Расчет потерь теплоты в котловом агрегате

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Испытания котельных установок в эксплуатационных условиях могут иметь различные задачи и выполняться самостоятельно или как часть комплекса исследовательских работ. Независимо от поставленных задач, при испытаниях стремятся получить основные параметры, характеризующие надежность и экономичность котельной установки.

В эксплуатационных условиях наиболее часто проводятся приемочные, режимно-наладочные и контрольно-балансовые испытания.

Приемочные испытания чаще всего проводятся на головных образцах котлоагрегатов для проверки показателей, гарантированных поставщиком оборудования. Режимно-наладочные и контрольно-балансовые испытания проводятся на оборудовании, принятом в эксплуатацию. Основной целью режимно-наладочных испытаний является выбор оптимальных режимов работы оборудования, а контрольно-балансовых - проверка действующих режимных карт и качества работы обслуживающего персонала.

При проведении режимно-наладочных и контрольно-балансовых испытаний основные опыты выполняются как балансовые с целью определения потерь теплоты в котлоагрегате. Обработка результатов этих опытов позволяет получить основные технико-экономические показатели котельного агрегата.

Задачей данной курсовой работы является выполнение по данным результатов испытаний теплотехнических расчетов, характеризующих топливо и продукты горения, определение коэффициента избытка воздуха и присосов воздуха в газоходы котла, составление теплового баланса котельного агрегата с определением отдельных потерь и к.п.д. методами прямого и обратного баланса.

1. Описание парового котла ДКВР 10-14

Котлы ДКВР состоят из следующих основных частей: двух барабанов (верхний и нижний); экранных труб; экранных коллекторов (камер).

Барабаны котлов на давление 14 кгс/см ² имеют одинаковый внутренний диаметр (1000 мм) при толщине стенок 13 мм.

Для осмотра барабанов и расположенных в них устройств, а также для очистки труб шарошками на задних днищах имеются лазы; у котла ДКВР-6,5 с длинным барабаном имеется еще лаз на переднем днище верхнего барабана.

Для наблюдения за уровнем воды в верхнем барабане установлены два водоуказательных стекла и сигнализатор уровня. У котлов с длинным барабаном водоуказательные стекла присоединены к цилиндрической части барабана, а у котлов с коротким барабаном к переднему днищу. Из переднего днища верхнего барабана отведены импульсные трубки к регулятору питания. В водяном пространстве верхнего барабана находятся питательная труба, у котлов ДКВР 10-14 с длинным барабаном - труба для непрерывной продувки; в паровом объеме - сепарационные устройства. В нижнем барабане установлены перфорированная труба для периодической продувки, устройство для прогрева барабана при растопке и штуцер для спуска воды.

Боковые экранные коллекторы расположены под выступающей частью верхнего барабана, возле боковых стен обмуровки. Для создания циркуляционного контура в экранах передний конец каждого экранного коллектора соединен опускной необогреваемой трубой с верхним барабаном, а задний конец - перепускной трубой с нижним барабаном.

Вода поступает в боковые экраны одновременно из верхнего барабана по передним опускным трубам, а из нижнего барабана по перепускным. Такая схема питания боковых экранов повышает надежность работы при пониженном уровне воды в верхнем барабане, увеличивает кратность циркуляции.

Экранные трубы паровых котлов ДКВР изготовляют из стали 512.5 мм.

В котлах с длинным верхним барабаном экранные трубы приварены к экранным коллекторам, а в верхний барабан вальцованы.

Шаг боковых экранов у всех котлов ДКВР 80 мм, шаг задних и фронтовых экранов - 80 130 мм.

Пучки кипятильных труб выполнены из стальных бесшовных гнутых труб диаметром 512.5 мм.

Концы кипятильных труб паровых котлов типа ДКВР прикреплены к нижнему и верхнему барабану с помощью вальцовки.

Циркуляция в кипятильных трубах происходит за счет бурного испарения воды в передних рядах труб, т.к. они расположены ближе к топке и омываются более горячими газами, чем задние, вследствие чего в задних трубах, расположенных на выходе газов из котла вода идет не вверх, а вниз.

Топочная камера в целях предупреждения затягивания пламени в конвективный пучок и уменьшения потери с уносом (Q₄ - от механической неполноты сгорания топлива), разделена перегородкой на две части: топку и камеру сгорания. Перегородки котла выполнены таким образом, что дымовые газы омывают трубы поперечным током, что способствует теплоотдаче в конвективном пучке.

2. Техническая характеристика ПК ДКВР 10-14

3.Тепловой баланс котлоагрегата ДКВР 10-14

Составление теплового баланса и расчет отдельных потерь теплоты производится в следующем порядке:

Приводится расчёт только первого опыта, остальные аналогично, данные по расчётам представлены в таблице 1.

1. По результатам анализа продуктов горения определяется содержание , % (при полном горении):

.

Полученное по анализу продуктов горения значение сравнивается с табличными данными. Заметное расхождение между значениями , подсчитанными по анализу продуктов горения, и табличными данными (более 0,3 %) указывает на ошибку анализа или на отклонение сжигаемого топлива от усредненных данных.

2. Определяется коэффициент, показывающий увеличение объема продуктов горения вследствие содержания в них избыточного воздуха по отношению к объему сухих продуктов горения в теоретических условиях:

,

3. Подсчитывается потеря теплоты с уходящими газами (в процентах), если :

%

4. Вычисляется потеря теплоты от химической неполноты горения (в процентах):

где - низшая теплота сгорания рабочего топлива, отнесенная к 1 м ³ (при нормальных условиях) сухих продуктов сгорания, образующихся при сжигании топлива в теоретических условиях.

- содержание окиси углерода, водорода и метана в уходящих продуктах горения по данным анализа, %.

5. Определяется коэффициент избытка воздуха по данным газового анализа для всех видов топлива по уточненной углекислотной или кислородной формуле:

,

где - приближенное число коэффициента избытка воздуха, подсчитанное по кислородной формуле:

,

где - содержание в продуктах горения кислорода;

-поправочный коэффициент, определяется из графика на рис. 1 по приближенному значению коэффициента избытка воздуха ().

Рис. 1. Поправочный коэффициент для определения коэффициента избытка воздуха (1-все твердые топлива; 2-мазут; 3-природные и нефтяные газы)

6. Потеря теплоты в окружающую среду при работе котельных агрегатов на всех видах топлива с номинальной нагрузкой определяется по графику (рис. 2). При нагрузках, отличающихся от номинальной, потеря теплоты в окружающую среду (в процентах) подсчитывается по формуле:

%,

%,

где - номинальная нагрузка котла, т/ч;

- действительная нагрузка котла при испытании, т/ч.

Рис. 2. Графики для определения потери теплоты в окружающую среду: а) - для паровых котлов; б) - для водогрейных и малых паровых котлов, 1 собственно котел; 2 - котел с хвостовыми поверхностями; 3 - без экономайзера; 4 - с экономайзером

7. Уравнение теплового баланса котельного агрегата в следующем виде:

.

Нахождение по методу обратного баланса:

%.

Нахождение по методу прямого баланса:

%.

Таблица 1. Расчёт параметров котлоагрегата

4. Построение некоторых зависимостей

Зависимость потерь тепла в окружающую среду от паропроизводительности котла.

Рис. 3. Зависимость потерь тепла с уходящими газами от паропроизводительности котла

Рис. 4. Зависимость К.П. Д. по методу обратного баланса от паропроизводительности котла

Рис. 5. Зависимость аэродинамического сопротивления котла от паропроизводительности котла

Рис. 6. Зависимость аэродинамического сопротивления обоих горелок от паропроизводительности котла

Рис. 7

Заключение

В курсовой работе выполнены по данным результатов испытаний теплотехнические расчеты, характеризующие топливо и продукты горения, определены коэффициенты избытка воздуха и присосы воздуха в газоходы котла, составлен тепловой баланс котельного агрегата с определением отдельных потерь и к.п.д.

Освоены методики обработки результатов испытаний теплотехнического оборудования предприятий, закреплены полученные знания при обработке результатов испытаний конкретного объекта - парового котельного агрегата.

Выполнены графики зависимости к.п.д. и тепловых потерь от производительности котла.

Библиографический список

1. Обработка результатов испытаний котельного агрегата: Методические указания к курсовой работе. Шемпелев А.Г. - Киров: Изд-во ВятГУ, 2005.

Размещено на Allbest.ru