Тепловой расчет котельного агрегата: Методические указания к выполнению курсового и дипломного проектов по курсу «Теплогенерирующие установки»

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

Кафедра теплогазоснабжения и вентиляции

ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ КОТЕЛЬНОГО АГРЕГАТА

Методические указания к выполнению курсового и дипломного проектов по курсу «Теплогенерирующие установки».

Специальность «Теплогазоснабжение и вентиляция» (290700)

Новокузнецк

2004

УДК 621.181.001.24:536.7(083.75)

          Т 34

Рецензент

Главный специалист отдела котельных установок

ФГУП ПИ «Сибирский Сантехпроект» Ю.В.

Т 34   Тепловой расчет котельного агрегата: Метод. указ./Сост.: М.Н. ,, Л.Г. : СибГИУ. –  Новокузнецк, 2004. – 62 с., илл.

В данной работе изложена методика поверочного расчета топки и конвективных поверхностей нагрева котельных агрегатов типа КЕ и ДЕ производительностью  от 2,5 до 25 тонн пара в час при давлении в барабане 1,4 МПа.

Предназначены для студентов специальности «Теплогазоснабжение и вентиляция» (290700).

ВВЕДЕНИЕ

Представленные методические указания предназначены для проведения поверочного теплового расчета вертикально-водотрубных котельных агрегатов низкого давления типа ДЕ и КЕ при курсовом и дипломном проектировании. Методика расчета основана на нормативном методе [1], изданном в 1998 г. В пособии учтены также требования [2,3]. Типы и основные параметры паровых котельных агрегатов приведены в таблице 1 [2].

В таблице 1 приняты следующие обозначения:

Е-паровой котел с естественной циркуляцией;

первое число - паропроизводительность, т/ч; второе число - давление пара у главной паровой задвижки, кгс/см².

Указанные в таблице обозначения относятся к котельным агрегатам с камерными топками для сжигания твёрдых топлив при твёрдом шлакоудалении, для других топлив и топок добавляются следующие индексы:

-  Г - газ;

-  М - мазут;

-  ГМ - газ и мазут;

-  Р - слоевая топка (решетка).

В настоящих методических указаниях используется Международная система единиц (СИ), однако, учитывая ранее изданные основные нормативные документы, использующие систему МКГСС, ниже даётся таблица соотношения единиц (таблица 2).

Таблица 1- Типы и номинальные значения основных параметров котельных агрегатов [2]

Таблица 2 – Соотношение между единицами измерений в системах СИ и МКГСС

1  ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ ТЕПЛОВОГО РАСЧЕТА

Тепловой расчёт котлоагрегата  может быть конструктивным и поверочным. Различие заключается в задачах расчёта и искомых величинах. При конструктивном расчёте для заданных теплопроизводительности, параметров теплоносителя и характеристик топлива определяют размеры топки и поверхностей нагрева отдельных элементов агрегата, а также ожидаемые КПД и расход топлива. При поверочном тепловом расчёте по принятой конструкции и размерам котельного агрегата для заданных нагрузки и вида топлива определяют температуру теплоносителя, воздуха и дымовых газов на границах между отдельными поверхностями нагрева, КПД и расход топлива. Тепловой расчёт даёт исходные материалы для выбора вспомогательного оборудования, аэродинамического гидравлического, прочностного и других расчётов.

Прежде чем приступить к выполнению теплового расчёта, следует изучить конструкцию и устройство котлоагрегата, пользуясь чертежами и литературой [4,5,6]. Тепловой расчёт следует выполнять в следующей последовательности:

-  расчёт объёмов и энтальпий воздуха и продуктов сгорания;

-  составление теплового баланса агрегата, определение КПД и расхода топлива;

-  расчёт топочной камеры;

-  расчёт конвективных и хвостовых поверхностей нагрева (последовательно по ходу дымовых газов);

-  уточнение теплового баланса и составление сводной таблицы результатов расчёта по всем элементам котлоагрегата.

К пояснительной записке прикладывается рисунок, состоящий из плана, продольного и поперечного (частью по топке, частью по конвективным поверхностям нагрева) разрезов котлоагрегата. На рисунке должны быть указаны все основные размеры котлоагрегата.

2 ТОПЛИВО, ОБЪЕМЫ И ЭНТАЛЬПИИ ВОЗДУХА И ПРОДУКТОВ СГОРАНИЯ

2.1    Состав топлива и теплота сгорания

Расчётные характеристики топлива принимаются по справочникам  [l, 7] или по приложениям А, Б настоящих указаний:

-  для твёрдого и жидкого топлива принимается состав рабочей массы в процентах и низшая теплота сгорания О_н^r, кДж/кг.  Данные сводятся в таблицу 3.

Таблица 3 -  Состав твердого и жидкого топлива

- для газообразного топлива принимается состав сухого газа в процентах по объёму и низшая теплота сгорания Q_н^d, кДж/м³. Данные сводятся в таблицу 4.

Таблица 4 -  Состав газообразного топлива

2.2  Объёмы воздуха и продуктов сгорания

Все расчёты объёмов воздуха и продуктов сгорания ведутся в кубических метрах на 1 м³ сухого газообразного топлива или на 1 кг твёрдого или жидкого топлива при нормальных условиях (0 ⁰С и 101,3 кПа), на что указывает верхний индекс «н» в обозначениях величин объемов.

Расчёт теоретических объёмов воздуха и продуктов сгорания (при коэффициенте избытка воздуха α = 1) рекомендуется вести по форме таблицы 5. При использовании типовых топлив при дипломном проектировании