Котельные установки промышленных предприятий

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 26 Октября 2013 в 23:15, курсовая работа

Краткое описание

Целью курсового проекта является реконструкция котельного агрегата типа ДКВр паропроизводительностью D=6,5 т/ч с избыточным давлением перегретого пара Р = 13 кгс/см2 для сжигания твердого топлива.
Реконструкция котла заключается в получении пара более высоких параметров. Для этого за топкой устанавливаем пароперегреватель, убирая при этом часть труб первого, по ходу газа, котельного пучка.
Также производится конструктивный расчет водяного экономайзера из чугунных ребристых труб типа ВТИ для более полного удаления теплоты из дымовых газов и для снижения выбросов в атмосферу.
Ниже будет представлен расчет котла малой мощности ДКВ-6,5-13 производительностью 6,3 час пара.

Содержание

Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
Исходные данные для проектирования . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
Расчет объемов и энтальпий воздуха и продуктов
сгорания по газоходам котла . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
Тепловой баланс котла . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13
Тепловой расчет топочной камеры . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Конструктивный расчет пароперегревателя . . . . . . . . . . . . . . 21
Поверочный расчет первого котельного пучка . . . . . . . . . . . . 28
Поверочный расчет второго котельного пучка . . . . . . . . . . . . 33
Расчет чугунного водяного экономайзера . . . . . . . . . . . . . . . 37
Проверка теплового расчета . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .41
Сводная таблица и проверка теплового расчета. . . . . . . . . . . . .42
Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .43
Список использованной литературы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .44

Скачать в ZIP архиве (755.54 Кб) Сколько стоит заказать работу?
Вложенные файлы: 9 файлов

план мой..bak

— 163.39 Кб (Скачать файл)

план мой..cdw

— 168.07 Кб (Скачать файл)

план мой.cdw

— 167.56 Кб (Скачать файл)

разрез.cdw

— 125.93 Кб (Скачать файл)

А1 мой.cdw

— 249.17 Кб (Скачать файл)

Кот_уст мои.doc

— 1.09 Мб (Скачать файл)

 

2.3.Энтальпия  продуктов сгорания по газоходам  котла


Энтальпия продуктов  сгорания 1 кг твердого топлива, кДж/кг, определяется как сумма энтальпий  газообразных продуктов сгорания и  избыточного воздуха. Расчет энтальпии  продуктов сгорания проводится на выходе из каждой рассматриваемой поверхности нагрева при соответствующем значении a// по следующим уравнениям:

 

 

 

где  

                НГ – энтальпия продуктов сгорания, кДж/кг.

        Н0Г и Н0В – энтальпия теоритических объемов продуктов сгорания и воздуха соответственно, кДж/кг.

       (сJ)RO2, (сJ)N2, (сJ)H2O, (сJ)B. – энтальпия 1 м3 трехатомных газов, азота, водяных паров и воздуха соответственно, кДж/м3.

Все полученные данные заносим в таблицу 2.3.

Температура продуктов  сгорания за поверх-ностью нагрева  υ , 0С

Энтальпия воздуха

 Нв0, кДж/кг

Энтальпия газов

Нг0 , кДж/кг

Энтальпия продуктов  сгорания за поверхностью нагрева

Нг , кДж/кг

За топкой, (Т)

За пароперег-ревателем (ПП)

За первым котельным  пучком (КП1)

За вторым котельным  пучком (КП2)

За зкономайзе-ром (ВЭ)

1

2

3

4

5

6

7

8

100

608

729

        

1043

200

1220

1480

      

1836

2106

300

1846

2250

    

2376

2785

3195

400

2482

3045

    

3206

3758

4311

500

3135

3864

    

4059

4759

5459

600

3802

4695

  

4503

4928

5778

  

700

4488

5554

  

5322

5824

6829

  

800

5182

6436

5809

6157

6738

    

900

5872

7337

6605

7000

7661

    

1000

6581

8250

7415

7860

      

1100

7312

9171

8242

8736

      

1200

8043

9866

8955

        

1300

8770

11040

9905

        

1400

9519

12169

10844

        

1500

10269

12960

11615

        

1600

10104

13932

12018

        

1700

11763

14908

13336

        

1800

12513

16252

14383

        

1900

13280

16886

15083

        

2000

14048

17874

15963

        

2100

14816

18878

16847

        

2200

15584

1984

17734

        



Таблица 2.3

Таблица 2.3

 


3.ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС КОТЛА.

  1. Целью составления теплового баланса котлоагрегата является определение коэффициента полезного действия котла, расхода топлива и тепловых потерь по статьям расхода.

Таблица 3.1

№

Определяемая величина

Обозначение

Размерность

Формула (ссылка на источник) и расчет

Результат

1

2

3

4

5

6

1

Низшая теплота сгорания рабочей массы топлива

кДж/кг

По заданию

16539

2

Располагаемая теплота

кДж/кг

16539

3

Температура уходящих газов

υуг

оС

Принимаем по табл.2.2 из [1]

140

4

Энтальпия уходящих газов

Нуг

кДж/кг

По табл.2.3 за ВЭ при 

υуг =140˚С 

1468,2

5

Энтальпия холодного  воздуха

кДж/кг

157

6

Потери теплоты с уходящими газами

q2

%

=

=

6,8

7

Потери теплоты от химической неполноты сгорания

q3

%

П.3[1]

0,5

8

Потери теплоты от механического недожога

q4

%

П.3.1[1]

5,5

9

Потери теплоты от наружного охлаждения

q5

%

П.4.1[1]

2,4

1

2

3

4

5

6

10

Потери теплоты с  теплом удаляемого шлака

q6

%

= 0,85 × 12,5 × 562 / 16539

0,36

11

Суммарные тепло потери

%

q2 + q3 + q4 + q5 + q6 =

= 6,8+ 0,5 + 5,5 + 2,4 + 0,36

15,56

12

Коэффициент полезного  действия котла

ηк

%

100-

=100-15,56

84,44

13

Энтальпия перегретого  пара

hпп

кДж/кг

При t = 245°С и Р =12кгс/см²= 1,2МПа по П.8.2[1]

2920,04

14

Энтальпия питательной  воды

hпв

кДж/кг

По 8.3 [1]

440,5

15

Энтальпия котловой воды

hкв

кДж/кг

П.8.1 [1] при Р =12кгс/см²=1,2 МПа

795

16

Энтальпия насыщенного  пара

hнп

кДж/кг

П.8.1 [1]

2784

17

Расход перегретого  пара

D

кг/с

По заданию

1,75

18

Расход котловой воды на продувку

Dпр

кг/с

D × p / 100 = 1,75 × 1,7 / 100

0,03

19

Полное полезно отдаваемое тепло

Qка

кВт

D(hпп - hпв) + Dпр (hкв - hпв) =

= 1,7 (2920,04 – 440,5) + 0,03´(795 – 440,5)

4225,8

20

Расход топлива

В

кг/с

0,3026

21

Расчетный расход топлива

Вр

кг/с

0,2860


 

 


    


4.ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ТОПОЧНОЙ  КАМЕРЫ

 

4.1. Конструктивные  характеристики топочной камеры

Таблица 4.1

№

Определяемая величина

Обоз наче ние

Размерность

Формула (ссылка на источник) и расчет

Результат

1

2

3

4

5

6

1

Диаметр труб

d

м

d = 0,05-0,06 м

0,055

2

Толщина стенки трубы

δ

м

δ = 0,004-0,006 м

0,005

3

Относительный шаг между  осями труб

s1

 м

S1 / d = 1,06

для гладкотрубных экранов

19,27

4

Объем топки с камерой  догорания 

Vт

м3

Из чертежа

20,03

5

Полная поверхность стен

Fст

м2

Из чертежа

47,1

6

Площадь зеркала горения

Fпл

м2

Из чертежа

18,58

7

Угловой коэффициент

x

-

По рис.5.3 [1]

0,94

8

Радиационная поверхность

Нл

м2

X × Fпл = 0,94 × 18,58

17,46

9

Эффективная толщина  излучающего слоя

S

м

3,6 × (Vт / Fст) = 3,6 × (20,03 / 47,1)

1,53

10

Отношение площади зеркала  горения слоя к поверхности стен топки

ρ

-

R / Fст = 8,316 / 47,1

0,1766




 

 

 

 

 

 


Рис. 4.1Эскиз топочной камеры (вид сверху)

 

Рис.4.2 Эскиз топочной камеры (вид сбоку)

 

Рис. 4.3 Эскиз топочной камеры (фронтальный разрез)

 

 

 

 


Расчет геометрических характеристик котла:

    1. площадь фронтальной стенки FФ = 7 м2.
    2. площадь пола Fпола = 8,316 м2.
    3. площадь задней стенки Fз.ст = 4,6 м2.
    4. площадь боковой (левой) стенки Fб.лев = 14,012 м2.
    5. площадь боковой (правой) стенки Fбправ = 9,425 м2.
    6. площадь окна Fокна = 1,6 м2.


    1. площадь потолка Fпот = 3,747 м2.
    2. площадь экранов Fпл.лев = 6,594 м2, Fпл.прав = 8,986 м2, Fпл = 18,58 м2.
    3. Общая площадь стен Fст = FФ + Fз.ст + Fб.лев + Fбправ + Fпот =

= 7 + 4,6 + 14,012 + 9,425 + 3,747 = 47,1 м2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


4.2 Расчет теплопередачи  в топочной камере


  1. Топочная камера предназначена для организации эффективного процесса горения топлива и передачи тепла излучением от продуктов сгорания к расположенным в ней экранам.

Таблица 4.2

№

Определяемая величина

Обозначение

Размерность

Формула (ссылка на источник) и расчет

Результат

1

2

3

4

5

6

1

Предварительная температура  газа на выходе из топки

υ''т

оС

Принимаем предварительно

950

2

То же

Т''т

К

υ//т+273

1223

3

Количество теплоты, передаваемое газами

Qт

кДж/кг

=

16404,2

4

Энтальпия газа на выходе из топки

Нг

кДж/кг

Нг = Qт

16404,2

5

Адиабатная температура

υа

оС

По графику Н = f(υ) по Qт

2060

6

То же

Та

К

υа + 273 = 2060 + 273

2333

7

Энтальпия газов на выходе из топки

Н''т

кДж/кг

Определяем из табл. 2.3 по υ''т

7010

8

Количество воспринятой  теплоты

Qл

кДж/кг

φ(Qт - Н''т) = 0,97(16404,2-7010)

9394,2

9

Коэффициент сохранения теплоты

φ

-

1 - q5 /(ηк + q5) =

= 1 – 2,4 /(84,44 + 2,4)

0,97

10

Сред.сумм-я теплоемкость продуктов сгорания

(VC)ср

кДж/кг

(Qт - Н''т)/(Та - Т''т) = (16404,2 – 7010)/(2333 – 1223)

19,46

11

Коэффициент тепловой эфф-ти экранов

ψср

-

 ζ×Нл / Fст = 0,6×19,07 / 47,1

ζ по табл. 5.1 [1]

0,243

1

2

3

4

5

6

12

Коэффициент поглощения лучей трехатомными газами

Кrrп

__1__

м×МПа

1,8

13

Парциальное давление трехатомных  газов

Рп

МПа

rп × Р = 0,1 × 0,223

0,0223

14

Коэффициент поглощения лучей золовыми частицами

kзлμзл

__1__

м×МПа

0,65

15

Коэффициент

Азл

-

По табл. 5.2. [1]

0,75

16

Коэффициент поглощения лучей топочной средой

k

-

 Кrrп + kзлμзл + kкоксμкокс =

1,8 + 0,65

kкоксμкокс = 0  По [1]

2,45

17

Критерий Бугера

Bu

-

k×P×S = 2,45 × 0,1 × 1,53

0,37

18

Эффективное значение критерия Бугера

-

0,546

19

Параметр, учитывающий  относительное положение максимума  температуры факела в топке

М

-

Мо = 0,46 по [1]

0,64

20

Параметр забалластированности топочных газов

rv

м3/м3

1,63

1

2

3

4

5

6

21

Действительная температура  продуктов сгорания на выходе из топки

υ"

°С

904

22

Действительная энтальпия  продуктов сгорания на выходе из топки

Н"т

кДж/кг

Определяем из табл. 2.3 по υ"т

6555



Определяем погрешность  выполненного расчета

 

υ"т.расч- υ"т.пред £ ±50 °С

904 – 950 = -46 £ ±50 °С

 

Т. к. расчетное значение отличается от предварительно принятого менее чем на 100 °С, расчет считаем оконченным.

В последующих расчетах используем расчетное значение температуры  газов на выходе из топки υ"т.расч = 904 °С.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


5.КОНСТРУКТИВНЫЙ РАСЧЕТ  ПАРОПЕРЕГРЕВАТЕЛЯ

 

В котлах низкого давления используются конвективные пароперегреватели. Температура перегретого пара в  котлах низкого давления (ДКВ, ДЕ, КЕ) не превышает 250 оС. Основные конструктивные характеристики пароперегревателей и скорость движения газов приведены в таблице 6.1.[1]

Рекомендуемая глубина  пакета змеевиков пароперегревателя составляет 0.8¸1.5 м, а расстояние  между соседними пакетами 0,6¸0,8 м.

Пароперегреватели могут быть выполнены  по прямоточной, противоточной схемам или с последовательно - смешанным током. Пароперегреватель может выполняться как одноступенчатый, так и двухступенчатый (нумерация ступеней производится по ходу пара).

Конвективные пароперегреватели  могут быть выполнены по прямоточной, противоточной схемам или с последовательно-смешанным током.  Пароперегреватели могут быть одноступенчатыми и двухступенчатыми (нумерация ступеней производится по ходу пара).

  1. В данном курсовом проекте мы производим конструктивный расчет одноступенчатого пароперегревателя (рис.5.1). Изменение температур сред при противотоке показано на рис. 5.2.
  2. Непосредственно расчету предшествует эскизная проработка конструкции пароперегревателя, в результате которой определяется его предварительная поверхность.
  3. Конструктивные характеристики  пароперегревателя, взятые из таблицы 6.1.[1],сведены в таблицу 5.1.

 

Рис.5.1 Одноступенчатый пароперегреватель

 


 

Рис.5.2 Изменение температур сред при противотоке

 

 

 

 

 

 

 

 

 


5.1.Конструктивные характеристики  пароперегревателя:

 

                                                                                                                                                  Таблица 5.1.

№
Название
Обозначение
Размерность
Значение

1

2

3

4

5

1

Наружный диаметр труб пароперегревателя

d

м

0,032

2

Внутренний диаметр труб пароперегревателя

dвн

м

0,026

3

Толщина стенки труб

d

м

0,003

4

Шаг труб пароперегревателя  расположенных поперек движения газов

S1

м

0,0864

5

Относительный поперечный шаг

σ1

S1/d

2,7

6

Шаг труб пароперегревателя  расположенных вдоль  движения газов

S2

м

0,048

7

Относительно продольный шаг 

σ2

S2/d

1,5

8

Число труб в ряду расположенных  поперек движения газов

Z1

шт

13

9

Число труб в ряду расположенных  по движению газов

Z2

шт

4

10

Общее количество трубок

Zп

шт

52

11

Длина труб в газоходе

l

м

2,43

12

Высота газохода 

a

м

3,48

13

Ширина газохода

b

м

1,435

14

Проходное сечение газа

Fг = a b - Z1 l d

м2

23,82

15

Проходное сечение для  пара

ƒ=Z1((pdвн2)/4)

м2

0,016

16

Предварительная поверхность  ПП

= pdlZn

м2

14,65

план мой.bak

— 162.89 Кб (Скачать файл)

А1 мой.bak

— 244.50 Кб (Скачать файл)

разрез.bak

— 121.28 Кб (Скачать файл)

Информация о работе Котельные установки промышленных предприятий