Xreferat.com » Рефераты по физике » Поверочный тепловой расчет топки парового котла

Поверочный тепловой расчет топки парового котла

Размещено на /



КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

«Поверочный тепловой расчет топки парового котла»

Вариант № 29


Задание


Произвести поверочный тепловой расчет отдельных поверхностей нагрева и свести тепловой баланс котла ТП-230:

Характеристика котла ТП-230

Номинальная паропроизводительность Dном=229 т/ч= 63,6 кг/с;

Температура перегретого пара tпп=509°С;

Давление перегретого пара рпп=12,6 МПа;

Давление в барабане котла рбар=13,6 МПа;

Температура питательной воды tпв=219°С;

Давление питательной воды рпв=11,5 МПа;

Вид топлива: бурый уголь, месторождение Анадырское, марка-3Б, класс-Р;

Топка имеет металлическую наружную обшивку.



Описание конструкции котла


По характеру движения рабочей среды парогенератор ТП-230 относится к агрегатам с естественной циркуляцией. Рабочая среда непрерывно движется по замкнутому контуру, состоящему из обогреваемых и не обогреваемых труб, соединенных между собой промежуточными камерами - коллекторами и барабанами. В обогреваемой части контура вода частично испаряется, образовавшийся пар отделяется от воды в барабанах и, пройдя через пароперегреватель, подается на турбину. Испарившаяся часть котловой воды возмещается питательной водой, подаваемой питательным насосом в водяной экономайзер и далее в барабан.

Парогенератор ТП-230 выполнен по П-образной схеме. В одной его вертикальной шахте расположена топочная камера, в другой экономайзер и воздухоподогреватель, вверху в поворотном горизонтальном газоходе размещается конвективный пароперегреватель.

Характерной особенностью парогенераторов этой серии является наличие двух барабанов, соединенных по пару и воде между собой пароперепускными трубами. Начальная стадия отделения пара от воды происходит в основном в разделительном барабане меньшего диаметра. Последующее осушение пара происходит в основном барабане большего диаметра. Водоопускные трубы включены в основной барабан около его нижней образующей.

Размещение над топочной камерой двух барабанов хорошо компонуется с конструкцией топочных экранов. Сверху топка ограничивается потолочными трубами, которые являются продолжением труб фронтального экрана и включаются верхними концами непосредственно в разделительный барабан.

Дымовые газы выходят из топочной камеры через разведенные (фестонированные) в 4 ряда трубы заднего экрана, также включенные верхними концами в разделительный барабан.

Подъемные трубы работают друг с другом параллельно, однако их конфигурация, длина, освещенность факелом различна. Для обеспечения надежной циркуляции их группируют в отдельные контуры. В контур циркуляции включают подъемные трубы, идентичные по своему гидравлическому сопротивлению и тепловой нагрузке. Каждый отдельный контур имеет свои опускные трубы. В котле ТП-230 16 контуров циркуляции: по 3 контура на боковых экранах и по 5 на фронтовом и заднем экранах.

Пароперегреватель чисто конвективного типа. Регулирование температуры перегретого пара производится двумя пароохладителями поверхностного типа. Охлаждение и частичная конденсация пара осуществляется за счет нагрева части питательной воды, отводимой с этой целью из питательной линии в пароохладитель.

Двухступенчатый экономайзер, служащий для подогрева питательной воды уходящими газами, состоит из отдельных пакетов змеевиков.

Трубчатый воздухоподогреватель, предназначенный для нагрева дутьевого воздуха, транспортирующего угольную пыль при сжигании твёрдого топлива и подаваемого в зону горения топлива, состоит из двух ступеней, между которыми размещается нижняя часть (ступень) экономайзера.



2. Расчет объемов продуктов сгорания, объемных долей трехатомных газов и концентраций золовых частиц в газоходах котла. Расчет энтальпий воздуха и продуктов сгорания топлива


2.1 Расчетные характеристики топлива


По табл. I [2], определяем состав рабочей массы топлива, %:

− влажность WP=22,0;

− зольность AP=13,3;

− сера Поверочный тепловой расчет топки парового котла+Поверочный тепловой расчет топки парового котла=0,6;

− углерод CP=47,9;

− водород HP=3,7;

− азот NР=0,7;

− кислород OP=11,8.

Низшая теплота сгорания Поверочный тепловой расчет топки парового котла=17,92 МДж/кг.

Приведенные характеристики, %∙кг/МДж:

− влажность WП=5,14;

− зольность АП=3,10.

Коэффициент размолоспособностиКло=1,0.

Выход летучих на горючую массу Поверочный тепловой расчет топки парового котла=47,0 %.

Температура начала размягчения золы t2=1460°С; начала жидкоплавкого состояния золы t3=1500 °С.


2.2 Теоретический объем воздуха


Теоретический объем воздуха Поверочный тепловой расчет топки парового котла, м3 возд/кг, необходимый для сжигания 1 кг топлива при a=1 и нормальных физических условиях (t=0 °С, р=101325 Па), определяем по формуле (2.1) [2]:

Поверочный тепловой расчет топки парового котла

Поверочный тепловой расчет топки парового котлам3/кг.


2.3 Теоретические объемы продуктов сгорания


Теоретические объемы продуктов сгорания, получаемые при полном сжигании 1кг топлива с теоретическим количеством воздуха, м3/кг, определяем по формулам (2,2)ё(2,5) [2]:

Поверочный тепловой расчет топки парового котла

Поверочный тепловой расчет топки парового котла

Поверочный тепловой расчет топки парового котла

Поверочный тепловой расчет топки парового котла


2.4 Коэффициент избытка воздуха


Коэффициент избытка воздуха на выходе из топки для камерной топки с твердым удалением шлака принимаем по таблице, 1.7 [2], aт=1,2.

Присосы воздуха в газоходах котла (на выходе из газохода) принимаем по табл. табл. 1.8 [2]:

− присосы воздуха в топкуПоверочный тепловой расчет топки парового котла;

− присосы воздуха в фестонПоверочный тепловой расчет топки парового котла;

− присосы воздуха в пароперегреватель I ст. Поверочный тепловой расчет топки парового котла;

− присосы воздуха в пароперегреватель II ст. Поверочный тепловой расчет топки парового котла;

− присосы воздуха в экономайзер II ст. Поверочный тепловой расчет топки парового котла;

− присосы воздуха в воздухоподогреватель II ст. Поверочный тепловой расчет топки парового котла;

− присосы воздуха в экономайзер I ст. Поверочный тепловой расчет топки парового котла;

− присосы воздуха в воздухоподогреватель I ст. Поверочный тепловой расчет топки парового котла;

− присосы воздуха в систему пылеприготовленияПоверочный тепловой расчет топки парового котла.


2.5 Объемы продуктов сгорания


Объемы продуктов сгорания, объемные доли трехатомных газов и концентрации золовых частиц по газоходам котла представлены в табл. 2.1


Таблица 2.1

Объемы продуктов сгорания, объемные доли трехатомных газов и концентрации золовых частиц


Величина и

расчетная

формула

Газоход

топка, фес- тон

п/п

I ст.

п/п

II ст.

эк.

II ст.

вп.

II ст.

эк.

I ст.

вп.

I ст.

1. Коэффициент избытка воздуха за поверхностью нагрева

aўў=aт+ ΣΔai

1,2 1,215 1,23 1,25 1,28 1,3 1,33

2.Средний коэффициент избытка воздуха в поверхности нагрева

aср=(aў+aўў)/2


1,2

(1,2+

+1,215)/2= 1,2075

(1,215+

+1,23)/2=

=1,2225

(1,23+

+1,25)/2=

=1,24

(1,25+

+1,28)/2=

=1,265

(1,28+

+1,3)/2=

=1,29

(1,3+

+1,33)/2=

=1,315

3.Объём водяных паров, м3/кг

Поверочный тепловой расчет топки парового котла=Поверочный тепловой расчет топки парового котла + +0,0161(aср-1)∙ Поверочный тепловой расчет топки парового котла

0,778 0,778 0,779 0,781 0,783 0,785 0,787

4.Полный объём газов, м3/кг

VГ= Поверочный тепловой расчет топки парового котла+

+1,0161(aср-1)∙ Поверочный тепловой расчет топки парового котла

6,500 6,537 6,612 6,698 6,822 6,945 7,069

Величина и

расчетная

формула

Газоход

топка, фес- тон

п/п

I ст.

п/п

II ст.

эк.

II ст.

вп.

II ст.

эк.

I ст.

вп.

I ст.

5. Объёмная доля водяных паров Поверочный тепловой расчет топки парового котла=Поверочный тепловой расчет топки парового котла/VГ

0,120 0,119 0,118 0,117 0,115 0,113 0,111

6. Доля трёхатомных газов и доля водяных паров rП=Поверочный тепловой расчет топки парового котла + Поверочный тепловой расчет топки парового котла

0,258 0,257 0,254 0,251 0,247 0,243 0,239

7. Масса дымовых газов при сжигании твёрдого и жидкого топлива

Gг=1-0,01AP +

+1,306∙aср∙ Поверочный тепловой расчет топки парового котла, кг/кг

При сжигании газа:

Gг=Поверочный тепловой расчет топки парового котла+(dГ/1000)+

+1,306 ∙aср ∙Поверочный тепловой расчет топки парового котла, кг/м3

8,493 8,540 8,636 8,747 8,906 9,065 9,357

8. Безразмерная концентрация золовых частиц, кг/кг

µзл= APaун/(100∙Gг),

где aун– доля уноса золы из топки (см. табл. 4.6[2]),

aун= 0,95.

0,0149 0,0148 0,0146 0,0144 0,0142 0,0139 0,0135

2.6 Энтальпии теоретических объемов воздуха и продуктов сгорания


Таблица 2.2 Энтальпии продуктов сгорания, кДж/кг (H-Поверочный тепловой расчет топки парового котла - таблица)

Поверхность

нагрева

Поверочный тепловой расчет топки парового котла",°С

Поверочный тепловой расчет топки парового котла

Поверочный тепловой расчет топки парового котла

НГВ=(a−

− 1)·Поверочный тепловой расчет топки парового котла

НГ=Поверочный тепловой расчет топки парового котла+

+(a−1)·Поверочный тепловой расчет топки парового котла+ +Нзл

Нзл

Топочная камера,

фестонПоверочный тепловой расчет топки парового котла=1,2

2200

2000

1800

1600

1400

1200

1000

800

20852

18755

16679

14613

12592

10628

8682

6781

16554

14919

13294

11693

10102

8535

6997

5494

3310,8

2983,8

2658,8

2338,6

2020,4

1707,0

1399,4

1098,8

24162,8

22056,2

19614,0

17188,6

14812,4

12487,4

10205,7

7976,7


317,4

276,2

237,0

200,0

152,4

124,3

96,9

Пароперегреватель

I ст. Поверочный тепловой расчет топки парового котла=1,215

1000

800

8682

6781

6997

5494

1504,4

1181,2

10310,7

8059,1

124,3

96,9

Пароперегреватель

II ст. Поверочный тепловой расчет топки парового котла=1,23

1000

800

600

400

8682

6781

4954

3210

6997

5494

4039

2637

1609,3

1263,6

929,0

606,5

10415,6

8141,5

5953,8

5606,0

124,3

96,9

70,8

45,5

Экономайзер II ст.

Поверочный тепловой расчет топки парового котла=1,25

800

600

400

200

6781

4954

3210

1560

5494

4039

2637

1299

1373,5

1009,8

659,3

324,8

8251,4

6034,6

3914,8

3890,7

96,9

70,8

45,5

21,4

Воздухоподогреватель II ст. Поверочный тепловой расчет топки парового котла=1,28

600

400

200

4954

3210

1560

4039

2637

1299

1130,9

738,4

363,7

6155,7

3993,9

1945,1

70,8

45,5

21,4

Экономайзер I ст.

Поверочный тепловой расчет топки парового котла=1,3

600

400

200

100

4954

3210

1560

770

4039

2637

1299

646

1211,7

791,1

389,7

193,8

6236,5

4046,6

1971,1

974,0

70,8

45,5

21,4

10,2

Воздухоподогреватель I ст. Поверочный тепловой расчет топки парового котла=1,33

400

200

100

3210

1560

770

2637

1299

646

870,2

428,7

213,5

4125,7

2010,1

993,4

45,5

21,4

10,2


Энтальпии теоретических объемов воздуха и продуктов сгорания Поверочный тепловой расчет топки парового котлаи Поверочный тепловой расчет топки парового котла, определяем потабл. п. 4.2 [2]. Энтальпию продуктов сгорания НГ, кДж/кг, при коэффициенте избытка воздуха a > 1 определяем по формуле (2.18) [2].


Поверочный тепловой расчет топки парового котла


Примечание. Энтальпии дымовых газов и воздухаПоверочный тепловой расчет топки парового котла иПоверочный тепловой расчет топки парового котла(без учёта энтальпии золы) при a=1 и влагосодержании воздуха 10 г/кг представлены в табл. П 4.2 [2].

Энтальпию золы Нзл, кДж/кг, определяем по формуле (4-24) [1].


Поверочный тепловой расчет топки парового котла


где (cПоверочный тепловой расчет топки парового котла)зл− энтальпия 1 кг золы, кДж/кг, определяется по табл. XIV [1].

Результаты расчета энтальпий продуктов сгорания при действительных избытках воздуха в газоходах приведены в таблице 2.2 настоящего расчета.



3. Тепловой баланс котельного агрегата и определение расхода топлива


3.1 Тепловой баланс котельного агрегата


Составление теплового баланса котельного агрегата заключается в установлении равенства между поступившим в агрегат количеством тепла, называемым располагаемым теплом, и суммой полезно использованного тепла и тепловых потерь. На основании теплового баланса вычисляются КПД котла и необходимый расход топлива.

Располагаемую теплоту 1 кг сжигаемого топлива Поверочный тепловой расчет топки парового котла, кДж/кг, определяем по формуле (3.4) [2]


Поверочный тепловой расчет топки парового котла


где Поверочный тепловой расчет топки парового котла− низшая теплота сгорания рабочей массы топлива, МДж/кг;

Поверочный тепловой расчет топки парового котла− физическая теплота топлива, кДж/кг, учитывается для жидких и сильновлажных твердых топлив, когда WР>1,6Поверочный тепловой расчет топки парового котла. Для Анадырского угля марки 3Б принимаем Поверочный тепловой расчет топки парового котла=0;

Qвнш − теплота, подводимая к воздуху от внешнего источника, кДж/кг, Qвнш = 0;

Qпф − теплота, вносимая в топку при распылении мазута паром, кДж/кг, Qпф = 0;

Qк − теплота, поглощаемая при сжигании сланцев, кДж/кг, Qк =0.


Поверочный тепловой расчет топки парового котла


3.2 Потери теплоты от химического и механического недожога


Потери теплоты от химического и механического недожога топлива q3 и q4 определяются по табл. 4.6 [2]. Принимаем для твердого топлива q3 = 0, q4 = 1 %.


3.3 Потеря теплоты с уходящими газами


Потерю теплоты с уходящими газами q2, %, определяем по (3.2) [2].


Поверочный тепловой расчет топки парового котла


где Поверочный тепловой расчет топки парового котла – коэффициент избытка воздуха за воздухоподогревателем;

Поверочный тепловой расчет топки парового котла− энтальпия уходящих газов при коэффициенте избытка воздуха aух и температуре уходящих газов tух;

Поверочный тепловой расчет топки парового котла− энтальпия теоретически необходимого количества холодного воздуха на входе в воздушный тракт (перед калорифером или вентилятором), кДж/кг. Принимаем tхв= 60°С;

Поверочный тепловой расчет топки парового котла − потери теплоты с механическим недожогом топлива, %.

По табл. 1.4 [2] принимаем tyx=160 °С.

Энтальпию уходящих газов при tyx=160 °C определяем по табл. 2.2 настоящего расчета методом интерполяции.


Поверочный тепловой расчет топки парового котла.


Энтальпию холодного воздуха определяем по формуле (3.3) [2]:


Поверочный тепловой расчет топки парового котла


где tхв=60°С − температура холодного воздуха, принимается по [1], стр. 29; табл. 1.5 [2]:


Поверочный тепловой расчет топки парового котла


3.4 Потеря теплоты от наружного охлаждения


Потеря теплоты q5 от наружного охлаждения через внешние поверхности котла при номинальной производительности котла Dном = 229 т/ч =63,6 кг/с определяем по формуле (3.11) [2]:


Поверочный тепловой расчет топки парового котла


3.5 Потеря с теплом шлаков


Потеря с физической теплотой удаляемых шлаков q6 при камерном сжигании с твёрдым шлакоудалением учитывается только для многозольных топлив, когда АР>2,5Поверочный тепловой расчет топки парового котла, в соответствии с п. (3.1) [2] Принимаем q6=0.


3.6 Коэффициент полезного действия котла


Коэффициент полезного действия котла определяем по формуле (3.1) [2]:

Поверочный тепловой расчет топки парового котла


Поверочный тепловой расчет топки парового котлаηк=100-(6,03+0+1+0,54+0)=92,44 %.


3.7 Расход топлива


Расход топлива B, кг/с, подаваемого в топочную камеру парового котла определяем по формуле (3.14) [2]:


Поверочный тепловой расчет топки парового котла


где Dпе = Dном – расчетная паропроизводительность котла, кг/с;

Поверочный тепловой расчет топки парового котла– энтальпия соответственно перегретого пара, питательной воды и кипящей воды в барабане парового котла, кДж/кг;

Поверочный тепловой расчет топки парового котла– расход вторично перегреваемого пара, кг/с, (Dвт=0);

Поверочный тепловой расчет топки парового котла– энтальпия вторично перегреваемого пара соответственно на входе и на выходе из пароперегревателя, кДж/кг;

Поверочный тепловой расчет топки парового котла расход продувочной воды из барабанного парового котла, кг/с

Расход продувочной воды из барабана котла определяем по формуле (3.15) [2]:


Поверочный тепловой расчет топки парового котла


где р = 3% – непрерывная продувка котла, принимается в соответствии с п. 4.8.27 ПТЭ.

При давлении перегретого пара рпп=12,6 МПа и tпп=509°С по табл. XXV [1] определяем hпп=3392,35кДж/кг.

При давлении питательной воды рп.в.=11,5 МПа и tп.в.=219°С по табл. XXIV [1] определяем hп.в.=941,93 кДж/кг.

При давлении в барабане котла рбар=13,6 МПа, tн=334,34°С, по табл. XXIII [1] определяем hкип=1556,9 кДж/кг.

Рассчитываем расход топлива:


Поверочный тепловой расчет топки парового котла


Расчетный расход топлива с учетом механического недожога определяем по формуле (3.16) [2]:


Поверочный тепловой расчет топки парового котла


Коэффициент сохранения теплоты рассчитываем по формуле (4.24) [2]:


Поверочный тепловой расчет топки парового котла



4. Расчет теплообмена в топке


4.1 Геометрические характеристики топки


Геометрические характеристики топки определяем по чертежу котла ТП-230, учитывая рекомендации, изложенные в § 4.1 [2].

При расчёте теплообмена в топочной камере её объём Поверочный тепловой расчет топки парового котла, м3, определяется по чертежам котла. Границами объёма являются осевые плоскости экранных труб или обращённые в топку поверхности защитного огнеупорного слоя; в местах, не защищённых экранами – стены топочной камеры. В выходном сечении камеры её объём ограничивается плоскостью, проходящей через оси первого ряда труб ширм, фестона или котельного пучка. Нижней границей объёма топки является под. При наличии холодной воронки за нижнюю границу объёма топки условно принимается горизонтальная плоскость, отделяющая её нижнюю половину (см. рис. 6.1 [1]).

Площади поверхностей стен:


Поверочный тепловой расчет топки парового котла

Поверочный тепловой расчет топки парового котла

Поверочный тепловой расчет топки парового котла

Поверочный тепловой расчет топки парового котла


где Поверочный тепловой расчет топки парового котлаплощадь соответственно задней, фронтовой и боковой стены, м2;

Поверочный тепловой расчет топки парового котлаплощадь фестона (плоскость проходящая через оси первого ряда труб фестона), м2;

Поверочный тепловой расчет топки парового котлам2 ширина топочной камеры;

Поверочный тепловой расчет топки парового котлам2 глубина топочной камеры.

Полная поверхность стен:


Поверочный тепловой расчет топки парового котла


Поверхность стен, занятая горелками:


Поверочный тепловой расчет топки парового котла


где Поверочный тепловой расчет топки парового котлам – диаметр выходной амбразуры горелки.

Поверхность стен, занятая экранами:


Поверочный тепловой расчет топки парового котла


Объем топочной камеры:


Поверочный тепловой расчет топки парового котла


3) Лучевоспринимающую поверхность стен определяем по формуле (6-06а) [1]:


Поверочный тепловой расчет топки парового котла


где Поверочный тепловой расчет топки парового котла– площадь i-ой стены, занятая экраном, м2;

Поверочный тепловой расчет топки парового котла– угловой коэффициент i-го экрана (см. номограмму 1 [1]).

Угловой коэффициент гладкотрубных экранов определяется в зависимости от их конструкции (см. п. 6-06 [1]).

Для фестона Поверочный
    <div class=

Если Вам нужна помощь с академической работой (курсовая, контрольная, диплом, реферат и т.д.), обратитесь к нашим специалистам. Более 90000 специалистов готовы Вам помочь.
Бесплатные корректировки и доработки. Бесплатная оценка стоимости работы.
Подробнее

Поможем написать работу на аналогичную тему

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту
Нужна помощь в написании работы?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Пишем статьи РИНЦ, ВАК, Scopus. Помогаем в публикации. Правки вносим бесплатно.

Похожие рефераты: