Котел ТГМП-344А

ТГМП-344А.dwg

Продольный и поперечный
разрезы котла ТГМП-344А
Исходные данные для проектирования: xi-3
- топливо: природный газ (газопровод i0
Ставрополь-Грозный); i-3
- номинальная паропроизводительность 278 кгс: - температура первичного и вторичного пара: 545°С - давление первичного пара : 25 МПа; - давление вторичного пара: 4МПа; - температура питательной воды: 275 °С; - доля рециркуляции: 0.08 - температура холодного воздуха: 30 °С; - температура уходящих газов: 125 °С;
откуда вязлся этот вид?
у вас коллектора находятся в газоходе
Шпилечное соединение
Расчет резьбовых соединений
Номинальный диаметр резьбы болта
Толщина соединяемых деталей
Диаметр сквозного отверстия под болт
Высота головки болта
Внешний диаметр d =37
Гайка: исполнение 2
Расчетная длина болта
Стандартная длина болта
Соединение шпилечное
Номинальный диаметр резьбы шпильки
Длина посадочного конца
Глубина сверления под резьбу
Глубина нарезания резьбы
Расчетная длина шпильки
Стандартная длина шпильки
Номинальный диаметр резьбы винта
M20*65 ГОСТ 17475-80 ;
;(цилиндрическая головка)
Стандартная длина винта
; (другие виды головки)
Высота головки винта
Диаметр сквозного отверстия под винт
Гайка М24 ГОСТ5915-70
Болт М24*85 ГОСТ7798-70
Гайка2М14 ГОСТ 5915-70
Шайба14 ГОСТ11371-78
Глухое отверстие под шпильку
Шпилька М14*50 ГОСТ 22032-76
М14*50 ГОСТ 22032-76
Диаметр сквозного отверстия под шпильку:
Длина резьбы под гайку :
l=2d+6mm l=2*14+6mm l=34mm
Расчетная длина винта
Шайба8 ГОСТ 11371-78
Пружина 458 ГОСТ 13766-73
Прокладка П 50*64*2 МН 3138-62
Двигатель-генератор.
Сепаратор реактора РБМК
Конденсатор поверхностный
С нерегулируемым отбором пара
С промежуточным перегревом
С одним регулируемым отбором пара
Сепаратор-пароперегреватель
Колонка разделительная
(Сепаратор-расширитель)
Редукционно-охладительная
Компенсатор давления
Генератор трехфазного тока.
МИФТ.562521.005 Р3.1
Конденсатор поверхностный
Генератор трехфазного тока
Поверочный расчёт топочной
камеры парового котла
Продольный разрез котла ТГМП-344А
Поперечный разрез котла ТГМП-344А
Курсовой проект по дисциплине ПЭК

Курсовая работа.docx

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖЕДНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «МЭИ»
Кафедратепловых электрических станций
Поверочный расчёт топочной камеры парового котла ТГМП-344А
Задание для курсовой работы 3
Топливо для котла – состав и характеристики схема подготовки краткое описание 4
Конструкция котла – описание схемное исполнение 5
Выбор исходных данных для расчета – значения обоснование и определение КПД котла и расхода топлива 8
Расчет топочной камеры12
Список литературы 17
Задание для курсовой работы
Спроектировать топочную камеру прямоточного парового котла сверхкритического давления типа ТГМП-344А. Выполнить чертеж топки в продольном и поперечном разрезах котла в необходимом масштабе по размерам полученным в тепловом расчете. Проекции чертятся на бумаге формата A2. Составить расчетно-пояснительную записку теплового расчета котла (характеристика топлива конструкция котла).
Производительность: Dпп=278 кгс;
Температура перегретого пара: tпп= 545 °С;
Давление перегретого пара: рпп = 25 МПа;
Давление питательной воды: рпв =32 МПа;
Расход вторичного пара: Dвт=2194 кгс;
Температура холодного воздуха tхв=30 °С;
Давление пара на входе и на выходе из пароперегревателя: рвп = 4 МПа
Доля впрыска: dп=5 % ;
Расход воды на впрыски: Dвпрпп =548 кгc;
Давление воды на впрыске: Pвпрпп = 7 МПа.
Индивидуальное задание:
Топливо: Природный газ Мосгаз;
Температура уходящих газов: ух=125 °С;
Доля рециркуляции: rr= 008;
Сернистость топлива: Sp=01 %;
Подогрев воздуха в калорифере: Δtпод=9030=60 °С;
Теплота сгорания: Qнр=3563 МДжм3;
Теоретическое значение энтальпии газов при 2200 °С H0г=3944МДжм3;
Теоретическое значение энтальпии газов при 2200 °С H0в=322 МДжм3;
Теоретические объемы: V0в=947 м3м3 V0г=1063 м3м3.
Топливо для котла – состав и характеристики схема подготовки краткое описание
В качестве топлива используется природный газ (Табл. 1). Природный газ представляет собой механическую смесь различных горючих и негорючих газов. Основными составляющими природного газа являются: метан CH4(86-95 %) тяжелые углеводороды CmHn(9-4%) азот N2(5-1%). Балластом в природных газовых топливах являются в основном азот и двуокись углерода содержание которых не превышает 90%.
Основными техническими характеристиками природного газа являютсяплотность взрываемость токсичность.
Плотность. Почти все виды газового топлива легче воздуха (ρг=0.73-0.75 кгм3) поэтому проникший в помещение газ скапливается под верхними перекрытиями. В целях безопасности перед пуском котла проверяют отсутствие газа в вероятных местах его скопления.
Взрываемость. Смесь горючего газа с воздухом в определенных пропорциях при вводе в эту смесь источника огня или даже искры может взорваться т. е. происходит процесс воспламенения смеси вблизи источника огня и распространение горения в остальной газо-воздушной смеси со скоростью перемещения волны давления во фронте горения (т.е. со скоростью распространения звука).
Токсичность. Под токсичностью понимают способность газового топлива вызывать отравление. Наиболее опасными в этом соотношении компонентами являются CO и H2S. Предельно допустимая концентрация CO в воздухе составляет 0.0024% объемных. Даже незначительное содержание СО в воздухе (0.02% объемных) вызывает заметное отравление. Сернистые соединения в большинстве природных газов практически отсутствуют.
Почти все природные газы совсем не имеют запаха или имеют весьма слабый запах. Для своевременного обнаружения утечки газа и принятия мер безопасности газовое топливо не имеющее запаха до поступления в газовую магистральодорируютт.е. придают характерный острый запах введением сернистого соединения – меркаптана.
Табл. 1. Характеристика топлива
Подготовка к сжиганию природного газа требует наименьшего оборудования и затрат. Газ поступает в газорегуляторный пункт (см. рисунок 1) где проходит фильтрацию затем его давление снижается от давления в центральной магистрали (5-75 МПа) из которой получает газ электростанция до необходимого давления в газопроводах котельного отделения (015-02 МПа) в дроссельных регуляторах давления. Для гарантии поддержания заданного давления газа на станции за регулятором устанавливают предохранительные клапаны сбрасывающие при избытке давления часть газа в атмосферу. Во избежание прекращения подачи газа на станцию при выходе из строя регулятора основная магистраль имеет вторую (байпасную) с таким же набором аппаратуры.
Рисунок 1. Технологическая схема подготовки к сжиганию газового топлива
Из-за высокой взрывоопасности смеси газа с воздухом газопроводы к каждому котлу оснащены быстродействующими импульсными клапанами мгновенно отсекающими подачу газа в аварийной ситуации а также продувочными линиями позволяющими удалить газ из газопровода при его отключении и наоборот воздух при его вводе в работу (1).
Конструкция котла – описание схемное исполнение
Котел прямоточный на сверхкритические параметры пара с промперегревом однокорпусный выполнен по П-образной компоновке газоплотный под разряжением. Топочная камера призматическая открытого типа является восходящим газоходом. В горизонтальном сечении топка имеет размеры по осям труб 847х1632 м. В нижней части топочной камеры на фронтовой и задней стенках в два яруса установлены 16 комбинированных газомазутных горелок (по восемь на каждой стороне и по четыре в каждом ярусе). Расстояние между ярусами составляет 325 м. Конструкция горелок разработана с учетом сжигания мазута при низких избытках воздуха.
В нижней части топочной камеры с целью снижения максимального уровня тепловых потоков в зоне максимального теплонапряжения и снижения опасности высокотемпературной коррозии экранов применяется рециркуляция газов. Газы на рециркуляцию отбираются перед воздухоподогревателем. Топочная камера потолок горизонтальный и опускной газоходы экранированы цельносварными экранами сваренными из плавниковых труб 32х6 мм (сталь 12Х1МФ). Цельносварные экраны топочной камеры разделены по высоте на две радиационные части: НРЧ и ВРЧ. Задний экран ВРЧ образует в верхней части топки аэродинамический выступ. На выходе из топочной камеры расположен вертикальный ширмовый перегреватель высокого давления из труб 32х6 мм (2).
Потолок котла с целью обеспечения его плотности и уменьшения объема изоляции закрыт «теплым ящиком» в который подается горячит воздух под давлением превышающим давление в газоходах котла. Среда высокого давления от входа в котел до пароперегревателя высокого давления движется одним потоком а в пароперегревателе – двумя потоками. Предусмотрен последовательный переброс потоков. Регулирование температуры перегрева пара производится впрыском питательной воды (см. рисунок 2 и рисунок 3).
Подогрев воздуха в котле производится двумя регенеративными воздухоподогревателями диаметром 98 м которые вынесены за пределы котельной. Обмуровка котла натрубная. Котел спроектирован с учетом возможности ремонта всех поверхностей нагрева. Для очистки поверхностей нагрева от загрязнения предусмотрена паровая обдувка. Для очистки регенеративного воздухоподогревателя предусмотрены обмывка водой и обдувка паром. Котел снабжен необходимой арматурой устройствами для отбора проб пара и воды а также контрольно-измерительными приборами и средствами автоматизации и тепловой защиты технологических процессов. Котлы могут быть использованы на различных предприятиях расположившихся в городах нашей страны (3).
Рисунок 2. Продольный разрез котла
Рисунок 3. Поперечный разрез котла
Выбор исходных данных для расчета – значения обоснование и определение КПД котла и расхода топлива
Расчет КПД котла и расхода топлива
КПД рассчитывается по обратному балансу: ).
Избыток воздуха в уходящих газах:
Избыток воздуха на выходе из топки:
Присосы в газовом тракте:
где – коэффициент избытка воздуха в верхней части топки;
– коэффициент избытка в газовом потоке в области воздухоподогревателя;
– коэффициент избытка.
Коэффициент учитывающий долю дополнительного поступления теплоты с топливом:
Так как топливо: Природный газ то .
Располагаемся теплота топлива:
Значение энтальпии газов при 2200 °С и :
Назначение рециркуляции:
-Снижение выбросов оксидов азота (NО
-Уменьшение теплового потока падающего на стенки (тепловыделение в топке);
- Поддержание или регулирование температуры перегрева пара.
Энтальпия уходящих газов:
Энтальпия холодного воздуха:
Потери теплоты с уходящими газами:
Потеря с механическим недожогом: ;
Потеря теплоты с химическим недожогом горючих газов (COH2CH4):
Тепловые потери с химическим недожогом q3 принимаем в соответствии с используемым топливом:
Потери от наружного охлаждения:
Тепловые потери в окружающую среду q5 выбираются исходя из паропроизводительности котла:
Потеря с физическим теплом шлаков:
Т.к. используемое топливо природный газ то шлакоудаления нет:
Механический недожег за малостью относят к значению поэтому .
Коэффициент полезного действия котла (методом обратного баланса):
Полный расход топлива на котел:
C помощью программы WaterSreamPro определим энтальпии перегретого пара питательной воды энтальпии на входе и на выходе из пароперегревателя (по давлению и температуре).
Полезное тепловосприятие:
Полная тепловая мощность:
Полное тепловыделение в топочной камере
Теоретическое значение энтальпий горячего и холодного воздуха - температура горячего воздуха:
Теплота воздуха поступающего в топочную камеру:
Избыток воздуха поступающий через горелки в зону горения топлива:
Относительный избыток воздуха:
Теплота внешнего подогрева воздуха:
Энтальпия газов циркуляции:
Коэффициент избытка воздуха в газах рециркуляции:
Температура газов рециркуляции:
Полное тепловыделение в топочной камере:
Теоретическая энтальпия газов с учетом рециркуляции:
Адиабатная температура:
Расчет топочной камеры
Средняя эффективная толщина излучающего слоя газов в свободной топочной камере
Высота призматической части топки:
Глубина верхней части топки:
Высота верхней части топки:
Площадь поверхности призматической части топки:
Площадь поверхности верхней части топки включая потолок:
Площадь поверхности пода топки:
Полная поверхность топочной камеры:
Тепловоспринимающая поверхность ширм:
Объем топочной камеры:
Средняя толщина излучающего слоя:
Схема топки представлена на рисунке 4.
Рисунок 4. Расчетная схема топочной камеры
Расчетная температура газов на выходе
Удельная тепловая нагрузка поверхности стен топки:
Коэффициент излучения топочной среды:
Коэффициент загрязнения поверхности трубы (отношение коэффициентов тепловой эффективности загрязненного и чистого экранов):
Угловой коэффициент:
Индивидуальный (зонный) Коэффициент тепловой эффективности:
Коэффициент тепловой эффективности: характеризует обратное излучение экранной поверхности.
Обобщенный коэффициент тепловой эффективности топки – зависит от размера различных поверхностей нагрева и их индивидуальных коэффициентов тепловой эффективности:
Высота горелок первого яруса от пода топки:
Высота горелок второго яруса от горелок первого яруса:
Расчетная высота горелок:
Расчетная высота топочной камеры:
Относительное положение максимума температуры факела:
Коэффициент местоположения ядра факела (относительно высоты ядра факела в топке). Зависит от высоты размещения горелок и числа ярусов горелок:
Значения коэффициента излучения факела и коэффициента излучения топочной среды:
1 Температура газов на выходе из топки:
Исходное значение коэффициента ослабления за счет влияния трехатомных газов:
2 Влияние концентрации сажевых частиц в факеле углеводородное число топлива (отношение суммы углерода к сумме водорода в топливе):
3 Коэффициент ослабления:
4 Коэффициент теплового излучения продуктов сгорания:
давление газов в топочной камере:
для двухъярусных горелок:
Доля топочного объема заполненная светящимся факелом:
Коэффициент излучения факела (учитываются светящаяся и несветящаяся части факела) по закону Бугера:
Температура газов на выходе из топки:
Энтальпия газов на выходе из топки:
Тепловосприятие топочных экранов:
Удельное тепловосприятие топочных экранов топки:
Степень экранирования стен топки:
Сечение топочной камеры:
Температура воды на выходе из экономайзера:
Давление воды за экономайзером:
Температура воды на входе в НРЧ:
Полный коэффициент дополнительного экранирования:
Доля питательной воды на первый впрыск:
Энтальпия пара перед ширмовым пароперегревателем:
Коэффициент учитывающий долю лучистого тепловосприятия приходящуюся на поверхности нагрева топки:
По и определяем = 405
Энтальпия пара за ВРЧ:
Температура пара за ВРЧ:
УДК 621.181 Ю.М. Липов Ю. М. Третьяков «Котельные установки и парогенераторы» - Москва-Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика» 2003 592 стр.-ISBN 5-93972-227-Х.
Липов Ю. М. Самойлов Ю. Ф. Виленский Т. В.Компоновка и тепловой расчет парового котла: Учеб. пособие для вузов. - М.:Энергоатомиздат 1988.
УДК 621.18 Л615. Липов Ю. М. Тепловой расчет парового котла: учебное пособие для вузов Ю. М. Липов. – Ижевск: РХД 2001 . – 176 с. – (Науки о Земле). - ISBN 5-939720-46-3