Котел-утилизатор водогрейный КУВ – 13,0/150
Расчетная схема газового тракта. Данные из теплогидравлического расчета котла-утилизатора. Состав сухого природного газа, его характеристики. Расчет объемов воздуха, продуктов сгорания и приведенной плотности газов. Определение сопротивлений по участкам.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 14.02.2015 |
| Размер файла | 281,3 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/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Котел-утилизатор водогрейный КУВ - 13,0/150
1. Общие положения
Аэродинамический расчет газового тракта котельной установки (КУ) выполнен в соответствии с документами: Технические условия. Котел-утилизатор водогрейный КУВ - 13,0/150 РТС «Пенягино» (Курьяново), теплогидравлический расчет Р-90931/А РР, техническое описание и инструкция по эксплуатации и чертежами общего вида. Рассчитываемый газовый тракт принят в границах поставки завода.
Расчет выполнен для двух режимов:
- Режим работы при температуре наружного воздуха tн = -30С и при номинальной нагрузке ГТУ;
- Режим работы при температуре наружного воздуха tн = +30С и при номинальной нагрузке ГТУ.
Основным расчетным режимом является режим работы котла-утилизатора на продуктах сгорания природного газа при температуре наружного воздуха -30С и при номинальной нагрузке ГТУ.
При расчете принято:
- барометрическое давление 740 мм рт. ст.,
- влагосодержание газового топлива за отсутствием данных не учтено.
В расчете учтено:
- различное влагосодержание воздуха при разных температурах наружного воздуха;
- пропуск 5% газов шибером байпасного газохода.
Расчет выполнен по нормативному методу «Аэродинамического расчета котельных агрегатов», Изд. 1977 г.
2. Расчетная схема газового тракта
газовый теплогидравлический котел утилизатор
Основной расчетный режим: нагрузка 100% ГТУ и tн =-30 С
3. Исходные данные для расчета
3.1 Данные из теплогидравлического расчета котла-утилизатора [7.2; 7.3]
Таблица 3.1.1
|
Параметры |
Режим работы ГТУ |
||
|
Нагрузка 100% |
|||
|
Температура наружного воздуха tн, С |
-30 |
+30 |
|
|
Температура газов на выходе из ГТУ »гту, С |
362 |
508 |
|
|
Расход газов после ГТУ G»гту, кг/с |
53,7 |
46,6 |
|
|
Коэффициент избытка воздуха |
6,54 |
6,54 |
|
|
Температура уходящих газов »ку, С |
133 |
144 |
|
|
Аэродинамическое сопротивление поверхности котла - утилизатора hк, Па |
1270 |
1155 |
3.2 Состав сухого природного газа и его характеристики [7.2]
Таблица3.2.1 в%
|
Метан СН4 |
98,599 |
|
|
Этан С2Н6 |
0,318 |
|
|
Пропан С3Н8 |
0,078 |
|
|
Бутан С4Н10 |
0,051 |
|
|
Пентан С5Н12 |
0,005 |
|
|
Азот N2 |
0,918 |
|
|
Углекислый газ СО2 |
0,031 |
|
|
Низшая теплота сгорания Qri, кДж/нм3 |
35483 |
|
|
Плотность сухого газа г.т., кг/нм3 |
0,7233 |
3.3 Расчет объемов воздуха, продуктов сгорания и приведенной плотности газов
Таблица 3.3.1
|
Наименование |
Расчет |
|
Основной расчетный режим: tн =-30С,влагосодержание воздуха d=0,32г/кг [7.6] |
||
|
Теоретический объем воздуха Vo, м3/м3 |
0,0476 [0,5CO+0,5H2+1,5H2S+(m+n/4) CmHn-O2]==0,0476 [(1+4/4).98,599+(2+6/4).0,318+(3+8/4).0,078+(4+10/4).0,051+(5+12/4).0,005]=9,48 |
|
|
Теоретический объем азота VoN2, м3/м3 |
0,79Vo+N2/100=0,79.9,48+0,918/100=7,5 |
|
|
Объем трехатомных газов VRO2, м3/м3 |
0,01 [CO2+CO+H2S+mCmHn]=0,01 [0,031+(1.98,599+2.0,318+3.0,078+4.0,051+5.0,005)]=1 |
|
|
Теоретический объем водяных паров VoН2О, м3/м3 |
0,01 [H2S+H2+n/2CmHn+0,124dг.т.]+0,00161.d.Vo=0,01 [4/2.98,599+6/2.0,318+8/2.0,078+10/2.0,051+12/2.0,005]+0,00161.0,32.9,48=1,99 |
|
|
Oбъем водяных паров VН2О, м3/м3 |
VoН2О+0,00161.d.(-1)=1,99+0,00161.0,32 (6,54-1).9,48=2,02 |
|
|
Объем дымовых газов Vг, м3/м3 |
VRO2+ VoN2+ VН2О+(-1). Vo=1+7,5+2,02+(6,54-1).9,48=63,04 |
|
|
Масса дымовых газов G, кг/м3 |
г.т+dг.т./1000+1,306. Vo+0,0013Vo (d-10)=0,7233+1,306.6,54.9,48+0,0013.6,54.9,48 (0,32-10)=80,9 |
|
Удельный вес дымовых газов ог(при нормальных условиях), кг/нм3 |
||
|
Плотность дымовых газов ог (при нормальных условиях), кгс2 /м4 |
ог/9,81=1,283/9,81=0,1308 |
|
|
Режим: tн =+30С, влагосодержание воздуха d=22г/кг (=80%) [7.6] |
||
|
Теоретический объем водяных паров VoН2О, м3/м3 |
0,01 [H2S+H2+n/2CmHn+0,124dг.т.]+0,00161.d.Vo= 0,01 [4/2.98,599+6/2.0,318+8/2.0,078+10/2.0,051+12/2.0,005]+ 0,00161.25,0.9,48=2,32 |
|
|
Oбъем водяных паров VН2О, м3/м3 |
VoН2О+0,00161.d.(-1)=2,32+0,00161.22 (6,54-1).9,48=4,18 |
|
|
Объем дымовых газов Vг, м3/м3 |
VRO2+ VoN2+ VН2О+(-1). Vo=1+7,5+4,18+(6,54-1).9,48=65,2 |
|
|
Масса дымовых газов G, кг/м3 |
г.т+dг.т./1000+1,306. Vo+0,0013Vo (d-10)= 0,7233+1,306.6,54.9,48+0,0013.6,54.9,48 (22-10)=82,7 |
|
|
Удельный вес дымовых газов ог (при нормальных условиях), кг/нм3 |
||
|
Плотность дымовых газов ог (при нормальных условиях), кгс2 /м4 |
ог/9,81=1,268/9,81=0,129 |
3.4 Cекундные объемы газов и плотности по участкам тракта Основной расчетный режим: tн=-30C
Участок до клапана перед поверхностью нагрева, после ГТУ
нм3/с, м3/с кгс2 /м4
Расход через клапан с учетом проскока 5% газов через клапан байпасного газохода:
м3/с
Участок на выходе из котельной установки:
C
м3/с
кгс2 /м4
Режим: tн=+30C
Участок до клапана перед поверхностью нагрева, после ГТУ
нм3/с, м3/с
кгс2 /м4
Расход через клапан с учетом проскока 5% газов через клапан байпасного газохода:
м3/с
Участок на выходе из котельной установки:
C
Участок на выходе из котельной установки
м3/с
кгс2 /м4
4. Расчет сопротивлений по участкам тракта
Таблица 4.1
|
Наименование сопротивления |
Геометрические данные |
Скорость; м/с |
Коэффициент сопротивления |
Сопротивление, мм вод. ст |
|
|
1-ый участок (после ГТУ, от компенсатора, до КУВ) |
|||||
|
1 Диффузор =30 (переход с круглого на прямоугольное сечение) |
м2, м2, , L=1,6 м |
0,18х0,8=0,144 [7.1, рис. VII - 12,11] |
|||
|
2 Резкий поворот на 90 с изменением сечения |
м2, м2, , |
1,1x1х0,97=1,07 [7.1, рис. VII-19б, VII-16, VII-17] |
|||
|
3 Клапан 2100х3600 |
м3 |
0,2 По ТУ на клапаны |
|||
|
4 Сопротивление трения участка |
L=2,25 м, м; м; м; м2 L~5,95 м, м; м; м; м2 |
[7.1, стр. 172; т. VII-2] |
|||
|
Суммарное сопротивление 1 участка h1 |
1,4+5+0,9+0,1+0,2 = 7,6 |
||||
|
2-ой участок (поверхность нагрева КУВ) h2 |
[7.2.] |
129,5 (1270 Па) |
|||
|
3-ий участок (от КУВ до дымовой трубы) h3 |
|||||
|
5 Внезапное изменение сечения |
м2, м2, |
0,21 [7.1, рис. VII-11] |
|||
|
6 Шумоглушитель. Ступень 1. |
м2 |
Расчет по программе (конструкция выдана 7 бюро). |
1,7 (16,02 Па) |
||
|
7 Внезапное изменение сечения =126 |
м2, м2, |
0,3 [7.1, рис. VII-11] |
|||
|
8 Внезапное изменение сечения =74 |
м2, м2, |
0,17 [7.1, рис. VII-11] |
|||
|
9 Шумоглушитель. Ступень 2 и 3. |
м2 |
Расчет по программе (конструкция выдана 7 бюро). |
3,83x2=7,7 (37,6х2=75,2 Па) |
||
|
10 Внезапное изменение сечения =80 |
м2, м2, |
0,2 [7.1, рис. VII-11] |
Суммарное сопротивление газового тракта: h = 166,4 мм вод. ст.
Самотяга газового тракта: h1=5,866-2,093=3,773 м; t=362 C
мм вод. ст.
h2=7,316-5,866=1,45 м; t=(362+133)/2=247,5 C
мм вод. ст.
h3=21,28-7,316=13,96 м; t=144 C
мм вод. ст
Самотяга дымовой трубы: Н=50-21,28=28,72 м; t =144 C
мм вод. ст.
Среднее эффективное давление по тракту (hбар.=740 мм рт. ст.):
мм рт. ст.
Суммарное сопротивление тракта с поправкой на давление и плотность:
мм вод. ст.
Перепад полных давлений в газовом тракте:
Hп=H - hc1г.т. - hc2г.т - hc = 163,5 -3,4-1,1-8,5-17,6=132,9 мм вод. ст.
Суммарное сопротивление газового тракта КУ в границах поставки ЗиО (включая шумоглушители):
hЗиО = 166,4 мм вод. ст. или 1632 Па.
5. Пересчет сопротивлений газового тракта на режим при tн=+30 С
Таблица 5.1
|
№ участка |
- |
Коэффициент пересчета |
hисх мм вод ст |
hрасч мм вод ст |
|
|
1 |
п. 1 - п. 4 |
7,6 |
6,1 |
||
|
2 |
Поверхность нагрева |
[6.2] |
129,5 |
117,7 (1155) |
|
|
3 |
п. 5-13 |
17,2 |
13,8 |
||
|
4 |
п. 14 - п. 15 |
0,8 |
12,1 |
9,7 |
|
|
Итого: |
166,4 |
147,3 |
Суммарное сопротивление газового тракта: h = 147,3 мм вод. ст.
Самотяга газового тракта: h1=5,866-2,093=3,773 м; t=508 C
мм вод. ст.
h2=7,316-5,866=1,45 м; t=(508+144)/2=326 C
мм вод. ст.
h3=21,28-7,316=13,96 м; t=164 C
мм вод. ст
Самотяга дымовой трубы: Н=50-21,28=28,72 м; t =164 C
мм вод. ст.
Среднее эффективное давление по тракту (hбар =740 мм рт. ст.):
мм рт. ст.
Суммарное сопротивление тракта с поправкой на давление и плотность:
мм вод. ст.
Перепад полных давлений в газовом тракте:
Hп=H - hc1г.т. - hc2г.т - hc = 142,9 -2,7-0,9-5,3-10,8=123,2 мм вод. ст.
Суммарное сопротивление газового тракта КУ в границах поставки ЗиО (включая шумоглушители):
hЗиО = 147,3 мм вод. ст. или 1445 Па.
Выводы
Аэродинамические расчеты показали, что сопротивление газового тракта котельной установки в пределах поставки завода меньше 2000 Па, требуемых по ТУ на котельную установку.
Список использованной документации
1. Аэродинамический расчет котельных агрегатов. Нормативный метод.
1977 г.
2. Теплогидравлический расчет Р-90931/А РР. 2004 г.
3. Технические условия. Котел-утилизатор водогрейный КУВ - 13,0/150.
4. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. Р-90984 ИЭ.
5. Чертеж общего вида котла К-406658МЧ.
6. Свойства влажного воздуха при давлениях 500-1000 мм рт. ст. 1963 г.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Полезная тепловая нагрузка печи. Расчет процесса горения топлива в печи. Коэффициент избытка воздуха. Построение диаграммы продуктов сгорания. Тепловой баланс процесса горения. Подбор котла-утилизатора. Расчет испарительной поверхности, экономайзера.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 03.12.2012Краткое описание котлового агрегата марки КВ-ГМ-6,5-150. Тепловой расчет котельного агрегата: расчет объемов, энтальпий воздуха и продуктов сгорания, потерь теплоты и КПД-брутто. Схема гидравлическая принципиальная водогрейного котла, расход топлива.
курсовая работа [584,3 K], добавлен 27.10.2011Расчетные характеристики топлива. Расчет теоретических объемов воздуха и основных продуктов сгорания. Коэффициент избытка воздуха и объемы дымовых газов по газоходам. Тепловой баланс котла и топки. Тепловой расчет конвективных поверхностей нагрева.
контрольная работа [168,0 K], добавлен 26.03.2013Выбор температуры уходящих газов и коэффициента избытка воздуха. Расчет объемов воздуха и продуктов сгорания, а также энтальпии воздуха. Тепловой баланс теплового котла. Расчет теплообменов в топке, в газоходе парового котла. Тепловой расчет экономайзера.
курсовая работа [242,4 K], добавлен 21.10.2014Определение объемов воздуха и продуктов сгорания, коэффициента полезного действия и расхода топлива. Расчет топки котла, радиационно-конвективных поверхностей нагрева, ширмового пароперегревателя, экономайзера. Расчетная невязка теплового баланса.
дипломная работа [1,5 M], добавлен 15.11.2011Описание конструкции котла. Общие характеристики топлива; коэффициенты избытка воздуха. Расчет объемов продуктов сгорания, доли трехатомных газов и концентрации золовых частиц. Тепловой расчет пароперегревателя, поверочный расчет водяного экономайзера.
курсовая работа [364,8 K], добавлен 27.05.2015Анализ компоновочных решений и обоснование конструкции котла-утилизатора. Байпасная система дымовых газов. Характеристика основного топлива. Разработка конструкции пароперегревателя, испарительных поверхностей нагрева, расчет на прочность элементов котла.
дипломная работа [629,3 K], добавлен 25.03.2014Общая характеристика котла. Определение составов и объемов воздуха и продуктов сгорания по трактам. Расчет энтальпии дымовых газов. Тепловой баланс котельного агрегата. Основные характеристики экономайзера. Расчет конвективных поверхностей нагрева.
курсовая работа [151,1 K], добавлен 27.12.2013Расчет объемов воздуха и продуктов сгорания котельной установки. Определение коэффициентов избытка воздуха, объемных долей трехатомных газов и концентрации золовых частиц. Расчет энтальпий воздуха и продуктов сгорания. Расчет поверхностей нагрева котла.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 04.05.2015Характеристика котла ДЕ-10-14ГМ. Расчет объемов продуктов сгорания, объемных долей трехатомных газов. Коэффициент избытка воздуха. Тепловой баланс котельного агрегата и определение расхода топлива. Расчет теплообмена в топке, водяного экономайзера.
курсовая работа [267,4 K], добавлен 20.12.2015
