Теплогенерирующие установки

 

Содержание:

    Введение…………………………………………………………………………..4.

    1. Расчёт объёмов и энтальпий  продуктов сгорания и воздуха……………….6.

    2. Расчёт теплового баланса котла  с определением КПД и расхода  топлива...9.

    3. Поверочный расчёт топки…………………………………………………....11.

    4. Поверочный расчёт 1–ого и 2–ого  котельных пучков……………………..14.

    5. Конструктивный расчёт водяного  экономайзера…………………………..24.

    Заключение……………………………………………………………………....26.

    Используемая  литература………………………………………………………27. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение.

Описание  котла.

    Газомазутные  вертикальные водотрубные паровые  котлы типа – ДЕ предназначенные для выработки насыщенного или слабоперегретого пара. Топочная камера котлов размещается сбоку от конвективного пучка, оборудованного вертикальными трубами, развальцованными в верхних и нижних барабанах. Ширина топочной камеры по осям боковых экранных труб 1790 мм, глубина топочной камеры, зависимости от паропроизводительности 1990–6960 мм.

    Основные  составляющие части котла: верхний  и нижний барабаны, конвективный пучок, фронтовой, боковой и задний экраны, оборудующие топочную камеру. Трубы перегородки правого бокового экрана, образующего так же и поверхность топочной камеры, вводятся непосредственно в верхний и нижний барабаны. Концы труб заднего экрана привариваются к верхнему и нижнему коллекторам диаметром 159x6 мм. Трубы фронтового экрана также привариваются к коллекторам аналогичного диаметра. Диаметр верхнего и нижнего барабанов 1000 мм. Расстояние между барабанами 2750мм.

    Длина цилиндрической части барабана от 2250 мм. До 7500 мм. Изготавливаются барабаны для котлов с давлением 1,4 МПа с толщиной стенки 13 мм., а для давления 2,4 МПа с толщиной стенки 22 мм. Конвективный пучок отделен от топочной камеры газоплотной перегородкой. При вводе в барабан трубы разводятся в два ряда. Конвективный пучок образован коридорно–расположенными трубами диаметром 51мм., развальцованы в верхним и нижнем барабанах. Шаг труб 90 мм., поперечный шаг 110 мм. В водяном правом верхнем барабане находится питательная труба, в нижнем – устройств для парового нагрева воды.

    Средний срок службы котла между капитальным  ремонтом при 2500 часов работы в год 3 раза. Котлы поставляются потребителем в сборе. Производятся Бийским котельным  заводом.

     

 
 
 
 

    Исходные  данные:

    Тип парового котла – ДЕ–25-14 ГМ;

    Паропроизводительность  котла – D=26,8 т/ч;

    Параметры пара на выходе из котла:

    –давление Р_o=1,4 МПа;

    –температура  питательной воды – t_п.в.=96°С;

    Вид топлива – газ, (Саратов - Москва).

    Доля  продувки солей – p=5%.

    Основные  характеристики газа (Саратов-Москва):

    СН₄=84,5%

    С₂Н₆=3,8%

    С₃Н₈=1,9%

    С₄Н₁₀=0,9%

    С₅Н₁₂ и более тяжёлые = 0,3%

      N₂=7,8%

    CO₂=0,8%

    Низшая  теплота сгорания –  =85,50 ккал/м³.

 

    Основные  характеристики котла типа ДЕ–25-14 ГМ и его элементов:

 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Расчёт объёмов  и энтальпий продуктов  сгорания и воздуха.

    Исходными данными для расчёта объёмов  и энтальпий продуктов сгорания и воздуха служат основные характеристики заданного вида топлива.

    Теоретическое количество сухого воздуха V^o необходимого для полного сгорания топлива при избытке воздуха α=1, определяется по формуле:

    Теоретический объём азота  при α=1 рассчитывается по формуле:

    Теоретический объём трёхатомных газов  при α=1 находится по формуле:

    Теоретический объём водяных паров  при α=1 находится по формуле:

    где, d_вл – влагосодержание газообразного топлива, г/нм³ (d_вл=10г/нм³).

    Теоретический объём продуктов сгорания находится по формуле:

; ;

    По  найденным значениям теоретических  объёмов продуктов сгорания и  воздуха формируется таблица объёмов.

    Присосы воздуха для каждой поверхности  нагрева определяются по (1.таблице  №3). Принимаем камерные топки пылеугольных и газомазутных котлов с металлической обшивкой: Δα=0,15; 1–ый пучок: Δα=0,05; 2–ой пучок: Δα=0,1; экономайзер чугунный с обшивкой: Δα=0,1.

    Коэффициент избытка воздуха на выходе из топки  =1,15 (смесительные горелки). Коэффициенты избытка воздуха на выходе из каждой следующей за топкой поверхности теплообмена определяется суммированием присосов воздуха Δα в ней и  α′′ предыдущей поверхности.

    Таблица объёмов.

    Энтальпия продуктов сгорания газа, при α=1, равна:

    где, υ – температура дымовых газов, °С

    Энтальпия продуктов сгорания воздуха, при  α=1, равна:

 – средние объёмные теплоёмкости  соответственно газов и воздуха, кДж/ нм^3·К (1. таблица№2).

    Расчёт  энтальпий продуктов сгорания газа и воздуха для 100°С.

Для υ=100°С,

    Энтальпия в каждой графе определяется по формуле:

Для примера  рассчитаем энтальпии в каждой графе  при разной температуре.

Для топки при  υ=1000°С, =1,15.

Для 1–ого котельного пучка: υ=300°С, =1,2.

Для 2–ого котельного пучка: υ=200°С, =1,3.

Для экономайзера: υ=100°С, =1,4.

    Н–υ таблица.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    2. Тепловой баланс  котла.

    Цель  составления теплового баланса  котла – определение его КПД  и расход топлива.

    Из  уравнения прямого теплового  баланса котла расход топлива  В, равен:

    

,

где, – полное количество теплоты, воспринятое в котле рабочим телом, кВт.

     – располагаемая теплота топлива, кДж/кг.

    η_ка – КПД котельного агрегата, %.

    Для паровых котлов малой мощности без  пароперегревателя  , равна:

    

где, D – паропроизводительность котла, D=1,9 кг/с (по заданию);

       D_пр– расход воды на непрерывную продувку, доля продувки солей, следовательно:

;

       энтальпия насыщенного пара, определяется по начальному давлению, (2.таблица№2).

       энтальпия питательной воды, определяется в зависимости от температуры питательной воды (t_п.в. =70°С) и давления питательной воды:

       энтальпия кипящей воды на линии насыщения, определяется по начальному давлению, (2. таблица№2).

    После определения неизвестных величин  определяем .

    

    Располагаемая теплота топлива для котлов малой  мощности , рассчитывается по формуле: 

    

где, низшая теплота сгорания топлива, кДж/кг,

       тепло, вносимое в топку с паровым дутьём, кДж/кг, (для газов).

    

    КПД котельного агрегата по обратному балансу определяется:

    

где, – потери теплоты с уходящими газами, %.

      – потери теплоты от химической неполноты сгорания, %.

Определяется (1. таблица №4): =1%.

      – потери теплоты от наружного охлаждения, %.