Котельная установка

rrr-rr-10-14-r.doc

Новосибирский Государственный Архитектурно-Строительный Университет
Кафедра:Теплогазоснабжения
Тепловой расчёт КЕ-10-14С
Пояснительная записка
“Тепловой расчёт котельного агрегата КЕ-10-14С”
Топливо.Воздух.Продукты сгорания 5
1.Основные характеристики топлива 6
2.Выбор коэффициента избытка воздуха и присосов в газоходах котельного
3.Расчёт объёмов воздуха и продуктов сгорания топлива 7
4. Энтальпия воздуха и продуктов сгорания 8
Тепловой баланс парогенератора 9
Расчёт топочной камеры 10
1. Основные конструктивные и тепловые характеристики топки
2.Определение полной поверхности стен топки 11
3.Полная и лучевоспринимающая поверхность топки 12
Поверочный расчёт теплообмена в топке 12
Расчёт конвективных поверхностей нагрева 15
Расчёт водяного экономайзера 19
Сводная таблица теплового расчёта 22
Список используемой литературы 23
Котёл имеет унифицированные верхний и нижний барабаны с внутренним диаметром 1000мм и расстоянием между ними 2750мма также боковые экраны и конвективный пучок .
Боковые стены топочной камеры экранированы фронтовая и задняя стены выполнены из огнеупорного кирпича (без экранов ).Ширина топочной камеры котла 2874мм .С правой стороны задней стенки топочной камеры котла имеется окно через которое продукты сгорания поступают в камеру догорания и далее в конвективный пучок .
Пол камеры догорания наклонен таким образом чтобы основная масса падающих в камеру кусков топлива скатывались на решётку. Трубы конвективного пучка развальцованные в верхнем и нижнем барабанах установленные с шагом вдоль барабана 95мм и поперечным шагом 110мм.
В конвективном пучке разворот газов осуществляется в горизонтальной плоскости при помощи шамотной и чугунной перегородок.
Боковые экраны в области топочной камеры и ограждающих стен в конвективном пучке выполнены из труб диаметром 51×25мм с шагом 58мм.
Боковые экраны и крайние боковые ряды труб конвективного пучка имеют общий нижний коллектор.
В котлах применены схемы одноступенчатого испарения. Питательная вода из экономайзера подаётся в верхний барабан под уровень воды по перфорированной трубе. В нижний барабан котловая вода опускается по задним трубам конвективного пучка. Передние трубы конвективного пучка являются испарительными .
Из нижнего барабана вода по перепускным трубам поступает в камеры левого и правого экранов. Кроме того котловая вода из верхнего барабана по опускным стоякам расположенным на фронте котла поступает в нижние коллекторы боковых экранов. Пароводяная смесь выходит из испарительных труб в верхний барабан. Пар отсепарированный в паровом пространстве барабана проходит через пароприёмный дырчатый потолок установленный на расстоянии 50мм от верхней образующей барабана и направляется в паропровод .
Боковые стены котлов закрыты натрубной обмуровкой состоящей из слоя шамотобетона толщиной 25мм по сетке и несколько слоёв изоляционных плит толщиной около 100мм. Натрубная обмуровка покрывается снаружи металлической обшивкой толщиной 2мм привариваемая к каркасу.
Котёл оборудуется системой возврата уноса и острым дутьём. Унос оседающий в 4-ёх зольниках котла возвращается в топку при помощи инжекторов и вводится в топочную
камеру на высоте 400мм от решетки.
Смесительные трубы возврата уноса выполнены прямыми без поворотов что обеспечивает надёжную работу системы.
Воздух острого дутья вводится в топку через заднюю стенку в зависимости от паропроизводительности котла 5-12соплами диаметром 20мм. Сопла установлены на высоте 500мм от уровня колосникового полотна .
Воздух в систему возврата уноса и острого дутья подаётся от высоконапорного вентилятора производительностью 1000м3ч и полным напором 380мм вод.ст.
Котел для сжигания каменного угля снабжается пневмомеханическим забрасывателем и ленточной цепной решеткой обратного хода. Рама решётки служит опорой коллекторов боковых экранов котла .
Топливо. Воздух. Продукты сгорания.
1.Основные характеристики топлива
По мере движения продуктов сгорания по газоходам коэффициент избытка увеличивается за счёт присосов воздуха в газовый тракт агрегата через неплотности в обмуровке.
Присосы воздуха по газоходам Δα и расчетные коэффициенты избытка воздуха
Расчетный коэффициент
αкп=αт+Δαкп=145+015=16
αсркп = αт+αкп =145+16 =1525
αэк=αкп+Δαэк=16+01=17
αсрэк = αкп+αэк =16 +17=165
αзл=αэк+Δαзл=17+015=
αсрзл= αэк+αзл =17+185=1775
3.Расчёт объёмов воздуха и продуктов сгорания топлива
Расчётные значения теоретически необходимого количества воздуха V0в и объема образующихся продуктов сгорания V0г берём в соответствии с Р.И.Эстеркин “Котельные установки” стр 37 пункт3.2. Расчёт объёмов воздуха и продуктов сгорания
Характеристики продуктов сгорания по поверхностям нагрева
V0 =516 м3кг; VRO2=094 м3кг;V0N2=408 м3кг; V0H2O=064 м3кг;
VH2O=VoH2O+0016(αср-1)Vo
Vг= VRO2+ V0N2+ VH2O+(αср-1)Vo
Объемная доля водяных
Объемная доля трехатом
Суммарная объемная доля 3-ех атомных газов
Концентрация золы в продуктах сгорания
4.Энтальпия воздуха и продуктов сгорания
Энтальпия теоретического объёма воздуха и продуктов сгорания отнесённые к 1кг (м3) топлива при соответствующих температурах расчитываем руководствуясь Р.И.Эстеркин “Котельные установки” стр 37 пункт3.2. Расчёт объёмов воздуха и продуктов сгорания и пунктом 3.3. Расчёт энтальпий воздуха и продуктов сгорания .
Энтальпия золы учитываетсяесли
αун=0075(Из нормативного метода стр203.В долях)
Энтальпия воздуха и продуктов сгорания
Воздухоподогреватель
Тепловой баланс парогенератора
При работе парового котла вся поступившая в него теплота расходуется на выработку полезной теплоты содержащейся в паре или горячей воде и на покрытие различных потерь теплоты.
Определяемая величина
Располагаемая теплота
Потеря теплоты от хим. недожога
Потеря теплоты от механической неполноты сгорания
Температура уходящих газов
Энтальпия уходящих газов
Температура воздуха в котельной
Энтальпия воздуха в котельной
Потеря теплоты с уходящими газами
Потеря теплоты от наружного охлаждения
Потеря с теплом шлака
Сумма тепловых потерь
Коэффициент сохранения теплоты
Расчёт топочной камеры
1.Определение полной поверхности стен топки:
Тепловое напряжение топочного объема и площадь зеркала горения
2.Полная и лучевоспринимающая поверхность топки
Площадь занимаемой лучевоспринимающей поверхности
Наружный диаметр труб
Расстояние от оси труб до стены
Площадь лучевоспринимающей поверхности.
Суммарная площадь лучевоспринимающей поверхности
Степень экранирования топки
Среднее значение коэффициента тепловой эффективности
Поверочный расчет теплообмена в топке
Коэффициентт тепловой эффективности
Эффективная толщина излуча-ющего слоя
Полная высота топки
По конструктивным размерам
Высота расположения горелок
Относительный уровень расположения горелок
Параметр учитывающий распределение температ. в топке
При получении М>05 М считают равным 05
Коэф-т избытка воздуха на выходе из топки
Присос воздуха в топке
Энтальпия хол. воздуха
Кол-во теплоты вносимое в топку воздухом
Полезное тепловыделение в топке
Адиабатная температура горения
Температура газов на выходе из топки
Предварительный выбор
Энтальпия газов на выходе из топки
Берется при принятой температуре в пункте12
Суммарная объемная доля
Коэффициент ослаблен.лучей:
Принимаем для слоевых топок при сжигании каменного угля
Коэффициент ослабления лучей топочной средой
Суммарная сила поглощения
Степень черноты факела
Тепловая нагрузка стен топки
Отношение площади зеркала горения к площади стен
Общее тепловосприятие топки
Расчёт конвективных поверхностей нагрева
К конвективным поверхностям нагрева следует отнести конвективные пучки и водяной экономайзер. При установившемся тепловом состоянии кол-во теплоты отданное греющим теплоносителем Qг равно кол-ву теплоты воспринятому нагревающим теплоносителем Qт.
Определение конструктивных характеристик и расчётной скорости продуктов сгорания.
Расчёт площади поверхности нагрева:
Продольный шаг S1=95мм
Поперечный шаг S2=110мм
ый газоход 2ой газоход
Н11=314×0051×340×229=12469(м2)
Нст=314×0051×28×39=1749(м2)
Н=314×0051×220×229=8067(м2)
Нст=314×0051×17×39=1062(м2)
F1=a×b-Z1×d× F2=a×b-Z1×d×
а=15м ; b=21 ; =b а=1(м) ; b=21(м) ; =b
F1=15×21-17×0051×21=133(м2) F2=1×21-11×0051×21=092(м2)
Н1=Н(1)1+Нст=14218Н2= Н(2)1+Нст=9129
Расчет конвективных пучков котла
сгоран. на входе в конвективный пучок
сгоран.на выходе из конвективного пучка
Расчетная температура потока продуктов сгорания в конвективном газоходе
Средняя скорость прод.сгоран в конвективном газоходе
г=0358×839(655242+273)
Коэффициент теплоотдачи
Определяется по номограмме 2стр71.рис6.1
Поправка на число рядов труб по ходу прод.сгор.
Определяется по номограмме 2 стр71.рис6.1
Поправка на геометрию пучка
Поправка на физические характеристики при изменении температуры
Коэффициент теплопередачи конвекцией
ина излучающего слоя для гладкотрубных пучков
Коэффициент ослаблен.лучей трехатомн.газами
Определяется по номограмме “Эстеркин”стр63.рис5.4
Коэффициент ослаблен.лучей зо-
Принимается для слоевой топки
Степень черноты газового потока
Степень черноты газового потока
Температура загрязненной стенки
Коэффициент теплоотдачи
Определяется по номограмме “Эстеркин”стр78.рис6.4
Коэффициент использования
Постояннаядля попе-речного омывания
Суммарный коэффициент
Коэффициент тепловой эффективности
“Эстеркин”стр79 табл6.1
Коэффициент теплопередачи
Больщая разность темп-ры
Меньшая разность темп-ры
Кол-во теплоты восприн.пов-тью нагрева
Энтальпия прод.сгоран на входе в конвект.пучек
Энтальпия прод.сгоран на выходе из конвект.пучка
По предварит выбран температуре
Уравнение теплового баланса
8(129388-334751+01×2205)
Расчет водяного экономайзера
)Количество теплоты которые должны отдать продукты сгорания при принятой температуре уходящих газов .
Qг=098(334751-1939824+01×2205)=140114
)Количество теплоты которым могут распологать газы .
Qэк=2055817×0863× 100__ _ (7562088+942107)=18385181-16983158=1402023
ΔQ = Qэк- Qг = 1402023 –140114 ×100 = 006302
).Определим энтальпию воды после водяного экономайзера .
)Определим температурный напор
)Определяем площадь живого сечения для прохода продуктов сгорания :
-при установке чугунного водяного экономайзера
Fтр=012 (Эстеркин “Котельные установки” таблица 6.3.Конструктивные характеристики труб чугунных экономайзеров ВТИ стр90)
)Определяем действительную скорость продуктов сгорания в экономайзере
Vг=8945(из таблицы№2)
Jэк=1527+276 =21435 оС
wг=0358×8945(21435+273) =5954 мс
)Определяем коэффициент теплопередачи для чугунного экономайзера
Кн=178(Эстеркин “Котельные установки”номограмма рис6.9 стр 92)
С=1025(Эстеркин “Котельные установки”номограмма рис6.9 стр 92)
)Определим площадь поверхности нагрева водяного экономайзера (м2)
Hэк=1000×140114×0358 = 562964
)Определим общее число труб
Нтр=295(Эстеркин “Котельные установки” таблица 6.3.Конструктивные характеристики труб чугунных экономайзеров ВТИ стр90)
)Определим число рядов
)Определим действительную поверхность нагрева:
ΔН=5664-562964 ×100 = 0612%
)Определим невязку теплового баланса :
ΔQ=Qрн×бр – (Qл+Qкп+Qэк)(1-q4 )
ΔQ=2055817×0863-(7562088+942107+1402023)(1-35 ) =1774117-1774115= 002
Сводная таблица теплового расчёта
Распологаемая теплота топлива
Теплота вносимая воздухом
Полезное тепловыделение
Температура газов на выходе
Энтальпия газов на выходе
Температура газов на входе
Энтальпия газов на входе
Тепловосприятие поверхности нагрева
Список используемой литературы
Тепловой расчёт котельных агрегатов (нормативный метод). М.:Энергия 1973.-295с.
Эстеркин Р.И.”Котельные установки курсовое и дипломное проектирование”:
учебное пособие для техникумов .-Л.:Энергоатомиздат.Ленингр.отделение1989.-280 с.ил.
Тепловой расчет парогенератора. Методические указания к курсовому проекту 2003. – 52с.

rr-10-14r_rresrerrrryer_rrsr.dwg