Проектирование отопительной котельной

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Промышленные предприятия и жилищно-коммунальный сектор потребляют огромное количество теплоты на технологические нужды, вентиляцию, отопление и горячее водоснабжение. Тепловая энергия в виде пара и горячей воды вырабатывается теплоэлектроцентралями, производственными и районными отопительными котельными.

Перевод предприятий на полный хозяйственный расчет и самофинансирование, намечаемое повышение цен на топливо и переход многих предприятий на двух и трехсменную работу требуют серьезной перестройки в проектировании и эксплуатации производственных и отопительных котельных. Пути и перспективы развития энергетики определены Энергетической программой, одной из первоочередных задач которой является коренное совершенствование энергохозяйства на базе экономии энергоресурсов: это широкое внедрение энергосберегающих технологий, использование вторичных энергоресурсов, экономия топлива и энергии на собственные нужды. Производственные и отопительные котельные должны обеспечить бесперебойное и качественное теплоснабжение предприятий и потребителей жилищно-коммунального сектора. Повышение надежности и экономичности теплоснабжения в значительной мере зависит от качества работы котлоагрегатов и рационально спроектированной тепловой схемы котельной. Созданная за годы Советской власти котлостроительная промышленность, на которую работают научно-исследовательские институты и специализированные котлостроительные заводы, обеспечивает производство современных котельных агрегатов, необходимых для РФ и экспорта их за рубеж. Ведущими проектными институтами разработаны и совершенствуются рациональные тепловые схемы и типовые проекты производственных и отопительных котельных.

Исходные данные

1. Тип котла КЕ-6,5-14

2. Техническая характеристика котла:

2.1 Рабочее давление -14ага

2.2 Температура пара -194°С

2.3 Температура питательной воды - 104°С

2.4 Площадь поверхности нагрева: радиационная -24,78 м?

конвективная -148,95 м?

3. Вид топлива - Зырянский каменный уголь

4. Вид топочного устройства - слоевое

5. В комплексе с:

5.1 Экономайзер +

5.2 Воздухонагреватель -

5.3 Дымосос +

5.4 Золоулавливатель +

6.1 Объем топки -14,77 м?

6.2 Площадь поверхности стен топки - 44,52 м

6.3 Диаметр экранных труб -51?2,5 мм

6.4 Шаг труб боковых экранов - 55 мм

6.5 Площадь поверхности нагрева конвективных пучков -148,95 м

6.6 Диаметр труб конвективных пучков - 51?2,5 мм

6.7 Расположение труб конвективных пучков - коридорное

6.8 Поперечный шаг труб - 90 мм

Продольный шаг труб -110 мм

6.9 Площадь живого сечения для прохода продуктов сгорания -0,95 м

6.10 Размеры газохода высота - 2,1 м

ширина - 1,2 м

6.11 Число рядов труб по ходу продуктов сгорания - 23

6.12 Пара-производительность -6,5 т/ч

Рабочая масса топлива:

1. Расчет объемов воздуха и продуктов сгорания

1) Определение присоса воздуха и коэффициента избытка воздуха:

2) Определение теоретического объема воздуха, необходимого для полного сгорания:

3) Определение теоретического объема азота в продуктах сгорания:

4) Определение объема трехатомных газов:

5) Определение теоретического объема водяных паров:



6) Определение среднего коэффициента избытка воздуха в газоходе для каждой поверхности нагрева:

7) Определение избыточного количества воздуха для каждого газохода:

8) Определение действительного объема водяных паров для твердого топлива:



9) Определение действительного суммарного объема продуктов сгорания для твердого топлива:

10) Определение объемной доли трехатомных газов и водяных паров:

11) Определение концентрации золовых частиц в продуктах сгорания:

Величина	Теоретические объемы
	Газоход
	Топка	Конвективн. Пучки	Экономайзер	Дымосос	Золоулавливатель
Коэффициент избытка воз-	1,3	1,45	1,55	1,56	1,61
духа после поверхности на-
грева
Средний коэффициент изб-	1,3	1,37	1,5	1,55	1,58
ытка воздуха в газоходе по-
верхности нагрева
Избыточное количество во-	2	2,5	3,4	3,7	3,9
здуха м?/кг
Объем водяных паров м?/кг	0,68	0,69	0,7	0,71	0,713
Полный объем продуктов	9,25	9,76	10,67	10,9	11,2
сгорания, м?/кг
Объемная доля трехатомн-	0,133	0,126	0,115	0,113	0,11
ых газов
Объемная доля водяных	0,073	0,07	0,065	0,065	0,064
паров
Суммарная объемная доля	0,21	0,2	0,18	0,178	0,174
Концентрация золы в про-	190,3	180,3	164,9	161,4	157,1
дуктах сгорания, г/м?

Элемент	Присос	Коэффициент
котла	Дб	бизб
Топка	0,1	1,3
I конв. Пучок	0,05	1,35
II конв. Пучок	0,1	1,45
Экономайзер	0,1	1,55
Дымосос	0,01	1,56
Золоулавливатель	0,05	1,61

2. Расчет энтальпии воздуха и продуктов сгорания

1) Определение энтальпии теоретического объема воздуха:

2) Определение энтальпии теоретического объема продуктов сгорания:

3) Определение энтальпии избыточного количества воздуха:

t = 2000

t = 400

t = 1900

t = 300

t = 1800

t = 200

t = 1700

t = 900

t = 1600

t = 800

t = 1500

t = 700

t = 1400

t = 600

t = 1300

t = 500

t = 1200

t = 400

t = 1100

t = 300

t = 1000

t = 200

4) Определение энтальпии продуктов сгорания при коэффициента избытка б>1:



Поверхность нагрева	Температура
	после
	поверхности
	нагрева, °С
Верх топочной камеры, фестон,	2000	20749,5	24412,7	6224,8	35072,7
	1900	19615,5	23072,5	5884,6	34120,9
	1800	18481,5	21715,7	5544,4	31118
	1700	17374,5	20381,6	5212,3	29237,1
	1600	16274,25	19054,1	4882,3	27246,9
	1500	15167,25	17729,4	4550,2	25384,2
	1400	14060,25	16432,1	4218,1	23443,3
	1300	12953,25	15112,6	3885,9	21400,9
	1200	11880	13826	3564	19517,8
	1100	10800	12564,7	3240	17740,7
	1000	9720	11306,9	2916	15960
	900	8673,75	10059,9	2602,1	14207,3
	800	7654,5	8825,7	2296,3	12475,4
Конвективные пучки,	700	6628,5	7618,9	2982,8	11770,3
	600	5616	6442,5	2527,2	9958,8
	500	4630,5	5303,3	2083,7	8196,6
	400	3665,25	4179,7	1649,4	6464,5
	300	2727	3090,2	1227,1	4781,9
	200	1802,25	2033,5	811	3143,7
Экономайзер	400	3665,25	4179,7	2015,9	6831
	300	2727	3090,2	1499,8	5054,6
	200	1802,25	2033,5	991,2	3323,9

3. Тепловой расчет котельного агрегата

3.1 Расчет КПД и расхода топлива

1) Определение располагаемой теплоты:

;

;

;

;

;

2) Определение потери теплоты от механической неполноты сгорания:

3) Определение потери теплоты с уходящими газами:



2,1 %

4) Определение потери теплоты от наружного охлаждения:

5) Вычисление полезной мощности парового котла:

6) Вычисление КПД брутто парового котла:

7) Определение расхода топлива подаваемого в топку парового котла:

8) Определение расчетного расхода топлива:

9) Определение коэффициента сохранения теплоты:

3.2 Расчет топочных камер

1) Температура продуктов сгорания на выходе из топки:

2) Энтальпия продуктов сгорания на выходе из топки:

3) Определение полезной тепловыделении в топке:

4) Определение коэффициента тепловой эффективности экранов:

5) Определение эффективной толщины излучающегося слоя:



6) Определение коэффициента ослабления лучей:

7) Определение коэффициента ослабления луча:

8) Определение степени черноты факела:

9) Определение площади зеркала горения:

ТЛЗМ-1,87/3

10) Определение степени черноты:

11) Определение параметра М:

12) Определение средней суммарной теплоемкости продуктов сгорания:

13) Определение действительной температуры на выходе из топки:

расчет окончен.

3.3 Расчет конвективных пучков котла

1) Определение характеристики конвективного газохода:

2) Температуры продуктов сгорания после рассчитанного газохода:

3) Определение теплоты отданной продуктами сгорания:

4) Определение расчетной температуры потока продуктов сгорания в конвективном газоходе:

5) Определение температурного напора:

6) Определение средней скорости продуктов сгорания в поверхности нагрева:

7) Определение коэффициента теплоотдачи конвекцией от продуктов сгорания к поверхности нагрева:



8) Определение степени черноты газового потока:

9) Определение коэффициента теплоотдачи учитывающий передачу теплоты излучением в конвективных поверхностях нагрева:

10) Определение суммарного коэффициента теплоотдачи от продуктов сгорания к поверхности нагрева:

11) Определение коэффициента теплопередачи:

12) Определение количества теплоты, воспринятое поверхностью нагрева:



3.4 Расчет водяных экономайзеров

1) Определение количества теплоты:

2) Определение энтальпии воды после водяного экономайзера:



3) Определение температурного напора:

4) Определение характеристики принятого к установке экономайзера:

5) Определение действительной скорости продуктов сгорания в экономайзере:

6) Определение коэффициента теплопередачи:

отопительный котельная теплопередача

7) Определение площади поверхности нагрева водяного экономайзера:

8) Установка конструктивной характеристики поверхности нагрева экономайзера:

9) Определение невязки теплового баланса:

расчет закончен.

Перечень использованной литературы

1. Эстеркин Р.И. «Котельные установки. Курсовое и дипломное проектирование»М.; Энергоатомиздат 1989г. Москва.

2. Кузнецов Н.В. «Расчет котельных агрегатов. Нормативный метод» М.; Энергия1973г. Москва.

3. «Аэродинамический расчет котельных установок. Нормативный метод» М.;Энергия 1977г. Москва.

Размещено на Allbest.ru