Тепловой расчёт парового котельного агрегата ДКВР-10-13

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 24 Декабря 2013 в 21:41, курсовая работа

Краткое описание

Условное обозначение парового котла ДКВР означает - двухбарабанный котел, водотрубный, реконструированный. Первая цифра после наименования котла обозначает паропроизводительность, т/ч, вторая - избыточное давление пара на выходе из котла, кгс/см2 - (для котлов с пароперегревателями давление пара за пароперегревателем), третья - температуру перегретого пара, °С.

Содержание

Глава 1 Описание котла типа ДКВР 3
Глава 2 Состав и теплота сгорания топлива 8
Донецкий угольный бассейн 8
Глава 3 Расчёт объемов и энтальпий воздуха и продуктов сгорания 8
3.1 определение присосов воздуха и коэффициентов избытка воздуха по отдельным газоходам 8
3.2 Расчёт объемов воздуха и продуктов сгорания 9
3.3 Расчет энтальпий воздуха и продуктов сгорания 12
Глава 4 Расчетный тепловой баланс и расход топлива 14
4.1 Расчет потерь теплоты 14
4.2 Расчёт КПД и расхода топлива 16
Глава 5 Расчёт топочной камеры 17
5.1 Определение геометрических характеристик топок 17
5.2 Расчёт теплообмена в топке 19
Глава 6 Расчёт конвективных поверхностей нагрева 24
6.1 Тепловой расчёт первого газохода 25
6.2 Тепловой расчёт второго газохода 32
6.3 Тепловой расчёт водяного экономайзера 37
6.4 Невязка теплового баланса 40
Приложение 1 42
Библиографический список 45

Прикрепленные файлы: 1 файл

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ-ДКВр-10-13.doc

— 2.35 Мб (Скачать документ)

   
      

  

:  [1]

Низшая теплота  сгорания рабочей массы жидкого  топлива рассчитывается по формуле  Д. И. Менделеева.


 

 

 

 

Глава 3 Расчёт объемов и энтальпий воздуха и продуктов сгорания

3.1 определение присосов воздуха и коэффициентов избытка воздуха по отдельным газоходам

Коэффициент избытка  воздуха по мере движения продуктов  сгорания по газоходам котельного агрегата увеличивается. Это обусловлено  тем, что давление в газоходах меньше давления окружающего воздуха и через неплотности в обмуровке происходят присосы атмосферного воздуха в газовый тракт агрегата. Обычно при расчётах температуру воздуха принимают равной 30˚С. При тепловом расчёте котлоагрегата присосы воздуха принимаются по нормативным данным таблица 1 [3].

 

Таблица 1

Топочные камеры и  газоходы

Присос воздуха

Топочные камеры слоевых  механических и полумеханических топок

0,1

Первый котельный пучок  конвективной поверхности нагрева

0,05

Второй котельный пучок конвективной поверхности нагрева

0,1

Чугунный водяной экономайзер

0,1


 

Коэффициент избытка  воздуха за каждой поверхностью нагрева  после топочной камеры рассчитывается по формуле:


где  - номер поверхности нагрева после топки по ходу продуктов сгорания;

- коэффициент избытка воздуха  на выходе из топки ( топка с пневмомеханическим забрасывателем и неподвижной колосниковой решеткой)[2].

 

Коэффициент избытка воздуха за топкой

Коэффициент избытка  воздуха за 1 – м котельным  пучком

Коэффициент избытка  воздуха за пароперегревателем

Коэффициент избытка  воздуха за 2 – м котельным пучком

Коэффициент избытка  воздуха за  экономайзером

Коэффициент избытка  воздуха за воздухоподогревателем


 

3.2 Расчёт объемов воздуха и продуктов сгорания

1. Определяем теоретический объем воздуха, необходимый для полного горения


 

2. Определяем теоретический объем продуктов сгорания


;

;



 

3. Определяем средний коэффициент избытка воздуха в газоходе для каждой поверхности нагрева

,


где - коэффициент избытка воздуха перед газоходом;

- коэффициент избытка воздуха  после газохода.

 

для топки: ;

где - коэффициент избытка воздуха перед топкой.

для 1 – ого  конвективного пучка: ;

для пароперегревателя:       

для 2 – ого конвективного  пучка: ;

для экономайзера: ;

для воздухоподогревателя

 

4. Определяем избыточное количество воздуха для каждого газохода

,


для топки: ;

для 1 – ого  конвективного пучка: ;

для пароперегревателя:

для 2 – ого  конвективного пучка: ;

для экономайзера: .

 

5. Определяем действительный объем водяных паров


для топки:

;

для 1 – ого конвективного пучка:

;

для 2 – ого  конвективного пучка:

;

для экономайзера:

;

 

6. Определяем действительный суммарный объем продуктов сгорания


для топки:

для 1 – ого  конвективного пучка:

для 2 – ого  конвективного пучка:

для экономайзера:

                                       

 

7. Определяем объемные доли трехатомных газов и водяных паров, а также суммарную объемную долю


;


;


.

для топки:

;
;

для 1 – ого  конвективного пучка:

          ; ;

для 2 – ого конвективного  пучка:

         ; ;

для экономайзера:

          ; ;

 

8. Определяем температуру точки росы????


,

где - парциальное давление водяных паров, МПа (для агрегатов, работающих без наддува [2]).

Для топки:

,

 [3].

для 1 – ого  конвективного пучка:

 [3].

для 2 – ого  конвективного пучка:

,

[3].

для экономайзера:

,

[3].

Результаты  расчета сводим в таблицу 2.

Таблица 2

Объемы продуктов  сгорания, объемные доли трехатомных  газов

 

Величина

Расчетная формула

Теоретические объемы:

V0=6,319 м3/кг; V0N2=5 м3/кг;

VRO2=1,16 м3/кг; V0H2O=0,73м3/кг.

Газоход

Топка

1 – й конв. пучок

2 – й конв. пучок

Экономайзер

Коэффициент избытка  воздуха после поверхности нагрева

(3.1)

1,4

1,45

1,55

1,65

Средний коэффициент  избытка воздуха в газоходе поверхности  нагрева

(3.6)

1,35

1,425

1,5

1,6

Избыточное количество воздуха, м3/кг

(3.7)

1,58

2,053

2,528

3,16

Объем водяных паров, м3/кг

(3.8)

0,755

0,763

0,77

0,781

Полный объем продуктов  сгорания, м3/кг

(3.9)

8,495

8,976

9,458

10,101

Объемная доля трехатомных  газов

(3.10)

0,137

0,129

0,123

0,115

Объемная доля водяных  паров

(3.11)

0,089

0,085

0,081

0,077

Суммарная объемная доля

(3.12)

0,226

0,214

0,204

0,192

Температура точки росы, ˚С

(3.13)

45,58

45,21

44,19

42,89


 

 

 

 

3.3 Расчет энтальпий воздуха и продуктов сгорания

1. Вычисляем энтальпию теоретического объема воздуха для всего выбранного диапазона температур


, кДж/кг

где - энтальпия 1 м3 воздуха, кДж/м3 (принимается для каждой выбранной температуры по приложению 1 [2]);

- теоретический объем воздуха,  необходимый для горения (см. таблицу  2).

 

2. Определяем энтальпию теоретического объема продуктов сгорания для всего выбранного диапазона температур


, кДж/кг

где , , - энтальпии 1 м3 трехатомных газов, теоретического объема азота, теоретического объема водяных паров (принимаются по приложению 1 [2]);

, , - объемы трехатомных газов, теоретический объем азота и водяного пара (см. таблицу 2).

3. Определяем энтальпию избыточного количества воздуха для всего выбранного диапазона температур


, кДж/кг

4. Определяем энтальпию золы

                                        

                                   (3.17)

где - величина уноса золы с газами [4]

       - энтальпия золы, МДж/кг.[2]

 5. Определяем энтальпию продуктов сгорания при коэффициенте избытка воздуха

, кДж/кг


Результаты  расчета энтальпии продуктов  сгорания по газоходам сводят в таблицу 3.

 

 

Таблица 3

Энтальпия продуктов  сгорания

, кДж/кг

Поверхность нагрева

Температура после поверхности  нагрева, ˚С

,

(3.13)

,

(3.14)

,

(3.15)

,

(3.16)

,

(3.17)

Верх топочной камеры

2000

1900

1800

1700

1600

1500

1400

1300

1200

1100

1000

900

800

19374,05

18318,78

17263,51

16220,87

15184,56

14148,24

13118,24

12094,57

11083,53

10078,81

9080,403

8119,915

7165,746

23355,55

22066,59

20776,71

19494,45

18221,27

16956,87

15699,6

14449,52

13208,52

11989,65

10780,23

9619,1

8436,99

7749,622

7327,512

6905,403

6488,349

6073,823

5659,296

5247,298

4837,826

4433,41

4031,522

3632,161

3247,966

2866,298

3467,52

3291,144

3016,192

2848,32

2588,256

2427,264

2183,712

1878,24

1663,584

1513,6

1358,112

1208,128

1058,144

34572,69

32688,25

30698,31

28831,12

26883,35

25043,43

23130,61

21165,59

19305,51

17534,77

15770,5

14075,19

12361,43

Первый конвективный пучок

900

800

700

600

500

400

300

8119,915

7165,746

6205,258

5257,408

4334,834

3431,217

2552,876

9619,1

8436,99

7284,33

6159,53

5069,19

3996,28

2954,48

3653,962

3224,586

2792,366

2365,834

1950,675

1544,048

1148,794

1208,128

1058,144

913,664

773,312

632,96

496,736

363,264

14481,19

12719,72

10990,36

9298,676

7652,825

6037,064

4466,538

Второй конвективный пучок

700

600

500

400

300

200

6205,258

5257,408

4334,834

3431,217

2552,876

1687,173

7284,33

6159,53

5069,19

3996,28

2954,48

1944,09

3412,892

2891,574

2384,159

1887,169

1404,082

927,9452

913,664

773,312

632,96

496,736

363,264

233,92

11610,89

9824,416

8086,309

6380,185

4721,826

3105,955

Водяной экономайзер

400

300

200

100

3431,217

2552,876

1687,173

840,427

3996,28

2954,48

1944,09

957,43

2230,291

1659,369

1096,662

546,2776

496,736

363,264

233,92

111,456

6723,307

4977,113

3274,672

1615,164


 

По данным таблицы 3 строим диаграмму донецкого угля (рисунок 3).

 

Рисунок 3.
диаграмма донецкого угля

 

Глава 4 Расчетный тепловой баланс и расход топлива

4.1 Расчет потерь теплоты

При работе парового или  водогрейного котла вся поступившая в него теплота расходуется на выработку полезной теплоты, содержащейся в паре или горячей воде, и на покрытие различных потерь теплоты. Суммарное количество теплоты, поступившее в котельный агрегат, называют располагаемой теплотой. Между теплотой, поступившей в котельный агрегат и покинувшей его, должно существовать равенство. Теплота, покинувшая котельный агрегат, представляет собой сумму полезной теплоты и потерь теплоты, связанных с технологическим процессом выработки пара или горячей воды. Следовательно, тепловой баланс котла для 1 кг сжигаемого твердого и жидкого топлива или 1 м3 газа при нормальных условиях имеет вид:


,

где - располагаемая теплота, кДж/кг;

- полезная теплота, содержащаяся  в паре, кДж/кг;

- потери теплоты с уходящими  газами, от химической неполноты  сгорания, от механической неполноты  сгорания, от наружного охлаждения, от физической теплоты, содержащейся  в удаляемом шлаке, плюс потери на охлаждение панелей и балок, не включённый в циркуляционный контур котла, кДж/кг.

Тепловой баланс котла составляется применительно  к установившемуся тепловому  режиму, а потери теплоты выражаются в процентах располагаемой теплоты.

 

1. Потеря теплоты с уходящими газами (q2) обусловлена тем, что температура продуктов сгорания, покидающих котельный агрегат, значительно выше температуры окружающего атмосферного воздуха. Потеря теплоты с уходящими газами зависит от вида сжигаемого топлива, коэффициента избытка воздуха в уходящих газах, температуры уходящих газов, чистоты наружных и внутренних поверхностей нагрева, температуры воздуха, забираемого дутьевым вентилятором.

,


где - энтальпия уходящих газов, определяется по таблице 3 при соответствующих значениях и выбранной температуре уходящих газов кДж/кг;

- энтальпия теоретического объема холодного воздуха, определяется при tв=30°С, кДж/кг;

= - коэффициент избытка воздуха в уходящих газах, принимается по таблице 2 в сечении газохода после последней поверхности нагрева;

- потеря теплоты от механической неполноты горения (для угля q4 = 6 % [2]).

Информация о работе Тепловой расчёт парового котельного агрегата ДКВР-10-13