Техническое описание котла ДЕ-10-14ГМ — КиберПедия 

Особенности сооружения опор в сложных условиях: Сооружение ВЛ в районах с суровыми климатическими и тяжелыми геологическими условиями...

Индивидуальные очистные сооружения: К классу индивидуальных очистных сооружений относят сооружения, пропускная способность которых...

Техническое описание котла ДЕ-10-14ГМ

2018-01-14 715
Техническое описание котла ДЕ-10-14ГМ 0.00 из 5.00 0 оценок
Заказать работу

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

 

ФГБОУ ВПО «Брянский государственный технический университет»

 

Факультет Энергетики и Электроники

 

Кафедра «Промышленная теплоэнергетика»

 

 

Курсовая работа

по дисциплине

«Нагнетатели и тепловые двигатели»

 

«Тепловой и аэродинамический расчет котельного агрегата, выбор дымососа и дутьевого вентилятора для котла ДЕ-10-14ГМ»

 

Студентка группы 09-ПТЭ

Труфанова И.Ю.

__________________

Преподаватель

Анисин А.К.

__________________

Брянск 2012

 

Техническое задание

Произвести тепловой и аэродинамический расчет котельного агрегата

ДЕ-10-14 ГМ

· Паропроизводительность на рабочем режиме 10 т/ч

· Рабочее избыточное давление пара 1,4 МПа

· Состояние пара насыщенный

· Температура питательной воды 100˚С

· Внутренний диаметр барабанов 1000 мм

· Расположение труб конвективного пучка коридорное

· Диаметр и толщина стенки экранных и

конвективных труб, мм 51х2,5

 

Содержание

 

Введение.......................................................................................................... 4

Техническое описание котла ДЕ-10-14ГМ...........................................................5

Сведения о топке и горелке котла ДЕ-10-14ГМ..................................................8

1. Тепловой расчет парового котельного агрегата.............................................9

1.1. Топливо, состав и количество продуктов горения, их теплосодержание. 9

1.2. Тепловой расчет топки..................................................................17

1.3. Расчет газоходов.......................................................................... 18

1.3.1. Расчет первого газохода..............................................................19

1.3.2. Расчет второго газохода..............................................................21

1.3.3. Расчет третьего газохода.............................................................24

1.3.4.Расчет четвертого газохода........................................................27

1.4. Расчет водяного экономайзера..................................................... 29

2. Аэродинамический расчет котельного агрегата..................................... 31

2.1. Расчет общего сопротивления котла............................................ 31

2.2. Газовый тракт................................................................................ 35

2.3. Расчет сопротивления газового тракта........................................ 37

2.4. Расчет дымовой трубы и выбор дымососа.................................. 38

2.5. Дымосос.........................................................................................39

2.6. Подбор дымососа.................................................................................40

2.7. Воздушный тракт................................................................................42

2.8. Расчет сопротивления воздушного тракта.........................................43

2.9.Выбор дутьевого вентилятора.............................................................43

2.10. Подбор вентилятора..............................................................................44

Трубопроводы, арматура котла............................................................................44

Водяные экономайзеры.........................................................................................47

Деаэрация……………………………………………………………………….48

Продувка.................................................................................................................49

Заключение.............................................................................................................51

Список используемой литературы.......................................................................52

 

Введение

В данной курсовой работе проводится тепловой расчет котла ДЕ-10-14ГМ. Котел двухбарабанный вертикально-водотрубный, предназначен для выработки насыщенного и перегретого пара используемого для технических нужд промышленных предприятий, на теплоснабжение систем отопления, вентиляции и горячего водоснабжения. Основным оборудованием установки является топочная камера, экранные и конвективные поверхности нагрева, водяной экономайзер. Топочная камера предназначена для организации процесса горения топлива. Основными частями котла являются верхний и нижний барабаны, конвективный пучок, фронтовой задний и боковой экран, образующие топочную камеру, которая располагается сбоку от конвективного пучка.

В водном пространстве верхнего барабана находится питательная труба и направляющие щиты, в паровом объеме - сепараторное устройство. В нижнем барабане расположено устройство для парового прогрева воды в барабане при растопке и патрубкидля спуска воды.

Поверхности нагрева в зависимости от передачи им тепла различают на экранные (лучевоспринимающие) и конвективные. Первые располагаются в топочной камере по периметру и образуют канал, в котором установлен конвективный пучок. Продукты сгорания, образуясь в камере сгорания (топке) пройдя через конвективный пучок, попадают в экономайзер расположенный позади котла. Водяной экономайзер предназначен для утилизации тепла, которое не было воспринято котлом и последующего возвращения его в котел с помощью питательной воды.

В качестве топлива используется природный газ.

 

 

Таблица 2.

Определение расхода топлива

Расчетный часовой расход топлива:

м3/ч.

1.2. Тепловой расчет топки

1.Площадь ограждающих поверхностей топкиHст=47,698м2

2.Общая лучевоспринимающая поверхность нагрева топки Hл=39,02м2[2,стр.248].

3.Расчет теплообмена в топке:

Полезное тепловыделение в топке:

ккал/нм3

=34654 кДж/кг.

На I диаграмме по прямой, построенной при значении коэффициента избытка воздуха αт=1,15 при найденном теплосодержании Iтг=8286,55 ккал/м3 находим температуру горения: тг=1780 оС.

Для определения температуры на выходе из топки составляем таблицу №3.

 

Таблица 3.

Расчет температуры газов на выходе из топки

 

Наименование величин Расчетные данные Результаты
Объем топочного пространства Vт, м2 По [2, стр.248] 17,14
Общая площадь ограждающих поверхностей Нст, м2 П.п. 1.2.1 47,698
Эффективная толщина излучающего слоя S, м S=3,6 1,29
Лучевоспринимающая поверхность нагрева Нл, м2 принято 39,02
Степень экранирования топки ψ Ψ=Нлст=39,02/47,698 0,83
Положение максимума температур X Рис. 1 X=h1/h2=600/1375 0,44
Значение коэффициента m Табл.  
Суммарная поглощательная способность трехатомных газов , м*ата rnS= 0,337
Температура газов на выходе из топки Принимаем с последующим уточнением  
Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами кг Рис. IV.1.[1,c.138] 0,7
Коэффициент ослабления лучей топочной средой к К= Кгrп=0,7·0,337 0,235
Сила поглощения запыленным потоком газов, Кр=Кгrп·s=0,235·1,29 0,304
Степень черноты несветящейся части пламени, анс анс=1-e-kps=1-e-0,304 0,26
Степень черноты факела, аф афнс(1-m)=0,26(1-0) 0,26  
Условный коэффициент загрязнения лучевоспринимающей поверхности нагрева =0,8 0,8  
Произведение ψ 0,664
Тепловыделение в топке 1м2 ограждающих её поверхностей, ккал/м2 (540121кДж/м2ч)
Постоянные величины расчетного коэффициента М А=0,52 Б=0,3  
Расчетный коэффициент М М=А-БX=0,52-0,3 0,388
Температура дымовых газов на выходе из топки , оС Номограмма рис.IV.4.[1,c.141] (1114 по [2, стр.250]
Энтальпия дымовых газов на выходе из топки , ккал/нм3 Рис. 1. 4800,4 (20075,3кДж/кг)
Тепло переданное излучением в топке Qл, ккал/нм3 3425,1 (14324 кДж/кг)
Тепловое напряжение топочного объема Q/VТ, ккал/м3 (1526176 кДж/кг)  

 

 

Температура газов на выходе из топки оказалась почти равной предварительно принятой; не превышает допустимых норм и тепловое напряжение объема топочного пространства, следовательно, расчет теплообмена в топке произведен верно.

 
 


Расчет газоходов

Определим основные конструктивные характеристики газохода и поместим их в таблицу 4.

Таблица 4

Основные конструктивные характеристики газоходов

Наименование величин Усл. обозн. Ед. изм. Формула или источник I ый газоход II ой газоход
1ая часть 2ая часть 1ая часть 2ая часть
Высота газохода минимальная максимальная эффективная   аmin amax aэ   мм мм мм   По чертежу        
Ширина газохода B мм По чертежу        
Число труб поперек газохода Z1 - По чертежу        
Диаметр труб D мм По чертежу        
Площадь сечения газохода FI м2 По чертежу 1,1 0,986 0,703 0,544
Эффективная толщина излучающего слоя S м2 По чертежу 0,165 0,165 0,165 0,165
Шаги труб продольный поперечный   S1 S2   мм мм По чертежу        
Поверхность нагрева газохода Hг м2 По чертежу 35,75 28,38 17,03 11,92

1.3.1. Расчет первого газохода

Задаемся двумя значениями температуры дымовых газов на выходе из первой части первого газохода = 750 С0 и = 600 С0 и проводим для этих значений температур два параллельных расчета. Все необходимые расчетные данные располагаем в таблице 5. Расчёт первой части производим при .

Приращением значения коэффициента избытка воздуха пренебрегаем, т.е. .

Таблица 5.

Тепловой расчет первого газохода

          Результаты при tT
750 Cо 600 Со
1. Температура дымовых газов перед первым газоходом     C   Из расчета   tT    
2. Теплосодержание дымовых газов перед первым газоходом       Табл.5   НТ   4800,4 (20099,3 кДж/м3)   4800,4 (20099,3 кДж/м3)
3. Температура дымовых газов за первым газоходом     Задаем   -    
4. Теплосодержание дымовых газов за первым газоходом         Табл. 5     - (14078 кДж/м3) (10977 кДж/м3)
  5. Тепловосприятие первого газохода по уравнению теплового баланса     QБ       jBр(I1-I1’’+DIВ) 0,9825·742·(4800,4-3360+0)   0,9825·742·(4800,4-2494,6+0)       1,05·106 (4,39·106 кДж/ч)     1,59·106 (6,66·106 кДж/ч)  
6. Средний температурный напор   Dtср   723,4 620,2
7. Средняя температура дымовых газов.   tср      
8. Средняя скорость дымовых газов.   wch   м/c 9,83 9,21
9. Значение коэффициента теплоотдачи конвекцией. aк [1, pис.IV.5 ] 0,98·1,03·53,8 0,98·1,03·52,5   54,3   52,9
10. Суммарная поглощательная способность трехатомных газов.   pnS   м.ат.   rnS   0,26·0,165   0,043   0,043
11. Значение коэф. ослабления лучей трехатомными газами.   kг   -   [1, pис.IV.1 ]     -   2,94   3,04
12. Значение коэф. ослабления лучей трехатомными газами.   kpnS   м.ат.   kг rnS 2,94·0,043 3,04·0,043   0,126   0,130
13. Степень черноты газового потока.   a   -   [1, pис.IV.2 ] -     0,04   0,05
14. Значение коэф. загрязнения по поверхности нагрева. e Таблица.   - 0,005 0,005
15. Температура наружной поверхности загрязненной стенки.   tст       (194,1+0,005· QБ)/24   340,9   416,4
16. Значение коэффициента теплоотдачи излучением незапыленного потока.     aл     . [1, pис.IV.2 ]   125·0,04·0,96 87·0,05·0,94       4,032   4,089
17.Значение коэф. омывания газохода дымовыми газами. w   - [ 1, cтр.143]   [2, Стр. 143]   0,9   0,9
18. Значение коэф. теплоотдачи в первом газоходе   кт           41,8   40,07
19.Тепловосприятие первого газохода по ур-ю Т-пр   Qт       41,8·35,75·723,4 41,07·35,75·620,2 1,11·106 (4,65·106 кДж/ч) 0,7 ·106 (2,73 ·106 кДж/ч)

 

По значениям QБ и QТ строим вспомогательный график (рис. 5) и определяем температуру газов на выходе из первого газохода.

 

Рис.5.

 

Температура газов на выходе из первого газохода, равная = 738 ⁰С, является и температурой дымовых газов при входе во второй газоход.

 

Расчет второго газохода

Задаемся двумя значениями температуры дымовых газов на выходе из второго газохода = 600 С0 и = 500 С0 и проводим для этих значений температур два параллельных расчета. Все необходимые расчетные данные располагаем в таблице 6. Расчёт второго газохода производим при .

 

 

 
 


Таблица 6.

Тепловой расчет второго газохода

          Результаты при tT
600 Cо 500 Со
1. Температура дымовых газов перед вторым газоходом     C   Из расчета   tT    
2. Теплосодержание дымовых газов перед вторым газоходом       Табл.5   НТ     13743 кДж/м3     13743 кДж/м3
3. Температура дымовых газов за вторым газоходом     Задаем   -    
4. Теплосодержание дымовых газов за вторым газоходом         Табл. 5     -   11242 кДж/м3   9149 кДж/м3
5. Тепловосприятие второго газохода по уравнению теплового баланса     QБ         jBр(I2-I2’’+DIВ)   0,9825·742·(3280- +0.1·9,4·0,32·30)       0,443·106   1,85*106 кДж/ч   0,786 ·106   3,29*106 кДж/ч
6. Средний температурный напор   Dtср   471,6 413,6
7. Средняя температура дымовых газов   νср            
8. Средняя скорость дымовых газов   wch   м/c 9,36 8,86
9. Значение коэффициента теплоотдачи конвекцией aк [1, pис.IV.5 ] 0,98·1,05·52 0,98·1,05·50   53,5   51,45
10. Суммарная поглощательная способность трехатомных газов   pnS   м.ат.   rnS   0,24·0,165   0,04   0,04
11. Значение коэф. ослабления лучей трехатомными газами   kг   -   [1, pис.IV.1 ] -­­­­     3,5   3,7
12. Суммарная сила поглощения газовым потоком   kpnS   м.ат.   kг rnS 3,5·0,04 3,7·0,04   0,14     0,148
13. Степень черноты газового потока   a   -   [1, pис.IV.2 ] -           0,051   0,06
14. Значение коэф-та загрязнения по поверхности нагрева e Таблица.   - 0,005 0,005
15. Температура наружной поверхности загрязненной стенки   tст       (194,1+0,005· QБ)/20    
16. Значение коэф. теплоотдачи излучением незапыленного потока     aл     . [1, pис.IV.2 ]   70·0,051·0,98 60·0,06·0,97       3,5     3,49
17.Значение коэф. омывания газохода дымовыми газами   w   - [ 1, cтр.143]   [2, Стр. 143]   0,9   0,9
18. Значение коэф. теплоотдачи во втором газоходе   кт      
19.Тепловосприятие второго газохода по уравнению Т-пр   Qт       41·28,38·471,6 40·28,38·413,6 0,54·106 (2,26·106 кДж/ч) 0,469 ·106 (1,96 ·106 кДж/ч)

 

По значениям QБ и QТ строим вспомогательный график (рис. 6) и определяем температуру газов на выходе из второго газохода.

 

 

Рис.6.

 
 


Температура газов на выходе из второго газохода, равная = 572 ⁰С, является и температурой дымовых газов при входе в третий газоход.

 

Расчет третьего газохода производим при значении коэффициента избытка воздуха .

 

Расчет третьего газохода

Задаемся двумя значениями температуры дымовых газов на выходе из третьего газохода = 300 С0 и = 400 С0 и проводим для этих значений температур два параллельных расчета. Все необходимые расчетные данные располагаем в таблице 7.

Таблица 7.

Тепловой расчет третьего газохода

 

          Результаты при tT
500 Cо 300 Со
1. Температура дымовых газов перед третьем газоходом     Из расчета первого газохода   -    
2. Теплосодержание дымовых газов перед третьем газоходом     Табл. 5   -   10558 кДж/м3   10558 кДж/м3
3. Температура дымовых газов за третьем газоходом     Задаем   -    
4.Теплосодержание дымовых газов за третьем газоходом       Табл. 5   -     9322кДж/м3     5447 кДж/м3  
5. Тепловосприятие третьего газохода по уравнению теплового баланс.     QБ     jBр(Н22+DН)   0,9825·742·(2520-2225+0.1·9,98·0,32·30)   0,9825·742·(2520-1300 +0.1·9,98·0,32·30)   0,215,*106   0,9*106 кДж/ч     0,889*106 3,72*106 кДж/ч
6. Средний температурный напор   Dtср   340,6 213,8
7. Средняя температура дымовых газов     tср          
8. Средняя скорость дымовых газов   wch   м/c   12,1     10,6
9. Значение коэффициента теплоотдачи конвекцией aк [1, pис.IV.5 ] 0,92·1,04·64 0,92·1,07·56   61,2   55,1
10. Суммарная поглощательная способность трехатомных газов   pnS   м.ат.   rnS   0,227·0,165 0,037 0,037
11. Значение коэффициента ослабления лучей трехатомными газами   kг   -   [1, pис.IV.1 ]     - 3,7 4,15
12. Суммарная сила поглощения газовым потоком   kpnS   м.ат.   kг rnS 3,7*0,037 4,15*0,037   0,137   0,15
13. Степень черноты газового потока a - [1, pис.IV.2 ] -   0,06   0,08
14. Значение коэффициента загрязнения по поверхности нагрева e   [1, табл.IV.3 ]   - 0,005 0,005
15. Температура наружной поверхности загрязненной стенки   tст       (194,1+0,005· QБ)/12    
16. Значение коэф. теплоотдачи излучением незапыленного потока     aл     [1, pис.IV.8 ]     62·0,06·0,97 55·0,08·0,90     3,6 3,96
17. Значение коэф. омывания газохода дымовыми газами   w   -   [ 1, cтр.143]   -   0,9   0,9
18. Значение коэф. теплоотдачи в третьем газоходе   кт       45,79   42,24
19.Тепловосприя-тие третьего газохода по уравнению Т-пр   Qт     45,79·17,03·340,6 42,24·17,03·213,8   0,26*106   1,08*106 кДж/ч 0,32*106   1,34*106 кДж/ч
               

По значениям QБ и QТ строим вспомогательный график (рис. 7) и определяем температуру газов на выходе из третьего газохода.

 

Рис.7.

 

Температура газов на выходе из третьего газохода, равная , является и температурой дымовых газов при входе в четвертый газоход.

 
 


Расчет четвертого газохода

Задаемся двумя значениями температуры дымовых газов на выходе из четвертого газохода = 420 С0 и =250 С0 и проводим для этих значений температур два параллельных расчета. Все необходимые расчетные данные располагаем в таблице 8.

 

Таблица 8

Тепловой расчет четвертого газохода

 

          Результаты при tT
420 Cо 250 Со
1. Температура дымовых газов перед четвертым газоходом     Из расчета   -    
2. Теплосодержание дымовых газов перед четвертым газоходом     Табл. 5   - 9092,3 кДж/м3 9092,3 кДж/м3
3. Температура дымовых газов за четвертым газоходом     Задаем   -    
4.Теплосодержание дымовых газов за четвертым газоходом       Табл. 5   8170,5 кДж/м3   кДж/м3  
5.Тепловосприя-тие четвертого газохода по уравнению теплового баланса   QБ     jBр(Н22+DН)   0,9825·742·(2170-1950+0.1·9,4·0,32·30)     0,9825·742·(2170-1200 +0.1·9,4·0,32·30)   0,21*106 0,87*106 кДж/ч   0,55*106   2,3*106 кДж/ч
6. Средний температурный напор   Dtср   257,5 142,9
7. Средняя температура дымовых газов     tср            
8. Средняя скорость дымовых газов   wch   м/c       13,2
9. Значение коэффициента теплоотдачи конвекцией aк [1, pис.IV.5 ] 0,92·1,07·70,1   0,92·1,08·64,7   67,7 64,2
10. Суммарная поглощательная способность трехатомных газов   pnS   м.ат.   rnS 0,213·0,165 0,035 0,035
11. Значение коэффициента ослабления лучей трехатомными газами   kг   -   [1, pис.IV.1 ]     - 4,0 4,3
12. Суммарная сила поглощения газовым потоком   kpnS   м.ат.   kг rnS 4,0·0,035 4,3·0,035   0,14   0,15
13. Степень черноты газового потока a - [1, pис.IV.2 ] -   0,07   0,08
14. Значение коэффициента загрязнения по поверхности нагрева e   [1, табл.IV.3 ]   - 0,005 0,005
15. Температура наружной поверхности загрязненной стенки   tст           (194,1+0,005· QБ)/11,92    
16. Значение коэффициента теплоотдачи излучением незапыленного потока.     aл     [1, pис.IV.8 ]     53·0,07·0,93 50·0,08·0,91       3,45 3,6
17. Значение коэффициента омывания четвертого газохода дымовыми газами   w   -   [1, cтр.143]   -   0,9   0,9
18. Значение коэффициента теплоотдачи в четвертом газоходе   кт         48,7   46,9
19.Тепловосприя-тие четвертого газохода по уравнению Т-пр   Qт       48,7·11,92·257,5 46,9·11,92·142,9   0,149*106 0,62*106 кДж/ч 0,8*106   3,53*106 кДж/ч

 

По значениям QБ и QТ строим вспомогательный график (рис. 8) и определяем температуру газов на выходе из четвертого газохода.

 

 

 
 

 

 


Рис.8.

 

Температура газов на выходе из чет


Поделиться с друзьями:

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций...

История развития пистолетов-пулеметов: Предпосылкой для возникновения пистолетов-пулеметов послужила давняя тенденция тяготения винтовок...

Типы сооружений для обработки осадков: Септиками называются сооружения, в которых одновременно происходят осветление сточной жидкости...

Особенности сооружения опор в сложных условиях: Сооружение ВЛ в районах с суровыми климатическими и тяжелыми геологическими условиями...



© 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!

0.09 с.