Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим...
Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого...
Топ:
Комплексной системы оценки состояния охраны труда на производственном объекте (КСОТ-П): Цели и задачи Комплексной системы оценки состояния охраны труда и определению факторов рисков по охране труда...
История развития методов оптимизации: теорема Куна-Таккера, метод Лагранжа, роль выпуклости в оптимизации...
Интересное:
Финансовый рынок и его значение в управлении денежными потоками на современном этапе: любому предприятию для расширения производства и увеличения прибыли нужны...
Средства для ингаляционного наркоза: Наркоз наступает в результате вдыхания (ингаляции) средств, которое осуществляют или с помощью маски...
Распространение рака на другие отдаленные от желудка органы: Характерных симптомов рака желудка не существует. Выраженные симптомы появляются, когда опухоль...
Дисциплины:
 2017-06-03 |
 105 |
из
5.00
|
Заказать работу |
|
|
|
|
Группа ТГС-304
Беляев Владимир
Вариант № 6
Руководитель:
Малов В. Т.
Саратов, 2008
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=26,6 т/ч;
Параметры пара на выходе из котла:
–давление Рo=1,4 МПа;
–температура питательной воды – tп.в.=94°С;
Вид топлива – газ, (Ставрополь-Невинномыск-Грозный).
Доля продувки солей – p=3%.
Основные характеристики газа (Ставрополь-Невинномыск-Грозный):
СН4=98,2%
С2Н6=0,4%
С3Н8=0,1%
С4Н10=0,1%
С5Н12 и более тяжёлые = 0,1%
N2=1%
CO2=0,2%
Низшая теплота сгорания – 
=35630 Дж/м3.
Основные характеристики котла типа ДЕ–25-14 ГМ и его элементов:
| Длина топки в, м | Ширина топки а, м. | Средняя высота топки hт, м. | Объём топки Vт, м3 | Полная поверхность стен топки Fст, м2. | Экранированная поверхность стен топки Fэ, м2. |
| 8,88 | 3,14 | 2,5 | 18,3 | 41,47 |
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 Vo 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, dвл – влагосодержание газообразного топлива, г/нм3 (dвл=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.
| Определяемая величина | Элемент котла | |||
| топка | 1-й пучок | 2-ой пучок | экономайзер | |
| Присосы воздуха в поверхности нагрева Δα′ | 0,15 | 0,05 | 0,1 | 0,1 |
| Коэффициент избытка воздуха за поверхностью нагрева α′′ | 1,15 | 1,2 | 1,3 | 1,4 |
| Средний коэффициент избытка воздуха αср=0,5·(α′+α′′) | 1,075 | 1,175 | 1,25 | 1,35 |
| 1,98 | 1,99 | 2,01 | 2,02 |
| 11,16 | 12,1 | 12,81 | 13,76 |
| 1,01 | 1,02 | 1,03 | 1,04 |
| 0,09 | 0,084 | 0,08 | 0,075 |
| 0,192 | 0,177 | 0,167 | 0,156 |
| 0,468 | 0,474 | 0,479 | 0,48 |
| 14,29 | 15,53 | 16,45 | 17,69 |
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/ нм3·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.
| Температура, °С | Энтальпия газов, кДж/кг. | |||||||||
|
| топка
 =1,15
| 1-ого пучка
 =1,2
| 2-ого пучка
 =1,3
| Экономайзер
 =1,4
| |||||
| Н | ΔН | Н | ΔН | Н | ΔН | Н | ΔН | |||
| 1466.2 | 1966.2 | |||||||||
| 2932.4 | 3682.4 | 3932.4 | 1966.2 | |||||||
| 4398.6 | 5148.6 | 5523.6 | 1841.2 | 5898.6 | 1966.2 | |||||
| 5864.8 | 6864.8 | 1716.2 | 7364.8 | 1841.2 | 7864.8 | 1966.2 | ||||
| 1716.2 | 1841.2 | 1966.2 | ||||||||
| 8797.2 | 10297.2 | 1716.2 | 11047.2 | 1841.2 | ||||||
| 10263.4 | 12013.4 | 1716.2 | 12888.4 | 1841.2 | ||||||
| 11729.6 | 13229.6 | |||||||||
| 13195.8 | 14883.3 | 1653.7 | ||||||||
| 1653.7 | ||||||||||
| 16128.2 | 18190.7 | 1653.7 | ||||||||
| 17594.4 | 19844.4 | 1653.7 | ||||||||
| 19060.6 | 21498.1 | 1653.7 | ||||||||
| 20526.8 | 23151.8 | 1653.7 | ||||||||
| 24805.5 | 1653.7 | |||||||||
| 23459.2 | 26459.2 | 1653.7 | ||||||||
| 24925.4 | 28112.9 | 1653.7 | ||||||||
| 26391.6 | 29776.6 | 1653.7 | ||||||||
| 27857.8 | 31420.3 | 1653.7 | ||||||||
| 1653.7 |
|
|
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.
ηка – КПД котельного агрегата, %.
Для паровых котлов малой мощности без пароперегревателя , равна:
где, D – паропроизводительность котла, D=7,38 кг/с (по заданию);
Dпр– 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 (tп.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, %.
Определяется (1. рис. №1). В зависимости от D=7,38(кг/с)=26,6 (т/ч).=> 
– потери теплоты с физическим теплом шлака, %: 
(для газов).
– потери теплоты от механической неполноты сгорания, %.(1. таблица №4).
=0%.
В общем случае:
.
где, 
– энтальпия уходящих газов, кДж/кг. (Определяется по Н–υ–таблице по υух, и αух.); υух– принимается из технико–экономических соображений и при tп.в.=100°С, υух составляет 150 °С, => 
=1,4.
– энтальпия холодного воздуха, кДж/кг, при температуре присасываемого холодного воздуха tх.в.=30°С.
Определяем 
:
Определяем КПД котельного агрегата:
.
После нахождения неизвестных величин, определяем расход топлива В,м3/с.
Расчётный расход топлива Вр, кг/с, определяется по формуле:
Поверочный расчёт топки.
Цель расчёта – определение температуры дымовых газов на выходе из топки, конструктивные размеры и поверхность теплообмена которой известны.
Температура газов на выходе из топки 
рассчитывается по формуле:
,
где, 
– адиабатическая (теоретическая) температура горения, К;
– коэффициент;
– степень черноты топки;
– критерий Больцмана.
Полное тепловыделение в топке 
, кДж/кг, определяется по формуле:
где, 
– тепло, внесённое в топку с воздухом, кДж/кг. При отсутствии воздухоподогревателя 
По найденному значению 
равному адиабатической энтальпии горения 
, по Н–υ–таблице находят адиабатическую температуру горения 
, °С, и 
По Н–υ–таблице: при 
при 
Находим адиабатическую температуру горения, при 
После интерполяции получается, что 
Коэффициент зависит от относительного расположения максимума температуры пламени по высоте топки 
:
,
где при сжигании газа А=0,54, В=0,2.
где 
– средняя высота топки, м. 
(1. таблица№1).
– средняя высота горелок от пода топки, м: 
Находим коэффициент : 
;
Степень черноты для камерных топок (топливо – газ), определяется по формуле: 
,
где, 
– степень черноты факела;
– средний коэффициент тепловой эффективности топочной камеры.
Для котла типа ДЕ: 
;
где, 
– угловой коэффициент экрана.
Определяется по (1.рис. 2), в зависимости от отношения 
, которые принимаются по (1.таблица №6). Для котла ДЕ–6,5: 
, 
Т.к. 
, то по (1.рис. №2): 
;
– коэффициент загрязнения топочных экранов. Для открытых гладкотрубных экранов при сжигании газа 
;
экранированная поверхность стен топки, м2. Для ДЕ–6,5: 
полная поверхность стен топки, м2. Для ДЕ–6,5: 
Определяем значения :
,
При сжигании газа и мазута эффективная степень черноты факела определяется по формуле:
|
|
,
где, 
– коэффициент усреднения, зависящий от теплового напряжения топочного объёма;
– объём топки, м3. Для котлов ДЕ–6,5: 
,
Т.к. 
, то для газа 
.
– степени черноты соответственно светящейся части факела и несветящейся. Определяются по рисунку №3 в зависимости от 
:
по 
по 
где, 
–доля трёхатомных газов в топке (из таблицы объёмов);
– коэффициент поглощения трёхатомными частицами,1/(МПа·м).
Определяется по рисунку №4 в зависимости от: 
.
Для определения предварительно задаются температурой газов на выходе из топки 
;
, (по таблице объёмов);
– давление газов в котле, 
;
– толщина излучающего слоя, м.
Определяем по графику: 
.
Определения 
по формуле:
где, 
– для газовых топлив определяется по формуле:
Следовательно, 
по 
определяем по (1.рис.№3): 
;
по 
определяем по (1.рис. №3): 
.
Определяем степень черноты факела :
;
Определяем степень черноты:
;
Критерий Больцмана рассчитывается по формуле:
,
где, 
– коэффициент сохранения теплоты, 
;
– средняя суммарная теплоёмкость продуктов сгорания, определяется по формуле: 
,
где, 
–энтальпия газов на выходе из топки определяется по 
при 
.
Определяем критерий Больцмана:
,
Определим температуру газов на выходе из топки :
,
Т.к. 
то поверочный расчёт топки считается законченным.
По по Н–υ–таблице находят 
: при 
и определяют количество теплоты, передаваемое в топке излучением:
Заключение.
В данной курсовой работе был сделан расчёт котельного агрегата малой мощности, в частности, был рассчитан котёл – ДЕ–6,5 (двухбарабанный котёл с естественной циркуляцией, номинальной производительностью– 6,5 т/ч).
В ходе расчёта теплового баланса котла были получены следующие результаты:
1. Полное количество теплоты воспринятое в котле рабочим телом: 
;
2. Расчётный расход топлива: 
;
3. КПД котельного агрегата составил: 
.
При поверочном расчёте топки было получено:
1. Полное тепловыделение в топке: 
;
2. Степень черноты топки: 
;
3. Температура газов на выходе из топки: 
;
4. Количество теплоты предаваемое в топку излучением: 
При поверочном расчёте котельных пучков было получено:
1. Площади поверхности нагрева 1–ого пучка: 
;
2. Площади поверхности нагрева 2–ого пучка: 
;
3.Температура дымовых газов за 1–ым пучком: 
;
4. Температура дымовых газов за 2–ым пучом: 
.
В ходе конструктивного расчёта водяного экономайзера получили что:
1. Балансовое тепловосприятие экономайзера: 
;
2. Скорость газов: 
;
3. Расчётную поверхность теплообмена: 
;
4. Подобрали характеристики одной трубы экономайзера:
– длина трубы: 
;
– Внешняя поверхность нагрева: 
;
– Живое сечение для прохода газов: 
;
– Диаметр труб 
: 92х8;
– Размеры прямоугольных рёбер: 150х150;
5.Общее число рядов: 
;
6. Число труб в одном ряду: 
=3;
Экономайзер получился одноходовой, т.к. 
<10.
Используемая литература.
1. Доронин М.С., Васильев А.В. – Тепловой расчёт котельных агрегатов малой мощности. Саратов, 1995г.
2. Ривкин С.Л., Александров А.А. – Термодинамические свойства воды и водяного пара. М.: Энергоиздат, 1984г.
3. Конспект лекций.
4. Двойников В.А., и др.– Конструкция и расчёт котлов и котельных установок. М.: Машиностроение, 1989г.
Группа ТГС-304
Беляев Владимир
Вариант № 6
Руководитель:
Малов В. Т.
Саратов, 2008
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=26,6 т/ч;
Параметры пара на выходе из котла:
–давление Рo=1,4 МПа;
–температура питательной воды – tп.в.=94°С;
Вид топлива – газ, (Ставрополь-Невинномыск-Грозный).
Доля продувки солей – p=3%.
Основные характеристики газа (Ставрополь-Невинномыск-Грозный):
СН4=98,2%
С2Н6=0,4%
С3Н8=0,1%
С4Н10=0,1%
С5Н12 и более тяжёлые = 0,1%
N2=1%
CO2=0,2%
Низшая теплота сгорания – =35630 Дж/м3.
Основные характеристики котла типа ДЕ–25-14 ГМ и его элементов:
| Длина топки в, м | Ширина топки а, м. | Средняя высота топки hт, м. | Объём топки Vт, м3 | Полная поверхность стен топки Fст, м2. | Экранированная поверхность стен топки Fэ, м2. |
| 8,88 | 3,14 | 2,5 | 18,3 | 41,47 |
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 Vo 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, dвл – влагосодержание газообразного топлива, г/нм3 (dвл=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.
| Определяемая величина | Элемент котла | |||
| топка | 1-й пучок | 2-ой пучок | экономайзер | |
| Присосы воздуха в поверхности нагрева Δα′ | 0,15 | 0,05 | 0,1 | 0,1 |
| Коэффициент избытка воздуха за поверхностью нагрева α′′ | 1,15 | 1,2 | 1,3 | 1,4 |
| Средний коэффициент избытка воздуха αср=0,5·(α′+α′′) | 1,075 | 1,175 | 1,25 | 1,35 |
|
| 1,98 | 1,99 | 2,01 | 2,02 |
|
| 11,16 | 12,1 | 12,81 | 13,76 |
|
| 1,01 | 1,02 | 1,03 | 1,04 |
|
| 0,09 | 0,084 | 0,08 | 0,075 |
|
| 0,192 | 0,177 | 0,167 | 0,156 |
|
| 0,468 | 0,474 | 0,479 | 0,48 |
|
| 14,29 | 15,53 | 16,45 | 17,69 |
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/ нм3·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.
Состав сооружений: решетки и песколовки: Решетки – это первое устройство в схеме очистных сооружений. Они представляют...
Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого...
Эмиссия газов от очистных сооружений канализации: В последние годы внимание мирового сообщества сосредоточено на экологических проблемах...
История создания датчика движения: Первый прибор для обнаружения движения был изобретен немецким физиком Генрихом Герцем...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!