Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Реферат

Мета роботи - перевірочний тепловий розрахунок котельної установки для визначення можливості її роботи на заданому паливі.

Об'єкт дослідження - котельна установка Е-25-14 ГМ. Паливо - мазут марки М-100 Одеського НПЗ. Спосіб спалювання - факельний. За завданням температура вихідних газів - 155°С, продувка складає 3%.

Метод дослідження - розрахунково-графічний. Для розрахунку використовуються креслення заводу-виробника.

Результатами розрахунків є температури теплоносіїв по поверхням нагріву та кількість теплоти, сприйнятої поверхнями.

Правильність розрахунків перевіряється відсотком нев'язки теплового баланс

Вступ

тепловий баланс котельний паливо

У даній роботі виконується розрахунок реконструкції котельної установки Е-25-14 ГМ, що призначена для спалювання рідкого та газоподібного палива. Задане паливо - мазут марки М-100 Одеського НПЗ. Топочна камера об'ємом 74 м3 екранована трубами ?60x3 мм з кроком 90 мм у всіх екранах. На бокових топки розташовані по одному газомазутному пальнику.

Схема випаровування - триступенева. Перша і друга ступінь розташовані у верхньому барабані, третя - винесена у циклони.

Пароперегрівач - з коридорним розташуванням труб ?28x3 мм. Регулювання температури пари здійснюється поверхневим пароохолоджувачем, встановленим зі сторони насиченої пари.

Котельний пучок з труб ?60x3 розташований між верхнім і нижнім барабаними.

Повітропідігрівач - трубчастий, вертикальний, одноходовий, з шаховим розташуванням труб ?40x1,5 мм. Поперечний крок труб - 46 мм, поздовжній - 45 мм.

Економайзер - двоходовий, зібраний з чавунних ребристих труб ВТІ діаметром 76x8 мм.

1. Розрахунки палива, визначення об'ємів повітря та продуктів згорання, підрахунок ентальпій

1.1 Розрахунки палива

1.1.1 Паливо - мазут марки М-100, спосіб спалювання - факельний

1.1.2 Елементарний вміст робочої маси, %:

- вуглець Ср1 = 83,8;

- водень Нр1 = 11,2;

- сірка Sор+к1 = 1,4;

- азот Nр1 = 0;

- кисень Ор1 = 0,5.

1.1.3 Вологість робочого палива, %

Wp2 = 2.

1.1.4 Зольність робочого палива, %

Ар2 = 0,08.

1.1.5 Коефіцієнт перерахунку робочої маси:

- за вологістю

- за зольністю

- загальний

1.1.6 Елементарний склад робочої маси палива після перерахунку

- вуглець Ср2 = Ср1*k = 83*1,0105 = 84,681;

- водень Нр2 = 11,318;

- сірка Sор+к2 = 1,415;

- азот Nр2 = 0;

- кисень Ор2 = 0,505.

1.1.7 Нижча теплота згоряння палива, кДж/кг

1.2 Об'єм повітря та продуктів згорання палива

1.2.1 Об'єм повітря, теоретично необхідного для повного згоряння палива, м3/кг

1.2.2 Об'єм продуктів згорання, що утворюються під час горіння палива з теоретичним об'ємом повітря, м3/кг:

а) трьохатомних газів



б) азоту

в) водяних парів

1.2.3 Застосування парового дуття не передбачається

1.2.4 Об'єм водяних парів при горінні палива з надлишком повітря, м3/кг

.

1.2.5 Об'єм продуктів згоряння при горінні палива з надлишком повітря, м3/кг

1.2.6 Об'ємні частки водяних парів і трьохатомних газів у продуктах згоряння

Значення величин, розрахованих у п. 1.2.4-1.2.6, а також величини надлишку повітря наведені у таблиці 1.1

1.3 Підрахунок ентальпій повітря та продуктів згоряння

1.3.1 Ентальпія теоретичного об'єму повітря, кДж/кг

1.3.2 Ентальпія продуктів згорання при теоретичному об'ємі повітря, кДж/кг

1.3.3 Ентальпія продуктів згоряння при горінні палива з надлишком повітря, кДж/кг

Значення величин, розрахованих у п.1.3.1-1.3.3 по всім газоходам котла занесені у таблицю 1.2.

Таблиця 1.1 - Надлишки повітря і об'єми продуктів згорання у газоходах котла

Найменування величини	Познач.	Топка	Пароперегрівач	Котельний пучок	Повітропідігрівач	Водяний економайзер
Коеф. надлишку повітря до поверхні нагріву	б'	1,1	1,15	1,18	1,28	1,34
Присос повітря	Дб	0,05	0,03	0,1	0,06	0,1
Коеф. надлишку повітря за поверхнею нагріву	б"	1,15	1,18	1,28	1,34	1,44
Середній коеф. надлишку повітря у поверхні нагріву	бср	1,125	1,165	1,23	1,31	1,39
Об'єм водяних парів у продуктах згорання	VH2O	1,472	1,479	1,490	1,504	1,517
Повний об'єм продуктів згорання	Vг	12,72	13,152	13,849	14,707	15,565
Об'ємна частка 3-атомних газів у продуктах згорання	rRO2	0,125	0,121	0,115	0,108	0,102
Об'ємна частка водяних парів у продуктах згорання	rH2O	0,116	0,112	0,108	0,102	0,097

Таблиця 1.2 - Ентальпії повітря та продуктів згоряння у газоходах котла

t, °С	I°г, кДж/кг	I°в, кДж/кг	Топка	Пароперегрівач	Котельний пучок	Повітро-підігрівач	Водяний економайзер
			1,15	1,18	1,28	1,34	1,44
			Іг, кДж/кг	Іг, кДж/кг	Іг, кДж/кг	Іг, кДж/кг	Іг, кДж/кг
100	1572,10	1393,612	1781,14				2185,29
200	3177,31	2808,339	3598,56			4132,14	4412,98
300	4830,17	4254,739	5468,38			6276,78	6702,25
400	6531,34	5722,255	7389,68		8133,57	8476,91
500	8273,94	7221,443	9357,16	9573,80	10295,95	10729,23
600	10052,00	8762,862	11366,43	11629,32	12505,60	13031,38
700	11877,57	10335,95	13427,96	13738,04	14771,64	15391,80
800	13762,81	11930,16	15552,33	15910,24	17103,26
900	15680,88	13524,37	17709,54	18115,27	19467,71
1000	17631,07	15160,81	19905,19	20360,01	21876,09
1100	19587,61	16839,48	22113,53	22618,72
1200	21549,57	18518,15	24327,29	24882,84
1300	23563,25	20386,85	26621,28	27232,89
1400	25619,70	21917,71	28907,35
1500	27652,94	23638,61	31198,73
1600	29719,40	25370,07	33524,91
1700	31799,62	27090,97	35863,26
1800	33895,43	28811,87	38217,21
1900	36014,81	30585,56	40602,64
2000	38118,80	32348,69	42971,10
2100	40251,80	34196,28	45381,24
2200	42389,15	35885,5	47771,98

Размещено на http://www.allbest.ru/

2. Тепловий баланс котельної установки і визначення витрати палива

2.1 Розпоряджене тепло одиниці маси палива, втрати тепла і коефіцієнт корисної дії котла

2.1.1 Нижча теплота згорання палива, кДж/кг

2.1.2 Температура палива при подаванній його для спалювання, °С

tтл = 134.

2.1.3 Теплоємність робочої маси палива, кДж/(кг*К)

2.1.4 Фізична теплота палива, кДж/кг

2.1.5 Розпоряджене тепло одиниці маси палива, кДж/кг

2.1.6 Втрати тепла від механічного недопалу, %

q4 = 0.

2.1.7 Втрати тепла від хімічного недопалу, %

q3 = 0,5.

2.1.8 Температура холодного повітря, °С

tхв = 30.

2.1.9 Ентальпія повітря при цій температурі, кДж/кг

2.1.10 Температура вихідних газів, °С

2.1.11 Ентальпія продуктів згоряння при цій температурі, кДж/кг

2.1.12 Втрати тепла з вихідними газами, %

2.1.13 Втрати тепла у навколишнє середовище, %

q5 = 1,2.

2.1.14 Сумарні втрати тепла, %

2.1.15 Коефіцієнт корисної дії котельної установки, %

2.2 Теплота, що використана корисно у котельній установці

2.2.1 Ентальпія перегрітої пари при тиску Рпп і температурі tпп, кДж/кг

hпп = 2928,44.

2.2.2 Ентальпія живильної води при температурі tпв і тиску Рпв = 1,1*Рб = 1,1*1,47 = 1,617 МПа, кДж/кг

hпв = 420,19.

2.2.3 Витрати котлової води у продувку, кг/с

2.2.4 Ентальпія котлової води при тиску в барабані, кДж/кг

hкв = 840,38.

2.2.5 Теплота, що використана в котельній установці корисно, кВт

2.2.6 Розрахункова витрата палива котельною установкою, кг/с

3 Розрахунок пальника

3.1 Визначення основних характеристик пальника

3.1.1 Теплова потужність пальника, МВт

,

де B - витрата палива, кг/с;

Qрн - теплота згорання палива, кДж/кг;

n - кількість пальників, шт.

3.1.2 Тип пальника, визначений за тепловою потужністю - ГМГ-5,5/7 II

3.1.3 Номінальна паропродуктивність, МВт

Qг = 8,1

3.1.4 Діапазон регулювання відносно номінальної теплопродуктивності,%

15-100.

3.1.5 Витрата повітря, м3/год

В = 10000.

3.1.6 Тиск розпилюючого пара, МПа

P = 0,2.

3.1.7 Тиск газа з теплотою згорання 36 МДж/м3, даПа

P = 300.

3.2 Графічна частина пальника

3.2.1 За розрахунковою тепловою потужністю та типом пальника обираються геометричні розміри габаритних і приєднувальних частин пальника, що занесені до таблиці 3.2.1 і за якими виконане креслення.

Таблиця 3.1 - Габаритні і приєднувальні розміри пальника, мм

Розміри та тип пальника	D1	D2	D3	L	L1	L2	L3	L4	h1	h2
ГМГ- 5,5/7 II	420	168	432	1291	525	285	495	600	260	427

Рисунок 3.1 - Пальник ГМГ-5,5/7

4. Розрахунок теплообміну в топці і конструктивне оформлення будови топки

4.1 Конструктивні розрахунки топки

4.1.1 Ширина активного об'єму топки, мм

a= 4030.

4.1.2 Глибина активного об'єму топки, мм

b= 2440.

4.1.3 Кут нахилу скату поду топки, град

бпод=17.

4.1.4 Довжина скату поду топки по задньому екрану, мм

lпод.з. = 2830.

4.1.5 Кут нахилу стелі топки, град

бпот = 10.

4.1.6 Розмір стелі в напрямку глибини топки, мм

lпот = 2695.

4.1.7 Довжина вертикальної частини фронтового екрану, мм

lфр = 7560.

4.1.8 Довжина вертикальної частини заднього екрану, мм

lз = 7160.

4.1.9 Висота бічних екранів, мм

hб. = 7710.

4.1.10 Діаметр труб екранних поверхонь, мм

d = 60.

4.1.11 Крок труб у задньому, фронтовому та бічних екранах, мм

Sб = Sз = Sфр = 90.

4.1.12 Відстань між вісями труб та площинами стін, мм

e = 100.

Рисунок 4.1 - Поздовжній перетин топки



Рисунок 4.2 - Поперечний перетин топки



Рисунок 4.3 - Горизонтальний перетин топки

4.1.13 Відстань крайніх труб фронтового екрану від площини бічних екранів, мм

mф = 135.

4.1.14 Відстань крайніх труб заднього екрану від площини бічних екранів, мм

mз = 105.

4.1.15 Відстань крайніх труб бічних екранів від площини заднього та фронтового екранів,мм

mб = 245.

4.1.16 Кількість труб у фронтовому і задньому екранах, шт

nз = nф = 43.

4.1.17 Кількість труб у кожному з бічних екранів, шт

nб = 26.

4.1.18 Відносний крок труб екранів

Sб/d = Sфр/d = Sз/d = 90/60 = 1,5.

4.1.19 Відносна відстань труб від площини стін

е/d = 100/60 = 1,67.

4.1.20 Площа поверхонь, які обмежують активний об'єм топки, м2:

- по фронтовій стіні

;

- по задньому екрану

;

-по бічному екрану

Fб = hб * b= 7,71 * 2,44 = 18,81;

4.1.21 Сумарна площа поверхонь, які обмежують активний об'єм топки, м2

Fст.= Fфр + 2·Fб + Fз = 41,33 + 2·18,81 + 40,26 = 119,21.

4.1.22 Об'єм активного простору топки, м3

Vт = Fб ·a = 18,81·4,03 = 75,81.

4.1.23 Кутовий коефіцієнт заднього, фронтового і бічного екранів

xе = 0,98;

4.1.24 Коефіцієнт забруднення поверхонь

о = 0,55.

4.1.25 Коефіцієнт теплової ефективності заднього, фронтового і бічного екранів

ш е = 0,98·0,55 = 0,539.

4.1.26 Площа поверхонь, які зайняті амбразурами пальників, м2

.

4.1.27 Сумарна ефективна поверхня, м2

=(41,33+40,26+2*18,81-0,2769)*0,539 = 64,1.

4.1.28 Середнє значення коефіцієнта теплової ефективності1

.

4.1.29 Оптична товщина випромінювального шару топочного середовища, м

.

4.2 Розрахунок теплообміну у топці

4.2.1 Присос повітря у топці

Дт = 0,05.

4.2.2 Температура холодного повітря, оС

tх.п = 30.

4.2.3 Ентальпія повітря при цій температурі, кДж/кг

4.2.4 Температура гарячого повітря, оС

?г.п = 250.

4.2.5 Ентальпія повітря при цій температурі, кДж/кг

4.2.6 Кількість тепла, яке вноситься в топку разом з повітрям, кДж/кг

4.2.7 Рециркуляція продуктів згорання в топку не передбачена.

4.2.8 Корисне тепловиділення в топці, кДж/кг

.

4.2.9 Теоретична температура горіння, яка відповідає корисному тепловиділенню в топці, оС

?а = 2043,19.

4.2.10 Температура продуктів згорання в кінці топки передбачається, оС

.

4.2.11 Ентальпія продуктів згорання при цій температурі, кДж/кг

.

4.2.12 Середня сумарна теплоємність продуктів згорання в інтервалі температур від до , кДж/(м3·К)

.

4.2.13 Коефіцієнт збереження тепла

.

4.2.14 Відносне місцеположення максимуму температур передбачається

Xг =hг/Hт= 1,9/7,25=0,262;

Xт= Xг+0,15=0,262+0,15=0,412.

4.2.15 Параметр температурного поля

Мх = 0,54 - 0,2 * xт = 0,54 - 0,2 * 0,412 = 0,458.

4.2.16 Тиск продуктів згорання в топці приймається, бар

P = 1.

4.2.17 Об'ємна доля водяного пару в продуктах згорання в топці

.

4.2.18 Об'ємна доля трьохатомних газів у продуктах згорання

.

4.2.19 Сумарний парціальний тиск у продуктах згорання, бар

.

4.2.20 Оптична товщина газового потоку полум'я

.

4.2.21 Ступінь чорноти факелу напівсвітнього полум'я

.

4.2.22 Ступінь чорноти топки

.

4.2.23 Випромінювальна спроможність абсолютно чорного тіла, кВт/(м2·К)

?о = 5,67·10-11.

4.2.24 Розрахункова витрата палива, яка визначена раніше, кг/с.

Bр = 0,476.

4.2.25 Температура продуктів згорання на виході з топки, оС

4.2.26 Ентальпія продуктів згорання, відповідна цій температурі, кДж/кг

4.2.27 Кількість тепла, яке передане в топці променистим теплообміном, кДж/кг

.

4.2.28 Видиме енерговиділення в об'эм топки, кВт/м3

,

що не перевищує допустимого значення.

5. Розрахунок пароперегрівача

5.1 Геометричні характеристики поверхонь нагріву пароперегрівача

Вихідним для підрахунку геометричних характеристик є ескіз газоходу пароперегрівача (рисунок 5.1) з необхідною кількістю розмірів.

5.1.1 Приймаємо зовнішній діаметр труб і товщину стінки, мм

dхд = 32х3.

5.1.2 Приймаємо поперечний крок в основній частині поверхні, м

S1 = 0,088.

5.1.3 Число змійовиків

Z = 47.

5.1.4 Визначаємо глибину (відстань від вісі труби першого ряду до вісі труби останнього ряду) пароперегрівача, м

?п = 0,406.

5.1.5 Визначаємо розрахунковий крок труб по ходу газів (по глибині), м

S2 = 0,082.

5.1.6 Знаходимо глибину газового об'єму перед пароперегрівачем, м

?об = 0,744

5.1.7 Підраховуємо довжину змійовиків, м



Рисунок 5.1 - Пароперегрівач котла Е-25-14 ГМ

5.1.8 Площа поверхні нагріву пароперегрівача, м2

5.1.9 Обчислюємо площу живого перетину газоходу, м2

а) в межах більшого перетину

б) в межах меншого перетину

в) середня площа

5.2 Розрахунок теплообміну в пароперегрівачі

5.2.1 Кутовий коефіцієнт заднього екрану

чф= 0,96.

5.2.2 Коефіцієнт розподілу теплового навантаження по висоті топки

зв = 1,45

5.2.3 Підраховуємо теплоту, що передана поверхні нагріву пароперегрівача випромінюванням з топки, кДж/кг

.

5.2.4 Вказуємо температуру насиченої пари при тиску в барабані, °C

tн = 197.

5.2.5 Ентальпія пари перед пароохолоджувачем, кДж/кг

5.2.6 Ентальпія що віддається воді у пароохолоджувачі, кДж/кг

5.2.7 Ентальпія пари на вході в пароперегрівач, кДж/кг

5.2.8 Ентальпія пари при температурі і тиску перегрітої пари, кДж/кг

5.2.9 Підраховуємо кількість тепла, сприйняту парою в другій ступені, кДж/кг

5.2.10 Підраховуємо теплоту, що отримана в пароперегрівачі конвекцією, кДж/кг

5.2.11 Вказуємо температуру продуктів згорання на вході в поверхню, °C

5.2.12 Записуємо ентальпію продуктів згорання на вході в поверхню, кДж/кг

5.2.13 Вказуємо присос повітря в пароперегрівачі

?б пп = 0,03

5.2.14 Вказуємо ентальпію повітря присосів, кДж/кг

Іoпрс = 412

5.2.15 Вказуємо коефіцієнт збереження тепла

ц =0,987

5.2.16 Підраховуємо ентальпію продуктів згорання на виході з пароперегрівача, кДж/кг

5.2.17 Визначаємо температуру продуктів згорання, що відповідає цієї ентальпії, оС

5.2.18 Підраховуємо середню температуру продуктів згорання в ступені, що розраховується, оС

5.2.19 Виписуємо об'єм газів при надлишку повітря в пароперегрівачі, м3/кг

Vг = 13,15.

5.2.20Підраховуємо середню швидкість газів, м/с

5.2.21 Підраховуємо коефіцієнт тепловіддачі від газів до стінки, усереднений по поверхнях, Вт/(м2*К)

5.2.22 Підраховуємо середню температуру пари, °C

tср = (250+197)*0,5 = 223,5.

5.2.23 Знаходимо середній питомий об'єм пари, м3/кг

v ср = 0,1539.

5.2.24 Підраховуємо середню швидкість пари в ступені, м/с

5.2.25 Знаходимо коефіцієнт тепловіддачі від стінки до пари, Вт/(м2*К)

5.2.26 Підраховуємо температуру на поверхні забруднених труб, °С

5.2.27 Визначаємо номограмне значення коефіцієнта випромінювання, Вт/(м2*К)

б л.н = 163,2.

5.2.28 Виписуємо об'ємні частки водяної пари і сумарну долю водяної пари і трьохатомних газів при надлишку повітря в пароперегрівачі

rH2O = 0,112;

rп = 0,233.

5.2.29 Вказуємо тиск, прийнятий в газоході, що розраховується, МПа

Р = 0,1

5.2.30 Підраховуємо парціальний тиск трьохатомних газів і водяної пари, МПа

Рп = rп•Р =0,233*0,1=0,0233.

5.2.31 Визначаємо товщину випромінюючого газового об'єму в міжтрубному просторі, м

5.2.32 Підраховуємоть оптичну щільність потоку продуктів згоряння, 1/(м•МПа)

5.2.33 Підраховуємо міру чорноти потоку газів

5.2.34 Знаходимо коефіцієнт тепловіддачі випромінюванням в міжтрубному просторі, Вт/(м2*К)

5.2.35 Підраховуємо коефіцієнт випромінювання потоку газів на пароперегрівач з урахуванням випромінювання об'єму, Вт/(м2*К)

5.2.36 Підраховуємо коефіцієнт тепловіддачі від газового потоку до стінки, Вт/(м2*К)

5.2.37 Підраховуємо коефіцієнт теплопередачі, Вт/(м2*К)

5.2.38 Визначаємо температурний напір на вході і виході газів при протитоку, °C

5.2.39 Підраховуємо температурний напір в ступені при протитоку, °C

5.2.40 Підраховуємо параметри

5.2.41 Визначаємо коефіцієнт

ш = 0,894

5.2.42 Підраховуємо температурний напір для схеми паралельно-змішаного току, °C

5.2.43 Підраховуємо кількість теплоти, яка може бути передана за умовами теплопередачі, кДж/кг

5.2.44 Підраховуємо розбіжність результатів визначення теплоти по балансу і по теплопередачі, %

Знайдене значення не перевищує 2%.

Для можливості роботи в даних умовах було прийнято рішення збільшити діаметр труб до 32 мм і збільшити кількість змійовиків до 37.

6 .Розрахунок котельного пучка

6.1 Конструктивні характеристики котельного пучка

6.1.1 Зовнішній діаметр труб, мм

d = 60.

Рисунок 6.1 - Котельний пучок котлоагрегату Е-25-14 ГМ

6.1.2 Кількість рядів труб

Z =15.

6.1.3 Число труб у кожному ряду

n = 36.

6.1.4 Довжина труб в кожному ряду, м

l1= l15=2,421; l2= l14=2,212; l3= l13=2,061;

l4= l12=1,871; l5= l11=1,693; l6= l10=1,562;

l7= l9=1,484; l8=1,458.

6.1.5 Крок труб поперечний і поздовжній, м

S1=0,115; S2=0,125.

6.1.6 Відносний поперечний і поздовжній крок

S1/d = 1,91; S2/d = 2,083

6.1.7 Поверхня нагрівання пучка, м2

6.1.8 Живий перетин газоходу, м2:

а) визначається перетин газоходу у межах кожного ряду труб пучка за формулою, м2

F1=3,66; F2=4,63; F3=5,38; F4=4,94; F5=4,45;

F6=3,53; F7=3,2; F8=3,02; F9=3,2; F10=3,53;

F11=4,45; F12=5,25; F13=5,8; F14=5,18; F15=4,42;

б) визначається усереднене значення перетину газоходу, м2

6.1.9 Ефективна товщина випромінюючого газового шару, м

6.2 Розрахунок теплообміну котельного пучка

6.2.1 Температура газів на вході в пучок, оС

?'к.п.= 966,9.

6.2.2 Ентальпіа продуктів згоряння при цій температурі, кДж/кг

I?к.п.= 19616,4.

6.2.3 Приймаємо температуру продуктів згоряння на виході з поверхні нагрівання, оС

?''к.п.= 500,9.

6.2.4 Ентальпіа продуктів згоряння, відповідна до цієї температури, кДж/кг

I??к.п.= 10315,3.

6.2.5 Коефіцієнт збереження тепла

ц=0,987

6.2.6 Теплосприйняття пучка по різниці ентальпій продуктів згоряння кДж/кг

6.2.7 Середня температура продуктів згоряння в поверхні, що розраховується, оС

?к.п.= (?'к.п + ?''к.п)*0,5 = (966,9+500,9)*0,5 = 733,9.

6.2.8 Температура кипіння води при тиску в барабані, оС

tкип=197.

6.2.9 Підраховуємо середній температурний напір, оС

6.2.10 Об'єм продуктів згоряння при надлишку повітря, прийнятому в пучку, м3/кг

Vг= 13,85.

6.2.11 Підраховуємо середню швидкість продуктів згоряння, м/с

6.2.12 Коефіцієнт тепловіддачі конвекцією, Вт/(м2*К)

6.2.13 Об'ємна частка водяних парів і сумарна частка водяних парів і трьохатомних газів у продуктах згоряння в поверхні нагрівання, що розраховується

rH2O = 0,108;

rп = 0,222.

6.2.14 Тиск газів в поверхні, що розраховується, МПа

Р = 0,1.

6.2.15 Підраховуємо парціальний тиск трьохатомних газів і водяних парів, МПа

P = rп P =0,222*0,1 = 0,0222.

6.2.16 Оптична щільність (оптична товщина) газового потоку, 1/(м*•МПа)

6.2.17 Міра чорноти газового потоку

6.2.18 Температура на зовнішній поверхні золових відкладень, оС

6.2.19 Коефіцієнт тепловіддачі випромінюванням, Вт/(м2*К)

6.2.20 Уточненняя коефіцієнту тепловіддачи з урахуванням випромінювання об'ємів, Вт/(м2*К)

6.2.21 Коефіцієнт тепловіддачі від газів до стінки, Вт/(м2*К)

6.2.22 Коефіцієнт теплопередачі, Вт/(м2*К)

6.2.23 Підраховуємо теплосприйняття поверхні нагрівання, що розраховується, за умовами теплопередачі, кДж/кг

6.2.24 Розбіжність між значеннями теплосприйняття, підрахованими по балансу і по теплопередачі, %

Знайдене значення похибки не перевищує допустимих 5%.

7. Розрахунок водяного економайзера

7.1 Конструктивні характеристики економайзера

Економайзер виконаний із чавунних ребристих труб типу ВТІ, що об'єднані у пакети.

7.1.1 Довжина ребристих труб економайзера, м

lр.т = 3.

7.1.2 Площа поверхні нагріву однієї труби, м2

Нр.т = 4,49.

7.1.3 Площа живого перетину однієї труби для проходу газів, м2

Fр.т = 0,184.

7.1.4 Кількість труб в ряду в газоході економайзера

nр.т = 9.

7.1.5 Підраховуємоть площу живого перетину газоходу економайзера, м2

Fек= Fр.т ·nр.т = 0,184*9 = 1,656.

7.1.6 Кількість рядів труб

zр.т = 5.

Рисунок 7.1 - Економайзер котлоагрегату Е-25-14 ГМ

7.1.7 Кількість пакетів економайзера

nп = 4.

7.1.8 Визначаємоть площу поверхні нагріву економайзера, м2

7.1.9 Діаметр ребристих труб (внутрішній), м2

dр.т.в = 0,06.

7.1.10 Число паралельних потоків води в економайзері

nпот = 1.

7.1.11 Площа перетину для проходу води в економайзері, м2

7.2 Розрахунок теплообміну економайзера

7.2.1 Тиск води на вході в економайзер, МПа

7.2.2 Витрата води через економайзер, кг/с

7.2.3 Ентальпія води на вході в економайзер, кДж/кг

7.2.4 Температура, що відповідає цій ентальпії, °С

7.2.5 Оскільки в чавунних економайзерах не можна допускати кипіння води у трубах, обирається величина недогріву до температури кипіння, °С

7.2.6 Температура воді на виході з економайзера, °С

7.2.7 Ентальпія води при цій температурі, кДж/кг

7.2.8 Кількість теплоти, отриманої водою в економайзері, кДж/кг

7.2.9 Температура і ентальпія продуктів згорання на виході з економайзера, °С, кДж/кг

7.2.10 Присос повітря в економайзері

7.2.11 Ентальпія продуктів згорання на вході в економайзер, кДж/кг

7.2.12 Температура, що відповідає цій ентальпії, °С

7.2.13 Різниці температур на вході і виході з поверхні, °С

7.2.14 Температурний напір в економайзері, °С

7.2.15 Середня температура продуктів згорання, °С

7.2.17 Масова витрата продуктів згорання, м3/с

7.2.17 Середня швидкість продуктів згорання в поверхні, м/с

7.2.18 Коефіцієнт теплопередачі в економайзері, Вт/(м2*К)

7.2.19 Кількість тепла, що отримана за умовами теплопередачі, кДж/кг

7.2.20 Розбіжність теплового балансу, %

Знайдене значення розбіжності не перевищує допустимих 2%.

8. Розрахунок повітропідігрівача

8.1 Конструктивні характеристики повітропідігрівача

Ширина газоходу, м

а = 2,374.

Глибина газоходу, м

b = 1,45.

Число секцій повітропідігрівача

nc = 2.

Діаметр і товщина стінок труб, мм

dxд = 40x1,5.

Ширина секції, м

ас = 1,187.

Глибина секції, м

bc = 1,45.

Поперечний і повздовжній кроки труб в секції, мм

S1 = 46; S2 = 45.

Кількість труб в непарних і парних рядах

nпар1 = 25; nнеп1 = 25;

nпар2 = 25; nнеп2 = 25.

Число рядів труб в секції

Zпар = 15; Zнеп = 15.

Рисунок 8.1 - Повітропідігрівач котлоагрегату Е-25-14 ГМ

Кількість труб:

- в першій секції Nс1 = 25*15+25*15=750;

- в другій секції Nс2 = 25*15+25*15=750;

- загальна Nс = 750 + 750 = 1500.

Кількість ходів повітря

mх = 1.

Висота ходу, м

hх = 2.

Площа поверхні теплообміну повітропідігрівача, м2

Площа перетину для проходу газів, м2

Площа перетину для проходу повітря, м2

Розрахунок теплообміну в повітропідігрівачі

Температура і ентальпія продуктів згорання на виході з повітропідігрівача, °С, кДж/кг

?''вп = 322,04; I''вп = 6761,61.

Температура та ентальпія повітря на вході в повітропідігрівач, °С, кДж/кг

t'вп = 30; i'вп = 412.

Температура та ентальпія продуктів згоранн на ввході в повітропідігрівач, °С, кДж/кг

?'вп = 500,9; I'вп = 10315,3.

Величина присосу повітря в газоході

Дбвп = 0,06.

Надлишок повітря на виході з поверхні

Тепло, сприйняте повітрям у повітропідігрівачі, кДж/кг

Температура повітря на виході з поверхні, кДж/кг

Температура повітря при цій ентальпії, °С

t'вп = 250,4.

Знайдене значення температурі не відрізняється від прийнятого у розрахунку топки більше ніж на 5°С.

Середня температура продуктів згорання в повітропідігрівачі, °С

Середня швидкість продуктів згорання, м/с

Коефіцієнт тепловіддачі від продуктів згорання до стінок труб, Вт/(м2*К)

Середня температура повітря в повітропідігрівачі, °С

Середня швидкість повітря, м/с

Коефіцієнт тепловіддачі від стінки до повітря, Вт/(м2*К)

Коефіцієнт використання поверхні нагріву

овп = 0,75.

Коефіцієнт теплопередачі в повітропідігрівачі, Вт/(м2*К)

Різниці температур теплоносіїв на вході і виході в поверхню, °С

Температурний напір при протитоку, °С



Визначення параметрів P та R

Значення поправочного коефіцієнту

Ш = 0,91.

Температурний напір у ступені, °С

Тепло, передане у повітропідігрівачі за умов теплопередачі, кДж/кг

Нев'язка теплового балансу в повітропідігрівачі, %

Значення нев'язки не перевищує допустимих 2%.

9. Загальний тепловий баланс

Для зведення загального теплового балансу котельної установки розраховується різниця теплоти за формулою, кДж/кг

Визначається нев'язка, %

Значення нев'язки не перевищуює допустимих 0,5 %, отже котельна установка може працювати на заданому паливі.

За результатами розрахунків складено зведену таблицю параметрів теплоносіїв по поверхням нагріву - таблиця 9.1 та графік зміни ентальпії теплоносіїв по поверхням нагріву, що зображений на рисунку 9.1.

Таблиця 9.1 - Параметри теплоносіїв по поверхням нагріву

	?'	?''	I'	I''	t'	t''	i'	i''
Топка	2043,19	1144	44012,015	23087,589	197	197	--	--
Пароперегрівач	1144	966,87493	23087,589	19616,44	197	250	2685,81	2928,444
Котельний пучок	966,87	500,87	19616,44	10315,281	197	197	--	--
Повітропідігрівач	500,87	322,03653	10315,281	6761,61	30	250,40	412	3537,39
Водяной экономайзер	322,037	155	6761,61	3410,52	114,957	167	483	706

Висновки

Під час перевірочного розрахунку було виконано розрахунки палива, розрахунки теоретичних та дійсних об'ємів повітря і продуктів згорання у газоходах котла, виконано розрахунок ентальпій продуктів згорання по поверхнях нагріву. Виконано розрахунок ККД котельної установки за зворотним балансом, визначено витрату палива.

Виконано розрахунок поверхонь нагріву. Для отримання необхідної кількості тепла поверхнями нагріву, в них були внесені наступні конструктивні зміни:

1) Пароперегрівач:

а) кількість змійовиків збільшено до 47;

б) діаметр збільшено до 32 мм.

2) Котельний пучок:

а) збільшено кількість труб у ряді до 36.

3) Повітропідігрівач:

а) збільшено кількість рядів труб до 30;

б) збільшено кількість труб у ряді до 25;

в) збільшено висоту ходу до 2 м.

4) Водяний економайзер:

а) збільшено довжину труб до 3м.

При роботі на мазуті марки М-100 Одеського НПЗ загальна нев'язка теплового балансу склала 0,42%, що не перевищує допустимі 0,5%. Це свідчить про те, що котельна установка Е-25-14 ГМ може працювати на заданому паливі.

Перелік джерел посилань

1. Тепловой расчет котельных агрегатов (Нормативный метод) / Под ред. Н.В. Кузнецова и др. - М.:Энергия, 1973. - 296 с., ил.

2. Александров В.Г. Паровые котлы малой и средней мощности. Изд. 2-е, перераб. и доп. - Л.: Энергия, 1972. - 200 с., ил.

3. Липов Ю.М. и др. Компоновка и тепловой расчет парогенератора / Учебное пособие для вузов. - М. : Энергия, 1975. - 176 с., ил.

4. Тепловой расчет промышленных парогенераторов/ Учебное пособие для вузов. Под ред. В.М. Частухина. - Киев: Вища школа, 1980. - 184 с.

5. Ривкин С.Л., Александров А.А. Теплофизические свойства воды и водяного пара. - М.: Энергия, 1980. - 424 с., ил.

6. Кузьменко А.А. Котельні установки. Методичні вказівки з виконання курсового проекту для студентів ЗДІА спеціальності Теплоенергетика Укл. А.А. Кузьменко. Запоріжжя: Видавництво ЗДІА, 2003.-53с.

Размещено на Allbest.ru