Краткое описание проектируемого парового котла. Характеристика топлива. Определение расчётной невязки баланса теплоты парового котла

Страницы работы

Фрагмент текста работы

Пояснительная записка.

                                     Приложение: Графическая часть-2 листа.

Содержание пояснительной записки.

1.  Краткое описание проектируемого парового котла.

2.  Характеристика топлива.

3.  Выбор теоретического количества воздуха, необходимого для горения, коэффициента избытка воздуха на выходе из топки и присосов воздуха в газоходах котла и системе пылеприготовления.

4.  Объемы продуктов сгорания, объемные доли трехатомных газов, концентрация золовых частиц.

5.  Составление H-θ таблицы и построение H-θ диаграммы.

6.  Составление баланса теплоты парового котла. Определение расчётного часового расхода топлива и коэффициента сохранения тепла.

7.  Расчёт топки (поверочный).

8.  Расчёт поверхностей нагрева: пароперегревателей, экономайзера и воздухоподогревателя .

9.  Определение расчётной невязки баланса теплоты парового котла.

10.  Составление сводной таблицы теплового расчёта.

11.  Список используемой литературы.

1. Краткое описание проецируемого котла (из справочных данных).

2. Расчётные характеристики топлива.

Задано топливо (дать полную расшифровку для твердых топлив, используя табл. 1.1, 1.2[2]).

Рабочая масса топлива (табл. П4.1 [2] или табл. I [3]).

Wр=; Aр=; Sр=; Cр=; Hр=; Nр=; Oр=.

3. Выбор теоретического количества воздуха, необходимого для горения, коэффициента избытка воздуха на выходе из топки и присосов воздуха в газоходах котла и системе пылеприготовления.

Определяем теоретические объёмы воздуха и продуктов сгорания.

Qрн=0,339Ср+1,03Нр-0,109(Ор-Sр)-0,025Wр,                        МДж/кг

V0В=0,0889(Ср+0,375Sр)+0,265Нр-0,0333Ор,                        м3/кг.

VRO2=0,0186(Ср+0,375Sр),                                                    м3/кг.

V0 Н2О=0,111Нр+0,0124Wр+0,0161V0В,                                    м3/кг.

V0N2=0,79 V0В+0,008 Nр,                                                      м3/кг.

V0Г = VRO2+V0 Н2О + V0N2                                                                                 м3/кг.

Определение коэффициента избытка воздуха по газоходам котла.

αТ-принимаем по таблице 1.7[2] ,  Δα, приняты по табл. 1.8[2] (количество присосов определяется компоновкой хвостовых поверхностей).

αППТ+ΔαПП;           αЭК2ПП+ΔαЭК       αВП2ЭК2+ΔαВП;

αЭК1ВП2+ΔαЭК        αВП1ЭК1+ΔαВ

4. Определение объёма продуктов сгорания, объемных долей трехатомных газов и концентрации золовых частиц.

Величина и расчётная формула

Газоход

αТ=…

αПП=…

αЭК2=…

αВП2=…

αЭК1=…

αВП1=…

Объём водяных паров. м3/кг   VН2О=V°Н2О+0.0161(α-1)V°В

Полный объём газов м3/кг VГ=V°Г +0.0161(α-1)V°В

Объёмная доля трёх атомных газов

RRO2=VRO2/VГ

Объёмная доля водяных паров RН2О=VН2О/VГ

Доля трёх атомных газов и водяных паров Rп =RН2О+RRO2

Безразмерная концентрация золовых частиц кг/кг μзлраун/100Gr

При выполнении курсового проекта на газомазутных топливах величину μзл  не учитывать.

5. Составление Hтаблицы и построение H-θ диаграммы.

θ

Н°Г

Н°В

(Сθ)ЗЛ

НЗЛ

HГ=H°Г+(α-1)H°В+HЗЛ

 оС

кДж/кг

кДж/кг

кДж/кг

кДж/кг

αТ=…

αПП=…

αЭК2=…

αВП2=…

αЭК1=…

αВП1=…

6. Расчет теплового баланса  котла.

Расчетная величина

Обозначение

Размерность

Формула или

обоснование

Расчет

1

2

3

4

5

Распологаемое тепло топлива

Qрр

кДж/кг

Qрр = Qрн+ Qтл + Qвнш  +Qф

Температура уходящих газов

Θух

 °С

Задано по табл. 1.4[2]

Энтальпия

Нух

кДж/кг

по H-Θ таблице

Температура холодного воздуха

Θ°хв

 Θ

Задано

Энтальпия

хв

кДж/кг

хв=1.32 Θ°хвВ

Потери тепла:

от химического недажега

q3

%

по таблице 4.6 [2]

от мех. недажега

q4

%

по таблице 4.6 [2]

с уходящими газами

q2

%

(Hухух. Н°хв)(100-q4)

/Qрр

в окружающую среду

q5           

%

По графику (стр.21) [3], стр. 27 [2]

с физическим теплом шлаков

q6

%

ашл.(Сθшлр/Qрр

Доля золы в шлаке

ашл.

%

1 - аун

Доля золы в уносе

аун

%

По табл. 4.6[2]

Температура шлака

Θшл

°С

Принята

Сумма тепловых потерь

Σq

%

q2+q3+q4+q5+q6

КПД котла

 ηк

%

100-Σq

Давление перегретого пара

Pпп

МПа

Задано

Температура перегретого пара

tпп

 °С

Задано

Энтальпия

hпп

кДж/кг

по таблице 25[3]

Давление в барабане

Pб

МПа

Pпп+0.05Рпп

Давление в эканомайзере

Pэк

МПа

Pб+0.1Pб

Температура питательной воды

tпв

 °С

Задано

Энтальпия

hпв

кДж/кг

Таблица 24[3]

(при Рэк)

Энтальпия воды на линии насыщения

Hкип

кДж/кг

Таблица 23[3]

(при Pб )

Тепло, полезно используемое в котле

Qка

кДж/с

Dпп (hпп –hпв) + Dпр 

(hкип+hпв)

Паропроизводимость котла

Dпп

кг/с

Задано

Величина продувки

Dпр

кг/с

Хпр Dпп

(где Хпр – доля продувки, задано)

Полный расход топлива

B

кг/с

(Qка100)/(hка Qрр)

Расчетный расход топлива

Bp

кг/с

В(1-q4/100)

Коэфициент сохранения тепла

φ

——

1-(q5/ (hка+q5))

7. Расчет топочной камеры .

Эскиз топочной камеры (строить на основании чертежей и рекомендаций [2] стр.30).

7.1 Геометрический расчет топки топки.

Площадь поверхности:

Обозначение и формула

Размерность

1

2

3

Фронтальной стены

Fф

м2

Задней стены

Fз

м2

Боковой стены

Fб=Σfi

м2

Потолка

Fпот

м2

Выходного окна

Fокн

м2

Пода

Fпод

м2

Суммарная площадь стен топки

Fст= Fпот+Fф+Fз+2 Fб +Fокн+Fпод

м2

Суммарная площадь стен топки закрытых экранами

Fэкр= Fф+Fз+2 Fб – Fгор+Fпод

м2

Площадь горелочных устройств

Fгор=( pd2/4) 6

м2

Объём топочной камеры

Vт= Fб а

м3

Диаметр и толщина стен труб экранов

мм

Относительный шаг между трубами экранов

Sэкр

мм

Угловой коэффициент экранов

Хэкр = 1 – 0,2 (S/d -1)

Диаметр и толщина стен потолочных труб

мм

Относительный шаг между трубами

Sтр

м

Угловой коэффициент рп

Хпот = 1–0,2 (S/d -1)

Лучевоспринимающая поверхность:

 экранов топки

Hлэкр = Fэкр  Хэкр

м2

потолочных труб

Hлпот= Fпот Хрп

м2

выходного окна

Hлокн= Fокн  Хокн

м2

стен топки

Hлт = Hлэкр + Hлпот + Hлокн

м2

Эффективная толщина излучающего слоя

S = 3,6  Vт/Fст

м

7.2 Тепловой расчёт топки.

Расчетная величина

Обозна-чение

Размер-ность

Формула или

обоснование

Расчет

1

2

3

4

5

Коэффициент избытка воздуха в топке

αт

Принята

Присос воздуха в топке

Δαт

Принята

Присос воздуха в системе пылеприготовления

Δαпл

Принимаем,[2] стр.18

Температура горячего воздуха на выходе из ВП

Θгв

°С

Задана, табл.1.6[2] ст. 15

Энтальпия горячего воздуха.

гв

кДж/кг

по H-Θ табл.

Тепло, вносимое в топку воздухом

Qв

кДж/кг

т-Δαт-Δαпл)H°гв+(Δαт+Δαпл)H°хв

ст. 37[2]

Полезное тепловыделение в топке

Qт

кДж/кг

Qрр((100-q3-q4-q6)/(100-q4))+Qв

ст. 37[2]

Теоретическая температура горения

Θа

°С

по H-Θ табл.

Относительное положение максимума температур топки

Хт

hг/Hт

(hг – высота горелки)

Коэффициент

М

ф. 4.26 а;  4.26 б; 4.26 [2]

Температура газов на выходе из топки

Θ"т

°С

Принимаем, [2] стр. 38-39

Энтальпия газов на выходе  из топки

H"т

кДж/кг

по H-Θ табл.

Средняя суммарная теплоемкость продуктов сгорания

ср

кДж/кг.

град.

(Qт-H”т)/( Θ - Θ"т)

Произведение

pпS

мМПа

P rп S

Коэффициенты ослабления лучей: трехатомными газами

Кr

1/мМПа

Ф. 4.40 [2]

Золовыми частицами

Кзл

1/мМПа

Ф. 4.41 [2]

Коксовыми частицами

Кк

1/мМПа

принято (стр.43[2])

Оптическая толщина излучения слоя

КPS

КPS

Коэффициент ослабления лучей топочной средой

К

Ф. 4.39 [2]

Степень частоты факела

ξф

ξф = 1 – еkps

Коэффициенты тепловой эффективности: гладкотрубных экранов

Ψэкр

Ф. 4.30[2] ст. 42

Условный коэффициент загрязнения

ξ

Принимаем по табл. 4.8 [2]

потолочных труб

Ψпот

ξ Хпот

труб в выходном окне

Ψокн

ξ окн  Хокн

Условный коэффициент загрязнения ширм

ξокн

ξ β

Коэффициент

β

А/ Θ"т, где А стр.42 [2]

Средний коэффициент тепловой эффективности

Ψср

экр Fэкрпот Fпотокн Fокн)

ст. 41 ф. 4.32

Степень черноты топочной камеры

ξт

ξф/(ξф+(1-ξф) Ψср)

Температура газов на выходе из топки

Θ"т

°С

Ф. 7.6 [2]

Энтальпия

H"т

кДж/кг

по H-Θ табл.

Количество тепла, воспринятого в топке

Qлт

кДж/кг

φ(Qт-H"т)

Средняя тепловая нагрузка лучевосприннемающей поверхности

qл

кВт/м2

ВрQлт/Hлт

Теплонапряженние топочного объёма

qv

кВт/м3

BQрн/Vт

Примечания.

Если θт – расчетная отличается от ранее принятой на +  1000С, то необходимо ею перезадаться  и сделать перерасчет;

При расчете топок работающих на газомазутном топливе коэффициенты ослабления лучей (Кг, Кс) необходимо определять по рекомендации стр. 43,44 [2], а затем найти коэффициенты теплового излучения ξ св, ξ г , ξ ф.

Такие же вычисления вносить в дальнейших расчетах поверхностей нагрева котла.

8.Расчет поверхностей нагрева.

Рис.8.1. Принципиальная тепловая схема пароперегревательного тракта.

Рис.8.2. Эскиз пароперегревательного тракта котла.

Тепловую схему и эскиз п/п изобразить в примерном масштабе чертежа на формат А 4.

8.1 Расчет радиационного потолочного пароперегревателя (РП).

Расчетная величина

Обозна-чение

Размер-ность

Формула или

обоснование

Расчет

1

2

3

4

5

Диаметр и толщина стен

dxδ

мм

по чертежу

Тепловосприятие РП из топки

Qлрп

кДж/кг

(Qлт/Hлт) β/ Hлрп

Лучевоспринимающая поверхность РП

Hлрп

М2

Hлрп=Hлп

Коэффициент распределения тепла по высоте топки

β

_

По табл. 4.10 стр.47[2]

Температура пара на входе в РП

t’рп

°С

по табл.23 [3]   при Рб

Энтальпия

h’рп

кДж/кг

по табл.23 [3]

Величина впрысков

Dвпр

кг/с

6-8 % от Dпп

Величина 1-го впрыска

Dвпр1

кг/с

(0,4 – 0,6) Dвпр

Величина 2-го впрыска.

Dвпр2

кг/с

(0,4 – 0,6)  Dвпр

Приращение энтальпии пара в РП

Δhрп

кДж/кг

Qлрп Вр/(Dпп-Dвпр)

Энтальпия пара на выходе из РП

h”ррп

кДж/кг

h’рп + Δhрп

Температура пара за РП

t”рп

°С

по табл.25 [3] при Рб

8.2 Расчет      полурадиационного пароперегревателя (ШП).

8.2.1 Конструктивные характеристики ШП.

Расчетная величина

Обозна-чение

Размер-ность

Формула или

обоснование

Расчет

1

2

3

4

5

Диаметр и толщина стен труб в ШП

dxδ

мм

по чертежу

Шаги: поперечный (между ширмами)

S1

м

по чертежу

Продольный (между трубами в ширме)

S2

м

по чертежу

Количество ширм поперек газохода

nшп

шт

по чертежу

Количество труб в ширме

nтр

шт

по чертежу

Число параллельно включенных труб

n

шт

nшп nтр

Полная поверхность нагрева ШП

Hшп

м2

2hшп Сшп nшп

Лучевоспринимающая поверхность нагрева ШП

Hлшп

м2

Hлшп= Hлокн

Расчетная поверхность нагрева ШП

Hршп

м2

Hшп-Hлшп

Живое сечение для прохода газов.

Fг

м2

по чертежу

Живое сечение для прохода пара

Fп

м2

(pd 2)n/4

Толщина излучающего слоя

S

м

1.8/(1/hш+1/s1+1/с)

Где hш- высота ширмы

С – глубина ширмы определяется по чертежу .

Если конструктивные характеристики по чертежам или описанию

Похожие материалы

Информация о работе