ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ И ЭКСЕРГЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ КОТЕЛЬНОГО АГРЕГАТА

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 11 Января 2013 в 10:09, курсовая работа

Краткое описание

В данной работе на примере котельного агрегата рассматриваются методы расчета процесса сжигания и расхода топлива, к.п.д., теплового и энергетического балансов. Экономия топлива при его сжигании является одной из важнейших задач в решении топливно-энергетической проблемы. Вопросы экономии топлива и рационального использования тепла решаются в курсовой работе применением в схеме котельной установки экономайзера, воздухонагревателя, котла-утилизатора.

Содержание

Введение ...…………………………………………………………………….4
1 Литературный обзор ...………………………..………………………….....6
2 Расчет котельного агрегата ……...……………………………………...20
4 Упрощенный эксергетический баланс котельного агрегата……………29
5 Расчет газотрубного котла-утилизатора ..…………………………….….34
6 Описание работы котельного агрегата, вспомогательного оборудования,
котла – утилизатора ………………………………........……………………40
Заключение …………………………………………………………………..45
Библиографический список ..……………………………………………….46
Приложение ………………………………………………………………….47

Скачать полностью (711.33 Кб) Сколько стоит заказать работу?

Прикрепленные файлы: 28 файлов

3 Расчет кат. агрегата.doc

— 229.50 Кб (Просмотреть файл, Скачать документ)

4 Эксерг.баланс.doc

— 190.50 Кб (Просмотреть файл, Скачать документ)

5 Расчёт газотрубного котла.doc

— 220.50 Кб (Просмотреть файл, Скачать документ)

7 Приложение.doc

— 20.50 Кб (Просмотреть файл, Скачать документ)

ht1 - диаграмма.xls

— 23.00 Кб (Просмотреть файл, Скачать документ)

~$блиографический список.doc

— 162 байт (Просмотреть файл, Скачать документ)

~WRL2766.tmp

— 30.00 Кб (Скачать документ)

Аннотация.doc

— 23.00 Кб (Просмотреть файл, Скачать документ)

Библиографический список.doc

— 25.00 Кб (Просмотреть файл, Скачать документ)

введение малыш.doc

— 129.50 Кб (Просмотреть файл, Скачать документ)

Введение.doc

— 52.00 Кб (Просмотреть файл, Скачать документ)

КОТЕЛЬНЫЕ ТОПЛИВА.doc

— 57.50 Кб (Просмотреть файл, Скачать документ)

Литературный обзор чужой.doc

— 122.00 Кб (Просмотреть файл, Скачать документ)

Описание работы.doc

— 35.00 Кб (Просмотреть файл, Скачать документ)

основные выводы.doc

— 25.50 Кб (Просмотреть файл, Скачать документ)

РЕЦЕНЗИЯ.doc

— 74.00 Кб (Просмотреть файл, Скачать документ)

Содержание.doc

— 28.50 Кб (Просмотреть файл, Скачать документ)

Тепловой расчет.xls

— 98.00 Кб (Скачать документ)

Data

	A	B	C	D	E	F	G	H	I	J
1			Тепловой расчет и эксергетический анализ котельного агрегата
2
3		Исходные данные к заданию
4
5		Последняя цифра шифра	P_п.п., МПа	t_п.п., ⁰С	t_п.в., ⁰С	t_у.х., ⁰С	t_воз, ⁰С	P_к.у., МПа	α_m	П, %
6	Вставьте свои данные:	7	10	350	95	140	200	1.2	1.1	3
7
8		Предпоследняя цифра шифра	Вид топлива			Паропроизводительность D, т/ч	Присос воздуха Δα
9	Вставьте свои данные:	4	Саратовский природный газ			40000	0.3

Programm

	A	B	C	D	E	F	G	H	I	J	K	L	M	N	O	P	Q	R	S	T	U	V	W	X	Y
1
2
3		Характеристики некоторых газов
4
5		Наименование газа		Состав газов, % по объему																					Теплота сгорания сухого газа, МДж/м³
6				CO	H₂	CH₄		C₂H₂		C₂H₄		C₃H₆		C₃H₈		C₄H₁₀		C₅H₁₁		H₂S	O₂	N₂	CO₂	H₂O
7						m	n	m	n	m	n	m	n	m	n	m	n	m	n
8						1	4	2	2	2	4	3	6	3	8	4	10	5	11
9		Саратовский природный газ		0.2	0.0	93.0		2.9		2.0		0.0		0.1		0.0		0.0		0.0	0.0	1.8	0.0	0.0	35.1
10
11
12
13
14
15
16
17		1. Расчет процесса горения топлива
18	1.1. Коэффициент избытка воздуха
19
20	α_ух	1.4
21
22	1.2. Теоретическое количество воздуха
23
24	V⁰	9.51286	м³/м³			186	7.25	6	0	0.5	0	0	199.75
25
26	1.3. Объем 3-х атомных газов
27
28	V_RO2	1.033	м³/м³			93	5.8	4	0	0.3	0	0	103.1
29
30	1.4. Теоретический объем азота
31
32	V_N2	7.53316	м³/м³
33
34	1.5. Объем избытка воздуха
35
36	ΔV_ВОЗ	3.80514	м³/м³
37
38	1.6. Объем водяных паров
39
40	V_Н2O	2.10043	м³/м³			186	2.9	4	0	0.4	0	0	193.3
41
42	1.7. Объем продуктов сгорания
43
44	V_Г	14.47173	м³/м³
45
46	1.8. Плотность топочного газа при н.у.
47
48	ρ_m	0.75545	кг/м³			66.96	3.3756	2.512	0	0.1976	0	0	73.0452
49
50	1.9. Масса дымовых газов
51
52	G_Г	18.14877	кг/м³
53
54	1.10. Теоретическая температура горяния
55
56	t, ⁰C	C^I_ВОЗ	C^I_N2	C^I_CO2	C^I_H2O	V_CO2	V_N2	V_H2O	V_ВОЗ	h_nc
57	0	1.2971	1.2987	1.5998	1.4943	1.033	7.53	2.10	3.81	0.0000
58	100	1.3004	1.3004	1.7003	1.5052	1.033	7.53	2.10	3.81	1,966.2301
59	140	1.3031	1.3018	1.7151	1.5120	1.033	7.53	2.10	3.81	2,343.2297
60	200	1.3071	1.3038	1.7373	1.5223	1.033	7.53	2.10	3.81	3,360.6649
61	267.22	1.3139	1.3086	1.8216	1.5358	1.033	7.53	2.10	3.81	4,533.4049
62	300	1.3172	1.3109	1.8627	1.5424	1.033	7.53	2.10	3.81	6,015.3663
63	400	1.3289	1.3205	1.9297	1.5654	1.033	7.53	2.10	3.81	8,114.2321
64	500	1.3427	1.3322	1.9887	1.5897	1.033	7.53	2.10	3.81	10,269.1083
65	600	1.3565	1.3452	2.0411	1.6148	1.033	7.53	2.10	3.81	12,477.3052
66	700	1.3708	1.3686	2.0884	1.6412	1.033	7.53	2.10	3.81	14,791.3572
67	1400	1.4528	1.4407	2.3136	1.828	1.033	7.53	2.10	3.81	31,654.9297
68	1500	1.462	1.4499	2.3354	1.8527	1.033	7.53	2.10	3.81	34,184.0646
69	1600	1.4708	1.4587	2.3555	1.8761	1.033	7.53	2.10	3.81	36,734.5068
70	1700	1.4788	1.4671	2.3743	1.6996	1.033	7.53	2.10	3.81	38,592.5187
71	1800	1.4867	1.4746	2.3915	1.9213	1.033	7.53	2.10	3.81	41,888.6515
72	1900	1.4939	1.4821	2.4074	1.9423	1.033	7.53	2.10	3.81	44,490.2146
73	2000	1.501	1.4888	2.4221	1.9628	1.033	7.53	2.10	3.81	47,103.2699
74	2100	1.5072	1.4955	2.4359	1.9824	1.033	7.53	2.10	3.81	49,730.3579
75	2200	1.5135	1.5018	2.4484	2.0009	1.033	7.53	2.10	3.81	52,369.5139
76	2300	1.5194	1.5072	2.4602	2.0189	1.033	7.53	2.10	3.81	55,010.1372
77	2400	1.5253	1.5127	2.471	2.0365	1.033	7.53	2.10	3.81	57,670.6982
78	2500	1.5303	1.5177	2.4811	2.0528	1.033	7.53	2.10	3.81	60,327.0484
79
80												Рисунок 1 - График зависимости энтальпии продуктов сгорания от температуры h_nc=f(t)
81	h_ВОЗ	287.56	кДж/м³
82
83	h^m_nc	35,387.56	кДж/м³	Определяется графически или интерполяцией
84
85	t_гор	1580.00	⁰С
86
87	1.11. Энтальпия уходящих газов
88
89	1.11.1. С воздухоподогревателем
90	h_УХ	2,343.23	кДж/м³
91
92	1.11.2. Без воздухоподогревателем
93	C_r	1.16	кДж / кг ∙ ⁰С
94	C_ВОЗ	1.02	кДж / кг ∙ ⁰С
95
96	t'_УХ	267.26	⁰С
97
98	h'_УХ	4,533.40	кДж/м³
99
100
101		2. Тепловой баланс котельного агрегата
102
103		П.1.4 Основные расчетные характеристики камерных топок
104		Камерные топки	Принцип сжигания топлива	Коэффициент избытка воздуха в топке α_m	Потери тепла от химической неполноты сгорания q₃, %
105		Горелки поолного предварительного смешивания	Кинетический	1.05	0,5…1,0
106		Атмосферные горелки	Диффузионный	1.2	2,5…3,0
107		Горелки с незавершенным предварительным смешиванием	Смешанный	1.15	1,0…2,5
108		Камерные для сжигания жидких и газовых топлив, экранированные	Смешанный	1.15	1.50
109			Кинетический	1.1	0,5…1,0
110
111		П.1.5 Потери тепла на наружное охлаждение агрегата в зависимости от его производительности
112		D, т/ч	6.5	10	12	20	25	35	40	45	50	65	90	150
113		Потери тепла на наружное охлаждение q₅, %	2.2	1.8	1.6	1.3	1.2	1.1	1	0.9	0.85	0.8	0.7	0.6
114
115	q₃	1.00	%
116	q₄	0.00	%
117	q₅	1.00	%
118	q₆	0.00	%
119
120	2.2. Потери теплоты с уходящими газами
121
122	h₀	0.00	кДж/м³	h₀=0 при t₀=0⁰C
123
124	2.2.1. С воздухоподогревателем
125
126	q₂	6.68	%
127
128	2.2.2. Без воздухоподогревателя
129
130	q'₂	12.92	%
131
132	2.3. Потери теплоты с уходящими газами
133
134	2.3.1. С воздухоподогревателем
135
136	η_К.А.=q₁	91.32	%
137
138	2.3.2. Без воздухоподогревателя
139
140	η'_К.А.=q'₁	85.08	%
141
142	2.4. Часовой расход натурального тепла
143
144	h_П.П.	2,920.00	кДж/кг	hп.в.'	798.3	кДж/кг
145	h_П.В.	398.00	кДж/кг		выбираются по таблицам XIV и XV О.М. Рабинович (стр. 326-336)
146	h'	1,407.70	кДж/кг
147
148	2.4.1. С воздухоподогревателем
149
150	B	3184.91	м³/ч
151
152	2.4.2. Без воздухоподогревателя
153
154	B'	3418.48	м³/ч
155
156		3. Упрощенный эксергетический баланс котельного агрегата
157	3.1. Эксергия топлива
158
159	ex_m	35,100.00	кДж/м³
160
161	3.2. Эксергия тепла продуктов сгораниятоплива
162
163	ex_Г	29,926.34	кДж/м³
164
165	3.3. Потери при адиабатном горении
166
167	dex_ГОР	5,173.66	кДж/м³
168		или в %
169	dex_ГОР	14.74	%
170
171	3.4. Уменьшение эксергии при продуктов сгорания засчет теплообена в нагревательно-испарительной части
172
173	Δex'_Г	21,187.80	кДж/м³
174
175	3.5. Приращение эсергии в процессе превращения воды в перегретый пар
176
177	S_П.П.	5.94000	кДж/кг∙К
178	S_П.В.	1.25020	кДж/кг∙К		выбираются по таблицам XIV и XV О.М. Рабинович (стр. 326-336)
179
180	Δex_П.П.	15,585.75	кДж/м³
181
182	3.6. Потеря эксергии от теплообмена по водопаровому тракту
183
184	dex_П	5,602.05	кДж/м³
185		или в %
186	dex_П	15.96	%
187
188	3.7. Уменьшение эксергии при продуктов сгорания за счет теплообена в воздухоподогревателе
189
190	Δex''_Г	1,170.27	кДж/м³
191
192	3.8. Увеличение эксергии воздуха в воздухоподогревателе
193
194	Δex_ВОЗ	689.12	кДж/м³
195
196	3.9. Потеря эксергии зя счет теплообмена в воздухоподогревателе
197
198	dex_ВОЗ	481.15	кДж/м³
199		или в %
200	dex_ВОЗ	1.37	%
201
202	3.10. Эксергетический баланс котельного агрегата
203
204	ex_УХ	8,257.39	кДж/м³
205		или в %
206	ex_УХ	23.53	%
207
208	3.11. Определим среднетермодинамическую температуру при теплоподводе
209
210	T_m	537.76	K
211
212	3.12. Эксергетичекий К.П.Д. котельного агрегата
213	3.12.1. С воздухоподогревателем
214	η^ex_К.А.	44.94	%
215
216	3.12.2. Без воздухоподогревателя
217	η^ex'_К.А.	41.87	%
218
219		4. Расчет газотрубного котла-утилизатора
220	4.2. Объем продуктов сгорания
221
222	V'_Г	49,471.38	м³/ч
223
224	Выбираем КУ типа Г-1030Б, для которого V'_Г = 50 000 м³/ч
225
226		Тип КУ	Г-1030
227		Паропроизводительность, т/ч	31
228		Давление пара, Мпа	1.4
229		Температура газов на вход, ⁰С	1200
230		Расход газов через котел, м³/ч	50,000
231		Температура питательной воды, ⁰С	90
232		Поверхность нагрева, м²
233		пароперегревателя	-
234		испарительной части	1030
235		Число дымогарных труб, шт.	1032
236		Наружный диаметр дымогарных труб, м	0.05
237		Внутренний диаметр дымогарных труб, м	0.044
238		Длина бымогарных труб, м	7.3
239
240	4.3. Определим среднюю температуру продуктов сгорания в котле-утилизатора
241
242	t^Г_СР	203.63	м³/ч
243
244	4.4. Теплофизические свойства продуктов сгорания при t^Г_СР
245
246		Температура, ⁰С	Дымовые газы
247		Температура, ⁰С	v∙10⁶, м²/с	λ∙10², Вт/м∙⁰С	C_p, кДж/кг∙⁰С	Pr	ρ, кг/м³
248		0	12.2	2.28	1.042	0.72	1.295
249		100	21.5	3.13	1.068	0.69	0.95
250		200	32.8	4.02	1.097	0.67	0.748
251		203.6	33.27	4.05	1.10	0.67	0.74		Моя температура
252		300	45.8	4.85	1.122	0.65	0.617
253		400	60.4	5.7	1.151	0.64	0.525
254		500	76.3	6.56	1.185	0.63	0.475
255		600	93.6	7.44	1.214	0.62	0.405
256		700	112	8.28	1.239	0.61	0.363
257		800	132	9.15	1.264	0.6	0.33
258		900	152	10.02	1.291	0.59	0.301
259
260
261	4.5. Выбирае скорость движения продуктов сгорания по дымовым трубам
262
263	W	25.00	м/c²
264
265	4.6. Определяем необходимую площадь поперечного сечения дымовых труб
266
267	F_тр	0.55	м²
268
269	4.7. Принимаем диаметр дымогарных труб КУ и определяем колическтво дымогарных труб
270
271	d_BH	0.044	м
272
273	n	361.51	шт	<790
274
275	4.8. Опре6деляем коэффициент теплоотдачи
276
277	α_K	80.36	Вт/м²∙К
278
279	4.9. определяем коэффициент теплопередачи от газов к воде ч/з дымогарные трубы
280
281	K	57.33	Вт/м²∙К
282
283	4.10. Теплотв, переданная продуктами сгорания испаряемой воде в КУ
284
285	Q	2,544.09	кВт/м²∙К
286
287	4.11. Величина температурного напора
288
289	t'₁	267.26	⁰С	температура дымовых газов, входящих в котел утилизатор (t'_УХ)
290
291	t''₁	140.00	⁰С	температура дымовых газов, покидающих котел утилизатор (t_УХ)
292
293	t'₂	95.00	⁰С	температура питательной воды (t_П.В.)
294
295	t''₂	187.95	⁰С	температура насыщения воды при давлении в котле утилизаторе 1,2 МПа
296				выбирается по таблице XIV О.М. Рабинович (стр. 327-330)
297	Δt_б	79.31	⁰С
298
299	Δt_М	45.00	⁰С
300
301	Δt_б/Δt_М	1.76
302
303	Δt_СР	62.16	⁰С
304
305	4.12. Определяем поверхность нагрева котла-утилизатора
306
307	F_К.УТ.	642.60	м²
308
309	4.13. Длина дымогарных труб
310
311	l	12.04	м
312
313	4.13. Длина дымогарных труб
314
315	h''	2,785	кДж/кг	удельная энтальпия насыщеного пара при давлении в котле утилизаторе 1,2 МПа
316				выбирается по таблице XIV О.М. Рабинович (стр. 327-330)
317
318	D_К.УТ.	0.9592	кг/с	3,453.22	т/ч
319
320	4.14. Эксергетический кпд
321
322	S''	6.523	кДж/кг∙К	удельная энтропия насыщеного пара при давлении в котле утилизаторе 1,2 МПа
323				выбирается по таблице XIV О.М. Рабинович (стр. 327-330)
324	η^ex_К.УТ.	0.84
325
326	4.14. Потери эксергии за счет теплообмена в котле-утилизаторе
327
328	Δex_К.УТ.	956.36	кДж/м³
329		или в %
330	dex_К.УТ.	0.61	%
331
332	4.15. Эксергетический баланс котельного агрегата, работающего с КУ
333
334	ex_УХ	7,782.19	кДж/м³
335		или в %
336	ex_УХ	22.17	%
337
338	4.16. Эксергетический К.П.Д. котельного агрегата с КУ
339
340	η^ex_К.А.	47.13	%