Задание выполнить тепловой расчет котла дквр 10-13. Исходные данные: паропроизводительность 8 т/ч; давление на выходе из котла 14 ат; температура перегретого пара 210

скачать 1. ЗАДАНИЕ Выполнить тепловой расчет котла ДКВР 10-13. Исходные данные: паропроизводительность – 8 т/ч; давление на выходе из котла – 14 ат; температура перегретого пара – 210 0С; температура питательной воды – 40 0С. Вид топлива – газ Саратовский. 2. ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА Котельный агрегат скомпонован на основе котла типа ДКВР 10-13. Он представляет собой двухбарабанный вертикально – водотрубный котел с естественной циркуляцией, предназначен для выработки перегретого водяного пара. Котлы типа ДКВР могут работать на различных видах топлива. В данной работе топливом является природный газ. Котел имеет два продольно расположенных по оси котла барабана – удлиненный верхний и короткий нижний. Верхний барабан в передней части соединен с коллекторами труб, образующими два боковых, фронтовой и задний топочные экраны. Одним концом экранные трубы вальцованы в верхний барабан, а другими приварены к коллекторам – трубам. В задней части верхний барабан соединен с нижним пучком кипятильных труб, которые образуют развитую конвективную поверхность нагрева. Питательная вода из водяного экономайзера подается под уровень воды в верхний барабан, откуда по трубам поступает в коллекторы боковых экранов, а по опускным трубам конвективного пучка – в нижний барабан. Верхний барабан в котлах ДКВР оборудован устройством для непрерывной продувки, предохранительными клапанами и водоуказательными приборами. Из нижнего барабана по специальной трубе производится периодическая продувка. Дата Лист № докум Подпись Лист Изм ^ 3. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ КОТЛА. 3.1. Расчет степени экранирования топки. 3.1.1. Площадь ограждающих поверхностей камеры горения: а) боковые стены: б) передняя стена: в) задняя стена: г) под: д) потолок: Итого 74,50 м2 3.1.2. Площадь ограждающих поверхностей камеры догорания: а) боковые стены: б) передняя и задняя стены: в) под и потолок: Итого 17,01 м2 3.1.3. Всего площадь ограждающих поверхностей топки Fт = 91,51 м2 3.1.4. Объем топки: а) камера горения: б) камера догорания: Всего Vт = 17,01 м3 3.1.5. Эффективная толщина излучающего слоя 3.1.6. Относительное положение максимума температуры в топке: 3.1.7. Лучевоспринимающая поверхность нагрева топки: Наименование лучевосприни-мающей поверхности нагрева Освещенная длина труб l,мм Расстояние между осями крайних труб экрана b, мм Площадь стены, покрытая экраном Fпл, м2 Шаг экранных труб s, мм Расстояние от оси трубы до стены топки Относительный шаг экранных труб s/d Относительное расстояние от оси трубы до стены до стены топки e/d Угловой коэффи-циент экрана х Величина лучевосп-рини-мающей поверх-ности нагрева НЛ, м2 Номер кривой Значение х Боковые экраны: прямоугольная часть 5 300 2 120х2 22,70 80 40 1,57 0,78 2 0,94 21,30 Трапециидальная часть 1 700 240х2 0,82 80 40 1,57 0,78 2 0,94 0,77 Передний экран 2 450 2 470 6,04 130 100 2,55 1,96 1 0,80 4,84 Задний экран 4 350 2 470 10,71 130 26 2,55 0,51 3 0,71 7,61 Экраны боковых стен камеры догорания 2 400 240х2 1,15 80 40 1,57 0,78 2 0,94 1,08 Первый ряд кипятильных труб 1 730 2 080 3,58 110 30 2,16 0,59 3 0,79 2,83 Суммарная вели-чина лучевоспри-нимающей поверх-ности нагрева - - - - - - - - - 38,43 3.1.8. Степень экранирования топки 3.2. Конвективные поверхности нагрева Наименование величин Условное обозначение Единица измерения Формула Паропере-греватель Первый газоход котла Второй газоход котла Водяной экономайзер Высота газохода: минимальная амин мм - 1 750 1 750 - максимальная амакс мм - - 2 750 2 750 - эффективная аэ мм 2 600 2 140 2 140 - Ширина газохода b мм - 970 1 600 1 080 - Число труб поперек газохода z1 - 12 16 11 6-8 Диаметр труб d мм 32 51 51 - Площадь сечения газохода Fг м2 10-6·аэ·b 2,52 3,42 2,32 - Площадь сечения газохода, перегоражи-ваемая трубами Fгтр м2 10-6аэdz1 1,00 1,74 1,20 - Площадь сечения газохода в свету Fгж м2 Fг - Fгтр 1,52 1,68 1,12 0,84 Поверхность нагрева газохода Нг м2 - 114 93,5 - Отношение поверхности нагрева газохода к пло-щади сечения его в свету - - - 67,9 83,5 - Поверхность нагрева котла общая Нк м2 Нг1 + Нг2 - 207,5 - Сумма величин Нг/Fгж для обоих газоходов котла - - - 151,4 - Площадь сечения газохо-дов котла, усредненная расчетная Fг м2 - 1,37 - Шаг труб вдоль оси барабана котла s1 мм 60/140 100 - Шаг труб поперек оси барабана котла s2 мм 40/80 110 - Эффективная толщина излучающего слоя s м 0,167 0,184 - Площадь сечения паропе-регревателя для прохода пара Fппв м2 0,0162 - - - Площадь поверхности одной трубы водяного экономайзера Hвэтр м2 2,95 3.3. Толиво, состав и количество продуктов сгорания. 3.3.1. Состав топлива и его теплота сгорания Сероводород H2 S Углекислота CO2 Метан CH4 Этан C2 H6 Пропан C3 H8 Бутан C4 H10 Пентан C5 H12 Азот N2 Теплота сгорания низшая Qнс - 0,2 94 1,2 0,7 0,4 0,2 3,3 8560 3.3.2. Теоретическое количество воздуха, необходимое для горения, и теоретический состав дымовых газов: а) Теоретическое количество воздуха, необходимое для горения б) Теоретический объем азота в дымовых газах: в) Объем сухих трехатомных газов: г) Теоретический объем водяных паров в дымовых газах: где dтл – влажность газообразного топлива, г/м3. д) Полный объем теоретического количества дымовых газов: 3.3.3. Состав продуктов сгорания и объемная доля углекислоты и водяных паров. Наименование величины Обоз-на-чение Единица измере-ния Наименование элементов газового тракта топка паропе-регрева-тель котел водяной эконо-майзер Коэффициент избытка воздуха в конце топки - 1,1 - - - Присос по элементам тракта - - 0,05 0,1 0,1 Коэффициент избытка воздуха за элементом тракта - 1,1 1,15 1,25 1,35 Средний коэффициент избытка воздуха - 1,1 1,125 1,2 1,3 Величина (αср – 1) - - 0,1 0,125 0,2 0,3 Теоретический объем продуктов сгорания м3/м3 10,7 10,7 10,7 10,7 Избыточный объем воздуха м3/м3 0,95 1,19 1,9 2,86 Избыточный объем водяных паров м3/м3 0,01 0,02 0,03 0,05 Действительный объем продуктов сгорания м3/м3 11,66 11,91 12,63 13,61 Действительный объем водяных паров м3/м3 2,15 2,16 2,17 2,19 Объемная доля сухих трех-атомных газов в продуктах сгорания - 0,087 0,085 0,08 0,074 Объемная доля сухих водяных паров в продуктах сгорания - 0,184 0,181 0,172 0,161 Общая объемная доля трех-атомных газов в продуктах сгорания - 0,271 0,266 0,252 0,235 3.4. Тепловой баланс котельного агрегата. а) Тепловые потери: - потеря тепла от механической неполноты сгорания - имеет место только при сжигании твердого топлива - потеря тепла с отходящими газами , где - энтальпия уходящих газов, по - таблице -энтальпия теоретически необходимого количества холодного воздуха - потеря от химической неполноты сгорания - табличная величина при сжигании газа - потеря тепла на наружное охлаждение котельного агрегата - по диаграмме зависимости величины потери тепла от паропроизводительности котла - потеря с физическим теплом шлаков - имеет место только при сжигании твердого топлива ^ Сумма тепловых потерь: б) Определим часовой расход топлива. Коэффициент полезного действия котельного агрегата: Тепловосприятие теплоносителя на 1 кг произведенного перегретого пара , где - продувка котла Действительный часовой расход топлива Расчетный часовой расход топлива Коэффициент сохранения тепла 3.4.1. Тепловое напряжение топочного пространства Расчетное тепловое напряжение топочного пространства 3.4.2. Теплоотдача излучением в топке Полезное тепловыделение в топке: Теоретическая температура горения в топке (-таблица) – 1874 0С Суммарная поглощательная способность трехатомных газов: Суммарная сила поглощения газового потока: , где - коэффициент ослабления лучей трехатомными газами, определяется по номограмме Коэффициент ослабления лучей светящейся части факела: , где - температура дымовых газов на выходе из топки Суммарная сила поглощения светящейся части пламени Степень черноты светящейся части пламени Степень черноты факела , где - степень черноты несветящейся части пламени, определяется по графику Примем условный коэффициент загрязнения лучевоспринимающих поверхностей , тогда произведение Тепловыделение в топке на 1 м2 стен топки Расчетный коэффициент Согласно номограмме температура дымовых газов на выходе из топки составляет . Энтальпия дымовых газов на выходе из топки Тепло, переданное излучением в топке 3.5. Пароперегреватель Тепловосприятие пароперегревателя Энтальпия дымовых газов за пароперегревателем Температура дымовых газов за пароперегревателем (-таблица) – 839 0С Средняя температура дымовых газов в пароперегревателе Средняя температура пара в пароперегревателе Средний температурный напор в пароперегревателе Средняя скорость пара в пароперегревателе , где - удельный объем пара в пароперегревателе при средней температуре Коэффициент теплоотдачи от стенки трубы к пару - определяется по номограмме Средняя скорость дымовых газов в пароперегревателе Коэффициент теплоотдачи конвекцией от дымовых газов к стенке - определяется по номо-граммме Суммарная поглощательная способность трехатомных газов Сила поглощения газового потока , где - коэффициент ослабления лучей трехатомными газами, определяется по номограмме Примем поверхность нагрева пароперегревателя , тогда температура наружной поверхности труб будет равна , где - коэффициент загрязнения труб, Коэффициент теплоотдачи излучением незапыленного потока - степень черноты газового потока, определяется по графику Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке трубы , где - коэффициент омывания пароперегревателя дымовыми газами Коэффициент теплопередачи в пароперегревателе Действительная поверхность нагрева пароперегревателя Таким образом, невязка составляет 3.6. Газоход котла Примем температуру дымовых газов за котлом равной 247 0С, тогда в соответствии с -таблицей энтальпия дымовых газов составит 1071 ккал/м3. Тепловосприятие котла по уравнению теплового баланса Температурный напор в начале газохода Температурный напор в конце газохода Средний температурный напор в газоходе Средняя температура дымовых газов в газоходе котла Средняя скорость дымовых газов Коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов к стенке трубы Суммарная поглощательная способность трехатомных газов Суммарная сила поглощения газового потока , где - коэффициент ослабления лучей трехатомными газами, определяется по номограмме. Температура наружной поверхности труб , где - коэффициент загрязнения поверхности нагрева Коэффициент теплоотдачи излучением незапыленного потока , где - степень черноты газового потока. Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке , где - коэффициент омывания газохода дымовыми газами Коэффициент теплопередачи в котле Тепловосприятие котла по уравнению теплопередачи Невязка 3.7. Водяной экономайзер Тепловосприятие водяного экономайзера Энтальпия воды на выходе из экономайзера ккал/кг Температурный напор в начале экономайзера , где - температура воды на выходе из экономайзера, определяется по таблице воды и водяного пара. Температурный напор в конце экономайзера Средний температурный напор Средняя температура дымовых газов в экономайзере Средняя скорость дымовых газов Поверхность нагрева водяного экономайзера , где - коэффициент теплопередачи, определяется по номограмме при коэффициенте омывания водяного экономайзера дымовыми газами . Число труб экономайзера Число горизонтальных рядов труб экономайзера . 4. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ Тепловой расчет котельных агрегатов. Нормативный метод. Ред Н.В. Кузнецов. М. Энергия 1973. «Парогенераторы». Учебник для ВУЗов под ред. А.В. Ковалева. Н.А. Киселев «Котельные установки». М. Высшая школа. 1975. М.А. Стырикович, К.Я. Катковская, Е.П. Серов «Парогенераторы электростанций». Энергия 1966. Ю.Л. Гусев «Основы проектирования котельных установок» 1973. Л.Н. Сидельковский, В.Н. Юренев «Котельные установки промышленных предприятий». 1988. Скачать 268,35 Kb. оставить комментарий Дата 22.09.2011 Размер 268,35 Kb. Тип Документы, Образовательные материалы