Укрупнённый расчёт теплогенерирующей установки (на примере котлоагрегата марки Е-500-13,8 ГМН (ТГМЕ-464))

Страницы работы

4 страницы (Word-файл)

Фрагмент текста работы

3. УКРУПНЁННЫЙ РАСЧЁТ ТЕПЛОГЕНЕРИРУЮЩЕЙ УСТАНОВКИ

3.1. Общие сведения

В данном дипломном проекте производится укрупнённый расчёт котлоагрегата марки Е-500-13,8 ГМН (ТГМЕ-464). Этот котлоагрегат входит в состав моноблока         110 МВт с турбоагрегатом Т-110/120-130.

Основные характеристики котлоагрегата:

1. Номинальная паропроизводительность - 509 т/ч;

2. Давление острого пара на выходе - 13,73 МПа;

3. Температура перегретого пара - 560°С [5].

В качестве топлива используется природный газ со следующим объёмным составом              (в процентах):

СН4

С2Н6

С3Н8

С4Н10

N2

О2

95,7

2,3

0,12

0,37

1,5

0,03

Низшая теплота сгорания газа Qнс = 8600 ккал/м3 = 36034 кДж/м3.

3.1.1. Оптимальная температура подогрева воздуха

tг.в.опт = tпв + 40 + 0,7·( tух - 120),                                             где tпв - температура питательной воды, tпв = 230°С;

tух - температура уходяших газов при работе котла на газе, tух = 130°С.

tг.в.опт = 230 + 40 + 0,7( 130 - 120 ) = 277°С.

Температура на входе в воздухоподогреватель - tвп= 30°С.

3.2. Расчёт объёмов воздуха и продуктов сгорания

3.2.1. Теоретический объём воздуха

V0 = 0,0476 ·[ 0,5·СО + 0,5Н2 +1,5Н2S + å( m+n/4) ·СmHn - О2]                

V0 =0,0476·[(1+4/4)·95,7+(3+8/4)·0,12 + (2+6/4) ·2,3 +(4+10/4) ·0,37 - 0,03]=9,635м33

3.2.2. Теоретический объём азота

 = 0,79·V0 + N2 / 100                                                                                 

 = 0,79·9,635 + 1,5 / 100 = 7,627 м33

3.2.3. Объём трёхатомных газов

 = 0,01·[СО2 + СО + Н2S + åm·CmHn ]                                                 

= 0,01·[95,7 + 2·2,3 + 3·0,12 + 4·0,37] = 1,021 м33

3.2.4. Теоретический объём водяных паров

= 0,01·[ Н2S + Н2 + å(n / 2) ·СmHn + 0,124·dг.вл ] + 0,0161·V0 ,                        где dг.вл - влагосодержание газообразного топлива, отнесённое к 1 м3 сухого газа, г/м3; dг.вл = =10 г/м3.

= 0,01[ 95,7·4 /2 + 0,12·8 / 2 + 2,3·6 / 2 + 0,37·10 / 2 + 0,124·10]+ 0,0161·9,635 = =2,174 м33

3.2.5. Теоретический объём продуктов сгорания

Vг0 =  +  +  ,                                                                               

Vг0 = 7,627 + 2,174 + 1,021 = 10,822 м33.

3.2.6. Определение объёмов продуктов сгорания в поверхностях нагрева (таблица 3.1)

Таблица 3.1. Объёмы продуктов сгорания

Наименование рассчитываемой величины и расчётная формула

Размерность

V0=9,635 м33; Vг0 =10,822 м33;

=1,021 м33; = 7,627 м33;

= 2,174 м33

Газоходы

I

II

III

IV

Коэффициент избытка воздуха за поверхностью нагрева, aп

-

1,03

1,06

1,1

1,3

Средний коэффициент избытка воздуха в поверхности нагрева, aср

-

1,03

1,045

1,08

1,2

Объём водяных паров

=+0,0161·(aср - 1) ·V0

м33

2,179

2,181

2,186

2,205

Объём дымовых газов

Vг=+++(aср- 1)·V0

м33

11,116

11,263

11,605

12,78

Объёмные доли трёхатомных газов

=/ Vг

-

0,092

0,091

0,088

0,08

Объёмные доли водяных паров

= / Vг

-

0,196

0,194

0,188

0,173

Cуммарная объёмная доля

gg =+

-

0,288

0,285

0,276

0,253

3.3. Расчёт энтальпий воздуха и продуктов сгорания

3.3.1. Энтальпия теоретических объёмов воздуха и продуктов сгорания при расчётной температуре

Iв0 = V0·cв · t, кДж/кг ,                                                             

Iг0 = (·+·+·) ·t,                                        где Iв0 и Iг0 выбираются из таблицы XV [19].

3.3.2. Энтальпия продуктов сгорания при избытке воздуха

Iг = Iг0 + (a - 1) ·Iв0                                                                              

Результаты расчёта заносятся в таблицу 3.2.

Таблица 3.2. Результаты расчёта энтальпий воздуха и продуктов сгорания

t, °С

Iг0, кДж/кг

Iв0, кДж/кг

Iг = Iг0 + (a-1) ·Iв0

aт = 1,03

aпп = 1,06

aвэ = 1,1

aвп = 1,3

I

DI

I

DI

I

DI

I

DI

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

2200

39442

32198

40408

2100

37436

30611

38354

2054

2000

35443

29024

36314

2040

1900

33467

27437

34290

2024

1800

31486

25851

32262

2028

1700

29531

24306

30260

2002

1600

27588

22761

28271

1989

1500

25658

21211

26294

1977

1400

23761

19666

24351

1943

1300

21848

18121

22392

1959

1200

19972

16614

20470

1922

20969

1100

18146

15107

18599

1871

19052

1917

1000

16333

13599

16741

1858

17149

1903

900

14521

12134

14885

1856

15249

1900

800

12745

10706

13066

1819

13387

1862

13816

700

10999

9278

11277

1789

11556

1831

11927

1889

600

9312

7859

9548

1729

9784

1772

10098

1829

500

7671

6477

7865

1683

8060

1724

8319

1779

400

6054

5129

6208

1657

6362

1698

6567

1752

300

4484

3814

4598

1610

4713

1649

4865

1702

5628

200

2956

2521

3032

1566

3107

1606

3208

1657

3712

1916

100

1465

1252

1503

1529

1540

1567

1590

1618

1841

1871

3.4. Определение коэффициента полезного действия и расхода топлива котлоагрегата

3.4.1. Уравнение теплового баланса(коэффициента полезного действия)

hка = 100 - ( q2 + q3 + q5 ),                                                                    где q3 - потери от химического недожога; для газа q3 = 0,5%;

q5 - потери тепла от наружного охлаждения котла; q5 = 0,3%;

q2 - потери тепла с уходящими газами,

q2 = ( Iух - Iх.в0 · aух ) ·( 100 - q4)/ Qрр,                                                 где Qрр - располагаемое тепло на 1 м3 газообразного топлива.

Qрр = Qнс + iтл  = 36034 + 175 = 36209 кДж/м3,

iтл = Стл ·tтл  = 0,417 ·4,187 ·100 = 175 кДж/м3.

iтл - физическое тепло топлива, кДж/кг;

Стл - теплоёмкость газообразного топлива,

Стл = 0,01·( ·СН4  + ·С2Н6 + ·С3Н8 + ·С4Н10+ ·N2 + ·О2)+ +0,00124 ··dг.вл = 0,01 ·( 0,392 ·95,7 +0,838 ·0,12 + 0,596 ·2,3 + 1,124 ·0,2 + 1,3 ·1,5 + 0,315 ·0,03) + 0,00124 ·0,36 ·10 = 0,417 ккал/(м3 ·°С).

При температуре tух.г=130°С и aух=1,3 энтальпия уходящих газов                                    Iух = 2210 кДж/м3;

Iх.в0 - энтальпия холодного воздуха

Iх.в0 = (С ·t)х.в ·V0 = 39,5 ·9,635 = 381 кДж/м3, по формуле (3.4.2)

q2 = (2210 -1,3 ·381) ·(100 -0)/36209 = 4,73%, по формуле (3.4.1)

hка = 100 - (4,73 + 0,5 +0,3) = 94,47% .

3.4.2. Расход топлива (газа и мазута) на котлоагрегат

Вгаза = [ Dпе ·(iпп - iпв) + Dпр ·(iк - iпв) ] / Qрр ·hка,                                              

где Dпе - расход перегретого пара из котла ,

Dпе = 1,035 ·Dт = 1,035 ·509/3,6 = 146,3 кг/с,

Dпр - расход продувочной воды из испарительного контура, Dпр = 0,005 ·Dпе;

при продувке р <2% от Dпе  тепло продувочной воды составляет менее 0,5% полного тепловыделения и ею можно пренебречь;

iпп - энтальпия перегретого пара, при р =13,73 МПа и t = 560°С iпп = 3487 кДж/кг;

iпв - энтальпия питательной воды, поступающей в котёл, iпв = 998 кДж/кг;

по формуле (3.4.3)

Вгаза = 146,3·(3487 - 998)/(36209·0,9447) =10,65 м3/с = 38323 м3/ч.

Расход топлива в переводе на мазут

Вмазута = Вгаза ·Qнс / Qнр(мазута) = 38323 ·8600 / 9260 = 35592

Похожие материалы

Информация о работе