Главная Коллекция "Otherreferats" Физика и энергетика Тепловой расчет парового котла ДЕ-4-1.4

Тепловой расчет парового котла ДЕ-4-1.4

Расчет объемов и энтальпий воздуха, продуктов сгорания. Тепловой баланс котла и расход топлива. Тепловой расчет топочной камеры. Определение параметров конвективного пучка, экономайзера. Таблица теплового расчета парогенератора. Проверочный расчет.

Рубрика Физика и энергетика
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 27.10.2011
Размер файла 1,1 M

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/

Размещено на http://www.allbest.ru/

КУРСОВАЯ РАБОТА

Тепловой расчет парового котла

Введение

Паровой котёл типа ДЕ 4-14ГМО производительностью 4 т/ч.

Паровой котёл ДЕ предназначен, для выработки насыщенного пара, используемого для технологических нужд промышленных предприятий, а также систем отопления, вентиляции и горячего водоснабжения.

Основные характеристики и параметры котла

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДЕ 4-14ГМО

Паропроизводительность, т/ч

4

Абсолютное давление, МПа (кгс/см2)

1,4 (14)

Температура пара, ?С

194 насыщенный

Расход расчетного топлива, кг/ч
 - мазут
 - газ

272
287

КПД (брутто), %, не менее
 - мазут
 - газ

89,9
92,1

Аэродинамическое сопротивление газового тракта, Па (кгс/м2), не более
 - мазут
 - газ

390
315

Аэродинамическое сопротивление воздушного тракта, Па (кгс/м2), не более
 - мазут
 - газ

197
155

Низшая теплота сгорания, МДж/кг (ккал/кг), расчетная
 - мазут
 - газ

38,8 (9260)
36,1 (8620)

Присосы воздуха в котле с уравновешенной тягой, %
 - топки
 - котельного пучка
 - экономайзера

5
10
10

Продолжительность пуска котла от начала розжига до набора номинальной нагрузки из холодного состояния, ч, не более

1,5

Средняя наработка на отказ, ч, не менее

4500

Установленный срок службы между капитальными ремонтами, лет, не менее

3,5

Полный назначенный срок службы, лет, не менее

20

Габаритные размеры:
 - длина по наружной поверхности балок каркаса и стен обмуровки (L);
 - ширина по наружной поверхности балок каркаса и стен обмуровки (В);
 - высота от уровня пола котельной до патрубков на верхнем барабане (Н)

3798
2921
4028

Габаритные размеры:
 - длина по выступающим частям площадок (L1);
 - ширина по выступающим частям площадок (В1);
 - высота от уровня пола котельной до выступающих частей ограждения площадок (Н1)

4195

4080

5050

Масса котла в объеме поставки, кг

10666

Масса транспортабельного блока, кг

4475

Комплектация:

- количество и мощность горелки, Гкал/час

1х2,5

- вентилятор

ВДН-8 1000 об/мин, 11кВт

- дымосос

ДН9 1000 об/мин, 11 кВт

- экономайзер

ЭЧБ-2-94

Газомазутный вертикально-водотрубный паровой котел типа Е (ДЕ) паропроизводительностью 4 т/ч (рис. 1) предназначен для выработки насыщенного или слабоперегретого пара, идущего на технологические нужды промышленных предприятий, в системы отопления, вентиляции и горячего водоснабжения.

Основными составными частями котла являются верхний и нижний барабаны, конвективный пучок, фронтовой, боковые и задний экраны, образующие топочную камеру.

Диаметр верхнего и нижнего барабанов - 1000 мм. Расстояние между барабанами - 2750 мм (максимально возможное по условиям транспортировки блока по железной дороге). Длина цилиндрической части барабанов котла - 2250 мм. Топочная камера котла размещается сбоку от конвективного пучка, оборудованного вертикальными трубами, развальцованными в верхнем и нижнем барабанах. Ширина топочной камеры по осям боковых экранных труб - 1790 мм. Глубина топочной камеры составляет - 1930 мм.

Трубы перегородки правого бокового экрана, образующего также под и потолок топочной камеры, вводятся непосредственно в верхний и нижний барабаны. Концы труб заднего экрана привариваются к верхнему и нижнему коллекторам 1596 мм. Трубы фронтового экрана привариваются к коллекторам 1596 мм.

Для доступа внутрь барабанов в переднем и заднем днищах имеются лазовые затворы. Изготовляются барабаны из стали 16ГС (ГОСТ 5520-69).

В водном пространстве верхнего барабана находятся питательная труба и труба для ввода фосфатов, в паровом объеме - сепарационные устройства. В нижнем барабане размещаются устройство для парового прогрева воды в барабане при растопке и патрубки для спуска воды, труба непрерывной продувки.

Котел выполнен с одноступенчатой схемой испарения.

Конвективный пучок отделен от топочной камеры газоплотной перегородкой, в задней части которой имеется окно для входа газов в пучок. Перегородка выполнена из плотно поставленных с шагом S=55 мм и сваренных между собой труб 512,5 мм. При входе в барабаны трубы разводятся в два ряда. Места разводки уплотняются металлическими проставками и шамотобетоном. Конвективный пучок образован коридорно-расположенными вертикальными трубами 512,5 мм, развальцованными в верхнем и нижнем барабанах. Шаг труб вдоль барабана - 90 мм, поперечный шаг - 110 мм. Для поддержания необходимого уровня скоростей газов в конвективном пучке устанавливаются продольные ступенчатые перегородки, а также изменяется ширина пучка (890 мм).

Контуры боковых экранов и конвективного пучка замкнуты непосредственно на барабаны. Контуры заднего и фронтового экранов котла соединяются с барабаном через промежуточные коллекторы: нижний раздающий (горизонтальный) и верхний - собирающий (наклонный).

В качестве первичных сепарационных устройств первой ступени испарения используются установленные в верхнем барабане направляющие щиты и козырьки, обеспечивающие выдачу пароводяной смеси на уровень воды. В качестве вторичных сепарационных устройств первой ступени котла применяется дырчатый лист. Сепарационными устройствами второй ступени испарения являются продольные щиты, обеспечивающие движение пароводяной смеси сначала на торец, а затем вдоль барабана к поперечной перегородке, разделяющей отсеки. Отсеки ступенчатого испарения сообщаются между собой по пару через окно над поперечной перегородкой, а по воде - через подпиточную трубу, расположенную в водяном объеме.

Плотное экранирование боковых стен (шаг труб S=55 мм), потолка и пода топочной камеры позволяет на котле применить легкую изоляцию в два-три слоя изоляционных плит общей толщиной 100 мм, укладываемую на слой шамотобетона по сетке толщиной 15-20 мм. Обмуровка фронтовой и задней стен выполняется облегченной из шамотобетона 65 мм и изоляционных плит общей толщиной 100 мм.

Отбойные щиты, направляющие козырьки, жалюзийные сепараторы и дырчатые листы выполняются съемными для возможности полного контроля и ремонта вальцовочных соединений труб с барабаном и самого барабана. Все сепарационные устройства крепятся к полухомутам, приваренным к барабану, с помощью шпилек и гаек. Разборка и сборка жалюзийных сепараторов и дырчатых листов выполняется поэлементно. Разборка отбойных щитов начинается с нижнего щита. Сборка сепарационных устройств осуществляется в обратной последовательности.

При сборке паросепарационных устройств, следует обратить внимание на создание плотности в местах соединения отбойных щитов между собой и в местах крепления их к полухомутам, а также в местах присоединения направляющих козырьков к полосе со шпильками: установить новые паронитовые прокладки, смазанные графитом.

При необходимости корректировки водно-химического режима котлов ввод фосфатов следует предусмотреть линию между экономайзером и котлом.

На котле предусмотрена непрерывная продувка из нижнего коллектора заднего экрана (в случае, когда задний экран имеет коллектора). Если задний экран топки выполнен из С-образных Ш51 мм, периодическая продувка котлов совмещена с непрерывной, осуществляемой из фронтового днища нижнего барабана: врезку трубопровода периодической продувки рекомендуется выполнить в промежутке между запорным и регулирующим органом на линии непрерывной продувки.

1. Расчет объемов воздуха и продуктов сгорания

Таблица 1

Наименование показателя

Обозн.

Размерн.

топка

КП

ВЭК

1

Коэффициент избытка воздуха

?

1,1

1,2

1,3

2

Средний коэффициент избытка воздуха

?ср

1,1

1,15

1,25

3

Действительный объем водяных паров

VН2О

мі/ мі

2,18

2,184

2,199

4

Действительный объем газов

Vr

мі/ мі

11,98

12,47

13,47

5

Объемные доли трехатомных газов

rRO2

0,088

0,084

0,078

6

Объемные доли водяных паров

rН2О

0,18

0,173

0,16

7

Суммарная объемная доля излучающих газов

?r

0,268

0,257

0,238

Расчеты для таблицы 1 в соответствии с пунктами

формула

расчет

топка

КП

ВЭК

1

2

3

4

5

6

2. Расчет энтальпий воздуха и продуктов сгорания

энтальпия котел топочный парогенератор

Таблица 2

t

оС

Iог

кДж/м3

Iов

кДж/м3

IГ = IоГ + (?-1) * IоВ кДж/м3

Топка

??????1

Конв.пучек

??????2

ВЭК

??????3

1

30,00

389,1

2

100,00

1517

1297

3

139,00

1981,1

1809,07

2523,82

4

200,00

3064

2610

3586

5

300,00

4672

3954,5

5462,9

6

400,00

6280

5299

7339,8

7

500,00

7974

6706,5

8

600,00

9668

8114

9

700,00

11442

9575,5

10

800,00

13216

11037

11

900,00

15065,5

12547,5

12

1000,00

16915

14058

18320,8

13

1100,00

18815

15602,5

20375,25

14

1200,00

20715

17147

22429,7

15

1300,00

22632

18721

24504,1

16

1400,00

24549

20295

26578,5

17

1500,00

26530,5

21893

28719,8

18

1600,00

28512

23491

30861,1

19

1700,00

30230

25099,5

32739,95

20

1800,00

32548

26708

35218,8

21

1900,00

34584,5

28340,5

37418,55

22

2000,00

36621

29973

39618,3

3. Тепловой баланс котла и расход топлива

Тепловой баланс составляется применительно к установившемуся состоянию котельного агрегата на 1 м3 газа

Общее уравнение теплового баланса имеет вид:

100 = з + q2 + q3 + q5, %

где q2, q3, q5, - потери теплоты в процентах.

Таблица 3

Рассчитываемая величина

Обозн.

Размерн.

Значение

1

Потери тепла от химической неполноты сгорания топлива

q3

%

0,5

2

Потери тепла с уходящими газами

q2

%

5,45

3

Энтальпия уходящих газов при

кДж/мі

2523,82

4

Коэффициент избытка воздуха в уходящих газах

1,3

5

Энтальпия холодного воздуха, при =30о

кДж/мі

389,1

6

Потери тепла от наружного охлаждения

q5

%

3,47

7

КПД котлоагрегата

?

%

90,58

8

Коэффициент сохранения тепла

ц

0,963

9

Энтальпия насыщенного пара

кДж/кг

2789

10

Энтальпия питательной воды

кДж/кг

372,91

11

Энтальпия кипящей воды

кДж/кг

826

12

Процент продувки

П

%

10

13

Расход продувочной воды

кг/с

0,094

14

Расход топлива

В

мі/с

0,069

Расчеты для таблицы 3 в соответствии с пунктами

формула

расчет

1

2

3

4

5

6

График «Потери тепла от наружного охлаждения»

7

8

9

10

11

12

13

14

4. Тепловой расчет топочной камеры

Топочную камеру условно представляем в виде параллелепипеда с высотой 2,4 м, шириной 1,79 м и глубиной 1,93 м. Суммарная поверхность стен топочной камеры Fст= 24,76 м2. Соответственно объем топочной камеры Vт = 8,29 м3. Все стены топочной камеры экранированы трубами диаметром 51 мм с шагом 55 мм, кроме фронтовой стены. Средняя часть фронтовой стены (примерно половина площади) не экранирована для обеспечения свободного пространства для установки горелки ГМ - 4,5 и лаза в топку. Экраны пода (нижней поверхности) топки для исключения перегрева труб закрыты шамотным кирпичом. Для исключения протока дымовых газов между экранных труб, отделяющих топку от конвективного пучка, между трубами вварены приставки. Угловой коэффициент для такого экрана х = 1,0. Часть этого экрана (левого) занимает выходное окно топки, за которым расположен конвективный пучок. Коэффициент, учитывающий взаимный теплообмен между топкой и поверхностью нагрева (аналог коэффициента «х») для этого случая также равен 1,0, поэтому при расчете не будем выделять из площади этого экрана выходное окно топки.

Расчет коэффициента тепловой эффективности экранов стен топки

Таблица 4

Параметры

Обознач.

Размерн.

Боковая левая

Боковая правая

верхняя

Подовая

Фронт

Задняя

1

Площадь экранирования

Fэ

м2

4,632

4,632

3,455

3,455

3,511

4,296

2

Угловой коэффициент

х

1

0,98

0,98

0,98

0,98

0,98

3

Коэффициент загрязнения

о

0,65

0,65

0,65

0,1

0,65

0,65

4

Коэффициент эффективности

ш

0,65

0,64

0,64

0,1

0,64

0,64

5

Произведение

ш*Fэ

3,011

2,964

2,211

0,346

2,247

2,75

?ш*Fэ = 13,53 м2

Таблица 5

Рассчитываемая величина

Обозн.

Размерн.

Значение

1

Объем топки

мі

8,29

2

Полная площадь поверхностей топки

мІ

24,76

3

Коэффициент тепловой эффективности

0,546

4

Температура холодного воздуха

°C

30

5

Температура горячего воздуха

°C

30

6

Энтальпия воздуха

кДж/мі

389,1

7

Тепло, вносимое в топку воздухом

кДж/мі

428,01

8

Полезное тепловыделение в топке

кДж/мі

37252,96

9

Адиабатная температура горения

°C

1899,6

10

Абсолютная адиабатная температура

К

2172,6

11

Относит. положение максимума температуры по высоте топки

0,5

12

Коэффициент ядра факела

0,32

13

Теплонапряжение стен топки, фактическое

кВт/мі

310,07

14

Теплонапряжение стен топки, допустимое

кВт/мі

250-350

15

Эффективная толщина излучающего слоя

м

1,205

16

Температура на выходе из топки, предварительная

°C

1100

17

Энтальпия газов при этой температуре

кДж/мі

20375,25

18

Температура газов на выходе из топки

°C

1000,51

19

Энтальпия газов на выходе из топки

кДж/мі

18331,28

20

Тепло, передаваемое топке излучением

кДж/мі

18221,58

Расчеты для таблицы 5 в соответствии с пунктами

.

формула

расчет

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.

11.

12.

13.

14.

15.

16.

17.

18.

19.

20.

5. Расчет конвективного пучка

Таблица 6

Рассчитываемая величина

Обозн.

Размерн.

Значение при t

400 оС

300 оС

200 оС

1

Полная поверхность КП

H

мІ

45

2

Диаметр труб

d

мм

51

3

Относительный шаг поперечный

S1/d

2,16

4

Относительный шаг продольный

S2/d

1,76

5

Живое сечение газов

Fср

мІ

0,422

6

Эффективная толщина излучающего слоя

S

м

0,177

7

Температура газов перед КП

С

1000,51

8

Энтальпия газов перед КП,

кДж/мі

18331,28

9

Температура газов за КП

С

400

300

200

10

Энтальпия газов за КП

кДж/мі

7339,8

5462,9

3586

11

Тепловосприятие по балансу

кДж/мі

10584,8

12392,2

14199,7

12

Температура насыщения

С

189

13

Средняя температура газов

С

700,3

650,3

600,3

14

3,846

7,31

73,77

15

Средний температурный напор

С

445,8

352,2

186,2

16

Средняя скорость газов в пучке

м/с

7,27

6,9

6,52

17

Коэффициент теплоотдачи конвекцией

Вт/мМК

54,57

53,49

52,27

18

Произведение PhМs

МПаМм

0,0045

19

Коэффициент ослабления трехатомными газами

kг

1/ МПаМм

8,15

8,4

8,6

20

Оптическая толщина

kPS

0,144

0,15

0,152

21

Степень черноты газового потока

0,144

0,15

0,152

22

Температура загрязненной стенки

t3

С

214

23

Коэффициент теплоотдачи излучением

Вт/м2 *К

7,7

7,65

7,4

24

Коэффициент тепловой эффективности

0,85

25

Коэффициент теплоотдачи

k

Вт/м2 *К

53

52

51

26

Тепловосприятие КП по ур-ию теплообмена

кДж/мі

15409,17

11944,2

6193

27

Действительная температура за КП

С

308

28

Действительная энтальпия за КП

кДж/мі

6401,35

29

Действительное тепловосприятие по балансу

кДж/мі

11544,7

Формулы для таблицы 6 в соответствии с пунктами

формула

1

2

3

S1/d = 110/51

4

S2/d = 90/51

5

6

7

8

9

10

11

1

1

12

13

1

1

14

1

1

15

1

1

16

1

1

17

18

19

1

1

20

1

1

21

1

1

22

23

1

1

24

25

1

1

26

1

1

27

28

29

Рис. 2 График определения температуры газов за конвективным пучком

6. Расчет экономайзера

Таблица 7

Рассчитываемая величина

Обозн.

Размерн.

Значение

1

Температура газов на входе

С

308

2

Энтальпия газов на входе

кДж/м3

6401,35

3

Температура воды на входе в экономайзер

С

89

4

Энтальпия воды на входе в экономайзер

кДж/кг

372,91

5

Температура газов на выходе

С

139

6

Энтальпия газов на выходе

кДж/м3

2523,82

7

Присос воздуха

0,1

8

Тепловосприятие по балансу

кДж/м3

3771,5

9

Энтальпия воды на выходе

кДж/кг

649,8

10

Температура воды на выходе

С

155,08

11

Температурный напор на входе газов

С

152,92

12

Температурный напор на выходе газов

С

50,00

13

Средний температурный напор

С

100,4

14

Средняя температура газов

С

223,5

15

Объем газов на 1 кг топлива

м3/м3

13,47

16

Средняя скорость газов

м/с

3,52

17

Число труб в горизонтальном ряду

шт

4,00

18

Живое сечение для прохода газов одной трубы

м2

0,12

19

Живое сечение для прохода газов

м2

0,48

20

Коэффициент теплоотдачи

Вт/м*К

10,97

21

Поверхность обмена по уровню теплообмен.

м2

236,3

22

Поверхность нагрева одной трубы со стороны газов

м2

2,95

23

Общее число труб

шт

80,1/84

24

Число рядов труб по вертикали

шт

20,03/21

Формулы для таблицы 7 в соответствии с пунктами

формула

расчет

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

7. Сводная таблица теплового расчета парогенератора

Таблица 8

Величина

Обознач.

Размерн.

топка

КП

ВЭК

1

температура газов на входе

С

30

1000,51

308

2

температура газов на выходе

С

1000,51

308

139

3

Тепловосприятие

кДж/м3

18221,58

11544,7

3771,5

4

температура теплоносителя на входе

С

155,08

155,08

89

5

температура теплоносителя на выходе

С

194

194

155,08

6

скорость газов

м/с

6,9296

3,6

8. Проверочный расчет

Литература

1. «Расчет топки»: Методические указания к курсовому проекту по курсу «Котельные установки» для студентов специальности 29.07 и 10.07. Екатеринбург, изд. УПИ им. С.М. Кирова, 1991.

2. «Расчет конвективных поверхностей котла»: Методические указания к курсовому проекту по курсу «Теплогенераторные установки» для студентов специальности 29.07 и 10.07. Екатеринбург, изд. УГТУ-УПИ, 1994.

3. «Тепловой расчёт котельных агрегатов (нормативный метод)»: под редакцией доктора техн наук Кузнецова Н.В. «Энергия», Москва, 1973 г.

4. http://bzko.ru - официальный сайт научно-производственного объединения БЗКО (Барнаульский завод котельного оборудования).

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Расчет параметров парового котла

    Назначение, конструкция и рабочий процесс котла парового типа КЕ 4. Расчет объемов и энтальпий воздуха и продуктов сгорания. Тепловой баланс котла и расход топлива. Тепловой расчет топочной камеры, конвективного пучка, теплогенератора, экономайзера.

    курсовая работа [182,6 K], добавлен 28.08.2014

  • Тепловой расчет парового котла

    Описание конструкции котла и топочного устройства. Расчет объемов продуктов сгорания топлива, энтальпий воздуха. Тепловой баланс котла и расчет топочной камеры. Вычисление конвективного пучка. Определение параметров и размеров водяного экономайзера.

    курсовая работа [1,1 M], добавлен 20.01.2014

  • Тепловой расчет котла ДЕ16–14ГМ

    Расчет объемов и энтальпии воздуха и продуктов сгорания. Расчетный тепловой баланс и расход топлива котельного агрегата. Проверочный расчет топочной камеры. Конвективные поверхности нагрева. Расчет водяного экономайзера. Расход продуктов сгорания.

    курсовая работа [1,9 M], добавлен 11.04.2012

  • Компоновка и тепловой расчет парового котла БКЗ-320-140

    Выбор расчетных температур и способа шлакоудаления. Расчет энтальпий воздуха, объемов воздуха и продуктов сгорания. Расчет КПД парового котла и потерь в нем. Тепловой расчет поверхностей нагрева и топочной камеры. Определение неувязки котлоагрегата.

    курсовая работа [392,1 K], добавлен 13.02.2011

  • Расчет водогрейного котла

    Описание конструкции котлоагрегата, его поверочный тепловой и аэродинамический расчет. Определение объемов, энтальпий воздуха и продуктов сгорания. Расчет теплового баланса и расхода топлива. Расчет топочной камеры, разработка тепловой схемы котельной.

    курсовая работа [1,5 M], добавлен 07.01.2016

  • Тепловой расчет теплового котла

    Выбор температуры уходящих газов и коэффициента избытка воздуха. Расчет объемов воздуха и продуктов сгорания, а также энтальпии воздуха. Тепловой баланс теплового котла. Расчет теплообменов в топке, в газоходе парового котла. Тепловой расчет экономайзера.

    курсовая работа [242,4 K], добавлен 21.10.2014

  • Тепловой поверочный расчет котла КЕ-25-14-255С

    Конструкция и характеристики котла. Расчет объёмов и энтальпий воздуха и продуктов сгорания. Определение расхода топлива. Поверочный тепловой расчет водяного чугунного экономайзера, воздухоподогревателя, котельного пучка, камеры дожигания, фестона, топки.

    курсовая работа [2,9 M], добавлен 28.02.2015

  • Поверочно-конструкторский расчет парового котла БКЗ-75-39 ФБ

    Расчетно-технологическая схема трактов парового котла. Выбор коэффициентов избытка воздуха. Тепловой баланс парового котла. Определение расчетного расхода топлива. Расход топлива, подаваемого в топку. Поверочный тепловой расчет топочной камеры и фестона.

    курсовая работа [3,4 M], добавлен 13.12.2011

  • Поверочный тепловой расчет топки парового котла

    Характеристика котла ТП-23, его конструкция, тепловой баланс. Расчет энтальпий воздуха и продуктов сгорания топлива. Тепловой баланс котельного агрегата и его коэффициент полезного действия. Расчет теплообмена в топке, поверочный тепловой расчёт фестона.

    курсовая работа [278,2 K], добавлен 15.04.2011

  • Поверочный расчет парового котла ПК-10

    Конструкция котлоагрегата, топочной камеры, барабанов и сепарационных устройств, пароперегревателя. Тепловой расчет парового котла ПК-10. Объемы и энтальпии воздуха и продуктов сгорания, экономичность работы. Расчет конвективного пароперегревателя.

    курсовая работа [2,6 M], добавлен 15.03.2014

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.

© 2000 — 2023, ООО «Олбест» Все права защищены