Тепловой расчёт парогенератор

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 10 Декабря 2011 в 23:30, курсовая работа

Описание работы

В курсовом проекте выполнен поверочный расчет топки и конвективного пучка парового котла марки ДКВР 20х13, а также конструктивный расчет экономайзера.

Для расчета предоставлены следующие исходные данные :
Номинальная паропроизводительность котельного агрегата- 20 т/ч;
Поверхность нагрева, установленная за котлом – экономайзер;
Температура питательной воды (после деаэратора) – 80 0С;
Способ сжигания топлива – в слое;

Содержание работы

Введение……………………………………………………………………….
Расчет объемов и энтальпий воздуха и продуктов сгорания при α=1..
Котёл. Общее описание котла снаружи………………………………….
Топка. Выбор топочного устройства. Описание топочного

устройства и топочного объема. Расчетные характеристики топки……….

2.1.2. Определение коэффициентов избытка воздуха и средних характеристик продуктов сгорания в поверхностях нагрева………………

2.1.3. Расчет энтальпий продуктов сгорания. Построение I-θ диаграммы..

2.1.4. Тепловой баланс и расход топлива……………………………………

2.1.5. Тепловой расчет топки………………………………………………..

2.2. Конвективные (кипятильные) пучки. Описание…………………………

2.2.1. Расчет конвективного пучка……………………………………………

3. Экономайзер………………………………………………………………..

3.1. Расчет водяного экономайзера……………………………………………

4. Определение расчетной невязки теплового баланса………………………

5.Сводная таблица теплового расчета котельного агрегата…………………

Заключение………………………………………………………………………

Литература………………………………………………………………………

Скачать архив (212.35 Кб) Сколько стоит заказать работу?
Файлы: 1 файл

ПЗ по ТГУ.docx

— 272.52 Кб (Скачать файл)

    Уравнение теплового баланса показывает, какое  количество теплоты отдают продукты сгорания воде или пару через конвективную поверхность нагрева.

    Количество  теплоты (Qб), отданное продуктами сгорания приравнивается к теплоте, воспринятой водой или паром. Для расчета задаются температурой продуктов сгорания после рассчитываемой поверхности нагрева и затем уточняют ее путем последовательных приближений. В связи с этим расчет ведут для двух значений температуры продуктов сгорания после рассчитываемого газохода.

Для определения  коэффициента теплоотдачи излучением в межтрубном пространстве пучка  предварительно находят эффективную толщину излучающего слоя /8/.

Результаты расчета  сведены в таблицу 6. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2.2.1. Расчет кипятильного пучка 

    Таблица 6

Расчёт  кипятильного пучка

№

п/п

 Наименование 

величин

 Обозначение Расчётная формула,

способ  определения

 Размер-ность Расчёт
1 2 3 4 5 6
1 Конструктивные  характеристики:
а) расположение труб – По данным приложения I [10]   Коридор

ное

б) диаметр труб dн /dвн То же мм 51/46
в) поперечный шаг s1 То же мм 110
г) продольный шаг s2 То же мм 100
д) число труб в ряду первого газохода
То же шт 22
е) число рядов труб в первом газоходе
То же шт 13
ж) число труб в ряду второго газохода
То же шт -
з) число рядов труб во втором газоходе
То же шт -
и) общее число труб z z =
·
+
·
 шт 286
к) средняя длина 

одной трубы

 lср По конструктивным данным мм 2600
л) конвективная поверхность нагрева Нк Нк = z π dн lср м2 119,08
2 Среднее сечение для прохода газов Fср По конструктивным данным м2 1,75
3 Температура газов перед кипятильным пучком первого 

газохода
Из расчёта  топки (без пароперегревателя)

=

ºС 860
4 Энтальпия газов на входе в первый газоход
По диаграмме  J-
 ккал/кг 3125
5 Температура газов за кипятильным

пучком  первого газохода
Предварительно  задается ºС 470
6 Энтальпия газов за первым пучком
По диаграмме  J-
 ккал/кг 1775
7 Средняя

температура газов
= 0,5(
+
)		 ºС 680
8 Тепловосприятие кипятильных пучков Qб Qб = φ(
–
+Δαкп
)		 ккал/кг 1335,7
 
      Продолжение табл.6
1 2 3 4 5 6
9 Секундный объём  газов Vсек Vсек =
м3 /сек 17,03
10 Средняя скорость газов ωГ.СР ωГ.СР = Vсек / Fср м/сек 9,73
11 Температура насыщения  при давлении в барабане котла ts По приложению V [10] ºС 194,13
12 Коэффициент

загрязнения

 ε Принимается по номограмме XII [10]
0,0058
13 Температура

наружной  стенки

 tз tз = ts + ε
ºС 304,16
14 Объёмная доля

водяных паров
Из табл.2 – 0,072
15 Коэффициент

теплообмена конвекцией

 αк

αн

Сz

Сср

 αк = αн Сz Сср 

по номограмме II [10]
50,93
16 Объёмная доля

сухих трёхатомных  газов
Из табл.1

– 0,12
17 Объёмная доля

трёхатомных газов
=
+
 – 0,192
18 Эффективная

толщина

излучающего слоя

 s S = (1,87
м 0,184
19 Суммарная погло-щательная

способность

трёхатомных газов
 s
 s		 м ата 0,035
20 Коэффициент ослабления лучей трёхатомными газами kГ По номограмме IX [10] – 2,8
21 Сила поглощения газового потока k p s kГ
s p, где р=1 ата		 м ата 0,098
22 Поправочный коэффициент а По номограмме XI [10] – 0,1
23 Коэффициент

теплообмена

излучением

 αл

αн

Сг

а

 αл = αн Сг а

по номограмме XI [10]

то же

из пункта 22 расчета
12,22
24 Коэффициент

омывания

поверхности нагрева

 ω По приложению II [10] – 0,90
      Окончание табл.6
1 2 3 4 5 6
25 Коэффициент теплопередачи k k=
43,43
26 Температурный напор на входе газов Δt' Δt'=
- ts		 ºС 665,87
27 Температурный напор на выходе газов Δt'' Δt''=
- ts		 ºС 275,87
28 Среднелогариф-мический температурный напор Δt Δt=
 ºС 443,18
29 Тепловосприятие поверхности нагрева по уравнению 

теплопередачи

 QТ QТ =
ккал/кг 1355,15
30 Отношение

расчётных величин тепловосприятия

 QТ / Qб Если QТ и Qб отличаются меньше, чем на 2%, расчёт считается законченным, в противном случае повторяется с изменением величины Q′′2кп % 1,46
31 Приращение 

энтальпии воды

 Δi Δi=
 ккал/кг 112,95
 
 

    Так как отношение  QТ / Qб  < 2%, то расчет считаем законченным. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

  1. Экономайзер.
 

    В курсовом проекте запроектирован блочный чугунный водяной экономайзер типа  ВТИ, который представляет собой систему ребристых труб диаметром 76х8 мм. Трубы собраны в колонну, состоящую из девяти горизонтальных рядов. Число труб в горизонтальном ряду определяется из условия получения требуемой скорости движения продуктов сгорания, а число горизонтальных рядов – из условия получения требуемой поверхности нагрева экономайзера. На концах экономайзерных труб имеются квадратные приливы – фланцы несколько большего размера, чем ребра на трубе. Эти фланцы после сборки экономайзера образуют две сплошные  металлические стенки. Газоход экономайзера отделяется от окружающей среды с двух сторон этими стенками, а с двух других сторон – кирпичной обмуровкой или обшивкой. Экономайзерные трубы соединяются чугунными деталями – калачами, присоединяемыми к трубам на фланцах.

Вода из питательной  линии подается в одну из крайних  нижних труб экономайзера, а затем  последовательно проходит через  эти калачи по всем трубам, после  чего поступает в котел. Для очистки  наружной поверхности труб экономайзера от золы и сажи их обдувают перегретым паром при помощи обдувочных устройств.

Для обеспечения  надежной эксплуатации экономайзера, на входе и выходе из него устанавливают  предохранительные клапаны и  запорные вентили, термометры, манометр, спускной вентиль, обратный клапан, а  в верхних точках – вантузы  для удаления воздуха. Экономайзер соединяется с верхним барабаном котла /6/.

 В п.3.1.  таблице 7 приведен расчет водяного  экономайзера. 
 
 
 
 
 
 

    1. Расчет  водяного экономайзера.

                                                                                                                       Таблица 7

                          Расчёт водяного экономайзера

№

п/п

 Наименование 

величин

 Обозначение Расчётная формула,

способ  определения

 Размер-ность Рас-

чёт

1 2 3 4 5 6
1 Конструктивные  характеристики:
а) диаметр труб dн /dгн По приложению  I [10] мм 76/60
б) расположение труб   То же – корид
в) поперечный шаг s1 То же мм 150
г) продольный шаг s2 То же мм 150
д) относительный поперечный шаг s1 / dн То же – 1,97
е) относительный продольный шаг s2/ dн То же – 1,97
ж)средняя длина одной трубы lср Принимается по приложению Х [10] мм 3000
з) число труб в ряду колонки z1 То же шт 9
и) число рядов труб по ходу газов z2 Принимается в  зависимости от вида топлива:

а) газ, мазут  z2 = 12;

б) тв.топлива с Wр >22% z2 = 14;

в) тв.топлива с Wр <22% z2 = 16.

 шт 16
2 Средняя скорость газов ωг Принимается равной

6-8 м/сек

 м/сек 8
3 Температура газов  на входе
Из расчёта  кипятильных пучков котла 
=
ºС 450
4 Энтальпия газов  на входе
По диаграмме  J-
 ккал/кг 1700
5 Температура газов  на выходе
Из задания 
=
 ºС 200
6 Энтальпия газов  на выходе
По диаграмме  J-
 ккал/кг 700
7 Температура воды на входе в

экономайзер

 t΄ Из задания  t΄ = t΄пв ºС 80
8 Энтальпия воды на входе в

экономайзер

 i΄ Согласно расчету  теплового баланса котлоагрегата (табл.4) ккал/кг 197,3
9 Тепловосприятие экономайзера по балансу Qб Qб =φ(
–
+ Δαвэ
)		 ккал/кг 993,5
 
      Продолжение таблицы 7
1 2 3 4 5 6
10 Энтальпия воды на выходе из

экономайзера

 i΄΄ i΄΄ = i΄+ Qб Вр / Qрp ккал/кг 467,03
11 Температура воды на выходе из

экономайзера

 t΄΄ По приложению V [10] при Рк ºС 194,13
12 Температурный напор на входе газов Δt΄ Δt΄=
– t΄΄		 ºС 255,87
13 Температурный напор на выходе Δt΄΄ Δt΄΄=
– t΄		 ºС 120
14 Средний температурный  напор Δtср Δtср = 0,5(Δt΄+ Δt΄΄) ºС 187,94
15 Средняя температура  газов
υ = 0,5(
+
)		 ºС 325
16 Средняя температура  воды t t = 0,5(t΄+ t΄΄) ºС 137,07
17 Объём газов  на 1 кг топлива Vг По табл.2 расчета нм3/кг 10,90
18 Сечение для

прохода газов

 Fг Fг =
 м2 1,40
19 Коэффициент

теплопередачи

 k

kн

Cv

 По номограмме ХVI [10]
17,09
20 Поверхность

нагрева

 Нвэ Нвэ =
м2 523,86
21 Поверхность

нагрева одного

элемента  с газовой стороны

 Нвэ
l		 В зависимости  от длины труб:

Длина,мм      1500 2000 2500 3000

Поверхность

нагрева,м2     2,18   2,95  3,72   4,49

 м2 4,49
22 Число рядов  труб по ходу газов z2 z2 =
шт 12,96
22 Число рядов  труб, принятое по констр. соображениям z2к По конструктивным соображениям шт 12
23 Число рядов  труб в одной колонке z΄2к z΄2к = 0,5 z2к шт 6
24 Высота колонки h h= s2 z΄2к + (500÷600) мм 1400
25 Ширина колонки b b= s1 z1 мм 1350
26 Приращение  энтальпии воды в экономайзере Δi Δi=
 ккал/кг 84,13
       
  1. Определение расчетной невязки теплового  баланса.
 

    В таблице 8 представлены расчеты невязки теплового баланса. 

Таблица 8

Определение невязки теплового баланса

№

п/п

 Наименование 

величин

 Обозначение Расчётная формула,

способ определения

 Размер-ность Расчёт
1 2 3 4 5 6
1 Количество  тепла, воспринятое на 1 кг топлива  лучевоспринимающими поверхностями топки, определённое из уравнения баланса Qл Из табл.5 ккал/кг 3130,98
2 То же

кипятильными 

пучками

 Qкп Из табл.6 ккал/кг 1385,03
3 То же

экономайзером

 Qэк Из табл.7 ккал/кг 993,46
4 Общее количество полезно использованного тепла Q1 Q1 =
ηка		 ккал/кг 5204,99
5 Невязка теплового  баланса  ΔQ ΔQ= Q1 – (Qл+ Qкп + Qэк) х(1–q4 /100) ккал/кг 15,22
6 Относительная

тепловая невязка

 δ΄ δ΄= ΔQ·100/
 ≤0,5%		 % 0,24
7 Приращение 

энтальпии воды в топке

 ΔiТ Из табл.5 ккал/кг 265,14
8 То же,  в  кипятильных

пучках

 Δiкп Из табл.6 ккал/кг 117,29
9 То же, в

экономайзере

 Δiэк Из табл.7 ккал/кг 84,13
10 Сумма приращений энтальпий Δi1 Δi1 = ΔiТ + Δiкп + Δiэк ккал/кг 466,55
11 Невязка теплового  баланса Δi – Δi1 iнп – iпв – Δi1 ккал/кг 2,35
12 Относительная

величина невязки

 δ2 δ2 = (Δi – Δi1)100/Δi ≤0,5% % 0,5

Информация о работе Тепловой расчёт парогенератор