Проверочный расчет типа парового котла

Содержание

Введение

1. Исходные данные

2. Выбор способа шлакоудаления

3. Выбор расчетных температур

4. Расчет объемов воздуха и продуктов сгорания

5. Объемы продуктов горения в поверхностях нагрева

6. Расчет энтальпий воздуха и продуктов сгорания

7. Расчет КПД котла и потерь в нем

8. Определение расхода топлива

9. Тепловой расчет топочной камеры

10. Тепловой расчет остальных поверхностей нагрева

10.1 Расчет ширмового ПП

10.2 Расчет фесона

10.3 Расчет конвективного ПП

10.3.1 Расчет ПП 1 ступени

10.3.2 Расчет ПП 2 ступени

10.4 Расчет ВЭК и ВЗП

10.4.1 Расчет ВЭК 2 ступени

10.4.2 Расчет ВЗП 2 ступени

10.4.3 Расчет ВЭК 1 ступени

10.4.4 Расчет ВЗП 1 ступени

11. Определение неувязки котлоагрегата

Список используемой литературы

Введение

Паровой котел - это основной агрегат тепловой электростанции (ТЭС). Рабочим телом в нем для получения пара является вода, а теплоносителем служат продукты горения различных органических топлив. Необходимая тепловая мощность парового котла определяется его паропроизводительностью при обеспечении установленных температуры и рабочего давления перегретого пара. При этом в топке котла сжигается расчетное количество топлива.

Номинальной паропроизводительностью называется наибольшая производительность по пару, которую котельный агрегат должен обеспечить в длительной эксплуатации при номинальных параметрах пара и питательной воды, с допускаемыми по ГОСТ отклонениями от этих величин.

Номинальное давление пара - наибольшее давление пара, которое должно обеспечиваться непосредственно за пароперегревателем котла.

Номинальные температуры пара высокого давления (свежего пара) и пара промежуточного перегрева (вторично-перегретого пара) - температуры пара, которые должны обеспечиваться непосредственно за пароперегревателем, с допускаемыми по ГОСТ отклонениями при поддержании номинальных давлений пара, температуры питательной воды и паропроизводительности.

Номинальная температура питательной воды - температура воды перед входом в экономайзер, принятая при проектировании котла для обеспечения номинальной паропроизводительности.

При изменении нагрузки котла номинальные температуры пара (свежего и вторично-перегретого) и, как правило, давление должны сохраняться (в заданном диапазоне нагрузок), а остальные параметры будут изменяться.

При выполнении расчета парового котла его паропроизводительность, параметры пара и питательной воды являются заданными. Поэтому цель расчета состоит в определении температур и тепловосприятий рабочего тела и газовой среды в поверхностях нагрева заданного котла. Этот тепловой расчет парового котла называется поверочным расчетом.

Поверочный расчет котла или отдельных его элементов выполняется для существующей конструкции с целью определения показателей ее работы при переходе на другое топливо, при изменении нагрузки или параметров пара, а также после проведенной реконструкции поверхностей нагрева. В результате поверочного расчета определяют:

- коэффициент полезного действия парового котла;

- расход топлива;

- температуру продуктов сгорания по газовому тракту, включая температуру уходящих газов;

- температуру рабочей среды (пара, воды) за каждой поверхностью нагрева.

Надежность работы поверхности нагрева устанавливают расчетом ожидаемой температуры стенки и сравнением ее с допустимой для использованного металла. Для выполнения расчета приходится предварительно задаваться температурой уходящих газов и температурой горячего воздуха, правильность выбора которых определяется лишь по завершении расчета.

Задание на поверочный расчет включает в себя следующие данные:

- тип парового котла (его заводская маркировка);

- номинальную паропроизводительность (Dnп, т/ч (кг/с)) и параметры перегретого пара (первичного (Рпп, МПа, tnп, °C) и вторичного перегрева);

- месторождение и марку энергетического топлива;

- температуру питательной воды (tnв, °C), поступающей в котел после регенеративного подогрева, и дополнительно - конструктивные данные поверхностей котла. По этому расчету предшествует определение по чертежам геометрических характеристик поверхностей (диаметров и шагов труб, числа рядов труб, размеров проходных сечений для газов и рабочей среды, габаритных размеров газоходов и поверхностей нагрева и т. д.). При поверочном расчете котла вначале определяют объемы и энтальпии воздуха и продуктов сгорания, КПД и расход топлива, а затем выполняют расчет теплообмена в топочной камере и других поверхностях в последовательности, соответствующей их расположению по ходу газов.

При поверочном расчете поверхности нагрева приходится задаваться изменением температуры одной из теплообменивающихся сред (разностью температур на входе и выходе). Этим определяется тепловосприятие поверхности в первом приближении. Далее можно вычислить температуры другой среды на концах поверхности нагрева, температурный напор, скорости газового потока и рабочей среды и все другие величины, необходимые для вычисления тепловосприятия во втором приближении. При расхождении принятого и расчетного тепловосприятий выше допустимого повторяют расчет для нового принятого тепловосприятия. Таким образом, поверочный расчет поверхности нагрева выполняют методом последовательных приближений.

1. Исходные данные

Таблица 1 – Таблица исходных данных

2. Выбор способа шлакоудаления и типа углеразмольных мельниц

Определяем приведенную зольность топлива:

Исходя из значения температуры плавления золы t3 >1500°C и приведенной зольности топлива, согласно рекомендациям [1, с.11] принимаем твердое шлакоудаление и волковые среднеходные мельницы СМ.

3. Выбор расчетных температур по дымовым газам и воздуху

тогда согласно рекомендациям [1, с.13-15 и таблиц 1.4;1.5;1.6] принимаем:

температура уходящих газов Vуг =120°C

температура подогрева воздуха tгв =300°C

температура воздуха на входе в воздухоподогреватель tВП =20°C

4. Расчет объемов воздуха и продуктов сгорания

4.1 Теоретический объем воздуха

4.2 Теоретические объемы продуктов сгорания

Расчеты выполнены по рекомендациям [1, с.20-21]

5. Объемы продуктов сгорания в поверхностях нагрева

Таблица 2 - Таблица объемов продуктов сгорания в поверхностях нагрева

6. Расчет энтальпий воздуха и продуктов сгорания

Энтальпии теоретических объемов воздуха и продуктов сгорания, а также энтальпия золы в кДж/кг при расчетной температуре оС определяются по формулам:

где , , , , - теплоемкости воздуха, трехатомных газов, водяных паров, азота и золы, кДж/м3 и кДж/кг.

Энтальпии продуктов сгорания, кДж/кг определяются по формуле:

.

Результаты расчетов свели в таблицу 3

7. Расчет КПД котла и потери теплоты в нем

Этот расчет выполняется согласно рекомендациям [1, с.26-27] и введен в таблицу 4.

8. Определение расхода топлива

Данный расчет выполняется согласно рекомендациям [1, с. 28-29]

Таблица 5

9. Тепловой расчет топочной камеры

9.1 Определение размеров топочной камеры и размещения горелок

Для последующего расчета топочной камеры составляем предварительный эскиз по выданным чертежам заданного котла.

При выполнении эскиза руководствуемся отдельными указаниями [1, с. 29-37], где берем рекомендованные данные, которые не уясняются из чертежей.

На эскиз топочной камеры наносим обозначения длин и площадей, необходимых для дальнейшего расчета.

Рисунок 1.1 - Эскиз топки

Таблица 6 - Тепловой расчет топочной камеры