Котельные установки и парогенераторы

Сущность котельного агрегата и его вспомогательного оборудования. Технические характеристики котла. Анализ коэффициентов избытка воздуха. Объемы и энтальпии продуктов сгорания. Принцип работы экранной системы. Трубчатый воздухоподогреватель 1 ступени.

Рубрика Производство и технологии
Вид контрольная работа
Язык русский
Дата добавления 30.03.2015
Размер файла 433,5 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования Российской Федерации

ФГАОУ ВПО «Уральский федеральный университет

имени первого Президента России Б.Н. Ельцина»

Кафедра «Тепловые электрические станции»

Курсовой проект по дисциплине:

«Котельные установки и парогенераторы»

Руководитель: Фадюшина М.П.

Студент: Лашова А.А.

гр.ЭН-320803

Екатеринбург 2014 г.

1. Краткое описание котельного агрегата марки ПК-14.

1.1 Котельный агрегат и вспомогательное оборудование

Для расчета принят котельный агрегат ПК-14Подольского машиностроительного завода, который представляет собой двух барабанный парогенератор со ступенчатым испарением, с естественной циркуляцией котловой воды, камерной топкой с вертикальными гладкотрубными экранами, предназначенный для сжигания твердого топлива в пылевидном состоянии. В данном курсовом проекте для сжигания выбран экибастузский уголь. Компоновка котла П-образная. Основной несущей конструкцией является каркас котла.

Котел оборудован следующим вспомогательным оборудованием:

· Системой пылеприготовления, состоящей из 4-х молотковых мельниц типа ММА 1660/2004 с центробежными сепараторами, 8-ю высоконапорными турбулентными горелками и 4-мя сбросным горелками;

· Тягодутьевыми устройствами , состоящими из 2-х дымососов типа ОРГРЭМ 0,6 - 126 и 2-х вентиляторов типа ВД 0,68-161, работающих по схеме уравновешенной тяги;

· 2-мя шнековыми ваннами для удаления очаговых остатков.

1.2 Технические характеристики котла

Котел имеет следующие технические характеристики:

Тип

ПК-14

Паропроизводительность

230 т/ч

Рабочее давление в барабане

112 атм.

Температура перегретого пара

510 °С

Температура питательной воды

До 215 °С

Температура на выходе из водяного экономайзера 2 ст.

300 °С

Температура насыщения в барабане

313 °С

Температура на входе в воздухоподогреватель 1 ст.

30 °С

Поверхность нагрева радиационная

658 м2

Поверхность нагрева фестона

146 м2

Поверхность нагрева пароперегревателя

1 ст.

2 ст.

3 ст.

250 м2

740 м2

660 м2

Поверхность нагрева водяного экономайзера

1 ст.

2 ст.

2456 м2

1198 м2

Поверхность нагрева потолочного экрана

313 м2

Поверхность нагрева воздухоподогревателя 1 и 2 ст.

18460 м2

Полный объем поверхностей нагрева котла для воды

104 м3

Объем парового пространства котла

19 м3

Теоретическая температура горения в топке

1898 °С

КПД котла брутто

91,5~92 %

1.3 Топочная камера

Котел оборудован топкой, предназначенной для факельного сжигания угольной пыли, с размерами:

ширина 9900 мм

глубина 7715 мм

высота 15000 мм

объем топки 1210 м3

Подача пылевидного топлива и воздуха, необходимого для горения, горения, осуществляется через 8 высоконапорных горелок, расположенных во фронте котла. Воспламенение пыли и последующее горение осуществляется благодаря непрерывному подводу тепла к пылевидной смеси путем излучения от ближайших слоев пламени и непосредственного смешения с горячими газами.

Воспламенение пылевоздушной смеси в период растопки котла осуществляется посредством уравновешенной тяги, создаваемой дымососами. Шлаковые остатки выпадают в шнековую ванну, откуда удаляются в систему ГЗУ. Для контроля за внутренним состоянием топки имеются разводки экранных труб с установленным гляделками и лазами.

1.4 Экранная система

Для восприятия тепла наиболее эффективным способом - радиацией и защиты обмуровки топочной камеры от выгорания, ее стены закрыты экранными трубами, охлаждаемыми котловой водой.

Под действием разности удельных весов происходит циркуляция воды по замкнутому конуру: большой барабан - водоопускные трубы - нижние коллекторы экранов - экранные трубы - малый барабан - водо- и пароперепускные трубы - большой барабан. Пар по потолочным трубам поступает в пароперегреватель. Вместо отдаваемого котлом пара в барабан непрерывно поступает питательная вода. Для выравнивания циркуляционного напора в экранных трубах каждый экран разделен на секции, которые работают независимо одна от другой. В каждый нижний коллектор вварен грязевик, к которому приварен штуцер с вентилем для периодической продувки. Фронтовой экран имеет один коллектор на отметки 4м, разделенный перегородкой на две части. Аналогично и на заднем экране.

Правый и левый боковые экраны имеют по два нижних и два верхних коллектора. Цель установки верхних коллекторов - уменьшить количество сверлений в барабане.

Экраны имеют следующую характеристику:

Экран

Диаметр стенки коллектора, мм

Материал

Водоопускные трубы

Экранные трубы

Диаметр, мм

Количество

Диаметр, мм

Количество

Фронтовой

273

СТ 20

108

18

76

102

Задний

273

СТ 20

108

16

76

102

Передний боковой

273

СТ 20

108

10

76

96

Задний боковой

273

СТ 20

108

6

76

60

1.5 Барабан котла

Котел имеет 2 барабана: основной 1470*85 мм и предвклююченный 1030*65 мм. Барабаны соединены между у собой 102-мя пароперепускными и 160-ю водоперепускными трубами 76*6. Барабаны расположены над наклонным потолком газов не обогреваются.

Вся пароводяная смесь отводится в предвключенный барабан, в котором происходит грубое разделение смеси на пар и воду. Для улучшения водного режима работы барабана, большой барабан разделен на 3 отсека, один чистый и два соленых. Соленые отсеки питают водой задание панели боковых экранов. Для очистки пара большой барабан оснащен сепарационными устройствами в виде отбойных щитов, барбатажной промывки и жалюзийных решеток.

Барабаны котла выполняются из металла сталь 22К.

1.6 Пароохладитель

На котлах установлены горизонтальные поверхностные пароохладители для регулирования температуры перегретого пара.

Пароохладитель состоит из горизонтальной камеры ? 325 мм с концов которой вставляются водораспределительные трубки. Вода входит в одну часть коробки, проходит «U»-образные трубки ? (25*3 мм) расположенные по всей длине камеры. Процесс охлаждения насыщенного пара происходит при постоянном давлении, в результате чего происходит частичное увлажнение насыщенного пара. Для охлаждения применяется питательная вода с температурой 215°С.

Насыщенный пар из основного барабана по 103 потолочным трубам ?(32*4,5 мм) поступает в камеру пароохладителя. Пар проходит поперек камеры между трубами сверху вниз. После пароохладителя вода возвращается в питательную магистраль перед экономайзером, а пар поступает во входную камеру пароперегревателя I-й ступени.

1.7 Пароперегреватель

Пар из основного барабана по 102 трубам потолочного экрана поступает в 1-ю камеру ПП, камеру пароохладителя. Затем в первую ступень, состоящую из 104 труб. Она работает по принципу противотока. Затем во 2-ю камеру ПП, из которой по пароперекидным трубам переходит в 2 входных коллектора 2-й ступени ПП, 3-якамера ПП, причем с левой стороны на правую и наоборот.

Отсюда пар по 56 змеевикам с обеих сторон газохода направляется в промежуточный коллектор, 4-ая камера ПП, где смешиваются и по 48 змеевикам, проходя средний пакет, направляются в паросборную камеру.

Часть пара из входного коллектора 2 ст. ПП проходит в смесительный коллектор помимо крайних пакетов и в этих байпасных трубопроводах установлены сопла впрыска.

1.8 Водяной экономайзер

Дымовые газы, выходя после горизонтального газохода, омывают последовательно 2-ю ступень водяного экономайзера, 2-ую ступень воздухоподогревателя и далее 1-ю ступень водяного экономайзера.

Водяной экономайзер гладкотрубный, змеевиковый, двухступенчатый. Первая ступень состоит из одной группы, вторая из двух.

Входные и выходные коллекторы расположены снаружи газоходов. Из выходных коллекторов 2-ой ступени водяного экономайзера вода по 5-ти трубам с каждой стороны поступает в большой барабан.

1.9 Воздухоподогреватель

Воздухоподогреватель выполнен трубчатым, двухступенчатым. Каждая ступень состоит из набора отдельных кубов, представляющий собой пакет вертикально расположенных труб, изготовленных из СТ10. Трубы закреплены в трубных досках при помощи сварки. Воздух в воздухоподогревателе нагревается от 30 °С до 350~380 °С и разводится в системе воздуховодов к горелкам и мельницам.

2. Коэффициенты избытка воздуха. Объемы и энтальпии продуктов сгорания. Характеристика продуктов сгорания.

Таблица 1 - Характеристика продуктов сгорания

Рассчитываемая величина

Размерность

V0=4,42; =0,8152 ; =3,4982; =0,48

Газоходы

Топка и котел

КПП

ВЭ

УХ

Коэффициент избытка воздуха средний б

-

1,2

1,23

1,3

1,33

нм3/кг

0,4941

0,4952

0,5013

0,5023

нм3/кг

5,6915

5,7589

6,141

6,208

-

0,1432

0,1461

0,1328

0,1313

-

0,0868

0,0863

0,0816

0,0809

-

0,23

0,2321

0,2144

0,2122

µ

аун=0,8

0,044

0,04

0,0375

0,0371

Таблица 2 - Энтальпии продуктов сгорания (J? ?)

?, С0

,

,

Топка

КПП

ВЭ1

ВП1

бт=1,2

ДJ

бкпп=

1,23

ДJ

бвэ=1,3

ДJ

б ух=

1,33

ДJ

100

159

140

211

200

322

281

427

215,9

300

489

425

635,7

629,3

202,25

400

662

572

859,8

224,1

500

840

722

1090

230,2

600

1021

876

1258,8

700

1207

1034

1444,8

186

800

1398

1193

1672,4

227,6

900

1594

1353

1968,9

296,5

1000

1792

1516

2211,3

242,4

1100

1930

1684

2266,8

2397,2

185,9

1200

2190

1852

2648,2

381,4

1300

2395

2020

2898

249,8

1400

2604

2192

3042,4

144,4

1500

2810

2365

3283

240,6

1600

3020

2537

3527,4

244,4

1700

3231

2710

3373

245,6

1800

3442

2882

4018,4

1900

3657

3059

4268,8

250,4

2000

3871

3236

4518,2

249,4

3. Тепловой расчет котельного агрегата.

Рассчитываемая величина

Обозначение

Размерность

Формула или

обоснование

Расчет

Тепловой баланс

Располагаемое тепло топлива

4025,6

Температура уходящих газов

?ух

°C

задана

150

Энтальпия уходящих газов

Јух

По J? ? таблице

391

Потери теплоты:

от химического недожога

q3

%

По таблице 4

0

от механического недожога

q4

%

По таблице 4

1,5

Температура холодного воздуха

tх.в

°С

Задана

30

Энтальпия холодного воздуха

I0х.в

ккал/нм3

42

с уходящими газами

q2

%

в окружающую среду

q5

%

По рисунку 1

0,6

Температура жидкого шлака

tшл

°C

t3 + 100 (стр.18.

III общ хар-ка котла)

1600+100=1700

Энтальпия золы

(с?)зл

По таблице 1

493

Потеря с теплотой шлака

q6

%

0.93

Сумма тепловых потерь

?q

%

? q2+ q3+ q4+ q5+ q6

9.37

Коэффициент полезного действия котельного агрегата

ка

%

100 - ?q

100 - 9.37=90.63

Расход первичного пара

Dпп

т?ч

задано

230

Давление перегретого пара за котельным агрегатом

pпп

задано

100

Температура перегретого пара

tпп

°C

задано

510

Энтальпия перегретого пара

iпп

по таблице термодинамические свойства воды и пара

812.6

Давление питательной воды

pпв

кгс? см2

задано

112

Температура питательной воды

tпв

°C

задано

2

Энтальпия питательной воды

iпв

по таблице термодинамические свойства воды и пара

220.6

Тепло, полезно использованное в агрегате

Qка

Dпп(iпп - iпв)

13.6*107

Полный расход топлива

В

Расчетный расход топлива

Вр

36760

Трубчатый воздухоподогреватель 1 ступени

Наружный диаметр

мм

По чертежу

40

Внутренний диаметр

dвн

мм

По чертежу

37

Поперечный шаг

S1

мм

По чертежу

60

Продольный шаг

S2

мм

По чертежу

42

Расположение труб

?

?

По чертежу

Шахматное

Число труб в ряду

z1

шт

По чертежу

160

Число рядов труб

z2

шт

По чертежу

42

Температура воздуха на входе

tхв

°C

Задана

30

Энтальпия воздуха на входе

По J? ? таблице

42

Температура воздуха на выходе

°C

Принимаем

215

Энтальпия воздуха на выходе

По J? ? таблице

302,6

Температура уходящих газов

?ух

°C

задана

150

Энтальпия уходящих газов

Јух

По J? ? таблице

319

Коэффициент относительного расхода воздуха на входе

?

бт -Дбт+Дбвп2+Дбвп1

1,1?0,05+0,03+0,03 = 1,11

Коэффициент избытка воздуха на выходе

?

бт?Дбт+Дбвп2

1,1?0,05+0,03 = 1,08

Коэффициент избытка воздуха средние

вср

?

Тепловосприятие ступени (по балансу)

ккал/кг

(1,095)*( 302,6?42) = 286,7

Коэффициент сохранения теплоты

ц

?

Средняя температура

воздуха

tср

°C

Теоретическая энтальпия воздуха при средней температуре

По J? ? таблице

Энтальпия уходящих газов

Количество теплоты, вносимое присасываемым воздухом при средней температуре

171,5

Температура продуктов сгорания на входе

°C

По J? ? таблице

287,3

Средняя температура газов

?ср

°C

Средний температурный напор

Дt

°C

?ср ? tср

Высота одного хода по воздуху

мм

По чертежу

3729

Ширина воздухоподогревателя по ходу воздуха

а

мм

По чертежу

9900

Площадь живого сечения для прохода воздуха

м2

а* hх?dн* hх*z1

(9,9*3,73-0,04*3,73*160)=13,05

Площадь живого сечения для прохода газов

м2

(160*42*3,14*0,04 2)/4 =

Поверхность нагрева

Hвп

м2

р*dср*hвп*z1*z2

3,14*0,0385*3,37*160*42 = =6058,7

Средняя скорость газов

м/с

Средняя скорость воздуха

м/с

Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке

б1

о * бк

36

Коэффициент теплоотдачи от стенки к воздуху

б2

По рисунку 15

52

Коэффициент использования

о

Страница 32

0,85

Коэффициент теплопередачи

k

Тепловосприятие

ккал/ нм3

Отношение тепловосприятий

Qт/

%

Значения Qт и Qб отличаются на 0,6%, что допустимо, так как отличаются меньше, чем на 2%.

Топочная камера

Диаметр и толщина экранных труб

dЧд

мм

По чертежу

76Ч6

Шаг экранных труб

S

мм

По чертежу

19

Поверхности:

фронтовой стены задней стены боковой стены под потолок

м2

По чертежу

154,44

м2

По чертежу

154,44

м2

По чертежу

120,4

Fпод

м2

По чертежу

76,4

Fп

м2

По чертежу

76,4

Суммарная поверхность стен топочной камеры

Fст

м2

Fф + Fз + 2*Fб + Fпод + Fп - - Fгор

626,1

Объём топочной камеры

м3

a*b*c

1210

Эффективная толщина излучающего слоя

S

м

Коэффициент избытка воздуха

бт

?

по таблице 3

1,2

Температура горячего воздуха

tгв

°C

задаёмся

300

Энтальпия горячего воздуха

По J? ? таблице

425

Теплота, вносимое в топку воздухом

ккал/ нм3

(бт - Дбт)* + Дбт*

1,2 *425 = 510

Полезное тепловыделение в топке

ккал/ нм3

Теоретическая температура горения

°C

По J? ? таблице

1981,6

Относительное положение максимума температур по высоте топки

-

Эмпирический коэффициент

М

-

0,56 - 0,5* xт

0,56-0,5*0,347=0,387

Температура газов на выходе из топки

°C

принята предварительно

1200

Энтальпия газов на выходе из топки

ккал/ нм3

По J? ? таблице

2648,2

Средняя суммарная теплоемкость продуктов сгорания

Vcср

Произведение

pn*S

p*rn*S

1*0,2122*6,96 = 1,48

Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами

золовыми частицами

коксовыми частицами

Kзл

ккокс

по рисунку 11

по рисунку 12

стр.14

0,1

5,2

1

Оптическая толщина

kpS

-

(kг*rn+ µзл* Kзл+ ккокс*x1)

*p*S

2,2

Коэффициент, учитывающий относительное заполнение топки светящимся пламенем

m

-

страница 19

0,89

Коэффициент тепловой эффективности гладкотрубных экранов

Шэкр

-

По таблице 6

0,4

Степень черноты факела

аф

-

По рисунку 10

0,89

Степень черноты светящейся части пламени

асв

-

Эффективная степень черноты несветящегося пламени

аг

-

Степень черноты топочной камеры

ат

-

Температура газов на выходе из топки

°C

Энтальпия газов на выходе из топки

По J? ? таблице

2457,5

Количество тепла, воспринятого в топке

ц*(Qт - )

0,989*(4472,2- 2457,5) = 2010,7

Средняя тепловая нагрузка лучевоспринимающей поверхности нагрева

Теплонапряжение топочного объема

qv

Диаметр и толщина труб

dЧд

мм

По чертежу

42x5

Число труб в ряду

z1

шт.

По чертежу

104

Число труб по ходу газа

z2

шт.

По чертежу

6

Поперечный шаг

S1

м

По чертежу

0,104

Продольный шаг

S2

м

По чертежу

0,098

Общее число труб

z

шт.

По чертежу

104

Размеры газохода

a

b

м

По чертежу

5.25

9.9

Площадь поверхности нагрева

H

м3

По чертежу

1400

Живое сечение по газу

м2

a*b-a*dн*z1

29

Живое сечение по пару

fп

м2

(р*dвн2/4)*z1

0.084

Температура продуктов сгорания на входе в КПП

?/

°C

из расчета топки

1070

Энтальпия продуктов сгорания на входе в КПП

ккал/ нм3

По J? ? таблице

2341.4

Температура продуктов сгорания на выходе из КПП

?//

°C

принимаем

680

Энтальпия продуктов сгорания на выходе из КПП

ккал/ нм3

По J? ? таблице

1407.6

Теплота, отданная продуктами сгорания

ккал/ нм3

0,989*(2341.4 -1407.6+0,03*42)=924.8

Температура перегретого пара на выходе

°C

Задана

510

Энтальпия пара на выходе

ккал/ нм3

По таблице удельных объемов и энтальпий перегретого пара при докритическом давлении (нормативный метод, табл. XXV)

812,6

Энтальпия пара на входе в КПП

i/

ккал/ нм3

Температура на входе в КПП

t/

°C

По таблице удельных объемов и энтальпий перегретого пара при докритическом давлении (нормативный метод, табл. XXV)

318,5

Удельный объем пара на входе

х/

м3/

кг

По таблице удельных объемов и энтальпий перегретого пара при докритическом давлении

0,01967

Удельный объем пара на выходе

х//

м3/

кг

По таблице удельных объемов и энтальпий перегретого пара при докритическом давлении

0,03406

Средний удельный объем

хср

м3/

кг

Средняя температура газов

?ср

°C

Средняя температура пара

tср

°C

Средний температурный напор

Дt

°C

454

Средняя скорость продуктов сгорания

м/с

Средняя скорость пара

Wп

м/с

Коэффициент использования

е

-

Рисунок 6, таблица 7

1

Коэффициент теплоотдачи конвекцией

бк

бн*cz*cs*cф

57*1*1*0,95 = 54

Коэффициент теплоотдачи излучением от газов

бл

бн б Сг

12.9

Коэффициент теплоотдачи от продуктов сгорания к стенке труб

б1

о* (бл + бк

1*(54+12.9) = 66.9

Коэффициент теплоотдачи

бн

По рисунку 17

2400

Коэффициент теплоотдачи от стенки к пару

б2

cd*бн

0.92*2400=2200

Коэффициент теплопередачи

k

Количество теплоты воспринятое КПП

Отношение тепловосприятий

Qт/

%

Значения Qт и Qб отличаются на 3%, что допустимо.

Список используемой литературы

агрегат котел воздухоподогреватель парогенератор

1. «Тепловой расчет котельных агрегатов», М.П.Фадюшина, 1988 г.

2. «Тепловой расчет котельных агрегатов. Нормативный метод» Н.В. Кузнецова, 1973 г.

3. «Паровые котлы средней и малой мощности», В.Г.Александров, 1972 г.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Состав, зольность и влажность твердого, жидкого и газообразного топлива. Объемы и энтальпии воздуха и продуктов сгорания. Расход топлива котельного агрегата. Основные характеристики топочных устройств. Определение теплового баланса котельного устройства.

    курсовая работа [108,9 K], добавлен 16.01.2015

  • Определение объема воздуха, продуктов сгорания, температуры и теплосодержания горячего воздуха в топке агрегата. Средние характеристики продуктов сгорания в поверхностях нагрева. Расчет энтальпии продуктов сгорания, теплового баланса и пароперегревателя.

    контрольная работа [432,5 K], добавлен 09.12.2014

  • Топливо, его состав, объемы воздуха и продуктов сгорания для котла определенного типа. Элементарный состав топлива. Коэффициент избытка воздуха в топке. Объёмы продуктов сгорания. Тепловой баланс котла, расчет расхода топлива на весь период его работы.

    контрольная работа [35,6 K], добавлен 16.12.2010

  • Тепловой расчет котельного агрегата Е-25М. Пересчет теоретических объемов и энтальпии воздуха и продуктов сгорания для рабочей массы топлива (сернистый мазут). Тепловой баланс, коэффициент полезного действия (КПД) и расход топлива котельного агрегата.

    курсовая работа [352,0 K], добавлен 17.03.2012

  • Расчетные характеристики топлива. Материальный баланс рабочих веществ в котле. Характеристики и тепловой расчет топочной камеры. Расчет фестона и экономайзера, камеры охлаждения, пароперегревателя. Объемы и энтальпии воздуха и продуктов сгорания.

    дипломная работа [382,2 K], добавлен 13.02.2016

  • Способы расчета котельного агрегата малой мощности ДЕ-4 (двухбарабанного котла с естественной циркуляцией). Расчет объемов и энтальпий продуктов сгорания и воздуха. Определение КПД котла и расхода топлива. Поверочный расчёт топки и котельных пучков.

    курсовая работа [699,2 K], добавлен 07.02.2011

  • Описание двухбарабанного вертикально-водотрубного реконструированного котла и его теплового баланса. Количество воздуха необходимого для полного сгорания топлива и расчетные характеристики топки. Конструкторский расчет котельного агрегата и экономайзера.

    курсовая работа [611,8 K], добавлен 20.03.2015

  • Принципиальное устройство котла ДЕ16-14ГМ. Теплота сгорания топлива; присосы воздуха, коэффициенты его избытка по отдельным газоходам; энтальпии продуктов сгорания. Тепловой баланс котла, расход топлива. Поверочный расчет теплообмена в топочной камере.

    курсовая работа [261,7 K], добавлен 30.01.2014

  • Характеристика оборудования котельной установки. Обслуживание котла во время нормальной его эксплуатации. Расчет объемов, энтальпий и избытка воздуха и продуктов сгорания. Расчет ширмового и конвективного перегревателя. Уточнение теплового баланса.

    курсовая работа [1,2 M], добавлен 08.08.2012

  • Основные характеристики котельной установки для промышленного предприятия. Присосы воздуха по газоходам и расчётные коэффициенты избытка воздуха в них. Продукты сгорания в газоходах парогенератора. Расчёт теплового баланса парогенератора и расход топлива.

    курсовая работа [711,0 K], добавлен 29.11.2010

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.