Тепловой расчет водогрейного котла КВГ-4-150

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Тепловой расчет водогрейного котла КВГ-4-150

Рис.1 Схема водогрейного котла КВГ-4-150

парогенератор топка котел

Расчетное задание: для выполнения теплового расчета парогенератора схема которого представлена на рис.1 выше используем следующие данные:

Топливо - природный газ;

Теплопроизводство 9000кВт;

Температура нагретой воды 150 ;

Температура перегретого пара 0 ;

Температура питательной воды 70 ;

Температура уходящих газов 170 ;

Продувка 0%.

Котлы КВ-Г (котел водогрейный газовый) выпускаются теплопроизводительностью 4 и 6,5 Гкал/ч (4,65 и 7,56 МВт) вместо котлов ТВГ. Это прямоточные секционные котлы, работающие на газовом топливе, и представляют собой трубную систему, скомпонованную в одном транспортабельном блоке. Трубная система состоит из радиационной и конвективной поверхностей нагрева, по типу подогревателей кожухотрубных и теплообменников.

К радиационной поверхности относятся четыре топочных экрана и потолочный. Трубы крайних односветных топочных экранов и потолочного по всей высоте (длине) соединены между собой металлическими пластинами. Каждый топочный экран представляет собой отдельную секцию, состоящую из прямых труб, вваренных в верхний и нижний коллекторы.

Для заданного направления движения воды по топочным экранам верхние коллекторы имеют смещенную от центра глухую перегородку (15 и 23 трубы). Топочные экраны соединяются между собой перепускными трубами.

Конвективная поверхность нагрева состоит из двух секций -- правой и левой, в каждой по семь труб 0 51 х2,5 мм, вваренных одними концами в верхние, а другими -- в нижний коллекторы, т. е. представляют собой нижние и боковые части поверхности нагрева. В боковые трубы вварены четыре пакета трехтрубных змеевиков 0 28Ч3 мм. Для направления движения воды в змеевиках в боковых трубах установлены глухие перегородки.

Радиационную поверхность от конвективной отделяет перегородка из горизонтально размещенных труб 0 28Ч3 мм, соединенных между собой металлическими пластинами. Эта перегородка в верхней части находится на уровне верхних змеевиков. Таким образом, через оставленное сверху пространство продукты сгорания топлива из радиационной поверхности нагрева переходят в конвективную, обогревая змеевики, а затем через газоходы и дымовую трубу удаляются в атмосферу.

Для очистки от накипи и шлама все коллекторы вертикальных и потолочных экранов имеют съемные лючки на торцах, а верхние коллекторы топочных экранов -- съемные лючки и сверху (по одному).

Котлы (водоподогреватели) оборудуются тремя подовыми, с прямой щелью горелками, которые устанавливаются между вертикальными топочными экранами. Горелка имеет два ряда отверстий 0 1,5 мм, размещенных в шахматном порядке.

В гарнитуру котла входят взрывные клапаны, лючки и лазы. Для осмотра и ремонта внутри топки на фронте котла есть три люка-лаза. Для периодического осмотра состояния поверхности нагрева можно использовать отверстия двух взрывных клапанов, которые находятся в верхней части задней стены конвективной поверхности нагрева.
Циркуляция воды в котлах КВ-Г. Обратная вода из тепловой сети после циркуляционного насоса поступает во входной коллектор конвективной поверхности нагрева. Из коллектора вода двумя потоками, вправо и влево, проходит по стоякам и змеевикам и попадает в выходные коллекторы (правый и левый).

Вода из этих коллекторов по перепускным трубам попадает в крайние задние коллекторы потолочного экрана, из которых по 11 крайним трубам проходит по потолку, переходя во фронтовой экран и по нему в передний коллектор. В коллекторе потоки смешиваются и по 11 средним трубам вода попадает в задний (средний) " коллектор потолочного экрана. Из этого коллектора вода двумя перепускными трубами подается в заднюю часть верхнего коллектора левого топочного экрана. Затем по 16 трубам вода опускается вниз и попадает в нижний коллектор. По нему вода проходит вперед и по 24 трубам поднимается в переднюю часть верхнего коллектора.

Вода, двигаясь последовательно по всем экранам, нагревается и из задней части верхнего коллектора правого экрана поступает в выходной коллектор котла. На коллекторе установлены манометр, термометр, предохранительный и обратный клапаны, и из коллектора вода поступает в тепловую сеть.

Для сжигания заданного типа топлива выбираем топку.

По данным расчетным характеристик камерных топок (табл. 4-3) и нормативных значений присосов воздуха в газоходах (табл. 2-1) выбираем коэффициент избытка воздуха на выходе из топки и находим расчетные коэффициенты избытка воздуха в газоходах . Результаты расчетов сводим в таблицу 1-1.

Табл. 1 Присосы воздуха по газоходам Дб и расчетные коэффициенты избытка воздуха в газоходах

Выполняем расчет горения топлива. Данные расчета энтальпии в зависимости от температуры продуктов сгорания заносим в таблицу 1-2, а также представляем графически на рис. 2.

Табл. 2 Состав природного газа в процентах

Определяем теплоту сгорания природного газа:

Теоретически необходимый обьем воздуха при б=1:

= 0,0476 ( 2СН4 + 3,5 С2Н6 + 5С3Н8 + 6,5С4Н10 + 8С5Н12 ) =

= 0,0476Ч ( 2Ч92,8 + 3,5Ч3,9 + 5Ч1,0 + 6,5Ч0,4 + 3Ч0,3 ) = 9,95 м3/м3

Теоретические обьемы продуктов сгорания при б=1.

=

(0,1+1*92,8+2*1+8*0,3+2*3,9+4*0,4)*0,01=1,067 м3/м3

= 0,01*N2 + 79 * = 0,79*9,955+0,01*1,5 = 7,879 м3/м3

Обем воздуха при б >1:

Об'єм двохатомних газів і водяних парів:

Обьем двух атомних газов при б>1:

7,879 + (1,1 - 1)Ч9,95 = 8,874 м3/м3

2,283 + 0,0161Ч(1,1 - 1)Ч9,95 = 2,239 м3/м3

Суммарный обьем дымовых газов при б>1:

1,068 + 8,87 + 2,24 = 12,18 м3/м3

Обьемные доли трехатомных газов, равные парциальным давлениям газов при общем давлении

= V/Vг =1,067/12,18=0,087

= V/Vг =2,239/12,18=0,184

= +=0,087+0,184=0,271

При 100 0С

9,95Ч132 = 1314 кДж/кг

1,067Ч169 = 180кДж/кг

7,88Ч130 = 1024 кДж/кг

2,223Ч151 = 336кДж/кг

180 + 1024 + 336 = 1540 кДж/кг

Аналогично выполняются остальные расчеты, а результаты расчетов сводим в таблицу.

Табл. 3 Энтальпия продуктов сгорания

Далее рассчитываем характеристику продуктов сгорания по газоходу с учетом присосов воздуха. Данные заносим в таблицу 3.

Табл. 4

Размещено на http://www.allbest.ru/

2. Тепловой баланс парогенератора и расход топлива

Тепловой баланс составлен в расчете на 1 кг располагаемой теплоты топлива Q определенной по формуле (3-1). Считая, что предварительный подогрев воздуха и топлива за счет внешнего источника отсутствует, имеем = 0 и . Расчеты выполняем в соответствии с табл. 5

Табл. 5 Расчет теплового баланса парогенератора и величина расхода топлива

Табл. 6 Расчет конструктивных характеристик топки