Расчет котла де 6 5
Обновлено: 16.05.2024
Паровой котел ДЕ 6,5-14 ГМ
Площадь сечения дымовой трубы, рассчитанная по среднему диаметру, м 2 :
F ср =0,785( D ср ) 2
F ср =0,785(1,8) 2 =2,54
Средняя скорость газов в дымовой трубе, м/с:
Средняя плотность дымовых газов в трубе, кг/м 3 :
где: = 1,34 кг/м 3 - плотность дымовых газов среднего состава при нормальных физических условиях.
Потери давления на трение в дымовой трубе, Па:
где: значение коэффициента трения, для кирпичных труб применяется 0,04.
Потери давления на выходе из дымовой трубы, Па:
Суммарные потери давления в дымовой трубе равны:
Определяем самотягу дымовой трубы Н с , м:
где: Н-высота дымовой трубы, м.
- плотность дымовых газов, кг/м 3 .
Н с =9,81*30(1,2-0,64)=164,8
11. Охрана окружающей среды
При работе энергоустановок должны приниматься меры для предупреждения или ограничения прямого и косвенного воздействия на окружающую среду выбросов загрязняющих веществ в атмосферу и сбросов сточных вод в водные объекты, звукового давления в близ лежащих районов и минимального потребления воды из природных источников.
В настоящее время разработаны предельно допустимые концентрации (ПДК) содержания вредных элементов в атмосфере. Это необходимо для установления безвредности определённых концентраций элементов для человека, животных и растений.
Основными элементами, загрязняющими атмосферный воздух, являются СО, оксид азота, оксид серы и твёрдые частицы. Основным источником выбросов СО является автомобильный транспорт, значительное место занимают и отопительные котельные, которые вырабатывают в атмосферу СО в двадцать раз больше, чем промышленные. Источником выбросов оксидов азота в первую очередь является котельные установки, на которые приходится более половины всех технологических выбросов. До 80% выбросов оксидов серы и около 50% твёрдых частиц также приходятся на долю выбросов котельных установок. Причём для выбросов твёрдых частиц малыми котельными значительна.
Существует четыре направления борьбы с загрязнителями приземной атмосферы:
оптимизация процесса сжигания топлива;
очистка топлива от элементов, образующихся при сжигании загрязняющих веществ;
очистка дымовых газов от загрязняющих веществ;
рассеивание загрязнителей в атмосферном воздухе.
Большое влияние на снижение вредных выбросов в атмосферу оказывает обеспечение процесса горения с оптимальным количеством воздуха. При неправильном забросе топлива или проникания через не плотности обмуровки воздух проходит через слой топлива по пути наименьшего сопротивления. В результате повышается химическая неполнота сгорания топлива, что приводит к повышению концентрации СО и сажи.
Установлено, что на оксид азота влияет не производительность котла, а тепловое напряжение топочного объема, от которого, в свою очередь зависит температурный уровень в топке. Снижение выбросов оксидов азота можно обеспечить при работе котлов с 50-60% загрузкой. Зависимость оксидов азота определяется типом горелочного устройства и единичной теплопроизводительности котла. Радикальным методом для котла является замена устаревших конструкций горелок более современными.
Повышение КПД котла и снижение вредных выбросов достигается исключением цикличности в работе механизированной топки, что ликвидирует пик работы выбросов в период расгорания топлива.
Огромное значение в оздоровлении атмосферы имеет перевод малых отопительных котельных с твёрдого на жидкое, а в лучшем случае – на газообразное топливо.
На снижение выбросов влияют различные присадки к мазутам, которые получили широкое применение в энергетике, но практически не используются в промышленных и отопительных котельных, из-за отсутствия достаточного количества присадок и необходимого для их ввода оборудования. Основное действие присадок – повышение качества сжигания, снижение загрязнения и коррозии поверхностей нагрева.
Все котельные работающее на твёрдом топливе, должны быть оборудованы системой газоочистки. В качестве золоуловителей используются: блоки циклонов ЦТКИ; батарейные циклоны с коэффициентом очистки не ниже 85-92%.
Для рассеивания вредных выбросов в атмосферном воздухе используются дымовые трубы. Трубы обеспечивают распространение загрязняющих веществ в окружающем воздухе, тем самым снижают их опасное воздействие в приземной зоне. Дымовые трубы не снижают количество выбросов, а позволяют разбросать на большую площадь, уменьшая концентрацию. Это мероприятие должно использоваться после того когда, исчерпаны все возможные способы уменьшения выбросов загрязнителей. На эффективность рассеивания влияют следующие факторы: состояние атмосферы, скорость ветра, мощность выбросов их скорость и состав, высота дымовой трубы. Необходимым условием должно быть то, что скорость выхода дымовых газов было в два раза выше скорости ветра.
12. Энергосберегающие мероприятия
В настоящее время перед человечеством стоит одна из важнейших проблем – проблема экономного и рационального использования топливно-энергетических ресурсов.
Для уменьшения потерь тепла в котельных агрегатах и достижения расчетных значений КПД важное значение имеет содержание в чистоте поверхностей нагрева путем своевременной их очистки от наружных и внутренних загрязнений, качественное ведение топочных процессов и поддержание оптимальных значений коэффициента избытка воздуха, соблюдение установленного водного режима, содержание в исправности обмуровки и гарнитуры и т.д. Для определения и последующего анализа тепловых потерь рекомендуется проводить регулярные балансовые испытания котлов.
Так как КПД котлов меняется в зависимости от нагрузки, то на экономичность работы котельной влияют также режим работы котлов и распределение нагрузки между ними.
На тепловой экономичности котельных сказываются потери топлива при транспортировке и хранении, потери тепла от продувок и растопок и т.д. Экономное расходование топлива в котельных связано с уменьшением потерь тепла у потребителей в первую очередь путем улучшения технического состояния отопляемых зданий и сооружений. При эксплуатации котельной необходимо постоянно контролировать расходы топлива, тепла и пара, а также нормировать удельные расходы топлива.
Нормирование расхода тепла и топлива является важным фактором в рациональном планировании и использовании энергетических ресурсов. Обоснованные нормы расхода позволяют обеспечить необходимый технико-экономический контроль за состоянием использования топлива.
Под нормой расхода понимается количество условного топлива или тепла, которое расходуется совершенно исправным устройством, эксплуатированным с соблюдением нормальных параметров в соответствии с установленным технологическим режимом.
Удельные нормы расхода тепла и топлива устанавливаются в килограммах условного топлива или в гигакалориях.
Тепловая экономичность работы котельной за отчетный период оценивается по отношению действительно израсходованного количества к фактически выработанному котельной тепла.
Экономия тепла должна обусловливаться совершенствованием технологических процессов и эксплуатационных режимов.
Получение экономии за счет несоблюдения нормальных параметров теплоносителя или нарушения утвержденной технологии недопустимо.
Отсюда следуют выводы: за котлом устанавливается экономайзер для уменьшения потери тепла с уходящими газами. Для использования теплоты непрерывной продувки паровых котлов в котельных устанавливаются расширители и теплообменники непрерывной продувки.
Основными направлениями снижения себестоимости пара являются:
А) снижение удельного расхода топлива за счет повышения КПД агрегатов и исключения потерь топлива;
Б) уменьшение расхода энергии на собственные нужды парогенераторов путем устранения вредных сопротивлений в системе пылеприготовления, пароводяного и газовоздушного трактов, а также поддержание оптимального режима работы оборудования;
В) уменьшение численности обслуживающего персонала за счет комплексной механизации и автоматизации всех процессов;
Г) уменьшение первоначальной стоимости парогенераторных установок за счет уменьшения количества агрегатов при большей их единичной мощности, изготовления агрегатов на заводе укрупненными блоками, применения сборных строительных конструкций зданий и сооружений и т.д.
Е) применение рациональных конструкций топочных устройств, систем пылеприготовления и тягодутьевых установок, что снижает тепловые потери парогенераторов и расходы электроэнергии на собственные нужды.
Ж) использование более совершенных систем золоуловителей и в дальнейшем установок для очистки продуктов сгорания от окислов серы и азота, что дает возможность уменьшить вредные выбросы атмосферу.
З) дальнейшее развитие применения систем с ЦВМ для комплексной автоматизации работы парогенераторов, что способствует повышению их надежности и экономичности работы.
При использовании первых интеллектуальных приборов учёта автоматизация позволяет, кроме того, дистанционно производить их настройку и конфигурацию с учётом измерений характеристик измеряемых энергоносителей.
Одним из главных рычагов энергосбережения является:
организация учёта потребляемой энергии;
внедрение нормирования потребляемой энергии;
внедрение передовых технологий и материалов для производства продукции;
оптимальная загрузка работающих машин и механизмов;
грамотное руководство распределением нагрузки по времени суток и по времени года.
В настоящие время на энергосбережение в целом и развитие нетрадиционных источников энергии (гидроэнергетика, солнечная энергия, ветроэнергетика) направляется достаточно большой капитал.
В Республике Беларусь функционирует три ветроэнергетические установки, две из которых поставлены немецкой стороной, а третья сделана у нас.
Список используемых источников
«Котельные установки курсовое и дипломное проектирование» - Р. И. Эстеркин. Ленинград энергоатомиздат 1989.
«Промышленные парогенерирующие установки» - Р.И. Эстеркин. Ленинград Энергия 1980.
«Справочник по котельным установкам малой производительности» - К. Ф. Раддатис , А. Н. Полтарецкий.
«Теоретические основы теплотехники» - Ф. М. Костерев, В. И. Кушнырев. Москва, Энергия 1978.
Введение
Проверочный расчет выполняют для существующих параметров. По имеющимся конструктивным характеристикам при заданной загрузке и топливе определяют температуры воды, пара, воздуха и продуктов сгорания на границах между поверхностями нагрева, КПД агрегата, расхода топлива. В результате поверочного расчета получают исходные данные, необходимые для выбора вспомогательного оборудования и выполнения гидравлических, аэродинамических и прочностных расчетов.
При разработке проекта реконструкции парогенератора, например, в связи с увеличением его производительности, изменением параметров пара или с перевозом на другое топливо, может требоваться изменение целого ряда элементов, которые необходимо изменить, выполняют так, чтобы по возможности сохранялись основные узлы и детали типового парогенератора.
Расчет выполняется методом последовательного проведения расчетных операций с пояснением производимых действий. Расчетные формулы сначала записываются в общем виде, затем подставляются числовые значения всех входящих в них величин, после чего производится окончательный результат.
1 Технологический раздел
1.1 Краткое описание конструкции котла.
Котлы типа Е (ДЕ) предназначены для выработки насыщенного или перегретого пара при работе на газе и мазуте. Изготовитель: Бийский котельный завод.
Котел Е (ДЕ)-6,5-14-225ГМ имеет два барабана одинаковой длины диаметром около 1000 мм и выполнены по конструктивной схеме «Д», характерной особенностью которой является боковое расположение конвективной части котла относительно топочной камеры. Топочная камера расположена справа от конвективного пучка по всей длине котла в виде вытянутой пространственной трапеции. Основными составными частями котла являются верхний и нижний барабаны, конвективный пучок и образующие топочную камеру левый топочный экран (газоплотная перегородка), правый топочный экран, трубы экранирования фронтовой стенки топки и задний экран. Межцентровое расстояние установки барабанов 2750 мм. Для доступа внутрь барабанов в переднем и заднем днищах барабанов имеются лазы. Конвективный пучок образован коридорно расположенными вертикальными трубами диаметром 51x2,5 мм, присоединяемыми к верхнему и нижнему барабанам.
В конвективном пучке котла для поддержания необходимого уровня скоростей газов устанавливаются ступенчатые стальные перегородки.
Конвективный пучок от топки отделен газоплотной перегородкой (левым топочным экраном), в задней части которой имеется окно для выхода газов в конвективный газоход. Газоплотная перегородка выполняется из труб, установленных с шагом 55 мм. Вертикальная часть перегородки уплотняется вваренными между трубами металлическими проставками.
Поперечное сечение топочной камеры для всех котлов одинаково. Средняя высота составляет 2400 мм, ширина – 1790 мм.
Основная часть труб конвективного пучка и правого топочного экрана, а также трубы экранирования фронтовой стенки топки присоединяются к барабанам вальцовкой. Трубы газоплотной перегородки, а также часть труб правого топочного экрана и наружного ряда конвективного пучка, которые устанавливаются в отверстиях, расположенных в сварных швах или околошовной зоне, привариваются к барабанам электросваркой.
Трубы правого бокового экрана ввальцованы одним концом в верхний барабан, а другим – в нижний, образуя таким образом потолочный и подовый экраны. Под топки закрыт слоем огнеупорного кирпича. Задний экран имеет два коллектора (диаметром 159x6 мм) – верхний и нижний, которые связаны между собой трубами заднего экрана на сварке и необогреваемой рециркуляционной трубой (диаметром 76x3,5 мм). Сами коллекторы одним концом присоединяются к верхнему и нижнему барабанам на сварке. Фронтовой экран образован четырьмя трубами, развальцованными в барабанах. В середине фронтового экрана размещена амбразура горелки типа ГМ. Температура дутьевого воздуха перед горелкой не менее 10 °С.
Выступающие в топку части барабанов защищены от излучения фасонным шамотным кирпичом или шамотно-бетонной обмазкой.
Обмуровка натрубная снаружи обшита металлическим листом для уменьшения присосов воздуха. Обдувочные устройства расположены с левой стороны на боковой стенке котла. Обдувочный аппарат имеет трубу с соплами, которую необходимо вращать при проведении обдувки. Вращение обдувочной трубы производится вручную при помощи маховика и цепи. Для обдувки используется насыщенный или перегретый пар при давлении не менее 7 кгс/см 2 .
Выход дымовых газов из котла осуществляется через окно, расположенное на задней стенке котла в экономайзер.
На фронте топочной камеры котлов имеется лаз в топку, расположенный ниже топочного устройства, и три лючка-гляделки – два на правой боковой и один на задней стенках топочной камеры.
Взрывной клапан на котле располагается на фронте топочной камеры над горелочным устройством.
Котел выполнен с одноступенчатой схемой испарения. Опускным звеном циркуляционных контуров котла являются последние по ходу газов наименее обогреваемые ряды труб конвективного пучка.
На котле предусмотрена непрерывная продувка из нижнего барабана и периодическая из нижнего коллектора заднего экрана.
В водяном пространстве верхнего барабана находятся питательные трубы и направляющие щиты, в паровом объеме – сепарационные устройства. В нижнем барабане размещаются устройство для парового прогрева воды в барабане при растопке и патрубки для спуска воды. В качестве первичных сепарационных устройств используются установленные в верхнем барабане направляющие шиты и козырьки, обеспечивающие выдачу пароводяной смеси на уровень воды. В качестве вторичных сепарационных устройств применяются дырчатый лист и жалюзийный сепаратор. Отбойные щиты, направляющие козырьки, жалюзийные сепараторы и дырчатые листы выполняются съемными для возможности полного контроля и ремонта вальцовочных соединений труб с барабаном. Температура питательной воды должна быть не менее 100 °С. Котлы изготавливаются в виде единого блока, смонтированного на опорной раме, на которую передается масса элементов котла, котловой воды, каркаса, обмуровки. Нижний барабан имеет две опоры: передняя неподвижная, а задняя – подвижная, и на ней установлен репер. На верхнем барабане котла установлены два пружинных предохранительных клапана, а также котловой манометр и водоуказательные приборы.
Котел имеет четыре циркуляционных контура: 1-й – контур конвективного пучка; 2-й – правого бокового экрана; 3-й – заднего экрана; 4-й – фронтового экрана.
Реферат: Поверочный расчет котла Е-6,5
Паровым или водогрейным котлом называется устройство, в котором для получения пара или нагрева вода под давлением выше атмосферного используется теплота, выделяющаяся при сгорании органического топлива.
Поверочный расчет парового котла выполняется для оценки показателей экономичности, выбора вспомогательного оборудования, получения исходных данных для последующих расчетов: аэродинамических, гидравлических, прочностных.
При выполнении поверочного расчета парового котла его паропроизводительность, параметры пара и питательной воды являются заданными. Поэтому цель расчета состоит в определении температур газовой среды и тепловосприятий рабочего тела в поверхностях нагрева заданного котла.
1 Описание парового котла типа ДЕ-6,5
Газомазутные вертикально-водотрубные паровые котлы типа ДЕ паропроизводительностью 6,5 т/ч предназначены для выработки насыщенного или слабонасыщенного пара давлением 1,4 Мпа. Топочная камера котлов размещена сбоку от конвективного пучка, образованного вертикальными трубами, развальцованных в верхнем и нижнем барабанах. Ширина топочной камеры по осям боковых экранов труб одинакова для всех котлов – 1790мм, глубина топочной камеры изменяется в зависимости от номинальной паропроизводительности котла.
Основными составными частями этих котлов являются: верхний и нижний барабаны, конвективный пучок, фронтальный, боковой и задний экраны, образующие топочную камеру. Трубы перегородки и правого бокового экрана, образующего также под и потолок топочной камеры, вводятся непосредственно в верхний и нижний барабаны. Концы труб заднего экрана приварены к верхнему и нижнему коллекторам диаметром 159х6мм. Трубы фронтального экрана котлов приварены к коллекторам диаметром 159х6мм. Шаг труб вдоль барабана 90 мм., поперечный - 110мм. Для поддержания необходимого уровня скоростей газов в конвективных пучках котлов установлены продольные ступенчатые перегородки.Плотное экранирование боковых стен, потолка и пода топочной камеры позволяет на котлах применять легкую изоляцию в 2-3 слоя изоляционных плит толщиной 100мм, укладываемую на слой шамотобетона по сетке толщиной 15-20мм. Обмуровка фронтальной и задней стен выполнена из шамотного кирпича толщиной 65мм. и изоляционных плит общей толщиной 100мм. Для уменьшения присосов в газовый тракт котла снаружи изоляцию покрывают металлической листовой обшивкой толщиной 2мм., приваренной к обвязочному каркасу. В качестве хвостовых поверхностей нагрева котлов применяют стандартные чугунные экономайзеры из труб ВТИ.
2 Выбор температуры уходящих газов и коэффициента избытка воздуха.
Температура уходящих газов оказывает решающее влияние на экономичность работы парового котла, так как потеря теплоты с уходящими газами является при нормальных условиях эксплуатации наибольшей даже в сравнении с суммой других потерь. Однако, глубокое охлаждение газов требует увеличения размеров конвективных поверхностей нагрева и во многих случаях приводит к усилению низкотемпературной коррозии.
Температура уходящих газов за хвостовой поверхностью нагрева (экономайзером) выбирается в зависимости от вида сжигаемого топлива =120 о С.
Для расчета действительных объемов продуктов горения по поверхности нагрева котельного агрегата прежде всего выбирают коэффициенты избытка воздуха на выходе из топки и присосы воздуха в отдельных газоходах . Коэффициент избытка воздуха должен обеспечить практически полное сгорание топлива. Он выбирается в зависимости от типа топочного устройства и вида сжигаемого топлива =1,05.
В топку и газоходы котла при наличии в них отверстий и неплотностей из атмосферы поступает воздух, который называют присосом . Избыток воздуха включает в себя коэффициент избытка воздуха, подаваемого в горелки или под колосниковую решетку , и присосы холодного воздуха извне при работе топки под разряжением , происходящие в основном в нижней части топки. При выбранном избыток воздуха, поступающий в зону горения топлива, определяется как . В газоплотных топках у котлов серии ДЕ ,
За счет присосов коэффициенты избытка воздуха от топки к дымовой трубе по тракту возрастают. Избыток воздуха за каждой поверхностью нагрева после топочной камеры , получают прибавлением к соответствующих присосов воздуха.
При распределении коэффициентов избытка воздуха по газоходам следует ознакомиться с конструкцией парового котла, для которого проводится поверочный расчет.
3 Расчет объемов воздуха и продуктов сгорания.
По общепринятой методике объемы продуктов сгорания и воздуха выражаются в м 3 при нормальных условиях (0°С и 0,1 МПа) при сжигании 1 кг твердого жидкого топлива или 1 м 3 газового топлива.
Состав сухого газа по объему в %:
При сжигании природного газа расчет теоретических объемов воздуха и продуктов сгорания производится на основании процентного состава компонентов, входящих в него:
теоретический объем воздуха:
теоретические объемы продуктов сгорания воздуха
теоретические объемы продуктов сгорания воздуха:
где - влагосодержание газообразного топлива при расчетной температуре 10°C
Расчёт котельного агрегата. Тепловой расчёт котельного агрегата де 6,5 14 гм
Введение
Первые паровые котлы в начале XIX в. вырабатывали пар давлением 0,5 —0,6 МПа и имели производительность сотни килограммов в час. В настоящее время для производства пара применяются котлы, вырабатывающие пар с давлением до 25 МПа (и даже до 31 МПа) и температурой до 570 °С и производительностью до 4000 т/ч.
Интенсивное развитие котельной техники было вызвано ростом промышленного производства и концентрацией выработки электроэнергии в основном на паротурбинных электростанциях. Созданная за годы советской власти котлостроительная промышленность, имеющая котельные заводы, специализированные научно-исследовательские институты и другие организации, обеспечивает производство современных котлов, необходимых для страны и для экспорта их за рубеж.
Современная котельная установка является сложным сооружением, состоящим из большого количества различного оборудования и строительных конструкций, связанных в единое целое общей технологической схемой производства пара.
Технологическая схема котельной установки видоизменяется в зависимости от ее назначения, производительности, параметров пара, вида топлива, способа его сжигания и местных условий.
В котельных установках, использующих жидкое и газообразное топлива, отсутствуют золоулавливающие устройства, оборудование для удаления шлака и золы, значительно упрощаются устройства для хранения (при газообразном топливе — отпадают), транспорта и подготовки топлива к сжиганию.
На промышленных предприятиях имеются котельные установки, дополняющие технологические агрегаты, в которых пар вырабатывается за счет теплоты отходящих газов или теплоты, передаваемой их охлаждаемым элементам. В последние годы нашли применение энерготехнологические установки, в которых котел является неотъемлемой частью технологического агрегата.
Оборудование котельной установки условно разделяют на основное (собственно котел) и вспомогательное. Вспомогательными называют оборудование и устройства для подачи топлива, питательной воды и воздуха, для удаления продуктов сгорания, очистки дымовых газов, удаления золы и шлака, паропроводы, водопроводы и др.
Котел состоит из топочной камеры и газоходов, поверхностей нагрева, находящихся под внутренним давлением рабочей среды (воды, пароводяной смеси, пара): экономайзера, испарительных элементов, пароперегревателя. Испарительные поверхности – экраны и фестон включены в барабан и вместе с опускными трубами, соединяющими барабан с нижними коллекторами экранов, образуют циркуляционный контур. Поверхности нагрева, находящиеся под давлением, объединены барабаном, в котором происходит разделение пара и воды. Перегрев пара осуществляется в пароперегревателе. Подогрев воздуха производится в воздушном подогревателе.
Топливо вместе с воздухом подается через горелки в топочную камеру, где сжигается факельным способом. На стенах топочной камеры расположены экраны, состоящие из большого числа вертикальных труб, и на выходе из топки – фестон, которые образуют испарительные поверхности нагрева, получающие часть теплоты продуктов сгорания. Естественная циркуляция воды и пароводяной смеси в системе организуется за счет разности масс столба воды в опускных трубах и пароводяной смеси в подъемных трубах экранов и фестона.
После топочной камеры продукты сгорания проходят через пароперегреватель, в котором пар перегревается до требуемой температуры, после чего направляется к потребителям. После пароперегревателя продукты сгорания проходят через экономайзер, в котором подогревается питательная вода, и воздушный подогреватель, в котором подогревается воздух, идущий на сжигание топлива. Охлажденные продукты сгорания удаляются из котла.
Имеются разнообразные конструкции котлов. Применяется, например, принудительная циркуляция воды и пароводяной смеси в испарительной системе котла с помощью специальных насосов. Испарительные поверхности котлов иногда выполняются в виде трубных поверхностей нагрева, размещенных за топочной камерой. В ряде случаев часть поверхности пароперегревателя размещается в топке, а экономайзер и воздухоподогреватель выполняются в несколько ступеней и т. д.
Современный котел оснащается системами автоматизации, обеспечивающими надежность и безопасность его работы, рациональное использование топлива, поддержание требуемой производительности и параметров пара, повышение производительности труда персонала и улучшение условий его работы, защиту окружающей среды от вредных выбросов.
Абсолютное давление пара в барабане
Топливо – малосернистый мазут
Таблица 2. Элементарный состав топлива (%)
WP | AP | SPO+K | CP | HP | NP | Qрн, МДж/кг |
3,0 | 0,05 | 0,3 | 84,65 | 11,7 | 0,3 | 40277 |
Из таблицы 1 методических указаний для заданного топлива выбираем объёмы продуктов сгорания (м3/кг):
Vº = 10,6; VºН2О = 1,51; Vог = 11,48; VRO2 = 1,58; VºN2 = 8,4;
Определение теоретических объёмов воздуха, трёхатомных газов, водяных паров и азота
Коэффициент избытка воздуха в топке для данного топлива принимаем равным α″т = 1,1 (МУ, стр.6) Значения α в последующих газоходах определяются следующим образом:
α″Iкп = α″т + ∆ α Iкп = 1,1 + 0,05 = 1,15
α″IIкп = α″Iкп + ∆ α IIкп = 1,15 + 0,1 = 1,25
α″вэ = α″IIкп + ∆ α вэ = 1,15 + 0,1 = 1,35
где: ∆ α Iкп , ∆ α IIкп , ∆ α вэ – величины присосов в первом, втором конвективных пучках и водяном экономайзере соответственно (МУ, табл.9)
Объём водяных паров:
VH2O = VºН2О + 0,0161 · (αcр-1) · Vº
VH2O = 1,51 + 0,0161 · (1,1-1) · 10,6 = 1,53
VH2O = 1,51 + 0,0161 · (1,125-1) · 10,6 = 1,53
VH2O = 1,51 + 0,0161 · (1,2 - 1) · 10,6 = 1,54
VH2O = 1,51 + 0,0161 · (1,3 - 1) · 10,6 = 1,56
Объём дымовых газов:
VГ = VR2O + VoN2 + VH2O + (αcр-1) · Vº
VГ = 1,58 + 8,4 + 1,53 + (1,1-1) · 10,6 = 12,57
VГ = 1,58 + 8,4 + 1,53 + (1,125-1) · 10,6 = 12,84
VГ = 1,58 + 8,4 + 1,54 + (1,2-1) · 10,6 = 13,7
VГ = 1,58 + 8,4 + 1,56 + (1,3-1) · 10,6 = 14,7
Объёмные доли сухих трехатомных газов:
rRO2 = VR2O/VГ
rRO2= 1,58 / 12,57 = 0,126
rRO2= 1,58 / 12,84 = 0,123
rRO2= 1,58 / 13,7 = 0,115
rRO2= 1,58 / 14,7 = 0,108
Объёмные доли водяных паров:
rH2O = VH2O /VГ
rH2O=1,53 / 12,57 = 0,122
rH2O=1,53 / 12,84 = 0,119
rH2O=1,54 / 13,7 = 0,112
rH2O=1,56 / 14,7 = 0,106
Суммарные объемные доли:
rп =rR2O+rH2O
rп = 0,126 + 0,122 = 0,248
rп = 0,123 + 0,119 = 0,242
rп = 0,115 + 0,112 = 0,227
rп = 0,108 + 0,106 = 0,214
Расчетные значения объёмов продуктов сгорания сведём в таблицу 3, составленную применительно к котлу с четырьмя газоходами (топка, первый и второй конвективные пучки, водяной экономайзер)
Таблица 3. Объёмы продуктов сгорания, объёмные доли трёхатомных газов
Газоход | Vº = 10,6 м3/кг; VºН2О = 1,51 м3/кг; VRO2 = 1,58 м3/кг; VºN2 = 8,4 м3/кг. | ||||||
Рассчитываемая величина | |||||||
α″ | αср | VH2O | VГ | rRO2 | rH2O | rп | |
Топка | 1,1 | 1,1 | 1,53 | 12,57 | 0,126 | 0,122 | 0,248 |
I КП | 1,15 | 1,125 | 1,53 | 12,84 | 0,123 | 0,119 | 0,242 |
II КП | 1,25 | 1,2 | 1,54 | 13,7 | 0,115 | 0,112 | 0,227 |
ВЭ | 1,35 | 1,3 | 1,56 | 14,7 | 0,108 | 0,106 | 0,214 |
Энтальпии дымовых газов на 1 кг топлива подсчитываются по формуле:
Iг = Ioг + (α-1) Iов, кДж/ кг
где: Ioг – энтальпия газов при коэффициенте избытка воздуха α = 1 и температуре газов υ, °С, кДж/ кг ;
Iов – энтальпия теоретически необходимого воздуха при нормальных условиях, кДж/ кг ;
Значения Ioг и Iов для заданного топлива приведены в таблице 11 методических указаний.
При α″т = 1,1 и υ = 900 ÷ 1900 °С
Iг = 15872 + 0,1 · 13658 = 17238
Iг = 19820 + 0,1 · 17002 = 21520
Iг = 23852 + 0,1 · 20395 = 25892
Iг = 27989 + 0,1 · 23873 = 30376
Iг = 32193 + 0,1 · 27359 = 34929
Iг = 36452 + 0,1 · 30883 = 39540
При α″Iкп = 1,15 и υ = 500 ÷ 1100 °С
Iг = 8375 + 0,15 · 7291 = 9469
Iг = 12020 + 0,15 · 10441 = 13586
Iг = 15872+ 0,15 · 13658 = 17921
Iг = 19820 + 0,15 · 17002 = 22370
При α″IIкп = 1,25 и υ = 300 ÷ 700 °С
Iг = 4885 + 0,25 · 4292 = 5958
Тепловой расчет парогенератора ДЕ-6,5-14ГМ
2.1. Определение температуры уходящих газов и воздуха.
В зависимости от вида топлива и паропроизводительности агрегата по таблице 1.1 « Методических указаний» выбираем Uух=180 0 С
В зависимости от типа топки, свойств топлива и тепловой мощности котла по таблице 1.2 М.У. температура воздуха, поступающего в топку Uвозд =30 0 С
2.2. Основные характеристики топлива.
Мазут м/c М100 по [1] таблица 2.8 стр 35.
Средний элементарный состав %
S = 0,5 ,С = 84,65 , Н = 11,7 ,О + N = 1.0 .
Содержание механических примесей ,%, не более 1,5; cодержание влаги ,%, не более 1,5; cодержание серы ,%, не более 0,5.Теплота сгорания Q ,МДж/кг (ккал/кг) 40,61 (9700)
Плотность при t=20C не более p=1015 кг/м3
2.3. Выбор коэффициента избытка воздуха и присосов в газоходах котельного агрегата.
Значение λт=1.15 (с учетом присоса ∆λт ) берём из таблицы XX [1], а значения ∆λкп=0.05 и ∆λэк=0.1 – из таблицы XVI [1].
Расчёт технологических показателей котельной. Номинальная паропроизводительность котла ДE-10-14ГМ. Годовой расход электроэнергии
- расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления, .
Годовой расход теплоты на вентиляцию , :
где число часов работы вентиляции в сутки, ;
максимальная часовая тепловая нагрузка на вентиляцию для промышленного предприятия, ;
расчетная температура наружного воздуха для проектирования вентиляции, .
Годовой расход теплоты на горячее водоснабжение , :
где максимальная часовая тепловая нагрузка на горячее водоснабжение для населения в отопительный период, ;
максимальная часовая тепловая нагрузка на горячее водоснабжение для населения в межотопительный период, ;
количество суток использования горячего водоснабжения в году, ;
температура горячей воды в месте водоразбора, ;
температура холодной воды летом, ;
температура холодной воды зимой, .
Годовой расход тепла на технологические нужды , :
Годовой расход тепла на собственные нужды , :
Годовые потери тепла , :
где - коэффициент потерь тепла в тепловой сети.
Годовой отпуск тепла котельной [1], :
В том числе годовой отпуск тепла для промышленного предприятия,:
Годовая выработка тепла котельной, :
где - коэффициент , учитывающий процент потерь тепла на собственные нужды котельной.
Паровой котел ДЕ 6,5-14 ГМ
Результаты расчета энтальпии продуктов сгорания по газоходам котлоагрегата сводим в таблицу 2.
Таблица 2. Энтальпия продуктов сгорания.
Верх топочной камеры, фестон,
По результатам расчетов выполняем построение графика зависимости энтальпий продуктов сгорания Н от температуры Т.
4. Тепловой баланс котла
4.1 Определяем потерю тепла с уходящими газами
Расчет теплового баланса котельного агрегата выполняем по формулам в соответствии с источником 1.
При работе парового котла вся поступившая в него теплота расходуется на выработку полезной теплоты, содержащейся в паре, и на покрытие различных потерь теплоты.
4.1.1 Определяем потерю теплоты с уходящими газами q 2 , %,
где: - энтальпия уходящих газов при t ух и , (кДж/м 3 )
Н 0 хв. –энтальпия воздуха, поступающего в котлоагрегат (кДж/м 3 )
t х.в. – температура холодного воздуха, равна 30ºС = 303 К
Q р н –низшая теплота сгорания топлива 36680 (кДж/м 3 ), источник 1, табл. 2.2
q 4 – потери теплоты от механического недожога, %, для газа q 4 = 0
Н 0 хв. = 39,8* V 0
где: V 0 – теоретический объем сухого воздуха
Н 0 хв. = 39,8*9,7 = 386,06
- определяется по таблице 2, при соответствующих значениях и выбранное температуре уходящих газов t ух =155°С,
4.1.2 Потери теплоты q 3 , q 4 , q 5 принять согласно источнику 1.
q 3 - потеря теплоты от химической неполноты сгорании, q 3 = 0,5 %, таблица 4.4, источник 1.
q 4 - потеря теплоты от механической неполноты горения, q 4 = 0
q 5 -потеря теплоты от наружного охлаждения, определяется по номинальной производительности парогенератора (кг/с), D =6,5 т/ч
по таблице 4-1, источник 2, находим q 5 =2,4 %
4.1.3 Потери с физическим теплом шлаков q 6 % определить по формуле:
где: - доля золы топлива в шлаке, =1- , - принимается по таблице 4.1 и 4.2, источник 1.
4.1.4 Определить к.п.д. брутто.
К.П.Д брутто можно определить по уравнению обратного баланса, если известны все потери:
. трубы, равной 2 м. В дальнейшем завод предполагает освоить изготовление еще трех типов труб с длинами: 1,5, 2,5 и 3,0 м. Чугунные экономайзеры допускаются к установке при давлении пара в котлах не выше 22 атм. 1.3 Твердое топливо: Кузнецкий Д Залегающий в большинстве случаев глубоко в недрах земли уголь является основой топливного бюджета СССР. Уголь, как говорил В.И. Ленин, «это настоящий .
. по схеме «противоток». Регулирование температуры промежуточного перегрева производится с помощью рециркуляции газов, и частичного байпасирования регулирующей ступени. 4. Расчет экономичности и тепловой схемы парового котла 1. Располагаемая теплота сжигаемого топлива, кДж/м3 (кп) (3.4) 2. КПД проектируемого парового котла (по обратному балансу), % .
. и расчетного тепловосприятий выше допустимого повторяют расчет для нового принятого тепловосприятия. Таким образом, поверочный расчет поверхности нагрева выполняют методом последовательных приближений. 1. Исходные данные Таблица 1 – Таблица исходных данных Тип котла БКЗ-320-140 Паропроизводительность Dпп 315 т/ч Давление перегретого пара Рпп 13,9 МПа Температура .
Читайте также: