Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение Высшего профессионального образования

"Самарский государственный архитектурно-строительный университет"

Факультет инженерных систем и природоохранного строительства

Кафедра ТГВ

Курсовая работа

По дисциплине "Теплогенерирующие установки"

Тепловой расчет котла ДЕ-10-14ГМ

Выполнил: студент III курса ФИСПОС гр. Т-33

Вахтина В.Д.

Проверила: Цынаева А.А.

Самара 2015

Тепловой расчет котла

Характеристика котла ДЕ-10-14ГМ

1. Номинальная паровая производительность D_ном = 9.5 т/ч = 2,63 кг/с

2. Температура питательной воды t_пв = 100 єС

3. Давление питательной воды p_пв = 1,4 МПа

4. Топливо - природный газ.

Характеристики топлива:

CH₄ = 98.9 %; C₂H₆ = 0.3 %; C₃H₈ = 0.1 %; C₄H₁₀ = 0,1%; C₅H₁₂ = 0 %; N₂ = 0.4 %; CO₂ = 0.2 %;

5. Низшая теплота сгорания Q ^с_н = 35.88 МДж/м

6. Процент продувки 4%.

Расчет объемов продуктов сгорания, объемный долей трехатомных газов

Теоретический объем воздуха

теоретический объем азота:

объем трехатомных газов

теоретический объем водяных паров:

Теоретический объем продуктов сгорания

Коэффициент избытка воздуха

коэффициент избытка воздуха на выходе из топки для камерных топок при сжигании газообразного топлива:

величина присосов воздуха в топке для камерных газомазутных котлов:

величина присосов воздуха по конвективным поверхностям нагрева:

Коэффициент избытка воздуха на входе в топку:

Величина и расчетная формула	газоход
	топка	1кон. пучок	2 кон. пучок	экономайзер
1	2	3	4	5
1. Коэффициент избытка воздуха за поверхностью нагрева	1,05	1,1	1,2	1,3
2. Средний коэффициент избытка воздуха в поверхности нагрева	1,02	1,08	1,15	1,25
3. Объем водяных паров	2,15	2,16	2,17	2,18
4. Полный объем газов	10,8	11,36	12,02	13
5. Объемная доля водяных паров	0,2	0, 19	0,18	0,16
6. Объемная доля трехатомных газов	0,9	0,088	0,083	0,077
7. Доля трехатомных газов и доля водяных паров	1,1	0,27	0,26	0,24

Коэффициенты избытка воздуха за поверхностями нагрева:

за первым конвективным пучком

за вторым конвективным пучком

за водяным экономайзером

средние коэффициенты избытка воздуха по газоходу для каждой поверхности нагрева:

для топочной камеры

для 1 конвективного пучка

для конвективного пучка

для водяного экономайзера

Энтальпия теоретически необходимого количества воздуха:

Энтальпия теоретического объема продуктов сгорания

Энтальпия продуктов сгорания

=

Поверхность нагрева						?
Топочная камера	2300	41 544	33 939	3 152 3 293 3 218 2 999 3 084 2 904 3 037	43 240	4 307 4 089 4 026 4 079 3 880 3 885 3 815
	2100	37 394	30 787		38 933
	1900	33 469	27 494		34 844
	1700	29 604	24 276		30 818
	1500	25 675	21 277		26 739
	1300	21 949	18 193		22 859
	1100	18 210	15 289		18 974
	900	14 546	12 252		15 159
1 конвективный пучок	1100	18 210	15 289	3 037 2 922 2 809 2 694	18 974	3 815 3 676 3 467 3 324
	900	14 546	12 252		15 159
	700	11 017	9 330		11 483
	500	7 690	6 521		8 016
	300	4 501	3 827		4 692
2 конвективный пучок	900	14 546	12 252	2 922 2 809 2 694	15 159	3 676 3 467 3 324
	700	11 017	9 330		11 483
	500	7 690	6 521		8 016
	300	4 501	3 827		4 692
Водяной экономайзер	700	11 017	9 330	2 809 2 694 2 570	11 483	3 467 3 324 3 163
	500	7 690	6 521		8 016
	300	4 501	3 827		4 692
	100	1 466	1 257		1 529

Тепловой баланс котельного агрегата и определение расхода топлива

Располагаемое тепло на 1 м3 газообразного топлива, кДж/м3, для котла ДЕ 10-14ГМ определяется по формуле:

Расчёт потерь тепла с уходящими газами Потеря тепла с уходящими газами %, определяется по формуле:

%

Иух = 125єС

q₄ = 0%

q₃ = 0.2 %

q₅ = 1.8%

Коэффициент полезного действия котла Коэффициент полезного действия котла определяется по формуле:

%

Коэффициент сохранения тепла ц находится по формуле:

Расход топлива Расход топлива B, кг/с, подаваемого в топочную камеру парового котла определяем по формуле:

D_нп=2.63 кг/с

ц = 0,98

h_нп = 2675,5 кДж/кг

h_кип = 830 кДж/кг

h_пв = 420 кДж/кг

Расчет теплообмена в топке

Температура газов на выходе из топки определяется по формуле:

Расчёт параметров, входящих в формулу для расчета температуры газов на выходе их топки котла.

Определение адиабатической температуры горения:

По вычисленному значению Q_T, по таблице 6 интерполяцией определяем С_а=1992єС

Т_а= 1992+273=2265 єС

Определение параметра М.

Параметр М определяется в зависимости от относительного положения максимума температуры пламени по высоте топки Хт.

Он зависит от вида топлива и способа его сжигания. Для случая сжигания газа параметр М определяется по формуле:

М = 0.54 - 0.2•Хт

М = 0.402

Коэффициент теплового излучения топочной камеры

Поглощательная способность рассчитывается по формуле:

m = 0.1

k = k_г•r_п

р = 0.1 МПа

Действительная температура газов на выходе из топки

Принимаем температуру газов на выходе из топки

Количество тепла воспринятого в топке:

Средняя тепловая нагрузка лучевоспринимающей поверхности нагрева:

Расчетное тепловое напряжение топочного объема:

Тепловой расчет топки окончен.

Расчет 1-го конвективного пучка

Температура газов на входе в 1-й конвективный пучок -

Энтальпия продуктов сгорания на входе в 1-й конвективный пучок -

Температура газов на выходе из 1-го конвективного пучка:

1 вариант - , 2 вариант

Энтальпия, соответствующая этим температурам:

1 вариант - , 2 вариант -

Теплота, отданная дымовыми газами в 1-м конвективном пучке, определяется по соотношению

1 вариант:

2 вариант:

Температура насыщения воды при давлении в барабане котла определяется по таблице

t = 195 єC

1-й вариант:

2-й вариант:

Средняя температура газов:

1 вариант:

2 вариант:

Скорость газов:

1 вариант:

2 вариант:

Коэффициент теплоотдачи конвекцией:

1 вариант:

2 вариант:

Эффективная толщина излучающего слоя

- при

- при

Суммарная оптическая толщина продуктов сгорания

r

- 1 вариант:

2 вариант

Коэффициент теплового излучения газовой среды

1 вариант:

2 вариант:

Температура наружной поверхности загрязненной стенки

Коэффициент теплоотдачи излучением продуктов сгорания

1 вариант:

2 вариант:

Коэффициент теплопередачи

1 вариант:

2 вариант:

Тепло, воспринятое первым конвективным пучком, по условию теплопередачи

1 вариант:

2 вариант:

Расчетное значение искомой конечной температуры определим по соотношению

Эту температуру принимаем за температуру газов на выходе из 1-го конвективного пучка

Энтальпия продуктов сгорания на выходе из 1-го конвективного пучка

Тепловосприятие 1-го конвективного пучка по балансу

Тепловой расчет 2-го котельного пучка

Для второго конвективного пучка аналогично предыдущему расч?ту принимаем на выходе из него температуру продуктов сгорания равной:

1 вариант -

2 вариант

Энтальпия, соответствующая этим температурам:

Энтальпия, соответствующая этим температурам:

1 вариант -

2 вариант -

Теплота, отданная дымовыми газами во 2-м конвективном пучке, определяется по соотношению

1 вариант:

2 вариант:

Температура насыщения воды при давлении в барабане котла

t = 195 єC

1-й вариант:

2-й вариант:

Средняя температура газов:

1 вариант:

2 вариант:

Скорость газов:

1 вариант:

2 вариант:

Коэффициент теплоотдачи конвекцией: 1 вариант:

2 вариант:

Коэффициент теплопередачи

1 вариант:

2 вариант:

Тепло, воспринятое пароперегревателем, по условию теплопередачи

1 вариант:

2 вариант:

Расчетное значение искомой конечной температуры определим по соотношению

Эту температуру принимаем за температуру газов на выходе из 1-го конвективного пучка

Энтальпия продуктов сгорания на выходе из 2-го конвективного пучка

Тепловосприятие 2-го конвективного пучка по балансу

Тепловой расчет водяного экономайзера

При поверочном расчете чугунного водяного экономайзера температура газов на входе принимается из теплового расчета второго конвективного пучка , энтальпия продуктов сгорания .

Температура газов на выходе из водяного экономайзера равна температуре уходящих газов, которой мы задались при расчете баланса котла , энтальпия .

Экономайзер компонуется из отдельных ребристых чугунных труб ВТИ длиной 2 метра, с поверхностью нагрева с газовой стороны и живым сечением для прохода газов .

Проходное сечение для газового потока можно определить по формуле:

Температура питательной воды на входе в водяной экономайзер - 100 єС, энтальпия -

Теплота, воспринятая водой в водяном экономайзере:

Теплота, отданная газами:

Энтальпия воды на выходе из экономайзера:

Температурный напор в водяном экономайзере:

тепловой расчет котел экономайзер

Средняя температура воды:

Средняя температура поверхности стенки:

Средняя температура продуктов сгорания:

Скорость газов:

Коэффициент теплопередачи:

Тепло, воспринятое водяным экономайзером по условию теплопередачи:

Полагаем, что Q_б = Q_т

Площадь поверхности водяного экономайзера:

Число труб:

штук

Принимаем это количество кратным пяти - 125 штук.

Количество вертикальных рядов

ряда.

Расчет невязки баланса котла

Невязка баланса котла рассчитывается по формуле:

Невязка теплового баланса котла определяется по соотношению

Невязка баланса является допустимой. Тепловой расч?т котельного агрегата считается законченным.

Размещено на Allbest.ru