Расчет котельного агрегата

Описание котельного агрегата. Характеристики топлива, коэффициенты избытка воздуха по расчетным участкам, теоретические объемы воздуха и продукты сгорания. Действительные объемы продуктов сгорания, доли трехатомных газов и водяных паров, их энтальпия.

Рубрика Физика и энергетика
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 28.12.2012
Размер файла 700,9 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/

1. Описание котельного агрегата

Котлоагрегат БКЗ-320-140 предназначен для работы на газе, мазуте для выработки перегретого пара на тепловых электростанциях.

Котел вертикально-водотрубный, однобарабанный с естественной циркуляцией, П-образной компоновки.

Топочная камера призматическая, открытого типа, в плане имеет вид прямоугольника с размерами по осям труб 5,44х12,1 м, полностью экранирована трубами диаметром 60 мм с толщиной стенки 5,5-6 мм, расположенными с шагом 64 мм. С наружной стороны по трубам камера обшита металлическим листом.

Пол топки образован трубами фронтового и заднего экрана и имеет наклон 15о к горизонтали. Трубами заднего экрана для лучшей организации аэродинамики образован выступ.

Полка оборудована шестью горелками, расположенными в два яруса на фронтовой стенке топки.

Барабан котла - сварной конструкции, с внутренним диаметром 1600 мм, с толщиной стенки 112 мм. Схема испарения - двухступенчатая, с промывкой пара питательной водой. Первая ступень испарения включена в барабан котла и представляет собой сочетание циклонов и паропромывочных устройств; вторая ступень организуется в контурах циркуляции включенных в выносные сепарационные циклоны.

Экраны топочной камеры разделены на 16 самостоятельных контуров циркуляции. Вода из барабана к испарительным экранам поступает по трубам диаметром 133 мм.

Пароперегреватель радиационно-конвективного типа. Радиационная часть выполнена в виде ширмовых поверхностей нагрева, камеры горения и ее потолочных труб. Конвективная часть - змеевиковая расположена в горизонтальном и опускном газоходах котла и выполнена из труб диаметром 32 мм. Температура перегретого пара регулируется впрыском собственного конденсата, получаемого в специальной установке, расположенной в пределах котла.

Водяной экономайзер кипящего типа, гладкотрубный, змеевиковый, изготовлен из труб диаметром 32 мм и толщиной 4 мм.

Для подогрева воздуха котел оборудован двумя вращающимися регенеративными воздухоподогревателями диаметром 5,4 м, вынесенными за пределы котла.

Для очистки поверхности нагрева котла, расположенной в опускном газоходе, устанавливается дробеочистка, для регенеративного воздухоподогревателя и конвективных поверхностей нагрева - обдувочные аппараты.

Котел снабжен необходимой арматурой и устройствами для отбора проб пара и воды, а также контрольно-измерительными приборами.

2. Характеристики топлива, коэффициенты избытка воздуха по расчетным участкам, теоретические объемы воздуха и продукты сгорания

2.1 Характеристики топлива

котельный сгорание энтальпия агрегат

Котел барабанного типа с естественной циркуляцией, работающий на газе и мазуте.

Паропроизводительность-320 т/ч, давление острого пара-14 МПа.

Топливо: сернистый мазут.

Состав рабочей массы топлива:

=0,15%

=0,03%

=0,39%

=87,33%

=11,9%

=0,1%

=0,1%

2.2 Определение низшей теплоты сгорания, теоретических объемов воздуха и продуктов сгорания

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

2.3 Определение коэффициента избытка воздуха по газоходам

3. Действительные объемы продуктов сгорания, доли трехатомных газов и водяных паров

Таблица 3.1 Действительные объемы продуктов сгорания, доли трехатомных газов и водяных паров

Величина и расчетная формула

Газоход

Объем водяных паров, мі/кг

1,507

1,512

1,516

1,551

Полный объем газов, мі/кг

12,322

12,655

12,877

15,098

Объемная доля трехатомных газов

0,132

0,129

0,127

0,108

Объемная доля водяных паров

0,122

0,119

0,117

0,102

Доля трехатомных газов и водяных паров

0,255

0,248

0,244

0,211

4. Энтальпия продуктов сгорания

Таблица 4.1 таблица

100

1629

1450

2064

200

3296

2917

4171,1

300

5033

4419

5474,9

6358,7

400

6770

5921

7362,1

8546,3

500

8602

7493,5

9351,35

600

10434

9066

11159,3

11340,6

700

12351,5

10699,5

13207,5

13421,45

800

14269

12333

15255,6

900

16254

14020,5

17375,6

1000

18259

15708

19044,4

19515,6

1100

20301

17434

21172,7

21695,7

1200

22343

19160

23301

1300

24401

20918,5

25446,9

1400

26459

22677

27592,8

1500

28582,5

24463

29805,65

1600

30706

26249

32018,45

1700

32866

28046

34268,3

1800

35026

29843

36518,15

1900

37201,5

31667

38784,85

2000

39377

33491

41051,55

2100

41574

35326,5

43337,3

2200

43771

37162

45629,1

2300

45986

39008

47936,4

2400

48201

40854

50243,7

2500

50419

42711

52554,55

5. Расчет теплового баланса котла

Таблица 5.1 Тепловой баланс

Рассчитываемая величина

Обо-значение

Размер - ность

Формула или обоснование

Расчет

Располагаемое тепло топлива

(12)

=41889+199+352,3=

=42440,3

Тепло, вносимое в топку с подогретым воздухом

(13)

Удельная теплоемкость мазута

(14)

Температура мазута

Принята

100

Тепло вносимое в топку с подогретым воздухом

(15)

Температура уходящих газов

Задана

120

Энтальпия уходящих газов

таблица

2485,42

Температура холодного воздуха

Задана

30

Энтальпия холодного воздуха

(16)

Температура воздуха подогретого в калорифере

Принята

50

Энтальпия воздуха подогретого в калорифере

(17)

Потери тепла от:

- химического недожога

[2, табл. 4.6]

0,5

6. Расчет топочной камеры

6.1 Конструктивные характеристики топки

Площадь фронтальной стенки:

(28)

Площадь задней стенки:

(29)

Площадь боковых стенок:

(30)

Площадь потолка:

(31)

Площадь выходного окна:

(32)

F (33)

Площадь стен топки:

(34)

Площадь горелок:

(35)

Площадь стен токи, закрытых экранами:

(36)

Объем топки:

(37)

Диаметр и толщина стен труб:

- экранов

- потолочных труб

Угловой коэффициент:

- экранов

(38)

- потолочных труб

(39)

- труб, расположенных в выходном окне - ширм

Шаг между трубами - S:

(40)

(41)

Лучевоспринимающие поверхности:

- экранов

(42)

- потолочной части

(43)

- в выходном окне

(44)

- топки

(45)

Эффективная толщина излучающего слоя в топке:

(46)

Таблица 6.1 Тепловой расчет топки

Рассчитываемая величина

Обозначение

Размерность

Формула или обоснование

Расчет

Коэффициент избытка воздуха в топке

-

Принят

1,05

Присос воздуха

в топке

-

[2, табл. 1.8]

0,03

Температура горячего воздуха

[2, табл. 1.6]

250

Энтальпия горячего воздуха

По таблице

3668

Тепло, вносимое воздухом в топку

(47)

Полезное тепловыделение в топке

=

(48)

Теоретическая (адиабатная) температура в топке

По таблице

2215,31

Относительное положение максимума температур по высоте топки

-

=

(49)

Коэффициент

-

=

(50)

Температура газов на выходе из топки

Принята

1200

Энтальпия газов на выходе из топки

По таблице

23301

Средняя суммарная теплоемкость продуктов сгорания

=

(51)

Произведение

=

(52)

=0,1•0,255•5,29=0,136

Коэффициенты ослабления лучей:

- трехатомными газами

(53)

- сажистыми частицами

(54)

- топочной средой

К

(55)

=3,362•0,255=0,857

Оптическая толщина излучающего слоя

KPS

-

=K•PS

(56)

=0,857•0,1•5,29=0,453

Коэффициенты теплового излучения:

- несветящихся газов

-

=

(57)

-топочной средой

К

(58)

=3,362•0,255+3,89=4,75

Оптическая толщина излучающего слоя

KPS

-

=K•PS

(59)

=4,75•0,1•5,29=2,513

- светящейся части

-

=

(60)

Степень черноты факела

-

=

(61)

Коэффициенты тепловой эффективности:

- гладкотрубных экранов

-

=

(62)

- условный коэффициент загрязнения

-

[2, табл. 4.8]

-потолочных труб

-

=

(63)

-труб в выходном окне

-

= (64)

Условный коэффициент загрязнения ширм

-

=

(65)

Коэффициент

-

(66)

Средний коэффициент тепловой эффективности

-

(67)

Степень черноты топочной камеры

-

=

(68)

Температура газов на выходе из топки

[2, формула 7.6] *

1126,5

Энтальпия газов на выходе из топки

По таблице

21726,058

Количество тепла, воспринятого в топке

=

(69)

Средняя тепловая нагрузка луче-воспринимающей поверхности

=

(70)

Теплонапряжение топочного объема

=

(71)

* (72)

7. Расчет пароперегревательного тракта

Б - Барабан котла.

РП - радиационный потолочный пароперегреватель.

ШП - ширмовый пароперегреватель.

КП1 и КП2 - конвективные пароперегреватели первой и второй ступени

КСН - конденсатор собственных нужд котла.

ВПР1 и ВПР2 - первый и второй впрыскивающие пароохладители.

Рис. 7.1 Принципиальная тепловая схема пароперегревательного тракта

Рис. 7.2 Эскиз пароперегревательного тракта

Таблица 7.1. Расчет потолочного пароперегревателя

Рассчитываемая величина

Обозначение

Размерность

Формула или обоснование

Расчет

Диаметр и толщина стен труб

По чертежу

Тепловосприятие РП из топки

=

(73)

Лучевоспринима-ющая поверхность РП

=

49,8

Коэффициент распределения тепла по высоте топки

-

[2, табл. 4.10]

0,5

Температура пара на входе в РП

[2, табл. 23]

340,5

Энтальпия пара на входе в РП

[2, табл. 23]

2620

Величина впрысков

=0,07

(74)

Величина первого впрыска

=

(75)

Величина второго впрыска

=

(76)

Приращение энтальпии пара в РП

=

(77)

Энтальпия пара на выходе из РП

=

(78)

Температура пара на выходе из РП

[2, табл. 25]

342

7.2 Расчет ширмового пароперегревателя

Таблица 7.2.1 Конструктивные характеристики ШП

Рассчитываемая величина

Обозначение

Размерность

Формула или обоснование

Расчет

Высота ширмы

По чертежу

4,85

Ширина ширмы

По чертежу

1,39

Диаметр и толщина стен труб

По чертежу

Шаги:

-поперечный (между ширмами)

По чертежу

0,365

-продольный (между трубами в ширме)

По чертежу

0,036

Относительные шаги:

-поперечный

-

(79)

-продольный

-

(80)

Количество ширм поперек газохода

По чертежу

32

Количество труб в ширме

По чертежу

19

Число параллельно включенных ширм

(81)

Полная поверхность нагрева ШП

(82)

Лучевоспринимающая поверхность ШП

(83)

63,89

Расчетная поверхность нагрева ШП

(84)

Живое сечение для прохода газов

(85)

Живое сечение для прохода пара

(86)

Толщина излучающего слоя

(87)

Таблица 7.2.2. Тепловой расчет ШП

Рассчитываемая величина

Обозначение

Размерность

Формула или обоснование

Расчет

Температура газа на входе в ШП

1126,5

Энтальпия газа на входе в ШП

По таблице

21726,058

Температура пара на входе в ШП

342

Энтальпия пара на входе в ШП

2676,63

Температура пара на выходе из ШП

Задаемся

390

Энтальпия пара на выходе из ШП

[3, табл. 25]

2949,3

Лучистое тепло, воспринятое из топки ШП

(88)

Коэффициент распределения тепла по высоте топки

-

[2, табл. 4.10]

0,8

Тепло, воспринятое ШП по уравнению теплового ба-ланса

(89)

Энтальпия газов на выходе из ШП

(90)

Температура газов на выходе из ШП

По таблице

990,98

Средняя температура газов в ШП

(91)

Средняя температура пара в ШП

(92)

Скорость газов в ШП

(93)

Скорость пара в ШП

(94)

Удельный объём пара

н

по табл. 25 [3] при Pб и

0,01343

Коэффициенты ослабления лучей:

-трехатомными газами

-сажистыми частицами образующимися в ядре факела

-топочной средой: несветящихся газов

K

=13,6•0,248=3,373

светящейся части факела

K

=13,6•0,248+3,41=6,78

Коэффициенты теплового излучения:

- несветящихся газов

-

KPS=3,373•0,1•0,491=0,165

- светящейся части

-

KPS=6,780,1•0,491=0,333

=

Коэффициент ослабления лучей

-

Коэффициенты теплоотдачи:

- конвекцией от поверхности к обогреваемой среде

(95)

-излучением продуктов сгорания

(96)

Температура загрязненной стенки

(97)

-конвекцией от газов к поверхности

(98)

- от газов к стенке

(99)

Коэффициент теплопередачи

(100)

Температурный напор в ШП

(101)

Тепловосприятие ШП по уравнению теплопередачи

(102)

Отношение

величин

тепловосприятий

%

(103)

7.3 Расчет конвективного пароперегревателя первой ступени

Таблица 7.3.1 Конструктивные характеристики КП1

Рассчитываемая величина

Обозначение

Размер-ность

Формула или обоснование

Расчет

Диаметр и толщина стен труб

По чертежу

Шаги:

-поперечный

По чертежу

0,096

-продольный

По чертежу

0,064

Количество змеевиков поперек газохода

По чертежу

126

Длина змеевика

По чертежу

18,5

Полная поверхность нагрева КП1

(104)

Относительные шаги:

-поперечный

-

-продольный

-

Живое сечение для прохода газов

по чертежу

31,8

Живое сечение для прохода пара

(105)

Толщина излучающего слоя

(106)

Таблица 7.3.2 Тепловой расчет КП1

Рассчитываемая величина

Обозначение

Размерность

Формула или обоснование

Расчет

Температура пара на входе в ВПР1

390

Энтальпия пара на входе в ВПР1

[3, табл. 25]

2949,3

Падение энтальпии пара в ВПР1

Принята

60

Энтальпия пара на входе в КП1

(107)

Температура пара на входе в КП1

[3, табл. 25]

377

Температура пара на выходе из КП1

Задаемся

468

Энтальпия пара на выходе из КП1

[3, табл. 25]

3222,7

Тепловос-приятие КП1 по уравнению теплового ба-ланса

Энтальпия газа на входе в КП1

По таблице

19322,612

Температура газа на входе в КП1

990,98

Энтальпия газов на выходе из КП1

Температура газов на выходе из КП1

По таблице

739,33

Средняя температура газов в КП1

Продолжение таблицы 7.3.2

Средняя температура пара в КП1

Скорость газов в КП1

Скорость пара в КП1

Коэффициенты ослабления лучей:

- трехатом-ными газами

-топочной средой

Коэффициенты теплового излучения:

- несветящихся газов

-

- светящейся части

-

Коэффициент ослабления лучей

-

Температура

загрязнения

стенки

Коэффициенты теплоотдачи:

-конвекцией от поверхности к обогреваемой среде

-излучением продуктов сгорания

7.4 Расчет конвективного пароперегревателя второй ступени

Таблица 7.4.1 Конструктивные характеристики КП2

Рассчитываемая величина

Обо-значение

Размерность

Формула или обоснование

Расчет

Диаметр и толщина стен труб

По чертежу

Шаги:

-поперечный

По чертежу

0,05

-продольный

По чертежу

0,064

Количество труб поперек газохода

По чертежу

71

Длина змеевика

По чертежу

96

Полная поверхность нагрева КП2

Живое сечение для прохода газов

По чертежу

18,5

Живое сечение для прохода пара

Толщина излучающего слоя

Таблица 7.4.2 Тепловой расчет КП2

Рассчитываемая величина

Обо-значение

Размер-ность

Формула или обоснование

Расчет

Температура пара на входе в ВПР2

468

Энтальпия пара на входе в ВПР2

[3, табл. 25]

3222,7

Падение энтальпии пара в ВПР2

Задаемся

60

Энтальпия пара на входе в КП2

Температура пара на входе в КП2

[3, табл. 25]

448,66

Температура пара на выходе из КП2

567

Энтальпия пара на выходе из КП2

3504,21

Тепловос-приятие КП2 по уравнению теплового ба-ланса

Энтальпия газа на входе в КП2

14012,94

Температура газа на входе в КП2

739,33

Энтальпия газов на вы-ходе из КП2

Температура газов на вы-ходе из КП2

По таблице

583,96

Средняя температура газов в КП2

Продолжение таблицы 7.4.2

Средняя температура пара в КП2

Скорость газов в КП2

Скорость пара в КП2

Коэффициенты ослабления лучей:

- трехатом-ными газами

-топочной средой

Коэффициенты теплового излучения:

- несветящихся газов

-

- светящейся части

-

Коэффициент ослабления лучей

-

Коэффициенты теплоотдачи:

-конвекцией от поверхности к обогреваемой среде

-излучением продуктов сгорания

-конвекцией от газов к поверхности

8. Расчет водяного экономайзера

Таблица 8.1 Конструктивные характеристики ЭК

Рассчитываемая величина

Обо-значе-ние

Размерность

Формула или обоснование

Расчет

Диаметр и толщина стен труб

По чертежу

Шаги:

-поперечный

По чертежу

0,0768

-продольный

По чертежу

0,048

Количество труб поперек газохода

По чертежу

110

Длина змеевика

По чертежу

73

Полная поверхность нагрева ЭК

Относительные шаги:

-поперечный

-

-продольный

-

Живое сечение для прохода газов

По чертежу

27,71

Живое сечение для прохода воды

Толщина излучающего слоя

Таблица 8.2 Тепловой расчет ЭК

Рассчитываемая величина

Обо-значе-ние

Размер-ность

Формула или обоснование

Расчет

Энтальпия воды на входе в ЭК

[3, табл. 24]

1025,67

Температура воды на входе в ЭК

Задана

237

Энтальпия воды на выходе из ЭК

[3, табл. 24]

1207,8

Температура воды на выходе из ЭК

Задаемся

275

Тепловос-приятие ЭК по уравнению теплового ба-ланса

Энтальпия газа на входе в ЭК

По таблице

9817,23

Температура газа на входе в ЭК

583,96

Энтальпия газов на выходе из ЭК

Температура газов на выходе из ЭК

По таблице

371,17

Средняя температура газов в ЭК

Средняя температура воды в ЭК

Скорость газов в ЭК

9. Расчет воздухоподогревателя горячей ступени

Таблица 9.1 Конструктивные характеристики ВП

Рассчитываемая величина

Обо-значение

Размерность

Формула или обоснование

Расчет

Количество ВП

n

шт

[2, табл. 5.8]

2

Количество секторов:

-всего

шт

[2, табл. 5.10]

18

-по воздуху

шт

[2, табл. 5.10]

7

-по газам

шт

[2, табл. 5.10]

9

Относительное сечение:

-по воздуху

-

(108)

-по газам

-

(109)

Живое сечение для прохода газов

[2, табл. 5.10]

8,5

Живое сечение для прохода воздуха

[2, табл. 5.10]

5,67

Поверхность нагрева (горячая часть)

[2, табл. 5.9]

7970

Таблица 9.2 Тепловой расчет ВП

Рассчитываемая величина

Обо-значение

Размерность

Формула или обоснование

Расчет

Энтальпия воздуха на входе в ВП

По таблице

1538,02

Температура воздуха на входе в ВП

Задаемся

106

Энтальпия воздуха на выходе из ВП

По таблице

3668

Температура воздуха на выходе из ВП

Задана

250

Тепловосприятие ВП по уравнению

теплового баланса

(110)

Энтальпия газа на входе в ВП

По таблице

7915,61

Температура газа на входе в ВП

371,17

Энтальпия газов на выходе из ВП

Температура газов на выходе из ВП

По таблице

288,01

Средняя температура газов в ВП

Средняя температура воздуха в ВП

Скорость газов в ВП

Скорость воздуха в ВП

Коэффициент теплоотдачи от стенки к воздуху

(111)

10. Уточнение теплового баланса

10.1 Уточнение теплового баланса

Рассчитываемая величина

Обо-значение

Размер-ность

Формула или обоснование

Расчет

Невязка теплового баланса

(115)

Относительная невязка баланса

%

(116)

11. Сводная таблица основных показателей теплового баланса

Таблица 11.1 Основные показатели теплового баланса

Поверхность

Параметр

Топка

РП

ШП

КП1

КП2

ЭК

ВП

Температура газов на входе

и' 0C

-

-

1126,5

990,98

739,33

583,96

371,17

Температура газов на выходе

и» 0C

1126,5

-

990,98

739,33

583,96

371,17

288,01

Температура среды на входе

t' 0C

-

340,5

342

377

448,66

237

106

Температура среды на выходе

0C

-

342

390

468

567

275

250

Список используемой литературы

1. М.И. Резников, Ю.М. Липов. Паровые котлы тепловых электростанций. М. Энергоатомиздат-1987

2. Ю.М. Липов, Ю.Ф. Самойлов, Т.В. Виленский. Компоновка и тепловой расчет парового котла. М.М. Энергоатомиздат-1988

3. Тепловой расчет котельных агрегатов (Нормативный метод). Санкт-Петербург, 1998 г.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Описание котельного агрегата ГМ-50–1, газового и пароводяного тракта. Расчет объемов и энтальпий воздуха и продуктов сгорания для заданного топлива. Определение параметров баланса, топки, фестона котельного агрегата, принципы распределения теплоты.

    курсовая работа [1,9 M], добавлен 30.03.2015

  • Поверочный расчет котельного агрегата, работающего на природном газе. Сводка конструктивных характеристик агрегата. Топливо, состав и количество продуктов сгорания, их энтальпия. Объемная доля углекислоты и водяных паров по газоходам котельного агрегата.

    курсовая работа [706,7 K], добавлен 06.05.2014

  • Устройство циркуляционной системы котельного агрегата ПК 14. Исходные характеристики по топливу и котельному агрегату. Пересчет составляющих топлива на рабочие массы и заданную влажность. Теоретический объем и энтальпия воздуха и продуктов сгорания.

    курсовая работа [2,0 M], добавлен 26.02.2014

  • Описание конструкции и технических характеристик котельного агрегата ДЕ-10-14ГМ. Расчет теоретического расхода воздуха и объемов продуктов сгорания. Определение коэффициента избытка воздуха и присосов по газоходам. Проверка теплового баланса котла.

    курсовая работа [2,4 M], добавлен 23.01.2014

  • Выбор способа шлакоудаления. Коэффициент избытка воздуха на выходе из топки. Объем и энтальпия продуктов сгорания и воздуха. Расчет топлива, теплообмена, конвективного пароперегревателя, водяного экономайзера. Аэродинамический расчет котельного агрегата.

    курсовая работа [5,3 M], добавлен 27.07.2013

  • Виды топлива, его состав и теплотехнические характеристики. Расчет объема воздуха при горении твердого, жидкого и газообразного топлива. Определение коэффициента избытка воздуха по составу дымовых газов. Материальный и тепловой баланс котельного агрегата.

    учебное пособие [775,6 K], добавлен 11.11.2012

  • Характеристика 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

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.