизатор

Основной расчетный режим: нагрузка 100% ГТУ и t_н =-30 °С

3. Исходные данные для расчета

.1 Данные из теплогидравлического расчета котла-утилизатора [7.2; 7.3]

Таблица 3.1.1

Параметры	Режим работы ГТУ
	Нагрузка 100%
Температура наружного воздуха t_н, °С	-30	+30
Температура газов на выходе из ГТУ J»_гту, °С	362	508
Расход газов после ГТУ G»_гту, кг/с	53,7	46,6
Коэффициент избытка воздуха a	6,54	6,54
Температура уходящих газов J»_ку, °С	133	144
Аэродинамическое сопротивление поверхности котла - утилизатора Dh_к, Па	1270	1155

.2 Состав сухого природного газа и его характеристики [7.2]

Таблица3.2.1 в%

Метан СН₄	98,599
Этан С₂Н₆	0,318
Пропан С₃Н₈	0,078
Бутан С₄Н₁₀	0,051
Пентан С₅Н₁₂	0,005
Азот N₂	0,918
Углекислый газ СО₂	0,031
Низшая теплота сгорания Q^r_i, кДж/нм³	35483
Плотность сухого газа r_г.т., кг/нм³	0,7233

3.3 Расчет объемов воздуха, продуктов сгорания и приведенной плотности газов

Таблица 3.3.1

Наименование	Расчет
Основной расчетный режим: t_н=-30°С, влагосодержание воздуха d=0,32г/кг [7.6]
Теоретический объем воздуха V^o, м³/м³	0,0476 [0,5CO+0,5H₂+1,5H₂S+S(m+n/4) C_mH_n-O₂]= =0,0476 [(1+4/4)^.98,599+(2+6/4)^.0,318+(3+8/4)^.0,078+(4+10/4)^.0,051+(5+12/4)^.0,005]=9,48
Теоретический объем азота V^o_N₂, м³/м³	0,79V^o+N₂/100=0,79^.9,48+0,918/100=7,5
Объем трехатомных газов V_RO₂, м³/м³	0,01 [CO₂+CO+H₂S+SmC_mH_n]=0,01 [0,031+(1^.98,599+2^.0,318+3^.0,078+4^.0,051+5^.0,005)]=1
Теоретический объем водяных паров V^o_Н2О, м³/м³	0,01 [H₂S+H₂+Sn/2C_mH_n+0,124d_г_._т_.]+0,00161^.d^.V^o= 0,01 [4/2^.98,599+6/2^.0,318+8/2^.0,078+10/2^.0,051+12/2^.0,005]+ 0,00161^.0,32^.9,48=1,99	V^o_Н2О+0,00161^.d^.(a-1)=1,99+0,00161^.0,32 (6,54-1)^.9,48=2,02
Объем дымовых газов V_г, м³/м³	V_RO2+ V^o_N2+ V_Н₂_О+(a-1)^. V^o=1+7,5+2,02+(6,54-1)^.9,48=63,04
Масса дымовых газов G, кг/м³	r_г.т+d_г.т./1000+1,306a^. V^o+0,0013aV^o (d-10)= 0,7233+1,306^.6,54^.9,48+0,0013^.6,54^.9,48 (0,32-10)=80,9
Удельный вес дымовых газов ¡^о_г(при нормальных условиях), кг/нм³
Плотность дымовых газов r^о_г(при нормальных условиях), кгс² /м⁴	¡^о_г/9,81=1,283/9,81=0,1308
Режим: t_н=+30°С, влагосодержание воздуха d=22г/кг (j=80%) [7.6]
Теоретический объем водяных паров V^o_Н2О, м³/м³	0,01 [H₂S+H₂+Sn/2C_mH_n+0,124d_г_._т_.]+0,00161^.d^.V^o= 0,01 [4/2^.98,599+6/2^.0,318+8/2^.0,078+10/2^.0,051+12/2^.0,005]+ 0,00161^.25,0^.9,48=2,32
Oбъем водяных паров V_Н2О, м³/м³	V^o_Н2О+0,00161^.d^.(a-1)=2,32+0,00161^.22 (6,54-1)^.9,48=4,18
Объем дымовых газов V_г, м³/м³	V_RO2+ V^o_N2+ V_Н₂_О+(a-1)^. V^o=1+7,5+4,18+(6,54-1)^.9,48=65,2
Масса дымовых газов G, кг/м³	r_г.т+d_г.т./1000+1,306a^. V^o+0,0013aV^o (d-10)= 0,7233+1,306^.6,54^.9,48+0,0013^.6,54^.9,48 (22-10)=82,7
Удельный вес дымовых газов ¡^о_г(при нормальных условиях), кг/нм³
Плотность дымовых газов r^о_г(при нормальных условиях), кгс² /м⁴	¡^о_г/9,81=1,268/9,81=0,129

.4 Cекундные объемы газов и плотности по участкам тракта Основной расчетный режим: t_н=-30°C

Участок до клапана перед поверхностью нагрева, после ГТУ

нм³/с, м³/с кгс² /м⁴

Расход через клапан с учетом проскока 5% газов через клапан байпасного газохода:

м³/с

Участок на выходе из котельной установки:

°C

м³/с

кгс² /м⁴

Режим: t_н=+30°C

Участок до клапана перед поверхностью нагрева, после ГТУ

нм³/с, м³/с

кгс² /м⁴

Расход через клапан с учетом проскока 5% газов через клапан байпасного газохода:

м³/с

Участок на выходе из котельной установки:

°C

Участок на выходе из котельной установки

м³/с

кгс² /м⁴

4. Расчет сопротивлений по участкам тракта

Таблица 4.1

Наименование сопротивления Геометрические данные Скорость ; м/сКоэффициент сопротивления

Сопротивление

, мм вод. ст
1-ый участок (после ГТУ, от компенсатора, до КУВ)

1 Диффузор a=30° (переход с круглого на прямоугольное сечение) м², м²,

, L=1,6 м0,18х0,8=0,144

[7.1, рис. VII - 12,11]

2 Резкий поворот на 90° с изменением сечения м², м², ,1,1x1х0,97=1,07

[7.1, рис. VII-19б, VII-16, VII-17]
3 Клапан 2100х3600	м³0,2 По ТУ на клапаны

4 Сопротивление трения участка L=2,25 м, м; м; м; м²

L~5,95 м, м; м; м; м²

[7.1, стр. 172; т. VII-2]


Суммарное сопротивление 1 участка Dh₁		1,4+5+0,9+0,1+0,2 = 7,6
2-ой участок (поверхность нагрева КУВ) Dh₂	[7.2.]	129,5 (1270 Па)

5 Внезапное изменение сечения м², м², 0,21

[7.1, рис. VII-11]
6 Шумоглушитель. Ступень 1.	м²Расчет по программе (конструкция выдана 7 бюро).1,7 (16,02 Па)

7 Внезапное изменение сечения a=126° м², м², 0,3

[7.1, рис. VII-11]

8 Внезапное изменение сечения a=74° м², м², 0,17

[7.1, рис. VII-11]
9 Шумоглушитель. Ступень 2 и 3.	м²Расчет по программе (конструкция выдана 7 бюро).3,83x2=7,7 (37,6х2=75,2 Па)

10 Внезапное изменение сечения a=80° м², м², 0,2

[7.1, рис. VII-11]

Суммарное сопротивление газового тракта: SDh = 166,4 мм вод. ст.

Самотяга газового тракта: h₁=5,866-2,093=3,773 м; t=362 °C

мм вод. ст.

h₂=7,316-5,866=1,45 м; t=(362+133)/2=247,5 °C

мм вод. ст.

h₃=21,28-7,316=13,96 м; t=144 °C

мм вод. ст

Самотяга дымовой трубы: Н=50-21,28=28,72 м; t =144 °C

мм вод. ст.

Среднее эффективное давление по тракту (h_бар.=740 мм рт. ст.):

мм рт. ст.

Суммарное сопротивление тракта с поправкой на давление и плотность:

мм вод. ст.

Перепад полных давлений в газовом тракте:

DH_п=DH - h_c₁^г.т. - h_c₂^г.т - h_c = 163,5 -3,4-1,1-8,5-17,6=132,9 мм вод. ст.

Суммарное сопротивление газового тракта КУ в границах поставки ЗиО (включая шумоглушители):

SDh^ЗиО = 166,4 мм вод. ст. или 1632 Па.

5. Пересчет сопротивлений газового тракта на режим при tн=+30 °С

Таблица 5.1

№ участка - Коэффициент пересчета Dh_исх

мм вод стDh_расч

мм вод ст


1	п. 1 - п. 4	7,66,1
2	Поверхность нагрева	[6.2]	129,5	117,7 (1155)
3	п. 5-13	17,213,8
4	п. 14 - п. 15	0,8	12,1	9,7
	Итого:		166,4	147,3

Суммарное сопротивление газового тракта: SDh = 147,3 мм вод. ст.

Самотяга газового тракта: h₁=5,866-2,093=3,773 м; t=508 °C

мм вод. ст.

h₂=7,316-5,866=1,45 м; t=(508+144)/2=326 °C

мм вод. ст.

h₃=21,28-7,316=13,96 м; t=164 °C

мм вод. ст

Самотяга дымовой трубы: Н=50-21,28=28,72 м; t =164 °C

мм вод. ст.

Среднее эффективное давление по тракту (h_бар=740 мм рт. ст.):

мм рт. ст.

Суммарное сопротивление тракта с поправкой на давление и плотность:

мм вод. ст.

Перепад полных давлений в газовом тракте:

DH_п=DH - h_c₁^г.т. - h_c₂^г.т - h_c = 142,9 -2,7-0,9-5,3-10,8=123,2 мм вод. ст.

Суммарное сопротивление газового тракта КУ в границах поставки ЗиО (включая шумоглушители):

SDh^ЗиО = 147,3 мм вод. ст. или 1445 Па.

Аэродинамические расчеты показали, что сопротивление газового тракта котельной установки в пределах поставки завода меньше 2000 Па, требуемых по ТУ на котельную установку.

Список использованной документации

1. Аэродинамический расчет котельных агрегатов. Нормативный метод.

г.

. Теплогидравлический расчет Р-90931/А РР. 2004 г.

. Технические условия. Котел-утилизатор водогрейный КУВ - 13,0/150.

. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. Р-90984 ИЭ.

. Чертеж общего вида котла К-406658МЧ.

. Свойства влажного воздуха при давлениях 500-1000 мм рт. ст. 1963 г.

Котел-утилизатор водогрейный КУВ – 13,0/150