Тепловой расчет котла ДЕ-10-14ГМ

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение Высшего профессионального образования

"Самарский государственный архитектурно-строительный университет"

Факультет инженерных систем и природоохранного строительства

Кафедра ТГВ

Курсовая работа

По дисциплине "Теплогенерирующие установки"

Тепловой расчет котла ДЕ-10-14ГМ

Выполнил: студент III курса ФИСПОС гр. Т-33

Вахтина В.Д.

Проверила: Цынаева А.А.

Самара 2015

Тепловой расчет котла

Характеристика котла ДЕ-10-14ГМ

1.      Номинальная паровая производительность D_ном = 9.5 т/ч = 2,63 кг/с

2.      Температура питательной воды t_пв = 100 ºС

.        Давление питательной воды p_пв = 1,4 МПа

.        Топливо - природный газ.

Характеристики топлива:₄ = 98.9 %; C₂H₆ = 0.3 %; C₃H₈ = 0.1 %; C₄H₁₀ = 0,1%; C₅H₁₂ = 0 %; N₂ = 0.4 %; CO₂ = 0.2 %;

5.      Низшая теплота сгорания Q ^с_н = 35.88 МДж/м

6.      Процент продувки 4%.

Расчет объемов продуктов сгорания, объемный долей трехатомных газов

Теоретический объем воздуха

теоретический объем азота:

объем трехатомных газов

теоретический объем водяных паров:

Теоретический объем продуктов сгорания

Коэффициент избытка воздуха

коэффициент избытка воздуха на выходе из топки для камерных топок при сжигании газообразного топлива:

величина присосов воздуха в топке для камерных газомазутных котлов:

величина присосов воздуха по конвективным поверхностям нагрева:

Коэффициент избытка воздуха на входе в топку:

Коэффициенты избытка воздуха за поверхностями нагрева:

за первым конвективным пучком

за вторым конвективным пучком

за водяным экономайзером

средние коэффициенты избытка воздуха по газоходу для каждой поверхности нагрева:

для топочной камеры

для 1 конвективного пучка

для конвективного пучка

для водяного экономайзера

Энтальпия теоретически необходимого количества воздуха:

Энтальпия теоретического объема продуктов сгорания

Энтальпия продуктов сгорания

=

Тепловой баланс котельного агрегата и определение расхода топлива

Располагаемое тепло  на 1 м3 газообразного топлива, кДж/м3, для котла ДЕ 10-14ГМ определяется по формуле:

Расчёт потерь тепла с уходящими газами Потеря тепла с уходящими газами %, определяется по формуле:

%

Θух = 125ºС

q₄ = 0%

q₃ = 0.2 %

q₅ = 1.8%

Коэффициент полезного действия котла Коэффициент полезного действия котла определяется по формуле:

%

Коэффициент сохранения тепла φ находится по формуле:

Расход топлива Расход топлива B, кг/с, подаваемого в топочную камеру парового котла определяем по формуле:

D_нп=2.63 кг/с

φ = 0,98

h_нп = 2675,5 кДж/кг

h_кип = 830 кДж/кг

h_пв = 420 кДж/кг

Расчет теплообмена в топке

Температура газов на выходе из топки определяется по формуле:

Расчёт параметров, входящих в формулу для расчета температуры газов на выходе их топки котла.

Определение адиабатической температуры горения:

По вычисленному значению Q_T, по таблице 6 интерполяцией определяем ?_а=1992ºС

Т_а= 1992+273=2265 ºС

Определение параметра М.

Параметр М определяется в зависимости от относительного положения максимума температуры пламени по высоте топки Хт.

Он зависит от вида топлива и способа его сжигания. Для случая сжигания газа параметр М определяется по формуле:

М = 0.54 - 0.2∙Хт

М = 0.402

Коэффициент теплового излучения топочной камеры

Поглощательная способность рассчитывается по формуле:

= 0.1

= k_г∙r_п

р = 0.1 МПа

Действительная температура газов на выходе из топки

Принимаем температуру газов на выходе из топки

Количество тепла воспринятого в топке:

Средняя тепловая нагрузка лучевоспринимающей поверхности нагрева:

Расчетное тепловое напряжение топочного объема:

Расчет 1-го конвективного пучка

Температура газов на входе в 1-й конвективный пучок -

Энтальпия продуктов сгорания на входе в 1-й конвективный пучок -

Температура газов на выходе из 1-го конвективного пучка:

вариант - , 2 вариант

Энтальпия, соответствующая этим температурам:

вариант - , 2 вариант -

Теплота, отданная дымовыми газами в 1-м конвективном пучке, определяется по соотношению

1 вариант:

вариант:

Температура насыщения воды при давлении в барабане котла определяется по таблице

t = 195 ºC

1-й вариант:

-й вариант:

Средняя температура газов:

вариант:

вариант:

Скорость газов:

1 вариант:

вариант:

Коэффициент теплоотдачи конвекцией:

1 вариант:

вариант:

Эффективная толщина излучающего слоя

-        при

         при

Суммарная оптическая толщина продуктов сгорания

r

-        1 вариант:

вариант

Коэффициент теплового излучения газовой среды

вариант:

вариант:

Температура наружной поверхности загрязненной стенки

Коэффициент теплоотдачи излучением продуктов сгорания

вариант:

вариант:

Коэффициент теплопередачи

вариант:

вариант:

Тепло, воспринятое первым конвективным пучком, по условию теплопередачи

1 вариант:

вариант:

Расчетное значение искомой конечной температуры определим по соотношению

Эту температуру принимаем за температуру газов на выходе из 1-го конвективного пучка

Энтальпия продуктов сгорания на выходе из 1-го конвективного пучка

Тепловосприятие 1-го конвективного пучка по балансу

Тепловой расчет 2-го котельного пучка

Для второго конвективного пучка аналогично предыдущему расчѐту принимаем на выходе из него температуру продуктов сгорания равной:

1 вариант -

вариант

Энтальпия, соответствующая этим температурам:

Энтальпия, соответствующая этим температурам:

вариант -

вариант -

Теплота, отданная дымовыми газами во 2-м конвективном пучке, определяется по соотношению

вариант:

вариант:

Температура насыщения воды при давлении в барабане котла

t = 195 ºC

1-й вариант:

-й вариант:

Средняя температура газов:

вариант:

вариант:

Скорость газов:

1 вариант:

вариант:

Коэффициент теплоотдачи конвекцией: 1 вариант:

вариант:

Коэффициент теплопередачи

вариант:

вариант:

Тепло, воспринятое пароперегревателем, по условию теплопередачи

1 вариант:

вариант:

Расчетное значение искомой конечной температуры определим по соотношению

Эту температуру принимаем за температуру газов на выходе из 1-го конвективного пучка

Энтальпия продуктов сгорания на выходе из 2-го конвективного пучка

Тепловосприятие 2-го конвективного пучка по балансу

Тепловой расчет водяного экономайзера

При поверочном расчете чугунного водяного экономайзера температура газов на входе принимается из теплового расчета второго конвективного пучка , энтальпия продуктов сгорания .

Температура газов на выходе из водяного экономайзера равна температуре уходящих газов, которой мы задались при расчете баланса котла , энтальпия .

Экономайзер компонуется из отдельных ребристых чугунных труб ВТИ длиной 2 метра, с поверхностью нагрева с газовой стороны  и живым сечением для прохода газов .

Проходное сечение для газового потока можно определить по формуле:

Температура питательной воды на входе в водяной экономайзер - 100 ºС, энтальпия -

Теплота, воспринятая водой в водяном экономайзере:

Теплота, отданная газами:

Энтальпия воды на выходе из экономайзера:

Температурный напор в водяном экономайзере:

тепловой расчет котел экономайзер

Средняя температура воды:

Средняя температура поверхности стенки:

Средняя температура продуктов сгорания:

Скорость газов:

Коэффициент теплопередачи:

Тепло, воспринятое водяным экономайзером по условию теплопередачи:

Полагаем, что Q_б = Q_т

Площадь поверхности водяного экономайзера:

Число труб:

штук

Принимаем это количество кратным пяти - 125 штук.

Количество вертикальных рядов

ряда.

Расчет невязки баланса котла

Невязка баланса котла рассчитывается по формуле:

Невязка теплового баланса котла определяется по соотношению

Невязка баланса является допустимой. Тепловой расчѐт котельного агрегата считается законченным.