• RU
  • icon На проверке: 13
Меню

Курсовая работа - Парогенераторы ТЭС котел ТГМ-84

  • Добавлен: 27.11.2022
  • Размер: 13 MB
  • Закачек: 0
Узнать, как скачать этот материал

Описание

СОДЕРЖАНИЕ

 

ВВЕДЕНИЕ

1. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЁТ ПАРОГЕНЕРАТОРА

1.1 РАСЧЕТНОЕ ЗАДАНИЕ

1.2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ОБЪЕМОВ ВОЗДУХА И ПРОДУКТОВ СГОРАНИЯ

1.3 ОБЪЕМЫ ПРОДУКТОВ СГОРАНИЯ, ОБЪЕМНЫЕ ДОЛИ ТРЕХАТОМНЫХ ГАЗОВ И КОНЦЕНТРАЦИЯ ЗОЛОВЫХ ЧАСТИЦ

1.4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭНТАЛЬПИИ ПРОДУКТОВ СГОРАНИЯ ПО ГАЗОХОДАМ

2. ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС КОТЛОАГРЕГАТА

3. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ТОПКИ

4. РАСЧЕТ ПАРОПЕРЕГРЕВАТЕЛЕЙ

4.1 РАСЧЕТ РАДИАЦИОННОГО НАСТЕННОГО ПАРОПЕРЕГРЕВАТЕЛЯ

4.2 РАСЧЕТ РАДИАЦИОННОГО ПОТОЛОЧНОГО ПАРОПЕРЕГРЕВАТЕЛЯ

4.3 РАСЧЕТ ШИРМОВОГО ПАРОПЕРЕГРЕВАТЕЛЯ

5. РАСЧЕТ КОНВЕКТИВОГО ПАРОПЕРЕГРЕВАТЕЛЯ

6. РАСЧЕТ ВОДЯНОГО ЭКОНОМАЙЗЕРА 

7. РАСЧЕТ ВОЗДУХОПОДОГРЕВАТЕЛЯ

8. аэродинамический расчет котла

8.1 Выбор дымососа

8.2 Выбор вентилятора

9. УТОЧНЕНИЕ ТЕПЛОВОГО БАЛАНСА

СВОДНАЯ ТАБЛИЦА ТЕПЛОВОГО РАСЧЕТА

ЛИТЕРАТУРА

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Одним из основных тепловых агрегатов паротурбинной ТЭС является паровой котёл. Это система поверхностей нагрева для производства пара из непрерывно поступающей в него воды с использованием  теплоты, выделяющейся при сжигании топлива, которая подаётся в топку вместе с воздухом.

Питательная вода подогревается до температуры насыщения, испаряется, а выделившийся из кипящей котловой воды насыщенный пар перегревается. Эти процессы осуществляются в трёх группах поверхностей нагрева. Подогрев воды до температуры насыщения происходит в экономайзере, образование пара – в парообразующей поверхности нагрева, перегрев пара – в пароперегревателе.

 При сжигании топлива образуются продукты сгорания – теплоноситель, который в поверхностях нагрева отдаёт теплоту воде и пару, называемый рабочим телом. После поверхностей нагрева продукты сгорания при относительно низкой температуре удаляются из котла через дымовую трубу в атмосферу.

Необходимая тепловая мощность парового котла определяется его паропроизводительностью при обеспечении установленной температуры и рабочего давления перегретого пара. В топке котла сжигается топливо.

Паровые котлы в зависимости от движения рабочего тела подразделяются на котлы с естественной циркуляцией и принудительной циркуляцией. Отличительной особенностью паровых котлов с естественной и  принудительной циркуляцией является наличие барабана – емкости, с циркуляцией в замкнутом гидравлическом контуре и обеспечивающее отделение воды от пара. Прямоточные котлы не имеют барабана, и через парообразующие трубы рабочее тело проходит однократно.

Паровые котлы могут иметь П-, Т-, N-, U-образную, четырехходовую и башенную компоновки. Широко применяют  котлы с П-образным профилем.

 

ЛИТЕРАТУРА

 

  1. М.И.Резников, Ю.М.Липов. Паровые котлы тепловых электростанций. М.Энергоатомиздат-1987.
  2. Ю.М.Липов, Ю.Ф.Самойлов, Т.В.Виленский. Компоновка и тепловой расчет парового котла. М. М.Энергоатомиздат-1988.
  3. Тепловой расчет котельных агрегатов (Нормативный метод). М. Энергия-1973.
  4. Г.И. Жихар Тепловой расчет парогенераторов: учебно-методическое пособие.- Минск: БНТУ, 2011.

 

Состав проекта

icon тгм.docx
icon butan.xmcd
icon а1_продольный разрез тгм-84.frw
icon а1_поперечный разрез тгм-84.frw

Дополнительная информация

Контент чертежей

icon тгм.docx

ТЕПЛОВОЙ РАСЧЁТ ПАРОГЕНЕРАТОРА 8
1 РАСЧЕТНОЕ ЗАДАНИЕ 8
2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ОБЪЕМОВ ВОЗДУХА И ПРОДУКТОВ СГОРАНИЯ 8
3 ОБЪЕМЫ ПРОДУКТОВ СГОРАНИЯ ОБЪЕМНЫЕ ДОЛИ ТРЕХАТОМНЫХ ГАЗОВИ КОНЦЕНТРАЦИЯ ЗОЛОВЫХ ЧАСТИЦ 9
4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭНТАЛЬПИИ ПРОДУКТОВ СГОРАНИЯ ПО ГАЗОХОДАМ 10
ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС КОТЛОАГРЕГАТА 12
ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ТОПКИ 14
РАСЧЕТ ПАРОПЕРЕГРЕВАТЕЛЕЙ 16
1 РАСЧЕТ РАДИАЦИОННОГО НАСТЕННОГО ПАРОПЕРЕГРЕВАТЕЛЯ 16
2 РАСЧЕТ РАДИАЦИОННОГО ПОТОЛОЧНОГО ПАРОПЕРЕГРЕВАТЕЛЯ 16
3 РАСЧЕТ ШИРМОВОГО ПАРОПЕРЕГРЕВАТЕЛЯ 16
РАСЧЕТ КОНВЕКТИВОГО ПАРОПЕРЕГРЕВАТЕЛЯ 19
РАСЧЕТ ВОДЯНОГО ЭКОНОМАЙЗЕРА 22
РАСЧЕТ ВОЗДУХОПОДОГРЕВАТЕЛЯ 24
АЭРОДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ КОТЛА 30
2 ВЫБОР ВЕНТИЛЯТОРА 30
УТОЧНЕНИЕ ТЕПЛОВОГО БАЛАНСА 32
СВОДНАЯ ТАБЛИЦА ТЕПЛОВОГО РАСЧЕТА 33
Одним из основных тепловых агрегатов паротурбинной ТЭС является паровой котёл. Это система поверхностей нагрева для производства пара из непрерывно поступающей в него воды с использованием теплоты выделяющейся при сжигании топлива которая подаётся в топку вместе с воздухом.
Питательная вода подогревается до температуры насыщения испаряется а выделившийся из кипящей котловой воды насыщенный пар перегревается. Эти процессы осуществляются в трёх группах поверхностей нагрева. Подогрев воды до температуры насыщения происходит в экономайзере образование пара – в парообразующей поверхности нагрева перегрев пара – в пароперегревателе.
При сжигании топлива образуются продукты сгорания – теплоноситель который в поверхностях нагрева отдаёт теплоту воде и пару называемый рабочим телом. После поверхностей нагрева продукты сгорания при относительно низкой температуре удаляются из котла через дымовую трубу в атмосферу.
Необходимая тепловая мощность парового котла определяется его паропроизводительностью при обеспечении установленной температуры и рабочего давления перегретого пара. В топке котла сжигается топливо.
Паровые котлы в зависимости от движения рабочего тела подразделяются на котлы с естественной циркуляцией и принудительной циркуляцией. Отличительной особенностью паровых котлов с естественной и принудительной циркуляцией является наличие барабана – емкости с циркуляцией в замкнутом гидравлическом контуре и обеспечивающее отделение воды от пара. Прямоточные котлы не имеют барабана и через парообразующие трубы рабочее тело проходит однократно.
Паровые котлы могут иметь П- Т- N- U-образную четырехходовую и башенную компоновки. Широко применяют котлы с П-образным профилем.
Краткое описание котельного агрегата ТГМ-84
Котлоагрегат ТГМ-84 спроектирован по П-образной компоновке и состоит из топочной камеры являющейся восходящим газоходом и опускной конвективной шахты разделенной на 2 газохода. Переходной горизонтальный газоход между топкой и конвективной шахтой практически отсутствуют. В верхней части топки и поворотной камере расположен ширмовый пароперегреватель. В конвективной шахте разделенной на 2 газохода размещены последовательно (по ходу газов) горизонтальный пароперегреватель и водяной экономайзер. За водяным экономайзером находится поворотная камера с золоприемными бункерами.
Два включенных параллельно регенеративных воздухоподогревателя установлены позади конвективной шахты.
Топочная камера имеет обычную призматическую форму с размерами между осями труб 6016*14080мм и разделена двухсветным водяным экраном на две полутопки. Боковые и задняя стены топочной камеры экранированы испарительными трубами с диаметром 60*6мм (сталь-20) с шагом 64мм. Боковые экраны в нижней части имеют скаты к середине в нижней части под углом 15° к горизонтали и образуют «холодный» под.
Двухсветный экран состоит так же из труб диаметром 60*6мм с шагом 64мм и имеет окна образованные разводкой труб для выравнивания давления в полутопках. Экранная система с помощью тяг подвешена к металлоконструкциям потолочного перекрытия и имеет возможность при тепловом расширении свободно опускаться вниз.
Потолок топочной камеры выполнен горизонтальным и экранирован трубами потолочного пароперегревателя.
Топочная камера оборудованная 18-ю мазутными горелками которые расположены на фронтовой стене в три яруса. На котле установлен барабан внутренним диаметром 1800мм. Длина цилиндрической части 16200мм. В барабане котла организована сепарация промывка пара питательной водой.
Принципиальная схема пароперегревателей
Пароперегреватель котла ТГМ-84 по характеру восприятия тепла радиационно конвективный и состоит из следующих основных 3-х частей: радиационный ширмовый или полурадиационный и конвективной.
Радиационная часть состоит из настенного и потолочного пароперегревателя.
Полурадиационный пароперегреватель состоит из 60 унифицированных ширм. Конвективный пароперегреватель горизонтального типа состоит из 2-х частей размещенных в 2-х газоходах опускной шахты над водяным экономайзером.
На фронтовой стене топочной камеры установлен настенный пароперегреватель выполненный в виде шести транспортабельных блоков из труб диаметром 42*55 (сталь 12*1МФ).
Выходная камера потолочного пп состоит из 2-х сварных между собой коллекторов образующих общую камеру по одной на каждую полутопку. Выходная камера топочного пп одна и состоит из 6-и сварных между собой коллекторов.
Входная и выходная камеры ширмового пароперегревателя расположены одна над другой и изготовлены из труб диаметром 133*13мм.
Конвективный пароперегреватель выполнен по Z-образной схеме т.е. пар заходит со стороны передней стенки. Каждый пп состоит из 4-х однозаходных змеевиков.
К устройству для регулирования температуры перегрева пара относятся конденсационная установка и впрыскивающие пароохладители. Впрыскивающие пароохладители устанавливаются перед ширмовыми пароперегревателями в рассечке ширм и в рассечке конвективного пароперегревателя. При работе на газе работают все пароохладители при работе на мазуте – только установленный в рассечке конвективного пп.
Стальной змеевиковый водяной экономайзер состоит из 2-х частей размещенных в левом и правых газоходах опускной конвективной шахты.
Каждая часть экономайзера состоит из 4-х пакетов по высоте. В каждом пакете два блока в каждом блоке 56 или 54 четырехзаходних змеевика из труб диаметром 25*35мм (сталь20). Змеевики расположены параллельно фронту котла в шахматном порядке с шагом 80мм. Коллекторы экономайзера внесены наружу конвективной шахты.
На котле установлено 2 регенеративных вращающихся воздухоподогревателя РВП-54.
ТЕПЛОВОЙ РАСЧЁТ ПАРОГЕНЕРАТОРА
Исходные данные для выполнения расчета:
Задано топливо – природный газ.
Элементарный химический состав на рабочую массу:
2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ОБЪЕМОВ ВОЗДУХА И ПРОДУКТОВ СГОРАНИЯ
=00476[(1+44)845+(2+64)38+(3+84)19
(4+104)09+(5+124)03]=95 ;
3 ОБЪЕМЫ ПРОДУКТОВ СГОРАНИЯ ОБЪЕМНЫЕ ДОЛИ ТРЕХАТОМНЫХ ГАЗОВИ КОНЦЕНТРАЦИЯ ЗОЛОВЫХ ЧАСТИЦ
Величина и расчетная формула
Топоч-ная камера ширмы
Паропе-регрева-тель высокого давления
Возду-хоподо-греватель
Коэффициент избытка воздуха над поверхностью нагрева
Среднее значение в газоходах
Объем водяных паров м3кг
Полный объем дымовых газов м3кг
Объемная доля сухих трехатомных газов
Объемная доля водяных паров
Доля трехатомных газов и водяных паров
4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭНТАЛЬПИИ ПРОДУКТОВ СГОРАНИЯ ПО ГАЗОХОДАМ
Воздухоподогреватель
ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС КОТЛОАГРЕГАТА
Располагаемое тепло топлива :
Температура уходящих газов задана :
Энтальпия уходящих газов. По таблице:
Температура холодного воздуха задана:
Энтальпия холодного воздуха:
- химического и механического недожога.
- от наружного охлаждения. Принято по рис. 5.1-(3):
- с уходящими газами:
КПД котельного агрегата:
Давление перегретого пара за котлом задано:
Температура перегретого пара задана:
Энтальпия перегретого пара.
Температура питательной воды задана:
Энтальпия питательной воды.
Энтальпия продувочной воды.
Тепло-производительность котлоагрегата:
Паропроизводительность задана:
Секундный расход топлива:
Расход условного топлива:
Коэффициент сохранения тепла:
ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ТОПКИ
Коэффициент избытка воздуха в топке принят:
Присос воздуха в топке. Принят таб. 18 (2):
Полезное тепловыделение в топке:
Теоретическая (адиабатная) температура в топке. Принимаем:
Температура газов на выходе из топки. Принята таб. 47 (2):
Энтальпия газов на выходе из топки. По таблице:
Средняя суммарная теплоемкость продуктов сгорания:
Геометрические параметры котла ТГМ-83
Геометрический параметр
Площадь принимающей поверхности
Высота осей горелок от пола топки
Высота осей выходного окна от пола
Относительное положение максимума температур по высоте топки:
Угловой коэффициент экрана:
Коэффициент снижения из-за грязи:
Средний коэффициент тепловой эффективности:
Эффективная толщина излучающего слоя в топке:
Коэффициенты ослабления лучей:
трехатомными газами:
сажистыми частицами:
Коэффициент усреднения:
Степень черноты факела:
Степень черноты топочной камеры:
Тепловое напряжение топочного объема:
Количество тепла воспринятого в топке:
Температура газов на выходе из топки:
РАСЧЕТ ПАРОПЕРЕГРЕВАТЕЛЕЙ
1 РАСЧЕТ РАДИАЦИОННОГО НАСТЕННОГО ПАРОПЕРЕГРЕВАТЕЛЯ
Эффективная лучевоспринимающая поверхность топки:
Лучистая поверхность настенного пароперегревателя:
Тепловосприятие потолочного пароперегревателя:
2 РАСЧЕТ РАДИАЦИОННОГО ПОТОЛОЧНОГО ПАРОПЕРЕГРЕВАТЕЛЯ
3 РАСЧЕТ ШИРМОВОГО ПАРОПЕРЕГРЕВАТЕЛЯ
Геометрические характеристики ШПП:
Эффективная толщина излучающего слоя:
Среднее живое сечение для прохода газов:
Поверхность нагрева:
ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ШИРМОВОГО ПАРОПЕРЕГРЕВАТЕЛЯ:
Задаёмся температурой газов на выходе из ШП:
Тепловосприятие по уравнению теплового баланса:
=9109954[210821-166575+(12-11)]=403688 кВт;
Среднее значение температуры газов в пучке:
Скорость газов в пучке:
Число рядов труб больше 12.
Коэффициент тепловой эффективности для газа:
Коэффициент использования при поперечно омываемых трубках:
Коэффициент ослабления лучей трёхатомными газами:
Коэффициент теплоотдачи конвекцией:
Конструктивные коэффициенты:
При ; ()=0255 ;=108;
Коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов к поверхности:
Температура загрязнённой стенки:
Коэффициент теплоотдачи излучением:
Коэффициент теплоотдачи излучением продуктов сгорания:
Коэффициент теплопередачи:
k=(=1(689+104)=1465 ;
Температура насыщения при давлении насыщенного пара:
Энтальпия сухого насыщенного пара:
Энтальпия пара на выходе из ШПП:
Температура пара на выходе из ШПП:
Температурный напор поверхности:
Тепловосприятие пучка по уравнению теплопередачи:
=14654296625=41641 кВт;
Относительная погрешность менее 5% расчёт окончен.
Результат расчёта-температура газов на выходе из пакета пароперегревателей (РНП РПП ШПП):
РАСЧЕТ КОНВЕКТИВОГО ПАРОПЕРЕГРЕВАТЕЛЯ
Исходные данные для расчёта – температура газа на выходе из пакета пароперегревателей (ШПП РПП ППП):
Геометрические характеристики конвективного пароперегревателя:
Расположение труб – коридорное поперечное омывание.
Продольный и поперечный шаг:
Определение тепловосприятий пароперегревателя по уравнениям баланса и теплопередачи:
Задаемся температурой газов на выходе из конвективного ПП:
Тепловосприятие кипятильного пучка по уравнению теплового баланса:
Относительный продольный шаг труб:
Относительный поперечный шаг труб:
Коэффициент ослабления лучей трёхатомными газами (составляющая коэффициента):
Коэффициент теплоотдачи излучением :
Конструктивные коэффициенты:
Температура пара на входе в конвективный пароперегреватель:
Температура пара на выходе из пароперегревателя:
Результат расчёта - температура газов на выходе из конвективного пароперегревателя:
РАСЧЕТ ВОДЯНОГО ЭКОНОМАЙЗЕРА
Геометрические характеристики водяного экономайзера:
Эффективная толщина излучающего слоя :
Продольный и поперечный шаги:
s1 := 80 мм; s2 := 415 мм;
Температура газов на входе в экономайзер:
(из расчета конвективного пароперегревателя):
эк.вх. := пп.вых = 786 ;
Температура газов на выходе из экономайзера (предварительно задаемся):
Тепловосприятие экономайзера по уравнению теплового баланса:
Qб.вэ.= Вφ[ Hг (эк.вх. αэк) - Hг (tух αэк) + (αэк - αпп) Hв.0(30)] ==91=919411 кВт;
Количество воды проходящей через экономайзер:
Температура питательной воды:
Энтальпия питательной воды:
Температура воды на выходе из ВЭК (из описания экономайзера котла):
Энтальпия воды на выходе из ВЭК:
Энтальпия воды на выходе из ЭК ниже энтальпии воды на линии насыщения значит парообразование отсутствует.
Средний температурный напор ВЭК:
Средняя температура газов в ВЭК:
Средняя скорость газов в ВЭК:
Коэффициент тепловой эффективности для газов:
Коэффициент использования при поперечно омываемых трубах:
Коэффициент теплоотдачи излучением
Результаты расчёта: эк.вых.= 246 .
РАСЧЕТ ВОЗДУХОПОДОГРЕВАТЕЛЯ
Поверхность горячей части:
Поверхность холодной части:
Расчет горячей части РВП:
Температура газов на входе в РВП:
вх. := эк.вых = 246 ;
Температура точки росы для дымовых газов (в зависимости от парциального давления):
Задаемся температурой воздуха на выходе из РВП:
Температура холодного воздуха:
Температурный напор:
Расчетная температура стенки:
Температура воздуха на выходе из холодной части:
Отношение расхода воздуха на выходе из горячей части к теоретическому:
Расход топлива на котел:
Балансовая теплота для горячей части:
Энтальпия газов на выходе из горячей части:
Температура газов на выходе из горячей части:
Средняя температура газов:
Средняя температура воздуха:
Площадь живого сечения для прохода газов:
Средняя скорость газов:
Эквивалентный диаметр набивки:
Коэффициент теплоотдачи по газовой стороне (номограммный):
Поправочные коэффициенты:
Коэффициент теплоотдачи по газовой стороне:
Площадь живого сечения для прохода воздуха:
Средняя скорость воздуха:
Коэффициент теплоотдачи по воздуху (номограммный):
Коэффициент теплоотдачи по воздуху:
Площадь живого сечения для прохода газов горячей части:
Площадь живого сечения для прохода газов холодной части:
Коэффициент по газовой части:
Площадь живого сечения для прохода воздуха горячей части:
Площадь живого сечения для прохода воздуха холодной части:
Коэффициент по воздушной части:
Коэффициент тепловой эффективности РВП:
Поверхность нагрева двух РВП:
Количество теплоты воспринимаемое воздухоподогревателем по уравнению теплопередачи:
Минимальная температура стенки:
Средняя температура стенки:
Расчет холодной части РВП:
Температура газов на входе в ХРВП:
Температура воздуха на выходе из ХРВП:
Температура уходящих газов из котла:
Энтальпия газов на выходе из холодной части:
Температура газов на выходе из холодной части:
АЭРОДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ КОТЛА
Сопротивление по воздушному тракту:
Сопротивление по газовому тракту:
Температура уходящих газов:
(из теплового расчета)
объем дымовых газов:
Расчётная производительность дымососа
Расчетный напор дымососа:
-коэффициент запаса по производительности;
Исходя из требуемых параметров и сводного графика характеристики дымососов 3 рис.VII-3 принимаем к установке дымосос ДН24-ГМ при n=740обмин
Коэффициент запаса по давлению: 2 =12;
Полное давление вентилятора:
Коэффициент запаса по мощности: 3 =105;
Расчётная мощность потребляемая дымососом:
Следует установить электродвигатель
Расход воздуха через вентилятор (подача):
Расчетная производительность вентилятора:
Коэффициент приведения полного давления к заводским условиям:
h=993158 Па. – барометрическое давление для места установки котельного агрегата.
Расчётный приведенный напор:
- коэффициент запаса по производительности;
=348500кгссм - перепад полных давлений;
Согласно данным расчёта для парогенератора принимаем к установке дутьевой вентилятор марки:
ВДН-22-11У;n=740обмин.
Следует установить электродвигатель.
N=750 обмин N=250 кВт.
УТОЧНЕНИЕ ТЕПЛОВОГО БАЛАНСА
Ширмовый пароперегреватель:
Конвективный пароперегреватель:
Трубчатый воздухоподогреватель:
Сумма поверхностей нагрева:
Относительная невязка баланса:
СВОДНАЯ ТАБЛИЦА ТЕПЛОВОГО РАСЧЕТА
Температура газов на входе
Температура газов на выходе
Температура среды на входе
Температура среды на выходе
М.И.Резников Ю.М.Липов. Паровые котлы тепловых электростанций. М.Энергоатомиздат-1987.
Ю.М.Липов Ю.Ф.Самойлов Т.В.Виленский. Компоновка и тепловой расчет парового котла. М. М.Энергоатомиздат-1988.
Тепловой расчет котельных агрегатов (Нормативный метод). М. Энергия-1973.
Г.И. Жихар Тепловой расчет парогенераторов: учебно-методическое пособие.- Минск: БНТУ 2011.

icon а1_продольный разрез тгм-84.frw

а1_продольный разрез тгм-84.frw

icon а1_поперечный разрез тгм-84.frw

а1_поперечный разрез тгм-84.frw
up Наверх