Тепловой расчет парового котла ДКВР-4

Краткое описание котла ДКВР-10. Объемы и энтальпии воздуха и продуктов сгорания. Тепловой расчет топки, определение температуры газов на выходе. Расчет ограждающей поверхности стен топочной камеры. Геометрические характеристики пароперегревателя.

Рубрика Физика и энергетика
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 23.11.2014
Размер файла 381,0 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

Государственное бюджетное образовательное учреждение

Среднего профессионального образования Владимирской области

«Владимирский химико-механический колледж»

Курсовой проект

Тепловой расчет парового котла ДКВР-4

КП 140102 ТТ-31

Руководитель: Г.А. Руденко

Разработал: А.В.Жуков

2014

Содержание

Краткое описание котла ДКВР-4

Задание для курсового проектирования

Объемы и энтальпии воздуха и продуктов сгорания

Тепловой баланс котла-8

Тепловой расчет топки

Определение ограждающей поверхности стен топочной камеры

Геометрические характеристики топочной камеры

Геометрические характеристики пароперегревателя

Схемы

Список литературы

Краткое описание котла ДКВР-10

ДКВР - двухбарабанный паровой котёл, вертикально - водотрубный, реконструированный с естественной циркуляцией и уравновешенной тягой, предназначен для выработки насыщенного и перегретого пара.

Расположение барабанов продольное. Движение газов в котлах горизонтальное с несколькими поворотами или без поворотов, но с изменением сечения по ходу газов.

Котлы относятся к системе котлов горизонтальной ориентацией, т.е. увеличение паропроизводительности идёт за счёт их развития в длину и в ширину при сохранении высоты.

Газомазутные котлы типа ДКВР имеют камерную топку.

Котлы паропроизводительностью 2,5; 4; 6,5 т/ч выполняются с удлинённым верхним барабаном, 10 т/ч - с удлинённым и коротким верхним барабаном, 20 т/ч - с коротким верхним барабаном.

Задание для курсового проектирования

№ п/п

Ф.И.О

Вариант

Тип котла

Паропроизводительность

Рабочее давление (МПа)

6

Жуков А.В

6

ДКВР-4

4,1

1,37

Тип котла ДКВР-4

Паропроизводительность Д=4,1 т/ч

Температура насыщенного пара Тн=194єС

Температура перегретого пара Тпр=215єС

Температура питательной воды tпв=85єС

Давление перегретого пара на выходе из пароперегревателя Рпе=1,37(14)МПа(кг/см2)

Температура уходящих газов иух=148єС

Температура холодного воздуха tхв=30єС

Доля непрерывной продувки котла бпр=4.0%

Газопровод Ставрополь -Москва (3я нитка)

Объемы и энтальпии воздуха и продуктов сгорания

Цифры шифра

Вид газа

Процентный состав основные хар-ки

Низшая теплота сгорания кДж/м3

VRO2

VєN2

VєH2O

Vєг

CH4

C2H5

C3H8

C4H10

C5H12

N2

CO2

36

Природный газ Ставрополь-Москва (3я нитка)

91,2

3,9

1,2

0,5

0,1

2,6

0,5

37040

9,81

1,06

7,78

2,18

11,01

Таблица 1

Наименование

размерность

Vє=9,81 VєN2=7,78 VєRO2 VєH2O=2,18

топка

1 кот.участок

2 кот.участок

Коэффициент избытка воздуха за газоходом бп

-

Бт2=1,1

1,15

1,25

Среднее значение коэффициента в газоходах бср

-

1,12

1,2

1,22

Объем водяных паров

м3/м3

2,13

2,21

2,22

Объем дымовых газов

м3/м3

12,2

13

13,1

Объемная доля сухих трехатомных газов

-

0,096

-

-

Объемная доля водяных паров

-

0,17

-

-

Объемная доля трехатомных газов и водяных паров

-

0,27

-

-

Таблица 2

Определение энтальпии воздуха и продуктов сгорания на 1 м3 газообразного топлива газопровода Ставрополь - Москва (3я нитка)

Количество теплоты ,содержащейся в воздухе и продуктах сгорания (дымовых газах),называется теплосодержанием (энтальпией) при выполнении расчетов энтальпию воздуха и продуктов сгорания относят к 1 м3(при нормальных условиях).

Энтальпия воздуха и продуктов сгорания на 1 м3 газообразного топлива газопровода Ставрополь - Москва (3я нитка)

Все расчеты сводим в таблицу 2.

Определяем энтальпии воздуха и продуктов сгорания на 1 м3 газообразного топлива газопровода Ставрополь - Москва (3я нитка).

Количество теплоты ,содержащееся в воздухе и продуктах сгорания ,(дымовых газах),называется теплосодержанием (энтальпией). При выполнении расчетов энтальпию воздуха и продуктов сгорания относят к 1 м3 (при нормальных условиях).

Таблица 3

вид топлива

Энталь-пия

100

300

500

700

900

1100

1300

1500

1700

1900

Ставрополь

Нгє

1520

4658

7972

11437

15095

18862

22714

26712

30694

34784

Москва(3я нитка)

Нвє

1302

3965

6733

9643

12608

15700

18829

22046

25259

28514

Примечание: энтальпия воздуха и продуктов сгорания не указанных в таблице 2 определяется интерполяцией.

Составим таблицу 4 по данным таблице 8.

Таблица 4

Сє

Нгє

Нвє

Н= Нгє+(б-1) Нвє

кДж/м3

кДж/м3

Топка б=1,1

1кот.пучок бт=1,15

2кот.пучок бкп2=1,25

100

1520

1302

1650,2

1715,3

1845,5

300

4658

3965

5054,5

5252,7

5649,2

500

7972

6733

8645,3

8982

9655,2

700

11437

9643

12401,3

12883,4

13847,7

900

15095

12608

16355,8

16986,2

18247

1100

18862

15700

20432

21217

22787

1300

22714

18829

24596,9

25538,3

27421,2

1500

26712

22046

28916,6

30019

32223,5

1700

30694

25259

33219,9

34482,8

37008,7

1900

34784

28514

37635,4

39061,1

41912,5

Таблица 4.1

t1

H 2

?H 3

H 4

?H 5

H 6

?H 7

100

1650,2

3404,3

1715,3

3573,4

1845,5

3803,7

300

5054,5

3590,8

5252,7

3729,3

5649,2

4006

500

8645,3

3756

8982

3901,4

9655,2

4192,5

700

12401,3

3954,5

12883,4

4102,8

13847,7

4399,3

900

16355,8

4076,2

16986,2

4230,8

18247

4540

1100

20432

4164,9

21217

4321,3

22787

4634,2

1300

24596,9

4319,7

25538,3

4480,7

27421,2

4802,3

1500

28916,6

4303,3

30019

4462,8

32223,5

4785,2

1700

33219,9

4415,5

34481,8

4579,3

37008,7

4903,8

1900

37635,4

6065,7

39061,1

6294,61

41912,5

6749,3

Примечание: при составлении Н-и таблицы для каждого значения коэффициента избытка воздуха определяем величину Н в пределах немного превышающих реально возможные температуры в газоходах .Около величины Н целесообразно помещать величину ?Н-разность двух соседних по вертикали значений Н при одном значении б.

Тепловой баланс котла

Располагаемое тепло на 1 м3 газообразного топлива ,определяем по формуле:

Qpp=Qнc+Qвнв+hтл, кДж/м3,где

Qнc-низшая теплота сгорания рабочей массы сухого газообразного топлива в кДж/м3

Qвнв- тепло, внесенное поступающим в котельный агрегат воздухом, при подогреве последнего, вне агрегата, отработанным теплом, при сжигании газообразного топлива.

Qpp=Qнс (кДж/м3)

Низшую теплоту сгорания газообразного топлива находим по таблице 1,для газопровода Ставрополь - Москва (3я нитка)

Qpp=37040 кДж/м3

Потери тепла с уходящими газами определяем по формуле:

Q2=(Hух-бух*Нєхв)*(100-q4)/Qpp, %

Определяем Нєхв=39,8*Vє=390,4

Для определения более точной температуры применяем энтерполяцию по формуле:

Hух=[Hmax-Hmun/vmax-vmun]*(v-vmun)+Hmun

подставляем свои данные и получаем

Hух=1900 кДж/м3

Нєхв=390,4 кДж/м3

q4=0

q2=Hух- бух* Нєхв*100/ Qpp=3,8%

q3=0,5

q5=2,9

кабр=100-(q2+q3+q5)=86,4%

Коэффициент сохранения тепла:

=1- q5/ q5+ ?кабр=0,97

Полное количество теплоты используемое в котле:

Qкв = Дпе · ( hпе - hпв) + Дпр· ( hsґ - hпв)

Дпе - количество перегретого пара (берется из задания по проекту - марки котла, в нашем случае ДКВР-4 Дпе = Д т/ч · 103/ 3600 = 1,13 т/ч

hпе - энтальпия перегретого пара (кДж/кг) определяется по давлению Р = 1,37 МПа ( по заданию)и температуре перегретого пара tпе = 2150С (по заданию), тогда определяем энтальпию по таб. X XV - Нормативный метод(1998)

hпе = 2828,9 кДж/кг

Определяем энтальпию питательной воды ( кДж/кг)

hпв = спв · tпв , где

спв 4,19 кДж/кг 0 С , tпв = 850С ( по заданию) , тог

hпв= 4,19 · 85= 356,15 кДж/кг 0 С

Дпр - расход воды на продувку котла, кг/с, определяем по формуле:

Дпр = П / 100 · Д = 4/100

16,56 = 0,04 кг/с, где П =4 % - процент непрерывной продувки котла (по заданию).

Энтальпию кипящей воды hSґ определяем по таб. 6.2 [ 4 ] по давлению перегретого пара и температуре насыщения воды ( по заданию)

hs = 825,6 кДж/кг

Тогда полное количество тепла используемое в котле :

Qка = Дпе(hпе - hпв ) + Дпр ( hs - hпв ) = 1,13· ( 2864,6 -356,15) + 0,04 · (194,03-356,15) = 2828,01кВт.

Расход топлива подаваемый в топку

В = { Qка / Qрр ·ка} ·100 (м3/с) , тогда

В ={2828,01/ 37040 · 86,4} · 100 = 0,08 м3/с

Тепловой расчет топки

Произведем поверочный тепловой расчет топки, заключающийся в определении температуры газов на выходе из топки для существующей конструкции котла. Определяем полезное тепловыделение в топке Qт кДж / м3

Qт= Qрр100 - q3 / 100 + Qв

Где Qв - теплота вносимая в топку воздухом, кДж/ м3, проектируемые котлы не имеют воздухоподогревателя, поэтому в топку вносится тепло с холодным воздухом паровой котел тепловой топка

Qв = т Н0хв , кДж / кг , где т = 1,1 - величина присоса воздуха в топку ( см. таблицу 1 настоящего расчета )

q3 = 0,5 (см.п.1.2.3 настоящего расчета - потери тепла от химической неполноты сгорания )

H0хв - энтальпия теоретически необходимого количества холодного воздуха кДж / м3 , при температуре холодного воздуха tхв = 300С ( по заданию ),

Нхв0 = 390,4 м3 / м3 ( см. п.3 наст. расчета ) ,

Теплота вносимая в топку горячим воздухом:

Qв = 1,1390,4 = 429,4кДж / м3

Рассчитаем полезное тепловыделение в топке:

Qт = Qрр 100 - q3 / 100 + Qв = 37040((100 - 0,5) / 100) + 429,437284,2 кДж/м3

По известному значению Qт = 38147 кДж /м3 по таб. 3.1 ( значения Н- находим при принятой величине присоса воздуха в топке т = 1.1 , температуру а - температуру газов на выходе из топки.

Значение ближайшее Qт = На = 37284,2 кДж /м3 находится в пределах величин энтальпии

Нмин = 33219,9 кДж / м3 ;

Нмах = 37635,4 кДж / м3, а также температур :

мин = 15000С ,мах = 19000С.

Проведем интерполяцию:

а = мах - мин / Нмах - Нмин · ( На - Нмин ) + мин (0С )

а = 1900 - 1700 / 37635,4 - 33219,9 · (37284,2 -33219,9) = 1820С

Если найденная расчетом температура отличается от заданной по исходной величине ( задание по курсовому проектированию) более чем на 1000С, то задаются новыми значениями температур.

У нас по заданию тип котла ДКВР-4, температура уходящих газов ух = 1480С отличие от расчетнойа =1820С всего на 34 0С. Следовательно, расчет удовлетворяет требованиям.

В итоге адиабатическая температура горения определи

Та = а№ = а + 273 = 182 + 273 =4550С

Определение ограждающей поверхности стен топочной камеры Fст .

Подробное описание котла типа ДКВР-4

Котел типа ДКВР-4 т/ч в топке имеет два боковых экрана. Фронтового и заднего экрана у него нет. Трубы боковых экранов завальцованы в верхнем барабане. Нижние концы труб боковых экранов приварены к нижним коллекторам (камерам),которые расположены под выступающей частью верхнего барабана возле обмуровки боковых стен. Для создания циркуляционного контура передний конец каждого экранного коллектора соединен опускной необогреваемой трубой с верхним барабаном, а задний конец - перепускной (соединительной) трубой с нижним барабаном. Вода поступает одновременно в боковые экраны из верхнего барабана по передним опускным трубам и из нижнего по перепускным трубам. Такая схема питания боковых экранов повышает надежность работы котла при понижении уровня воды в верхнем барабане и повышает кратность циркуляции.

Циркуляция в кипятильных трубах конвективного пучка происходит за счет бурного испарения воды в передних рядах труб, так как они ближе расположены к топке и омываются более горячими газами, чем задние , вследствие чего в задних трубах , расположенных на выходе из котла , вода идет не вверх, а вниз.

Камера догорания отделяется от конвективного пучка шамотной перегородкой ,устанавливаемой между первым и вторым рядами кипятильных труб, вследствие чего первый ряд конвективного пучка является одновременно и задним экраном камеры догорания.

Внутри конвективного пучка устанавливается поперечная чугунная перегородка, разделяющая его на первый и второй газоходы, по которым движутся дымовые газы, поперечно омывающие все кипятильные трубы.Поверхности нагрева котла делятся на экранные трубы и конвективную часть. Экранные поверхности нагрева состоят из стальных бесшовных труб диаметром 51?2,5 мм изготовленными по ГОСТ 8734-75 и располагаются в газоходах котла. Присоединяются к верхнему и нижнему барабану вальцовкой. В экранных и конвективных поверхностях нагрева образуется насыщенный пар или вода определенной температуры. Барабаны котла ДКВр-4-13 ГМ, рабочим давлением 1,4 или 2,4 МПа, изготавливается из стали 16ГС, 09Г2С, стенка толщиной 13 или 20 мм соответственно. Контроль качества продукции, обеспечивается за счёт провидения ультразвуковой диагностики сварных швов барабана.

На котёл ДКВР 4-13 выписывается паспорт, присваивается номер котла. В паспорт котла вносится вся первичная документация на комплектующие (барабаны, трубная система, камерой экранов, трубная арматура).

Прилагается сертификаты и разрешения на применение выданное «Федеральной службой по экологическому, технологическому и атомному надзору «.

Экраны и кипятильные пучки котлов выполнены из стальных бесшовных труб Ш51Ч2,5 мм. Для удаления шламов в котлах имеются торцевые лючки на нижних камерах экранов, для периодической продувки камер имеются штуцера Ш32х3 мм.

Пароперегреватели котлов ДКВр, расположенные в первом по ходу газов газоходе, унифицированы по профилю для котлов одинаковых давлений и отличаются для котлов разной производительности лишь числом параллельных змеевиков. Пароперегреватели -- одноходовые по пару -- обеспечивают получение перегретого пара без применения пароохладителей. Камера перегретого пара крепится к верхнему барабану; одна опора этой камеры делается неподвижной, а другая -- подвижной.

Паровой котёл ДКВР 4-13 ГМ имеет следующую циркуляционную схему: питательная вода поступает в верхний барабан по двум питательным линиям, откуда по слабообогреваемым трубам конвективного пучка поступает в нижний барабан. Питание экранов производится необогреваемыми трубами из верхнего и нижнего барабанов. Фронтовой экран котла ДКВр-10 питается водой из опускных труб верхнего барабана, задний экран -- из опускных труб нижнего барабана. Пароводяная смесь из экранов и подъемных труб пучка поступает в верхний барабан. Все котлы в верхнем барабане снабжены внутри барабанным паросепарационным устройствами для получения пара.

Геометрические характеристики топочной камеры

Таблица 5

Наименование, условное обозначение,единицы измерения

величины

1.площадь стены топки,Fст, м2

205

2.лучевоспринимающая поверхность топки камеры, Hл, м2

858,5

3.высота топочной камеры ,hтк, мм

35

4.высота расположения горелок ,hг,мм

5

5.относительная высота расположения горелок,Хг

0,86

6.активный объем топочной камеры,Vтн ,м3

37,8

7.степени экранирования топочной камеры, х

0,9

8.эффективная толщина излучаемого слоя S, м

2,16

Площадь боковых стен Fст= (а1h1+a2h2+a4h4)*2=63 м2

Где а1=34

h1=20

a2=26

h2=29

a4=5

h4=30

масштаб (1:20)

У котла типа ДКВР-4 нет фронтового и заднего экранов,только боковые экраны,стены камер догорания и выходное окно.

Площадь двух стен камеры догорания

Fкд=2bh4=2*61*30=73 м2

Площадь пода топки и камеры догорания

Fпода=b(a3+a4)=61*(13+5)=22 м2

Площадь потолка топки и камеры догорания

Fпот=b(a1+a4)=61*(34+5)=47 м2

Общая площадь ограждающих поверхностей определяется по формуле:

Fст=Fст+Fкд+Fпода+Fпот=63+73+22+47=205 м2

bгк=9 мм

b=49мм

bст=59 мм

bсв=70 мм

S=5 мм

е=40 мм

х= 1

Лучевоспринимающая поверхность топочной камеры:

Нл=Нкд+2Нэб+Нво=858,5 м2

Активный объем топочной камеры:

Vтк=(Fст/2)*b=37,8 м3

Эффективная толщина излучающего слоя в топке:

S=3,6*( Vтк/ Fст)=2,16 м

Геометрические характеристики пароперегревателя

Таблица 6

Наименование,условное обозначение,единицы измерения

величина

1.наружный диаметр труб dн, мм

32

2.внутренний диаметр труб dвн ,мм

29

3.поперечный шаг труб s1, мм

64

4.продольный шаг труб s2,мм

80

5.относительный поперечный шаг трубы ?1

2

6.относительный продольный шаг труб ?2

2,5

7.количество труб в ряду n, шт

3

8.количество рядов труб z,шт

5

9.глубина газохода для размещения п/п, Lпе ,м

0,32

10.средняя освещенная длина трубы Lтрср

10

11.поверхность нагрева одного ряда Hр, м2

0,03

12.конвективная поверхность нагрева папоперегревателя Нпе, м2

0,15

S1-поперечный шаг труб п/п

S2-продольный шаг труб

Пароперегреватель котла ДКВР-4-13

Расчетный участок конвективного пучка(стрелками указано направление движения дымовых газов).

Литература

1.Методические указания к курсовому проекту

2.Методика расчета .

3.Интернет ресурсы.

4.ПМ-01 Конспекты

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Конструкция котлоагрегата, топочной камеры, барабанов и сепарационных устройств, пароперегревателя. Тепловой расчет парового котла ПК-10. Объемы и энтальпии воздуха и продуктов сгорания, экономичность работы. Расчет конвективного пароперегревателя.

    курсовая работа [2,6 M], добавлен 15.03.2014

  • Выбор 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 21.10.2014

  • Описание конструкции котла и топочного устройства. Расчет объемов продуктов сгорания топлива, энтальпий воздуха. Тепловой баланс котла и расчет топочной камеры. Вычисление конвективного пучка. Определение параметров и размеров водяного экономайзера.

    курсовая работа [1,1 M], добавлен 20.01.2014

  • Выбор расчетных температур и способа шлакоудаления. Расчет энтальпий воздуха, объемов воздуха и продуктов сгорания. Расчет КПД парового котла и потерь в нем. Тепловой расчет поверхностей нагрева и топочной камеры. Определение неувязки котлоагрегата.

    курсовая работа [392,1 K], добавлен 13.02.2011

  • Назначение, конструкция и рабочий процесс котла парового типа КЕ 4. Расчет объемов и энтальпий воздуха и продуктов сгорания. Тепловой баланс котла и расход топлива. Тепловой расчет топочной камеры, конвективного пучка, теплогенератора, экономайзера.

    курсовая работа [182,6 K], добавлен 28.08.2014

  • Расчетные 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 26.03.2013

  • Расчет объемов и энтальпии воздуха и продуктов сгорания. Расчетный тепловой баланс и расход топлива котельного агрегата. Проверочный расчет топочной камеры. Конвективные поверхности нагрева. Расчет водяного экономайзера. Расход продуктов сгорания.

    курсовая работа [1,9 M], добавлен 11.04.2012

  • Определение 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 15.11.2011

  • Описание парового котла. Состав и теплота сгорания топлива. Расчёт объемов и энтальпий воздуха, теплосодержания дымовых газов и продуктов сгорания, потерь теплоты и расхода топлива, топочной камеры, теплообмена в топке и конвективных поверхностей нагрева.

    курсовая работа [1000,2 K], добавлен 19.12.2015

  • Расчетные характеристики топлива. Расчёт объема воздуха и продуктов сгорания, КПД, топочной камеры, фестона, пароперегревателя I и II ступеней, экономайзера, воздухоподогревателя. Тепловой баланс котельного агрегата. Расчёт энтальпий по газоходам.

    курсовая работа [1,9 M], добавлен 27.01.2016

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.