• RU
  • icon На проверке: 8
Меню

Тепловой расчет парового котла ДЕ 10-14

  • Добавлен: 08.04.2015
  • Размер: 521 KB
  • Закачек: 2
Узнать, как скачать этот материал

Описание

Тепловой расчет парового котла ДЕ 10-14 Пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине "Котельные установки" Чертежей нет

Состав проекта

icon
icon kusovoy_proekt.docx

Дополнительная информация

Контент чертежей

icon kusovoy_proekt.docx

Министерство образования Оренбургской области
Государственное автономное образовательное учреждение
среднего профессионального образования
”Медногорский индустриальный колледж”
Тепловой расчет парового котла ДЕ 10-14
Пояснительная записка
к курсовому проекту по дисциплине
КП.140102.51.08.00.00.ПЗ
Руководитель проекта
1 Устройство и принцип действия работы котла . .7
2 Технические характеристики котла ..7
Расчетная часть . . .8
1 Состав и характеристики топлива . .8
2 Схема движения газов в газоходе . 9
3 Определение присосов воздуха и коэффициент избытка воздуха
по определенным газоходам 9
4 Расчет объемов воздуха и продуктов сгорания 11
5 Расчет энтальпий воздуха и продуктов сгорания .13
6 Тепловой баланс котла . 15
7 Полезная мощность котла и расход топлива .. 18
8 Поверочный расчет теплообменника в топочной камере ..19
Приложение А – Задание на курсовой проект ..25
Тепловое потребление — одна из основных статей топливно-энергетического баланса нашей страны. На удовлетворение тепловой нагрузки страны расходуется ежегодно более 600 млн. тонн условного топлива т.е. около 30 % всех используемых первичных топливно-энергетических ресурсов. Под теплоснабжением понимают систему обеспечениятеплом зданий и сооружений. Централизованные системытеплоснабжения обеспечивают наиболее экономное использование топлива и имеют наиболее высокие экономические показатели.
Тепловое хозяйство России в течение длительного периода развивается по пути концентрации тепловых нагрузок централизации теплоснабженияи комбинированной выработки тепловой и электрической энергии. Широкое развитие получила теплофикация являющаяся наиболее рациональным методом использования теплофикации способствует решению многих важных народнохозяйственных и социальных проблем таких как повышение тепловой и общей экономичности электроэнергетического производства обеспечение экономичного и качественного теплоснабжения жилищно-коммунальных и промышленных комплексов улучшение экологической обстановки в городах и промышленных районах снижение трудозатрат в тепловом хозяйстве. Нарядустеплофикацией рационально используется теплоутилизационных промышленных установок. Каждый из этих источников теплоснабжения имеет свою область экономически целесообразного применения. Теплоснабжение является крупной отраслью народного хозяйства. В условиях ограниченных топливных ресурсов рациональное и экономичное расходование их Значительная роль в решении этой задачи отводится централизованному теплоснабжению и теплофикации которые тесно связаны с электрификацией и энергетикой. Централизованное теплоснабжение базируется на использовании крупных районных котельных РК характеризующихся значительно большими КПД чем мелкие отопительные установки. Теплофикация т.е. централизованное теплоснабжение на базе комбинированной выработки тепла и электроэнергии является высшей формой централизованного теплоснабжения.
Она позволяет сократить расход топлива на 20-25%. Кроме экономии топлива централизация теплоснабжения имеет большое социальное значение способствуя повышению производительности труда вытесняя малоквалифицированные профессии улучшая условия труда и повышая культуру производства.
В настоящее время в результате достижений в области использования ядерного топлива развивается новое направление - централизованное теплоснабжение на базе атомных ТЭЦ и атомных котельных Современные котлы оборудуются системой электронного управления. Природный газ является на сегодняшний день самым дешёвым видом топлива. Наряду с этим газовые котлы достаточно просты в эксплуатации. Плюс ко всему магистральный газ поступает практически безостановочно. Однако существуют недостатки необходимость сооружения отдельного дымохода обязательность получения разрешительной документации. Следует отметить что монтажные работы могут выполнять только специализированные монтажные организации получившие допуск к выполнению работ на газовом оборудовании. Развитие теплоэнергетики всегда играло одну из ведущих ролей в процессах становления народного хозяйства во многих странах мира. Теплоэнергетика сегодня является ведущей отраслью мировой энергетики. Переработка нефти дает около 39% от мирового потребления электроэнергии угля — примерно 27% газ — до 24%. Получается что на долю теплоэнергетики приходится 90% от суммарно выработанного объема электростанций мира. В России используется комбинированное производство и треть мощности тепловых электростанций приходится на теплоэлектроцентрали обеспечивающие не только производство электроэнергии но и участвующие в системах централизованного теплоснабжения. При этом тепловые электростанции составляют основу нашей электроэнергетики вырабатывая до 70% электроэнергетики. Развитие теплоэнергетики в России является важной составляющей развития экономики в целом и неотъемлемым условием для возможности нормальной жизнедеятельности граждан в связи с климатическими особенностями страны.
1 Устройство и принцип работы котла ДЕ-10-14
Паровой котёл ДЕ-10-14 - газомазутный вертикально-водотрубный с естественной циркуляцией типа ДЕ производительностью - 10 тонн насыщенного пара (194 °С) в час используемого на технологические нужды промышленных предприятий в системах отопления вентиляции и горячего водоснабжения. Топочная камера котла ДЕ образованна экранными трубами размещается справа от конвективного пучка оборудованного вертикальными трубами развальцованными в верхнем и нижнем барабанах. Основными составными частями котла ДЕ-10-14 являются верхний и нижний барабаны. Трубная система котла ДЕ состоит из конвективного пучка заднего фронтового и бокового экранов образующие топочную камеру котла ДЕ-10-14.
У У котла ДЕ-10-14 диаметр верхнего и нижнего барабана составляет 1000 мм с расстоянием между барабанами 2750 мм (максимально возможное по условиям транспортировки блока по железной дороге). Для доступа внутрь барабанов в переднем и заднем днищах каждого из них имеются лазы с затворами (крышка лаза). Изготовляются барабаны для котла ДЕ-10-14 рабочим давлением 14 МПа (абс) из стали 16ГС или 09Г2С и имеют товщину стенки 13мм.
У парового котла ДЕ 10-14 производительностью - 10 тч схема испарения одноступенчатая.
Пароперегреватель котлов производительностью 10 тч выполнен змеевиковым из рядных труб. Поставляется котёл ДЕ-10-14 как блоком так и россыпью в комплектацию поставки входят: верхний и нижний барабаны с внутрибарабанными устройствами трубная система экранов и конвективного пучка (в случае необходимости - пароперегреватель - по запросу) опорная рама изоляция и обшивка.
В качестве хвостовых поверхностей нагрева котлов применяются стальные БВЭ или чугунные ЭБ экономайзеры.
Паровой котёл ДЕ-10-14 оборудован системами очистки поверхностей нагрева с применением ГУВ (генератор ударных волн).
Неподвижными опорами котлов являются передние опоры нижнего барабана. Средняя и задние опоры нижнего барабана подвижные и имеют овальные отверстия для болтов которыми крепятся к опорной раме на период транспортировки.
Котел ДЕ-10-14 снабжен двумя пружинными предохранительными клапанами 17с28нж один из которых является контрольным. На котлах без пароперегревателя оба клапана устанавливаются на верхнем барабане котла и любой из них может быть выбран как контрольный. На котлах с пароперегревателем контрольным клапаном является клапан выходного коллектора перегревателя.
Номинальная паропроизводительность и параметры пара (соответствующие ГОСТ 3619-82) обеспечиваются при температуре питательной воды 100°С при сжигании природного газа с удельной теплотой сгорания 29300-36000 кДжкг (7000-8600 ккалм3) и мазута марок М40 и М100 по ГОСТ 10588-75.
2 Технические характеристики котла ДЕ 10-14
Таблица 1 – технические характеристики котла
Паропроизводительность тч (кгс)
Абсолютное давление МПа (кгссм2)
Температура насыщенного пара °С
Температура питательной воды °С
Расход расчетного топлива кгч мазутгаз
КПД (брутто) % не менее мазутгаз
Аэродинамическое сопротивление газового тракта Па (кгссм2) не более мазутгаз
Аэродинамическое сопротивление воздушного тракта Па (кгссм2) не более мазутгаз
Коэффициент избытка воздуха не более
Средняя наработка на отказ ч не менее
Площадь поверхностей нагрева котла и экономайзера (м2):
Полный назначенный срок службы лет не менее
Продолжительность пуска котла из холодного состояния до набора номинальной нагрузки ч не более
Расчетный ресурс количество часов:
- поверхностей нагрева
- остальных элементов работающих под давлением
Водяной объем парового котла с естественной циркуляцией (при максимально допустимом уровне воды в барабане) м3:
Габаритные размеры мм:
- длина по выступающим частям площадок
- ширина по выступающим частям площадок
- высота от уровня пола котельной до выступающих частей ограждения площадок
1 Состав и характеристика топлива
Так как в задании задано месторождение газа Саратов-Москва то согласно 2 с. 61состав топлива показан в таблице 2.
Таблица 2 - состав топлива
Состав газа по объёму %
Низшая теплота сгорания
2 Схема движения газа в газоходе
Тип котла ДЕ-10-14 согласно 2 с. 184 схема движения газов в котле
-топочная камера; 2-первый конвективный пучок; Г-газ; В-воздух;
Рисунок1 - Схема движения газа в котле ДЕ 10-14
Данную схему можно представить в виде логической цепочки:
где ПП -пароперегреватель; КП -конвективный пучок; Э -экономайзер;
Т(Ф)-топка; Ф-фестон.
3 Определение присосов воздуха и коэффициента избытка воздуха по отдельным газоходам
По составленной схеме движения газа в газоходе котла ДЕ-10-14 по таблице 2 с. 67 определяем присосы воздуха по газовому тракту котла и сводим их в таблицу 3.
Таблица 3 - движения газов в газоходе
Условное обозначение
Коэффициент избытка воздуха в топке
- в первый конвективный пучок и пароперегреватель
- во второй конвективный пучок
- в водяной экономайзер и газоходы за котлом
Так как производительность котла 27 составляет менее 45 кгсек принимаем коэффициент избытка воздуха в топке = 105.
Определяем коэффициент избытка воздуха в сечении за поверхностью нагрева газового тракта котла с уравнённой тягой путём суммирования коэффициента избытка воздуха в топке с присосами в газоходе котла расположенными между топкой и рассматриваемой поверхностью нагрева.
Данные избытки воздуха и присосов погазоходу котла сводим в таблицу 4.
Таблица 4- Избытки воздуха и присосы по газоходам котла
Наименование газохода
Первый конвективный пучок и пароперегреватель
Второй конвективный пучок
Экономайзер и газоходы за котлом
Средний избыток воздуха в газоходе котла рассчитывается по формулам:
4 Расчет объемов воздуха и продукты сгорания
Объемы воздуха и продуктов сгорания рассчитываются на 1м3 газообразного топлива при нормальных условиях (t=0и P=1атм)
Теоретическое количество воздуха необходимо для полного сгорания определяется по формуле:
При полном сжигании топлива образующиеся продукты сгорания состоят из . Двуокись углерода и сернистый газ объединяют с общим названием (сухие трехатомные газы) обозначая их через RO2 объем трехатомных газов находим по формуле:
Объем азота в продуктах горения содержащихся в подаваемом воздухе и объема азота содержащихся в топливе*
Наличие водяных паров в продуктах сгорания обусловлено горением водорода и испарением влаги содержащихся в топливе которая при t=30составляет 35.9 гм3
Так как в газоходах котла есть присосы воздуха (α>1)то объемы газов при полном сгорании определяется для каждого газохода котла по формулам:
Избыточное количество воздуха:
Полный объем продуктов сгорания:
Объем водяных паров:
Объемная доля трехатомных газов:
Объемная доля водяных паров:
Суммарная объемная доля:
Данные расчетов действительных объемов продуктов сгорания свожу в таблицу 5.
Таблица 5 -объемы продуктов сгорания объемная доля трехатомных газов
При сжигании 1 м3 газа Саратов-Москва теоретическое количество воздуха необходимая для полного сгорания:
Объем трехатомных газов:
Объем азота в продуктах сгорания:
Наличие водяного пара:
Коэффициент избытка воздуха α зависит от вида газохода
(CRO2+V (CV) + (CV)H20
Используя формулы 789 производим расчеты энтальпий продуктов сгорания при действительных средних коэффициентов избытка воздуха в газоходах котла величины которых представлены в таблице 6.
Таблица 6 - энтальпия воздуха и продуктов сгорания
Верхняя топочная камера a=105
Конвективная поверхностьα=11
Значения и принимаю по табл.14 2 с. 63
6 Тепловой баланс котла
Тепловой баланс котла – это установление равенства между поступившим в котел количество тепла называемого располагаемым теплом.
Qрр и суммой полезно используемого тепла Q1 и тепловых потерь Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6
Тепловой баланс котла составляет на 1м3 газа при t=0и P=1атм что 1013кПа
Общее уравнение теплового баланса имеет вид:
Qpp=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6 кДжм3
Так как топливом является газ то QPP=QHP=37010 кДж
Перепишем данное уравнение теплового баланса в %для этого каждые величины поделим на QHP
где q1=-полезно используемое тепло %
Hо.х.в=398*V0n=398*989=3936кДжм3 =
q3=05-потеря теплоты от химического неполноты сгорания топлива для газа
Q4==0% -« механический недожог»(топливо-газ)
q5=-потеря тепла от наружнего охлаждения парового котла находим по таблице 2 с. 19
Определяем номинальную паропроизводительность котла
q6=-потери тепла со шлаком (топливо-газ)
тогда:q1=100-q2-q3-q5=100-586-05-16=9204
7 Полезная мощность котла и расход топлива
Полное количество теплоты полезно использованной в котле
где Dпе- количество выбранного перегретого пара
hпе-энтальпия перегретого пара кДжкг определяется по давлению и температуре перегретого пара (Рпе мПа;tпе ) по таблице 21-приложение интерполяции.
Производим тройную интерполяцию:
Pпе=137 мПа; tпе=2200С
Нп.в-энтальпия питательной воды кДжкг
Нп.в=Сп.в*tп.в кДжкг
где Сп.в=419 кДж(кг*с)-теплоемкость воды
tп.в= температура питательной воды 0С
hs’=hкип=t’-энтальпия кипящей воды кДжкг; определяется по таблице 6.2 по давлению перегретого пара 2 с. 20
Dпр-расход воды на продувку котла кгс
где αпр-доля непрерывной продувки%
D-паропроизводительность котла кгс
Расход топлива подаваемого в топку котла
где Qк- полезно используемая теплота котле кВт
QР- располагаемое тепло 1м3газового топлива кДжм3
к-полезное действие котла %
8 Поверочный расчет теплообменника в топочной камере
Поверочный расчет однокамерной топки производим предварительно задавшись температурой продуктов сгорания на выходе из топочной камеры .
Так как рабочим топливом является газ по этой температуре нахожу энтальпию продуктов сгорания на выходе из топки используя таблицу 6.
Подсчитываем полезное тепловыделение в топке по формуле:
Коэффициент поглощения лучей газовой фазы продуктов сгорания (трехатомными газами)
КГ=КГ0rп =86*028=242
где КГ0-коэффициенткоторый определяется по номограмме 2 2 с 76
для этого определяем показатели
р=01 мПа-давление в топочной камере (топка работает под атмосферным давлением)
rH2O=018 (таблица 5)
рп=рrп=01*0.28=0028
Коэффициент поглощения лучей частицами сажи нахожу по формуле:
где ат- коэффициент избытка воздуха на выходе из топки (таблица 5)
mn-количество атомов углерода и водорода в соединении соответсвенно
СmHn-содержание углерода и водорода в сухой массе топлива
Т”Т.З=Т.З+273-температура газов на выходе из топки
Коэффициент поглощения топочной среды
К=КГ+mkc=25+01*0882=25 1м*мПа
где m=01-коэффициент относительного заполнения топочной камеры светящимся пламенем для газа
Критерий поглощательной способности(критерий Бугера)
Эффективное значение критерия Бугера:
Температура газов на выходе из топки зависит от адиабатической температуры горения топлива критерия Бугера теплового напряжения стен топочной камеры qст коэффициента тепловой эффективности экранов уровня расположения горелок и других величин
определяется по полезному тепловыделению в топке считая что К
коэффициент сохранения тепла:
средняя суммарная теплоемкость продуктов сгорания 1 м3 газа:
Средний коэффициент тепловой эффективности экрана:
Где x находится по номограмме 1
-угловой коэффициент экрана
Параметр забалластированности топочных газов rv
Параметр М учитывающий влияние на интенсивность теплообменника в камерных топках при сжигании газа принимаем равным М=048
Расчетная температура газов на выходе из топочной камеры
Определяем разницу между полученную по расчетам по формуле и задаваемой =1000 которая задавалась в начале расчета 2.8
51000С=> принимаем температуру окончательно 10000С.
Александров А.А. Григорьев Б.А. Таблицы теплофизических свойств воды и водяного пара. Справочник. - М.: МЭИ 1999 с. 169
Аносова Т.И. Методические указания к курсовому проекту по дисциплине Котельные установки. - Медногорск: МИК 2010 с. 82
Липов Ю.М. Самойлов Ю.Ф. Виленский Т.В. Компоновка и тепловой расчет парового котла. - М.: Энергоатомиздат 1988 с. 208
Сергеев А.В. Тепломеханическое оборудование котельных. Справочное учебное пособие. - С. - П.: ДЕАН 2005 с. 256
Сергеев А.В. Топливное хозяйство котельных. Справочное учебное пособие. - С. - П.: ДЕАН 2007 с. 320
Соколов Б.А. Котельные установки и их эксплуатация. - М.: Академия 2005 с.. 432
Эстеркин Р.И. Котельные установки. Курсовое и дипломное проектирование. - Л.: Энергоатомиздат 1989 с. 280
Эстеркин Р.И. Промышленные котельные установки. - Л.: Энергоатомиздат 1985 с. 400

Свободное скачивание на сегодня

Обновление через: 11 часов 37 минут
up Наверх