Поверочно-конструкторский расчет котла ДКВР 6,5 - 13 и экономайзера

Описание котла ДКВР 6,5-13 и схема циркуляции воды в нем. Расчет объемов и энтальпий воздуха и продуктов сгорания. Вычисление полезно-израсходованного тепла в котлоагрегате. Средние характеристики продуктов сгорания в топке. Описание кипятильного пучка.

Рубрика Производство и технологии
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 09.02.2012
Размер файла 1,0 M

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 НАУКИ И ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра теплоэнергетики

Курсовой проект

на тему: «Поверочно-конструкторский расчет котла ДКВР 6,5 - 13 и экономайзера»

Выполнил: ст. гр. 07-404

Грунина К.Е.

Проверил:

Ланцов А. Е.

2010 г.

Содержание

Введение

1. Описание котла типа ДКВР 6,5 - 13. Циркуляция воды

2. Описание топки

3. Расчет объемов и энтальпий воздуха и продуктов сгорания при б = 1

4. Средние характеристики продуктов сгорания в топке

5. Энтальпия продуктов сгорания. I-и диаграмма

6. Тепловой баланс и расход топлива

7. Тепловой расчёт топки

8. Описание кипятильного пучка

9. Описание водяного экономайзера

10. Определение невязки теплового баланса

11. Сводная таблица теплового расчета котельного агрегата

Заключение

Литература

Введение

В данной курсовой работе выполнен поверочно-конструкторский расчет стационарного парового вертикально водотрубного котельного агрегата ДКВР 6,5-13 и экономайзера.

Для топочной камеры и конвективных котельных пучков выполнен поверочный расчет.

Для водяного экономайзера - конструктивный расчет.

Также разработан проект котельного агрегата с экономайзером.

Исходные данные :

Поверхность нагрева, установленная за котлом - экономайзер

Номинальная паропроизводительность котла - 6,5 т/ч

Давление пара 14 атм (ати)

Температура питательной воды (после деаэратора) - 80 0С

Вид топлива - Тавричанский уголь марки Б3

Способ сжигания топлива - в слое

Температура наружного воздуха (в котельной) - 25 0С

Местонахождение котельной г. Артём

Расчетное потребление пара на технологические нужды 55 т/ч

В первой главе приводится описание котла ДКВР 6,5-13, схема циркуляции воды в котле с установкой необходимой арматуры, схема предохранительных устройств.

В главе второй производится выбор типа топки по исходным данным, приводятся расчетные характеристики топки.

В третьей главе производится расчет объемов и энтальпий воздуха и продуктов сгорания при б = 1. Для этого рассчитывается теоретическое количество воздуха необходимое для полного сгорания топлива и минимальный объем продуктов сгорания, которые получились бы при полном сгорании топлива с теоретически необходимым количеством воздуха.

В четвертой главе находятся коэффициенты избытка воздуха, объемы продуктов сгорания по газоходам для этого котельный агрегат делят на самостоятельные участки: топочную камеру, конвективные пучки и экономайзер. В пятой главе рассчитываются энтальпии продуктов сгорания также для разных участков, тут же строится J-и диаграмма продуктов сгорания.

В шестой главе вычисляется полезно израсходованное тепло в котлоагрегате, постоянный и расчетный расходы топлива.

В следующих двух главах оценивается неизвестная температура и энтальпия газов. Решая уравнение теплового баланса, определяется тепловосприятие поверхности нагрева (кипятильных пучков) и конечная энтальпия среды. Далее рассчитывается коэффициент теплопередачи и температурный напор, по уравнению теплообмена определяется вторичная величина тепловосприятия поверхности нагрева.

В девятой главе проводится конструктивный расчет водяного экономайзера, находится его поверхность нагрева, число и ряд труб.

В конечном итоге приводится таблица теплового расчета котлоагрегата.

Описание топлива.

В качестве топлива котельная использует тавричанский бурый уголь марки Б3. К марке Б3 относится уголь с содержанием влаги менее 30%.

Бурый уголь -- твердый ископаемый уголь, образовавшийся из торфа, имеет бурый цвет, наиболее молодой из ископаемых углей. Используется как местное топливо, а также как химическое сырье. Образуются из отмерших органических остатков под давлением нагрузки и под действием повышенной температуры на глубинах порядка 1 километра.

Куски бурого угля рыхлые, легко крошатся и выветриваются. При длительном хранении угля, возможно, его самовозгорание. Бурый уголь не выдерживает дальних перевозок.

1. Описание котла типа ДКВР 6,5 - 13. Циркуляция воды

Котел ДКВР 6,5-13 предназначен для производства насыщенного и перегретого пара для технологических нужд промышленных предприятий, в системы отопления, вентиляции и горячего водоснабжения.

Условное обозначение котла: ДКВР - тип котла; 6,5 - паропроизводительность (в т/ч); 14 - абсолютное давление пара (в атм),

Описание котла:

ДКВР 6,5-13 - двухбарабанный котел водотрубный реконструированный. Котел имеет два барабана - верхний (длинный) и нижний (короткий), трубную систему и экранные коллекторы (камеры). Топочная камера котла ДКВР 6,5-13 делится шамотной перегородкой на две части: собственно топку и камеру догорания. Вход газов из топки в камеру догорания и выход газов из котла - ассиметричные. Перегородки котла выполнены таким образом, что дымовые газы омывают трубы поперечным током, что способствует теплоотдаче в конвективном пучке. Внутри котельного пучка имеется чугунная перегородка, которая делит его на первый и второй газоходы и обеспечивает горизонтальный разворот газов в пучках при поперечном омывании труб.

Для наблюдения за уровнем воды в верхнем барабане установлены два водоуказательных прибора (ВУП). Водоуказательные приборы присоединены к цилиндрической части верхнего барабана. Для измерения давления на верхнем барабане котла установлен манометр, также имеется рычажный предохранительный клапан, вентили непрерывной продувки, вентили периодической продувки, воздушник. В водяном пространстве верхнего барабана находятся питательные трубы (с вентилями и обратными клапанами); в паровом объеме - сепарационное устройство. В нижнем барабане имеются трубные ответвления для периодической продувки с двумя вентилями, для дренажа с двумя вентилями, для пуска пара в верхний барабан с вентилем.

Боковые экранные коллекторы расположены под выступающей частью верхнего барабана, возле боковых стен обмуровки. Для создания циркуляционного контура в экранах передний конец каждого экранного коллектора соединен опускной необогреваемой трубой с верхним барабаном, а задний конец - перепускной также необогреваемой трубой с нижним барабаном.

Вода поступает в боковые экраны одновременно из верхнего барабана по передним опускным трубам, а из нижнего барабана по перепускным. Такая схема питания боковых экранов повышает надежность работы при пониженном уровне воды в верхнем барабане, увеличивает кратность циркуляции.

Циркуляция в кипятильных трубах происходит за счет бурного испарения воды в передних рядах труб, т.к. они расположены ближе к топке и омываются более горячими газами, чем задние, вследствие чего в задних трубах, расположенных на выходе газов из котла вода идет не вверх, а вниз.

Контрольно-измерительные приборы и арматуру котла ДКВР 6,5-13 наглядно можно увидеть на рисунке 1.

Рис. 1. Циркуляция воды в котле ДКВР 6,5 - 13

Основные позиции (рис. 1):

1-нижний барабан;

2-дренажные вентили;

3-вентили периодической продувки;

4-вентиль для пуска пара в верхний барабан;

5-водяной объем;

6-опускные трубы конвективного пучка, вальцованы в верхний и нижний барабаны в шахматном порядке;

7-зеркало испарения;

8-верхний барабан. В нем находится котловая вода. Он заполнен примерно наполовину;

9-пар;

10-вентиль пара на собственные нужды;

11-сепаратор;

12-главный парозапорный вентиль;

13-воздушник;

14-вентиль на питательной линии - 2 шт;

15-обратный клапан;

16-ввод питательной воды;

17-рычажный предохранительный клапан;

18- трехходовой клапан манометра;

19-манометр;

20-пробковый кран водоуказательных приборов (ВУП)-6 шт;

21-водоуказательные приборы;

22-вентили непрерывной продувки - 2 шт;

23-необогреваемые опускные трубы боковых экранов - 2 шт;

24-обогреваемые трубы боковых экранов - 2 шт. Вальцованы в верхний барабан и коллекторы. Они окружают топку с двух сторон. Передача тепла к ним осуществляется излучением;

25-нижний коллектор - 2 шт;

26-нижние необогреваемые перепускные трубы - 2 шт;

27-подъемные трубы конвективного пучка;

28-питательные трубы. По ним осуществляется подача питательной воды в верхний барабан.

На верхнем барабане котла установлен предохранительный клапан (рис. 1. позиция 17). Назначение предохранительного клапана (рис. 2) заключается в предохранении от взрыва верхнего барабана котельного агрегата.

Рис. 2 Схема рычажного предохранительного клапана

Основные позиции (рис. 2):

1-клапан;

2-стенки барабана котла;

3-защитный корпус;

4-рычажное устройство;

5-грузы, регулирующие давление срабатывания клапана и уравновешивающие давление в барабане котла;

6-траектория движения пара или воды в выхлопную трубу;

Рычажный предохранительный клапан (рис. 2) имеет рычаг с грузом, под действием которого клапан закрывается. При нормальном давлении в барабане котла груз прижимает клапан к отверстию. При повышении давления клапан поднимается, и излишек давления удаляется в атмосферу.

Для предотвращения повреждений котла при упуске воды из барабана в нижнюю его часть со стороны топки вкручиваются легкоплавкие пробки (рис.3). Они имеют коническую форму с внешней резьбой.

Отверстие пробки заливается специальным легкоплавким составом, состоящим из 90% свинца и 10% олова. Температура плавления такого состава 280-310 градусов по Цельсию.

При нормальном уровне воды в котле легкоплавкий состав охлаждается водой и не плавится. При упуске воды пробка сильно нагревается продуктами сгорания топлива, что приводит к расплаву легкоплавкого состава. Через образовавшееся отверстие пароводяная смесь под давлением входит в топку. Это служит сигналом для аварийной остановки котла.

Рис. 3 Схема легкоплавкой предохранительной пробки

Основные позиции (рис. 3):

1-клеймо;

2-сплав свинца и олова;

3-корпус пробки.

2. Описание топки

Способ сжигания топлива - в слое.

Слоевая топка предназначена для сжигания твердого топлива в слое на колосниковой решетке. При слоевом способе сжигания необходимый для горения воздух попадает к слою топлива через колосниковую решетку.

Наиболее трудоемкими операциями при обслуживании топок являются: подача топлива в топку, его шуровка (перемешивание) и удаление шлака.

В данной курсовой работе заброс топлива механизирован, он осуществляется пневмомеханическим забрасывателем (ПМЗ). Таких забрасывателей всего два, расстояние между осями забрасывателей 1300 мм. Таким образом, топливо равномерно распределяется по решетке.

Основным элементом слоевой топки является колосниковая решетка, служащая для поддержания сжигаемого на ней топлива и одновременного подвода воздуха. Колосниковая решетка собрана из отдельных элементов - чугунных брусков или балок - колосников. В проекте процесс удаления шлака также механизирован: применяется колосниковая решетка с ручными поворотными колосниками (РПК). Размеры решетки таковы: ширина 2600 мм, длина 2440 мм, число секций по ширине 3, ширина средней секции 900 мм, ширина крайней секции 850 мм, число рядов колосников по длине 8. Очаговые остатки удаляются путем их сбрасывания в зольный бункер при повороте колосников около своей оси.

Расчетные характеристики топки занесены в таблицу 1.

Таблица 1

Расчетные характеристики топки

п/п

Наименование величин

Обозначение

Размерность

Величина

1

2

3

4

5

1

Видимое теплонапряжение зеркала горения

900

2

Видимое теплонапряжение топочного объема

250

3

Коэф. избытка в-ха в топке

бТ

-

1,4

4

Потеря тепла от химнедожога

q3

%

1

5

Потеря тепла от мехнедожога

q4

%

7

6

Содержание горючих в шлаке и провале

Гшл+пр

%

-

7

Содержание горючих в уносе

Гун

%

-

8

Доля золы топлива в шлаке и провале

ашл+пр

-

0,05

9

Доля золы топлива в уносе

аун

-

0,95

10

Давление воздуха под решеткой

Рв

мм вод.ст.

60

11

Температура дутьевого воздуха

°С

25

3. Расчет объемов, энтальпий воздуха и продуктов сгорания при б=1

Расчетные характеристики топлива (Тавричанский уголь Б3):

Состав угля [6]:

Расчет объемов и энтальпий воздуха и продуктов сгорания ведем по [5]:

Теоретическое количество воздуха необходимое для полного сгорания топлива:

Минимальный объем продуктов сгорания, которые получились бы при полном сгорании топлива с теоретически необходимым количеством воздуха (б=1):

,

,

,

,

4. Средние характеристики продуктов сгорания в топке

Коэффициент избытка воздуха на выходе из топки принимаем из таблицы «Расчетные характеристики топки» РН 5-02, РН 5-03 [6].

Коэффициент избытка воздуха для других участков газового тракта получаются путем прибавления к бт присосов воздуха принимаемых по РН 4-06 [6]. котел тепло энтальпия сгорание

Для выполнения теплового расчета газовый тракт котельного агрегата делят на самостоятельные участки: топочную камеру, конвективные испарительные пучки и экономайзер.

Таблица 2

Средние характеристики продуктов сгорания в поверхностях нагрева котла

п/п

Наименование величин

Размерность

Топка

Конвективные пучки

Экономайзер

1

2

3

4

5

6

1

Коэффициент избытка воздуха перед газоходом бґ

-

1,4

1,45

1,55

2

Коэффициент избытка воздуха за газоходом бґґ

-

1,45

1,55

1,65

3

Коэффициент избытка воздуха (средний) б

-

1,425

1,5

1,6

4

нм3/кг

0,66

0,67

0,68

5

нм3/кг

6,98

7,33

7,78

6

-

0,12

0,11

0,107

7

-

0,10

0,09

0,087

8

+

-

0,22

0,2

0,194

9

г/нм3

33,8

32,27

30,3

6. Тепловой баланс и расход топлива

Таблица 4

Тепловой баланс и расход топлива

п/п

Наименование величин

Обозначение

Расчетная формула, способ определения

Размерность

Расчет

1

2

3

4

5

6

1

Располагаемое тепло топлива

=

;при ,

=0 и =

ккал/кг

4081,2

2

Температура уходящих газов

По приложению IV [6]

200

3

Энтальпия уходящих газов

Из диаграммы J-и при

ккал/кг

513

4

Температура холодного воздуха

tхв

Согласно заданию

25

5

Энтальпия холодного воздуха

=

ккал/кг

59,05

6

Потери тепла от мехнедожога

q4

По характеристикам топки

%

7

7

Потери тепла от химнедожога

q3

По характеристикам топки

%

1

8

Потери тепла с уходящими газами

Q2

q2

ккал/кг

%

394,7

9,67

9

Потери тепла в окружающую среду

q5

По РН 5-01 [6]

%

2,3

10

Коэффициент сохранения тепла

ц

ц = 1 -

-

0,977

11

Потери тепла с физическим теплом шлаков

q6

где ашл - по расчетным характеристикам топки;

(сt)шл - энтальпия шлака, равная при tшл=600°С по РН4-04 [6] 133,8 ккал/кг

%

0,041

12

Сумма потерь тепла

?q

?q = q2+ q3+q4 +q5 +q6, при сжигании мазута и газа q4=0; q6=0

%

20,01

13

К.П.Д. котлоагрегата

зка

зка=100 - ?q

%

79,99

14

Энтальпия насыщенного пара

Из термодинамических таблиц согласно Рнп (приложение V [6])

ккал/кг

666,2

15

Энтальпия питательной воды

Из термодинамических таблиц согласно (приложение V [6])

ккал/кг

80,52

16

Тепло, полезно использованное в котлоагрегате

Без пароперегревателя

= (- )

ккал/ч

3806920

17

Полный расход топлива

В

В = ·100/(·зка)

кг/час

1166,1

18

Расчетный расход топлива

Вр

Вр = В, при сжигании газа и мазута Вр=В

кг/час

1084,5

7. Тепловой расчёт топки

Таблица 5

Тепловой расчет топки

п/п

Наименование величин

Обозначение

Расчетная формула, способ определения

Размерность

Расчет

1

2

3

4

5

6

1

Объем топочной камеры

По конструктивным характеристикам

м3

20,8

2

Полная лучевоспринимающая поверхность нагрева

Нл

По конструктивным характеристикам

м2

27,9

3

Поверхность стен

Fст

Fст = 6

м2

45,38

4

Степень экранирования топки

ш'

Для камерных топок ш'=.

Для слоевых топок ш'=

-

0,7

5

Площадь зерк. гор

Rзг

По приложению III [6]

м2

6,9

6

Поправочный коэффициент

в

По приложению VI [6]

-

0,75

7

Эффективная толщина излучающего слоя

s

s = 3,6

м

1,65

8

Абсолютное давление газов в топке

р

Принимается р=1,0

ата

1,0

9

Температура газов на выходе из топки

Принимается предварительно по приложению VII [6]

1000

10

Коэффициент ослабления лучей в пламени

k

Для светящегося пламени:

k = - 0,5 + 1,6 /1000.

Для несветящегося пламени

k = kг (рRO2 +рH2O).

Для полусветящегося пламени:

k = kг (рRO2 +рH2O)+ kn м

-

1,1

11

Произведение

k p s

k p s

-

0,815

12

Степень черноты топочной среды

б

Принимается по номограмме XI [6]

-

0,84

13

Эффективная степень черноты факела

бф

-

0,63

14

Условный коэффициент загрязнения

ж

По РН 6-02 [6]

-

0,9

15

Произведение

ш' ж

ш' ж

-

0,63

16

Параметр, учитывающий влияние излучения горящего слоя

с

с= Rзг/ Нл

-

0,25

17

Степень черноты топки

аТ

Для камерных топок

аТ =

Для слоевых топок:

аТ =

-

0,64

18

Присос холодного воздуха в топку

По РН 4-06 [6]

-

0,1

19

Коэффициент избытка воздуха, организованно поданного в топку

=,

где принимается из табл.2

-

1,35

20

Температура горячего воздуха

tгв

Принимается согласно расчетным характеристикам топки

-

21

Энтальпия горячего воздуха

=

ккал/кг

-

22

Энтальпия холодного воздуха

При отсутствии подогрева воздуха

=

При наличии подогрева воздуха

= Д

ккал/кг

48,32

23

Тепло, вносимое воздухом в топку

При отсутствии подогрева воздуха

QВ =

При наличии подогрева воздуха

Qв = +

ккал/кг

48,32

24

Тепловыделение в топке на 1 кг (1нм3)топлива

QТ = + QВ

ккал/кг

4089

25

Теоретическая (адиабатическая) температура горения

По диаграмме J-и согласно величине QТ

1550

6

Тепловыделение на 1 м2 поверхности нагрева

-

ккал/м2ч

176604

27

Температура газов на выходе из топки

Q”Т

По номограмме I [6]

860

28

Энтальпия газов на выходе из топки

I”Т

По диаграмме J-и согласно величине Q”Т

ккал/кг

2130

29

Тепло, переданное излучением в топке

Qл = ц (QТ - I”Т)

ккал/кг

1914

30

Тепловая нагрузка лучевоспринимающей поверхности нагрева топки

-

ккал/м2ч

74399

31

Видимое теплонапряжение топочного объема

-

ккал/м3ч

212791

32

Приращение энтальпии воды в топке

ДiТ

ДiТ =

ккал/кг

319,3

8. Описание кипятильного пучка

Один из существенных недостатков котла ДКВР 6,5-13 - слабая циркуляция воды в верхних рядах кипятильных труб, объединенной одной секцией, что обуславливается разной их тепловой нагрузкой. При больших форсировках это приводит к опрокидыванию циркуляции или застою воды и, как следствие этого, к пережогу кипятильных труб.

Для увеличения надежности циркуляции кипятильные трубы котла ДКВР 6,5-13 расположены с большим углом наклона к горизонту, а сами трубы объединены в пучки таким образом, чтобы была обеспечена четкая схема движения воды в пароводяной смеси.

Концы труб котла вальцованы непосредственно в барабаны. Чтобы не получилось косых вальцовочных соединений, концы труб вставляются в радиально просверленные в барабане отверстия.

Продольно расположенные барабаны соединены развальцованными в них гнутыми кипятильными трубами, образующими конвективный котельный пучок, так называемого пролетного типа, т.е. омываются одним, не меняющим своего направления, потоком дымовых газов.

Котельные пучки выполняются из стальных бесшовных труб диаметром 51мм и толщиной стенки 2,5 мм.

Трубы в кипятильных пучках расположены в коридорном порядке с шагом 100 мм вдоль оси, 110 мм поперек оси котла.

Результаты расчёта кипятильного пучка приведены в таблице 6.

Таблица 6

Расчет кипятильного пучка

п/п

Наименование величин

Обозначение

Расчетная формула, способ определения

Размерность

Расчет

1

2

3

4

5

6

1

Конструктивные характеристики:

а)расположение труб

-

По данным приложения I [6]

коридорное

б)диаметр труб

dн /dвн

То же

мм

51/46

в)поперечный шаг

s1

То же

мм

110

г)продольный шаг

s2

То же

мм

100

д)число труб в ряду первого газохода

То же

шт

22

е)число рядов труб в первом газоходе

То же

шт

14

ж)число труб в ряду второго газохода

То же

шт

22

з)число рядов труб во втором газоходе

То же

шт

9

и)общее число труб

z

z = +

шт

506

к)средняя длина одной трубы

lср

По конструктивным данным

мм

2600

л)конвективная поверхность нагрева

Нк

Нк = z р dн lср

м2

210,68

2

Среднее сечение для прохода газов

Fср

По конструктивным данным

м2

1,24

3

Температура газов перед кипятильным пучком первого газохода

Из расчета топки (без пароперегревателя)

=

820

4

Энтальпия газов на входе

По диаграмме J-и

ккал/кг

2150

5

Температура газов за кипятильным пучком второго газохода

Предварительно принимается по приложению VIII [6]

310

6

Энтальпия газов за вторым пучком

По диаграмме J-и

ккал/кг

745

7

Средняя температура газов

= 0,5(+)

565

8

Тепловосприятие кипятильных пучков

Qб = ц(-+Дбкп )

ккал/кг

1477,5

9

Секундный объем газов

Vсек

Vсек =

м3 /сек

6,78

10

Средняя скорость газов

щГ.СР

щГ.СР = Vсек / Fср

м/сек

5,5

11

Температура насыщения при давлении в барабане котла

ts

По приложению V [6]

194,13

12

Коэффициент загрязнения

е

Принимается по номограмме XII [6]

0,012

13

Температура наружной стенки

tз = ts + е

285,4

14

Объемная доля водяных паров

Из табл. 2

-

0,1

15

Коэффициент теплообмена конвекцией

бк

бн

Сz

Сср

бк = бн Сz Сср

по номограмме II [6]

42

42

1,0

1,0

16

Объемная доля сухих трехатомных газов

Из табл.1

-

0,11

17

Объемная доля трехатомных газов

=+

-

0,2

18

Эффективная толщина излучающего слоя

s

s = (1,87

м

0,184

19

Суммарная поглощательная способность трехатомных газов

s

s

м ата

0,04

20

Коэф. ослабления лучей трехатомными газами

По номограмме IX [6]

-

3,2

21

Сила поглощения газового потока

k p s

kГ s p, где р=1 ата

м ата

0,128

22

Поправочный коэффициент

а

По номограмме XI [6]

-

0,13

23

Коэффициент теплообмена излучением

бл

бн

Сг

а

бл = бн Сг а

по номограмме XI [6]

то же

из пункта 22 расчета

9,49

76

0,96

0,13

24

Коэффициент омывания поверхности нагрева

щ

По приложению II [6]

-

0,9

25

Коэффициент теплопередачи

k

k =

30,1

26

Температурный напор на входе газов

= - ts

625,9

27

Температурный напор на выходе газов

= - ts

115,9

28

Среднелогарифмический температурный напор

Дt

Дt=

131,5

29

Тепловосприятие поверхности нагрева по уравнению теплопередачи

QТ =

ккал/кг

769,2

30

Отношение расчетных величин тепловосприятия

Если QТ и Qб отличаются меньше, чем на 2%, расчет считается законченным, в противном случае повторяется с изменением величины Q??2кп

%

0,52

31

Приращение энтальпии воды

Дi

Дi=

ккал/кг

246,4

9. Описание водяного экономайзера

В данной курсовой работе в качестве поверхности нагрева используется экономайзер, установленный за котлом. Для котла типа ДКВР 6,5-13 выбран чугунный экономайзер марки ВТИ.

Чугунный экономайзер собран из чугунных ребристых труб, соединенных чугунными коленами так, чтобы питательная вода могла последовательно пойти по всем трубам снизу вверх. Такое ее движение необходимо, т. к. при нагревании воды падает растворимость находящихся в ней газов и они выделяются из нее в виде пузырьков, которые постепенно продвигаются вверх, где и удаляются через воздушный сборник. Конструкция экономайзера способствует удалению этих пузырьков. Чтобы лучше смывать их, скорость движения воды принята не менее 0,3 м/сек.

Чугунные ребристые трубы (рис. 6) имеют по краям прямоугольные фланцы, которые одновременно составляют стенки, ограничивающие газоход.

Чтобы предупредить присос воздуха, щели между фланцами уплотнены асбестовым шнуром, уложенным в особые канавки, находящиеся на фланцах.

Рис.6 Чугунные ребристые трубы

Число труб в горизонтальном ряду Z1 = 4 экономайзера определено из условия, скорости движения дымовых газов, которая равна 6,5 м/с. Необходимо, чтобы экономайзер не засорялся золой и сажей. Так как топливо твердое, предусматривается два обдувочных устройства для удаления сажи и золы. Число горизонтальных рядов Z2 = 11 определено из условия получения требуемой поверхности нагрева экономайзера. В нижней части экономайзера предусмотрена ревизия.

Одиннадцать горизонтальных рядов чугунных ребристых труб скомпонованы в одну группу - колонку. Группа собрана в каркасе с глухими стенками, состоящими из изоляционных плит, обшитых металлическими листами. Торцы экономайзера закрыты съемными металлическими щитами.

Схема подключения водяного чугунного экономайзера к котлу показана на рисунке 7.

Рис.7 Схема включения чугунного экономайзера

Позиции (рис. 7): 1-барабан котла; 2-запорный вентиль; 3-обратный клапан; 4-вентиль на сгонной линии; 5-предохранительный клапан; 6-вентиль воздушника; 7-чугунный водяной экономайзер; 8-вентиль на дренажной линии.

Для экономайзера выполнен конструкторский расчет. Результаты расчета экономайзера приведены в таблице 7.

Таблица 7

Расчет водяного экономайзера

п/п

Наименование величин

Обозначение

Расчетная формула, способ определения

Размерность

Расчет

1

2

3

4

5

6

1

Конструктивные характеристики:

а)диаметр труб

dн /dвн

По приложению I [6]

мм

76/60

б)расположение труб

То же

-

Коридорное

в)поперечный шаг

s1

То же

мм

150

г)продольный шаг

s2

То же

мм

150

д)относительный поперечный шаг

s1 / dн

То же

-

1,97

е)относительный продольный шаг

s2/ dн

То же

-

1,97

ж)средняя длина одной трубы

lср

Принимается по приложению Х [6]

мм

2500

з)число труб в ряду колонки

z1

То же

шт

4

и)число рядов труб по ходу газов

z2

Принимается в зависимости от вида топлива:

а) газ, мазут z2 = 12;

б) тв.топлива с Wр >22% z2 = 14;

в) тв.топлива с Wр <22% z2 = 16.

шт

16

2

Средняя скорость газов

щг

Принимается равной 6-8 м/сек

м/сек

7

3

Температура газов на входе

Из расчета кипятильных пучков котла =

310

4

Энтальпия газов на входе

По диаграмме J-и

ккал/кг

745

5

Температура газов на выходе

Из задания =

200

6

Энтальпия газов на выходе

По диаграмме J- и

ккал/кг

513

7

Температура воды на входе в экономайзер

Из задания tґ = tґпв

80

8

Энтальпия воды на входе в экономайзер

Согласно расчету теплового баланса котлоагрегата (табл.4)

ккал/кг

80,52

9

Тепловосприятие экон-ра по балансу

Qб =ц(-+Дбвэ )

ккал/кг

302

10

Энтальпия воды на выходе из экономайзера

iґґ

iґґ = iґ+ Qб Вр / Qрp

ккал/кг

160,7

11

Температура воды на выходе из экономайзера

tґґ

По приложению V [6] при Рк

194,13

12

Температурный напор на входе газов

Дtґ

Дtґ=- tґґ

115,87

13

Температурный напор на выходе

Дtґґ

Дtґґ=- tґ

120

14

Средний температурный напор

Дtср

Дtср = 0,5(Дtґ+ Дtґґ)

117,9

15

Средняя температура газов

и

и = 0,5(+)

255

16

Средняя температура воды

t

t = 0,5(tґ+ tґґ)

137,1

17

Объем газов на 1 кг топлива

По табл.2 расчета

нм3/кг

7,78

18

Сечение для прохода газов

Fг =

м2

0,65

19

Коэффициент теплопередачи

k

Cv

По номограмме ХVI [6]

16,63

16,3

1,02

20

Поверхность нагрева

Нве

Нве =

м2

167,04

21

Поверхность нагрева одного элемента с газовой стороны

Нвэl

В зависимости от длины труб:

Длина,мм 1500 2000 2500 3000

Поверхность

нагрева,м2 2,18 2,95 3,72 4,49

м2

3,72

22

Число рядов труб по ходу газов

=

шт

11,2

22

Число рядов труб, принятое по конструк.соображ.

z2к

По конструктивным соображениям

шт

11

23

Число рядов труб в одной колонке

zґ2к

zґ2к = 0,5 z2к

шт

6

24

Высота колонки

h

h= s2 z2к + 600

мм

1500

25

Ширина колонки

b

b= s1 z1

мм

600

26

Приращение энтальпии воды

Дi

Дi=

ккал/кг

50,4

10. Определение невязки теплового баланса

Таблица 8

Определение невязки теплового баланса

п/п

Наименование величин

Обозначение

Расчетная формула, способ определения

Размер-ность

Расчет

1

2

3

4

5

6

1

Количество тепла, воспринятое на 1 кг топлива лучевоспринимающими поверхностями топки, определенное из уравнения баланса

Q

Из табл.5

ккал/кг

1914

2

То же кипятильными пучками

Qкп

Из табл.6

ккал/кг

1477,5

3

То же экономайзером

Qэк

Из табл.7

ккал/кг

302

4

Общее количество полезно использованного тепла

Q1

Q1 = зка

ккал/кг

3264,55

5

Невязка таплового баланса

ДQ

ДQ= Q1 - (Qт+ Qкп + Qэк) х(1-q4 /100)

ккал/кг

170,4

6

Относительная тепловая невязка

дґ

дґ= ДQ?100/ ?0,5%

%

-4,2

7

Приращение энтальпии воды в топке

ДiТ

Из табл.5

ккал/кг

319,3

8

То же, в кипятильных пучках

Дiкп

Из табл.6

ккал/кг

246,4

9

То же, в экономайзере

Дiэк

Из табл.7

ккал/кг

50,4

10

Сумма приращений энтальпий

Дi1

Дi1 = ДiТ + Дiкп + Дiэк

ккал/кг

616,1

11

Невязка теплового баланса

Дi - Дi1

iнп - iпв - Дi1

ккал/кг

30,42

12

Относительная величина невязки

д2

д2 = (Дi - Дi1)100/Дi ?0,5%

%

- 4,9

11. Сводная таблица теплового расчета котельного агрегата

Таблица 9

Сводная таблица теплового расчета котельного агрегата

п/п

Наименование величин

Размерность

Наименование газохода

Топка

Кипятильные пучки

Экономайзер

1

2

3

4

5

6

1

Температура газов на входе

-

820

310

2

То же, на выходе

860

310

200

3

Средняя температура газов

-

565

255,0

4

Энтальпия газов на входе

ккал/кг

-

2150,0

745

5

То же, на выходе

ккал/кг

2130

745

513

6

Тепловосприятие

ккал/кг

1914

1477,5

302

7

Температура вторичного теплоносителя на входе

-

-

80

8

То же, на выходе

-

-

194,13

9

Скорость газов

м/с

-

5,5

7

10

Скорость воздуха

м/с

-

5,5

7

Заключение

Данная курсовая работа выполнена согласно заданию с использованием необходимой справочной и нормативной литературы.

В результате расчёта определила расчётный расход топлива Вр = 1084,5 кг/час. По конструктивному расчёту определила размер поверхности нагрева отдельных элементов экономайзера, необходимые для получения принятых показателей экономичности при заданных температурах питательной воды и характеристик топлива, Нве = 167,04 м2 , число труб в ряду колонки z1 = 4 шт, число рядов труб по ходу газов z2 = 16 шт.

Определила температуру среды, расход и скорости воздуха и дымовых газов.

В результате расчета получила невязку между тепловосприятием поверхности нагрева по уравнению теплопередачи и тепловосприятием кипятильных пучков по уравнению баланса 0,52 %. По определённому количеству тепла, воспринимаемого различными поверхностями котельного агрегата по полезному теплу, нашла тепловую невязку д1 = 4,2 %. Также определила относительную величину тепловой невязки по энтальпии д2 = 4,7 %.

По поверочно-конструктивному расчёту сконструирован водяной экономайзер. Выполнена обвязка котла и экономайзера с нанесением необходимой арматуры (предохранительные клапаны, вентиля, обратные клапана, регулирующие клапаны, задвижки, воздушник).

Литература

1. Гусев Ю.Л. Основы проектирования котельных установок. Издание 2, переработанное и дополненное. Издательство литературы по строительству. Москва, 1973,248 с

2. Щёголев М.М., Гусев Ю.Л., Иванова М.С. Котельные установки. Издание2, приработанное и дополненное. Издательство литературы по строительству. Москва, 1972

3. Делягин Г.Н., Лебедев В.И., Пермяков Б.А. Теплогенерирующие установки, Москва, Стройиздат, 1986, 560 с

4. СНиП II-35-76. Котельные установки.

5. Методические указания для расчета котельного агрегата и экономайзера. К курсовой работе по ТГУ для студентов специальности 270109-Теплогазоснабжение и вентиляция / Сост.: А. Е. Ланцов, Г. М. Ахмерова. Казань, 2007.-26 с.

6. Ланцов А.Е. Расчетные нормали и номограммы. РИО КГАСУ, 2007

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Техническая характеристика и схема котла ДКВР-4-13. Определение энтальпий воздуха, продуктов сгорания и построение i-t диаграммы. Расчет теплообмена в топочной камере и в конвективной испарительной поверхности нагрева. Поверочный тепловой расчет котла.

    курсовая работа [651,4 K], добавлен 10.05.2015

  • Объем азота в продуктах сгорания. Расчет избытка воздуха по газоходам. Коэффициент тепловой эффективности экранов. Расчет объемов энтальпий воздуха и продуктов сгорания. Определение теплового баланса котла, топочной камеры и конвективной части котла.

    курсовая работа [115,2 K], добавлен 03.03.2013

  • Принцип работы водогрейного котла ТВГ-8МС, его конструкция и элементы. Расход топлива котла, определение объемов воздуха и продуктов сгорания, подсчет энтальпий, расчет геометрических характеристик нагрева, тепловой и аэродинамический расчеты котла

    курсовая работа [209,5 K], добавлен 13.05.2009

  • 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

  • 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

  • Описание конструкции котла. Особенности теплового расчета парового котла. Расчет и составление таблиц объемов воздуха и продуктов сгорания. Расчет теплового баланса котла. Определение расхода топлива, полезной мощности котла. Расчет топки (поверочный).

    курсовая работа [1,1 M], добавлен 12.07.2010

  • Расчет котла, предназначенного для нагрева сетевой воды при сжигании газа. Конструкция котла и топочного устройства, характеристика топлива. Расчет топки, конвективных пучков, энтальпий воздуха и продуктов сгорания. Расчетная невязка теплового баланса.

    курсовая работа [77,8 K], добавлен 21.09.2015

  • 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

  • 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

  • Техническая характеристика водогрейного котла. Расчет процессов горения топлива: определение объемов продуктов сгорания и минимального объема водяных паров. Тепловой баланс котельного агрегата. Конструкторский расчет и подбор водяного экономайзера.

    курсовая работа [154,6 K], добавлен 12.12.2013

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.