Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «МУРМАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ИАТ Кафедра Энергетики и транспорта

Курсовой проект по дисциплине

«Котельные установки и парогенераторы»

ПОВЕРОЧНЫЙ ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ПАРОВОГО КОТЛА

Выполнил: студента 3 курса, ИАТ

группы ТиТ(б)-17 Чуркин М.А.

Проверил: доцент Пантилеев С.П.

Мурманск 2020



Оглавление

• ЗАДАНИЕ НА РГЗ
• 1. ОПИСАНИЕ КОТЕЛЬНОГО АГРЕГАТА
• 2. ОПИСАНИЕ ГОРЕЛОЧНЫХ УСТРОЙСТВ
• 3. ОБОСНОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ УХОДЯЩИХ ГАЗОВ
• 4. ВЫБОР И ОПИСАНИЕ ПРИНЯТЫХ К УСТАНОВКЕ ХВОСТОВЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ НАГРЕВА
• 5. КОНСТРУКТИВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ КОТЛОАГРЕГАТА
• 6. РАСЧЕТ ЭНТАЛЬПИЙ ВОЗДУХА И ПРОДУКТОВ СГОРАНИЯ. ПОСТРОЕНИЕ I-t ДИАГРАММЫ
• 7. ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС КОТЛА
• 8. Расчёт теплообмена в топочной камере
• 9. Расчёт теплообмена конвективной поверхности нагрева
• 10. Окончательный тепловой баланс котла
• СПИСОК ИСТОЧНИКОВ
• ПРИЛОЖЕНИЕ. ТРУБНАЯ СХЕМА КОТЛА ДКВр-6,5-13ГМ

Задание на КП

теплообмен котельный агрегат температура

Выполнить ТЕПЛОВОЙ РАСЧЁТ стационарного парового котла в соответствии со следующими данными, приведёнными в таблицах 1 и 2.

Таблица 1

Характеристика топлива

Жидкое топливо
№ вар	Марка	Состав топлива.%
		Сг,%	Нг,%	Sг,%	Ог,%	Nг,%	Ас,%	Wр,%	б
26	Мазут М100	85,32	10,47	2,67	1,00	0,54	0,12	0,8	1,28

Таблица 2

Характеристика котла

Тип котла

Паропроиз- водительность

РК МПа (изб.)

Пит. вода

Воздух

Топливо

ФИО студента

х

Dобщ кг/с

Dпер кг/с

Dн кг/с

tпв єС

t3эк єС

tхв єС

tгв єС

ДКВр 6,5-13ГМ

1,8

-

1,8

1,3

100

160

60

210

Мазут

Чуркин М.А.

Дата:___________. Руководитель проекта:_____________С.П. Пантилеев



1. ОПИСАНИЕ КОТЕЛЬНОГО АГРЕГАТА

Паровой котёл ДКВр-6,5-13 ГМ (ДКВр-6,5-13-250 ГМ) - паровой вертикально-водотрубный котёл с экранированной топочной камерой и кипятильным пучком, выполненных по конструктивной схеме "D", характерной особенностью которой является боковое расположение конвективной части котла относительно топочной камеры.

Расшифровка наименования котла ДКВр-6,5-13 ГМ (ДКВр-6,5-13-250 ГМ): ДКВр - тип котла (двухбарабанный котел водотрубный реконструированный), 6,5 - паропроизводительность (т/ч), 13 - абсолютное давление пара (кгс/см²), ГМ - котел для сжигания газообразного топлива / жидкого топлива (дизельное и печное бытовое топливо, мазут, нефть), 250 - температура перегретого пара, °С (в случае отсутствия цифры - пар насыщенный). (Технические характеристики котла ДКВр-6,5-13 приведены в таблице 3). В [1, таблица 9] приведены технические характеристика котла ДКВр-6,5-13ГМ. Комплектация парового котла ДКВр-6,5-13ГМ приведена в таблице 4.

Таблица 3

Технические характеристики котла ДКВр-6,5-13ГМ

Наименование показателя	Значение
Тип котла	Паровой
Вид расчетного топлива	Газ, жидкое топливо
Паропроиз-ть, т/ч	6,5
Рабочее (избыточное) давление теплоносителя на выходе, МПа (кгс/см2)	1,3 (13,0)
Температура пара на выходе, °С	насыщенный, 194; перегретый, 250
Температура питательной воды, °С	100
Расчетный КПД, %	87
Расход расчетного топлива, кг/ч	444
Расход расчетного топлива (2), кг/ч	420
Габариты транспортабельного блока, LxBxH, мм	5780х 3250х 3990
Габариты компоновки, LxBxH, мм	8526х 4695х 5170
Длина котла, мм	6250
Ширина котла, мм	3830
Высота котла, мм	4343
Масса котла в объеме заводской поставки, кг	11447
Масса транспортабельного блока котла, кг	6633

Таблица 4

Комплектация парового котла ДКВр-6,5-13ГМ

Базовая комплектация	Дополнительная комплектация
· Блок котла без изоляции и обшивки; · Лестницы и площадки; · Горелки ГМГ-4 - 2 шт	· Экономайзер БВЭС-III-2; · Экономайзер ЭБ2-236; · Вентилятор ВДН-8-1500 · Дымосос ДН-10-1000

Устройство и принцип работы котла ДКВр-6,5-13ГМ

Котлы ДКВр - двухбарабанные, вертикально-водотрубные с экранированной топочной камерой и развитым конвективным пучком из гнутых труб. Топочная камера котлов производительностью до 10 т/ч включительно разделена кирпичной стенкой на собственно топку и камеру догорания, которая позволяет повысить КПД котла за счет снижения химического недожога. Вход газов из топки в камеру догорания и выход газов из котла - асимметричные.

Установкой одной шамотной перегородки, отделяющей камеру догорания от пучка и одной чугунной перегородки, образующей два газохода, в пучках создается горизонтальный разворот газов при поперечном омывании труб. В котлах с пароперегревателем трубы размещаются в первом газоходе с левой стороны котла.

Барабаны котлов на давление 13 кгс/см² изготавливаются из стали 16ГС ГОСТ 5520-69 и имеют внутренний диаметр 1000 мм при толщине 13 мм. Для осмотра барабанов и расположенных в них устройств, а также для чистки труб на задних днищах имеются лазы; у котлов ДКВр-6,5 и 10 с длинным барабаном имеется еще лаз на переднем днище верхнего барабана. В данных котлах при шаге экранных труб 80 мм стенки верхнего барабана хорошо охлаждаются потоками пароводяной смеси, выходящими из труб боковых экранов и крайних труб конвективного пучка, что было подтверждено специальными исследованиями температуры стенки барабана при различном снижении уровня воды, а также многолетней практикой эксплуатации нескольких тысяч котлов. На верхней образующей верхнего барабана приварены патрубки для установки предохранительных клапанов, главного парового вентиля или задвижки, вентилей для отбора проб пара, отбора пара на собственные нужды (обдувку).

В водяном пространстве верхнего барабана находится питательная труба, в паровом объеме - сепарационные устройства. В нижнем барабане размещаются перфорированная труба для продувки, устройство для прогрева барабана при растопке (для котлов производительностью от 6,5 т/ч и выше) и штуцер для спуска воды. Для наблюдения за уровнем воды в верхнем барабане устанавливаются два указателя уровня. На переднем днище верхнего барабана установлено два штуцера D=32х3 мм для отбора импульсов уровня воды на автоматику. Экраны и конвективные пучки выполняются из стальных бесшовных труб D=51x2,5 мм. Боковые экраны у всех котлов имеют шаг 80 мм; шаг задних и фронтовых экранов равен 80-130 мм.

Опускные и пароотводящие трубы привариваются и к коллекторам и к барабанам (или к штуцерам на барабанах). При питании экранов из нижнего барабана для предотвращения попадания в них шлама концы опускных труб выведены в верхнюю часть барабана. Шамотная перегородка, отделяющая камеру догорания от пучка, опирается на чугунную опору, укладываемую но нижний барабан. Чугунная перегородка между первым и вторым газоходами собирается на болтах из отдельных плит с предварительным промазыванием стыков специальной замазкой или с прокладкой асбестового шнура, пропитанного жидким стеклом. Монтаж этой перегородки должен производиться очень тщательно, так как при наличии зазоров может быть перетечка газов из одного газохода в другой помимо пучка труб, что приведет к повышению температуры уходящих газов. В перегородке имеется отверстие для прохода трубы стационарного обдувочного прибора.

Очистка экранов и пучков может производится через лючки на боковых стенках ручными переносными обдувочными приборами при давлении пара не выше 7-10 кгс/см².

Площадки расположены в местах, необходимых для обслуживания арматуры и гарнитуры котла.

Основные площадки котлов:

· боковая площадка для обслуживания водоуказательных приборов;

· боковая площадка для обслуживания предохранительных клапанов и запорной арматуры на барабане котла;

· площадка на задней стенке котла для обслуживания доступа в верхний барабан при ремонте котла.

На боковые площадки ведут лестницы, а на заднюю площадку - вертикальный трап.

Внешний вид котла ДКВр-6,5-13ГМ показан на рисунке 1.

Рисунок 1 Внешний вид котла ДКВр-6,5-13ГМ

2. ОПИСАНИЕ ГОРЕЛОЧНЫХ УСТРОЙСТВ

Горелка газомазутная (характеристики горелки ГМ-2,5 приведены в таблице 5, вид горелки - на рисунке 2), предназначена для раздельного сжигания жидкого и газообразного топлива в котлах типа ДКВР. Коэффициент рабочего регулирования горелки не менее 5. Аэродинамическое сопротивление горелки при номинальной мощности не менее 1200 Па. Длина факела при номинальной нагрузке на мазуте не более 2,5 м. Расход топлива указан: газа при Q=35,4 МДж/кг (8500 ккал/м³), мазута при Q=40,38 МДж/кг (9650 ккал/кг). Допускается использование горелки для сжигания более легких сортов жидкого топлива. Горючий газ с теплотой сгорания, отличной от QрH=35400 кДж/м3, допускается сжигать после пересчета и реконструкции газораспределительных насадок горелки.

Таблица 5

Характеристики горелки ГМ-2,5

Номинальная тепловая мощность, кВт	4650.00
Номинальное давление перед горелкой газа, кПа	3.80
Номинальное давление перед горелкой мазута, Мпа	2.0
Номинальный расход газа, нм3/ч	470
Номинальный расход мазута, кг/ч:	420
Масса, кг	120

Рисунок 2 Горелка ГМ-2,5

3. ОБОСНОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ УХОДЯЩИХ ГАЗОВ

Температура уходящих газов оказывает решающее влияние на экономичность работы парового котла. Так снижение температуры уходящих газов на 12 - 16 °С повышают КПД котла на 1%.В целом потери теплоты с уходящими газами являются наибольшими среди потерь в тепловом балансе котла и составляют обычно 5 - 12 %.

Выбор оптимальной температуры уходящих газов производится на основе технико-экономического анализа. Это связанно с тем, что снижение температуры уходящих газов, с одной стороны, приводит к повышению КПД котла, а с другой - к необходимости увеличения площади конвективных поверхностей и затрат на тягу и дутьё. Кроме этого, минимальная температура уходящих газов ограничивается условиями низкотемпературной коррозии концевых поверхностей нагрева. Выбор температуры уходящих газов осуществляется также с учетом стоимости топлива, его влажности, значений температуры питательной воды и давления пара.

Потеря теплоты с уходящими газами обусловлены тем, что температура продуктов сгорания, покидающих котлоагрегат, значительно выше температуры атмосферного воздуха. Потери теплоты с уходящими газами являются наибольшими из всех потерь теплоты и зависят от вида сжигаемого топлива, нагрузки котлоагрегата, температуры и объема уходящих газов, температуры воздуха, забираемого дутьевым вентилятором. Для снижения потерь теплоты с уходящими газами следует стремиться к уменьшению их объема и температуры.

Выбираем температуру уходящих газов .



4. ВЫБОР И ОПИСАНИЕ ПРИНЯТЫХ К УСТАНОВКЕ ХВОСТОВЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ НАГРЕВА

Экономайзер чугунный блочный ЭБ-236 применяется в качестве хвостовой поверхности нагрева паровых стационарных котлов производительностью от 2,5 до 25 т/ч, установленных в отопительных, отопительно-производственных и производственных котельных, и водогрейных стационарных котлах с рабочим давлением до 2,4 МПа. Предназначен для нагревания питательной воды теплом уходящих дымовых газов. Экономайзер должен применяться в качестве индивидуальной поверхности нагрева, не отключаемой по газовой стороне и по питательной воде. При этом на питательной магистрали между котлом и экономайзером не должна устанавливаться запорная арматура.

Экономайзеры состоят из пакетов чугунных 2-х метровых ребристых экономайзерных труб, соединенных между собой и заключенных в каркас с теплоизоляционной обшивкой. Движение питательной воды в трубах, составляющих общую поверхность нагрева, происходит навстречу потоку дымовых газов.

Экономайзер ЭБ-236 может комплектоваться паровой (П) или газоимпульсной (И) очисткой, что позволит значительно экономить топливо, благодаря постоянно чистым поверхностям нагрева.

Характеристики экономайзера приведены в таблице 6.

Таблица 6

Характеристики экономайзера ЭБ 2-236

№ п/п	Наименование показателя	Значение
1	Маркировка экономайзера	ЭБ 2-236
2	Площадь поверхности нагрева, м2	236,0
3	Водяной объем, м3	0,48
4	Рабочее давление, МПа (кгс/см2)	2,5 (25)
5	Температура рабочей среды, °С	200
6	Количество колонок, шт	2
7	Длина трубы, м	2,0
8	Количество труб в экономайзере, шт	75
9	Количество рядов по горизонтали, шт	10
10	Количество рядов по вертикали, шт	7/8
11	Гидравлическое сопротивление, МПа	0,2 (2)
12	Аэродинамическое сопротивление, Па	350
13	Температура воды, оС, на входе/на выходе	100/140
14	Номинальный расход воды (расчетный), т/ч	11,0
15	Габаритные размеры (без короба и присоединительных коллекторов с арматурой), LxBxH, мм	3815 (3080)x1785x2090
16	Масса экономайзера, кг, не более	8250

5. КОНСТРУКТИВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ КОТЛОАГРЕГАТА

Конструктивные особенности котлоагрегата приведены в таблице 7:

Таблица 7

Конструктивные особенности ДКВр-6,5-14ГМ

6. РАСЧЕТ ЭНТАЛЬПИЙ ВОЗДУХА И ПРОДУКТОВ СГОРАНИЯ. ПОСТРОЕНИЕ I-t ДИАГРАММЫ

1. Определение рабочего состава горючей массы топлива. Для определения рабочих состояний возьмём значения из таблицы 1.

Проверка:

2. Объем теоретически необходимого количества сухого воздуха для сжигания 1 кг топлива:

3. Определение объём продуктов сгорания:

4. Суммарный объем газов:

5. Действительное количество воздуха, необходимое для сгорания 1 кг топлива:

6. Необходимое количество воздуха:

7. Плотность газовой смеси:

8. Объемные доли компонентов смеси:

9. Определение энтальпии продуктов сгорания топлива (при 0 и 2000 ^оС), данные для расчёта приведены в таблице 8.

Таблица 8

Средние изобарные теплоемкости воздуха и газов

tГ, 0єС	Сi, (кДж/ м3 * град)
	С02	N2	Н2О	Воздух
				сухой	влажный
0	1,599	1,294	1,494	1,2971	1,318
200	1,787	1,299	1,522	1,3071	1,331
400	1,929	1,316	1,566	1,3289	1,354
600	2,041	1,340	1,614	1,3565	1,382
800	2,131	1,367	1,668	1,3842	1,411
1000	2,203	1,391	1,722	1,4097	1,437
1200	2,263	1,414	1,776	1,4327	1,461
1400	2,313	1,434	1,828	1,4528	1,483
1600	2,355	1,452	1,876	1,4708	1,501
1800	2,391	1,468	1,921	1,4867	1,517
2000	2,422	1,482	1,962	1,5010	1,532
2200	2,448	1,495	2,000	1,5135	1,546

При 0 градусов энтальпия равна 0.

При 2000 градусов энтальпия равна 37047,84.



Энтальпию при остальных значениях температуры рассчитаем аналогично и занесем данные в таблицу 9.

Таблица 9

Энтальпия продуктов сгорания

tГ, 0єС
0	0	0	0
200	3087,89	2692,626	3841,825
400	6344,852	5475,068	7877,871
600	9779,646	8383,17	12126,93
800	13387,29	11405,81	16580,91
1000	17115,77	14519,91	21181,34
1200	20964,25	17708,17	25922,54
1400	24894,34	20949,38	30760,16
1600	28894,1	24238,78	35680,96
1800	32951,05	27563,42	40668,81
2000	37047,84	30920,6	45705,61
2200	41187,56	34295,91	50790,42

10. Построение графика

По данным из таблицы 9 строим график на рисунке 3.

11. Определение низшей теплоты сгорания:



Рисунок 3 Зависимость энтальпии от температуры для мазута М100

7. ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС КОТЛА

1. Определение низшей теплоты сгорания:

2. Теплоемкость топлива

кДж/кг

3. Энтальпия топлива

4. Теплота внесенная в котельный агрегат с поступившим в него воздухом

где -энтальпии теоретически необходимого количества подогретого воздуха к холодному

5. Располагаемая теплота сгорания топлива

Потеря тепла с уходящими газами :

%

где кДж/кг - энтальпия уходящих газов, принимаемая по графику (рисунок 3) для ; кДж/кг - энтальпия холодного воздуха, рассчитываемая по формуле

6. Потеря тепла от химической неполноты сгорания q₃:

Для котла, работающего на мазуте q₃= 1,5% (таблица 10).

7. Потеря тепла от механической неполноты сгорания q₄=0% (таблица 10).

8. Потеря тепла в окружающую среду q₅=2,9% (таблица 10).

9. Потеря с уходящими газами находится по формуле п. 5.

Таблица 10

Потери в котле [1, таблицы 22 и 23].

Название потерь	Потери
Потеря тепла от химической неполноты сгорания q3	1,5%
Потеря тепла от механической неполноты сгорания q4	0%
Потеря тепла в окружающую среду q5	2,9%

9. КПД

.

10. Полезная теплопроизводительность котла:

кВт,

где кДж/кг,

- по заданию

кДж/(м³•К) - теплоемкость воды при данной температуре.

Где энтальпия пара?? Третий раз спрашиваю!

11. Действительный расход топлива B

кг/с.

Записываем полученные значения в таблицу 11.

Таблица 11

Предварительный тепловой баланс

№	Наименование	Обозна-чение	Ед. измер.	Расчётная формула или способ определения	Результат
1	Низшая теплота сгорания	Твёрд. и жидк.	Qрн	МДж/кг	Пункт 6	41,74
2	Коэффициент полезного действия	з	%	Пункт 9	91
3	Потери тепла	От химической неполноты сгорания	q3	%	Пункт 6	1,5
		От механического недожога	q4	%	Пункт 7	0
		В окружающую среду	q5	%	Пункт 8	2,9
		С очаговыми остатками	q6	%	-	0
		С уходящими газами	q'2	%	Пункт 5	4,6
4	Коэффициент избытка воздуха	б		По заданию	1,28
5	Температура воздуха	Холодного	tхв	єС	По заданию	60
		Горячего	tгв	єС	По заданию	210
6	Средние изобарные объёмные теплоёмкости влажного воздуха	Холодного	схв	кДж/кг	По таблице 8 для температуры tхв	1,3221
		Горячего	сгв	кДж/кг	По таблице 8 для температуры tгв	1,3329
7	Количество тепла, вносимого в топку с воздухом	Холодным	Iхв	кДж/кг	Пункт 4
		Горячим	Iгв	кДж/кг	Пункт 4
8	Количество тепла, переданное в воздухоподогревателе (внешний подогрев)	Qвн	кДж/кг	Пункт 4
9	Температура топлива, поступающего в топку	tтл	єС	Принимается	100
10	Теплоёмкость рабочей массы топлива	сртл	кДж/кг	Пункт 2	1,99
11	Теплота, вносимая в топку с топливом	iтл	кДж/кг	Пункт 3	199
12	Теплота, вносимая в топку при паровом распыливании жидкого топлива	Qф=	кДж/кг	Gф (iф -2,51) Принимаем из-за отсутствия	0
13	Располагаемая теплота топлива	Qрр	кДж/кг	Пункт 5
14	Энтальпия уходящих газов	I'ух	кДж/кг	Qрр q2/(100- q4- q6)+ Iхв	151,8
15	Температура уходящих газов	t'ух	єС	Пункт 3	160
16	Количество пара, вырабатываемого котлом	Перегре-того	Dпе	кг/с	По заданию	0
		Влажного	DН	кг/с	По заданию	1,8
17	Степень сухости пара	х	-	Принимаем для данного типа котла	0,95
18	Энтальпия сухого насыщенного пара	i''	кДж/кг	По таблицам воды и водяного пара для 1,4МПа	2791
19	Скрытая теплота парообразования	i	кДж/кг	По таблицам воды и водяного пара для 1,4МПа	1965
22	Энтальпия влажного пара	iх	кДж/кг	i''-(1- х) i'	2744
21	Температура питательной воды	tпв	єС	По заданию	100
22	Энтальпия питательной воды	iпв	кДж/кг	По таблицам воды и водяного пара
23	Секундный расход топлива	Вр	кг/с	Пункт 11



• 8. Расчёт теплообмена в топочной камере
• В таблице 12 приведен расчет теплообмена в топочной камере котлоагрегата ДКВр-6,5-13ГМ
• Таблица 12
• Расчет теплообмена в топочной камере котла ДКВр-6,5-13ГМ

Расчёт теплообмена в топке
№ п/п	Наименование	Обозначение	Ед. измере-ния	Формула или способ определения	Результат
1	Расчётный расход топлива	Вр	м3/с	DН (iх - iпв)/( Qрр з') из расчёта предварительного баланса	0,1033
2	Располагаемая теплота топлива	Qрр	кДж/кг3	Qрн+ Qвн+ Qт из расчёта предварительного баланса	43543,3
3	Лучевоспринимающая поверхность нагрева	Нл	м2	По [1, таблица 6]	25
4	Площадь стен ограничивающих топочный объём	Fст	м2	По [1, таблица 6]	54
5	Объём топки	Vт	м3	По [1, таблица 6]	20,8
6	Степень экранированности топки	Ш	-	Нл / Fст	0,46296
7	Коэффициент сохранения теплоты	ц	-	(100-q5)/100 при q5=1,7%	0,971
8	Эффективная толщина излучающего слоя	S	м	3,6 Vт / Fст	1,387
9	Адиабатическая (теоретическая) энтальпия продуктов сгорания	Іа	кДж/ кг 3	Qрр [(100- q3- q4- q6) / (100- q4)]- Iхв., при Iхв = 397 кДж/кг из предварительного теплового баланса	46825,5
10	Адиабатическая (теоретическая) температура газов	tа	°С	По диаграмме І-t определяем температуру (рисунок 3)	2044
		Та	°К	tа +273	2317
11	Температура газов на выходе из топки	t'зт	°С	По прототипу [1, таблица 9]	1000
		Т'зт	°К	t'зт +273	1273
12	Энтальпия газов газов на выходе из топки	І'зт	кДж/ кг 3	По диаграмме І-t определяем температуру (Рисунок 3)	21181,3
13	Средняя суммарная теплоёмкость продуктов сгорания	VГ сср	кДж/ кг 3 град	(Іа - І'зт)/(tа - t'зт)	24,5634
14	Условный коэффициент загрязнения поверхности нагрева	ж	-	Принимаем по таблице 9 в [1]	0,55
15	Тепловое напряжение топочного объёма	Qв	кВт/ кг 3	Вт Q рр / Vт	216,251
16	Коэффициент тепловой эффективности	Шэф	-	Ш ж	0,255
17	Объёмная доля водяных паров в продуктах сгорания	rНО2	-	VНО2 / VГ «Объёмы продуктов сгорания»	0,06
18	Суммарная доля трёхатомных газов в продуктах сгорания	rП	-	rRО2+ rНО2 где rRО2 = 0,09 из «Объёмы продуктов сгорания»	0,19
19	Суммарное парциальное давление трёхатомных газов	РП	МПа	РRО2+РНО2 «Объёмы продуктов сгорания»	0,019
20	Коэффициент ослабления лучей трёхатомными газами	Кг	1/м МПа	Кг=[(7,8+16 rН2О)/(3,16Рп0,5 S0,5)-1] [1-0,37 (tзт +273) /1000]	8,51
21	Коэффициент ослабления лучей сажитстыми частицами	Кс	1/м МПа	Кс=0,3(2-б)[1,6 (tзт +273)/1000 -0,5]Ср/Нр	2,7
22	Коэффициент ослабления лучей светящейся частью пламени	Ксв	1/м МПа	Кг rП + Кс	4,32
23	Степень черноты светящейся частью факела	aсв	-	1-е -Ксв Р S	0,45
24	Степень черноты газовой части факела	aГ	-	1-е -Кг rп Р S	0,20
25	Коэффициент	т	-	Принимаем для QV = 207,3 кДж/ м3 [1,рисунок 10]	0,55
26	Эффективная степень черноты факела	aф	-	тaсв+(1-т) aГ	0,34
27	Степень черноты топки при слоевом сжигании топлива	aТ	-	aф/[aф +(1- aф)шэф]	0,67
28	Величина относительного положения максимума температур	Хт	-	Для камерной мазутной топки	0,3
29	Параметр, характеризующий распределение температур по высоте топки	М	-	При сжигании жидкого топлива: 0,54-0,2Хт;	0,48
30	Расчётная температура газов за топкой	tзт	°С	Тзт -273	974,8
		Тзт	°К	Та / {M[(c0 ·aТ·шэф·Fст·Tа3) / (ц·Bр·Vг·cср)]0,6+1} определяется первой при c0=5,67·10-11 (кВт/м2К4). (Коэффициент излучения абсолютно чёрного тела)	1247,8
31	Температура за топкой по предварительному балансу	t'зт	°С	Принимается	1000
32	Расхождение температур	Дtзт	°С	tзт -t'зт Расхождение температур меньше 100°С, температура найдена правильно	-25,23
33	Энтальпия газов за топкой	Ізт	кДж/ кг 3	По диаграмме І-t (рисунок 3)	21181,3
34	Количество тепла, переданное в топке	ДIт	кДж/ кг 3	Іа-Ізт	25644,2
35	Количество тепла, переданное в топке	QЛ	кВт	цВ(Іа-Ізт)	2572,22
36	Коэффициент прямой отдачи	м	%	(1- Ізт / Іа)100	54,77
37	Действительное тепловое напряжение топочного объёма	QV	кВт/ кг 3	QЛ/ Vт	123,66

• 9. Расчёт теплообмена конвективной поверхности нагрева
• В таблице 12 проведён расчёт конвективной поверхности нагрева.
• Таблица 12
• Расчет теплообмена в конвективных испарительных поверхностях парового котла ДКВр-6,5-13ГМ

№ п/п	Наименование величины	Обозна-чение	Ед. измере-ния	Расчетная формула	Числовое значение
					1 пучок	2 пучок
1	Температура газов перед рассматриваемым газоходом	t1	оС	Берём из таблицы 11, расчётная температура газов за топкой и за первым пучком	975	460
2	Энтальпия газов перед газоходом	I1	кДж/ кг 3	Находим по таблице 9	20606	9152,6
3	Коэффициент сохранения тепла		-		0,971	0,971
4	Температура газов на выходе из газохода.	t2' t2''	оС оС	Принимаются два значения	400 600	200 400
5	Энтальпия газов на выходе из газохода	I2' I2''	кДж/ кг 3 кДж/ кг 3	Находим по таблице 9 для температур п.4	7877,9 12126,9	3841,83 7877,87
6	Расход топлива	B	м3/с	Из предварительный тепловой баланс	0,1033	0,1033
7	Количество теплоты, отданное газами в пучке	Q1' Q1''	кВт кВт	В(I1-I2') В(I1-I2'')	1314 876	548,6 131,7
8	Наружный диаметр труб	dн	м	Таблица 7	0,051	0,051
9	Шаг труб: -поперечный -продольный	S1 S2	м м	то же то же	0,110 0,100	0,110 0,100
10	Активно омываемая поверхность нагрева	Накт	м2	из [1, таблица 6а]	115,15	82,25
11	Относительные шаги труб: -продольный -поперечный	S2/ dн S1/ dн	-	S2/d S1/d	2,16 1,96	2,16 1,96
12	Площадь живого сечения для прохода газов	Fж	м2	из [1, таблица 6а]	1,18	0,82
13	Эффективная толщина излучающего слоя газов	Sэф	м		0,201	0,201
14	Температура кипения воды при рабочем давлении	ts'	оС	Из таблиц водяного пара при рабочем давлении [1, приложение Г6]	191,6	191,6
15	Средняя температура газового потока	t'ср t''ср	оС оС	0,5(t1 + t'2) 0,5(t1 + t''2)	687,5 787,5	330 430
16	Средний расход газов	V'ср V''ср	кг 3/с кг 3/с		3,46 3,82	2,17 2,53
17	Средняя скорость газов	W'г W''г	кг /с кг /с		2,93 3,24	2,65 3,09
18	Коэффициент тепловой эффективности		-	Принимается для мазута [3, таблица. 6.1]	0,7	0,7
19	Средняя температура загрязненной стенки	tз	оС	tз= tн+60= ts'+60	251,6	251,6
20	Поправочные коэффициенты для определения к -коэф. теплоотдачи определяемый по нонограмме -поправка на отн. длину - на изменение физических характеристик	н Сz Сф	Вт/( кг 2·к)	[1, Рисунок 11. Коэффициент теплоотдачи конвекцией при поперечном омывании коридорных гладкотрубных пучков.]	30 31 1 1,04 1,01	30 31 1 1,07 1,04
21	Определенный с помощью номограммы	'к ''к	Вт/м2к	к=нСzCф	30,2 31,4	33,1 34,2
22	Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами	kг	1/МПа м		28,8 27,1	34,6 33,9
23	Общий коэф. ослабления лучей топочной средой.	К	1/МПа м	kг*rп+kзл*µзл	2,42 2,3	2,85 2,73
24	Давление в газоходе	Рп	МПа	Котёл без наддува	0,1	0,1
25	Степень черноты запыленного газового потока	а' а''	-		0,062 0,059	0,072 0,069
26	Коэффициент теплоотдачи излучением для запыленного газового потока	'л ''л	Вт/ кг 2град		1,77 1,86	2,3 2,37
27	Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке	'1 ''2	Вт/ кг 2град	1=0,95*(к + л)	30,4 31,6	32,68 34,8
28	Коэффициент теплопередачи	К'1 К''2 К'1 К''2	Вт/ кг 2град кВт/ кг 2град	К1=а1* =0,7 К2=К1*10-3	21,14 22,00	22,88 24,36
29	Средний температурный напор	tср	оС		434,2 575,7	75 237
30	Тепловосприятие поверхности нагрева конвективного пучка	Q'2 Q''2 Q'2кп Q''2кп	кВт кВт кДж/ кг 3 кДж/ кг 3	КНtср Q'2/ В Q''2/В	1057 1458 8603,57 11609,7	145 475 1440,37 4587,66
31	Температура газов за пучком	t2	оС	Графическая интерполяция, рис. 4 для пучка 1 и рис. 5 для пучка 2.	465	235
32	Количество теплоты, воспринятое поверхностью нагрева	Qк	кВт	Графическая интерполяция, рис. 4 для пучка 1 и рис. 5 для пучка 2.	945,37	469,74
33	Энтальпия газов за пучком	I2	кДж/ кг 3	По таблице 9	9151,7	4547,3
34	Количество теплоты, воспринятое поверхностью нагрева	ДIкп	кДж/кг	I1- I2	14147,4	5050,3
35	Энтальпия питательной воды	iпв	кДж/ кг 3	По таблицам воды и водяного пара	420	420
36	Энтальпия влажного пара	iх	кДж/ кг 3	По таблицам воды и водяного пара	2744	2744
37	Количество пара, вырабатываемое в рассматриваемой конвективной поверхности	Dк	кг 3/с		0,4	0,2

• Рисунок 4 Температура газов за 1 пучком и количество теплоты, воспринятое поверхностью нагрева. Температура на пересечении линий равна 465
• Рисунок 5 Температура газов за 2 пучком и количество теплоты, воспринятое поверхностью нагрева. Температура на пересечении линий равна 235
• 10. Окончательный тепловой баланс котла

Окончательный расчёт баланса котла проводим в таблице 13.

Таблица 13

Окончательный расчёт баланса котла

№ п/п	Наименование величины	Обозна-чение	Единица измерен.	Расчётная формула	Резуль-тат
1	Располагаемая теплота топлива	QPp	кДж/ кг 3	Qрр= Qрн+ Qв. вн+iт+ Qф- Qк
2	Расход топлива	В	м3/с	В= Qка/( Qрр збрка)	0,1033
3	Количество тепла, переданное в топке	Qл	кВт	Из расчёта топки	2572,22
4	Количество тепла, переданное в конвективном пучке	УQк	кВт	Из расчёта конвективных пучков	1413,1
5	Энтальпия питательной воды	iпв	кДж/ кг 3	Из задания по температуре питательной воды	420
6	Энтальпия воды за экономайзером	iгв	кДж/ кг 3	Из задания по температуре воды за экономайзером	629
7	Полная производительность котла	D'	м3/с	Из задания	1,8
8	Количество теплоты переданное воде в экономайзере	Qэk	кВт	Qэк =D'(iгв - iпв)	377
9	Полученная производительность котла	D	кг 3/с	D=(Qл + УQк + Qэк)/(iх - iп)	1,87
10	Коэффициент полезного действия	зк	%	зк=100(Qл + Qф + УQк + Qэк)/(ВQPp)	97
11	Невязка баланса	ДQ	кДж/ кг 3	ДQ = QPpзкB - (Qл + УQk + Qэk) (1 - q4/100)	2
		дQ	%	дQ = 100ДQ/QPp	0,005
12	Энтальпия уходящих газов	Iуг	кДж/ кг 3	Iуг= Iпэк - Qэk /В	5453,7
13	Температура уходящих газов	tуг	°С	Пункт 3	160

ВЫВОД

Выполнив курсовой проект, я сделал расчёт энтальпий воздуха и продуктов сгорания, построил I-t диаграмму, выполнил предварительный тепловой баланс котла, провёл расчёт теплообмена в топочной камере, провёл расчёт конвективной поверхности нагрева и определил КПД котла. Тепловой расчёт котла выполнен окончательно так как расхождение в КПД не превышает 5%.



СПИСОК ИСТОЧНИКОВ

1. Пантилеев С. П. Методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине «Стационарные паровые и водогрейные котлы для студентов специальности 140106 «Энергообеспечение предприятий», 2012. 170 с.

2. Гусев Ю.Л. Основы проектирования котельных установок. М.: Стройиздат, 1973. 248 с.

3. Эстеркин Р.И. Котельные установки. Курсовое и дипломное проектирование: Учеб. пособ. для техникумов. Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. Отд-ние, 1989. 280 с., ил. ISBN 5-283-04445-8.

4. Липов Ю.М. Компоновка и тепловой расчет парового котла. М.: Энергоатомоиздат, 1988 г.

5. Ковалев А.П. и др. Парогенераторы: Учебник для вузов. М.: Энергоатомиздат, 1985 г.

6. Абдурашитов Ш.Р. Общая энергетика: учебное пособие, издание 2-е, переработанное и дополненное; Уфа: УГАТУ, 2006г.

7. Тепловой расчёт котлов (Нормативный метод). Издание 3-е, переработанное и дополненное. Издательство НПО ЦКТМ, СПБ, 1998. 256 с. с ил.



ПРИЛОЖЕНИЕ. ТРУБНАЯ СХЕМА КОТЛА ДКВр-6,5-13ГМ

Размещено на Allbest.ru