Курсовая работа по предмету "Производство и технологии"

  1. Главная
  2. Курсовые работы
  3. Производство и технологии
Узнать цену курсовой по вашей теме

Проектирование котельной промышленного предприятия

Содержание

Введение

1. Описание котельной

1.1 Краткое описание котельной

1.2 Описание тепловой схемы существующей котельной

2. Расчет тепловых процессов в котельной

3. Расчет тепловой схемы котельной

4. Тепловой расчет парового котла ДЕ-25-14ГМ

4.1 Исходные данные для расчёта

4.2 Определение присосов воздуха и коэффициентов избытка воздуха по газоходам

4.3 Расчёт объёмов воздуха и продуктов сгорания

4.4 Расчёт энтальпий воздуха и продуктов сгорания

4.5 Расчёт потерь теплоты, КПД и расхода топлива

4.6 Тепловой расчёт топки

4.7 Расчёт первого конвективного пучка

4.8 Расчёт второго конвективного пучка

4.9 Расчёт водяного экономайзера

4.10 Определение невязки теплового баланса

5. Аэродинамический расчет парового котла ДЕ-25-14ГМ

Введение

Теплоснабжение является одной из основных задач энергетики. На теплоснабжение народного хозяйства и населения расходуется около 1/3 всех используемых в Украине первичных топливно-энергетических ресурсов. Одной из важнейших задач ускорения научно-технического прогресса является внедрение новых конструкторских и технологических разработок, надёжных и эффективных, обеспечивающих существенное повышение производительности труда, экономию материальных ресурсов, охрану окружающей среды. Необходимо обновление производства, в первую очередь за счёт замены малоэффективного оборудования прогрессивным, высокопроизводительным; усовершенствование тепловых схем котельных и повышение эффективности их работы за счёт более полного использования теплоты. Развитие промышленности и широкое жилищно-коммунальное строительство вызывают непрерывный рост потребления тепловой энергии. Одновременно идёт процесс концентрации этой нагрузки в крупных городах и промышленных районах, что создаёт предпосылки для дальнейшего развития различных схем теплофикации.

1. Описание котельной

1.1 Краткое описание котельной

Котельная установка предназначена для производственных целей и оборудована паровым котлом типа ДЕ-25-14ГМ. Максимальная паропроизводительность котельной (т/ч). Конденсат возвращается в количестве 80% при температуре 70оС. Давление пара, необходимое потребителю, равно 7ат. Обычно потребность в паре для технологических потребителей составляет: летом (т/ч), в зимнее время - до 8 т/ч. Т.е., как в летнее время, так и в зимнее обычно работает один котёл. Второй котёл находится в резерве. Котел оборудованы непрерывной продувкой, принимаемой равной 5%. Потери на собственные нужды котельной составляют 5% общего расхода вырабатываемого пара.

1.2 Описание тепловой схемы существующей котельной

Насыщенный пар из котла 1 с давлением атм поступает в общую паровую магистраль котельной, из которой часть пара отбирается на привод резервного парового поршневого насоса 2. К основным производственным потребителям пар направляется с давлением 7ат после прохода через редуктор 3. С этим же давлением пар используется для нагрева питательной воды в деаэраторе 4 и исходной воды в пароводонагревателе 5. Возврат конденсата по линии 13 от потребителей осуществляется в конденсатный бак 12, откуда он при помощи конденсатных насосов 11 подаётся в деаэратор. В него поступает также предварительно обработанная водопроводная вода, восполняющая потери конденсата, а также конденсат от пароводонагревателя 5. Для уменьшения потерь тепла с продувочной водой устанавливается сепаратор непрерывной продувки 6. В сепараторе за счёт снижения давления с 7 до 1,7атм частично выделяется пар вторичного вскипания, который направляется в деаэратор, а остаточная продувочная вода охлаждается до 40Сo в водоводяном теплообменнике 7, после чего сбрасывается в барботёр 8, а затем в дренаж. Исходная водопроводная вода с температурой 5Сo, подаваемая насосом 9, нагревается в теплообменнике 5 до 25Сo, затем проходит химическую водоочистку 10 и теплообменник 7, в котором нагревается до 36Сo. После этого исходная вода проходит через охладитель выпара 11, дополнительно нагреваясь до 39Сo, и лишь затем попадает в деаэратор. В головке деаэратора смешиваются три потока при средней их температуре 80Сo.

Добавочная вода и конденсат в деаэраторе подогреваются до 104Сo как острым паром , так и паром, полученным в сепараторе непрерывной продувки. Из бака-деаэратора питательным насосом 2 (2) вода нагнетается в водяные экономайзеры котлов. Обычно для питания используются центробежные насосы 2, а паровые поршневые 2 являются резервными. Тепловая схема котельной приведена на рис.1.1.

Рисунок 1.1. Принципиальная тепловая схема котельной.

2. Расчёт тепловых процессов в котельной

Паропроизводительность котельной «брутто» составляет (т/ч).

Общее количество возвращаемого в котельную конденсата

(т/ч).

Расход воды на продувку

(т/ч).

Количество пара, выделяемое в сепараторе непрерывной продувки

(т/ч).

Где и - энтальпия воды соответственно при 14 ат и 1,7 ат, в ккал/кг;

- энтальпия насыщенного пара при 1,7 ат, ккал/кг; - значение коэффициента, учитывающего потери тепла.

Количество воды непрерывной продувки, сливаемое в канализацию

(т/ч).

Количество воды, добавляемое для питания котлов

(т/ч).

Количество воды, подвергаемое химической водоподготовке, с учётом собственных нужд (gхим=10%)

(т/ч).

Количество питательной воды, поступающей из деаэратора, с учётом непрерывной продувки

(т/ч).

Расход выпара из деаэратора

(т/ч).

Где т/т - удельный расход выпара в т на 1т деаэрируемой воды (по данным ЦКТИ).

Расход пара для подогрева исходной воды в теплообменнике 5

(т/ч).

Где и - энтальпия исходной воды при входе и выходе из теплообменника 5 (численно равные их температурам), ккал/кг;

и - энтальпия насыщенного греющего пара и воды при давлении пара 7 ат, ккал/кг.

Количество конденсата из теплообменника 5, возвращаемое в деаэратор принимаем количество возвращаемого конденсата численно равным расходу пара, т.е.: (т/ч). А энтальпию конденсата берём при давлении 7 ат: ккал/кг.

Энтальпия химически очищенной воды (численно равная её температуре) после её нагрева в теплообменнике 7

(ккал/кг).

Где i”7 и i7 - энтальпия воды при выходе и входе в теплообменние 7, ккал/кг;

i1,7- энтальпия продувочной воды при давлении 1,7 ат, ккал/кг.

iдр- энтальпия сбрасываемой в барботёр воды (принимаемая численно равной температуре 40Сo).

Энтальпия химически очищенной воды после её нагрева в охладителе выпара (теплообменник 11)

ккал/кг.

Где и - энтальпия воды при выходе и входе в теплообменник 11 (численно равные их температурам);

i1,2 и i”1,2 - энтальпия пара и конденсата при давлении 1,2 ат.

Средняя энтальпия (численно равная средней температуре) потоков воды, вошедших в деаэратор

(ккал/кг) (С)

Расход пара на подогрев питательной воды в деаэраторе (по пару 7 ат)

(т/ч).

Где - энтальпия греющего пара при 7 ат, ккал/кг;

- энтальпия питательной воды в деаэраторе при давлении 1,2 ат;

- средняя энтальпия водяных потоков, поступающих в деаэратор.

Количество пара, расходуемое на собственные нужды котельной

(т/ч).

Количество пара, выдаваемое потребителю

(т/ч).

или в % это составит %.

3. Расчёт тепловой схемы котельной

Исходные данные для расчёта тепловой схемы котельной с паровым котлом, работающей на закрытую систему теплоснабжения.

Таблица 2.1.

Физическая величина

Обозначение

Обоснование

Значение величины при характерных режимах работы котельной

Максимально-зимнего

Наиболее холодного месяца

Летнего

1

2

3

4

5

6

Расход пара на технологические нужды (давление 0,6 МПа, температура 180оС), т/ч

Задан

15

15

10

Расход теплоты на нужды отопления и вентиляции, МВт

Задан

9

-

-

Расход теплоты на ГВС, МВт

Задан

1,8

1,8

1,5

Расчётная температура наружного воздуха для г. Кременчуга, Сo

-при расчёте системы отопления

-при расчёте системы вентиляции

Задан

-29

-20

Задан

-20

-

-

Возврат конденсата технологическими потребителями, %

Задан

80

80

80

Энтальпия пара при давлении 0,6 МПа, (после РУ), кДж/кг

Табл. водяных паров

2815

2815

2815

Температура питательной воды, Сo

Задана

104

104

104

Энтальпия питательной воды, кДж/кг

.

Табл. Водяных паров

436

436

436

Непрерывная продувка котла, %

pпр

Принята

3

3

3

Энтальпия котловой воды, кДж/кг

iк.в.

Табл. Водяных паров

829

829

829

Степень сухости пара

X

Принята

0,98

0,98

0,98

Энтальпия пара на выходе из расширителя непрерывной продувки, кДж/кг

iрасш

Табл. водяных паров

2691

2691

2691

Температура подпиточной воды, Сo

tподп

Принята

70

70

70

Энтальпия подпиточной воды, кДж/кг

iподп

Табл. водяных паров

336

336

336

Температура конденсата, возвращаемого от потребителей, Сo

tк

Задана

80

80

80

Энтальпия конденсата, возвращаемого от потребителей, кДж/кг

iк

Табл. водяных паров

336

336

336

Температура воды после охладителя непрерывной продувки, Сo

tпр

Принята

50

50

50

Энтальпия конденсата при давлении 0,6 МПа, кДж/кг

iроук

Табл. водяных паров

669

669

669

Температура сырой воды, Сo

tс.в.

Принята

5

5

15

Температура химически очищенной воды перед охладителем деаэрированной воды, Сo

tх.о.в.

Принята

20

20

20

Расчёт тепловой схемы котельной ведётся для трёх наиболее характерных режимов работы:

А. Максимально зимний режим;

В. Режим работы для наиболее холодного месяца;

С. Летний режим работы котельной.

Коэффициент снижения расходов теплоты на отопление и вентиляцию для режима наиболее холодного месяца

Расход воды на подогреватели сетевой воды

А. Для максимально зимнего режима:

(т/ч)

В. Для режима наиболее холодного месяца (Qо.в.=7,29 МВт):

(т/ч)

С. Для летнего режима работы:

(т/ч)

Расход пара на подогреватели сетевой воды

А. Для максимально зимнего режима:

(т/ч)

В. Для режима наиболее холодного месяца:

(т/ч)

С. Для летнего режима работы:

(т/ч)

Расход редуцированного пара внешними потребителями

А. Для максимально зимнего режима:

(т/ч)

В. Для режима наиболее холодного месяца:

(т/ч)

С. Для летнего режима работы:

(т/ч)

Суммарный расход свежего пара внешними потребителями

А. Для максимально зимнего режима:

(т/ч)

В. Для режима наиболее холодного месяца:

(т/ч)

С. Для летнего режима работы:

(т/ч)

Количество впрыскиваемой воды

Расход пара на собственные нужды котельной

где - Расход пара на собственные нужды в % расхода пара внешними потребителями (рекомендуется принимать 5-10 %).

А. Для максимально зимнего режима:

(т/ч)

В. Для режима наиболее холодного месяца:

(т/ч)

С. Для летнего режима работы:

(т/ч)

Расход пара на покрытие потерь в котельной•

где - Расход пара на покрытие потерь (рекомендуется принимать 2-3 %).

А. Для максимально зимнего режима:

(т/ч)

В. Для режима наиболее холодного месяца:

(т/ч)

С. Для летнего режима работы:

(т/ч)

Суммарный расход пара на собственные нужды

Dсн= Dсн+Dп

А. Для максимально зимнего режима:

Dсн= 1,553+0,978 = 2,531 т/ч

В. Для режима наиболее холодного месяца:

Dсн= 1,425+0,898 = 2,323 т/ч

С. Для летнего режима работы:

Dсн= 0,61+0,385 = 0,995 т/ч

Суммарная паропроизводительность котельной

D = Dвн+Dсн

А. Для максимально зимнего режима:

D = 31,06+2,531 = 33,591 т/ч

В. Для режима наиболее холодного месяца:

D = 28,5+2,323 = 30,823 т/ч

С. Для летнего режима работы:

D = 12,23+0,995 13,23 т/ч

Потери конденсата в оборудовании внешних потребителей и внутри котельной

где - Потери конденсата в цикле котельной установки.

А. Для максимально зимнего режима:

(т/ч)

В. Для режима наиболее холодного месяца:

(т/ч)

С. Для летнего режима работы:

(т/ч)

Расход химически очищенной воды

где - Потери воды в теплосети.

А. Для максимально зимнего режима:

(т/ч)

В. Для режима наиболее холодного месяца:

(т/ч)

С. Для летнего режима работы:

(т/ч)

Расход сырой воды

где - Коэффициент, учитывающий расход сырой воды на собственные нужды химводоочистки.

А. Для максимально зимнего режима:

(т/ч)

В. Для режима наиболее холодного месяца:

(т/ч)

С. Для летнего режима работы:

(т/ч)

Количество воды, поступающей в расширитель с непрерывной продувкой

А. Для максимально зимнего режима:

(т/ч)

В. Для режима наиболее холодного месяца:

(т/ч)

С. Для летнего режима работы:

(т/ч)

Количество пара, получаемого в расширителе непрерывной продувки

где iрасш= 436 кдж/кг - Энтальпия воды, получаемой в расширителе непрерывной продувки.

А. Для максимально зимнего режима:

(т/ч)

В. Для режима наиболее холодного месяца:

(т/ч)

С. Для летнего режима работы:

(т/ч)

Количество воды на выходе из расширителя непрерывной продувки

А. Для максимально зимнего режима:

(т/ч)

В. Для режима наиболее холодного месяца:

(т/ч)

С. Для летнего режима работы:

(т/ч)

Температура сырой воды после охладителя непрерывной продувки

Здесь - Энтальпия воды после охладителя непрерывной продувки, принимается 210 кдж/кг.

А. Для максимально зимнего режима:

C

В. Для режима наиболее холодного месяца:

С

С. Для летнего режима работы:

Расход пара на подогреватель сырой воды

где - Энтальпия сырой воды после подогревателя, определяется для температуры воды 20 Сo;

- Энтальпия сырой воды после охладителя непрерывной продувки, определяется по температуре

А. Для максимально зимнего режима:

(т/ч)

В. Для режима наиболее холодного месяца:

(т/ч)

С. Для летнего режима работы:

(т/ч)

Температура хим. очищенной воды в подогревателе перед деаэратором

где - Температура деаэрированной (питательной) воды после охладителя.

А. Для максимально зимнего режима:

В. Для режима наиболее холодного месяца:

С. Для летнего режима работы:

Расход пара на подогрев химически очищенной воды в подогревателе перед деаэратором

Здесь определяется по найденной

А. Для максимально зимнего режима:

(т/ч)

В. Для режима наиболее холодного месяца:

(т/ч)

С. Для летнего режима работы:

(т/ч)

Суммарное количество воды и пара, поступающие в деаэратор, за вычетом греющего пара деаэратора

А. Для максимально зимнего режима:

(т/ч)

В. Для режима наиболее холодного месяца:

(т/ч)

С. Для летнего режима работы:

(т/ч)

Средняя температура воды в деаэраторе

А. Для максимально зимнего режима:

В. Для режима наиболее холодного месяца:

С. Для летнего режима работы:

расход греющего пара на деаэратор

А. Для максимально зимнего режима:

(т/ч)

В. Для режима наиболее холодного месяца:

(т/ч)

С. Для летнего режима работы:

(т/ч

Расход редуцированного пара на собственные нужды котельной

А. Для максимально зимнего режима:

(т/ч)

В. Для режима наиболее холодного месяца:

(т/ч)

С. Для летнего режима работы:

(т/ч)

Действительная паропроизводительность котельной с учётом расхода пара на собственные нужды и потерь пара в котельной

А. Для максимально зимнего режима:

(т/ч)

В. Для режима наиболее холодного месяца:

(т/ч)

С. Для летнего режима работы:

(т/ч)

Невязка с предварительно принятой паропроизводительностью котельной

А. Для максимально зимнего режима:

В. Для режима наиболее холодного месяца:

С. Для летнего режима работы:

Полученная в результате расчёта тепловой схемы невязка с предварительно принятой производительностью менее 3 %, точность расчёта достаточна.

Сводная таблица результатов расчёта тепловой схемы котельной

Таблица 2.2.

Физическая величина

Обозначение

Значение величины при характерных режимах работы

Максимально-зимнем

наиболее холодного месяца

летнем

1

2

3

4

5

Коэффициент снижения расхода теплоты на отопление и вентиляцию

1

0,81

-

Расход воды на подогреватели сетевой воды, т/ч

116,1

97,7

16,125

Расход пара на подогреватели сетевой воды, т/ч

16,06

13,5

2,23

Расход редуцированного пара внешними потребителями, т/ч

31,06

28,5

12,23

Суммарный расход пара внешними потребителями, т/ч

31,06

28,5

12,23

Расход пара на собственные нужды, т/ч

1,553

1,425

0,61

Расход пара на покрытие потерь в котельной, т/ч

0,978

0,898

0,385

Суммарный расход пара на собственные нужды, т/ч

2,531

2,323

0,995

Суммарная паропроизводительн. котельной, т/ч

33,591

30,823

13,23

Потери конденсата у внешних потребителей и внутри котельной, т/ч

4,008

3,92

2,4

Расход химически очищенной воды, т/ч

7,491

6,758

2,88

Расход сырой воды, т/ч

9,36

8,45

3,6

Количество воды, поступающей в расширитель с непрерывной продувкой, т/ч

1,008

0,92

0,4

Количество пара, получаемого в расширителе непрерывной продувки, т/ч

0,179

0,164

0,07

Количество воды на выходе из расширителя непрерывной продувки, т/ч

0,829

0,756

0,33

Температура сырой воды после охладителя непрерывной продувки, оС

9,6

9,63

9,74

Расход пара на подогрев сырой воды, т/ч

0,194

0,176

0,074

Температура химически очищенной воды после охладителя деаэрированной воды, Сo

35,5

34,45

25,6

Расход пара на подогрев химически очищенной воды в подогревателе перед деаэратором, т/ч

0,667

0,62

0,313

Суммарное количество воды и пара, поступающее в деаэратор, за вычетом греющего пара деаэратора, т/ч

36,591

33,218

13,567

Средняя температура воды в деаэраторе, Сo

84,6

84,67

85,15

Расход греющего пара на деаэратор, т/ч

1,266

1,145

0,456

Расход редуцированного пара на собственные нужды, т/ч

2,127

1,941

0,843

Действительная паропроизводительн. котельной с учётом расхода на собственные нужды и потери пара в котельной, т/ч

34,587

31,736

13,617

Невязка с предварительно принятой паропроизв., %

2,88

2,88

2,84

4. Тепловой расчёт парового котла ДЕ-25-14ГМ

4.1 Исходные данные для расчёта

Котёл ДЕ-25-14ГМ паропроизводительностью 25 т/ч вырабатывает насыщенный пар с абсолютным давлением ата. Питательная вода поступает из деаэратора при . Котёл оборудован индивидуальным водяным экономайзером системы ВТИ. Непрерывная продувка котла составляет 3%. Топливом служит природный газ.

Характеристика топлива:

;

;

;

;

(и более тяжёлые) - 0,1%;

;

.

Теплота сгорания низшая сухого газа: кДж/м3.

Плотность газа при 0 Сo и 760 мм.рт.ст.: кг/м3.

Влагосодержание на 1 м3 сухого газа при принимаем равным г/м3.

4.2 Определение присосов воздуха и коэффициентов избытка воздуха по газоходам

Коэффициент избытка воздуха на выходе из топки: .

- присос воздуха в первый конвективный пучок;

- присос воздуха во второй конвективный пучок;

- присос воздуха в экономайзер.

Таким образом:

4.3 Расчёт объёмов воздуха и продуктов сгорания

Теоретический объём воздуха, необходимый для полного сгорания :

Где - число атомов углерода;

- число атомов водорода.

м3/м3

Теоретический объём азота в продуктах сгорания ( = 1):

м3/м3

Теоретический объём трёхатомных газов ( = 1):

м3/м3

Теоретический объём водяных паров :

м3/м3

Определяем объёмы продуктов сгорания, объёмные доли трёхатомных газов и другие характеристики продуктов сгорания в поверхностях нагрева. Результаты сводим в таблицу 4.1.

Таблица 4.1.

Наименование величины

Расчётная формула

Топка

1конв.

пучок

2конв.

пучок

Эко-номайзер

Коэффициент избытка воздуха за газоходом,

Пункт 5.2.

1,1

1,15

1,25

1,35

Коэффициент избытка воздуха средний, ср

1,1

1,125

1,2

1,3

Избыточное количество воздуха, Vоизб, м3/кг

0,973

1,22

1,95

2,9

Действительный объём водяных паров, , м3/м3

2,2

2,21

2,22

2,237

Действительный суммарный объём продуктов сгорания, , м3/м3

11,913

12,166

12,91

13,9

Объёмная доля трёхатомных газов, rRO2

VRO2 / Vг

0,087

0,085

0,08

0,075

Объёмная доля водяных паров, rpO

VpO / Vг

0,185

0,182

0,172

0,164

Суммарная объёмная доля, rп

rRO2 + rpO

0,272

0,267

0,252

0,236

4.4 Расчёт энтальпий воздуха и продуктов сгорания

Используем для расчёта следующие формулы:

Энтальпия теоретического объёма воздуха:

,

где (сv)в - энтальпия 1 м3 воздуха, кДж/м3, принимается из таблицы 3.4. литературы [1].

Энтальпия теоретического объёма продуктов сгорания:

,

где ; ; - также, по таблице 3.4. [1]

Энтальпия избыточного количества воздуха:

Энтальпия продуктов сгорания при :

Результаты расчёта сводим в таблицу 4.2.

Таблица 4.2.

Поверх-

ность

нагрева

Темпера-

тура после поверхнос-

ти нагрева, Co

Iов,

кДж/м3

Iог,

кДж/м3

Iвизб,

кДж/м3

I,

кДж/м3

Топка,

т = 1,1

2000

29910

36572

2991

39563

1900

28275

34540

2828

37368

1800

26640

32492

2664

35156

1700

25045

30475

2505

32980

1600

23459

28474

2346

30820

1500

21863

26480

2187

28666

1400

20267

24523

2027

26540

1300

18671

22547

1867

24414

1200

17124

20615

1712

22327

1100

15568

18730

1557

20287

1000

14011

16851

1401

18252

1конвект.

пучок

к = 1,15

1200

17124

20615

2569

23184

1100

15568

18730

2335

21065

1000

14011

16851

2102

18953

900

12503

14986

1875

16861

800

11033

13151

1655

14806

2конвект.

пучок

к2 = 1,25

1100

15568

18730

3892

22622

1000

14011

16851

3503

20354

900

12503

14986

3123

18109

800

11033

13151

2758

15909

700

9554

11353

2389

13742

600

8095

9606

2024

11630

500

6674

7913

1669

9582

400

5283

6246

1321

7567

300

3931

4626

983

5609

Экономай-

зер

э = 1,35

400

5283

6246

1849

8095

300

3931

4626

1376

6002

200

2598

3051

909

3960

100

1294

1508

453

1961

4.5 Расчёт потерь теплоты, КПД и расхода топлива

Тепловой баланс котла (общий вид):

где кДж/м3

- полезно использованное тепло, кДж/м3;

- потери с уходящими газами, кДж/м3;

- потери от химической неполноты сгорания, кДж/м3;

- потери от механической неполноты сгорания, кДж/м3;

- потери от наружного охлаждения, кДж/м3;

- потери от физической теплоты, содержащейся в удаляемом шлаке, кДж/м3.

Давление в котле: ата;

Температура питательной воды: Cо;

Процент продувки: .

Для этих условий определяем полное тепловосприятие воды и пара в котельном агрегате, отнесённое к 1 кг насыщенного пара:

,

где кДж/кг - энтальпия насыщенного пара;

кДж/кг - энтальпия питательной воды;

кДж/кг - энтальпия котловой воды.

кДж/кг

Температуру уходящих газов принимаем равной , тогда потери тепла с уходящими газами:

,

где (при сжигании газа);

кДж/м3 - определяется по таблице 4.2. при Со и ;

- энтальпия теоретического объёма холодного воздуха

, определяется по формуле:

кДж/м3

- при сжигании газа (таблица 4.4 [1])

- (таблица 4.4 [1])

- (таблица 4.4 [1]).

Определяем величину коэффициента сохранения тепла :

КПД брутто парового котла (из уравнения теплового баланса):

определение расхода топлива:

м3/ч = 0,485 м3/с

Основные конструктивные характеристики котла ДЕ-25-14ГМ, необходимые для теплового расчёта топки и газоходов

Таблица 4.3.

ВЕЛИЧИНА

КОТЁЛ ДЕ-25-14ГМ

Объём топки, м3

29

Площадь поверхности стен топки, м2

64,22

Диаметр экранных труб, мм

51 х 2,5

Шаг труб боковых экранов, мм

55

Площадь лучевоспринимающей поверхности нагрева, м2

60,46

Площадь поверхности нагрева конвективных пучков, м2:

- 1 конвективный пучок

- 2 конвективный пучок

16,36

196,0

Диаметр труб конвективного пучка, мм

51 х 2,5

Расположение труб конвективного пучка

1 пучок - шахматное;

2 пучок - коридорное

Площадь живого сечения для прохода продуктов сгорания, м2

1 пучок - 1,245;

2 пучок - 0,851

Поперечный шаг труб, мм

110

Продольный шаг труб, мм

110

4.6 Тепловой расчёт топки

Полезное тепловыделение в топке:

,

где , т.к. рециркуляция продуктов сгорания отсутствует;

, т.к. воздух вне агрегата не подогревается.

Теплота, вносимая с воздухом в топку для котлов без воздухоподогревателя: кДж/кг

По таблице 4.2. при значениях и полезном тепловыделении в топке ,3 кДж/м3 методом интерполирования находим теоретическую температуру горения в топке: Сo. Для определения температуры на выходе из топки строим таблицу 4.4.

Таблица 4.4.

Величина

Обозначен.

Расчётная формула

Расчёт

Результат

1

2

3

4

5

Объём топочного пространства, м3

По

конструктивным

характеристикам

котла.

-

29

Общая площадь ограждающих поверхностей

-

64,22

Эффективная толщина излучающего слоя, м

1,626

Лучевоспринимающая поверхность нагрева, м2_

По констр.

характеристикам.

-

60,46

Степень экранирования топки

Fл / Fст

60,46 / 64,22

0,94

Температура газов на выходе из топки, Сo

Принимается

-

1240

Энтальпия газов на выходе из топки, кДж/м3

Таблица 4.2.

-

23071

Суммарная объёмная доля трёхатомных газов

Таблица 4.1.

-

0,272

Давление в топочной камере, МПа

Принимается Рт=0,1 МПа для котлов без наддува

0,1

Парциальное давление трёхатомных газов, МПа

0,0272

Суммарная поглощательная способность трёхатомных газов,

0,044

Коэффициент ослабления лучей трёхатомными газами,

Номограмма 5.4.

[1]

-

7,5

Коэффициент ослабления лучей сажистыми частицами,

,

где

Для газа:

1,56

Коэффициент ослабления лучей топочной средой,

3,6

Параметр m

Таблица 5.2.[1]

-

0,25

Степень черноты светящейся части факела

0,89

Степень черноты трёхатомных газов

0,23

Степень черноты факела

0,4

Коэффициент загрязнения лучевоспринимающей поверхности нагрева

Таблица 5.1.[1]

-

0,65

Угловой коэффициент

Рисунок 5.3.[1]

-

0,95

Коэффициент тепловой эффективности экранов

0,62

Степень черноты топки

0,52

Параметр

0,5

0,39

Средняя суммарная теплоёмкость продуктов сгорания на 1 м3 газа при н.у.,

21,746

Действительная температура газов на выходе из топки, Со

По номограмме рисунка 5.7. [1]

-

1240

Удельная нагрузка топочного объёма, кВт/м3

qv

614,5

Тепло,переданное излучением в топке

13750,3

4.7 Расчёт первого конвективного пучка

Для проведения расчёта задаёмся двумя значениями температур на выходе из первого конвективного пучка: Со и Со. Проводим для этих температур два параллельных расчёта. Расчёт данного газохода проводится при . Все данные расчёта сводим в таблицу 4.5.

Таблица 4.5.

Величина

Обознач.

Расчётная формула

Результат

1000

900

1

2

3

4

5

Площадь поверхности нагрева, м2

По

конструктивным характеристикам

котла

ДЕ-25-14ГМ

16,36

Расположение труб 1 конвективного пучка

-

Шахматное

Площадь живого сечения для прохода газов, м2

1,245

Поперечный шаг труб, мм

110

Продольный шаг труб, мм

110

Диаметр труб конвективного пучка

51 х 2,5

Температура дымовых газов перед газоходом, Со

Из теплового

расчёта

топки

1240

Энтальпия дымовых газов перед газоходом, кДж/м3

23071

Энтальпия дымовых газов после газохода, кДж/м3

Таблица 4.2.

18953

16861

Тепловосприятие газохода, кДж/м3

где

4088

6154

Расчётная температура потоков продуктов сгорания в газоходе, Со

1120

1070

Температурный напор, Со

, где Со - температура охлаждающей среды, для парового котла принимается равной температуре кипения воды при давлении в котле (температура насыщения).

925

875

Средняя скорость продуктов сгорания в поверхности нагрева, м/с

20,8

19,9

Коэффициент теплоотдачи конвекцией от продуктов сгорания к поверхности нагрева

и

Сz=1; Сs=0,92;

Сф=1,05 и 1,03

Номограмма 6.2. [1]

115,9

109

Параметр kps

и 11,5; МПа;

(Таблица 5.1.);

0,066

0,069

Степень черноты газового потока

Номограмма 5.6. [1]

0,12

0,125

Температура загрязнённой стенки, Сo

t+t, где t=195 оС;

t=25 оС (при сжигании газа)

220

220

Коэффициент при средней температуре газов

Номограмма 6.4. [1]

0,99

0,98

Коэффициент теплоотдачи, учитывающий передачу теплоты излучением в конвективной поверхности нагрева,

и

Номограмма 6.4. [1]

19,6

19,0

Суммарный коэффициент теплоотдачи от продуктов сгорания к поверхности нагрева,

135,5

128

Коэффициент тепловой эффективности

Таблица 6.2. [1]

0,85

0,85

Коэффициент тепло-

передачи,

115,18

108,8

Температурный напор, Со

920

864

Количество теплоты, воспринятое поверхностью нагрева, кДж/м3

3574

3174

По двум принятым значениям температур (1000 и 900 Сo), а также полученным двум значениям и производится графическая интерполяция для определения температуры продуктов сгорания на выходе из поверхности нагрева.

Полученная температура 1015 Сo незначительно отличается от предварительно принятой (1000 Сo). Уточняем расчёт для полученной температуры.

Энтальпия кДж/м3 (при полученной температуре).

Температурный напор:

Количество теплоты, воспринятое поверхностью нагрева:

4.8 Расчёт второго конвективного пучка

Задаёмся двумя значениями температур на выходе из второго конвективного пучка.

; . Проводим для этих температур два параллельных расчёта. Расчёт проводим при . Результаты расчёта сводим в таблицу 4.6.

Таблица 4.6.

Величина

Обознач.

Расчётная формула

Результат

1000

900

1

2

3

4

5

Площадь поверхности нагрева, м2

По

конструктивным характеристикам

котла

ДЕ-25-14ГМ

196

Расположение труб 2 конвективного пучка

-

Коридорное

Площадь живого сечения для прохода газов, м2

0,851

Поперечный шаг труб, мм

110

Продольный шаг труб, мм

110

Диаметр труб конвективного пучка

51 х 2,5

Температура дымовых газов перед газоходом, Сo

Из теплового

расчёта

первого

конвективного

пучка.

1015

Энтальпия дымовых газов перед газоходом, кДж/м3

19270

Энтальпия дымовых газов после газохода, кДж/м3

Таблица 4.2.

7175

6196

Тепловосприятие газохода, кДж/м3

,

где ;

12134

13113

Расчётная температура потоков продуктов сгорания в газоходе, Сo

697,5

672,5

Температурный напор, Сo

, где - температура охлаждающей среды, для парового котла принимается равной температуре кипения воды при давлении в котле (температура насыщения).

502,5

477,5

Средняя скорость продуктов сгорания в поверхности нагрева, м/с

26,15

25,5

Коэффициент теплоотдачи конвекцией от продуктов сгорания к поверхности нагрева

и

и

Номограмма 6.1. [1]

126

123

Параметр

и

(Таблица 5.1.);

0,099

0,103

Степень черноты газового потока

Номограмма 5.6. [1]

0,1

0,105

Температура загрязнённой стенки, Сo

, где;

(при сжигании газа)

220

220

Коэффициент при средней температуре газов

Номограмма 6.4. [1]

0,8

0,79

Коэффициент теплоотдачи, учитывающий передачу теплоты излучением в конвективной поверхности нагрева,

и

Номограмма 6.4. [1]

7,36

7,22

Суммарный коэффициент теплоотдачи от продуктов сгорания к поверхности нагрева,

133,36

130,22

Коэффициент тепловой эффективности

Таблица 6.2. [1]

0,85

0,85

Коэффициент тепло-

передачи,

113,36

110,69

Температурный напор, Сo

427

380

Количество теплоты, воспринятое поверхностьюнагрева,

19562

16998

По двум принятым значениям температур и полученным двум значениям и производится графическая интерполяция для определения температуры продуктов сгорания на выходе из второго конвективного пучка.

Полученная температура , она отличается от принятой на 50 Сo, что в соответствии с [1] допустимо. Для полученной температуры производим перерасчёт

Энтальпия кДж/м3.

Температурный напор:

Количество теплоты, воспринятое поверхностью нагрева второго конвективного пучка:

4.9 Расчёт водяного экономайзера

Таблица 4.7.

НАИМЕНОВАНИЕ ВЕЛИЧИНЫ

Обозн

РАСЧЁТНАЯ ФОРМУЛА

Результат

1

2

3

4

Температура газов на входе в экономайзер, Сo

Из расчёта второго конвективного пучка.

280

Энтальпия газов на входе в экономайзер, кДж/м3

Таблица 4.2.

5594

Температура уходящих газов, Сo

Принята

140

Энтальпия уходящих газов, кДж/м3

Таблица 4.2.

2760,6

Количество теплоты, которое должны отдать продукты сгорания, кДж/м3

где

2838

Энтальпия воды на входе в экономайзер, кДж/кг

[6]

436

Энтальпия воды после экономайзера, кДж/кг

кг/с;

кг/с

628,8

Температура воды после экономайзера, Сo

[6]

149

Перепад температур между температурой насыщения и температурой воды на выходе из экономайзера, Сo

-

,

т.е. необходимое условие выполняется.

46

Средний температурный напор, Co

Средняя температура дымовых газов, Сo

210

Число труб в ряду, шт.

Принято

10

Площадь живого сечения для прохода продуктов сгорания, м2

,

где

Таблица 6.3. [1]

1,84

Число параллельно включенных змеевиков в пакете, шт.

6

Действительная скорость продуктов сгорания в экономайзере, м/с

6,5

Коэффициент теплопередачи,

,

где ;

Номограмма 6.9. [1]

19,57

Площадь поверхности нагрева экономайзера, м2

837

Общее число труб, шт.

,

где м2 Таблица 6.3. [1]

187

Число рядов

Тип устанавливаемого экономайзера

ВЭ-1Х-20п-3,0

4.10 Определение невязки теплового баланса

Невязка:

Полученная точность достаточна, тепловой расчёт закончен.

5. Аэродинамический расчёт парового котла ДЕ-25-14ГМ

Целью аэродинамического расчёта котла является проверка правильности выбора тягодутьевых машин на основе определения производительности тяговой и дутьевой систем и перепада полных давлений в газовом и воздушном трактах.

Газовоздушный тракт включает в себя воздухопровод, запорные и регулирующие органы, газопроводы, элементы собственно парогенератора, тягодутьевые машины и дымовую трубу.

Аэродинамический расчёт ведётся по схеме газовоздушного тракта с разделением его на участки.

Расчёт выполнен для парового котла ДЕ-25-14ГМ, работающем на природном газе. Паропроизводительность котла - 25 т/ч. Котёл оснащён одной газомазутной горелкой типа ГМП-16. Забор воздуха производится из помещения котельной. Воздух, подаваемый вентилятором к горелке, не подогревается.

1

4

5

3

2

6

Рисунок 6.1. Схема газовоздушного тракта

1 - патрубок забора воздуха; 2 - вентилятор; 3 - горелка; 4 - котёл; 5 - водяной экономайзер; 6 - дымосос; 7 - дымовая труба.

Исходные данные для аэродинамического расчёта:

Таблица 5.1.

Расход топлива, м3/с

0,485

Теоретически необходимый объём воздуха, м3/м3

9,73

Коэффициент избытка воздуха в топке

1,1

Температура воздуха в котельной, Сo

30

Коэф. избытка воздуха на выходе из котла

1,35

Температура уходящих газов, Сo

140

Объём продуктов сгорания, м3/м3

13,9

РАСЧЁТ Таблица 5.2.

СОПРОТИВЛЕНИЕ

Обозн

ФОРМУЛА

Расчёт

1

2

3

4

РАСЧЁТ ДУТЬЯ

1. Воздушный тракт - от забора воздуха до горелки, горелка

Средний секундный объём воздуха, м3/с

6,08

Патрубок забора воздуха

Коэффициент местного сопротивления

Таблица 7-3 [5]

0,2

Площадь сечения, м2

По констр. хар-кам

1,088

Скорость воздуха, м/с

5,6

Динамическое давление, мм.вод.ст.

Рисунок 7-2 [5]

1,8

Сопротивление патрубка, мм.вод.ст.

0,36

Участок трения 1

Сопротивление трения, мм.вод.ст.,

; м; мм.вод.ст.

,

где

Таблица 7-2 [5]

4,07

Карман

Скорость воздуха на входе в рабочее колесо, м/с, м

10,1

Коэффициент сопротивления кармана

Пункт 2-32 [5]

0,2

Динамическое давление, мм.вод.ст.

Рисунок 7-2 [5]

6,0

Сопротивление кармана, мм.вод.ст.

1,2

Диффузор за вентилятором

Отношение площадей сечений

2,13

Скорость воздуха, м/с

12,16

Таблица 6.2. (продолжение)

1

2

3

4

Динамическое давление, мм.вод.ст.

Рисунок 7-2 [5]

8,5

Коэффициент сопротивления

Рисунок 7-14 [5]

0,26

Сопротивление диффузора, мм.вод.ст.

2,21

Поворот на 90о

Коэффициент сопротивления

Рисунки 7-15,16,17 [5]

0,22

Динамическое давление, мм.вод.ст.

Рисунок 7-2 [5]

8,5

Сопротивление поворота, мм.вод.ст.

1,87

Участок трения

Сопротивление трения, мм.вод.ст.

l=4,56 м;

м ;

;

1,16

Поворот - диффузор на 90о

Отношение площадей сечений

1,34

Скорость воздуха, м/с

9,1

Динамическое давление, мм.вод.ст.

Рисунок 7-2 [5]

4,8

Коэффициент сопротивления

Рисунок 7-16,17,19 [5]

0,36

Сопротивление поворота, мм.вод.ст.

1,73

Суммарное сопротивление тракта холодного воздуха, мм.вод.ст.

12,6

Горелка газомазутная

Коэффициент сопротивления

Таблица 7-6 [5]

3

Суммарная площадь сечения для прохода воздуха, м2

0,196

Скорость воздуха на выходе из завихрителей, м/с

32,7

Динамическое давление, мм.вод.ст.

Рисунок 7-2 [5]

57

Сопротивление горелки, мм.вод.ст.

171

Перепад полных давлений по воздушному тракту, мм.вод.ст.

183,6

РАСЧЁТ ТЯГИ

Участок - от выхода из топочной камеры до выхода из экономайзера

Разрежение на выходе из топки, мм.вод.ст.

Пункт 2-56 [5]

2

Поворот газов на 90о на выходе из топочной камеры

Коэффициент сопротивления

Пункт 1-36 [5]

1,0

Температура газов на выходе из топки, Сo

Из данных теплового расчёта

1240

Средний секундный объём газов, м3/с

35,75

Средняя площадь, м2

3,1

Средняя скорость газов в повороте, м/с

11,5

Динамическое давление, мм вод ст.

Рисунок 7-2 [5]

1,2

Сопротивление поворота, мм.вод.ст.

1,2

Первый котельный пучок

Коэффициент сопротивления

Рисунок 7-6 [5]

24,67

Площадь сечения, м2

4,16

Средний секундный объём газов, м3/сек

23,43

Скорость газов, м/с

5,63

Динамическое давление, мм.вод.ст.

Рисунок 7-2 [5]

0,6

Сопротивление первого котельного пучка, мм.вод.ст.

14,8

Поворот потока газов на 180о

Коэффициент сопротивления

Пункт 1-36 [5]

2

Средний секундный объём газов, м3/c

17,6

Средняя площадь, м2

3,4

Средняя скорость газов в повороте, м/с

5,2

Динамическое давление, мм.вод.ст.

Рисунок 7-2 [5]

0,8

Сопротивление поворота, мм.вод.ст.

1,6

Второй котельный пучок

Площадь сечения, м2

1,46

Средний секундный объём газов, м3/с

13,78

Скорость газов, м/с

9,44

Динамическое давление, мм.вод.ст.

Рисунок 7-2 [5]

2,7

Коэффициент сопротивления

Рисунок 7-6 [5]

21,6

Сопротивление пучка, мм.вод.ст.

58,32

Поворот на 45о

Площадь сечения, м2

1,24

Коэффициент сопротивления поворота

Пункт 1-29 [5]

0,35

Средний секундный объём газов, м3/с

12,18

Скорость газов в повороте, м/c

9,8

Динамическое давление, мм.вод.ст.

Рисунок 7-2 [5]

2,8

Сопротивление поворота, мм.вод.ст.

0,98

Конфузор в прямом канале

Угол сужения конфузора, град.

48,1

Коэффициент сопротивления

Таблица 7-3 [5]

0,1

Площадь меньшего сечения, м2

0,63

Секундный объём газов, м3/с

12,18

Скорость газов в конфузоре, м/с

19,3

Динамическое давление, мм.вод.ст.

Рисунок 7-2 [5]

10

Сопротивление конфузора, мм.вод.ст.

1,0

Сопротивление при внезапном расширении

Коэффициент сопротивления

Рисунок 7-11 [5]

0,1

Отношение сечений

0,66

Секундный объём газов, м3/с

12,18




Не сдавайте скачаную работу преподавателю!
Данную курсовую работу Вы можете использовать для написания своего курсового проекта.
Доработать Узнать цену работы по вашей теме
Поделись с друзьями, за репост + 100 мильонов к студенческой карме :
Пишем курсовую работу самостоятельно:
! Как писать курсовую работу Практические советы по написанию семестровых и курсовых работ.
! Схема написания курсовой Из каких частей состоит курсовик. С чего начать и как правильно закончить работу.
! Формулировка проблемы Описываем цель курсовой, что анализируем, разрабатываем, какого результата хотим добиться.
! План курсовой работы Нумерованным списком описывается порядок и структура будующей работы.
! Введение курсовой работы Что пишется в введении, какой объем вводной части?
! Задачи курсовой работы Правильно начинать любую работу с постановки задач, описания того что необходимо сделать.
! Источники информации Какими источниками следует пользоваться. Почему не стоит доверять бесплатно скачанным работа.
! Заключение курсовой работы Подведение итогов проведенных мероприятий, достигнута ли цель, решена ли проблема.
! Оригинальность текстов Каким образом можно повысить оригинальность текстов чтобы пройти проверку антиплагиатом.
! Оформление курсовика Требования и методические рекомендации по оформлению работы по ГОСТ.

Читайте также:
→ Разновидности курсовых Какие курсовые бывают в чем их особенности и принципиальные отличия.
→ Отличие курсового проекта от работы Чем принципиально отличается по структуре и подходу разработка курсового проекта.
→ Типичные недостатки На что чаще всего обращают внимание преподаватели и какие ошибки допускают студенты.
→ Защита курсовой работы Как подготовиться к защите курсовой работы и как ее провести.
→ Доклад на защиту Как подготовить доклад чтобы он был не скучным, интересным и информативным для преподавателя.
→ Оценка курсовой работы Каким образом преподаватели оценивают качества подготовленного курсовика.

Другие популярные курсовые работы:

Сейчас смотрят :

Курсовая работа Разработка системы управления запасами в логистике закупок строительной организации
Курсовая работа Внешнеэкономическая деятельность предприятия
Курсовая работа Управление качеством продукции на предприятии
Курсовая работа Анализ производительности труда и резервы ее повышения
Курсовая работа Пути снижения издержек производства
Курсовая работа Учёт реализации товаров и анализ товарооборота торговой организации
Курсовая работа Оборотные средства организации и эффективность их использования
Курсовая работа Институт опеки и попечительства
Курсовая работа Учет и анализ движения денежных средств
Курсовая работа Юридическая ответственность
Курсовая работа Исследование рынка кофе Nescafe Classic
Курсовая работа Аудит расчетов с покупателями и заказчиками
Курсовая работа Организация коммерческой деятельности предприятия
Курсовая работа Цены и ценообразование в рыночной экономике
Курсовая работа Оборотный капитал предприятий
Реклама на сайте
© 2015-2024