Пояснительная записка к курсовому проекту на тему: «Расчет парового котла типа е-75-40 гм»




Скачать 188.07 Kb.
НазваниеПояснительная записка к курсовому проекту на тему: «Расчет парового котла типа е-75-40 гм»
Дата публикации12.03.2014
Размер188.07 Kb.
ТипПояснительная записка
uchebilka.ru > Математика > Пояснительная записка
Реферат скачан с сайта allreferat.wow.ua


Тепловой расчет котла Е-75-40ГМ

Министерство Высшего Образования РФ Кафедра Тепловых Электрических Станций Пояснительная записка к курсовому проекту на тему: «Расчет парового котла типа Е-75-40 ГМ». Выполнил: Проверил: Аннотация. В данной курсовой работе рассмотрен типовой расчет промышленногопарогенератора на примере парового котла Е-75-40 ГМ. Вид топлива,сжигаемого при работе котла мазут сернистый. Основные параметры котла:1. Номинальная паропроизводительность - 75[pic];2. Рабочее давление в барабане котла - 44[pic];3. Рабочее давление на выходе из пароперегревателя - 40[pic];4. Температура перегретого пара - 440[pic];5. Температура питательной воды - 150[pic];6. Температура уходящих газов - 180[pic];7. Температура горячего воздуха - 190[pic]. В расчетно-пояснительной записке содержится: листов- эскизов- таблиц- Техническая характеристика парогенератора Е-75-40 ГМ. Топочная камера объемом 297[pic] полностью экранирована трубами Ш60*3мм[pic]с шагом 100 мм на боковых, фронтовой и задней стенах. На боковойстене топки расположены 2 горелки. Схема испарения – трехступенчатая: в барабане расположены чистый отсекпервой ступени испарения и два солевых отсека второй ступени (по торцамбарабана) третья ступень вынесена в выносные циклоны Ш377мм. Перегреватель – с вертикально расположенными змеевиками,двухступенчатый, выполнен из труб Ш42*3 мм. Количество змеевиков – 18.Поперечный шаг труб – 75 мм, расположение - коридорное. Экономайзер – стальной, гладкотрубный, змеевиковый, двухступенчатый, сшахматным расположением труб Ш32*3 мм. Поперечный шаг труб – 75 мм,продольный – 55 мм. Воздухоподогреватель – трубчатый, вертикальный, с шахматнымрасположением труб Ш40*1,6 мм. Поперечный шаг труб – 60 мм, продольный – 42мм. Технические и основные конструктивные характеристики парогенератораследующие:Номинальная паропроизводительность 75[pic];Рабочее давление пара 40[pic];Температура перегретого пара 440[pic];Площадь поверхностей нагрева, [pic]: 1) лучевоспринимающая (экранов и фестона) 211[pic]; 2) конвективная: - фестона 31[pic]; - перегревателя: 380 [pic] - экономайзера: 1070[pic] - воздухоподогревателя: 2150[pic]Пуск барабанного котла на общую паровую магистраль. Пуск включает в себя: 1. Заполнение котла водой. 2. Его растопку. 3. Повышение параметров до номинальных. При растопке в элементах котла возникают дополнительные температурныенапряжения.Если [pic], т.е. [pic], металл треснет, поэтому растопку ведут медленно иосторожно. Последовательность пуска:1. Проводят внешний осмотр (проверяется исправность горелок, дымососа, вентилятора, запорной и регулирующей арматуры, взрывных и предохранительных клапанов, контрольно-измерительных приборов и автоматики, подвод напряжения).2. Закрывают дренажи 3, открывают воздушники 4, линию продувки пароперегревателя 5 и линию рециркуляции воды 2.3. Через растопочный узел РУ медленно заполняют котел водой с температурой за даэратором [pic]4. Заполнение водой заканчивают тогда, когда уровень воды в барабане достигнет минимально допустимого значения.5. Включают дымосос и вентилируют газоходы в течение 15 минут (для исключения возможного взрыва).6. С помощью факела устанавливают разрежение на уровне 1 мм. вод. ст.7. Разжигают растопочные форсунки. После достижения устойчивого горения включают вентилятор. После достаточного прогрева топки переходят на сжигание основного топлива.8. Готовят топливный тракт. Открывают линию рециркуляции и зажигают первую горелку. После появления пара из воздушников, их закрывают.9. Тепловыделение расходуется на нагрев металла и обмуровки, нагрев воды, парообразования. С увеличением [pic] растопки после прогрева металла теплота тратится на парообразование. Для снижения тепловых потерь [pic]. При растопке котел периодически подпитывается через растопочный узел, приэтом постоянно следят за уровнем воды в барабане. При давлении в барабане [pic], открывается главная паровая задвижка ГПЗ ипрогревается паропровод.10. Для исключения пережога защищают все рабочие поверхности. При растопкерасход пара снижают в 10 раз, [pic], кроме того, в результатегидравлической разверки в отдельных змеевиках [pic], поэтому постоянноконтролируют [pic] и [pic]. Для защиты экономайзера от пережога расхолаживание выходных петельпроизводят за счет рециркуляции воды. При Р >10МПа через ЭКО прокачивают воду из магистрали. Когда [pic], котел подключают к магистрали 9, закрывают продувочнуюлинию, отключают линию рециркуляции. Подачей топлива и питательной воды, поднимают параметры дономинальных.11. Включают автоматику.Останов паровых котлов.1. Нормальный (плановый) останов котла производится тогда, когда параметры снижают плавно, чтобы [pic].2. Аварийный, когда котел немедленно останавливается при резком снижении паропроизводительности.Плановый останов.1. Снижается нагрузка до [pic];2. Срабатывается угольная пыль в бункере, или отключается котел от газовой магистрали;3. Отключают котел от паровой магистрали;4. Котел подпитывается до верхнего предельного уровня в барабане;5. На 15 минут открывается линия продувки пароперегревателя. Через 10 и 20 часов продувку повторяют. При Р<5 ат, продувку осуществляют через расширитель. После погасания факелов и вентиляции газоходов в течении 10 минут дымососостанавливают, и расхолаживание ведут естественным путем. Скорость снижениятемпературы 1-1,5[pic] в минуту. Контролируют температуру стенки барабана. При [pic] и температуре 70-80[pic] открывают дренажи 3 и трубную системуопорожняют.Аварийный останов. Котел аварийно останавливается, когда:1. Уровень воды в барабане выходит за допустимые пределы.2. Расход среды в ПК прекращается более чем на 30 сек.3. Когда выходят из строя измерительные диафрагмы и водоуказательные колонки.4. При погасании факела в топке, пожаре в газоходах.5. При останове вентилятора, дымососа, паровой турбины. Расчетная часть.1. Составление расчетно-технологической схемы трактов парового котла. Выборкоэффициентов избытка воздуха.1. Расчетно-технологическая схема трактов парового котла составляется на основе чертежей парового котла и задания на проектирование. На рис.3 приведена схема парового котла Е-75-40 ГМ.2. Величину коэффициента избытка воздуха на выходе из топки ?т’’ принимают для всех паровых котлов равной 1,2 при использовании твердых топлив. По [1, табл. 1.1] находятся для заданного парового котла значения присосов воздуха в газоходы, вычисляются величины коэффициентов избытка воздуха за каждым газоходом, а также их средние значения и заполняется табл. 1.1. Таблица 1.1 Избытки воздуха и присосы по газоходам|№ |Газоходы |Коэффициент избытка |Величина |Средний коэффициент ||п./п| |воздуха за газоходом |присоса |из-бытка воздуха в ||. | |?" |?? |газоходе || | | | |? ||1 |Топка и |?"т = ?"ф = ?т = 1.1 |??т = |?т = ?т" = 1.15 || |фестон | |0.05 | ||2 |Пароперегре|?"пе=?"т+?? пе=1.13 |??пе = |?пе = (?пе" + ?т")/2 = || |ватель | |0.03 |1.115 ||3 |Экономайзер|?"эк=?"пе+?? эк=1.15 |??эк = |?эк = (?эк" + ?пе")/2 = || | | |0.02 |1.14 ||4 |Воздухоподо|?"вп=?ух=?"эк+??вп=1.|??вп = |?вп = (?ух" + ?эк")/2 = || |греватель |18 |0.03 |1.165 | 1. Топливо и продукты горения.1. Для заданного вида и марки топлива из таблиц [1, П.1 и П.2] описываем элементарный состав рабочей массы: 1. Величина теплоты сгорания Qнр = ккал/кг. 2. Приведенная влажность 3. Приведенная зольность 4. Для контроля проверяется баланс элементарного состава:2. Теоретические объемы воздуха V° и продуктов горения VRO2,. ,VN2o, VH2Oo при ? = 1 выписываются согласно приложению из [1, табл. П.1] для твердых топлив: V° = 10,45 м3/кг; VRO2 = 1,57 м3/кг; VN2o = 8,25 м3/кг; VоH2O = 1,45 м3/кг.3. При ? > 1 объемы продуктов горения Vг , объемные доли трехатомных газов и водяных паров rRO2 , rH2O, безразмерную концентрацию золы ?зл, массу газов Gг, их плотность ?г рассчитываются по всем газоходам для средних и конечных значений ? и сводятся в табл. 2.1. Таблица 2.1 Объемы и массы продуктов горения, доли трехатомных газов и водяных паров, концентрация золы.|№ |Величина |Едини|Vo=10,45; VRO2=1,57; VN2o=8,25; ||п/п | |цы |VH2Oo=1,45,45; Ap=0 || | | |Газоходы || | | |Топка и |Пароперег|Эконо-май|Воздухопо|| | | |фестон |-реватель|зер |-догреват|| | | | | | |ель ||1 |Коэффициент избытка |- |1.1 |1.13 |1.15 |1.18 || |воздуха за газоходом ?”| | | | | ||2 |Коэффициент избытка |- |1.1 |1.115 |1.14 |1.165 || |воздуха средний в | | | | | || |газоходе ? | | | | | ||3 |VH2O=VH2Oo+0,016(?|за |м3/кг|1,4668 |- |- |1,4803 || |-1)Vo | | | | | | || | |ср. | |- |1,4693 |1,4736 |1,5778 ||4 |Vг=VRO2+VN2o+VH2O+|за |м3/кг|12,3318 |- |- |13,1813 || | | | | | | | || |(?-1)Vo | | | | | | || | |ср. | |- |12,4911 |12,7566 |13,0221 ||5 |[pic] |за |- |0,1273 |- |- |0.1191 || | |ср. | |- |0.1257 |0.1231 |0.1206 ||6 |[pic] |за |- |0.1189 |- |- |0.1123 || | |ср. | |- |0.1176 |0.1155 |0.1135 ||7 |rп = rRO2 + rH2O |за |- |0.2462 |- |- |0.2314 || | |ср. | |- |0.2433 |0.2386 |0.2341 ||8 |Gг = |за |кг/кг|16,0115 |- |- |17,1033 || |1-Aр/100+1,306(Vo | | | | | | || | |ср. | |- |16,2162 |16,5741 |16,8986 ||9 |[pic] |за |кг/кг|0.0001 |- |- |0.0001 || | |ср. | |- |0.0001 |0.0001 |0.0001 ||10 |(г = Gг/Vг |за |кг/м3|1.2984 |- |- |1.2975 || | |ср. | |- |1.2982 |1.2933 |1.2977 |4. Энтальпии воздуха и продуктов горения Iвo, Iгo при ? = l для табличных значений рабочей массы твердых и жидких топлив и сухой массы газовых топлив берут соответственно из [1, табл. П.З (стр.21-29) и П.4 (стр. 30-32)] во всем диапазоне температур газов Vг (100-2200°C).5. Энтальпии продуктов горения при ? > 1 рассчитываются по формуле (ккал/кг, ккал/м3): [pic] (2.1) Энтальпию золы учитывают только в том случае, если приведенная зольность уноса золы из топки (% кг/ккал): [pic]. В данном случае энтальпия золы не учитывается.6. Результаты расчетов сводятся в таблицу 2.2, по которой строится диаграмма Iг - ?г (р.4). Таблица 2.2. Энтальпии воздуха и продуктов горения по газоходам парового котла.|Газоход |Температура |[pic] |[pic] |[pic] |[pic] |[pic] || |газов | | | | | || |[pic][pic] | | | | | ||1 |2 |3 |4 |5 |6 |7 ||Топка |2200 |10035 |8484 |848,4 |1088,34 |507 ||и фестон | | | | | | || | | | | | | ||[pic] | | | | | | || |2100 |9528 |8066 |806,6 |1033,4 | || | | | | | |505 || |2000 |9023 |7648 |764,8 |9787,8 | || | | | | | |498 || |1900 |8525 |7230 |723,0 |9248 | || | | | | | |496 || |1800 |8022 |6812 |681,2 |8703,2 | || | | | | | |494 || |1700 |7528 |6465 |640,5 |8168,5 | || | | | | | |492 || |1600 |7036 |5997 |599,7 |7635,7 | || | | | | | |490 || |1500 |6546 |5590 |559 |7105 | || | | | | | |482 || |1400 |6064 |5182 |518,2 |6582,2 | || | | | | | |480 || |1300 |5578 |4775 |477,5 |6055,5 | || | | | | | |477 || |1200 |5101 |4378 |437,8 |5538,8 | || | | | | | |466 || |1100 |4635 |3981 |398,1 |5033,1 | || | | | | | |462 || |1000 |4173 |3584 |358,4 |4531,4 | || | | | | | |461 || |900 |3712 |3197 |319,7 |4031,7 | ||Пароперегре-ва|700 |2811 |2445 |317,85 |3128,85 |432 ||тель | | | | | | ||[pic] | | | | | | || |600 |2379 |2071 |269,32 |2648,2 | || | | | | | |421 || |500 |1958 |1707 |221,91 |2179,91 | || | | | | | |413 || |400 |1545 |1351 |175,63 |1720,63 | ||Экономайзер |500 |1958 |1707 |256,05 |2214,05 |413 ||[pic] | | | | | | || |400 |1545 |1351 |202,65 |264,8 | || | | | | | |421 || |300 |1142 |1005 |150,75 |1291,75 | ||Воздухопо-догр|300 |1142 |10005 |180,9 |1322,9 |396 ||еватель | | | | | | ||[pic] | | | | | | || |200 |752 |664 |119,52 |871,52 | || | | | | | |380 || |100 |372 |330 |54,9 |431,4 | | 3. Тепловой баланс парового котла. Определение расчетного расхода топлива.1. Тепловой баланс составляют для установившегося состояния парового котла на 1 кг твердого топлива и жидкого или на 1 нм3 газового топлива в виде (ккал/кг, ккал/нм3): Qрр = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6, (3.1) или в виде: 100 = q1 + q2 + q3 + q4 + q5 + q6. (3.2).2. Учитывая, что для рекомендуемых к проектированию паровых котлов не применяются горючие сланцы (расход тепла на разложение карбонатов топлива Qк = 0), располагаемое тепло топлива Qрр определяется по формуле: Qpp = Qнр + Qв.вн. +iтл , (3.3)3. Величину тепла, вносимого воздухом, подогреваемым вне парового котла, Qb.bh. учитывают только для высокосернистых мазутов.4. Величину физического тепла топлива iтл учитывают только для жидких топлив. Значит, в нашем случае: Qpp = Qнp = 3740 ккал/кг (3.4) 5. Потери тепла с химическим q3 и механическим q4 недожогом определяются по [1, табл. 3.1] в зависимости от вида топлива и производителъности парового котла. В нашем случае при D=35 т/ч: q3 = 0.5%, q4 = 0%.6. Потеря тепла с уходящими газами находится по формуле: где: Iхвo = 9,5*Vo = 9,5 * 10,45= 99,279 ккал/кг.Величина энтальпии уходящих газов Iух определяется линейной интерполяциейпо таблице 2.2 для заданной температуры уходящих газов (yx=180oC икоэффициенте избытка воздуха ? = ?"вп=1,18 (табл1.1). [pic]где Iух=597,6 ккал/кг. Для всех паровых котлов и топлив, указанных в [1, табл П.1 и П.2],значение должно находиться в пределах 4,5-11%. В нашем случае это условиевыполняется.7. Потеря тепла от наружного охлаждения котла q5 находится по [1, рис 3.1]: q5 = 0,75%.8. Потери с физическим теплом шлака q6 учитывают только при сжигании твердых топлив если: [pic]. [pic] – не учитывается.9. КПД парового котла брутто находится по методу обратного баланса. ?пк = 100 - (q2 + q3 + q4 + q5 + q6), (3.6) ?пк = 100 - (5,0317 + 0,5 + 0,75) = 93,72%.При расчете конвективных поверхностей нагрева долю потери тепла q5,приходящуюся на отдельные газоходы, учитывают введением коэффициентасохранения тепла: [pic] (3.7) где: ?пк = q1 - коэффициент полезного действия парового котла "брутто",%10. Расход топлива, подаваемого в топку: (3.8) где Qпк - количество теплоты, полезно отданное в паровом котле: (3.9)где Dk – паропроизводительность котла, т/ч.Значение энтальпии перегретого пара ine находится по [1, табл. П.7] позаданным давлению Рпе и температуре tne пара за пароперегревателем.Энтальпию питательной воды - по [1, табл. П.6] по заданным температуре tпви давлению Рпв питательной воды за регулятором питания котла (Рпв=1,08Рб,где Рб - давление в барабане котла). Pпв = l,08 * 44 = 47,52 кгc/cм2, [pic]11. Расход топлива, найденный по (3.8), используют в расчете элементов системы пылеприготовления при выборе числа и производительности углеразмольных мельниц, числа и мощности горелочных устройств. Но тепловой расчет парового котла, определение объемов дымовых газов и воздуха и количества тепла, отданного продуктами горения поверхностям нагрева, производятся по расчетному расходу фактически сгоревшего топлива с учетом механической неполноты горения: [pic]. Т.к q4=0 Bр=B 4. Выбор схемы топливосжигания. Для котла Е-75-40 ГМ и топлива мазут сернистый. Схема подготовки иподачи топлива представлена на рис. 4.1. На рис.4.2 изображена схема горелки БКЗ для мазута сернистого. 5. Поверочный расчет топки. Задачей поверочного расчета является определение температуры газов навыходе из топки при заданных ее конструктивных размерах. Конструктивныеразмеры топки определяют по чертежам парового котла, заданного длякурсового проекта. 1. Определение конструктивных размеров и характеристик топочной камеры. На рис.5 показана схема топочной камеры. Конструктивные характеристики занесены в табл. 5.1. При расчете конструктивных размеров топки важно правильно определить “активный” объем топочной камеры. Границами объема являются плоскости, проходящие через осевые линии экранных труб, а в выходном сечении – плоскость, проходящая через осевые линии труб первого ряда фестона. В котле Е-75-40 ГМ границей объема в нижней части топки является под. 2. Геометрические размеры, необходимые для расчетов и систематизируемые в табл. 5.1, в основном берут с чертежа, пользуясь указанными на них размерами. Расчетную ширину фронтовой [pic] и задней [pic] стен топки определяютрасстоянием между плоскостями, проходящими через оси труб боковых экранов,а ширину боковых стен [pic] между плоскостями, проходящими через оси трубфронтового и заднего экранов. Освещенную длину фронтовой [pic] и задней[pic] стен топки определяют по фактическим размерам плоскости, проходящейчерез оси труб соответствующего экрана в пределах объема топки. Площадь боковой стены [pic] в границах активного объема топкиопределяют как площадь указанных фигур, пользуясь простейшимиматематическим приемами. Геометрические размеры плоскости фестона и выходного окна топкисовпадают. Ширину определяют расстоянием между плоскостями, проходящимичерез оси труб боковых экранов, а длину (высоту) – по действительномуразмеру конфигурации оси трубы первого ряда фестона в пределах активногообъема топки. Фестон и задний экран условно разделяют воображаемойплоскостью, являющейся продолжением ската горизонтального газохода. Наружный диаметр труб d, шаг между ними S, число труб в экране z ирасстояние от оси трубы до обмуровки e принимают по чертежу. Таблица 5.1. Конструктивные размеры и характеристики топочной камеры.|№|Наименование |Обо|Е|Источ-|Топочные экраны |Выхо||п|величин |зна|д|ник | |дное||/| |чен|и|или | |окно||п| |ие |н|фор-му| | || | | |и|ла | | || | | |ц| | | || | | |а| | | || | | |1 |2 |3 |4 | ||Наружный диаметр труб |d |м |0,06|0,06|0,06|0,06|0,06 ||Количество труб в ряду |z1 |- |18 |18 |18 |17 |- ||Длина трубы в ряду |li |м |4,1 |4.1 |4.2 |4.3 |- ||Шаг труб: |S1 |м |0,3 |0,3 |0,3 |0,3 |0,3 ||поперечный (поперёк движения | | | | | | | ||газов) | | | | | | | ||продольный (вдоль движения газов)| | | | | | | || |S2 |м |- |0,21|0,21|0,21|0,21 ||Угловой коэффициент фестона |xф |- |- |- |- |- |1 ||Расположение труб (шахматное, |- |- |Шахматное ||коридорное) | | | ||Расчётная поверхность нагрева |H |м2 |13,9|13,9|14,2|13,8|62,72 ||Размеры газохода: |ai |м |4.24|4.3 |4.25|4.3 |- ||высота | | | | | | | ||ширина | | | | | | | || |b |м |5,78|5,78|5,78|5,78|5,78 ||Площадь живого сечения для |F |м2 |20.2|20.4|20.1|20.5|20.3 ||прохода газов | | | | | | | ||Относительный шаг труб: | ||поперечный |S1/d |- |5 |5 |5 |5 |5 ||продольный |S2/d |- |- |3,5 |3,5 |3,5 |3,5 ||Эффективная толщина излучающего |Sф |м |- |- |- |- |1,15 ||слоя | | | | | | | | 2. Расчетная поверхность нагрева каждого ряда равна геометрической поверхности всех труб в ряду по наружному диаметру и полной обогреваемой газами длине трубы, измеренной по ее оси с учетом гибов в пределах фестона (м2): Hi=?*d*zli*li (6.2)H1 = ?*0,06*18*4,1 = 13,9 м2,H1 = ?*0,06*18*4,1 = 13,9 м2,H1 = ?*0,06*18*4,2 = 14,2 м2,H4 = ?*0,06*17*4,3 = 13,8 м2. Расчетная поверхность фестона рассчитывается по формуле Нф = Н1 + H2 + Н3 + Н4 = 13,9 + 13,9 + 14,2 + 13,8 = 55,8м2(6.3) Дополнительная поверхность экранов определяется, как площадь стен,покрытых экранами в газоходе фестона, по формуле Hдоп = ?Fст*xб, где Fст –поверхность стен боковых экранов [pic]Тогда Hдоп = 7,44*0,93 = 6,92 м2 (6.4)Hф’ = Hф + Hдoп = 55,8 + 6,92 = 62,72 м2 (6.5)Эффективная толщина излучающего слоя определяется по формуле:Sф = 0,9d((4/?)(S1S2 / d2)-1) = 0,9*0,06(1,273*0,3*0,21/0,0036 – 1) =1,15м.Исходные данные для поверочного теплового расчета фестона представлены втаблице 6.2. Таблица 6.2. Исходные данные для поверочного теплового расчета фестона|Наименование величин |Обозначени|Единиц|Величин|| |е |а |а || | | | ||Температура газов перед фестоном |v’ф = v’’т|?С |1058 ||Энтальпия газов перед фестоном |I’ф = I’’т|ккал/к|4720 || | |г | ||Объём газов на выходе из топки |Vг |м3/кг |12,24 ||Объёмная доля водяных паров |rH2O |- |0,182 ||Суммарная объёмная доля трёхатомных газов |rп |- |0,27 ||Концентрация золы в газоходе |?зл |кг/кг |- ||Температура состояния насыщения при давлении в |tн |?С |255 ||барабане | | | |:[pic]По таблице 2.2 для полученной [pic] при [pic] находят энтальпию газов зафестоном [pic] и по уравнению теплового баланса теплоносителя (продуктовгорения) определяют тепловосприятие фестона (балансовое) ([pic]) (I’’ф =4214,5 ккал/кг.):Тогда балансовое тепловосприятие фестона:Qбф = ?(I’ф–I’’ф) = 0,9919*(4720 – 4214,5) = 501 ккал/кг. (6.6)6. Тепловосприятие фестона по условиям теплопередачи рассчитывается по формуле (6.7)где [pic] – тепло, полученное расчетом по уравнению теплопередачи ивоспринятое рассчитываемой поверхностью, [pic];k- коэффициент теплопередачи, отнесенный к расчетной поверхности нагрева иучитывающий перенос тепла от газового потока не только конвекцией, но иизлучением межтрубного слоя газов,[pic] ;[pic]- температурный напор, [pic];[pic]- расчетный расход топлива,[pic]; H - расчетная поверхность нагрева, [pic].6. Коэффициент теплопередачи для фестона рассчитывается по формуле (6.8)где ?1 - коэффициент теплоотдачи от газов к стенке рассчитывается поформуле ?1=?(?к+?л), (6.9)где ?к - коэффициент теплоотдачи конвекцией, ?л- коэффициент теплоотдачи излучением, ? - коэффициент использования поверхности нагрева, для поперечноомываемых трубных пучков ? = 1.6. Для определения коэффициента теплоотдачи конвекцией от газов к стенке труб рассчитывают среднюю скорость газового потока[pic],где v = (v’’ф + v’Ф)/2 = 983,5 оС, F = Fср = 20,3 м;W = (5923,8*12,24)/(3600*20,3))((1004+273)/273) = 4,7 м/с (6.10)?к = ?н•Cz•Cs•Cф = 38*0,92*1,05*0,96 = 35 ккал/(м2*ч*оС)?н = 38 ккал/(м2*ч*оС) - коэффициент теплоотдачи конвекцией,Cz = 0,92 - поправка на число рядов труб по ходу газов,Cs = 1,05 - поправка на компоновку трубного пучка,Сф = 0,96 - поправка на изменение физических свойств среды - определяютсяпо ном. 13 [4].6. Коэффициент теплоотдачи излучением продуктов горения ад определяют по номограмме 19 [4] в зависимости от температур потока и стенки (?н), а также от степени черноты продуктов горения а: ?л = ?н*а.a = 1 - e-kpS, p = 1 кгс/см2, S = 2,30:a =1 – e- 1,1*0,27*1,15 = 0,205?л = 163•0,331 = 53,95 ккaл/(м2•ч•OC) Для определения степени черноты продуктов горения а используют формулу(5.13), где k•p•S=(kг•rп)•p•S kг = 1,1 определяются по номограммt 3нно. Для использования номограммы 19 надо знать температуру загрязненнойстенки: tз = tн + 25 = 255 + 25 > ?н = 150 ккал/(м2*ч*оС). ?л=150*0,285*1=42,75 ккaл/(м2•ч•OC) ?1 = [pic]= [pic]= 35+42,75 = 77,75 ккaл/(м2•ч•OC)6. Коэффициент тепловой эффективности [pic] [pic]6. Тепловой напор определяется по формуле: ?tб = 1014 –255 = 759 оС, ?tм = 953 – 255 = 698 [pic] оС (6.12) Подставляя найденные k и ?t в формулу (6.7) находим [pic] ккал/кгПравильность расчета определяется выражением:[pic]% < 5%Т.к. тепловосприятие фестона по уравнению теплового баланса и теплопередачиотличается менее чем на 5%, то расчет считаем законченным. 6. Определение тепловосприятий пароперегревателя, экономайзера, воздухоподогревателя и сведение теплового баланса парового котла.7. Тепловосприятие пароперегревателя и воздухоподогревателя определяют по уравнениям теплового баланса рабочего тела (пара, воздуха), а тепловосприятие экономайзера - по уравнению теплового баланса теплоносителя (продуктов сгорания).7. Тепловосприятие пароперегревателя определяют по формуле,[pic] ккал/кг (7.1)где Dne – паропроизводительность котла, кг/ч; ine, iн – соответственно энтальпии перегретого и сухого насыщенногопара: по таблицам термодинамического состояния пара ine определяют позаданным температуре tne и давлению Рпе перегретого пара; iн – по давлениюпара в барабане Рб; ?ino – съем тепла в пароохладителе, служащем для регулированиятемпературы перегретого пара, ккал/кг. В котле Е-75-40 ГМ можно принять?ino = 10ч20 ккал/кг. Тепло, воспринимаемое пароперегревателем за счет излучения факелатопки, принимается для упрощения расчетов равным нулю. В этом случае полное тепловосприятие пароперегревателя численосовпадает с тепловосприятием конвекцией, ккал/кг. Qneк = Qne (7.2) Для газохода пароперегревателя уравнение теплового балансатеплоносителя (дымовых газов) имеет вид: [pic] (7.3) Это уравнение решают относительно искомой энтальпии газов запароперегревателем, ккал/кг: [pic] (7.4)где Iф'' - окончательное значение энтальпии газов за фестоном; ( - по формуле (3.7); Iхво - по формуле из пункта 3.6; ??ne - из табл. 1.1.7. Тепловосприятие воздухоподогревателя определяют по уравнению теплового баланса рабочего тела (воздуха), так как температура горячего воздуха задана, тепловосприятие воздухоподогревателя зависит от схемы подогрева воздуха. В данном случае есть предварительный подогрев воздуха, поступающего в воздухоподогреватель, за счет рециркуляции горячего воздуха Тепловосприятие воздухоподогревателя равно:[pic],(7.5)где I0гв – энтальпия теоретического объема горячего воздуха, по табл. 2.2.при [pic],[pic];[pic]- энтальпия теоретического объема воздуха перед воздухоподогревателем,подогретого за счет подачи части горячего воздуха на всос дутьевоговентилятора или в специально установленных калориферах. Из-за наличияпредварительного подогрева величину I0в’ = 81, ккал/кг, определяем по [3,табл. 2.3] и температуре воздуха t’в = 60 оС, перед воздухоподогревателем. Отношение объема воздуха за воздухоподогревателем к теоретическинеобходимому определяется по табл. 1.1: Отношение объема рециркуляции в воздухоподогревателе горячего воздуха ктеоретически необходимому: [pic] (7.7) Температура воздуха перед воздухоподогревателем tв’ должнапредотвращать конденсацию водяных паров из газового потока на стенки труб итем самым защищать воздухоподогреватель от низкотемпературной коррозии.Топливо в моем случае попадает в класс твердых влажных и в этом случае tв’= 50 ч 600C. Принимаем tв’ = 60°C. Из задания tгв = 190°С; tхв =30°С; ??вп=0,06 из табл. 1.1.[pic] ккал/кг Тепловосприятие воздухоподогревателя по теплоносителю (по продуктамсгорания) имеет вид, ккал/кг: [pic] (7.8) Уравнение решают относительно Iэк”- энтальпия газов за водянымэкономайзером, ккал/кг: [pic] (7.9)Iyx = 350,34 ккал/кг - энтальпия уходящих газов определяется по табл.2.2для vух= 1600C,Iпрс = 203,0 ккал/кг - энтальпия теоретического объема воздуха определяютпо табл.2.2 при температуре присасываемого воздуха tпрс= (tгв+tв’)/2 =(190+60)/2 = 125 oC. [pic] ккал/кг7. Тепловосприятие водяного экономайзера определяют по уравнению теплового баланса теплоносителя (дымовых газов): [pic] (7.10)где ??эк определяется по табл. 1.1.[pic] ккал/кг7. Определяется невязка теплового баланса котла по формуле [pic] (7.11) Тепловосприятия поверхностей нагрева берутся из уравнений тепловогобаланса: Qл , Qфб, Qпекб из (7.3), Qэкб из (7.10), КПД ?пк из (3.6) ипотери тепла от механической неполноты сгорания q4 из пункта 3.5.[pic]ккал/кг Определение тепловосприятий поверхностей нагрева, граничных энтальпий итемператур газов считают правильным, если невязка Видно, что в расчете ошибок допущено не было. 7. Поверочно-конструкторский расчет пароперегревателя. Весь расчет пароперегревателя сводится к правильному снятию размеров счертежа. Эскиз пароперегревателя для котла Е-75-40 ГМ приведен на рис.8.Размеры и другие конструктивные характеристики приведены в таблице 8.1. Таблица 8.1 Конструктивные размеры и характеристики пароперегревателя.|Наименование величин |Обозн|Единиц|Номер ступени |Весь || |ачени|а | |пароперегревате|| |е | | |ль || | | |1 |2 | ||Наружный диаметр труб |d |м |0,042 |0,042 |0,042 ||Внутренний диаметр труб |dвн |м |0,036 |0,036 |0,036 ||Число труб в ряду |z1 |шт |64 |64 |- ||Число рядов по ходу газов |z2 |шт |6 |10 |16 ||Средний поперечный шаг труб |S1 |м |0,09 |0,09 |0,09 ||Средний продольный шаг труб |S2 |м |0,012 |0,012 |0,012 ||Средний относительный |S1 /d|- |2,14 |2,14 |2,14 ||поперечный шаг | | | | | ||Средний относительный |S2 /d|- |2,9 |2,9 |2,9 ||продольный шаг | | | | | ||Расположение труб |- |- | | |Коридорное ||Характер взаимного движения |- |- | | |Смешанный ток ||сред | | | | | ||Длина трубы змеевика |l |м |21 |25 |- ||Поверхность, примыкающая к |Fстx |м2 |10,3 |6,65 |16,95 ||стене | | | | | ||Поверхность нагрева |H |м2 |187,5 |217,7 |405,2 ||Высота газохода на входе |a’ |м |4,125 |3,25 |- ||Высота газохода на выходе |a’’ |м |3,6 |2,7 |- ||Ширина газохода |b |м |5,78 |5,78 |5,78 ||Площадь живого сечения |Fср |м2 |13,1 |10,6 |11,6 ||Средняя эффективная толщина |S |м |- |- |0,26 ||излучающего слоя | | | | | ||Глубина газового объема до |lоб |м |1 |0,375 |1,375 ||пучка | | | | | ||Глубина пучка |lп |м |0,55 |1,05 |1,6 ||Кол-во змеевиков, включенных |m |шт |64 |64 |64 ||параллельно по пару | | | | | ||Живое сечение для прохода пара |f |м2 |0,065 |0,065 |0,065 |Площади живых сечений для прохода газов на входе и выходе определяются поформулам F1’ = a’*b – z1*d*lпр = 4,125*5,78 – 64*0,042*3,425 =14,6 м2 F1’’ = a’’*b – z1*d*lпр = 3,25*5,78 – 64*0,042*2,5 = 12,8 м2 F1’ = a’*b – z2*d*lпр = 3,6*5,78 – 64*0,042*3,425 = 11,6 м2 F1’’ = a’’*b – z2*d*lпр = 2,7*5,78 – 64*0,042*2,5 = 8,9 м2.Усредняя (так как F1’ и F1" отличаются менее чем на 25%), получаем:F1ср = (F1’+ F1’’)/2 = 13,1 м2F2ср = (F2’+ F2’’)/2 = 10,6 м2Средняя эффективная толщина излучающего слоя: S = 0,9d((4/?)(S1S2 / d2)-1) = 0,9*0,032(1,273*0,075*0,055/0,001 – 1) = 0,12 м. Fстx = (2*lп + 1,64 + 1,52)*b*x = 5,36*5,52*0,7 = 20,71 м2,где Fстх – поверхность труб примыкающих к обмуровке, х=0,7 – угловойкоэффициент, определяемый по номограмме 1[2].Поверхность нагрева определяем по формуле: H = z1d?l + FстxH1 = z1d?l + Fстx = 64*0,042*3,14*21 + 10,3 = 187,5 м2.H2 = z1d?l + Fстx = 64*0,042*3,14*25 + 6,65 = 217,7 м2.Живое сечение для прохода пара: f = m?(dвн)2 /4 = 64*3,14*0, 0,001296/4 = 0,065 м2 8. Поверочно-конструкторский расчет экономайзера. Весь расчет экономайзера сводится к правильному снятию размеров счертежа. Эскиз экономайзера для котла Е-75-40 ГМ приведен на рис.9. Размерыи другие конструктивные характеристики приведены в таблице 9.1. Таблица 9.1. Конструктивные размеры и характеристики экономайзера|Наименование величин |Обозначение|Единица|Величина ||Наружный диаметр труб |d |м |0,032 ||Внутренний диаметр труб |dвн |м |0,026 ||Число труб в ряду |z1 |шт |25 ||Число рядов по ходу газов |z2 |шт |40 ||Поперечный шаг труб |S1 |м |0,075 ||Продольный шаг труб |S2 |м |0,055 ||Относительный поперечный шаг |S1 /d |- |2,34 ||Относительный продольный шаг |S2 /d |- |1,72 ||Расположение труб |- |- |Шахматное ||Характер взаимного движения сред |- |- |Противоток ||Длина горизонтальной части петли змеевика |l1 |м |5,85 ||Длина проекции одного ряда труб на |lпр |м |6 ||горизонтальную плоскость сечения | | | ||Длина трубы змеевика |l |м |120,3 ||Поверхность нагрева ЭКО |Hэк.ч |м2 |604,4 ||Глубина газохода |a |м |1,9 ||Ширина газохода |b |м |6,16 ||Площадь живого сечения для прохода газов |Fг |м2 |6,9 ||Эффективная толщина излучающего слоя |S |м |0,122 ||Суммарная глубина газовых объемов до пучков|lоб |м |3,45 ||Суммарная глубина пучков труб |lп |м |2,25 ||Кол-во змеевиков, включенных параллельно по|m |шт |50 ||воде | | | ||Живое сечение для прохода воды |f |м2 |0,02 | Площадь живого сечения для прохода газов в экономайзере при поперечномсмывании его газами определяют по формуле:Fг = ab – z1dlпр = 1,9*6,16 – 25*0,032*6 = 6,9 м2 Площадь живого сечения для прохода воды определяют по формуле: f = m?(dвн)2 /4 = 50*3,14* 0,000676/4 = 0,027 м2 Длина змеевика определяется по формуле: l = l1(z2/2) + (z2/2-1)?S2 = 5,85(40/2) + (40/2-1)*3,14*0,055 = 120,3 м Поверхность нагрева экономайзера по формуле: H = ?dlm = 3,14*0,032*78,8*50 = 604,4 м2 Эффективная толщина излучающего слоя S = 0,9d((4/?)(S1S2 / d2)-1) = 0,9*0,032(1,273*0,075*0,044/0,001024– 1) = 0,122 м 9. Характеристики воздухоподогревателя. Весь расчет воздухоподогревателя сводится к правильному снятию размеровс чертежа. Эскиз воздухоподогревателя для котла Е-75-40 ГМ приведен нарис.10. Размеры и другие конструктивные характеристики приведены в таблице10.1. Таблица 10.1. Конструктивные размеры и характеристики воздухоподогревателя.|Наименование величин |Обозначение|Единица|Величина ||Наружный диаметр труб |d |м | 0,04 ||Внутренний диаметр труб |dвн |м | 0,0368 ||Число труб в ряду (поперек движения воздуха)|z1 |шт |100 ||Число рядов труб по ходу воздуха |z2 |шт | 39 ||Поперечный шаг труб |S1 |м |0,06 ||Продольный шаг труб |S2 |м | 0,042 ||Относительный поперечный шаг |S1 /d |- | 1,5 ||Относительный продольный шаг |S2 /d |- | 1,05 ||Расположение труб |- |- |Шахматное ||Характер омывания труб газами |- |- |Продольное||Характер омывания труб воздухом |- |- |Поперечное||Число труб, включенное параллельно по газам |z0 |шт | 3900 ||Площадь живого сечения для прохода газов |Fг |м2 | 4,15 ||Ширина воздухоподогревателя по ходу воздуха |b |м | 6,122 ||Высота одного хода по воздуху (заводская) |hx |м | 2,725 ||Площадь живого сечения для прохода воздуха |Fв |м2 | 5,775 ||(зав.) | | | ||Поверхность нагрева ВЗП |Hвп |м2 | 2563 | Определяется общее количество труб включенных параллельно по газам: zo=z1*z2=100*39=3900. Площадь живого сечения для прохода газов определяют по формуле: [pic] Площадь живого сечения для прохода воздуха определяют по формуле: Fв = hx(b – z1d) = 2,725(6,122 – 100*0,04) = 5,755 м2, Суммарная высота всех газоходов по воздуху: hтр = 3hx = 2*2,725 = 5,45 м. Поверхность нагрева воздухоподогревателя: Hвп = ?dсрhтрz0 = 3,14*0,0384*5,45*3900 = 2563 м2. Эффективная площадь излучающего слоя: [pic]м 10. Компьютерный расчет. По всем перечисленным характеристикам заполняются таблицы для расчетатрактов котла на компьютере при помощи программы "ТРАКТ". Схема трактов нарис.11. При машинном расчете подбором Hэко, Hпе, Hух необходимо добиться,чтобыэнтальпия пара за барабаном и насыщения была бы равна 668-669 и добиться,чтобы температуры tпе, tгв, tух должны быть приблизительно равны заданным. В результате компьютерного расчета получили: Hвзп =2563 м2 – по расчету Hвзп =1995 м2 Hэко =604,4 м2– по расчету Hэко =485 м2 Hкп2 =217,7 м2 – по расчету Hкп2 =266 м2Поверхность экономайзера увеличилась, следовательно увеличилось числорядов: [pic]число рядов увеличилось на 8шт.В воздухоподогревателе изменили высоту одного хода по воздуху: [pic]м [pic]мПоверхность нагрева КП2 увеличилась следовательно увеличилоси количествопетель в данном случае на 1 петлю: [pic]Длина змеевика в ЭКО : [pic]мКомпоновка хвостовых поверхностей нагрева представлена на рис.12. Специальное задание. Изменение доли рециркуляции в топку. Для того,чтобы выполнить спечзадание использовалась программа “Тракт”. При работе с программой исходная информация меняется в строках 205001 и208014.|Характеристика |Вариант || |Базовый |Первый |Второй ||r |0 |0,125 |0,25 ||q3, % |0,5 |0,6 |0,8 ||q4, % |0 |0,1 |0,3 | Газовое регулирование осуществляют рециркуляцией продуктов сгорания,поворотными горелками, переключенинм ярусов горелок, байпасированиемпродуктов сгорания. Газовое регулирование применяют для поддержания требуемой температурыпара промежуточного перегрева. Газовое регулирование вызыываетдополнитнльный расход энергии на тягу или потерю тепла с уходящими газами,а также оказывает влияние напервичного пара, что усложняет эксплуотацию. Отбираемые из конвективной шахты при температуре 259-350 oС (обычно послеэкономайзера) продукты сгорания рециркуляционным дымососом нагнетаются втопочную камеру, что позволяет перераспределить тепло менжду отдельнымиповерхностями нагрева в зависимости от принятого коэффициента рециркуляции.Чем выше этот коэффициент, тем больше полученный тепловой эффект. Рециркулирующие продукы сгорания можно вводить в верхнюю или нижнюю частьтопки. Сброс продуктов сгорания в нижнюю часть топки приводит к ослаблениюпрямой отдачи в топке и к повышению температуры продуктов сгорания навыходе из неё. Рециркуляция увеличивает также количество продуктовсгорания, проходящих через пароперегреватель. Оба обстоятельства вызываютувеличение конвективного теплообмена и повышение температуры перегретогопара. Рециркуляция также приводит к увеличению объема продуктов сгорания,но без повышения общего избытка воздуха в уходящих газах. Увеличенный объемпродуктов сгорания в газоходах при рециркуляции несколько повышает [pic], всвязи с чем потеря тепла q2 возрастает. Охлаждение продуктов сгорания при рециркуляции несколько снижаетпаропроизводительность, для восстановления которой увеличивают расходтоплива, что дополнительно снижает КПД агрегата.-----------------------[pic][pic][pic][pic][pic][pic][pic][pic][pic][pic][pic][pic][pic][pic][pic][pic][pic][pic][pic][pic][pic][pic][pic][pic]

Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

Пояснительная записка к курсовому проекту на тему: «Расчет парового котла типа е-75-40 гм» iconПояснительная записка к курсовому проекту на тему: «Электроснабжение завода»

Пояснительная записка к курсовому проекту на тему: «Расчет парового котла типа е-75-40 гм» iconРеферат Пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине «Детали машин»
Пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине «Детали машин» содержит: 55 страниц, 12 таблиц, 11 рисунка, 6 источников

Пояснительная записка к курсовому проекту на тему: «Расчет парового котла типа е-75-40 гм» iconПояснительная записка к курсовому проекту на тему: «Технология строительства газопровода»

Пояснительная записка к курсовому проекту на тему: «Расчет парового котла типа е-75-40 гм» iconПояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине «экспертные...

Пояснительная записка к курсовому проекту на тему: «Расчет парового котла типа е-75-40 гм» iconПояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине "Вычислительный...
Анализ поставленной задачи

Пояснительная записка к курсовому проекту на тему: «Расчет парового котла типа е-75-40 гм» iconВ даній пояснювальній записці представлений розрахунок парового котла...
П, де приведений короткий опис даного парового котла, тепловий розрахунок, аеродинамічний розрахунок, розрахунок на міцність та тепло-гыдравлычний...

Пояснительная записка к курсовому проекту на тему: «Расчет парового котла типа е-75-40 гм» iconПояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине «радиопередающие устройства»

Пояснительная записка к курсовому проекту на тему: «Расчет парового котла типа е-75-40 гм» iconПояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине «разработка сапр»

Пояснительная записка к курсовому проекту на тему: «Расчет парового котла типа е-75-40 гм» iconПояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине «Схемотехника аэу»

Пояснительная записка к курсовому проекту на тему: «Расчет парового котла типа е-75-40 гм» iconПояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине «Электронные промышленные устройства»

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
uchebilka.ru
Главная страница


<