Тепловой расчет стационарного парового котла
Расчетные характеристики топлива. Выбор теоретического количества воздуха, необходимого для горения, коэффициента избытка воздуха на выходе из топки и присосов воздуха в газоходах котла. Определение объёма продуктов сгорания, долей трёхатомных газов.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 18.06.2013 |
| Размер файла | 49,9 K |
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/
Тепловой расчет стационарного парового котла
1. Краткое описание парового котла
Котлоагрегат Е-320-140 (БКЗ) предназначен для работы на газу и мазуте, с выработкой перегретого пара.
Котёл вертикально-водотрубный, однобарабанный с естественной циркуляцией, П-образной компоновки.
Топочная камера призматическая, открытого типа, в плане имеет вид прямоугольника с размерами по осям труб 5,44*12,1, полностью экранирована трубами d=60 мм с толщиной стенки 5,5:6 мм, расположенными с шагом 64 мм. С наружной стенки по обмуровке, камера обшита металлическими листами.
Под топки образованный трубами фронтального и заднего экрана и имеет наклон 15 к горизонтали. Трубами заднего экрана, для лучшей организацией аэродинамики образован выступ.
Топка оборудована шестью горелками, расположенными в 2 яруса на фронтальной стенке топки. Барабан котла - сварной конструкции с внутренним d=1600 мм с толщиной стенки 112 мм. Схема испарения двухступенчатая с промывкой пара питательной водой. Первая ступень включена в барабан котла и представляет собой сочетание циклонов и паропромывочных устройств, вторая ступень организуется в контурах циркуляции, включающих выносные, сепарационные циклоны.
Экраны топочной камеры разделены по трубам коллекторами с d=133 мм. Пароводяная смесь из экранов в барабан отводится трубами d=133 мм. Пароперегреватель - радиационно-конвективного типа.
Радиационная часть выполнена в виде потолочных поверхностей нагрева. Полурадиационная часть выполнена в виде ширмовых пароперегревателей. Конвективная часть - змеевиковая, расположена в горизонтальном и опускном газоходах котла. Температура перегретого пара регулируется впрыском собственного конденсата, получаемого в конденсаторе собственных нужд котла.
Для очистки поверхностей нагрева котла, расположенных в опускном газоходе устанавливается дробеочистка, для РВП и конвективных поверхностей нагрева - обдувочные аппараты.
2. Расчётные характеристики топлива
Вид топлива:
Рабочая масса топлива:
CH4=84.5%
C2H6=3.8%
C3H8=1.9%
C4H8=0.9%
C5H10 и др. =0,3%
N2=7.8%
CO2=0.8%
Низшая теплота сгорания на рабочую массу топлива:
Qрн=0,01 (QH2S*H2S+QCO*CO+QH2*H2+?QCnHm+CnHm)
Qрн=0.01 (8555*4.19*84.5+15226*4.19*3.8+21795*4.19*1.9+28338*4.19*0.9+34890*4.19*0.3=33531.7 кДж/кг
3. Выбор теоретического количества воздуха, необходимого для горения, коэффициента избытка воздуха на выходе из топки и присосов воздуха в газоходах котла
Определяем теоретические объёмы воздуха и продуктов сгорания
Vв0=0,0476 (0,5*CO+0.5*H2+1.5H2S+?(n/4+m)*CmHn-O2)==0.0476 (0.5*0+0.5*0+1.5*0+(4/4+1)*84.5+(6/4+2)*3.8+(8/4+3)*1.9+(10/4+4)*0.9+(12/4+5)*0.3-0)=9.52 м3/кг
VRO2=0.01 (CO2+CO+H2S+CH4+?m*CmHn)=0.01 (0.8+0+0+84.5+2*3.8+3*1.9+4*0.9+5*0.3)=1.037 м3/кг
VN2=0.79 Vв0+0.01 N2=0.79*9.52+0.01*7.8=7.6 м3/кг
VH2O0=0.01 (H2+ H2S+?n/2* CmHn+0.124dr)+0.0161Vв0=0.01 (0+0+4/2*84.5+6/2*3.8+8/2*1.9+10/2*0.9+12/2*0.3)+0.0161*9.52=2.096 м3/кг
Vг0= VRO2+ VN2+ VH2O0=1,037+7,6+2,096=10,733 м3/кг
Определение коэффициента избытка воздуха по газоходам котла
=1,1
=+=1,1+0,03=1,13
=+=1,13+0,02=1,15
=+=1,15+0,03=1,18
4. Определение объёма продуктов сгорания, объёмных долей трёхатомных газов
Определение объёма продуктов сгорания, объёмных долей трёхатомных газов
|
Газоходы. |
|||||
|
б=1.1 |
б=1.13 |
б=1.15 |
б=1.18 |
||
|
Объём водяных паров, . . |
2.0976 |
2.0981 |
2.0984 |
2.0988 |
|
|
Полный объём газов, . |
11.7 |
11.99 |
12.18 |
12.47 |
|
|
Объемная доля трехатомных газов. |
0,0886 |
0,0865 |
0,0851 |
0,0832 |
|
|
Объёмная доля водяных паров. |
0,179 |
0,175 |
0,167 |
0,167 |
|
|
Для трёхатомных газов и водяных паров rп=rH2O+rRO2 |
0.2676 |
0.2615 |
0.2521 |
0.2502 |
5. Составление таблицы
таблицы
|
и, єС |
Hг0 |
Hв0 |
Hг= Hг0+(б-1)* Hв0 |
||||
|
б=1,1 |
б=1,13 |
б=1,15 |
б=1,18 |
||||
|
100 |
1479,07 |
1261,2 |
1706 |
||||
|
200 |
2987,5 |
2539,1 |
3444,8 |
||||
|
300 |
4533,6 |
3838 |
5109,28 |
5224,4 |
|||
|
400 |
6121,6 |
5162,1 |
6895,9 |
7050,76 |
|||
|
500 |
7751,5 |
6519,6 |
8729,45 |
||||
|
600 |
9410,74 |
7306,5 |
10438,588 |
10596,72 |
|||
|
700 |
9444,26 |
9335,3 |
12333,851 |
12520,56 |
|||
|
800 |
12884,25 |
10772,5 |
14284,674 |
||||
|
900 |
14681,76 |
12209,7 |
16269,016 |
||||
|
1000 |
16508,6 |
13684,5 |
17877,054 |
18287,59 |
|||
|
1100 |
18343,82 |
15201,3 |
19863,952 |
21319,9 |
|||
|
1200 |
20187,42 |
16718,1 |
21859,2 |
22360,77 |
|||
|
1300 |
22085,49 |
18234,9 |
23908,9 |
24456,03 |
|||
|
1400 |
24017,08 |
19789,4 |
25996,017 |
||||
|
1500 |
25931,91 |
21343,86 |
28066,296 |
||||
|
1600 |
27884,45 |
22902,54 |
30174,704 |
||||
|
1700 |
29845,37 |
24457,03 |
32291,073 |
||||
|
1800 |
31818,86 |
26015,71 |
34420,4 |
||||
|
1900 |
33821,68 |
27607,91 |
36582,5 |
6. Расчёт теплового баланса котельного агрегата
Расчёт теплового баланса котельного агрегата
|
Рассчитываемая величина |
Обозначение |
Размерность |
Формула |
Расчет |
|
|
Располагаемое тепло топлива |
33531,7 |
||||
|
Температура холодного воздуха |
задано |
30 |
|||
|
Энтальпия холодного воздуха |
9,52*1,32*30=376,99 |
||||
|
Температура уходящих газов |
иух |
задано |
122 |
||
|
Энтальпия уходящих газов |
по табл. |
2088,4 |
|||
|
Потери тепла: от химического недожога |
[2, табл. 4.6] |
0,4 |
|||
|
От наружного охлаждения |
q5 |
% |
[3, табл. 5,1] |
0.42 |
|
|
с уходящими газами |
(2088,4-1.18*376.99)* *100/33531.7=4,9 |
||||
|
Сумма тепловых потерь |
?q=q2+q3+q5 |
0.4+0.42+4,9=5,72 |
|||
|
КПД котлоагрегата |
100-5,72=94,28 |
||||
|
Давление перегретого пара |
задано |
14 |
|||
|
Давление в барабане |
14+, 05*14=14.7 |
||||
|
Давление в экономайзере |
14.7+0.1*14.7=16.7 |
||||
|
Температура перегретого пара |
задано |
560 |
|||
|
Энтальпия перегретого пара |
[3, табл. XXV] |
833.2*4.19=3491.1 |
|||
|
Температура питательной воды |
задано |
235 |
|||
|
Энтальпия питательной воды |
[3, табл. XXIV] |
241.1*4.19=1010.2 |
|||
|
Энтальпия воды на линии насыщения |
[3, табл. XXШ] |
373.1*4.19=1563.3 |
|||
|
Паропроизводительность |
Задано 320т/ч |
320000/3600=88.89 |
|||
|
Величина продувки |
Задано 0.008% от |
88.89*0.008=0.711 |
|||
|
Тепло полезно используемое в котле |
88.89 (3491.1-1010.2)+0.711 (1563.3-1010.2)= =220920 |
||||
|
Полный расход топлива |
(220920*100)/ /(94,28*33531.7)= =6.98 |
||||
|
Расчетный расход топлива |
6,98 (1-0,1)=6,282 |
||||
|
Коэффициент сохранения тепла |
- |
1-0.42/(94,28+0.42)= =0,995 |
7. Расчёт топочной камеры
Расчёт конструктивных характеристик топки
|
Площадь поверхности: |
Обозначение и формула |
Размерность |
Расчет |
|
|
Фронтальной стены |
(16,3+2,8)*11,3=215,83 |
|||
|
Задней стены |
(9,6+2,8+2,1+1,05)*11,3=175,715 |
|||
|
Боковой стенки |
84,4 |
|||
|
Ѕ*5,6*0,65=1,82 |
||||
|
9,6*5,6=53,76 |
||||
|
(5,6+3,75)/2*1,1=5,1425 |
||||
|
(3,75+4,5)/2*0,8=3,3 |
||||
|
(4,5+4,25)/2*0,15=0,66 |
||||
|
4,25*4,65=19,8 |
||||
|
Потолка |
4,25*14,3=48 |
|||
|
Выходного окна |
(4,65+0,25) 11,3=55,37 |
|||
|
Стен топки |
215,83+175,7+2*84,4+55,37+48=663,7 |
|||
|
Горелок |
(3,14*0,64/4) 10=5,024 |
|||
|
Экранированных стен |
215,83+175,7+2*84,4-5,024=555,3 |
|||
|
Диаметр и толщина стен труб: экранов |
604 |
|||
|
-/ - потолочных. |
324 |
|||
|
Относительные шаги: экранов |
60+(4-1)=63 |
|||
|
-/ - потолочных |
32+(4-1)=35 |
|||
|
Угловой Коэффициент: экранов |
- |
1-0.2 (63/60-1)=0.99 |
||
|
-/ - потолочных |
- |
1-0,2 (35/32-1)=0,98 |
||
|
-/ - ширм в выходном окне |
- |
1 |
||
|
лучевоспринимающие поверхности: экранов |
555,3*0,99=549,7 |
|||
|
-/ - потолочных |
48*0,98=47,04 |
|||
|
-/ - выходного окна |
55,37*1=55,37 |
|||
|
-/ - стен топки |
549,7+55,37+47,04=652,11 |
|||
|
Объём топки |
84,4*11,3=953,72 |
|||
|
Эффективная толщина излучающего слоя |
3,6*(953,72/652,16)=5,26 |
паровой котел тепловой сгорание
Тепловой расчет топочной камеры
|
Рассчитываемая величина |
Обозначение |
Размерность |
Формула |
Расчет |
|
|
Коэффициент избытка воздуха |
- |
[2, табл. 1.7] |
1,1 |
||
|
Присос воздуха в топке |
- |
[2, табл. 1.8] |
0,05 |
||
|
Коэф-т присоса воздуха в системе пылеприготовления |
Принимаем стр. 18 [2] |
0 |
|||
|
Температура горячего воздуха |
задано |
282 |
|||
|
Энтальпия горячего воздуха |
по табл. |
4255,3 |
|||
|
Тепло вносимое в топку с воздухом |
(1,1-0,05-0)*4255,3 + +1,1*2088,4=6765,3 |
||||
|
Полезное тепловыделение в топке |
33531,7 ((100-0,4)/100)+6765,3 =40162,9 |
||||
|
Теоретическая температура горения |
по табл. |
2034 |
|||
|
Относ. положение максимума температур в топке |
- |
1,9/13,97=0,136 |
|||
|
Коэффициент |
- |
0.54-0.2 |
0,54-0,2*0,136=0,5128 |
||
|
Температура газа на выходе из топки |
принята |
1250 |
|||
|
Энтальпия газа на выходе из топки |
по табл. |
22884,05 |
|||
|
Средняя суммарная теплоемкость |
(40162,9-22884,05)/ /(2034-1250)=22 |
||||
|
Коэффициент ослабление лучей: трехатомными газами |
- |
((7,8+16*0,2676)/v0,2676*0,1-1)*(1-0,37*(1523/1000))= =3,52 |
|||
|
Топочной средой |
- |
0,942 |
|||
|
Оптическая толщина излучающего слоя |
- |
0,942*0,1*5,17=0,487 |
|||
|
Степень черноты факела |
- |
1- |
1-2,7-0,487=0,383 |
||
|
Коэффициент тепловой эффективности: экранов |
- |
0,650,99=0,6435 |
|||
|
Условный коэф-т загрязнения |
- |
Табл. 4,8 [2] |
0,65 |
||
|
Потолочных труб |
- |
0,65 0,98=0,637 |
|||
|
ширм в выходном окне |
- |
0,651=0,65 |
|||
|
Коэффициент загрязнения ширм |
- |
0,65*0,56=0,364 |
|||
|
Коэффициент |
- |
700/1250=0,56 |
|||
|
Средний коэффициент тепловой эффективности |
- |
(0,6435*555,3+0,65*55,37+ +0,637*48,138)/663,7=0,639 |
|||
|
Степень черноты топочной камеры |
- |
0,383/(0,383+ +(1-0,383)*0,639)=0,5 |
|||
|
Температура газа на выходе из топки |
1215,9 |
||||
|
Энтальпия |
по табл. |
22187,15 |
|||
|
Количество тепла воспринятого в топке |
0,995 (40162,9-22187,15)=17885,8 |
||||
|
Тепловая нагрузка лучевоспринимающей поверхности топки |
6,282*17885,8/652,11=172,3 |
||||
|
Теплонапряжение топочного объёма |
6,98*33531,7/953,7= =245,4 |
Список литературы
М.И. Резников, Ю.М. Липов. Паровые котлы тепловых электростанций. Энергоатомиздат-1987.
Ю.М. Липов, Ю.Ф., Самойлов, Т.В., Виленский. Компоновка и тепловой расчет парового котла. М., Энергоатомиздат-1988.
Тепловой расчет котельных агрегатов (Нормативный метод). М., Энергия-1973.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Расчетные характеристики топлива. Расчет теоретических объемов воздуха и основных продуктов сгорания. Коэффициент избытка воздуха и объемы дымовых газов по газоходам. Тепловой баланс котла и топки. Тепловой расчет конвективных поверхностей нагрева.
контрольная работа [168,0 K], добавлен 26.03.2013Выбор 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 21.10.2014Характеристика 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 24.12.2011Выбор способа шлакоудаления. Коэффициент избытка воздуха на выходе из топки. Объем и энтальпия продуктов сгорания и воздуха. Расчет топлива, теплообмена, конвективного пароперегревателя, водяного экономайзера. Аэродинамический расчет котельного агрегата.
курсовая работа [5,3 M], добавлен 27.07.2013Описание конструкции котла. Расчет продуктов сгорания, объемных долей трехатомных газов и концентраций золовых частиц в газоходах котла. Определение расхода топлива. Коэффициент полезного действия котла. Расчет температуры газов на выходе из топки.
курсовая работа [947,7 K], добавлен 24.02.2023Типы топок паровых котлов, расчетные характеристики механических топок с цепной решеткой. Расчет необходимого объема воздуха и объема продуктов сгорания топлива, составление теплового баланса котла. Определение температуры газов в зоне горения топлива.
методичка [926,6 K], добавлен 16.11.2011Краткое описание котла ДКВР-10. Объемы и энтальпии воздуха и продуктов сгорания. Тепловой расчет топки, определение температуры газов на выходе. Расчет ограждающей поверхности стен топочной камеры. Геометрические характеристики пароперегревателя.
курсовая работа [381,0 K], добавлен 23.11.2014Расчет необходимого объема воздуха и объема продуктов сгорания топлива. Составление теплового баланса котла. Определение температуры газов в зоне горения топлива. Расчет геометрических параметров топки. Площади поверхностей топки и камеры догорания.
курсовая работа [477,7 K], добавлен 01.04.2011Расчет теоретического объёма расхода воздуха, необходимого для горения природного газа и расчет реального объёма сгорания, а также расчет теоретического и реального объёма продуктов сгорания. Сопоставление расчетов, используя коэффициент избытка воздуха.
лабораторная работа [15,3 K], добавлен 22.06.2010Описание конструкции и технических характеристик котельного агрегата ДЕ-10-14ГМ. Расчет теоретического расхода воздуха и объемов продуктов сгорания. Определение коэффициента избытка воздуха и присосов по газоходам. Проверка теплового баланса котла.
курсовая работа [2,4 M], добавлен 23.01.2014
