Расчет котельной

 

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

 

 

 

Регулятор разряжения в  топке котла является так же астатическим. Благоприятные динамические свойства участка тяги позволяют обеспечить устойчивое регулирование с точность -1,+1 мм вод.ст. Датчиков регулятора является дифференциальный тягомер ДТ2. Импульс разряжения отбирается из задней верхней топки котла или из газохода. Электрический сигнал дифференциального тягомера ДТ2 вводится в усилитель УТ, который осуществляет управление исполнительным механизмом тяги типа ГИМ. Изменение количества отводящихся газов осуществляется с помощью направляющего аппарата дымососа.

Регулятор питания водой  представляет собой одноимпульсный пропорционально-интегральный (изодрамный) регулятор. Датчиком регулятора является дифманометр ДМ, используемый в качестве гидростатического уровнемера.

Отбор перепада давления (по уровню столба воды в котле) осуществляется через уравнительный сосуд.

Приотклонений уровня в  барабане от его номинального значения датчик перепада давления формирует электрический сигнал суммирования складывается с сигналом обратной связи.

Ликвидация отклонения уровня осуществляется за счет изменения  подачи воды в котел регулирующим клапаном питания, который управляется  исполнительным механизмом ГИМ-И (ГИМ-ДИ). Введение упругой обратной связи обуславливается динамическими свойствами участка регулирования питания.

Действие упругой обратной связи формируется в блоке  управления ГИМ-И, а электрический  сигнал обратной связи снимается  с датчика перемещения дифференциального тягометра ДТ2.

Время действия обратной связи, устанавливаемое дросселем блока  управления, является основным параметром динамической настройки регулятора и определяется расчетным путем.

Развернутая принципиальная схема автоматического регулирования, теплотехнического контроля и автоматической защиты для котла ДЕЮ-14 в условных обозначениях по ГОСТ показана на рис 12.25.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

 

 

 Разраб.

Ф.И.О.

 Провер.

Ф.И.О.

 Реценз.

Ф.И.О.

 Н. Контр.

Ф.И.О.

 Утверд.

Ф.И.О.

 

Лит.

Листов

 

 

3.Расчет объемов  воздуха и продуктов сгорания.

1.Определить теоретический  объем воздуха, необходимого для  полного сгорания (м³/м³) ; (3.41)

V°=0,0476[0,5 Co+0,5H2+T,5tfeS.+E(m+n/4)CmHn-02]

V°=0,0476

[(1 +4/4)* 91,9+(2+6/4)*2,1 +(3+8/4)* 1,3+(4+10/4)* 0,4+(5+12/4)* 0,1 )= 9,56998 м³/м³

2.Определить теоретический  объем азота в продуктах сгорания (м³/м³); (3.6.1)

V^on2=0,79V°+n2-100 V°n2=0,79*9,569+3/100=7,5902.

3.Определить объем трехатомных  газов (м³/м³); (3.8.1)

VrO2=0, о 1 (сог+^еа+н^+Ем* смНп)

V ro2⁼0,0 1(1,2+( 1*91,9+2,1*2+3*1,3+4 *0,4+5*0,1 )⁼ 1,033

4.Определить теоретический  объем водяных паров (м³/м³); (3.10.1)

V°H2o=0,01(HsS+WEn/2 CmHn+0,124 dr.mn)+0,0161V°

V°h2o=0, 01(4/2*91,9+6/2*2,1+8/2*1,3+10-2*0,4+12/2*0,1 )+0,016 1*9,569=2,133

5.Определить средний  коэффициент избытка воздуха  в газоходе для каждой поверхности нагрева: (3.11.1)

αт=1,1 (табл. 3.2.1)

Δα₁=0,05 (табл.3.1.1)

Δα₂=0,1 (табл. 3.11)

Δαэк=0,1 (табл.3.1.1)

αi=αt+Δα₂= 1,1 +0,0 5=1,15

 α₂=αт+Δα₂= 1,15+0,1=1,2 5

αэк=α₂+Δαэк= 1,25+0,1=1,3 5

αсрл=1,1+1,15/2=1,125

αс_Р.2=1,15+1,25/2=1,2

с_Р.эк=1,25+1,3 5/2= 1,3

 

 

 

 

 

 

6. Определить избыточное количество воздуха для каждого газохода (м³/м³); (3.12.1)

Vв.изб.=У°(αср.- 1)

Vв.изб.т=9,569(1,1 -1 )=0,9569

Vв.изб.1=9,569(1 Д25-1)=1,19624

 

 

 

 

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

 

 

 

Vв.изб.2=9,569(1,2-1)=1,913996

Vв.изб.эк.=9,569(1,3-1 )=2,870994

7. Определить действительный объем водяных паров (м³/м³); (3.13.1)

Ун2о=У°н2о+0,0161 (αср. -1) V°

Vh2o=2,1 33+0,0161 *(1Д-1)*9,569=2,148407

Vн2о₁=2,133+0,0161*(1,125-1)*9,569=2,152259

Vh2o2=2,133+0,0161*(1,2-1)*9,569=2,163815

Vн2оэк=2,133+0,0161*(1,3-1)*9,569=2,179223

8. Определить действительный суммарный объем продуктов сгорания (м³/м³); (3.14.1)

Vr=V R02+V°N2+(£cp-1) V°+V°H2o+0,0161 (£ср-1)

Vr_T=1,033+7,5902+0,956998+2,188407=11,728605 Vr₁=l,033+7,5902+1,1962475+2,152259=11,9717065 Vr₂=l,033+7,5902+1,913996+2,163815=12,701011 Vrэк=1,033+7,5902+2,870994+2,179223=13,673417

9. Определить объемную трехатомных газов, водяных паров и суммарную объемную долю: (3,15,1)

ГR02=VR02 / Vr

Гко2т=1,033/11,768605=0,087775

ГR02i=1,033/11,9740425=0,08619779

ГR022=l,033/12,701011=0,0813321

ГR02_3K=l,033/13,67=0,07554805

 

 

 

 

Г н2о=V H2o/Vr(3.16.1)

Г н2о т =2 Д48407/11,728605=0,183176

Г н2о 1 = 2,152259/11,9717015=0,179778

Гн2_{0 2} =2,163815/12,701011 =0,1703655

Гн2₀эк=2, 179223/13,673417=0,159376

 

Г n=Г R02+r н2о(3.17.1)

Гnт=0,08777+0,182554=0,2688209

Гn ₁=0,0861979+0,1703655=0,2516976

Гn ₂=0,08 13321 +0,170365 5=0,2516976

Гnэк=0,07554805+0,23492405.

 

 

 

 

 

 

 

Из

 

 

 

м.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

 

 

Таблица: 1

Величина.	Расчетная формула.	Газоход
		Топка.	1 кон- вект.пу-к пучок	2 кон- вект.пу-к пучок	Водяной экономайзер зер
Коэффициент избытка воздуха после поверхности нагрева	(табл. :3.2.1 ;3.1. 1)	1,1	1,15	1,25	1,35
Средний коэффициент избытка воздуха в газоходе поверхности нагрева	αср=α1=α2/2	1,1	1,125	1,2	1,3
Избыточное количество воздуха, м3/м3	Vв.изб.=V°(αср -1)	0,956998	1,19624 75	1,91399 6	2,870994
Объем водяных паров, м3/м3	V н2о=V°h2o=0,0 1 61(αcp-1)V°	2,148407	2,15225 9	2,16381 52	2,179223
Полный объем продуктов сгорания,м3/м3	Vr=VRO2=V°N2+(αcp -1)V0+V0H2O+(αcp-1) V0	11,768605	11,9840 425	12,7010 11	13,673417
Объемная доля трехатомных газов.	Г R02=V R02/Vr	0,08777	0,08619 79	0,08133 21	0,0755480 5
Объемная доля водяных паров	Г h2o=V h2o/Vr	0,182554	0,18062 3	0,17036 55	0,0755480 5
Суммарная объемная доля	Гп=Г н2о+ГR02	0,270324	0,26682 09	0,25169 76	0,2349240 5

 

 

 

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

 

 

 

4. Расчет энтальпий воздуха  и продуктов сгорания.

 

1.Вычислить энтальпию  теоретического объема воздуха  для всего выбранного диапазона температур (кДж/м³):

∫⁰b=V°(CQ)b (3.19.1)

∫⁰b =9,569*3074=29418,118    (CQ)b  из (табл.3.4.1)

∫⁰b =9,569*2574=24633,128

∫⁰b =9,569*2247=21503,745

∫⁰b =9,569* 1760=16843,164

∫⁰b =9,569* 1285=12297,424

∫⁰b =9,569*11,34=10852,357

∫⁰b =9,569*982=9397,720

 ∫⁰b =9,569*832=7962,223

∫⁰b =9,569*686=6565,006

∫⁰b =9,569*543=5196,499

∫⁰b =9,569*404=3866,271

∫⁰b =9,569*226,8=2170,471

2.Определить  энтальпию теоретического объема  продуктов сгорания для выбранного диапазона температур (кДж/м³):

∫⁰_r=V°R02(CQ)R02+V⁰N2(CQ)N2+V⁰H20(CQ)H20

∫⁰r=1,033*4859+7,5902*2973+2,133*3939=35986,8986 ∫⁰r=l,033*4049+7,5902*2490+2,133*3238=29988,169 ∫⁰r=1,033*3515+7,5902*2171+2,133*2789=26058,2562 ∫⁰r=1,033*2726+7,5902*1701+2,133*2138=20287,2422

∫⁰r=1,033*1957+7,5902*1247+2,133*1529=14747,9774 ∫⁰r=l,'033*1709+7,5902*1096+2,133*1340=12942,4762

∫⁰r=l,033*1466+7,5902*949+2,133*1151=11172,5608 ∫⁰r=1,033*1226+7,5902*806+2,133*920=9453,1692

∫⁰r=l,033*999+7,5902*666+2,133*797=7787,0412 ∫⁰r=U033*774+7,5902*528+2,133*628=6146,6961 ∫⁰r=l,033*561+7,5902*393+2,133*464=4552,1736 ∫⁰r=1,033*302,3+7,5902*221,7+2,133*258,8=2547,043

 

3. Определить  энтальпию избыточного количества  воздуха для всего выбранного диапазона температур (кДж/м³):

∫⁰_{B изб}=(£-1)/°в(3.21.1)

∫⁰_{в изб}=(1,1-1)*29418,118=8118

∫⁰_{в изб} =( 1,1-1 )*24633,128=2463,3128

∫⁰_{в изб} =(1 Д-1)*21503,745=2150,3745

∫⁰_{в изб} =( 1,1 -1 )* 16843,164=1684,3164

 

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

 

 

 

∫⁰_{в изб} =( 1,1 -1 )* 12297,424= 1229,7424

∫⁰_{в изб} =(1,15-1)12297,424= 1844,6136

 ∫⁰_{в изб} =(1,15-1)*10852,357=1627,15355

∫⁰_{в изб} =(1,15-1)*9397,720=1409,658

∫⁰_{в изб} =(1,15-1)*7962,223=1194,333

∫⁰_{в изб} =(1,25-1)*10852,357=2713,089

 ∫⁰_{в изб} =( 1,25-1 )*9397,720=2349,43

∫⁰_{в изб} =(1,25-1)*7962,223=1990,555

 ∫⁰_{в изб} =(1,25-1)*6565,006=1641,2515

 ∫⁰_{в изб} =(1,35-1)*6565,006=2297,7521

∫⁰_{в изб} =( 1,35-1 )* 5196,499= 1818,7746

∫⁰_{в изб} =(1,35-1)*3866,271=1353,19485

 ∫⁰_{в изб} =( 1,3 5-1 )*2170,471 =759,66485.

 

4. Определить энтальпию  продуктов сгорания при коэффициенте избытка воздуха £<1 (кДж/м³):

∫=∫⁰r +∫⁰_{в изб}.(3.22.1)

Ȳ=35986,8986+2941,8118=38928,7104

Ȳ=29988,869+2463,3128=32452,1818

Ȳ=26058,2562+2150,3745=28208,6307

Ȳ=20287,2472+1684,3164=21971,5636

Ȳ=14747,9174+1229,74=15977,6598

Ȳ=14747,9174+1844,6136=16592,531

Ȳ=12942,4762+1627,15355=14569,62975

Ȳ=11172,5608+1409,658=12582188

Ȳ=9453,1692+1194,333=10647,5022

Ȳ=12942,4762+2713,089=15655,5652

Ȳ=11172,5608+2349,43=13521,9908

Ȳ=9453,l 692+1990,555=11443,7242

Ȳ=7787,0412+1641,2515=9428,2935

Ȳ=7787,0412+2297,7521=10084,7923

Ȳ=6146,6916+1818,77468=7965,46628

Ȳ=4552,1736+1353,19485=5905=5905,36845

Ȳ=2547,04364+759,66485=3306,70849.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

 

 

 

 

 

Таблица: 2. Энтальпия продуктов сгорания

Поверх ность	t°c	/°в	Y°c	Yb изб	f
Топка	2000 1700 1500 1200 900	29418,118 24633,128 21503,745 16843,164 12297,424	35986,8986 29988,869 26058,2562 20287,2422 14747,9174	2941,8118 2463,3128 2150,3745 1684,3164 1229,7424	38928,7104 32452,1818 28208,6307 21971,5636 15977,6558
1 конвективный пучок	900 800 700 600	12297,424 10852,357 9397,720 7962,223	14747,9174 12942,4762 11172,5608 9453,1692	1844,6136 1627,153555 1409,658 1194,333	16592,531 14569,62975 12582,2188 10647,5022
2 конвективный пучок	800 700 600 500	10852,357 937,720 7962,223 6565,006	12942,4762 11172,5608 9453,1692 7787,0412	2713,089 2349,43 1990,555 1641,2515	15655,5652 1352,9908 11443,7242 9428,2935
Водя ной эконо майзер	500 400 300 170	6565,006 5196,499 3866,271 2170,471	7787,0412 6146,6916 4552,1736 2547.04364	2297,7521 1818,77468 1353,19485 759,66485	10084,7933 7965,4662 5905,36845 3306,70849

 

5. Расчет потерь теплоты,  кпд и расхода топлива.

1. Определить располагаемую теплоту (кДж/м³):

Рс

Qp=Qb.bh.(4.15.1)

р

Q_P=36130

2. Определить потерю теплоты с уходящими газами:

q2=( Ȳух-£ухȲ°х.в)( 100-q4)/p(4.15.1)

Qp

q2=(3306,70849-1,35*240)* 100/36130=10,049%

3. Определить потерю теплоты от химической неполноты сгорания; (4.6.1)

Q 3=0,5%

 

 

 

 

 

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

 

 

 

4.  Определить потерю теплоты от наружного охлаждения:

q5= q5 ном - Оном/О

q5=1,7-10/10=1,7%

q5HOM=l,7 (табл. 4.5.1)

5. Вычислить полезную мощность парового котла (кВт).

Qnr=Onс(inn-inв)+Oнп(iнп-iн.в.)+0,01р(Опс+Онп)(iкип-iнв)

Qnr=2,78(3019-420)=7725,62 кВт.

6. Определить КПД брутто парового котла (%) из уравнения обратного теплового баланса: (4.24.1)

Zбр=l 00-(q2+q3q4+q5+q6)

Zбр= 100-( 10,049+0,5+1,7)=87,75%

7. Подсчитать расход топлива (м³/с), подаваемого в топку парового котла из уравнения теплового баланса:

Bnr=Qnr/Qp*Zбр* 100

Bnr=7725,62/36130*87,75*100=0,24 м³/с

 

8. Определить расчетный расход топлива (м³/с)

Вр=Вnr

Вр=0,24

9. Для последующих расчетов определить коэффициент сохранения теплоты:

ȹ=1-q5/z6p+q5

ȹ=1 -1,7/87,75+1,7=0,9809

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

 

 

 

Таблица: 3

Расчетный тепловой баланс и расход топлива

Величина	Обо зна че ние	Расчетная формула	Расчет
Располагаемое тепло	р Qp	Рс Qp=Qh+Qb.bh.	36130 кДж/кг
Потеря теплоты с уходящими газами	Я2	q2=(Yyx-£yx*Yx0B)( 100-q4) / p Qp	10,049%
Потеря теплоты от химической неполноты горения	Я3	(табл.4.4.1)	0,5%
Потери теплоты от наружного охлаждения	qs	q5= q5HOM (Ohom)/0	1,7%
Полезная мощность	Qnr	Qnr=Onc(inn-inB)+OHn(iHn- ш.в.)+0,01р(0пс+0н.п.)(псип -ш.в).	7725,62 кВт
КПДбрутто	Z6p	Z6p=100-( q2+q3+q4+q5+q6)	87,75%
Расходтоплива	Bnr	Bnr=Qnr/ p*Z6p * 100 Qp	0,24м3/сек
Определить- расчетныйрас- ход	вР	Вр—Впг	0,24м3/сек
Коэффициен- тсохранения теплоты	Ф	ф=1- q5/Z6p+ q5	0,9809