Главная Коллекция "Otherreferats" Физика и энергетика Расчёт котельного агрегата Е-420-140

Расчёт котельного агрегата Е-420-140

Распределение тепловосприятия по поверхностям нагрева котельного агрегата. Конструктивный расчёт конвективных пароперегревателей и водяного экономайзера. Расчёт топки и ширмовой поверхности нагрева. Выбор температуры уходящих газов и подогрева воздуха.

Рубрика	Физика и энергетика
Вид	курсовая работа
Язык	русский
Дата добавления	27.10.2011
Размер файла	405,5 K

посмотреть текст работы

скачать работу можно здесь

полная информация о работе

весь список подобных работ

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Курсовой проект

по предмету «Котельные установки и парогенераторы»

на тему: Расчёт котельного агрегата Е-420-140

Содержание

Реферат

Введение

1. Составление схемы котельного агрегата

2. Выбор температуры уходящих газов и подогрева воздуха

3. Расчёт объёмов и энтальпий воздуха и продуктов сгорания

4. Тепловой баланс

5. Расчёт топки

6. Тепловой расчёт ширмовой поверхности нагрева

7. Распределение тепловосприятия по поверхностям нагрева котельного агрегата

8. Конструктивный расчёт конвективных пароперегревателей

9. Конструктивный расчёт водяного экономайзера

10. Расчёт воздухоподогревателя

Вывод

Список используемой литературы

РЕФЕРАТ

КОТЛОАГРЕГАТ, ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС, ПАР, ВОДА, ДЫМОВЫЕ ГАЗЫ, ЭНТАЛЬПИЯ, БАРАБАН, ШИРМА, ЭКОНОМАЙЗЕР, ТОПКА, ПАРОПЕРЕГРЕВАТЕЛЬ.

Объектом исследования данной курсовой работы является котлоагрегат типа Е-420-140.

Цель работы: рассчитать объёмы и энтальпии воздуха и продуктов сгорания, определить тепловой баланс котла, рассчитать топку, произвести тепловой расчёт ширмовой поверхности нагрева, сделать распределение тепловосприятия по поверхностям нагрева котельного агрегата, произвести конструктивные расчёты конвективных пароперегревателей, водяных экономайзеров, воздухоподогревателей .

ВВЕДЕНИЕ

Электрические станции представляют собой промышленные предприятия для выработки электрической энергии. Основное количество энергии в России производят на тепловых электрических станциях, использующих химическую энергию сжигаемого органического топлива.

Одним из основных тепловых агрегатов паротурбинной ТЭС является паровой котёл. Паровой котёл представляет собой системы поверхностей нагрева для производства пара из непрерывно поступающей в него воды путём использования теплоты, выделяющейся при сжигании топлива, которая подаётся в топку вместе с необходимым для горения воздухом. Поступающую в паровой котёл воду называют питательной водой. Питательная вода подогревается до температуры насыщения, испаряется, а выделившийся из кипящей котловой воды насыщенный пар перегревается. Эти процессы имеют чёткие границы протекания и осуществляются в трёх группах поверхностей нагрева. Подогрев воды до температуры насыщения происходит в экономайзере, образование пара - в парообразующей поверхности нагрева, перегрев пара - в пароперегревателе.

При сжигании топлива образуются продукты сгорания - теплоноситель, который в поверхностях нагрева отдаёт теплоту воде и пару, называемый рабочим телом. После поверхностей нагрева продукты сгорания при относительно низкой температуре удаляются из котла через дымовую трубу в атмосферу.

При выполнении расчета парового котла его производительность, параметры пара и питательной воды являются заданными. Поэтому цель расчета состоит в выборе рациональной компоновки и определения размеров всех поверхностей нагрева котла (конструкторский расчет) или же в определении температур и тепловосприятий рабочего тела и газовой среды в поверхностях нагрева заданного котла (поверочный расчет).

Исходные данные

Наименование котлоагрегата БКЗ-420-140.

Газообразное топливо.

Газопровод: Кулешовка-Куйбышев

Объёмный состав газа, %:

CH₄=580,

C₂H₆=17,2,

C₃H₈=7,4,

C₄H₁₀=2,

C₅H₁₂ и более тяжелые =0,5,

N₂=13,6,

H₂_S=0.5,

CO₂=0,8.

Низшая теплота сгорания сухого газа:

Q^Р_Н=41,74МДж/м³.

Объёмы воздуха и продуктов сгорания м³/м³:

V⁰=10,99,

V_RO₂=1,26,

V⁰_N₂=8,82,

V⁰_H₂_O=2,28.

1. Составление схемы котельного агрегата

рис. 1. Схема котельного агрегата

2. Выбор температуры уходящих газов и подогрева воздуха

Принимаем температуру уходящих газов по /1/ стр. 11

Температура подогрева воздуха

3. Расчёт объёмов и энтальпий воздуха и продуктов сгорания

котельный экономайзер конвективный подогрев

Теоретический объем воздуха для газообразного топлива

Теоретический объем азота для газообразного топлива

Теоретический объем трёхатомных газов для газообразного топлива

Теоретический объем водяных паров для газообразного топлива

Так как рассчитанные объёмы отличаются от взятых из таблицы, менее чем на 2%, то используем в расчётах табличные значения. Составляем таблицу объёмов.

Таблица 3.1. Таблица объёмов

Рассчитываемая величина и размерность	Газоход
	Все поверхности нагрева	Воздухоподогреватель
1. Присосы воздуха на поверхности нагрева	0	0,03
2. Коэффициент избытка воздуха за поверхностью нагрева	1,05	1,08
3. мк54Средний коэффициент избытка воздуха	1,050	1,065
4. Объём водяных паров	2,33	2,33
5. Полный объём газов	14,1855	14,375
6. Объёмная доля трёхатомных газов	0,0891	0,0879
7. Объёмная доля водяных паров	0,1635	0,1614
8. Доля трёхатомных газов и водяных паров	0,2526	0,2493

Таблица 3.2. Таблица энтальпий

t, °C			Все поверхности нагрева	ВП

100	1857	1672,6	1940,4		1990,8
200	3442	2927	3588,35	16,48	3676,2	16,85
300	5247	4442,5	5469,125	18,80	5601,9	19,26
400	7052	5958	7349,9	18,80	7527,6	19,26
500	8948	7540,5	9325,025	19,76	9550,7	20,23
600	10844	9123	11300,15	19,76	11573,8	20,23
700	12843	10724,5	13379,23	20,79	13701,0	21,27
800	14842	12326	15459,3	20,79	15828,1	21,27
900	16931,5	14056	17634,3	21,76	18056,0	22,28
1000	19021	15788	18810,4	21,76	19283,9	22,28
1100	21139,5	17536	21016,3	22,06	22542,3	22,58
1200	23258	19284	24222,1	22,06	24800,7	22,58
1300	20482	21057	21514,88	-27,07	22146,6	-26,54
1400	17666	22831	18807,55	-27,07	19492,5	-26,54
1500	16941,5	24625	18172,75	73,15	26861,5	73,69
1600	32177	26419	33437,95	73,15	34230,5	73,69
1700	34380	28215	35790,75	23,53	36637,2	24,07
1800	36643	30011	38143,55	23,53	39043,9	24,07
1900	38941,5	31851	4053,405	23,91	41489,6	24,46
2000	41240	33691	42924,55	23,91	43935,3	24,46
2100	43563,5	35531	45340,05	24,16	46406,0	24,71
2200	45867	37371	47755,55	24,16	48876,7	24,71

4. Тепловой баланс котла

Таблица 4. Тепловой баланс котла

Наименование	Обозначение	Размерность	Формула	Расчёт
1	2	3	4	5
Энтальпия перегретого пара	hпе	кДж/кг	По таблицам воды и водяного пара /3/ по Pпе=13МПа, tпе=5600C	3497,53
Энтальпия питательной воды	hпв	кДж/кг	По /3/ по Pпв=1,155·Рпе=15,6, tпв=235°C	1016,18
Полезное тепловосприятие котла	Qка	кВт	Dпе·( hпе- hпв)	119,4·(3497,53-1016,18)+ =296273,19
Располагаемая теплота	Qрр	кДж/м3	Qнр = Qнр	41740
Энтальпия уходящих газов	Hyx	кДж/м3	По таблице энтальпий по ух=120оС	2327,9
Энтальпия холодного воздуха	Н0хв	кДж/м3	По таблице энтальпий по tхв=300C	500
Потери от механического недожога	q4	%	По таблица 2.2	0
Потери теплоты с уходящими газами	q2	%
Потери теплоты от химического недожога	q3	%	По таблица 2.2	0,5
Потери теплоты от наружного охлаждения	q5	%	По рис. 4.1 /1/ по Dпе = 119,4кг/с	0,5
КПД котла	?ка	%	100-(q2+q3+q4+q5)
Расход топлива	B	м3/с
Расход топлива расчетный	Bp	м3/с
Коэффициент сохранения теплоты	?	-

5. Расчёт топки

Эскиз и характеристики топки

рис. 5.1. Эскиз топочной камеры

Таблица 5.1. Характеристики топки

Наименование	Обозначение	Размерность	Формула	Расчёт
1	2	3	4	5
Размер топки	hm	м	Определяем по чертежу	16,46
Размер топки	d	м	Определяем по чертежу	12,68
Размер топки	hпр	м	Определяем по чертежу	16,7
Размер топки	hф	м	Определяем по чертежу	2,9
Размер топки	с1	м	Определяем по чертежу	3,15
Размер топки	c2	м	Определяем по чертежу	2,5
Размер топки	с3	м	Определяем по чертежу	2,9
Размер топки	с4	м	Определяем по чертежу	5,81
Размер топки	hср1	м	Определяем по чертежу	16,94
Размер топки	hср2	м	Определяем по чертежу	19,36
Размер топки	сср1	м	Определяем по чертежу	2,904
Размер топки	сср2	м	Определяем по чертежу	2,662
Размер топки	hг	м	Определяем по чертежу	3,872
Размер топки	H`т	м	Определяем по чертежу	17,182
Поверхность фронтальной стенки	Fфр	м?	hm·d	16,46·12,68=208,68
Поверхность задней стенки	Fз	м?	(hпр+ hф)·d	(16,7+2,9)·12,68=248,53
Поверхность пода	Fпод	м?	(c1+c2+c3)·d	(3,15+2,5+2,9)·12,68=108,41
Поверхность потолка	Fпот	м?	с4·d	5,81·12,68=73,65
Поверхность боковой стенки	Fб	м?	hср1· сср1+ hср2· сср2	16,94·2,904+19,36·2,662=100, 73
Радиус горелки	Rгор	м	Dгор/2, где Dгор=1,21м	1,21/2=0,605
Поверхность горелок	Fгор	м?	·Rгор2·n, где n-количество горелок n=8шт	3,14·0,605·8=9,2
Площадь выходного окна топки	Fокна	м?	hф·d	2,9·12,68=36,83
Площадь всех поверхностей стен топки	Fст	м?	Fфр+Fз+Fпод+Fпот+Fб ·2	208,68+248,53+108,41+73,65+100,73·2=840,78
Поверхность гладких экранов	Fэкр	м?	Fст-Fокна-Fгор	840,78-36,83-9,2=794,75
Объём камерной топки	Vт		Fб·d	100,73·12,68=1277,34
Коэффициент загрязнения	экр	-	По таблице 5.2 /1/	0,65
Угловой коэффициент экранов	хэкр	-	По номограмме 1 /1/Sт/d=55/51	0,99
Коэффициент тепловой эффективности гладких экранов	?экр	-	экр·хэкр	0,65·0,99=0,6435
Температура газов на выходе из топки	т”	°C	Предварительно принимаем 1200 0С	1200
Коэффициент загрязнения	окн	-	·экр, = A/ т”, где температурный коэффициент А=700°С, =700/1200=0,583	0,583·0,65=0,379
Коэффициент тепловой эффективности выходного окна	?окна	-	окна·хокна, где хокна=1 по/1/ стр.27	0,379·1=0,379
Средний коэффициент тепловой эффективности экрана	?ср	-

Таблица 5.2. Теплообмен в топке

Наименование	Обозн.	Размерн.	Формула	Расчёт
1	2	3	4	5
Энтальпия горячего воздуха	Н°гв	кДж/м3	По таблице энтальпий по температуре горячего воздуха tгв=2750C	4064
Теплота вносимая в топку с воздухом	Qгв	кДж/м3
Полное тепловыделение в топке	Qт	кДж/м3
Адиабатическая температура горения	а	0С	По таблице энтальпий, принимая На=Qт	2160,5 Tа= а +273=2433,5
Параметр М	М	-	А-В·хг, по /1/ А=0,54, В=0,2хг=hг/Нт=3,872/17,182=0,2254	0,54 - 0,2 • 0,2254=0,4949
Коэффициент усреднения	m	-	По рисунку 5.2 /1/ по	0,1
Эффективная толщина излучаемого слоя	S	м	Vт·3,6/ Fст	1277,34·3,6/840,78=5,47
Коэффициент поглощения трёхатомными газами	Кг		По номограмме 3 /1/ по rH20 и PnS=prn0S= =0,1·0,2526·5,47=0,14 и по температуре топки т''=1200	1,13
Степень черноты газов	аг	-	=1-exp(-kps)	1-exp(1.018250.15.47)=0,4270218
Соотношение содержания углерода и водорода в рабочей массе топлива		-	0.12?(m/n)CmHn	0,12·(1/4·58+2/6·17,2+3/8·7,4+4/10·2+5/12·0,5)=2,882
Коэффициент поглощения светящейся части факела	Kсв		0,3(2-?т'')(1,610-3Тт''--0,5)	0,3·(2-1,05)·(1,6·10-3·1473-0,5)·2.882=1,525
Степень черноты светящейся части факела	асв	-	По номограмме 2 /1/ KPS=(Kгrn+Kсв)pS=(1,13·0,2526+1,525)·0,1·5,47= 1.5	0,7512
Степень черноты факела	аф	-		0,10,7512+(1-0,1)0,427016=0,45944
Степень черноты топки	ат	-
Энтальпия газов на выходе из топки	Нт''		По таблице энтальпий по т''=1200 0С	24222.22
Полная и средняя массовая теплоёмкость
Критерий Больцмана	B0	-
Расчетная температура на выходе из топки	т''	0С
Расчётная энтальпия на выходе из топки	Нт''	кДж/м3	По таблице энтальпий по т''=1240	23143,8
Лучистое тепловосприятие топки	Qтб=Qл	кДж/м3		0,995·(46800,357-23143,8)= =23538,27

6. Тепловой расчёт ширмовой поверхности нагрева

Таблица 6. Тепловой расчёт ширмовой поверхности нагрева

Наименование	Обозначение	Размерность	Формула	Расчёт первой точки	Расчёт второй точки
Температура газов на входе	'	0C	'=т''	1240
Температура газов на выходе	''	0C	''='-?	?=100; ''=1140	?=200; ''=1040
Энтальпия газов на входе	Н'	кДж/м3	Н'=Hт''	23143,8
Энтальпия газов на выходе	Н''	кДж/м3	По таблице энтальпий по ''	21896,3	19689,1
Тепловосприятие по балансу		кДж/м3		0,995•(23143,8-21896,3)= 1247,5	0,995•(23143,8-19689,1)=3436,5
Поперечный шаг между ширмами	S1	м	из чертежа	0,5
Продольный шаг между ширмами	S2	м	из чертежа	0,04
Диаметр труб ширмы	d	м	из чертежа	0,038
Число ширм	z1	шт	d/S1-1	12,68/0,5-1=24
Угловой коэффициент	x	-	По номограмме 1 /1/ по S2/d	, а значит x=0,99
Плоская поверхность ширм	Fплш	м2	Aш·lш, где A=0,97м, l=5,57м	0,97·5,57=5,39
Расчётная конвективная поверхность ширм	Fш	м2	2· Fплш· x · z1
Коэффициент учитывающий теплообмен между топкой и ширмой	?	-	По рисунку 6.4 /1/ по т''=1240°С и виду топлива	0,50
Удельная лучистая тепловая нагрузка ширм		кВт/м2
Лучевоспринимающая поверхность на входе	Нлвх	м2	т	6,44·12,68=81,63
Теплота излучения входящая в ширмы		кДж/м3
Толщина излучающего слоя в ширмах	S	м	S=, где A=0,968м , B=5,57м, С=0,5м
Средняя температура газа	ср	0С	'' + '2
Коэффициент поглощения трехатомными газами	Кг		По номограмме 3 /1/ по rH2O=0,1635, P·rп·S=0,1·0,2526·0,56=0,014,ср	10	11
Степень черноты газов	аг	-	По номограмме 2 /1/ по KPS=Kг·rп·Р·S, где S - толщина излучающего слоя в ширмах	KPS=0,1414 аг=0,1319253	KPS=0,1369 а_г=0,130306
Угловой коэффициент в ширмах	?ш	-
Лучевоспринимающая поверхность на выходе из ширм	Нлвых	м2	lвых · dт (по рисунку 3)	6,78 •12,68=85,93
Поправочный коэффициент, учитывающий расход топлива	?	-	Согласно /1/ для газов	0,7
Теплота излучения выходящая из ширм	Qлвых	кДж/м3
Тепловосприятие ширм излучением	Qшл	кДж/м3		1199,301-359,66=839,64	1199,301-321,1939=878,641
Тепловосприятие поверхности	Qб	кДж/м3		0,995•(23143,8-21896,3)= 1247,5	0,995•(23143,8-19689,1)=3436,5
Энтальпия пара на входе в ширму	hш'	кДж/м3	По h4 из раздела 7.1	2662,29
Температура на входе в ширму	t'ш	0С	По t4 из раздела 7.1	346,349
Энтальпия пара на выходе из ширмы	hш''	кДж/кг
Температура пара на выходе	t''ш	0С	По /3/ Р3=14,933 мПа и по hш''	351,2	375,9
Большая разность температур	?tб		'- t''ш	1240-351,2=888,8	1240-375,9=864,1
Меньшая разность температур	?tм		”- t'ш	1140-346=794	1040-346=694
Средний температурный напор	?t	0С	(?tб + ?tм)/2	(888,8+794)/2=841,23	(864,1+694)/2=778,83
Коэффициент загрязнения	?	м2·К Вт	По рисунку 6.5 /1/	0
Проходное сечение для газов	fг	м2	(fг`+ fг”)/2, где fг'=l·dт-z1·d·l=5,566·12,68-24·0,038·5,56= 65,428м2, fг”= a·dт-z1·d·a=2,66·12,68-24·0,038·2,66= =31,29 м2	(65,428+31,29)/2=48,36
Средняя скорость газов в ширме	Wг	м/с
Коэффициент использования поверхности нагрева		-	По рисунку 6.5 /1/ по Wг	0,85	0,85
Номограммное значение ?к	?н	Вт _м2·К	По номограмме 5 /1/ по Wги по d=38 мм	82	81
Поправка, учитывающая число рядов в ширме	Сz	-	По	1
Поправка, учитывающая шаги	Сs	-	По номограмме 5 /1/ 1=13,2 2=1,05	0,6
Поправка на фракционный состав топлива	Сф	-	По номограмме 5 /1/ по rH20=0,192и по ср	0,98	0,99
Коэффициент теплопередачи с конвекцией	?к	Вт _м2·К
Средняя температура пара	tср	0С	t'+t'' 2
Температура загрязнённой стенки	tз	0С	tср+25	348,7+25=373,6	361,17+25=386,17
Номограммное значение ?л	?н	Вт _м2·К	По номограмме 6 /1/ по ср и tз	260	220
Поправка учитывающая запылённость потока газов	Сг	-	По номограмме 6 /1/ по ср tст	0,985	0,985
Коэффициент теплоотдачи излучением	?л	Вт _м2·К
Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке	?1	Вт _ м2·К
Число труб в ширме по ходу газа	z2	шт
Проходное сечение ширм	fп	м2	, dвн=0,028м
Средний удельный объём пара		м3/кг	По /3/ по Рср=14,625 и tср	0,01174	0,01285
Скорость пара	Wп	м/с
Номограммное значение ?2	?н	Вт _м2·К	По номограмме 7 /1/по Рср=14,625МПа, tср, Wп	2400	2650
Поправка на диаметр	Cd	-	По номограмме 7 /1/ по dвн=2,8 мм	1
Коэффициент теплоотдачи от стенки пару	?2	Вт _м2·К		2400•1=2400	2650•1=2650
Коэффициент теплопередачи	К	-
Количество теплоты, переданное ширмам с конвекцией		КДж кг
Уточнённое		КДж кг
Уточнённое значение температуры газов за ширмой	”	0C	По расчету	1040
Уточнённое значение энтальпия газов на выходе из ширмы	Н”	кДж/м3	по таблице энтальпий	19689,1

7. Распределение тепловосприятий по поверхностям нагрева котельного агрегата.

Паровой тракт

рис. 7.1. Схема движения пара

Точка 9

Параметры пара в точки девять соответствуют параметрам перегретого пара:

P₉ = P_ПЕ =13МПа

T₉ = t_ПЕ =560°С

D₉ = D_ПЕ =119,44кг/с

Зная давление и температуру, по таблице термодинамических свойств воды и водяного пара /3/ определяем энтальпию:

h₉ = 3500кДж/кг

Точка 8

Параметры пара в точки девять соответствуют параметрам перегретого пара:

P₈= 1,05*P_ПЕ =13,65МПа

?hпп2 =212,5кДж/кг

D₈ = D₉ =119,44кг/с

h₈₌ h₉-?hпп2=3500-212.5=3287кДж/кг

Подавлению и энтальпии определяем температуру

T8=485.49°C

Точка впр

Dвпр = D_ПЕ * 0,025 = 119.4 * 0,025 =2.388кг/с

Температура и энтальпия впрыскиваемого конденсата определяется по давлению в барабане (на линии насыщения):

t_ВПР = 344°С

h_ВПР =1584.65кДж/кг

Точка 7

D₇ = D₈ - D_ВПР = 119.4 - 2,3888 =117.052кг/с

Из уравнения теплового баланса определяем энтальпию:

H₇ = (D₈ * h₈-D_ВПР * h_ВПР)/D₇ = (119.4 * 3287-2,388 * 1584.65)/17.052 =3321.73кДж/кг

P₇ ? P₈?13.65МПа

По давлению и энтальпии определяем температуру:

T₇ =497.7°C

Точка 3

P₃ = 1.15P_пе = 1,15*13=14,95 МПа

По давлению определяем температуру, энтальпию сухого насыщенного пара и теплоту парообразования:

T₃ = 341°С

h₃=h`` =2612,29кДж/кг

D₃ = D_пе - D_ВПР * m = 119,4 - 2,388 * 2 = 114,6624кг/с

Точка 4

P₃=P₄= 14,95Мпа

D4=D3=114.6624 кг/с

h4=h3+ ?hпп=2612.3+50=2662.3 кДж/кг

По давления и энтальпии определяем температуру

T₄ = 346,35°С

Из уравнения теплового баланса определяем энтальпию на выходе из ширмы

hш``= hш`+Qb*Bp/Dш=2662,29+1247,5*7,497/114,624=2744,88 кДж/кг

hш``= hш`+Qb*Bp/Dш=2662,29+3436,5*7,497/114,624=2889,3 кДж/кг

Точка 5

t₅ =376°С

h5=2889.3 кДж/кг

Р5=1,1*Рпе=13*1,1=14,3Мпа

D5=D4=Dпе-2Dвпр=119,44-2*2,388=14,6624 кг/с

Точка 6

D6=D5+Dвпр=114,6624+2,388=117,05 кг/с

Р6=Р5=14.3 Мпа

Из уравнения теплового баланса определяем энтальпию:

H₆ = (D₅ * h₅-D_ВПР * h_ВПР)/D₆ = (114,6624 * 2889,3-2,388 * 1584.65)/117.05=2862,516кДж/кг

По давлению и энтальпии определяем температуру

Т6=370,7°С

Точка1

D1=Dпе+Dпрод=119,44+0,01*119,44=120,64 кг/с

Р1=Рпв=1,2Рпе=1,2*13=15,6 Мпа

t1=tпв=235°С

h1=hпв=1016,1 кДж/кг

Газовый тракт

рис. 7.2. Схема движения газов

Точка I

Энтальпия и температура на выходе из топки известны из расчёта топки.

H_I=23143,8кДж/кг

?_I=1240°С

Точка II

Энтальпия и температура на выходе из ширмы определяются при расчёте ширмы.

H_II=19689 кДж/кг

?_II=1040°С

Qш=(H`ш-H”ш)·=(23143,8-19689)·0,995=3420,15 кДж/кг

Точка III

Принимаем температуру за фестоном на ??=30°С меньше ?_II.

?_III= ?_II -??=1040-30=1010°С

Энтальпию определяем по таблице энтальпий по ?_III.

H_III=19027,3кДж/кг

Qф=(H`ф-H”ф)·=( 19689,1-19027,3)·0,995=658,3кДж/кг

Точка IV

Из уравнения теплового баланса определяем энтальпию в точке IV.

H_IV =H_III-(D₇·(h₇-h₆))/(·Bp)=19027,3-(119,44·(3500-3287))/(0,99·7,49674)= 15623,7кДж/кг

Температуру в точке IV определяем по таблице энтальпий.

?_IV=807,6°С

Q_пп2= (H_III-H_IV)·=(19027,3-15623,7)·0,995=3385,7 кДж/кг

Точка V

Из уравнения теплового баланса определяем энтальпию в точке V.

H_V=H_IV-(D₄·(h₅-h₄))/(·Bp)=15623,7-(117,052·(3321,7-2862,51))/(0,995·7,496764)=8405,32 кДж/кг

Температуру в точке V определяем по таблице энтальпий.

?_V=453,47°С

Q_пп1=(H_IV-H_V)·=(15623,72-8405,32)·0,995=7180,49 кДж/кг

Точка VII

Параметры VII точки соответствуют параметрам уходящих газов.

?_VII=120°С

H_VII=2327,9 кДж/кг

Точка VI

t`_вп1=t_хв=30°С

t”_вп1=t_гв=275°С

t_вп1^ср=( t`_вп1+ t”_вп1)/2=(30+275)/2=152,5°С

H°`_вп1=H°хв=500,148

H°``_вп1=H°гв=4064

H°в=2331

Из уравнения теплового баланса определяем энтальпию в точке VI.

H_VI=((_Т+?_ВП/2)·(H°”_вп1-H°`_вп1))/+H_VII-?_ВП·H°в=6090кДж/кг

По таблице энтальпий определяем температуру.

?_VI=333°С

Q_ВП=(H_VI-H_VII)·=(6090-2327,9)·0,995=3902кДж/кг

Точка 2

Pпв=P_пе·1,2=13·1,2=15,6МПа

tпв=235°С h`эк=h_ПВ=1134кДж/кг

Из уравнения теплового баланса определяем энтальпию воды на выходе из экономайзера.

h”эк=((H_V-H_VI)··Bp)/D_ПВ+h`эк=((8405,32-6090)·0,995·7,49676)/114,624+1016,1=1166,7кДж/кг

Определяем температуру по энтальпии

t”=266,8°C

Q_эк=(H_V-H_VI)·=(8405,32-6090)·0,995=2303кДж/кг

Находим расхождение

?Q=Q^P_P·_KA-(Q_Л+Q_Ш+Q_Ф+Q_ПП11+Q_ПП12+Q_ЭК)·(1-q4/100)=

=41740·0,9471-(23538+4374+658,5+7180,5+3385,72+2303)=80,41кДж/кг

?=(?Q·100)/Q^P_P=(80,41·100)/41740=0,193%

Расхождение менее 0,5%, следовательно, распределение тепловосприятия можно считать законченным.

Определяем водяные эквиваленты.

8. Конструктивный расчёт конвективных пароперегревателей

Таблица 8.1. Расчёт первой ступени пароперегревателя

Наименование	Обозн.	Размерн.	Формула	Расчёт
Поперечный шаг труб	S1	м	S1=3*d	3*0.03=0,0900
Продольный шаг труб	S2	м	S2=2*0.03	2*0.03=0,0600
Размер конвективной шахты по фронту	a	м	По чертежу	12,58
Глубина конвективной шахты	b	м	По чертежу	4,36
Число труб в поперечном ряду	z1	шт.	(a-S1)/ S1	(12,58-0,09)/0,09=139
Толщина стенки	?	м	Принимаем по /2/ стр. 93	0,0050
Диаметр трубы	d	м	Принимаем по /2/ стр. 93	0,0300
Живое сечение для прохода газа в поверхности нагрева	fг	м?		12,58·4,36-138,82·4,36·0,03= 36,67
Средняя температура газа	?ср	°С	(?IV +??V)/2	(807+453)/2=630
Скорость газов	Wг	м?/с		(7,4967·14,19·(630+273))/ /(36,67·273)=9,6
Средний удельный объём пара в пароперегревателе	vср	м?/кг	(v`+ v”)/2	(0,0148+0,0235)/2=0,02
Внутренний диаметр трубы	dвн	м	d- ?	0,03-0,005=0,025
Живое сечение для прохода пара	fп	м?	, где по /1/ стр. 68 zр=1, zз=6	0,785·0,0252·138,8·1·6= =0,41
Скорость пара	Wп	м?/с		117,05·0,02/0,41=5,49
Коэффициент теплоотдачи при продольном омывании	?н	Вт/(м?·К)	По /1/ номограмма 7 по Pcp=13,975МПа, tcp=433,85°С	2100
Поправка на диаметр	Cd	-	По /1/ номограмма 7 по dвн=0,03м	1,01
Коэффициент теплоотдачи от стенки к пару	?2	Вт/(м?·К)	Cd· ?н	2100·1,01=2121
Поправка на геометрическую компоновку пучка	Cs	-	По /1/ номограмме 5 по ?1=3,00, ?2=2,00	1
Поправка на определённый вид топлива	Cф	-	По /1/ номограмме 5 по ?ср=630°С, rH2O=0,1635	1,02
Коэффициент теплоотдачи конвекцией	?н	Вт/(м?·К)	По /1/ номограмме 5 поWг=9,6м/с, d=0,03м	83
Коэффициент теплоотдачи конвекцией с учётом поправок	?k	Вт/(м?·К)	Cs · Cz· Cф ·?н,где Cz=1	1·1·1,02·83=84,25
Толщина излучаемого слоя	S	м		0,9·0,03·(4·0,09·0,06/ /(3,14·0,032)-1)=0,1793
Коэффициент поглощения трёх атомными частицами	кг	1/(м·МПа)	По /1/ ном.3 по rH2O, PnS=P·rn·S= =0,1·0,2525·0,1793= =0,0045м·МПа, ?ср=630°С	30
Коэффициент излучения	?н	Вт/(м?·К)	По /1/ номограмме 6 по ?ср=630°С, tз=tср+25=433+25=458°С	115
Степень черноты продуктов сгорания	аг	-	По /1/ номограмме 1 по кps=кг · rn·p·s= =30·0,2525·0,1·0,179=0,14	0,0024
Коэффициент теплоотдачи излучением	?л	Вт/(м?·К)	?н· аг· Cг ,где Cг=0,975	115·0,0024·0,975=0,27
Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке	?1	Вт/(м?·К)	·( ?k + ?л),где =1,00	1·(84,25+0,27)=84,52
Коэффициент теплоотдачи	k	Вт/(м?·К)	,где ?=0,85	0,85·84,52·2100/ /(84,52+2100)=69,09
Средний температурный напор	?t	°С	,где ?tб=309,9°С, ?tм=82,72°С	(309,9-82,72)/ /(ln(309,9/82,72))=172,052
Расчётная поверхность нагрева	F	м?	Qб·В/(k· ?t), где Qб=7180 кДж/кг	7180·7,496764/ /(69,09·172,05)=4528,82
Длинна змеевика	lзм	м		4528,82/ /(3,14·0,03·139·1·6)= =57,69
Число петель в змеевике	Zпет	шт.	lзм /(2·b)	57,69/(2·4,36)=7
Число рядов труб	Z2	шт.		7·2·1·6=79
Глубина пакета пароперегревателя	h	м	S2·(Z2-1)+d	0,06·(79-1)+0,03=4,74

Таблица 8.2. Расчёт второй ступени пароперегревателя

Наименование	Обозн.	Размерн.	Формула	Расчёт
1	2	3	4	5
Поперечный шаг труб	S1	м	S1=2,5*d	2*0.032=0,08
Продольный шаг труб	S2	м	S2=1,5*d	1,5*0.032=0,048
Размер конвективной шахты по фронту	a	м	По чертежу	12,58
Глубина конвективной шахты	b	м	По чертежу	4,36
Число труб в поперечном ряду	z1	шт.	(a-S1)/ S1	156
Толщина стенки	?	м	Принимаем по /2/ стр. 93	0,006
Диаметр трубы	d	м	Принимаем по /2/ стр. 93	0,032
Живое сечение для прохода газа в поверхности нагрева	fг	м?		12,58·4,36-156·4,36·0,032= 33,03
Средняя температура газа	?ср	°С	(?III +??IV)/2	(1010+807,6)/2=908
Скорость газов	Wг	м?/с		(7,0967·14,19·(908+273))/ /(33,03·273)=13,94
Средний удельный объём пара в пароперегревателе	vср	м?/кг	(v`+ v”)/2	(0,0228256+0,0276406)/2=0,0252
Внутренний диаметр трубы	dвн	м	d- ?	0,032-0,006=0,026
Живое сечение для прохода пара	fп	м?	, где по /1/ стр. 68 zр=1, zз=6	0,785·0,0262·156·1·6=0,5
Скорость пара	Wп	м?/с		119,44·0,025233/0,5=6,06
Коэффициент теплоотдачи при продольном омывании перегретым паром	?н	Вт/(м?·К)	По /1/ номограмма 7 по Pcp=13,33МПа, tcp=522,7°С	1700
Поправка на диаметр	Cd	-	По /1/ номограмма 7 по dвн=0,026м	1,0
Коэффициент теплоотдачи от стенки к пару	?2	Вт/(м?·К)	Cd· ?н	1700·1,0=1700
Поправка на геометрическую компоновку пучка	Cs	-	По /1/ номограмме 5 по ?1=2, ?2=1	0,9
Поправка на определённый вид топлива	Cф	-	По /1/ номограмме 5 по ?ср=908°С, rH2O=0,1635	0,99
Коэффициент теплоотдачи конвекцией	?н	Вт/(м?·К)	По /1/ номограмме 5 поWг=16,67м/с, d=0,05м	96
Коэффициент теплоотдачи конвекцией с учётом поправок	?k	Вт/(м?·К)	Cs · Cz · Cф · ?н,где Cz=1	0,9·1·0,99·96=85,54
Толщина излучаемого слоя	S	м		0,9·0,05·(4·2,5·1,5/ /3,14 -1)= =0,1087
Коэффициент поглощения трёх атомными частицами	кг	1/(м·МПа)	По /1/ ном.3 по rH2O, PnS=P·rn·S= =0,1·0,2525·0,0925= =0,0023м·МПа, ?ср=908°С	54
Коэффициент излучения	?н	Вт/(м?·К)	По /1/ номограмме 6 по ?ср=908°С, tз=tср+25=522+25=547°С	225
Степень черноты продуктов сгорания	аг	-	аг=1-exp(-kps)	1-exp(0.09)=0.08
Коэффициент теплоотдачи излучением	?л	Вт/(м?·К)	?н · аг · Cг ,где Cг=0,98	225·0,08·0,98=16,85
Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке	?1	Вт/(м?·К)	·( ?k + ?л),где =1,00	1·(85.54+16,85)=102,3
Коэффициент теплоотдачи	k	Вт/(м?·К)	,где ?=0,85	0,85·102,3·1785/ /(102,3+1785)=82,08
Средний температурный напор	?t	°С	,где ?tб=524°С, ?tм=247°С
Расчётная поверхность нагрева	F	м?	Qб ·В/(k· ?t), где Qб=3385.7кДж/кг	3385.7·7.496764/ /(82,08·385.97)=801,18
Длинна змеевика	lзм	м		801,18/ /(3,14·0,05·125·1·6)=8,5
Число петель в змеевике	Zпет	шт.	lзм /(2·b)	8,5/(2·4,36)=1
Число	Z2	шт.		1·2·1·6=12
Глубина пакета пароперегревателя	h	м	S2·(Z2-1)+d	0,048·(12-1)+0,032=0.55

9. Конструктивный расчёт водяного экономайзера.

Таблица 9. Конструктивный расчёт водяного экономайзера

Наименование	Обозначение	Разм.	Формула	Расчёт
1	2	3	4	5
Поперечный шаг труб	S1	м	S1=2.4*d	2.4*0.032=0,0768
Продольный шаг труб	S2	м	S2=2*d	2*0.032=0,0640
Размер конвективной шахты по фронту	a	м	по чертежу	12,58
Глубина конвективной шахты	b	м	по чертежу	4,36
Число труб в одном ряду	z1	шт
Толщина стенки	?	м	Принимаем	0,0050
Диаметр трубы	d	м	Принимаем	0,032
Проходное сечение газов		м2		12,58·4,36-0,032·4,36·163=32,1
Скорость газов	Wг	м/с	?ср=392.82°С
Проходное сечение по пару		м2	zр=1, zз=1,9,dвн=0,027
Средний удельный объём пара	vср	м?/кг	(v'эк+ v”эк)/2	(0,0012+0,0012718)/2=0,00124
Скорость воды	Wп	м/с
Поправка на геометрическую компоновку пучка	Cs	-	По /1/ номограмме 5 по ?1=2,4, ?2=2,0	0,75
Поправка на определённый вид топлива	Cф	-	По /1/ номограмме 5 по ?ср=392,8°С, rH2O=0,1635	1,05
Коэффициент теплоотдачи конвекцией	?н	Вт/(м?·К)	По /1/ номограмме 5 поWг=8,08м/с, d=0,032м	70
Коэффициент теплоотдачи конвекцией с учётом поправок	?k	Вт/(м?·К)	Cs · Cz · Cф · ?н,где Cz=1	0,75·1·1,05·70=73,5
Толщина излучающего слоя	S	м
Коэффициент поглощения трёх атомными частицами	кг	1/(м·МПа)	По /1/ ном.3 по rH2O, PnS=P·rn·S= =0,1·0,2525·0,1472= =0,0037м·МПа, uср=392,8°С	41
Степень черноты продуктов сгорания	аг	-	аг=1-exp(-kps)	0,0022
Коэффициент излучения	?н	Вт/(м?·К)	По /1/ номограмме 6 по ?ср=392.8°С, tз=tср+25=250.9°С	45
Коэффициент теплоотдачи излучением	?л	Вт/(м?·К)	?н · аг · Cг ,где Cг=0,948	45·0,0022·0,948=0,1
Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке		Вт__м2·К
Коэффициент теплопередачи	К	Вт__м2·К	?=0,85
Температура газов на входе	'	0C	Из раздела 7.2	453.47
Температура газов на выходе	''	0C	Из раздела 7.2	333
Температура воды на входе	tп'	0C	Из раздела 7.1	235
Температура воды на выходе	tп''	0C	Из раздела 7.1	266.8
Температурный напор		0C	где ?tб=187.7°С, ?tм=97.2°С
Тепловосприятие пароперегревателя по балансу		кДж/кг	Из раздела 7.1	2303
Поверхность нагрева	F	м2
Длина змеевика		м
Число петель	zпет	шт
Число рядов труб	z2	шт		7•2•1•1,9=27
Глубина пакета	hпак	м		0,064•(27-1)+0,027=1.93

10. Расчёт воздухоподогревателя.

Таблица 10. Расчёт воздухоподогревателя

Наименование	Обозначение	Разм.	Формула	Расчёт
Поперечный шаг труб	S1	м	S1=1.35*0.035	0,0473
Продольный шаг труб	S2	м	S2=1.05*0.035	0,0368
Толщина стенки	?	м	Принимаемпо /1/	0,0015
Диаметр трубы	d	м	Принимаем по /1/	0,035
Температура газов на входе	'	0C	Из раздела 7.2	333
Температура газов на выходе	''	0C	Из раздела 7.2	120
Температура воды на входе	tв'	0C	Из раздела 7.1	30
Температура воды на выходе	tв''	0C	Из раздела 7.1	275
Температурный напор	пр	0C	где ?tб=90°С, ?tм=57°С
Поправка на перекрёстный ток	??t	-	По /1/ номограмме 11 по P=(tв''- tв')/( '-'')= =(275-30)/(333-125)=1,15 и R=( '-'')/( '- tв')= =(333-120)/(333-30)=0,702	0,785
Уточнённый температурный напор		0C	пр· ??t	72.347·0,785=65.113
Размер воздухоподогревателя по фронту	a	м	по чертежу	11,62
Ширина воздухоподогревателя	b	м	по чертежу	2,42
Число труб в одном ряду	n1	-	(a-S1)/S1	(11,62-0,0473)/0,0473=244,8
Число рядов труб	n2	-	(b-S2)/S2	(2,42-0,0368)/0,0368=64,9
Скорость газов	Wг	м/с	?ср=226°С, dВН=0,035м
Предварительно принятая скорость воздуха	W'в	м/с	Принимаем	10.4
Поправка на фракционный состав топлива	Cф	-	По /1/ номограмме 12 по tср=152,5°С и rH2O=0,1635	1,3
Коэффициент теплоотдачи конвекцией	?н	Вт/(м?·К)	По /1/ номограмме 12 поWг=14м/с, d=0,035м	45
Коэффициент теплоотдачи конвекцией с учётом поправки	?k	Вт/(м?·К)	Cф · ?н	1,3·45=58,5
Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке	?г	-	?k+ ?л,?л?0	58,5+0=58,5
Номмограмный коэффициент теплоотдачи конвекцией	?н	Вт/(м?·К)	По /1/ номограмме 8 по Wг? и d	105
Поправка на определённый вид топлива	Cs	-	По /1/ номограмме 8 по ?1=1,35, ?2=1,05	0,85
Поправка на число рядов по ходу газов	Сz	-	По /1/ номограмме 8 по ?1=1,35, ?2=1,05 и z2=64,9	1
Поправка на геометрическую компоновку пучка	Сф	-	По /1/ номограмме 8 по tср=152,5°С и rH2O=0,1635	1,1
Коэффициент теплоотдачи от стенки к воздуху	?В	Вт/(м?·К)	Cs · Cz · Cф · ?Н,	0,85·1·1,1·105=98,175
Коэффициент использования для воздухоподогревателя	?	-	По /1/ таблица 11.1	0,85
Коэффициент теплопередачи	К	Вт__м2·К
Тепловосприятие воздухоподогревателя по балансу		кДж/кг	Из раздела 7.2	3902
Поверхность нагрева	FВП	м2
Высота ступени воздухоподогревателя	hвп	м	FВП/(?·d·n1·n2)	16532,4/(3,14·0,035·245·65)= =9,68
Высота одного хода	h1х	м	hвп /zx, zx=2	9,68/2=4,84

С учетом, что высота одного должна быть 0,7…1,5метра , для образования тока воздуха трубную систему по высоте делим на несколько ходов 2мя промежуточными перегородками-направляющими доскам.

Вывод

В ходе выполнения курсового проекта была составлена схемы котлоагрегата. Произведён выбор температуры уходящих газов и подогрева воздуха.Рассчитаны: объёмы и энтальпии воздуха и продуктов сгорания, тепловой баланс, топкаQ^т_б=23538,27 кДж/кг, произведён тепловой расчёт ширмовой поверхности нагреваQ_ш=3254,25кДж/кг.Сделано распределение тепловосприятия по поверхностям нагрева котельного агрегата,произведёны конструктивные расчёты конвективных пароперегревателей,водяных экономайзеров, воздухоподогревателей .

Qб^пп1=7180кДж/кг, Q_б^пп2=3385.7кДж/кг,=2303кДж/кг,=3902кДж/кг

Список используемой литературы

Тепловой расчёт котлоагрегатов: Учебное пособие /Акимов Ю.И., Васильев А.В., Мусатов Ю.В.: Под редакцией Антропова Г.В. СГТУ, Саратов, 1995.

Компоновка и тепловой расчёт парового котла: Ю.М. Липов, Ю.Ф. Самойлов, Т.В. Виленский. -М.: Энергоатомиздат, 1988.

Термодинамические свойства воды и водяного пара: Ривкин С.Л., Александров А.А. -М.: Энергия, 1975.

Монтаж, ремонт паровых котлов и металлы в котлостроении: Антропов Георгий Васильевич, Сунцов Александр Николаевич, СПИ, Саратов, 1982.

Паровые котлы тепловых электростанций: Резников Матвей Исаакович, Липов Юрий Михайлович, М.: Энергоиздат, 1981.

Размещено на Allbest.ru

курсовая работа "Расчёт котельного агрегата Е-420-140" скачать

Подобные документы

Тепловой расчёт котельного агрегата Е-220-9,8-540 Г
Основные характеристики котельного агрегата Е-220 -9,8-540 Г: вертикально-водотрубный, однобарабанный, с естественной циркуляцией. Поверочный расчёт топочной камеры и ширмовых поверхностей нагрева. Конструктивный расчёт конвективных пароперегревателей.

контрольная работа [2,6 M], добавлен 23.12.2014
Поверочный тепловой расчет котельного агрегата
Расчет топочной камеры котельного агрегата. Определение геометрических характеристик топок. Расчет однокамерной топки, действительной температуры на выходе. Расчет конвективных поверхностей нагрева (конвективных пучков котла, водяного экономайзера).

курсовая работа [139,8 K], добавлен 06.06.2013
Тепловой расчёт котельного агрегата Е-50-14-194 Г
Тепловая схема котельного агрегата Е-50-14-194 Г. Расчёт энтальпий газов и воздуха. Поверочный расчёт топочной камеры, котельного пучка, пароперегревателя. Распределение тепловосприятий по пароводяному тракту. Тепловой баланс воздухоподогревателя.

курсовая работа [987,7 K], добавлен 11.03.2015
Тепловой и гидравлический расчёт парогенератора ТГМП-114
Техническая характеристика парогенератора ТГМП-114. Расчёт объёмов и энтальпий воздуха и продуктов сгорания. Расчёт котельного агрегата. Аэродинамический расчёт водяного экономайзера. Расчёт экранных труб на прочность. Выбор дымососа и вентилятора.

курсовая работа [197,5 K], добавлен 11.04.2012
Тепловой расчёт парового котельного агрегата ДКВР-10-13
Описание парового котла. Состав и теплота сгорания топлива. Расчёт объемов и энтальпий воздуха, теплосодержания дымовых газов и продуктов сгорания, потерь теплоты и расхода топлива, топочной камеры, теплообмена в топке и конвективных поверхностей нагрева.

курсовая работа [1000,2 K], добавлен 19.12.2015
Тепловой расчет котельного агрегата
Описание котельного агрегата ГМ-50–1, газового и пароводяного тракта. Расчет объемов и энтальпий воздуха и продуктов сгорания для заданного топлива. Определение параметров баланса, топки, фестона котельного агрегата, принципы распределения теплоты.

курсовая работа [1,9 M], добавлен 30.03.2015
Тепловой расчет котельного агрегата БКЗ-210-140
Описание котельного агрегата типа БКЗ-210-140. Энтальпия продуктов сгорания между поверхностями нагрева. Расчет топки, ширмового и конвективного пароперегревателя. Невязка теплового баланса парогенератора. Расчет и выбор дымососов и вентиляторов.

курсовая работа [259,2 K], добавлен 29.04.2012
Котел ТП-42
Характеристика топлива, объёмы и теплосодержание воздуха и продуктов сгорания. Выбор типа топки и коэффициента избытка воздуха. Расчёт объёма газов по газоходам котла. Конструктивные характеристики топки. Расчёт первой ступени водяного экономайзера.

курсовая работа [31,9 K], добавлен 24.12.2011
Тепловой расчет котлоагрегата
Общая характеристика котла. Определение составов и объемов воздуха и продуктов сгорания по трактам. Расчет энтальпии дымовых газов. Тепловой баланс котельного агрегата. Основные характеристики экономайзера. Расчет конвективных поверхностей нагрева.

курсовая работа [151,1 K], добавлен 27.12.2013
Описание и тепловой расчёт котла ТГМ-151
Технические характеристики котла ТГМ-151. Расчёт теплового баланса котельного агрегата. Конструкция топочной камеры. Схема внутрибарабанных устройств. Назначение регенеративного воздухоподогревателя и пароохладителя. Устройство водяного экономайзера.

курсовая работа [1,5 M], добавлен 31.03.2018

Другие документы, подобные "Расчёт котельного агрегата Е-420-140"

весь список подобных работ

скачать работу можно здесь

сколько стоит заказать работу?

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.