Физика \ Эксплуатация и ремонт теплоэнергетического оборудования котельного отделения

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

Страницы работы

12 страниц (Word-файл)

Скачать файл

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]).

W^р=; A^р=; S^р=; C^р=; H^р=; N^р=; O^р=.

Определяем теоретические объёмы воздуха и продуктов сгорания.

Q^р_н=0,339С^р+1,03Н^р-0,109(О^р-S^р)-0,025W^р, МДж/кг

V⁰_В=0,0889(С^р+0,375S^р)+0,265Н^р-0,0333О^р, м³/кг.

V_RO₂=0,0186(С^р+0,375S^р), м³/кг.

V⁰_Н2О=0,111Н^р+0,0124W^р+0,0161V⁰_В, м³/кг.

V⁰_N₂=0,79 V⁰_В+0,008 N^р, м³/кг.

V⁰_Г= V_RO₂+V⁰_Н2О+ V⁰_N₂ м³/кг.

Определение коэффициента избытка воздуха по газоходам котла.

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

α_ПП=α_Т+Δα_ПП; α_ЭК2=α_ПП+Δα_ЭК α_ВП2=α_ЭК2+Δα_ВП;

α_ЭК1=α_ВП2+Δα_ЭК α_ВП1=α_ЭК1+Δα_В

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

Величина и расчётная формула	Газоход
	α_Т=…	α_ПП=…	α_ЭК2=…	α_ВП2=…	α_ЭК1=…	α_ВП1=…
Объём водяных паров. м³/кг V_Н2О=V°_Н2О+0.0161(α-1)V°_В
Полный объём газов м³/кг V_Г=V°_Г+0.0161(α-1)V°_В
Объёмная доля трёх атомных газов R_RO₂=V_RO₂/V_Г
Объёмная доля водяных паров R_Н2О=V_Н2О/V_Г
Доля трёх атомных газов и водяных паров R_п=R_Н2О+R_RO₂
Безразмерная концентрация золовых частиц кг/кг μ_зл=А^ра_ун/100Gr

При выполнении курсового проекта на газомазутных топливах величину μ_злне учитывать_.

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

θ	Н°_Г	Н°_В	(Сθ)_ЗЛ	Н_ЗЛ	H_Г=H°_Г+(α-1)H°_В+H_ЗЛ
^оС	кДж/кг	кДж/кг	кДж/кг	кДж/кг	α_Т=…	α_ПП=…	α_ЭК2=…	α_ВП2=…	α_ЭК1=…	α_ВП1=…

6. Расчет теплового баланса котла.

Расчетная величина	Обозначение	Размерность	Формула или обоснование	Расчет
1	2	3	4	5
Распологаемое тепло топлива	Q^р_р	кДж/кг	Q^р_р = Q^р_н+ Q_тл + Q_внш+Q_ф
Температура уходящих газов	Θ_ух	°С	Задано по табл. 1.4[2]
Энтальпия	Н_ух	кДж/кг	по H-Θ таблице
Температура холодного воздуха	Θ°_хв	Θ	Задано
Энтальпия	H°_хв	кДж/кг	V°_хв=1.32 Θ°_хв V°_В
Потери тепла: от химического недажега	q₃	%	по таблице 4.6 [2]
от мех. недажега	q₄	%	по таблице 4.6 [2]
с уходящими газами	q₂	%	(H_ух-α_ух.Н°_хв)(100-q₄) /Q^р_р
в окружающую среду	q₅	%	По графику (стр.21) [3], стр. 27 [2]
с физическим теплом шлаков	q₆	%	а_шл.(Сθ_шл)А^р/Q^р_р
Доля золы в шлаке	а_шл.	%	1 - а_ун
Доля золы в уносе	а_ун	%	По табл. 4.6[2]
Температура шлака	Θ_шл	°С	Принята
Сумма тепловых потерь	Σq	%	q₂+q₃+q₄+q₅+q₆
КПД котла	η_к	%	100-Σq
Давление перегретого пара	P_пп	МПа	Задано
Температура перегретого пара	t_пп	°С	Задано
Энтальпия	h_пп	кДж/кг	по таблице 25[3]
Давление в барабане	P_б	МПа	P_пп+0.05Р_пп
Давление в эканомайзере	P_эк	МПа	P_б+0.1P_б
Температура питательной воды	t_пв	°С	Задано
Энтальпия	hпв	кДж/кг	Таблица 24[3] (при Р_эк)
Энтальпия воды на линии насыщения	H_кип	кДж/кг	Таблица 23[3] (при P_б)
Тепло, полезно используемое в котле	Q_ка	кДж/с	D_пп (h_пп –h_пв) + D_пр (h_кип+h_пв)
Паропроизводимость котла	D_пп	кг/с	Задано
Величина продувки	D_пр	кг/с	Х_пр D_пп (где Х_пр – доля продувки, задано)
Полный расход топлива	B	кг/с	(Q_ка100)/(h_каQ^р_р)
Расчетный расход топлива	Bp	кг/с	В(1-q₄/100)
Коэфициент сохранения тепла	φ	——	1-(q₅/ (h_ка+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	F_ф	м²
Задней стены	F_з	м²
Боковой стены	F_б=Σfi	м²
Потолка	F_пот	м²
Выходного окна	F_окн	м²
Пода	F_под	м²
Суммарная площадь стен топки	F_ст= F_пот+F_ф+F_з+2 F_б +F_окн+F_под	м²
Суммарная площадь стен топки закрытых экранами	F_экр= F_ф+F_з+2 F_б – F_гор+F_под	м²
Площадь горелочных устройств	F_гор=( pd²/4) 6	м²
Объём топочной камеры	V_т= F_б а	м³
Диаметр и толщина стен труб экранов	dδ	мм
Относительный шаг между трубами экранов	S_экр	мм
Угловой коэффициент экранов	Х_экр = 1 – 0,2 (S/d -1)	—
Диаметр и толщина стен потолочных труб	dδ	мм
Относительный шаг между трубами	S_тр	м
Угловой коэффициент рп	Х_пот = 1–0,2 (S/d -1)
Лучевоспринимающая поверхность: экранов топки	H^л_экр = F_экр Х_экр	м²
потолочных труб	H^л_пот= F_пот Х_рп	м²
выходного окна	H^л_окн= F_окн Х_окн	м²
стен топки	H^л_т = H^л_экр + H^л_пот + H^л_окн	м²
Эффективная толщина излучающего слоя	S = 3,6 V_т/F_ст	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	α_т		Принята
Присос воздуха в топке	Δα_т		Принята
Присос воздуха в системе пылеприготовления	Δα_пл		Принимаем,[2] стр.18
Температура горячего воздуха на выходе из ВП	Θ_гв	°С	Задана, табл.1.6[2] ст. 15
Энтальпия горячего воздуха.	H°_гв	кДж/кг	по H-Θ табл.
Тепло, вносимое в топку воздухом	Q_в	кДж/кг	(α_т-Δα_т-Δα_пл)H°_гв+(Δα_т+Δα_пл)H°_хв ст. 37[2]
Полезное тепловыделение в топке	Q_т	кДж/кг	Q^р_р((100-q₃-q₄-q₆)/(100-q₄))+Q_в ст. 37[2]
Теоретическая температура горения	Θ_а	°С	по H-Θ табл.
Относительное положение максимума температур топки	Х_т		h_г/H_т (h_г – 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	VС_ср	кДж/кг. град.	(Q_т-H”_т)/( Θ - Θ"_т)
Произведение	p_пS	мМПа	P r_п S
Коэффициенты ослабления лучей: трехатомными газами	К_r	1/мМПа	Ф. 4.40 [2]
Золовыми частицами	К_зл	1/мМПа	Ф. 4.41 [2]
Коксовыми частицами	К_к	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	ξ_ф	—	ξ_ф= 1 – е^–^kps
Коэффициенты тепловой эффективности: гладкотрубных экранов	Ψ_экр	—	Ф. 4.30[2] ст. 42
Условный коэффициент загрязнения	ξ	—	Принимаем по табл. 4.8 [2]
потолочных труб	Ψ_пот	—	ξ Х_пот
труб в выходном окне	Ψ_окн	—	ξ _окн Х_окн
Условный коэффициент загрязнения ширм	ξ_окн		ξ β
Коэффициент	β	—	А/ Θ"т, где А стр.42 [2]
Средний коэффициент тепловой эффективности	Ψ_ср	—	(Ψ_экр F_экр+Ψ_пот F_пот+Ψ_окн F_окн) ст. 41 ф. 4.32
Степень черноты топочной камеры	ξ_т	—	ξ_ф/(ξ_ф+(1-ξ_ф) Ψ_ср)
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	Q^л_т	кДж/кг	φ(Q_т-H"_т)
Средняя тепловая нагрузка лучевосприннемающей поверхности	q_л	кВт/м²	В_рQ^л_т/H^л_т
Теплонапряженние топочного объёма	q_v	кВт/м³	BQ^р_н/V_т

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 (К_г,К_с) 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	Q^л_рп	кДж/кг	(Q^л_т/H^л_т) β/ H^л_рп
Лучевоспринимающая поверхность РП	H^л_рп	М²	H^л_рп=H^л_п
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 Р_б
Энтальпия	h’_рп	кДж/кг	по табл.23 [3]
Величина впрысков	D_впр	кг/с	6-8 % от D_пп
Величина 1-го впрыска	D_впр1	кг/с	(0,4 – 0,6) D_впр
Величина 2-го впрыска.	D_впр2	кг/с	(0,4 – 0,6) D_впр
Приращение энтальпии пара в РП	Δh_рп	кДж/кг	Q^л_рп В_р/(D_пп-D_впр)
Энтальпия пара на выходе из РП	h”_ррп	кДж/кг	h’_рп + Δh_рп
Температура пара за РП	t”_рп	°С	по табл.25 [3] при Р_б

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	n_шп	шт	по чертежу
Количество труб в ширме	n_тр	шт	по чертежу
Число параллельно включенных труб	n	шт	n_ш_п n_тр
Полная поверхность нагрева ШП	H_шп	м²	2h_шп С_шпn_шп
Лучевоспринимающая поверхность нагрева ШП	H^л_шп	м²	H^л_шп= H^л_окн
Расчетная поверхность нагрева ШП	H^р_шп	м²	H_шп-H^л_шп
Живое сечение для прохода газов.	F_г	м²	по чертежу
Живое сечение для прохода пара	F_п	м²	(pd ²)n/4
Толщина излучающего слоя	S	м	1.8/(1/h_ш+1/s₁+1/с)