Поверочный тепловой расчет котла

Федеральное агентство по образованию

«Уральский государственный  технический университет – УПИ  имени первого Президента РФ Б.Н.Ельцина»

 

Кафедра промышленной теплоэнергетики

 

 

 

Оценка за проект:

Члены комиссии:

 

 

 

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

 

по дисциплине: «Котельные установки и парогенераторы»

на тему: «Поверочный тепловой расчет котла»

 

 

 

 

 

 

 

 

Студент Тарасов М.С.

Группа Т-37023

Преподаватель  Мунц В.А

Руководитель Шахлина Н.А

Нормоконтролер Павлюк Е.Ю. 

 

 

 

 

 

 

г. Екатеринбург

2009 г. 
СОДЕРЖАНИЕ

 

 

1. Задание на курсовой проект.

 

Выполнить поверочный тепловой расчёт котла ДЕ-25-14ГМ.

Паропроизводительность: D=22 т/ч;

Давление пара: p_п=1,3 МПа;

Температура питательной  воды: t_пв=114⁰С;

Топливо: природный газ  Саратов-Москва

 

Характеристики  топлива:

 

природный газ Саратов-Москва

 

Состав топлива, %:

CH4	90,29
C2H6	2,8
C3H8	1,1
C4H10	0,75
C5H12	0,34
C6H14	0,2
CO	0
CO2	0,32
N2	4,2
O2	0
H2S	0
H2O	0
H2	0

 

 

 

2. Описание конструкции котла и топочного устройства

 

Газомазутные вертикально-водотрубные  паровые котлы типа ДЕ-25-14ГМ предназначены для выработки насыщенного и слабоперегретого пара, идущего на технологические нужды промышленных предприятий, в системы отопления, вентиляции и горячего водоснабжения. Топочная камера котлов размещается с боку от конвективного пучка, образованного вертикальными трубами, развальцованными в верхнем и нижнем барабанах. Ширина топочной камеры  по осям боковых экранных труб одинакова для всех котлов – 1790мм.

Основными составными частями  котлов являются верхний и нижний барабаны, конвективный пучок, фронтовой, боковой и задний экраны, образующие топочную камеру.

Трубы парового бокового экрана, образующего также пол  и потолок топочной камеры, вводятся непосредственно в верхний и  нижний барабаны. Концы труб заднего  экрана приваривают к верхнему и нижнему коллекторам диаметром 159х6мм. Трубы фронтового экрана котлов паропроизводительностью 10 т/ч приварены к коллекторам диаметром 159х6мм.

В водяном пространстве верхнего барабана находится питательная  труба и труба для ввода  фосфатов, в паровом объеме – сепарационные устройства. В нижнем барабане размещают перфорированные трубы для продувки, устройство для парового прогрева воды в барабане при растопке и патрубки для спуска воды.

На котле предусмотрена  непрерывная продувка из нижнего  барабана и периодическая – из нижнего коллектора заднего экрана, если задний экран имеет коллектор, если нет – периодическая продувка совмещена с непрерывной, осуществляемой из фронтового днища нижнего барабана.

Котел выполнен с одноступенчатой  схемой испарения. Опускным звеном циркуляционных контуров являются последние по ходу газов наименее обогреваемые ряды труб конвективного пучка.

Конвективный пучок  от топочной камеры отделен газоплотной  перегородкой (левым топочным экраном), в задней части которой имеется окно для входа газов в пучок. Перегородка выполнена из вплотную поставленных (S=55 мм) и сваренных между собой труб диаметром 51х2,5 мм. При вводе в барабаны трубы разводятся в два ряда. Места разводки уплотняют металлическими проставками и шамотобетоном.

Конвективный пучок  образован коридорно расположенными вертикальными трубами диаметром 51х2,5 мм, развальцованными в верхнем  и нижнем барабанах. Шаг труб вдоль  барабана 90 мм, поперечный 110 мм. Для  поддержания необходимого уровня скоростей  газов в конвективных пучках котлов устанавливают продольные чугунные или ступенчатые стальные перегородки. Выход дымовых газов из котлов осуществляется через окно, расположенное на задней стенки котла.

Все типоразмеры котлов имеют одинаковую циркуляционную схему. Контуры заднего экрана всех котлов и фронтового экрана котлов соединяют с барабаном через промежуточные коллекторы: нижний – раздающий (горизонтальный) и верхний – собирающий (наклонный). Концы промежуточных коллекторов со стороны, противоположенной барабанам, объединены необогреваемой рециркуляционной трубой диаметром 76х3,5 мм.

В качестве первичных  сепарационных устройств 1-й ступени  испарения используют установленные  в верхнем барабане направляющие щиты и козырьки, обеспечивающие выдачу пароводяной смеси на уровень воды. В качестве вторичных сепарационных устройств 1-й ступени котла используют горизонтальный жалюзийный сепаратор и дырчатый лист.

Пароперегреватель котлов выполнен змеевиковым из труб диаметром 32х3 мм. Плотное экранирование боковых  стен, потолка и пола топочной камеры позволяет на котлах применить легкую изоляцию в два-три слоя изоляционных плит общей толщиной 15-20 мм. Обмуровку фронтовой и задней стенок выполняют по типу облегченной обмуровки: кирпич шамотный толщиной 65 мм и изоляционные плиты общей толщиной 100 мм.

Каждый котел ДЕ снабжен  двумя пружинными предохранительными клапанами, один из которых является контрольный. На котлах без пароперегревателя  оба клапана устанавливают на верхнем барабане котла, и любой  из них может быть выбран как контрольным. На котлах с пароперегревателем контрольным клапаном является клапан выходного коллектора перегревателя.

С понижением давления в  котлах до 0,7 МПа изменений в комплектации котлов экономайзерами не требуется, так  как подогрев воды в питательных экономайзерах до температуры насыщения пара в котле составляет более 200⁰С, что удовлетворяет требованиям правил Госгортехнадзора России.

Средний срок службы котлов между капитальными ремонтами при  числе часов использования установленной  мощности 2500 – 3 года, средний срок службы до списания – 20 лет. 

3. Объёмы воздуха и продуктов сгорания.

Присосы холодного воздуха  Δa_i:

Данный котел имеет  газоплотный  экран (Δa_т=0,02), конвективный пучок образован коридорно-расположенными вертикальными трубами (Δa_КП=0,1) и чугунный экономайзер с обшивкой (Δa_ВЭК=0,1).

Избытки воздуха:

a_т =1,12;

Средние избытки воздуха:

Теоретические объемы дымовых  газов:

VO	9,7800
VN2	7,7700
VRO2	1,0500
VOH2O	2,16
VOГ	10,9800

Действительный объем  водяных паров рассчитывается по формуле:

Действительный объем  дымовых газов в поверхности  нагрева:

Объемная доля трехатомных  газов:

Объемная доля водяных  паров: 

Суммарная объемная доля излучающих газов:

№	НАИМЕНОВАНИЕ ВЕЛИЧИН	Обозначение	Размерность	Поверхности нагрева
				Топка (с камерой дожигания)	Конвективный пучок (КП)	Водяной экономайзер (ВЭК)
1	Коэффициент расхода воздуха (для  таблицы It)			1,12	1,22	1,32
2	Средний коэффициент расхода воздуха			1,12	1,17	1,27
3	Действительный объем  водяных паров			2,179	2,195	2,210
4	Действительный объем  продуктов сгорания			12,172	13,166	14,160
5	Объемная доля водяных паров в продуктах сгорания			0,1790	0,1667	0,1561
6	Объемная доля трехатомных газов  в продуктах сгорания			0,08626	0,07975	0,07415
7	Суммарная доля водяных паров и трехатомных газов			0,296	0,297	0,298

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Энтальпии продуктов сгорания.

Количество теплоты, содержащееся в воздухе или продуктах сгорания, называют теплосодержанием (энтальпией) воздуха или продуктов сгорания.

Энтальпию теоретического объема воздуха (кДж/м³):

Энтальпию теоретического объема продуктов сгорания (кДж/м³):

Энтальпию  продуктов  сгорания  при коэффициенте избытка воздуха а > 1 (кДж/м³):

 

			топка при	конвективный пучок при  1,22	ВЭК при 1,32
1	2	3	4	5	6
		389,1	-	-	-
100	1517,0	1297,0	-	-	1932,0
200	3064,0	2610,0	-	3638,2	3899,2
300	4672,0	3954,5	-	5542,0	- -
400	6280,0	5299,0	-	7445,8
500	7974,0	6706,5	8778,8	9449,4	-
600	9668,0	8114,0	10641,7	11453,1	-
700	11442,0	9575,5	12591,1	13548,6	-
800	13216,0	11037,0	14540,4	-	-
900	15065,5	12547,5	16571,2	-	-
1000	16915,0	14058,0	18602,0	-	-
1100	18705,0	15502,5	20565,3	-	-
1200	20715,0	17147,0	22772,6	-	-
1300	22632,0	18721,0	24878,5	-	-
1400	24549,0	20295,0	26984,4	-	-
1500	26530,5	21893,0	29157,7	-	-
1600	28512,0	23491,0	31330,9	-	-
1700	30530,0	25099,5	33541,9	-	-
1800	32548,0	26708,0	35753,0	-	-
1900	34584,5	28340,5	37985,4	-	-
2000	36621,0	29973,0	40217,8	-	-
2100	38679,5	31615,0	42473,3	-	-
2200	40738,0	33257,0	44728,8	-	-