Тепловой расчет котельного агрегата БКЗ-75-39ФБ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ  ИРКУТСКОЙ ОБЛАСТИ

 

Усть-Илимский филиал

Областного государственного бюджетного образовательного учреждения

среднего профессионального  образования

«Иркутский энергетический колледж»

(УИФ ОГБОУ СПО «ИЭК»)

 

 

 

Курсовой проект

 

 

 

 

По дисциплине:   Котельные установки ТЭС    

 

Тема:  Тепловой расчет котельного агрегата БКЗ-75-39 ФБ   

 

 

 

 Выполнил студент гр.  2.ТЭС.11        Гуртяков П.П    

                                                                                  Ф И О           

                                                                             24.06.2013            

                              дата,  л. подпись

 

 

 

 

 

 Проверил преподаватель        Мелентьева А.А   

                                Ф И О   

                                            __________________________________________

                   оценка, дата,  л. подпись

 

 

 

 

 

 

Усть-Илимск

2013

 

содержание

    Введение 3

1. Заданные параметры 7

2. Расчет объемов воздуха и продуктов сгорания 8

3. Расчет средних характеристик продуктов сгорания

    в поверхностях нагрева 10

4. Тепловой расчет котлоагрегата БКЗ-75-39 ФБ 11

5. Расчет энтальпий продуктов сгорания 12

6. Расчет теплового баланса и расхода топлива 14

7. Расчет топки 16

8. Расчет фестона 18

9. Расчет пароперегревателя 20

    Заключение 23

    Список использованных источников 24

    Приложение: 1. Схема на 2л. в 1экз.

     2. Эскиз котельного агрегата на1л. в 1экз.

   

 

Введение

Для расчета предлагается котельный агрегат  (КА) БКЗ-75-39 ФБ однобарабанный, вертикально-водотрубный с естественной циркуляцией предназначен для работы на бурых и каменных углях, торфе, антрацитовым штыбе и тощих углях – с одновременным производством перегретого пара давлением 39 кгс/см², температурой 440º С и производительностью по пару 75 т/ч. Компоновка котла БКЗ-75-39 ФБ выполнена по П - образной схеме. Топочная камера размещена в первом (восходящем) газоходе. В верхнем (поворотном) газоходе расположен пароперегреватель, во втором (нисходящем) газоходе расположен водяной экономайзер(теплообменник для предварительного подогрева воды, подаваемой в паровой котел, за счет теплоты отходящих газов) и воздухоподогреватель.

Котёл имеет один барабан, предназначенный для разделения пароводяной смеси и барботажной (пропускание через жидкость газа или пара под давлением) промывки насыщенного пара питательной водой. Для прогрева нижней образующей полусферы барабана в начальный период растопки предусмотрен коллектор парового разогрева; для равномерного расхолаживания верхней образующей полусферы барабана в период останова предусмотрен коллектор парового расхолаживания. Подвод котловой воды из барабана котла к нижним камерам экранных блоков осуществляется по водоопускным трубам.  Водоопускные трубы идут вдоль топки и обмурованы заодно с ней. К каждой камере фронтовых и тыловых экранных блоков котловая вода подводится по 4 трубам. К камерам боковых средних блоков котловая вода подводится по 6 трубам: 2 в „чистый“ отсек и 4 в „солевой“ отсек от выносных циклонов. К каждой камере боковых крайних экранных блоков котловая вода подводится по 2 трубам. Отвод пароводяной смеси от верхних камер экранных блоков осуществляется соответствующим количеством пароотводящих труб такого же размера.

В паровом пространстве барабана происходит объемная сепарация пара (отделение капелек воды из потока пара). Под потолком барабана установлена  решетка, предназначенная для равномерного парораспределения по пароотводящим трубам. Из барабана сухой насыщенный пар отводится по пароперепускным трубам в камеры потолочного пароперегревателя.

Питательная вода в барабан  котла подводится по трубам с фронтовой  стороны. Внутри барабана вся питательная  вода поступает в раздающий короб, откуда часть воды поступает непосредственно  в водяной объем, а часть воды направляется на промывочный лист для  барботажной промывки пара.

На котле имеется пароперегреватель (ПП), предназначенный для перегрева  сухого насыщенного пара до номинальных  параметров с целью получения  максимального к.п.д. на котле, турбоагрегате и всей паросиловой установки в целом. Конструктивно пароперегреватель расположен в верхней части КА: поверхности нагрева – в горизонтальном газоходе;  пароперепускные трубы, камеры, коллекторы, пароохладители - вне обогреваемой зоны над потолком КА.

За пароперегревателем расположена  поворотная камера, соединяющая горизонтальный газоход с конвективной шахтой. Конвективная шахта представляет собой опускной газоход с расположенными в нем  поверхностями нагрева водяного экономайзера и воздухоподогревателя. Водяной экономайзер предназначен для нагрева питательной воды до температуры близкой к температуре  насыщения пара, воздухоподогреватель (ВЗП) предназначен для подогрева воздуха, подаваемого в топку котла и необходимого для обеспечения процесса горения топлива. В целом подогрев питательной воды и воздуха обеспечивает максимальный к.п.д. котла.

Питание КА водой осуществляется через узел питания, расположенный  на основной отметке обслуживания КА. Узел питания оснащен двумя регуляторами питания: основным Ду225 поворотного  типа и байпасным Ду100 шиберного типа. Длительная эксплуатация котла допускается на клапане Ду225, клапан Ду100 используется как аварийный при выходе из строя основного клапана. Работа поворотных клапанов допускается на любых перепадах давления, на шиберных клапанах перепад допускается не более 50кгс/см².

В курсовой работе приводится проверочный тепловой расчет котлоагрегата БКЗ-75-39 ФБ, основной целью расчета  является определение основных показателей работы котлоагрегата и его элементов, а также мероприятий, обеспечивающих высокую надежность и экономичность его эксплуатации при заданных условиях.

 

№ строки	Формат	Обозначение	Наименование	Кол-во листов	№ экз.	Примечание
1
2
3	А-4	КП 919 140101 2013 ЛУ	Лист утверждения	1
4	А-4	КП 919 140101 2013	Задание на курсовой проект	1
5	А-4	КП 919 140101 2013 ГЧ	Продольный разрез Котельного агрегата БКЗ75-39ФБ	1
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20

 

 

 

 

 

 

					КП 919 140101 2013 ВД
Изм.	Лист	№ докум.	Подп.	Дата
Разработал		Гуртяков			Тепловой расчет котельного агрегата БКЗ-75-39ФБ	Лит			Лист	Листов
Проверил		Мелентьева				У				1
Н. контр						Филиал ИЭК в г .Усть-Илимске
Утверждаю

 

1. Заданные параметры

Провести тепловой (проверочный) расчет котельного агрегата

БКЗ-75-39 ФБ

Заданные параметры:

1.Производительность 75 т/час

2.Давление перегретого  пара 40 кгс/см²

3.Давление в барабане 44 кгс/см²

4.Температура перегретого  пара 440⁰ С

5.Давление питательной  воды 50 кгс/см²

6.Температура питательной  воды 145⁰ С

Заданное топливо: каменный уголь Гусиноозерский марки Б₃ .

   Таблица 1

Характеристика топлива

 

Углерод СР	Водород НР	Кислород ОР	Азот NР	Сера SР	Зола AР	Влага WР
43.9	3.2	11.4	0.7	0.5	16.8	23.5

 

Выход летучих на горючую массу V_Г = 49%;

Низшая теплота сгорания Q^Р_Н = 17556.1

 

 

 

 

 

 

 

 

2. расчет Объемов воздуха и продуктов сгорания

Объем воздуха и продуктов  сгорания при  α = 1

,  (1)

м³/кг;

,      (2)

 м³/кг;

,      (3)

 м³/кг;

,  (4)

 м³/кг.

Выход летучих на горючую массу V_Г = 49%.

При  избытке воздуха  α > 1:

Объем водяных паров:

,     (5)

 кг/м³;

Объем дымовых газов:

,    (6)

 м³/кг;

 

 

 

 

 

Объемные доли 3-х атомных  газов, равные парциальным давлениям  газов при общем давлении 1 кгс/см²:                      

                             ,       (7)

  

  

                       (8)

 

  

Безразмерная концентрация золы в дымовых газах:

  ,       (9)

  

где α_ун = 0,95 (Кузнецов табл. XVII-XIX)

 Масса дымовых газов:

, кг/м³    (10)

 

 

 

 

 

 

 

3. Средние характеристики продуктов сгорания в поверхностях нагрева

Произведен расчет средних  характеристик продуктов сгорания в поверхностях нагрева и сведён в таблицу 2.

Таблица 2

Наименование  величин	Размерность	V0 = 4,38м3/кг; VRO2 = 0,153 м3/кг; V0N2 = 3,4м3/кг; V0H2O = 0,717118м3/кг
		Топка и фестон	П/П 1ст	П/П 2ст	В/Э 2ст	ВЗП 2ст	В/Э 1ст	ВЗП 1ст
Коэффициент избытка воздуха за газоходом α	–	1,25	1,28	1,31	1,33	1,36	1,38	1,41
Коэффициент избытка воздуха α средний	–	1,225	1,265	1,295	1,32	1,345	1,37	1,395
VH2O = V0H2O +0,0161*(α-1)*V0	м3/кг	0,7904	0,7927	0,7945	0,7959	0,7973	0,7988	0,8002
Vг = VRO2 +VN2 +VH2O + (α-1)*V0	м3/кг	5,3073	5,4609	5,5695	5,6599	5,7503	5,8408	5,9312
rRO2 =	–	0,1714	0,1666	0,1633	0,1607	0,1582	0,1558	0,1534
rH2O =	–	0,1489	0,1451	0,1426	0,1406	0,1386	0,1367	0,1349
rn = rH2O +rRO2	–	0,3203	0,3117	0,3059	0,3013	0,2968	0,2925	0,2883
GГ =1– +1,306*V0*α	кг/м3	6,601	6,786	6,926	7,042	7,158	7,275	7,391
μ =	–	0,0156	0,0152	0,1494	0,1469	0,0144	0,0142	0,0140