Процессы горения топлива и водоподготовка в котельной

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

(МИИТ)

-----------------------------------------------------------------------------

Кафедра: «Теплоэнергетика

железнодорожного транспорта»

Курсовая работа

по дисциплине:

«Топливо, вода и смазочные материалы»

Тема: «Процессы горения топлива и водоподготовка в котельной»

                      Выполнил:  студент группы ВЭН – 321

                                                                                  Филиппов А.М.

Проверил:     Селиванов А.С.

Москва – 2013 г.

Задание по разделу « Процессы горения топлива»

Исходные данные:

Тип котла: ДЕ-25-14

nк

4

число котлоагрегатов в котельной

p

4,2

%

продувка

ηк

92,7

%

КПД котла

ηк

0,927

КПД котла

tух

143

˚С

αт

1,05

коэффициент избытка воздуха котла

Δα

0,2

увеличение α при движении газов к дымососу

αух

1,25

γ

0,21

объемная доля кислорода в воздухе

DП

25

т/ч

номинальная паропроизводительность котла

Р

14

ата

абсолютное давление пара  в барабане котла

tН

195

˚С

tП

225

˚С

h НП

2860,6

кДж/кг

tВ=

30˚С

hПВ

437

кДж/кг

с=

4,19кДж/(кг К)

Характеристики топлива

№ П/П	Газопровод	Состав газа по объему								QcH МДж/кг	Ρ0r кг/нм3
		Н2	СН4	С2Н6	С3Н8	С4Н10	С5Н12	N2	CO2
	Оренбург-Совхозное	1,1	91,4	4,1	1,9	0,6	-	0,2	0,7	38,02	0,883

РАСЧЕТ:

Состав газа в объемных процентах на сухую массу

1.  Теоретически необходимый объем кислородоносителя (воздуха):

V_o = 0.0476* (2CH₄ + S (n + m/4) C_nH_m) = 0.0476 (0,5*1,1+2 * 91,4+ (2 + 6/4)*4,1 + (3 + 8/4) *1,9 + (4 + 10/4)* 0,6)= 10,048 [нм³/нм³]

действительный  V_Д объем воздух для сжигания единицы топлива:

  V_д = a * Vо  = 1,05 *10,048 =10,55

2. Объем трехатомных газов:  

V_RO2 = 0.01 * (CH₄ + S n × C_nH_m + CO₂) = 0.01*(91.4 + 2*4,1 + 3*1,9 + 4*0,6 +0,7)

 = 1,084  [нм³/нм³]

объемазота N₂

V_N2 = 0.79 * a *V_o + 0,01N₂ = 0.79 *1,05*10,048 + 0.01 *0,2= 8,337  [нм³/нм³]

объемкислорода V_O2

V_O2 = (a - 1) *V_og V_O2 = (1.05 – 1) *10,048 *0.21 = 0.1055   [нм³/нм³]

объем  водяных паров H₂O

V_H2O = 0.01 (Н₂ +Н₂S+ Sm/2 ×C_nH_m )+ 0.00124 d_г+ 0.0161aV_o= 0.01 (1,1+2*91,4 + 3*4,1+ 4*1,9 + 5*0.6)+ 0.00124*10+ 0.0161*1,05*10,048 = 2.25  [нм³/нм³]

3. Объем сухих дымовых газов Vсг

V_сг = V_RO2 + V_O2 + V_N= 1.084 + 0,1055 + 8,337 = 9,5265   [нм³/нм³]

Полный объем дымовых газов Vг

V_г = V_сг + V_H2O= 9,5265 + 2,25 = 11,7765   [нм³/нм³]

 

4. Объемные доли трехатомных газов

==

==

При давлении газов в топке котла  парциальное давление

~1 кгс/см²

5. Содержание трехатомных газов и кислорода в сухих дымовых газах

1,107

Характеристика топлива

β==

Основное уравнение полного сгорания

6. Количество сухих продуктов сгорания в случае неполного сгорания топлива

=11,2

=1,2

=0,01N₂=0,01*0,2=0,002

Уравнение, выражающее баланс кислорода примет вид

=11,2(1+0,748)+1,2+0,1644∙(0,8∙(1+0,21)+0,748)=21,0597

Оценка качества сгорания топлива по данным анализа дымовых газов

=21-11,2(1+0,748)-1,2=0,224

Содержание CO при неполном сгорании топлива

==0,1644

При наличии в дымовых газах из продуктов неполного сгорания только CO для топлив с малым содержанием азота выражение для определения коэффициента расхода воздуха имеет вид

=

7. Определение потребности в топливе.

Расход рабочего топлива в номинальном режиме работы котла, кг/с

где  – расход продувочной воды, кг/с

Годовой расход топлива котельной, при числе часов использования установленной мощности котлов , т/год

Калорийный эквивалент топлива

Годовой расход топлива котельной в условном исчислении, т.у.т./год

Расчетный расход рабочего топлива, кг/с

8. Объем уходящих дымовых газов, м³/ м³

Объемный расход уходящих газов при НФУ, м³/с

Объемный расход уходящих газов при температуре t_ух, м³/с

Требуемая производительность дымососа (при ), м³/ч

9. Объемный расход дутьевого воздуха при НФУ, м³/с

Требуемая подача дутьевого вентилятора (при ), м³/ч

10. Скорость дымовых газов в устье трубы

Расход газов через трубу, м³/с

Оценка диаметра устья трубы, м

Окончательный размер, принятый из типового ряда – 1,5

11. Масса дымовых газов на единицу горючего газа, кг/м³

Плотность дымовых газов при НФУ, кг/м³

Задание по разделу «Водоподготовка в котельной»

№	Qтс	Р	γ	Свзв	ОК	HCO-3	Ca2+	Mg2+	Na+	SO24	Cl-
п/п	м3/ч	%	-	мг/л	мг О2/л	мг/л	мг/л	мг/л	мг/л	мг/л	мг/л
23	38,0	4,2	0,32	2,4	2,5	128,1	40,3	10,7	21,4	54,1	21,1

Водный состав воды в мг-экв/л                                      

                                                     

уравнение электронейтральности.

определяем сумму анионов:

∑=1,13+0,6=3,83 мг-экв/л

определяем сумму катионов:

∑=0,88+0,93=3,82 мг-экв/л

 Жесткость, щелочность, солесодержание, относительная щелочность исходной воды.

Ж_К=Щ_О=2,1 мг-экв/л

Ж_НК=Ж_О-Ж_К=2,89-2,1=0,79 мг-экв/л

= Ж_К ∙=2,1∙=1,46 мг-экв/л

= Ж_К -=2,1-1,46=0,64 мг-экв/л

Солесодержание исходной воды

S^ИВ=∑К+∑А=128,1+40,3+10,7+21,4+54,1+21,1=275,7мг/л

сухой остаток  CO≈ 275,7 мг/л