Поверочный тепловой расчет парового котла

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Мурманский государственный технический университет

Институт арктических технологий

Курсовая работа

ПОВЕРОЧНЫЙ ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ПАРОВОГО КОТЛА

по дисциплине «Теплотехника»

Русавин А.О.

Мурманск 2018

Оглавление

Задание на РГЗ

1. Описание котельного агрегата

2. Описание горелочных устройств

3. Обоснование температуры уходящих газов

4. Выбор и описание принятых к установке хвостовых поверхностей нагрева

5. Конструктивные характеристики котлоагрегата

6. Расчет энтальпий воздуха и продуктов сгорания. Построение i-t диаграммы

7. Предварительный тепловой баланс котла

8. Расчёт теплообмена в топочной камере

9. Расчёт теплообмена конвективной поверхности нагрева

10. Окончательный тепловой баланс котла

11. Конструктивная схема котла

Заключение

Список источников

Приложение

Задание на РГЗ

Выполнить ТЕПЛОВОЙ РАСЧЁТ стационарного парового котла в соответствии со следующими данными, приведёнными в таблицах 1 и 2.

Таблица 1 - Характеристика топлива

Таблица 2 - Характеристика котла

1. Описание котельного агрегата

Паровой котёл ДЕ-16-14ГМ - газомазутный вертикально-водотрубный с естественной циркуляцией типа Е (ДЕ), производительностью 16 тонн насыщенного пара (194°С) в час, используемого на технологические нужды промышленных предприятий, в системах отопления, вентиляции и горячего водоснабжения. Топочная камера котла ДЕ, исполненная в виде латинской «D», образована экранными трубами, размещается справа от конвективного пучка, оборудованного вертикальными трубами, развальцованными в верхнем и нижнем барабанах. Основными составными частями котла ДЕ-16-14ГМ являются: верхний, нижний барабаны и трубная система котла ДЕ, которая состоит из конвективного пучка, заднего, фронтового и бокового экранов, образующих топочную камеру котла ДЕ-16-14ГМ.

Диаметр верхнего и нижнего барабанов: 1000 мм. Расстояние между барабанами соответственно 1700 мм и 2750 мм. Для доступа внутрь барабанов в переднем и заднем днищах каждого из них имеются лазы с затворами (крышка лаза). Барабаны для котла с рабочим давлением 1,4 МПа (абс) изготавливаются из стали 16ГС или 09Г2С и имеют толщину стенки соответственно 13 мм.

Котёл ДЕ-16-14ГМ имеет двухступенчатую схему испарения. Во вторую ступень испарения вынесена задняя часть экранов топки и часть конвективного пучка, расположенная в зоне с более высокой температурой газов. Контуры второй ступени испарения имеют необогреваемую опускную систему.

Пароперегреватель вертикальный, дренируемый из двух рядов труб.

В качестве хвостовых поверхностей нагрева котлов применяются стальные БВЭС или чугунные ЭБ экономайзеры.

Паровой котел ДЕ-16-14ГМ оборудован системой очистки поверхностей нагрева с применением ГУВ (генератор ударных волн).

Неподвижными опорами котлов являются передние опоры нижнего барабана. Средняя и задние опоры нижнего барабана подвижные и имеют овальные отверстия для болтов, которыми крепятся к опорной раме на период транспортировки.

Котёл ДЕ-16-14ГМ снабжен двумя пружинными предохранительными клапанами 17с28нж, один из которых является контрольным. На котлах без пароперегревателя оба клапана устанавливаются на верхнем барабане котла и любой из них может быть выбран как контрольный. На котлах с пароперегревателем контрольным клапаном является клапан выходного коллектора перегревателя.

Номинальная паропроизводительность и параметры пара (соответствующие ГОСТ 3619-82) обеспечиваются при температуре питательной воды 100°С при сжигании топлив: природного газа с удельной теплотой сгорания 29300-36000 кДж/кг (7000-8600 ккал/м³) и мазута марок М40 и М100 по ГОСТ 10588-75.

Диапазон регулирования: 20-100% от номинальной паропроизводительности. Допускается кратковременная работа с нагрузкой 110%. Поддержание температуры перегрева у котлов с пароперегревателями обеспечивается в диапазоне нагрузок 70-100%.

Котёл ДЕ-16-14ГМ может работать в диапазоне давлений 0,7-1,4 МПа.

В котельных, предназначенных для производства насыщенного пара без предъявления жестких требований к его качеству, паропроизводительность котлов типа Е (ДЕ) при пониженном до 0,7 МПа давлении может быть принята такой же, как и при давлении 1,4 МПа.

Для котла ДЕ-16-14ГМ пропускная способность предохранительных клапанов 17с28нж соответствует номинальной производительности котла при давлении не ниже 0,8 МПа (абс).

Нормы качества питательной воды и пара должны соответствовать требованиям, регламентируемым правилами «Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору» России.

Солесодержание котловой воды в первой ступени испарения котлов без пароперегревателя должно быть не более 3000 мг/кг, для котлов с пароперегревателем - не более 2000 мг/кг. Солесодержание котловой воды второй ступени испарения должно быть не более 4500 мг/кг.

Средний срок службы котлов между капитальными ремонтами при числе часов использования установленной мощности 2500 ч/г - 3 года, средний срок службы до списания - не менее 20 лет.

Паровой котёл ДЕ-16-14ГМ может использоваться в качестве водогрейного.

Внешний вид котла ДЕ-16-14ГМ без обмуровки показан на рисунке 1.

Общая схема котла представлена на рисунке 2.

Рисунок 1. Внешний вид котла ДЕ-16-14ГМ без обмуровки

Рисунок 2. Общая схема котла ДЕ-16-14ГМ с обмуровкой и без обмуровки

2. Описание горелочных устройств

Газомазутная горелка ГМ-10 (см. рисунок 3) предназначена для раздельного сжигания жидкого и газообразного топлива и применяется на котлах типа Е (ДЕ). Число обозначает номинальную тепловую мощность горелки в Гкал/ч.

Выпускается горелка ГМ-10 правого направления вращения воздуха. Правым направлением горелки ГМ-10 считается направление вращения воздуха по часовой стрелке (правое - П) если смотреть на горелку с фронта котла.

Основными элементами горелки ГМ 10 являются: паромеханическая форсунка, газовая часть, лопаточный завихритель воздуха, опора.

Паромеханическая форсунка ГМ-10 служит для распыливания жидкого топлива и состоит из топливного ствола, паровой трубы, топливного завихрителя, парового завихрителя, распределительной шайбы, накидной гайки, корпуса, фланца, скобы и винта.

Топливный завихритель форсунки, паровой завихритель форсунки, распределительная шайба форсунки и накидная гайка форсунки образуют распыливающую головку форсунки. Паровой завихритель форсунки имеет тангенциальные каналы для закручивания парового потока, камеру завихрения и выходное отверстие.

Жидкое топливо и пар форсунки подаются в топливный и паровой каналы фланца и дальше в каналы в корпусе форсунки. Далее из корпуса жидкое топливо попадает в топливный ствол, а пар в кольцевой канал между наружной поверхностью топливного ствола и внутренней поверхностью паровой трубы.

В распыливающей головке паромеханической форсунки жидкое топливо через отверстия распределительной шайбы поступает в кольцевой канал топливного завихрителя и далее, по тангенциальным каналам, попадает в камеру завихрения, приобретая поступательно-вращательное движение. Выходя из сопла топливного завихрителя в виде пленки, жидкое топливо распадается на мелкие капли, образуя конус распыла. Пар, выходя закрученным потоком из завихрителя форсунки участвует в процессе распыливания топлива. Направление закручивания топлива, пара и воздуха предусмотрено в одну сторону.

Рабочей поверхностью распределительной шайбы форсунки ГМ-10 является поверхность, к которой примыкает топливный завихритель. Необходимая плотность прилегания между топливным завихрителем, паровым завихрителем и распределительной шайбой достигается за счёт высокой четкости обработки, прилегающих поверхностей деталей форсунки ГМ-10.

Топливный завихритель, паровой завихритель и распределительная шайба форсунки ГМ-10 для увеличения износостойкости изготавливаются из стали ХВГ с последующей термообработкой.

Регулировать глубину вхождения форсунки ГМ-10 относительно воздушного завихрителя и менять угол относительно оси горелки ГМ-10 или топки котла ДЕ при проведении пусконаладочных работ позволяет крепление фланца.

Таблица 3 - Технические характеристики горелки ГМ-10

Рисунок 3. Газомазутная горелка типа ГМ-10

тепловой расчет паровой котел

На фронтальной плоскости горелки ГМ-10 имеются газоподводящий патрубок и патрубки для установки запально-защитного устройства и фотодатчика. Газовая часть горелки ГМ-10 представляет собой устройство, состоящее из газового кольцевого коллектора с газовыводящими отверстиями и подводящей трубы. Кольцевой коллектор горелки ГМ-10 в сечении имеет прямоугольную форму. К торцу газового коллектора присоединен обтекатель для плавного входа воздуха в воздухо-направляющее устройство (ВНУ).

Внутри газового коллектора горелки ГМ-10 приварена разделительная обечайка, позволяющая равномерно распределять газ по коллектору при наличии одной газоподводящей трубы и сравнительно высокой скорости газа на входе в коллектор. Газовыводящие отверстия в коллекторе расположены в один ряд. Расположение газовых отверстий рассчитаны с учётом оптимального поступления газовых струй в воздушный поток.

Завихритель лапаточный правого или левого вращения воздушного потока горелки ГМ-10 является одним из основных узлов в проточной части ВНУ горелки. Лапаточный завихритель горелки ГМ-10 состоит из профильных лопаток, внутренней и внешней обечаек. Профильные лопатки позволяют уменьшить аэродинамическое сопротивление, создаваемое в ВНУ.

Стальная сварная опора виде кольца с цилиндрическими выступами с обеих сторон предназначена для крепления горелки к фронту котла.

Горелка ГМ-10 является вихревой - практически все количество воздуха проходит через осевой завихритель.

3. Обоснование температуры уходящих газов

Потери теплоты с уходящими газами обусловлены тем, что температура продуктов сгорания, покидающих котлоагрегат, значительно выше температуры атмосферного воздуха. Потери теплоты с уходящими газами являются наибольшими из всех потерь теплоты и зависят от вида сжигаемого топлива, нагрузки котлоагрегата, температуры и объема уходящих газов, температуры воздуха, забираемого дутьевым вентилятором. Для снижения потерь теплоты с уходящими газами следует стремиться к уменьшению их объема и температуры. Однако, объём уходящих газов не может быть меньше теоретического, а температура ниже температуры точки росы, во избежание конденсата водяных паров и продуктов сгорания. Температура, при которой водяные пары в продуктах сгорания, находясь в агрегатном парциальном давлении, начинают конденсироваться, называется точкой росы.

Выбор температуры уходящих газов производится на основании технико-экономического расчёта по условию оптимального использования топлива и расхода металла на хвостовые поверхности нагрева. Во избежание низкотемпературной коррозии при температурах металла ниже температуры точки росы приходится выбирать повышенные температуры уходящих газов по сравнению с экономической выгодой или принимать специальные меры по защите воздухоподогревателя. Температуру металлической стенки следует принимать на 10°С выше температуры точки росы.

Для парогенераторов низкого давления с хвостовыми поверхностями нагрева температуру уходящих газов следует принимать в зависимости от топлива, используемого в котлоагрегате. При сжигании жидкого топлива (мазут М40) температуру уходящих газов принимаем равной 180°С.

4. Выбор и описание принятых к установке хвостовых поверхностей нагрева

В производственно-отопительных котельных устанавливаются котлоагрегаты производительностью от 2,5 до 25 т/ч. Для получения этого количества пара в топках сжигается сравнительно небольшое количество топлива и образуется небольшое количество дымовых газов. Теплота, уносимая этими газами, недостаточна для подогрева воды в водяном экономайзере и воздуха в воздухоподогревателе одновременно. Поэтому котлы типа ДЕ-16-14ГМ оборудуются только одной поверхностью нагрева. В нашем случае, с учётом вида сжигаемого топлива (мазут), более экономично в хвостовой части установить водяной экономайзер, чтобы предотвратить низкотемпературную коррозию труб поверхностей нагрева котлоагрегата.

Водяной экономайзер

Экономайзер благодаря применению труб небольшого размера является недорогой и компактной поверхностью нагрева, в которой эффективно используется теплота уходящих газов. Водяной экономайзер воспринимает до 18% общего количества теплоты. Гидравлическое сопротивление водяного экономайзера по расчёту для парогенераторов среднего давления не должно превышать 8% рабочего давления в барабане.

В зависимости от материала, из которого изготовлен водяной экономайзер, их разделяют на чугунные и стальные. При подогреве воды в чугунных экономайзерах вода не доводится до кипения по избежание гидравлических ударов, приводящих к разрыву труб. Нагрев воды производится в чугунных экономайзерах на 20 °С, а в стальных - на 40 °С ниже температуры кипения. В качестве хвостовых поверхностей нагрева котла ДЕ-16-14ГМ применяют стальные экономайзеры типа БВЭС или чугунные типа ЭБ. Воспользуемся чугунным экономайзером ЭБ-1-330И.

Рисунок 4. Общий вид экономайзера ЭБ-1-330И

Чугунный экономайзер ЭБ-1-330И (рисунок 4) служит для подогрева питательной воды в паровых и водогрейных котлах с рабочим давлением до 2,4 МПа и производительностью от 2,5 до 25 т/ч.

Водяной чугунный блочный экономайзер ЭБ-1-330И представляет собой трубчатый теплообменник, в котором питательная вода перед поступлением в котел подогревается до температуры 30 - 40 °С ниже температуры кипения, чтобы предотвратить парообразование и гидравлические удары внутри него. Подогрев происходит за счет теплоты уходящих газов, тем самым повышая КПД котельного агрегата.

Экономайзер ЭБ-1-330И состоит из пакетов труб с оребрением, соединенных между собой и заключенных в каркас с теплоизоляционной обшивкой. Движение питательной воды в трубах, составляющих общую поверхность нагрева, - навстречу потоку дымовых газов. Применение чугуна в поверхностях нагрева и соединительных деталях значительно увеличивает срок службы по сравнению со стальными экономайзерами.

Технические характеристики экономайзера ЭБ-1-330И приведены в таблице 4.

Таблица 4 - Технические характеристики экономайзера ЭБ-1-330И

5. Конструктивные характеристики котлоагрегата

Конструктивные характеристика парового котла ДЕ-16-14ГМ приведены в таблице 5.

Таблица 5 - Технические характеристики котла ДЕ-16-14ГМ

6. Расчет энтальпий воздуха и продуктов сгорания. Построение I-t диаграммы

Проводим пересчёт элементов топлива в рабочую массу и заносим полученные данные в таблицу 6.

Таблица 6 - Состав топлива по горючей и рабочей массам

Определяем объёмы газов, объёмные доли трёхатомных газов и водяных паров, парциальное давление трёхатомных газов и водяных паров по отдельности и вместе и сводим в таблицу 7.

Таблица 7 - Объём продуктов сгорания и других параметров при сжигании топлива (мазут М40)

Производим вычисление энтальпии продуктов сгорания для каждой температуры t_г при б = 1,1 и сводим результаты в таблицу 8.

Таблица 8 - Вычисление энтальпии продуктов сгорания при соответствующих температурах

По данным таблицы 8 строим диаграмму I_г - t_г (рисунок 5).

Рисунок 5. График энтальпии и температуры для мазута М40

• 7. Предварительный тепловой баланс котла
• Тепловой баланс котельного агрегата - это распределение тепла израсходованного топлива на полезно использованное тепло Q₁ и на тепловые потери Q₂, Q₃, Q₄, Q₅, Q₆. По исходным данным проводим расчёт теплового баланса в таблице 9.
• Таблица 9 - Предварительный тепловой баланс котла

№	Наименование	Обоз-наче-ние	Ед. измер.	Расчётная формула или способ определения	Результат
1	Низшая теплота сгорания	Жидкое топливо		МДж/кг		37,90955
				кДж/кг		37909,55
2	Коэффициент полезного действия		%	Принимаем по прототипу, таблица 5	90,18
3	Потери тепла	От химической неполноты сгорания		%	По прототипу принимается	0,5
		От механического недожёга		%	Принимаем из-за отсутствия	-
		В окружающую среду		%	По прототипу принимается	2,58
		С очаговыми остатками		%	Принимаем из-за отсутствия	-
		С уходящими газами		%		6,74
4	Коэффициент избытка воздуха		-	По заданию	1,1
5	Темпера-тура воздуха	Холод-ного		°C	По заданию	25
		Горячего		°C	По заданию	160
6	Средние изобарные объёмные тепло-ёмкости влажного воздуха	Холод-ного		кДж/кг	По таблицам состояния воздуха для температуры tхв	1,320
		Горячего		кДж/кг	По таблицам состояния воздуха для температуры tгв	1,328
7	Количество тепла, вносимого в топку с воздухом	Холод-ным		кДж/кг	(из табл. 7)	388,80
		Горячим		кДж/кг	(из табл. 7)	2503,38
8	Количество тепла, переданное в воздухоподогревателе (внешний подогрев)		кДж/кг		2114,58
9	Температура топлива, поступающего в топку		°C	Принимается по произв. показателям	90
10	Теплоёмкость сухой массы топлива		кДж/кг·гр	Не применяется для данного вида топлива	-
11	Теплоёмкость рабочей массы топлива		кДж/кг·гр		1,965
12	Теплота, вносимая в топку с теплом		кДж/кг		176,85
13	Теплота, вносимая в топку при паровом распыливании жидкого топлива		кДж/кг	Принимаем из-за отсутствия	0
14	Располагаемая теплота топлива		кДж/кг		40200,98
15	Энтальпия уходящих газов		кДж/кг		3098,3
16	Температура уходящих газов		°C	По диаграмме (рисунок)	180
17	Количество пара, вырабаты-ваемого котлом	Перегре-того		кг/с	По заданию	0
		Влаж-ного		кг/с	По заданию	4,10
18	Степень сухости пара	x	-	Принимаем для данного типа котла	0,95
19	Энтальпия сухого насыщенного пара	i"	кДж/кг	Из таблицы водяного пара или по S-i диаграмме для давления 1,4 МПа	2788,9
20	Скрытая теплота парообразования	r	кДж/кг	Из таблицы водяного пара для давления 1,4 МПа	1958,8
21	Энтальпия влажного пара	ix	кДж/кг		2691
22	Температура питательной воды		°C	По заданию	100
23	Энтальпия питательной воды		кДж/кг	По таблицам воды и водяного пара	420,07
24	Секундный расход топлива		кг/с		0,257

• 8. Расчёт теплообмена в топочной камере
• Расчёт теплообмена в топочной камере производим в таблице 10.
• Таблица 10 - расчёт теплообмена в топке котла ДЕ-16-14ГМ.

№ п/п	Наименование	Обоз-наче-ние	Ед. измерения	Формула или способ определения	Результат
1	Расчётный расход топлива		кг/с	См. табл. 9	0,257
2	Располагаемая теплота топлива		кДж/кг	См. табл. 9	40200,98
3	Лучевоспринимающая поверхность нагрева		м2	Принимаем согласно [1, стр. 21, табл. 8]	48,13
4	Площадь стен, ограничивающих топочный объём		м2	Принимаем согласно [1, стр. 21, табл. 8]	51,84
5	Объём топки		м3	Принимаем согласно [1, стр. 21, табл. 8]	22,5
6	Степень экранированности топки	ш	-		0,928
7	Коэффициент сохранения теплоты	ц	-	при	0,9742
8	Эффективная толщина излучающего слоя	S	м		1,5625
9	Адиабатическая (теоретическая) энтальпия продуктов сгорания		кДж/кг		38274,20
10	Адиабатическая (теоретическая) температура газов		°С	Интерполяция по табл. 8	1872,44
			К		2145,44
11	Температура газов на выходе из топки		°С	Принимаем по прототипу для мазута 1000…1200	1080
			К		1353
12	Энтальпия газов на выходе из топки		кДж/кг	Интерполяция по табл. 8	20753
13	Средняя суммарная теплоёмкость продуктов сгорания				22,110
14	Условный коэффициент загрязнения поверхности нагрева	ж	-	Принимаем согласно [1, стр. 62, табл. 26]	0,55
15	Тепловое напряжение топочного объёма		кВт/м3		459,185
16	Коэффициент тепловой эффективности		-	ш·ж	0,5104
17	Объёмная доля водяных паров в продуктах сгорания		-	(См. табл. 7)	0,114
18	Суммарная доля трёхатомных газов в продуктах сгорания		-	(См. табл. 7)	0,244
19	Суммарное парциальное давление трёхатомных газов		МПа	(См. табл. 7)	0,024
20	Коэффициент ослабления лучей трёхатомными газами				7,355
21	Коэффициент ослабления лучей сажистыми частицами				3,531
22	Коэффициент ослабления лучей светящейся частью пламени				5,32562
23	Степень черноты светящейся части факела		-		0,564878
24	Степень черноты газовой части факела		-		0,244526
25	Коэффициент	m	-	Принимаем для Qv = 459,185 кДж/м3	0,6
26	Эффективная степень черноты факела		-		0,43674
27	Степень черноты топки при камерном сжигании топлива		-		0,60304
28	Величина относитель-ного положения мак-симума температур		-		0,584
29	Параметр, характеризующий распределение температур по высоте топки	M	-	При сжигании газа и мазута:	0,4232
30	Расчётная температура газов за топкой		K		1371,77
			°С		1098,77
31	Температура за топкой по предва-рительному балансу		°С	См. выше в табл. 10	1080
32	Расхождение температур		°С		18,77
33	Энтальпия газов за топкой		кДж/кг	Интерполяция по табл. 8	21154,21
34	Количество тепла, переданное в топке		кВт		4286,32
35	Коэффициент прямой отдачи	м	%		44,73
36	Действительное тепловое напряжение топочного объёма		-		190,5

• 9. Расчёт теплообмена конвективной поверхности нагрева
• Расчёт теплообмена в конвективных испарительных поверхностях нагрева котла производим в таблице 11.
• Таблица 11 - расчёт теплообмена конвективной поверхности нагрева котла.

№ п/п	Наименование величины	Обозначение	Ед. измерения	Расчётная формула	Числовое значение
					1 пучок	2 пучок
1	Температура газов перед рассматриваемым газоходом	t1	°C	Из расчёта предыдущего газохода	1098,77	498,2
2	Энтальпия газов перед газоходом	I1	кДж/кг	По I-t диаграмме (табл. 8) по t1	21154,21	8945,11
3	Коэффициент сохранения тепла	ц	кДж/м3		0,9742	0,9742
4	Температура газов на выходе из газохода		°C	Принимаются два значения	400 600	300 400
5	Энтальпия газов на выходе из газохода		кДж/кг	По I-t диаграмме (табл. 8) по	7069 10890	5256 7069
6	Расход топлива	B	кг/с	См. предварительный тепловой баланс	0,257	0,257
7	Количество теплоты, отданное газами в пучке		кВт		3526,51 2569,84	923,64 469,72
8	Наружный диаметр труб	dн	м	По чертежу	0,051	0,051
9	Число рядов труб	z2	шт	По чертежу	61	61
10	Число труб в одном ряду	z1	шт	По чертежу	6	4
11	Шаг труб: - поперечный - продольный	S1 S2	м	По чертежу По чертежу	0,110 0,110	0,110 0,110
12	Средняя длина труб в газоходе: - установленная - активная	lуст lакт	м	По чертежу По чертежу	2,530 1,596	2,530 1,596
13	Коэффициент омывания	щ			0,63	0,63
14	Активно омываемая поверхность нагрева	Hакт	м2		93,6	62,4
15	Относительные шаги труб: - продольный - поперечный	у2 у1		S2/d S1/d	2,157 2,157	2,157 2,157
16	Площадь живого сечения для прохода газов	Fж	м2	Вычисляется с учётом данных чертежа	0,794	0,630
17	Эффективная толщина излучаю-щего слоя газа	Sэф	м		0,226	0,226
18	Температура кипения воды при рабочем давлении	ts	°C	Из таблиц водяного пара при рабочем давлении (Эстеркин, табл. 6.1)	195,05	195,05
19	Средняя температура газового потока		°C		749,4 849,4	399,1 449,1
20	Средний расход газов		м3/с		11,920 13,086	7,836 8,419
21	Средняя скорость газов		м/с		15,013 16,481	12,438 13,363
22	Коэффициент тепловой эффективности	ш		Принимается исходя из рода топлива	0,6	0,6
23	Средняя температура загрязнённой стенки	tз	°C		255,05	255,05
24	Поправочные коэффициенты для определения бК - коэффициент теплоотдачи, определяемый по номограмме	бн		По номограмме в зависимости от характера омывания и строения пучка	88 94	77 82
	- поправка на число рядов труб по ходу продуктов сгорания	Cz		По номограмме в зависимости от строения пучка	1 1	1 1
	- поправка на компоновку пучка	Cs		По номограмме в зависимости от строения пучка	1 1	1 1
	- коэффициент, учитывающий влияние изменения физических параметров потока	Cф		По номограмме в зависимости от характера омывания пучка	0,99 0,98	1,07 1,06
25	Коэффициент теплоотдачи конвекцией				87,12 92,12	82,39 86,92
26	Коэффициент ослабления лучей трёхатомными газами	kг			25,088 23,595	30,318 29,572
27	Общий коэффициент ослабления лучей топочной средой	K			6,122 5,757	7,398 7,216
28	Давление в газоходе	P	МПа	Для данного котла	0,1	0,1
29	Суммарная сила поглощения незапыленного газового потока				0,138 0,130	0,167 0,163
30	Степень черноты незапыленного газового потока	a			0,129 0,122	0,154 0,150
31	Коэффициент тепло-отдачи излучением для незапыленного газового потока				13,906 16,305	6,801 7,712
32	Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке				95,975 103,004	84,731 89,900
33	Коэффициент теплопередачи				57,585 61,802	50,839 53,940
34	Средний температурный напор	Дtср	°C		470,95 621,32	186,85 250,85
35	Тепловосприятие поверхности нагрева конвективного пучка		кВт		2538,40 3594,13	592,75 844,32
36	Температура газов за пучком	t2	°C	Графическая интерполяция, рис. 6, 7	498,2	346,9
37	Количество теплоты, воспринятое поверхностью нагрева	Qк	кВт	Графическая интерполяция, рис. 6, 7	3056,77	710,74
38	Энтальпия газов за пучком	I2	кДж/кг	По I-t диаграмме (табл. 8) по t2	8945,11	6106,30
39	Энтальпия питательной воды	iпв	кДж/кг	По таблицам воды и водяного пара	420,07	420,07
40	Энтальпия влажного пара	ix	кДж/кг	По таблице водяного пара	2691	2691
41	Количество пара, вырабатываемое в рассматриваемой конвективной поверхности	Dк	кг/с		1,35	0,31

• Рисунок 6. Зависимости количества теплоты, отданного газами в пучке, и тепловосприятия поверхности нагрева конвективного пучка от температуры для первого пучка
• Рисунок 7. Зависимости количества теплоты, отданного газами в пучке, и тепловосприятия поверхности нагрева конвективного пучка от температуры для второго пучка.
• 10. Окончательный тепловой баланс котла
• Целью окончательного теплового баланса является определение полученной производительности, коэффициента полезного действия по прямому и обратному балансам и невязки баланса. Окончательный тепловой баланс котла проводим в таблице 12.
• Таблица 12 - Окончательный тепловой баланс котла

№ п/п	Наименование величины	Обозначение	Ед. измерения	Расчётная формула	Результат
1	Располагаемая теплота топлива		кДж/кг		40200,98
2	Расход топлива	B	кг/с		0,244
3	Количество тепла, переданное в топке		кВт	Из расчёта топки	4286,32
4	Количество тепла, переданное в конвективном пучке		кВт	Из расчёта конвективного пучка	3767,51
5	Энтальпия питательной воды		кДж/кг	Из задания по температуре питательной воды	420,07
6	Энтальпия воды за экономайзером		кДж/кг	Из задания по температуре воды за экономайзером	611,32
7	Полная производительность котла		кг/с	Из задания	4,1
8	Количество теплоты, переданное воде в экономайзере		кВт		784,13
9	Полученная производительность котла	D	кг/с		3,9
10	Коэффициент полезного действия		%		90,10
11	Невязка баланса	?Q	кДж/кг		32,1
		дQ	%		0,1
12	Энтальпия уходящих газов		кДж/кг		3055,21
13	Температура уходящих газов		°С	Из диаграммы I-t по	177,5

• 11. Конструктивная схема котла
• Рисунок 8.1 Конструктивная схема котла ДЕ-16-14ГМ. Поперечный разрез по конвективному пучку и по топке.

• Рисунок 8.2 Конструктивная схема котла ДЕ-16-14ГМ. Продольный разрез в плане по конвективному пучку и по топке.
• Заключение
• В расчётно-графическом задании был произведён проверочный тепловой расчёт теплового котла ДЕ-16-14ГМ, работающего на мазуте марки М40. Расчёт показал, что сжигание данного вида топлива позволяет эксплуатировать котёл с выдерживанием температурных и эксплуатационных параметров. Невязка теплового баланса составляет 0,1%, что меньше допустимого значения 0,5%.
• Список источников

1. Пантилеев С. П. Методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине «Стационарные паровые и водогрейные котлы для студентов специальности 140106 «Энергообеспечение предприятий», 2012. - 170 с.

2. Эстеркин Р. И. Котельные установки курсовое и дипломное проектирование / Р. И. Эстеркин. - Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. Отд, 1989-278 с.

3. Тепловой расчет котельных агрегатов (Нормативный метод). Издание 2-е, переработанное / под редакцией Кузнецова Н.В. и др.- М.: Энергия, 1973.-296с.

4. Ривкин С.Л., Александров А.А. Теплофизические свойства воды и водяного пара.- М.: Энергия, 1960.- 424с.

5. Гусев Ю.Л. Основы проектирования котельных установок.- М.: Стройиздат, 1973.- 248с.

6. Эстеркин Ю.М. Промышленные парогенерирующие установки.: Энергия,-1980 г.

7. Липов Ю.М. Компоновка и тепловой расчет парового котла.-М.: Энергоатомоиздат,-1988 г.

8. Будников Г.В. Проектирование топок промышленных парогенераторов. - Куйбышев: Авиационный институт,-1980 г.

9. Александров В.Г. Паровые котлы малой и средней мощности. /В.Г.Александров. - Л.: Энергия, Ленингр. отд-е, 1972.

10. М.П. Вукалович Термодинамические свойства воды и водяного пара М: МАШГИЗ, 1955 г., 90с.

Приложение

Ответы на тесты

Таблица В2 - Бланк контрольной таблицы «Тесты - 1. КУиПГ (топливо)»

№ вопр.	№ прав. ответа	Обоснование выбора ответа
	1	2	3	4
1	+				Каменноугольный кокс применяют для выплавки чугуна как высококачественное бездымное топливо, восстановитель железной руды, разрыхлитель шихтовых материалов. Основное отличие коксового угля от энергетического -- наличие в коксующемся угле витрена. Особенностью витрена является то, что при высокой температуре он способен плавиться и обретает свойство спекания микрочастиц угля в плотную массу -- кокс.
2	+				Максимальная удаленность потребителя от месторождения торфа не должна превышать 100 км, так как при большом расстоянии значительно увеличиваются транспортные расходы.
3	+				Балансовые запасы Тунгусского бассейна (А + В + С1) 1742 и С2 3597 миллиардов тонн
4	+				Органическое вещество горючих сланцев характеризуется высоким содержанием водорода (7-10%)
5	+
6	+				Стехиометрическая горючая смесь - смесь окислителя и горючего, в которой окислителя ровно столько, сколько необходимо для полного окисления горючего.
7	+
8	+				Коэффициент избытка воздуха - это отношение действительного количества воздуха, подаваемого на сжигание 1кг (м3) топлива, к стехиометрическому его количеству.
9	+				Если замерено содержание кислорода О2 в дымовых газах по кислородомеру, то величина б может быть определена приближённо по «кислородной» формуле: б=21/(21-О2).
10	+				Из определения процесса горения
11	+				Из определения константы скорости горения
12	+				При Т>2300К диссоциация слаба и теплота эндотермических реакций диссоциации не учитывается.
13	+				Из уравнения скорости нормального распределения пламени
14	+				Из физико-химических основ процесса горения твёрдого топлива
15	+				Из физико-химических основ процесса горения жидкого топлива
16	+				Тупиковая схема мазутного хозяйства используется при стабильных нагрузках топливо использующего оборудования из-за необходимости поддержания постоянного давления.
17	+				Летучие являются легковоспламеняющимися веществами
18	+				Из химических основ процесса горения топлива в высокотемпературном вихре
19	+				Из определения скорости витания
20	+				Конденсирующиеся водяные пары при смешении с продуктами сгорания образуют кислоты, вызывающие агрессивную коррозию
21	+				Малый диапазон регулирования тепловой мощности мазутной форсунки определён её устройством
22	+				Из устройства инжекционной газовой горелки
23	+				Топливо с меньшим временем индукции быстрее сгорает и, следовательно, выделяет больше тепла
24	+				Вихревая горелка позволяет получить больший диаметр факела при уменьшении его длины
25	+				Из-за неблагоприятных условий для воспламенения и горения

Число правильных ответов 25

Таблица В3 - Бланк контрольной таблицы «Тесты - 2. КУиПГ»

№ вопроса	№ ответа
	1	2	3	4	5	6
1				+
2		+
3					+
4		+
5				+
6	+
7					+
8					+
9			+
10			+
11		+
12				+
13		+
14				+
15			+
16			+
17				+
18				+
19					+
20					+
21					+
22			+
23				+
24					+
25		+
26					+
27					+
28			+
29	+
30						+
31		+

Число правильных ответов: 29

Таблица В4 - Бланк контрольной таблицы «Тесты - 3. КУиПГ»

№ вопроса	Индекс правильного ответа	№ вопроса	Индекс правильного ответа
	a	b	c	d		a	b	c	d
1		+			41	+
2				+	42				+
3	+				43				+
4			+		44	+
5		+			45		+
6		+			46		+
7				+	47	+
8		+			48			+
9	+				49		+
10		+			50				+
11			+		51			+
12		+			52		+
13				+	53	+
14	+				54				+
15			+		55				+
16				+	56			+
17			+		57	+
18			+		58			+
19		+			59			+
20	+				60	+
21				+	61	+
22		+			62				+
23				+	63				+
24			+		64			+
25	+				65		+
26			+		66				+
27		+			67			+
28	+				68	+
29		+			69		+
30	+				70	+
31		+			71		+
32	+				72			+
33			+		73		+
34				+	74	+
35	+				75				+
36		+			76			+
37				+	77				+
38		+			78	+
39	+				79	+
40		+			80	+

Число правильных ответов: 78

Размещено на Allbest.ru