Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

• введение
• 1. Заданные параметры
• 2. расчет Объемов воздуха и продуктов сгорания
• 3. средние характеристики продуктов сгорания в поверхностях нагрева
• 4. тепловой расчет котлоагрегата БКЗ-75-39 ФБ
• 5 расчет энтальпии продуктов сгорания
• 6. расчет теплового баланса
• 7. расчет ТОПКИ
• 8. расчет фестона
• 9. Расчет пароперегревателя
• Заключение
• СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
• ПриложениЯ
• введение
• Котел марки БКЗ-75-39- ФБ относится к котлам средней паропроизводительности. Он предназначен для работы на различных видах твердого топлива, сжигаемого в пылевидном состоянии.
• Номинальная паропроизводительность котла 75 т/ч при давлении пара 3,9 МПа и температуре перегретого пара 450⁰ С. Котел однобарабанный, оборудован камерной топкой объемом 454м³ , которая экранирована трубами диаметром 60*3 мм.
• Экран задней стенки топочной камеры в верхней части разведен в четырехрядный фестон, за которым размещен двухступенчатый пароперегреватель, состоящий из труб диаметром 38*3 мм.
• Площадь поверхности нагрева II ступени пароперегревателя может изменятся (в зависимости от вида топлива) от 200 до 400м² , а площадь поверхности нагрева 1 ступени пароперегревателя постоянная, равная 220м². В отпускном газоходе котла находятся водяной экономайзер и трубчатый воздухоподогреватель, выполненный соответственно из труб диаметром 32*3 и 40*1,5мм. Размещены они в рассечку, поэтому имеют по две секции.
• Котел БКЗ-75-39- ФБ блочный, в основном состоит из 27 крупных отдельных транспортабельных блоков. Эти блоки поставляются на монтажную площадку в собранном виде, и лишь небольшая часть деталей котла поставляются «россыпью».
• Котел выполнен по. П- образной схеме. В подъемном газоходе 2 (в камерной топке) расположены горелки и радиационная часть котла 1, в которой тепло от горячих газов передается поверхностями трубок в основном путем излучения.
• В отпускном и горизонтальном газоходах размещены конвективная часть котла - пароперегреватель 3, водяной экономайзер 5, воздухоподогреватель 6 и выносная зона 4. Питательная вода подается насосом в водяной экономайзер, где она подогревается, а затем поступает в радиационную часть котла, где она испаряется. Образующийся в радиационной части котла водяной пар со степенью сухости около 75-85% поступает в выносную зону, в которой вода окончательно испаряется, и в основном отлагаются соли, содержащиеся в воде.
• 1. Заданные параметры
• Произвести тепловой (проверочный) расчет котельного агрегата БКЗ-75-39-ФБ
• Заданные параметры:
• 1. Производительность 75 т/час
• 2. Давление перегретого пара 40 кгс/см
• 3. Давление в барабане 44 кгс/ см
• 4. Давление питательной воды 50 кгс/ см
• 5 Температура перегретого пара 440?C
• 6. Температура питательной воды 145?C
• Заданное топливо: Березовское марки Б
• Таблица 1 Характеристика топлива:

Углерод	Водород	Кислород	Азот	Сера	Зола	Влага
44,3	3	14,4	0,4	0,2	4,7	33

• Выход летучих на горючую массу = 48%
• Низшая теплота сгорания = 3110*4,19=15671 кДж/кг
• 2. расчет Объемов воздуха и продуктов сгорания
• Произведем расчет объема воздуха и продуктов сгорания при ? = 1
• V?= 0,889 * (+0,375 * ) + 0,265 * - 0,0333 * (1)
• V?= 0,889 (37,6+0,375 * 0,4) + 0,265* 2,6 - 0,0333*12,7=4,26 ()
• = 0,79 * V? + 0,008 * (2)
• = 0,79 * 3,61 + 0,008 * 0,4 = 3,37 ()
• = 1,866 * (3)
• = 1,866 * = 0,83 ()
• = 0,111 * + 0,0124 * + 0,0161 * V? (4)
• = 0,29+ 0,5 + 0,06 = 0,8 ()
• Выход летучих на горючую массу = 48%
• При избытке воздуха ? > 1, расчет ведется по следующим формулам:
• Объем водяных паров
• = + 0,0161 * (? - 1) * V?,/кг. (5)
• Объем дымовых газов:
• = + + + (? - 1) * V?,/кг (6)
• Объемные доли 3-х атомных газов, равные парциальным давлениям газов при общем давлении 1 кгс/см,
• ? =
• ? =
• Безразмерная концентрация золы в дымовых газах,
• Где ун = 0,95 ( Кузнецов табл.17-19) Масса дымовых газов
• G = 1 - + 1,306 * * V?
• 3. средние характеристики продуктов сгорания в поверхностях нагрева
• Произведен расчет средних характеристик продуктов сгорания и сведен в табл.2
• Таблица 2

Наименование Величин	размерность	V?=4,26/кг; =0,83/кг; =3,37/кг; =0,8/кг.
		Топка и фестон	П/П 1ст	П/П 2ст	В/э 2ст	ВЗП 2ст	В/э 1ст	ВЗП 1ст
Коэффициент Избытка воздуха за газоходом	--	1,25	1,28	1,31	1,33	1,36	1,38	1,41
Коэффициент избытка воздуха	--	1,225	1,265	1,295	1,323	1,345	1,37	1,395
=+ 0,0161 * (? - 1) * V	/кг	0,815	0,818	0,82	0,822	0,823	0,825	0,827
V=+ + 0,0161 * (? - 1)	/кг	5,958	6,128	6,256	6.375	6,469	6,576	6,687
? =	--	0,139	0,135	0,132	0,130	0,128	0,126	0,124
? =	--	0,136	0,133	0,131	0,128	0,127	0,125	0,123
?=?+ ?	--	0,275	0,268	0,263	0,258	0,255	0,251	0,247
G = 1 - + 1,306 * * V?	Кг/кг	7,767	7,990	8,157	8,312	8,435	8,574	8,713
	Кг/кг	0,0072	0,007	0,0069	0,007	0,0066	0,0065	0,0064

• 4. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ КОТЛОАГРЕГАТА БКЗ-75-39 ФБ
• сгорание топка тепловой пароперегреватель
• Произведен расчет котлоагрегата и сведен в таблицу 3
• Таблица 3

Производительность	Т/ч	По конструктивным характеристикам	Д	75
Давление пара в барабане	Кг/см	=//=	Р	44
Давление пара за задвижкой	Кг/см	=//=	Р	40
Температура питательной воды	?C	=//=	t	145
Теплосодержание питательной воды	КДж/кг	По таблице Вукаловича	I	613,4
Температура насыщения	?C	=//=	t	255
Теплосодержание воды при кипении	КДж/кг	=//=	I	1110
Теплосодержание насыщенного пара	КДж/кг	=//=	I	2799
Температура перегретого пара	?C	По конструктивным характеристикам	t	440
Теплосодержание перегретого пара	КДж/кг	По таблице Вукаловича	I	3306
Удельный объем насыщенного пара	М	=//=	V	0,046

5. расчет энтальпии продуктов сгорания

Произведен расчет энтальпий продуктов сгорания и сведен в таблицу 4

Таблица 4

U?C	IКДж/ кг	I КДж/ кг	I	I= I+(?- 1)* I+ I КДж/кг
				?т=?ф	?пп	?пп	?в/э	?взп	?	?взп
				I	I	I	I	I	I	I	I	I	I	I	I	I	I
100	699	562	3,6	846	863	852	872	884	905	868	889	896	918	910	932	924	946
200	1417	1129	7,5	1709	858	1724	912	1789	946	1757	930	1814	959	1842	974	1870	989
300	2169	1717	11,8	2567	907	2636	931	2735	965	2087	948	2773	978	2816	992	2859	1007
400	2938	2309	16,1	3474	908	3567	932	3700	968	3635	951	3751	981	3808	997	3866	1012
500	3705	2918	20,5	4382	939	4499	964	4668	1000	4586	983	4732	1010	4805	1030	4878	1070
600	4500	3540	25	5321	971	5463	995	5668	1040	5569	1015	5742	1051	5835	1063	5948	1049
700	5323	4175	29,6	6292	998	6458	1024	6708	1062	6584	1044	6793	1075	6897	1092	6997	1112
800	6172	4817	34,3	7290	1011	7482	1037	7763	1073	7628	1055	7868	1088	7989	1104	8109	1120
900	7033	5461	39,1	8301	1031	8519	1058	8836	1096	8683	1078	8956	1111	9093	1127	9229	1144
1000	7911	6122	44	9332	1041	9577	1067	9932	1107	9761	1087	10067	1120	10220	1137	10373	1155
1100	8794	6799	49	10373	1046	10644	1074	11039	1113	10848	1095	11187	1130	11357	1147	11528	1163
1200	9682	7481	54	11419	1068	11718	1094	12152	1137	11943	1115	12317	1149	12504	1166	12691	1183
1300	10591	8154	60,8	12487	1093	12812	1121	13289	1159	13058	1142	13466	1166	13670	1194	13874	1211
1400	11518	8852	70,7	13580	1083	13933	1113	14448	1150	14200	1132	14643	1177	14864	1183	15085	1201
1500	12435	9551	78,6	14663	1094	15046	1120	15598	1163	15331	1143	15809	1178	16047	1196	16286	1213
1600	13368	10245	84,2	15757	1107	16166	1135	16761	1175	16474	1151	16987	1190	17243	1208	17499	1225
1700	14311	10939	92,2	16864	1106	17301	1134	17936	1176	17625	1160	18177	1190	18451	1206	18724	1225
1800	15254	11638	97,6	17970	1125	18435	1153	19111	1195	18785	1175	19367	1211	19657	1229	19949	1246
1900	16209	12354	106,6	19095	1123	19588	1182	20306	1142	19960	1172	20578	1208	20886	1226	21195	1244
2000	17166	13065	112,2	20218		20740		21448		21132		21786		22112		22439

6. расчет теплового баланса

Произведен расчет теплового баланса и сведен таблицу 5

Таблица 5

Наименование величин	Обозначение	Расчетная формула или способ определения	Размер ность	Расчет
Температура воздуха после калорифера	t	Задано по нормам	?C	50
Теплосодержание воздуха после калорифера	I	Методом интерполяции или по таблице Вукаловича	КДж/кг	314
Количество воздуха на выходе в в/п отнесенное к теоретически необходимому		?т-?т-?пп+2 ?вп	_	Кузнецов стр.199 Т16 1,205
Тепло вносимое в топку после калориф.	Q	*( I- I)	КДж/кг	60
Располагаемое тепло воздуха	Q	Q+ Q	КДж/кг	15973
Температура уходящих газов	U	Принята с последующим уточнением по I- U	?C	140
Теплосодержание уходящих газов	I	По I- U табл.	КДж/кг	986
Потеря тепла от механического недожога	g	Р-н 5-02	%	1
Теплосодержание холодного воздуха	I	По I- U табл.	КДж/кг	264
Потеря тепла с ходящими газами	g		%	4
Потеря тепла от химического недожога	g	Р-н 5-02	%	Ку.стр.200 Т18 0
Потеря тепла в окружающую среду	g	По графику Р-н 5-02	%	0,8
Коэффициент сохранения тепла	ц	1-(g/100)	%	0,992
Суммарная потеря тепла	?g	g+g+g+g	%	5,8
КПД котлоагрегата		100-?g	%	100-5,8=94
Теплосодержание перегретого пара	I	По табл. Вукаловича	КДж/кг	3306
Теплосодержание питательной воды	I	По табл. Вукаловича	КДж/кг	613
Полезно использованное в агрегате тепло	Q	Д*(I- I)	КДж/кг	75000*(3306-613) =202*10
Тепло затраченное на подогрев продувочной воды	Q	0,01*Д(I- I)	КДж/кг	0,01*3*75000*(1110*613)2250*497=11*10
Суммарное Количество затраченного тепла	Q	Q+ Q	КДж/кг	202*10+11*10 =203*10

7. РАСЧЕТ ТОПКИ

Произведен расчет топки, и результат сведен в таблицу 6

Таблица 6

Объем топочной Камеры	V	По конструктивным характеристикам	мі	454
Полная лучевая принимающая поверхность нагрева	H	-//-	мІ	326
Условный коэффициент загрязнения		Кузнецов стр.29 Табл. 6-2		0,45
Полная поверхность стен топки	F	Конструктивная характеристика	мІ	370
Условная степень экранирования топки
Эффективная степень черноты факела		m*a		1*0,8=0,8
Поправочный коэффициент	m	--		1
Степень черноты		--		0,8
Степень черноты топки
Температура горячего воздуха	t	Принимаем с последующим уточнением	?C	Кузнецов стр.72. Табл.2-10 350
Отношение количества воздуха из воздухоподогревателя к теоретически необходимому	B	?т-?т-?пл		1,225-0,005-0,04=1,18
Теплосодержание горячего воздуха	I	По I- U табл	КДж/кг	3055
Тепло вносимое воздухом в топку	Q	B*I+(?т+?)1* I	КДж/кг	1,18*3483(0,05-0,04)264=3629
Тепловыделение в топке на 1 кг топлива	Q	QQ-Q	КДж/кг	15973*100/100+3629-60=16282
Теоретическая температура горения	U по Q	По I- U табл	?C	1800
Температура газов на выходе из топки		Принимается с последующим уточнением	?C	Кузнецов стр.66 950
Теплосодержание газов на выходе из топки		По I- U табл	КДж/кг
Средняя суммарная теплоемкость сгорания 1 кг топлива	V		КДж/кг
Температура газов на выходе из топки с уточнением	U?		U?=930 Т
Теплосодержание газов на выходе из топки с уточнением	I?	По I- U табл	КДж/кг
Видимое тепло напряжение топочного объема	gv		КДж/мічас
Тепло переданное излучением в топке	Q	(Q- I?)	КДж/кг	0,992(16289-8510) =7710
Средняя тепловая нагрузка прилегающей поверхности			КДж/мІчас

8. РАСЧЕТ ФЕСТОНА

Произведен расчет фестона и результат сведен в таблицу 7

Таблица 7

Расположение труб		Конструктивная характеристика		Шахматное
Полная поверхность нагрева		-//-	мІ	62
Лучевоспринимающая поверхность пучка фестона		-//-	мІ	18
Диаметр труб	d	-//-	мм	60
Относительный продольный шаг	S/d	-//-		300/60=5
Относительный поперечный шаг	/d	-//-		250/60=4,166
Число рядов труб по ходу газов	Z	-//-	шт	4
Живое сечение для прохода газов	F	-//-	мІ	21,5
Эффективная толщина излучающего слоя	S	-//-	м	0,915
Расчетная поверхность нагрева	H	-	мІ	62-18=44
Температура газов перед фестоном	Uґ	Из расчета топки	?C	940
Теплосодержание газов перед фестоном	Iґ	Из расчета топки	КДж/кг	8510
Температура газов за фестоном	U?	Принимаем	?C	Кузнецов стр.66 920
Теплосодержание газов за фестоном	I?	По I- U табл.	КДж/кг
Тепловосприятие фестона по балансу	Q	(Iґ- I")*	КДж/кг	85108327*0,992=173
Средняя температура газов	U		?C
Средний температурный напор	?t		?C	935-255=680
Средняя скорость газов в фестоне			м/сек	=4708
Коэффициент теплоотдачи конвекций			КДжмІ*ч*?C	0,95*0,95*1,05*42,5=49
Суммарная поглощающая способность 3х атомными газами	PS		м*кгс/смІ	0,915*0,275=0,252
Коэффициент ослабления 3х атомными газами		Номограмма 9 Кузнецов стр.242		1,2
Коэффициент ослабления лучей золовыми частицами		Номограмма 10 Кузнецов стр.243		0,008
Сила поглощения золового потока	KрS	()*р*Sэф		(1,25*0,3*8,8*0,214)*1*0,141=0,38
Коэффициент загрязнения	Е	Номограмма 12 Кузнецов стр.218 Старый		0,0058
Температура загрязненной стенки		?+Е*	?C	255+0,0058*
Коэффициент теплоотдачи излучением запыленного потока		Номограмма 11 Кузнецов стр.216 +		180*0,3=54
Коэффициент теплопередачи	К			=78
Тепловосприятие фестона по уравнению теплообмена			КДж/кг
Отношение тепловосприятия			%	166/173*100=95,9

9. РАСЧЕТ ПАРОПЕРЕГРЕВАТЕЛЯ

Произведен расчет пароперегревателя и сведен в таблицу 8

Таблица 8

Диаметр труб		Конструктивная характеристика	мм/мм	38/32
Расположение смешанное		-//-
Поперечный шаг труб		-//-		95/32 2,97
Продольный шаг труб		-//-		2,77
Число рядов		-//-	шт	4/6 0,666
Поверхность нагрева 1 ступени		-//-	мІ	220
Эффективная лучевоспринимающая		-//-	мІ	6
Сечение для прохода газов		-//-	мІ	17,9
Сечение для прохода пара	f	-//-	мІ	0,0587
Тепловосприятия перегревателя излучением из топки	Q
Температура газов перед 1 ступенью	Uґ	Из расчета по фестону		920
Теплосодержание газов перед 1 ступенью	Iґ	По I- U табл	КДж/кг	8404
Температура пара на выходе из 1 ступенью	?t?	Принимаем	?C	390
Теплосодержание пара на выходе	I?	По табл. Вукаловича стр.214	КДж/кг	2978
Тепловосприятия 1 ступени по балансу	Q	(I?-)*-Q	КДж/кг	2878*2799*
Теплосодержание газов за 1 ступенью	I?	Iґ-	КДж/кг	8404-
Температура газов за 1 ступенью	U?	По I- U табл	?C	870
Средняя температура газов	U		?C
Средняя скорость газов	W		м/с	=5,7
Коэффициент теплоотдачи конвекцией		Номограмма 3 Кузнецов стр.252		56*0,84*1,04=46
Средняя температура пара	t		?C
Коэффициент загрязнения	Е	Номограмма 12 Кузнецов стар		1,2*1,02*0,08+0,02=0,012
Средний удельный объем пара		По табл. Вукаловича	мі/кг	0,0527
Средняя скорость пара			м/с
Коэффициент теплоотдачи от стенки к пару		Номограмма 5 Кузнецов (стар)		0,98*980=960
Температура загрязненной стенки		t+(E+1/)*	?C	322,5+(0,012+1/960)*
Эффективная толщина излучающего слоя	S	Конструктивная характеристика	м	0,251
Суммарная поглощательная способность 3х атомными газами				0,268*0,251=0,068
Коэффициент ослабления лучей 3х атомными газами		Номограмма 9 Кузнецов (стар)		1,9
Коэффициент ослабления лучей золовыми частицами		Номограмма 10 Кузнецов (стар)		0,0078
Сила поглощения запыленного потока	KS			(1,9*0,3+0,0078*0,0142)*0,251=0,544
Коэффициент теплоотдачи излучением		Номограмма 11 Кузнецов (стар)		0,15*691=103
Коэффициент теплопередачи в пароперегреватель	K		КДж/кг
Температурный напор на входе	?tґ	Uґ-t"	?C	920-390=530
Температурный напор на выходе	?t?	U?-t	?C	870-255=615
Величины		Uґ-U"	?C	920-870=50
-//-		t?? t	?C	390-255=135
-//-	P
-//-	R	/		50/135=0,37
-//-		Номограмма 13 Кузнецов		0,998
Средний температурный напор	?t		?C	0,998
Тепловосприятие 1 ст по уравнению теплообмена	Q		КДж/кг
Отношение тепловосприятия		Q/Q*100	%	439/458*100%=95

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной работе произведен тепловой расчет котлоагрегата БКЗ-75-39-ФБ на основании исходных данных. Котел БКЗ-75-39-ФБ, барабанного типа, блочный, с твердым шлакоудалением. Используемое топливо Назаровское Красноярский край. В данной работе определены: объем воздуха и продуктов сгорания, рассчитаны энтальпии продуктов сгорания и занесены в таблицу. Определен расход тепла В_К=14166 Кг/час, и расчетный расход топлива действительно сгоревшего В_Р=14014 Кг/час. Произведены расчеты топочной камеры и фестона. Определена температура и теплосодержание горячего воздуха в топке. Рассчитаны тепло переданное излучением в топке, средняя суммарная теплоемкость продуктов сгорания 1 кг топлива, температура и теплосодержание газов на выходе из топки. При расчете фестона определены: расположение труб (шахматное), лучевоспринимающая поверхность пучка фестона, диаметр труб, продольный и поперечный шаг, температура и теплосодержание газов перед и за фестоном. Рассчитаны средняя температура газов, скорость газов в фестоне. Рассчитаны: коэффициент теплоотдачи конвекцией, коэффициент загрязнения, коэффициент теплоотдачи излучением запыленного потока. Выявлено отношение тепловосприятия в фестоне 95,9%. Произведен расчет пароперегревателя, определен диаметр труб, число рядов, поверхность нагрева 1 ступени. Рассчитаны температура и теплосодержание газов перед 1 ступенью, температура и теплосодержание пара на выходе из 1 ступени, средняя скорость газов и пара, температура загрязненной стенки в пароперегревателе, коэффициент теплопередачи в пароперегреватель, средний температурный напор. Произведенный тепловой расчет котлоагрегата БКЗ-75-39-ФБ показал, что данный котлоагрегат является экономичным, работая на заданном топливе.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Александров В.Г., Паровые котлы малой мощности. М., Энергия. 2008г.

2. Борщов Д.Я., Эксплуатация отопительных котельных. М., Стройиздат. 2008г.

3. Гусев Ю.Л., Основы проектирования котельных установок. М., Стройиздат. 2005г.

4. Ионин А.А., Газоснабжение. М., Стройиздат. 2007г.

5. Киселев Н.А., Промышленные котельные установки. М., Энергия.

6. Кузнецов Н.В., Митора В.В., Дубовской И.В., Карасино Э.С., Тепловой расчет котельных агрегатов (нормативный метод) - М., Энергия, 2008г.

7. Липов Ю.М., Основы топочных процессов., - М., Энергия, 2004г.

8. Липов Ю.М., Самойлов Ю.Ф., Модель З.Г., Компоновка и тепловой расчет парогенераторов.,- М., Энергия, 2001г.

9. Ковалева А.П., Парогенераторы., - М., Л.,: Энергия, 2010г.

10. Сидельковский Л.Н., Юренев В.Н., Парогенераторы промышленных предприятий. - М., Энергия, 2006г.

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 1

Схема экономайзера

Схема компоновки низкотемпературных поверхностей нагрева.

Приложение 2

Эскиз котельного агрегата БКЗ-75-39 ФБ

Размещено на Allbest.ru