Автор работы: Пользователь скрыл имя, 01 Апреля 2013 в 14:02, курсовая работа
Котельная установка состоит из котлоагрегата, предназначенного для выработки пара за счёт тепла, выделяемого при сжигании в топке органического топлива и ряда вспомогательных устройств, служащих для подачи воздуха в топку, отвода охлаждённых продуктов сгорания, приготовления угольной пыли и подачи её в топку. Котлоагрегат, предназначенный для определённой тепловой мощности, параметров пара и топлива поставляется комплектно котлостроительным заводом.
Все котельные установки разделяют на две основные группы:
- Энергетические
- Производственно-отопительные.
ВВЕДЕНИЕ
5
РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ
1. ТОПЛИВО. ВОЗДУХ. ПРОДУКТЫ СГОРАНИЯ
9
2. ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС КОТЛОАГРЕГАТА
13
3. РАСЧЕТ ТОПОЧНОЙ КАМЕРЫ
15
4. РАСЧЕТ КОНВЕКТИВНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ НАГРЕВА
24
5. РАСЧЕТ КОНВЕКТИВНЫХ ПУЧКОВ
29
6. СВОДНАЯ ТАБЛИЦА ТЕПЛОВОГО РАСЧЁТА И РАСЧЁТНАЯ НЕВЯЗКА ТЕПЛОВОГО БАЛАНСА
32
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
34
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
Таблица 2 - Характеристика продуктов сгорания по ходу газов
Величины |
V0= м3/кг; V0H2O= м3/кг; VRO2= м3/кг;V0N2= м3/кг. | |||
Ед. изм. |
Топка, фестон |
Конвектив ные пакеты |
Воздухо-подогре-ватель | |
1. Средний коэффициент избытка воздуха aiср |
aт |
aкпср |
aвпср | |
2. Объём водя ных паров VH2O=V0H2O+(aiср-1)∙V0∙ |
м3/м3 м3/кг, |
0,515 |
0,516 |
0,518 |
3. Полный объём продуктов сгорания Vг=VRO2+VH2O+V0N2+(aiср1)∙V0
|
м3/кг, м3/м3 |
6,06 |
6,09 |
6,19 |
4. Объемная доля водяных паров rH2O=VH2O/Vг |
- |
0,083 |
0,082 |
0,081 |
5. Объемная доля трехатомных газов rRO2= VRO2 /Vг
|
- |
0,14 |
0,139 |
0,137 |
6. Суммарная доля трехатомных газов rп= rH2O+rRO2 |
0,223 |
0,222 |
0,218 | |
7. Концентрация золы в дымовых газах µ=10АРаун/Vг µ=АРаун/1,3Vг100 |
г/м3 кг/кг |
61,96 0,048 |
61,58 0,047 |
60,64 0,047 |
аун – здесь и далее доля золы в уносе.
1. 4. Энтальпия воздуха и продуктов сгорания
Энтальпии теоретического объема воздуха Iв0 и продуктов сгорания Iг0, отнесенные к 1 кг или 1 м3 топлива при соответствующей температуре приводятся в справочных материалах.Энтальпию продуктов сгорания для соответствующих участков газового тракта определяют по формуле
Ii=Iгi+Iзл= Iг0+(aiср-1) Iв0+
Iзл,
Расчет удобно вести в табличной форме. Количество расчетных участков должно соответствовать схеме проектируемого агрегата. Энтальпия подсчитывается в отмеченном диапазоне температур.
Таблица 3 - Энтальпии продуктов сгорания в газоходах
t |
Iв0 |
Iг0 |
Iзл |
Участки газового тракта | |||||
0C |
|
|
|
Топка фестон |
Конвективные пакеты |
Воздухоподогре-ватель | |||
I |
ΔI |
I |
ΔI |
I |
ΔI | ||||
100 |
628 |
709 |
127 |
967,88 |
258,88 |
980,44 |
271,44 | ||
200 |
1262 |
1437 |
265 |
1967,02 |
530,02 |
1992,26 |
555,26 | ||
300 |
1914 |
2195 |
414 |
3010,94 |
815,02 |
3049,22 |
854,22 | ||
400 |
2566 |
2952 |
565 |
4055,86 |
1103,86 |
4107,18 |
1155,18 | ||
500 |
3248 |
3755 |
718 |
5155,08 |
1400,08 |
5220,04 |
1465,04 | ||
600 |
3930 |
4558 |
878 |
6261,3 |
1703,3 |
||||
700 |
4641 |
5394 |
1038 |
7406,61 |
2012,61 |
||||
800 |
5351 |
6229 |
1203 |
8502,2 |
2273,2 |
8709,64 |
2480,64 |
||
900 |
6084 |
7103 |
1372 |
9691,8 |
2588,8 |
9752,14 |
2649,14 |
||
1000 |
6817 |
7976 |
1543 |
10882,4 |
2906,4 |
10950,17 |
2974,57 |
||
1100 |
7560 |
8865 |
1721 |
12098 |
3233 |
12173 |
3308,6 |
||
1200 |
8303 |
9753 |
1892 |
13305,6 |
3532,6 |
||||
1400 |
9829 |
11555 |
2135 |
15655,8 |
4100,8 |
||||
1600 |
11375 |
13400 |
2483 |
18158 |
4758 |
||||
1800 |
12921 |
15275 |
2759 |
20618,2 |
5343,2 |
||||
2000 |
14506 |
17174 |
2943 |
23018,2 |
5844 |
||||
2200 |
16092 |
19095 |
3237 |
2550,4 |
6455,4 |
Iзл –энтальпия золы учитывается, если
> 1,5 [%кг/кДж], где (5)
Iзл= 4,18(сJ)злАраун/100
(сJ)зл – определяется справочных материалов.
На миллиметровой бумаге строится график зависимости энтальпии от температуры I-J .
2. ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС КОТЛОАГРЕГАТА
2. 1. Располагаемая теплота топлива
Тепловой баланс котлоагрегата выражает количественное соотношение между поступившей в агрегат теплотой (располагаемой теплотой топлива Qpp) и суммой полезно использованной теплоты Q1 и тепловых потерь Q2 ,Q3 ,Q4 ,Q5 ,Q6 .
Qpp= Qнp+ iтл, кДж/кг (7)
Qв.вн – количество теплоты, внесенное воздухом –учитывается лишь в случае подогрева воздуха вне котлоагрегата.
Физическая теплота топлива iтл учитывается для жидкого топлива
iтл= см tм,
где см – теплоемкость мазута, кДж/кгК, вычисляется по формуле
см = 1,74+0,0025 tм, (9)
tм – температура подогрева мазута, принимается 120-1300С.
2. 2. Статьи теплового баланса и КПД котлоагрегата
Общее уравнение теплового баланса имеет вид:
Qpp= Q1+ Q2 +Q3 +Q4 +Q5 +Q6, ,кДж/кг, (10)
или в относительных величинах (процентах от располагаемой теплоты Qpp)
100 = q1+ q2 +q3 +q4 +q5 +q6 (11)
Расчет предлагается вести в табличной форме
Таблица 4 - Тепловой баланс теплогенератора
Определяемая величина |
Обозна чение |
Ед. изм. |
Расч. формула или способ определения |
Величина |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
1. Располагаемая теплота |
Qpp |
|
из справочных материалов |
17710 |
2. Потеря теплоты от химич. неполноты сгорания |
q3 |
2% |
из справочных материалов |
0,354 |
3. Потеря теплоты от механич. неполноты сгорания |
q4 |
5% |
из справочных материалов |
0,8855 |
4. Температура уходящих газов |
Jух |
0С |
120 | |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
5. Энтальпия уходящих газов |
Iух |
|
по табл.3 |
1150 |
6. Температура воздуха в котельной |
tх в |
0С |
принимается 300С |
30 |
7. Энтальпия воздуха в котельной |
Iх в |
|
39,8V0 |
188,254 |
8. Потеря теплоты с уходящими газами |
q2 |
6% |
|
1,0626 |
9. Потеря теплоты от наружного охлаждения |
q5 |
0,5% |
из справочных материалов |
0,08855 |
10. Потеря с теплом шлака |
q6 |
% |
|
0,289 |
11.Сумма тепловых потерь |
Σ q |
% |
19,3 | |
12. КПД агрегата |
ηк а |
% |
100- Σ q |
80,69 |
13.Козффициент сохранения теплоты |
φ |
1- |
0,994 | |
14.Тепловая мощность котлоагрегата |
Qк а |
МВт |
из задания |
294,882 |
15. Полный расход топлива |
В |
кг/с |
|
20,63 |
16. Расчетный расход топлива |
Вр |
кг/с |
|
19,6 |
Потеря теплоты с уходящими газами определяется по формуле:
q2 = (12)
3. РАСЧЕТ ТОПОЧНОЙ КАМЕРЫ
При проектировании и эксплуатации котельных установок чаще всего выполняется поверочный расчет топочных устройств, при этом считаются известными конструктивные характеристики топки и экранных поверхностей. В результате расчета определяются: температура продуктов сгорания на выходе из топочной камеры, удельные нагрузки колосниковой решетки и топочного объема. Полученные значения сравниваются с допустимыми, рекомендуемыми в нормативном методе.
3. 1. Основные конструктивные и тепловые характеристики топки
2. Определяется объем топки и полная поверхность стен топки как сумма площадей ограждающих ее стен:
Fст= Fфр.ст. + Fзадн.ст. +2Fбок.ст. +2Fпов.кам. +Fкол.реш (13)
Определяется тепловое напряжение топочного объема и площади зеркала горения согласно справочных материалов и сравниваются с максимально допустимыми.
3. 2. Полная и лучевоспринимающая поверхность топки
Под площадью лучевоспринимающей поверхности участка Нл (м2) понимают площадь непрерывной поверхности, эквивалентной по тепловосприятию действительной незагрязненной площади поверхности экрана
Нл= Fпл х, (14)
где: Fпл– площадь, занятая лучевоспринимающей поверхностью, м2
Fпл=bl (15)
b =s( z-1) – расчетная ширина экрана,м
s – шаг труб,м
z – количество труб в экране
1 – средняя освещенная длина труб,м
х – угловой коэффициент, зависящий от конструкции экрана, определяется из справочных материалов.
Для определения площади суммарной лучевоспринимающей поверхности топки Hлт учитывают площади всех лучевоспринимающих участков топки
Hлт = ΣHлi. (17)
Расчет ведется в табличной форме
Таблица 5 – Расчет полной площади стен и суммарной лучевоспринимающей поверхности топки
Определяемая величина |
Обозначение |
Единица измерения |
Фронтальная стена |
Боковая стена |
Задняя стена |
Поворотная камера |
Суммарное значение |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
1. Полная площадь стены |
Fст. |
м2 |
480,6 |
350 |
480,6 |
- |
1661,1 |
2. Расстояние между осями крайних труб |
b |
м |
13,53 |
9,8 |
13,53 |
- |
- |
3. Освещенная длина труб |
l |
м |
35 |
- |
- | ||
4. Площадь, занятая
лучевоспринимающей поверхность |
Fпл |
м2 |
473,5 |
343 |
473,5 |
- |
1633,1 |
5. Наружный диаметр труб |
d |
мм |
48 |
- |
- | ||
6. Шаг труб
|
s |
мм |
100 |
- |
- | ||
Расстояние от оси труб до стены |
е |
мм |
124 |
- |
- |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
8. Отношение s/d |
- |
- |
2,08 |
- |
- | ||
9.Отношение e/d |
- |
- |
2,58 |
- |
- | ||
10. Угловой коэффициент |
х |
0,1 | |||||
11.Площадь лучевоспринимающих поверхностей экранов |
Hл i |
м2 |
47,35 |
34,3 |
47,6 |
- |
1633,2 |
12.Площадь лучевоспринимающей поверхности топки |
Hлт |
м2 |
163,32 | ||||
13. Степень экранирования топки |
ǽ |
ǽ = Hлт/ Fст. 0,098 | |||||
14.Коэф-т загрязнения экранов |
ζi |
0,1 | |||||
15.Коэффициент тепловой эффективности экрана |
ψi |
0,807 | |||||
16. Средний коэффициент тепловой эффективности топки |
ψс |
ψср = Σ ζi Hл i / Fст. 0,0098 |