Банк рефератов содержит более 364 тысяч рефератов, курсовых и дипломных работ, шпаргалок и докладов по различным дисциплинам: истории, психологии, экономике, менеджменту, философии, праву, экологии. А также изложения, сочинения по литературе, отчеты по практике, топики по английскому.
Полнотекстовый поиск
Всего работ:
364150
Теги названий
Разделы
Авиация и космонавтика (304)
Административное право (123)
Арбитражный процесс (23)
Архитектура (113)
Астрология (4)
Астрономия (4814)
Банковское дело (5227)
Безопасность жизнедеятельности (2616)
Биографии (3423)
Биология (4214)
Биология и химия (1518)
Биржевое дело (68)
Ботаника и сельское хоз-во (2836)
Бухгалтерский учет и аудит (8269)
Валютные отношения (50)
Ветеринария (50)
Военная кафедра (762)
ГДЗ (2)
География (5275)
Геодезия (30)
Геология (1222)
Геополитика (43)
Государство и право (20403)
Гражданское право и процесс (465)
Делопроизводство (19)
Деньги и кредит (108)
ЕГЭ (173)
Естествознание (96)
Журналистика (899)
ЗНО (54)
Зоология (34)
Издательское дело и полиграфия (476)
Инвестиции (106)
Иностранный язык (62792)
Информатика (3562)
Информатика, программирование (6444)
Исторические личности (2165)
История (21320)
История техники (766)
Кибернетика (64)
Коммуникации и связь (3145)
Компьютерные науки (60)
Косметология (17)
Краеведение и этнография (588)
Краткое содержание произведений (1000)
Криминалистика (106)
Криминология (48)
Криптология (3)
Кулинария (1167)
Культура и искусство (8485)
Культурология (537)
Литература : зарубежная (2044)
Литература и русский язык (11657)
Логика (532)
Логистика (21)
Маркетинг (7985)
Математика (3721)
Медицина, здоровье (10549)
Медицинские науки (88)
Международное публичное право (58)
Международное частное право (36)
Международные отношения (2257)
Менеджмент (12491)
Металлургия (91)
Москвоведение (797)
Музыка (1338)
Муниципальное право (24)
Налоги, налогообложение (214)
Наука и техника (1141)
Начертательная геометрия (3)
Оккультизм и уфология (8)
Остальные рефераты (21697)
Педагогика (7850)
Политология (3801)
Право (682)
Право, юриспруденция (2881)
Предпринимательство (475)
Прикладные науки (1)
Промышленность, производство (7100)
Психология (8694)
психология, педагогика (4121)
Радиоэлектроника (443)
Реклама (952)
Религия и мифология (2967)
Риторика (23)
Сексология (748)
Социология (4876)
Статистика (95)
Страхование (107)
Строительные науки (7)
Строительство (2004)
Схемотехника (15)
Таможенная система (663)
Теория государства и права (240)
Теория организации (39)
Теплотехника (25)
Технология (624)
Товароведение (16)
Транспорт (2652)
Трудовое право (136)
Туризм (90)
Уголовное право и процесс (406)
Управление (95)
Управленческие науки (24)
Физика (3463)
Физкультура и спорт (4482)
Философия (7216)
Финансовые науки (4592)
Финансы (5386)
Фотография (3)
Химия (2244)
Хозяйственное право (23)
Цифровые устройства (29)
Экологическое право (35)
Экология (4517)
Экономика (20645)
Экономико-математическое моделирование (666)
Экономическая география (119)
Экономическая теория (2573)
Этика (889)
Юриспруденция (288)
Языковедение (148)
Языкознание, филология (1140)

Курсовая работа: Поверочный тепловой расчет топки парового котла

Название: Поверочный тепловой расчет топки парового котла
Раздел: Рефераты по физике
Тип: курсовая работа Добавлен 02:20:23 13 апреля 2011 Похожие работы
Просмотров: 11078 Комментариев: 2 Оценило: 1 человек Средний балл: 5 Оценка: неизвестно     Скачать

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

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

2. Температура перегретого пара tпп =509°С;

3. Давление перегретого пара рпп =12,6 МПа;

4. Давление в барабане котла рбар =13,6 МПа;

5. Температура питательной воды tпв =219°С;

6. Давление питательной воды рпв =11,5 МПа;

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

8. Топка имеет металлическую наружную обшивку.


1. 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 +=0,6;

− углерод CP =47,9;

− водород HP =3,7;

− азот NР =0,7;

− кислород OP =11,8.

Низшая теплота сгорания =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 =47,0 %.

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

2.2 Теоретический объем воздуха

Теоретический объем воздуха , 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]:

м3 /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)¸(2,5) [2]:

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 топку;

− присосы воздуха в фестон;

− присосы воздуха в пароперегреватель I ст. ;

− присосы воздуха в пароперегреватель II ст. ;

− присосы воздуха в экономайзер II ст. ;

− присосы воздуха в воздухоподогреватель II ст. ;

− присосы воздуха в экономайзер I ст. ;

− присосы воздуха в воздухоподогреватель I ст. ;

− присосы воздуха в систему пылеприготовления.

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

a¢¢=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=(a¢+a¢¢)/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

= + +0,0161(aср-1)∙

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

4.Полный объём газов, м3/кг

VГ= +

+1,0161(aср-1)∙

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 =/VГ 0,120 0,119 0,118 0,117 0,115 0,113 0,111
6. Доля трёхатомных газов и доля водяных паров rП= + 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∙ , кг/кг

При сжигании газа:

Gг=+(dГ/1000)+

+1,306 ∙aср ∙, 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 - - таблица)

Поверхность

нагрева

",°С

НГВ=(a−

− 1)·

НГ=+

+(a−1)·+ +Нзл

Нзл

Топочнаякамера,

фестон=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. =1,215

1000

800

8682

6781

6997

5494

1504,4

1181,2

10310,7

8059,1

124,3

96,9

Пароперегреватель

II ст. =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.

=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. =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.

=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. =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 и , определяем потабл. п. 4.2 [2]. Энтальпию продуктов сгорания НГ , кДж/кг, при коэффициенте избытка воздуха a> 1 определяем по формуле (2.18) [2].

Примечание. Энтальпии дымовых газов и воздуха и(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].

где (c)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 , кДж/кг, определяем по формуле (3.4) [2]

где − низшая теплота сгорания рабочей массы топлива, МДж/кг;

− физическая теплота топлива, кДж/кг, учитывается для жидких и сильновлажных твердых топлив, когда WР >1,6. Для Анадырского угля марки 3Б принимаем =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.

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].

где – коэффициент избытка воздуха за воздухоподогревателем;

− энтальпия уходящих газов при коэффициенте избытка воздуха aух и температуре уходящих газов tух ;

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

− 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.

.

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

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

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]:

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 >2,5, 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]:

ηк =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]:

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

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

– расход вторично перегреваемого пара, кг/с, (Dвт =0);

– энтальпия вторично перегреваемого пара соответственно на входе и на выходе из пароперегревателя, кДж/кг;

расход продувочной воды из барабанного парового котла, кг/с

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

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:

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

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


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 , 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]).

1) Площади поверхностей стен:

где площадь соответственно задней, фронтовой и боковой стены, м2 ;

площадь фестона (плоскость проходящая через оси первого ряда труб фестона), м2 ;

м2 ширина топочной камеры;

м2 глубина топочной камеры.

Полная поверхность стен:

Поверхность стен, занятая горелками:

где м – диаметр выходной амбразуры горелки.

Поверхность стен, занятая экранами:

2) Объем топочной камеры:

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

где – площадь i-ой стены, занятая экраном, м2 ;

– 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 =1. Для настенных топочных экранов угловой коэффициент можно рассчитать по формуле (4.31) [2]. Диаметр и шаг труб всех экранов одинаковы. Поэтому лучевоспринимающая поверхность экранов вычисляется совместно по одному значению углового коэффициента . Диаметр экранных труб d= 76 мм, шаг труб S= 95 мм, S/d= 1,25. Относительное расстояние от труб до стены /d= 57,5/76 » 0,8.

= 1- 0,2(S/d- 1) = 1- 0,2(95/76 - 1) = 0,95,

где S/d – относительный шаг труб настенного экрана;

3) Определяем степень экранирования топки:

4) Эффективная толщина излучающего слоя топки рассчитывается по формуле (6-07) [1]:

где – объём топочной камеры, м3 ; Fст − полная поверхностьстен топки, м2 .

5) Расчетное тепловое напряжение топочного объема определяем по формуле (4.8) [2]:


Допустимое тепловое напряжение топочного объема определяем по табл. XVIII [1]: =180 кВт/м3 . нормативное требование выполняется.

4.2. Коэффициент теплового излучения топочной камеры

Коэффициент теплового излучения топочной камеры xт введен вместо применявшейся ранее степени черноты топки eт . Он является радиационной характеристикой излучающего тела и зависит только от его физических свойств и температуры.

Поглощательная способность (степень черноты) eт характеризует степень поглощения падающего излучения и дополнительно зависит от спектра этого излучения. Для серых и черных тел эти два коэффициента xт и eт численно равны. Для определения температуры газов на выходе из топки рассчитывают коэффициент теплового излучения топки xт .xт определяется коэффициентом излучения газового факела xф , заполняющего топочный объем, и тепловой эффективностью экранных поверхностей yср . xт рассчитывается по формуле (4.36)[2]:

где – коэффициент излучения газового факела;

– коэффициент тепловой эффективности экранных поверхностей.

Коэффициент излучения газового факела xф зависит от температуры газов на выходе из топки (от абсолютной температуры газов на выходе из топки). При выполнении расчётов сначала задаются по табл. 4.7 [2] (см. стр. 38, 39 [2]), а затем рассчитывают её значение. Принятое и расчётное значение не должны отличаться более чем на 100 °С.

1) Коэффициент излучения газового факела при сжигании твердых топлив определяем по формуле (4.37) [2]:

где – оптическая толщина поглощения топочной среды;

– коэффициент ослабления (поглощения) лучей топочной средой, 1/(м ∙МПа);

– давление газов в топочной камере, МПа, для топок, работающих под разрежением и с наддувом не более 5 кПа, принимают

р= 0,1МПа;

S – эффективная толщина излучающего слоя, м. (S= 6,62 м).

Коэффициент k 1/(м∙МПа), ослабления лучей топочной средой определяем по формуле (4.39) [2]:

где – коэффициент ослабления лучей трехатомными газами, 1/(м∙МПа);

– коэффициент ослабления лучей золовыми частицами, 1/(м∙МПа);

− коэффициент ослабления лучей горящими коксовыми частицами, по рекомендациям, изложенным в [2] стр. 43, принимаем =0,5 1/(м∙МПа).

По формуле (4.40) [2] определяем коэффициент ослабления лучей трехатомными газами:

где – абсолютная температура газов на выходе из топки, К;

– объемная доля трехатомных газов, принимается по табл. 2.1 настоящего расчета.

По рекомендациям [2] табл. 4.7 принимаем температуру газов на выходе из топки =1100°С.

По формуле (4.41) [2] определяем коэффициент ослабления лучей взвешенными в топочной среде частицами летучей золы:

где – плотность дымовых газов при атмосферном давлении, г/м3 , принимаем rг = 1300 г/м3 (1,3 кг/м3 );

– эффективный диаметр золовых частиц, мкм (dзл определяется по рекомендациям, изложенным в [2], см. стр. 43). Для ММ принимаемdзл = 16 мкм.

– концентрация золовых частиц в потоке газов, кг/кг. Принимается из табл. 2.1 настоящего расчета.

.

Коэффициент ослабления лучей топочной средой

Коэффициент излучения факела (степень черноты факела) определяется по формуле (4.37) [2] (см. номограмму 2 [2]):

2) Тепловосприятие в топке оценивается средним коэффициентом тепловой эффективности экранов yср. yср определяют по формуле (4.32) [2]:

где – коэффициент тепловой эффективности i-го участка экрана;

F1 , F2 , F3 , F4 , F5 , F6 – поверхность i-го участка экрана (поверхности соответственно задней, фронтовой, 1-ой боковой, 2-ой боковой стены, амбразур горелок и фестона).

– условный коэффициент загрязнения поверхности, принимается по табл. 4.8 [2], x = 0,5; для газа x = 0,65;

– угловой коэффициент экрана, х = 0,95, рассчитывается по формуле (4.31) [2]. (см. п. 4.1 настоящего расчёта).


Коэффициент теплового излучения топки равен

4.3 Расчет температуры газов на выходе из топки

Адиабатическая температура горения , °С, определяется по полезному тепловыделению в топке , кДж/кг, при избытке воздуха в топке aт =1,2.

1) Полезное тепловыделение в топке (для расчета и V∙cср ) складывается из располагаемой теплоты топлива за вычетом топочных потерь и теплоты внешнего подогрева топлива и воздуха, парового дутья и теплоты рециркулирующих газов. Qт рассчитывается по формуле (4.17) [2]:

где – располагаемое тепло топлива, кДж/кг;

, , – потери тепла от химической и физической неполноты сгорания топлива и с теплом шлака;

– тепло вносимое в топку паровым дутьём, кДж/кг, ();

– теплота, вносимая воздухом в топку, кДж/кг, определяется по (4.18) [2];

– теплота рециркулирующих газов, кДж/кг, (= 0).


где – энтальпия соответственно горячего воздуха и присосов холодного воздуха извне.

По рекомендациям, изложенным в [2] табл.1.6 принимаем tг.в =350 °С. Энтальпию горячего воздуха определяем по данным табл. 2.2 настоящего расчета методом интерполяции:

Полезное тепловыделение в топке:

2) Среднюю суммарную теплоемкость продуктов сгорания кДж/(кг∙ С) определяем по формуле (7.7) [2]. Предварительно принимаем температуру газов на выходе из топки =1100°С (табл. 4.7. [2]).

Для твердых топлив температура газов на выходе из топки выбирается из условия предупреждения шлакования последующих поверхностей нагрева (см. табл. 4.7. [2]). Кроме того, для топок с твердым шлакоудалением должны быть сгранулированы расплавленные микрокапли шлака до встречи их с трубами на выходе из топки. Для этого температура топочных газов на выходе из топки должна быть ниже температуры t2 начала размягчения золы (табл. II [1]. Для Анадырского бурого угля марки 3Бt2 = 1460 °С.


где – адиабатическая температура горения, °С, соответствует условию, когда все полезное тепловыделение воспринимается продуктами сгорания (при отсутствии теплопотерь топки), определяется по данным табл. 2.2 настоящего расчета по известному значению Qт . Принимая Hг = Qт =19962,2кДж/кг, получаем

– энтальпия продуктов сгорания при (определяется по табл. 2.2 настоящего расчета)

3) Коэффициент М расположения горелок определяем по формуле (4.26) [2] (коэффициент М учитывает относительное положение ядра факела по высоте топки, что влияет на ; М зависит от вида топлива и способа его сжигания см. стр. 39, 40 [2]).

При камерном сжигании твердых топлив, М=0,56 – 0,5∙Хт ,

где Хт – коэффициент, характеризующий относительную высоту положения зоны максимума температур в топке, определяется по формуле (4.28) [2]:

где – высота размещения горелок, hгор =3,5 м;

– расчетная высота заполняющего топку факела (от нижней части топки до середины выходного газового окна (см. рис. 4.2 [2]);

–поправка, при Dном ≤ 110 кг/с принимаем Dх = 0,1;

Максимальное значение М не превышает 0,5.

4) Действительная температура газов на выходе из топки , °С, определяется по формуле (7.6) [2]:

где – абсолютная адиабатическая температура горения,

– средний коэффициент тепловой эффективности экранов;

– полная поверхность стен, включая площадь горелок; м2 ;

– коэффициент теплового излучения топки;

– коэффициент сохранения теплоты, j =1− [q5 /(hк +q5 )] = 0,99;

– расчетный расход топлива (с учётом механического недожога), кг/с.


Полученное значение =1142 С сравниваем с предварительно принятым значением =1100 °С. Расхождение не превышает + 100 °С. Нормативное требование выполняется (стр. 157 [2]).

Принимаем температуру газов на выходе из топки =1142°С.

Рассчитываем энтальпию газов на выходе из топки:

6) Количество тепла воспринятого в топке:

Здесь коэффициент сохранения теплоты (см. п. 3.7 настоящего расчёта);

полезное тепловыделение в топке (см. п. 4.3 настоящего расчёта).

7) Средняя тепловая нагрузка лучевоспринимающей поверхности нагрева:

Расчетное тепловое напряжение топочного объема (подсчитано ранее, см. п. 4.1 настоящего расчёта):

5. Расчет фестона

5.1 Общие сведения

Поверочный тепловой расчёт фестона сводится к определению количества тепла, воспринимаемого фестоном. Количество теплоты, воспринимаемое фестоном, рассчитывается по уравнению теплового баланса и по уравнению теплопередачи. Результаты расчётов сравниваются, если расхождение результатов расчётов по уравнению теплового баланса и по уравнению теплопередачи не превышает 5%, то расчёт считается выполненным.

Конструктивно фестон состоит из труб заднего экрана, но размещенных с увеличенным поперечным S1 =200÷300 мм и продольным S2 =250÷400 мм шагами. При этом трубы фестона разводятся в несколько рядов Z2 . Иногда фестон выполняется из труб большего диаметра (около 100 мм), расположенных в один ряд (S1 =400÷800 мм).

Из расчета топки для предыдущей поверхности нагрева известными являются температура и энтальпия газов перед фестоном. Температура газов за фестоном принимается с последующей проверкой и уточнением ее. Кроме этого, она должна быть увязана с условиями обеспечения надежной работы пароперегревателя. Согласно [2] охлаждение дымовых газов в фестоне можно предварительно принять для однорядных фестонов (z2 =1) 7–10 С, для двухрядных – 15–20 С, для трехрядных фестонов – 30–40 С и для четырехрядных – 50–60 С (меньшее значение для влажного топлива, большее – для сухого). Количество рядов по ходу газов в фестоне Z2 принимается из чертежа котла.

Температура обогреваемой среды постоянна и равна температуре кипения при давлении в барабане котла, температурный напор определяется по формуле:


где = 0,5() – средняя температура газов в фестоне, С; tн − температура кипения при давлении в барабане.

Средняя скорость газов в фестоне, величина, которая необходима для определения коэффициента теплоотдачи конвекцией, определяется из выражения (6.7) [2]. Объем газов на единицу топлива Vг определяется по избытку воздуха на выходе из топки.

Площадь живого сечения для прохода газов определяется из чертежа с использованием рис. 5.1.


где ℓф – высота газового окна, где размещен фестон, м; а – ширина котла по фронту, м; d– диаметр труб (определяется из чертежа); Z1 − число труб в одном ряду.

Если расстояние от крайней трубы фестона равно поперечному шагу S1 , то

Z1 = а/S1 − 1.


Если указанное расстояние равно S1 /2, то

Z1 = а/S1 .

Коэффициент теплоотдачи конвекцией при поперечном обтекании определяется в зависимости от формы пучка (коридорный или шахматный) по рис. 6.4, 6.5 [2]. При косом обтекании коридорных пучков с углом между направлением потока и осями труб < 80 С полученная из номограммы величина умножается на 1,07.

Коэффициент теплоотдачи излучением определяется по формулам (6.35), (6.37) [2] или номограмме 18 [1], см. рис. 6.14 [2].

Эффективная толщина излучающего слоя определяется по формуле:

Шаги труб определяются по действительному расстоянию между осями труб из чертежа. При конструкторском расчете согласно [1] рекомендуются следующие шаги труб фестона S1 ≥ 300, S2 ≥ 200 мм.

Излучение газовых объемов на фестон не учитывается. Температура загрязненной стенки вычисляется по формуле:

t3 = tн + ∆t,

где ∆t= 80 С.

При расчете коэффициента теплопередачи для фестонов не учитывается коэффициент теплоотдачи от стенки к пароводяной смеси , так как он много больше , и поэтому термическим сопротивлением 1/ можно пренебречь.

Во всех случаях коэффициент теплоотдачи для фестона определяется по формуле:

где − коэффициент тепловой эффективности.

Для фестонов котлов большой мощности и развитых котельных пучков котлов малой мощности в зависимости от рода топлива принимаются в диапазоне 0,5÷0,7 по таблице 7.4, 7.5 [1], табл. 6.4 [2].

Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке для фестона определяется по формуле:

где ξ − коэффициент использования поверхности.

Полная теплообменная поверхность фестона:

Для расчета количества теплоты, передаваемого от газов к фестону за счет конвективного теплообмена Qт , по формуле (6.1) [2] в качестве расчетной поверхности нагрева принимается полная теплообменная поверхность фестона.

При поверочном расчете по уравнению теплопередачи определяется количество теплоты, переданное поверхности фестона Qт , и сравнивается с величиной тепловосприятия фестона Qф , которая складывается из двух составляющих: теплоты, непосредственно отданной газами при их охлаждении от до теплоты, полученной фестоном излучением из топки.

Q=

5.2 Геометрические параметры фестона

Геометрические параметры фестона принимаются по паспортным данным котла:

− наружный диаметр трубdH = 76 мм;

− число рядов труб по ходу движения газов Z2 = 4;

− поперечный шаг труб S1 = 380 мм;

− продольный шаг труб S2 = 400 мм;

− расположение труб - шахматное;

− размер поверхности нагрева Fф =164 м2 ;

− живое сечение для прохода газов f=50,3 м2 .

5.3 Расчёт энтальпии дымовых газов на выходе из фестона

Температуру дымовых газов перед фестоном принимаем равной температуре газов на выходе из топки.

==1142°С,

= =11830,9 кДж/кг.

Температуру дымовых газов за фестоном определяем по формуле:

= -Dф =1142−70=1072°С,

где принимаем D=70°С – охлаждение газов в фестоне.

принимается в соответствии с табл. II-1 [1].

Энтальпия дымовых газов на выходе из фестона:

5.4 Расчёт теплоты, воспринимаемой фестоном, по уравнению теплового баланса

Теплота, воспринимаемая фестоном, складывается из двух составляющих:

Qф = Qб.ф +Qл.ф.

1) Теплота, отданная газами Qб.ф , кДж/кг, рассчитывается по формуле (5.5) [2] по (уравнению теплового баланса) :

где – коэффициент сохранения теплоты, учитывает потери теплоты поверхностью нагрева в окружающую среду, j = 0,99;

– энтальпия газов соответственно на входе в фестон и на выходе из фестона, кДж/кг;

– изменение коэффициента избытка воздуха в поверхности охлаждения (фестона), Da=0;

– энтальпия присасываемого воздуха, кДж/кг.

2) Теплота Qл.ф , кДж/кг, полученная фестоном излучением из топки, определяется по следующей формуле:

где – угловой коэффициент трубного пучка, учитывает то, что не все тепло, излучаемое из топки, воспринимается фестоном.определяется по рис. 5.19 [2]. При S1 /d= 380/76 = 5 для шахматного расположения труб принимаем Xф = 0,74;

– теплота излучения из топки на фестон, кДж/кг.

Теплоту излучения из топки на фестон определяем по формуле (5.24) [2]:

где – коэффициент распределения тепловой нагрузки по высоте топки, определяется по табл. 4.10 [2], принимаем hв =0,8;

– среднее тепловое напряжение поверхности нагрева топочных экранов, кВт/м2 (см. п. 4.3 настоящего к/пр. или (4.49) [2]);

– лучевоспринимающая поверхность фестона, ,

Среднее тепловое напряжение поверхности нагрева , кВт/м2 , топочных экранов определяем по формуле (4.49) [2]:


где – удельное тепловосприятие топки, кДж/кг, определяется по формуле (4.23) [2]:

Тепло, полученное фестоном излучением из топки:

5.5 Расчёт теплоты, воспринимаемой фестоном, теплопередачей

Количество тепла , кДж/кг, передаваемое фестону по условию теплопередачи определяем по формуле (6.1) [2]:

где – расчетная теплообменная поверхность фестона, м2 ;

– коэффициент теплопередачи, Вт/(м2 К);

– усредненный по всей теплообменной поверхности температурный напор, °С;

– расчетный расход топлива, кг/с.

1) Усредненный температурный напор определяем по рекомендациям, изложенным в [2] (см. стр. 148), при неизменной температуре одной из сред. Температуру пароводяной смеси в фестоне определяем по табл. XXIII [1] как температуру насыщения при давлении в барабане котла рбар = 13,6 МПа, tф = 334,34°С:

Усредненный температурный напор определяем по формуле (6.47) [2]:

2) Расчетную скорость м/с, газов в фестоне определяем по формуле (6.7) [2]:

где – полный объем газов при сжигании 1 кг топлива при 0,1 МПа и 0°С, определяемый по среднему избытку воздуха в газоходе, м3 /кг, (табл. 2.1 настоящего расчета);

– средняя температура дымовых газов в газоходе, °С, (определяется как полусумма температур газов на входе в поверхность нагрева и на выходе из нее);

– живое сечение фестона (сечение для прохода газов), м2 .

3) Коэффициент теплопередачи , Вт/(мК), определяем по следующей формуле (см. табл. 6.1 [2]):

где y– коэффициент тепловой эффективности, принимается по табл. 6.4 [2], y=0,65;

– коэффициент теплоотдачи от газов к стенке, Вт/(мК).

4) определяется по формуле (6.5) [2]:

где – коэффициент использования поверхности нагрева, учитывает неравномерноеомывание поверхности газами (см. стр. 119 [2]), принимаем x=1;

– коэффициент теплоотдачи конвенций от газов к поверхности нагрева, Вт/(мК);

– коэффициент теплоотдачи излучением продуктов сгорания, Вт/(мК).

5) Коэффициент теплоотдачи конвекцией , Вт/(мК), для шахматных гладкотрубных пучков определяем по формуле (6.10) [2], по данным стр. 125 [2]:


где – коэффициент теплоотдачи конвекцией, Вт/(мК), определяется по рис. 6.5 стр. 124 [2] (для шахматных трубных пучков при поперечном омывании);

– поправка на число поперечных рядов труб по ходу газов, при Z2³10, С = 1 (см. стр. 125 [2]);

– поправка на компоновку пучка, определяется в зависимости от относительных шагов s1 и s2 труб пучка.определяется по рис. 6.5 [2].

Сф− поправка на физические характеристики потока, (см. рис. 6.5 [2]).

Относительные шаги труб фестона рассчитываем по формулам:

определяем по рис 6.5 [2], принимаем =0,9.

При Z2 < 10 и s1 ³ 3,0

Сф определяем по рисунку 6.5 [2]:

при , принимаем Сф =0,97;

при принимаем =51,0Вт/(мК).

.

6) Коэффициент теплоотдачи излучением Вт/(мК), продуктов сгорания определяем по формуле:

где коэффициент теплоотдачи излучением, Вт/(мК), определяется по рис. 6.14 [2]; по известной температуре стенки фестона и средней температуре газов;

– коэффициент теплового излучения газовой среды (степень черноты продуктов сгорания для запыленного потока), определяется по температуре дымовых газов по формуле (4.37) [2]:

Здесь – суммарная оптическая толщина продуктов сгорания, определяется по формуле (6.38) [2]:

Эффективную толщину S излучающего слоя для гладкотрубных пучков определяем по формуле (6.40) [2]:

р = 0,1 МПа – давление в топочной камере.

Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами определяем по формуле (4.40) [2] при

.

котел паровой энтальпия тепловой баланс

Коэффициент ослабления лучей частицами золы определяем по формуле (4.41) [2] при (см. табл. 2.1 настоящего расчёта).

.

Коэффициент теплового излучения (степень черноты) газового потока.

Коэффициент теплоотдачи излучением продуктов сгорания равен:

Здесь =260 Вт/(м2∙К) определяется по рис. 6.14 [2] при средней температуре газов в фестоне υср=1107 °С и температуре загрязненной стенки труб фестонаt3= tн+ Δt=334,34+80=414,34 °С.

Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке определяем по формуле:


где ξ – коэффициент использования поверхности, ξ = 1.

Коэффициент теплопередачи определяем по формуле:

Количество тепла, передаваемое фестону по условию теплопередачи определяем по формуле:

5.6 Невязка баланса теплот

Невязка баланса теплот для фестона рассчитывается по формуле:

Невязка теплового баланса для фестона не превышает допустимого значения ±5 %, расчет фестона считается законченным.


Библиографический список

1. Кудинов А.А., Зиганшина С.К. Проверочный тепловой расчет топки парового котла. Методические указания к курсовому проекту. Самара 2006 СамГТУ. 35 с.

2. Тепловой расчет котлов (нормативный метод). М.: НПО ЦКТИ 1998. 297 с.

3. Липов Ю.М., Самойлов Ю.Ф., Виленский Т.В. Компоновка и тепловой расчет парового котла. М.: Энергоатомиздат, 1988. 208 с.

Оценить/Добавить комментарий
Имя
Оценка
Комментарии:
Где скачать еще рефератов? Здесь: letsdoit777.blogspot.com
Евгений08:02:42 19 марта 2016
Кто еще хочет зарабатывать от 9000 рублей в день "Чистых Денег"? Узнайте как: business1777.blogspot.com ! Cпециально для студентов!
10:30:39 29 ноября 2015

Работы, похожие на Курсовая работа: Поверочный тепловой расчет топки парового котла
Паровой котел ДЕ 6,5-14 ГМ
Введение Газоснабжение - это сложный комплекс технических устройств по добыче естественного или производству искусственного горючего газа, хранению ...
7.1 По уравнению теплового баланса определяем количество теплоты Qб, кДж/кг, которое должно отдать продукты сгорания при температуре уходящих газов
7.2 Приравнивая теплоту, отданную продуктами сгорания, теплоте воспринятой водой в водяном экономайзере, определяем энтальпию воды h"эк ,кДж/кг, после водяного экономайзера
Раздел: Рефераты по физике
Тип: курсовая работа Просмотров: 7498 Комментариев: 1 Похожие работы
Оценило: 1 человек Средний балл: 5 Оценка: неизвестно     Скачать
Перевод на природный газ котла ДКВР 20/13 котельной Речицкого ...
Учреждение образования Гомельский государственный технический университет им. П. О. Сухого Факультет Энергетический Кафедра "Промышленная ...
1. По уравнению теплового баланса определяем количество теплоты (кДж/кг), которое должны отдать продукты сгорания при принятой температуре уходящих газов:
где - коэффициент сохранения теплоты (табл.5) при температуре и коэффициенте избытка воздуха после поверхности нагрева, предшествующей рассчитываемой поверхности; h$эк- энтальпия ...
Раздел: Рефераты по физике
Тип: дипломная работа Просмотров: 9765 Комментариев: 3 Похожие работы
Оценило: 1 человек Средний балл: 4 Оценка: неизвестно     Скачать
Проверочный расчет парового котла БКЗ-420
Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ...
где - тепло, полезно используемое в котлоагрегате, кДж/кг ; - тепло, внесенное в топку воздухом, в случае подогрев его вне котла, кДж/кг. =0. - тепло, внесенное в топку паровым ...
- энтальпия продуктов сгорания 1 кг топлива при температуре и избытке воздуха на выходе из топки , кДж/кг;
Раздел: Промышленность, производство
Тип: курсовая работа Просмотров: 7919 Комментариев: 2 Похожие работы
Оценило: 2 человек Средний балл: 4 Оценка: неизвестно     Скачать
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 ...
По этому расчету предшествует определение по чертежам геометрических характеристик поверхностей (диаметров и шагов труб, числа рядов труб, размеров проходных сечений для газов и ...
Энтальпии теоретических объемов воздуха и продуктов сгорания, а также энтальпия золы в кДж/кг при расчетной температуре оС определяются по формулам:
Раздел: Рефераты по физике
Тип: курсовая работа Просмотров: 1208 Комментариев: 2 Похожие работы
Оценило: 0 человек Средний балл: 0 Оценка: неизвестно     Скачать
Поверочный тепловой расчет котла Е-25-24 225 ГМ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ УКРАИНЫ ДОНБАССКИЙ ГОРНО-МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ Кафедра АСУТП Курсовой проект по курсу: "Котельные и турбинные установки ...
Энтальпия газов на выходе из топки, IТ`` , кДж/кг
Энтальпия газов перед фестоном, I`, кДж/кг
Раздел: Рефераты по технологии
Тип: реферат Просмотров: 1013 Комментариев: 3 Похожие работы
Оценило: 0 человек Средний балл: 0 Оценка: неизвестно     Скачать
Проверечный расчет котла БКЗ 75-39
Введение Теплогенерирующей установкой называют совокупность устройств и механизмов для производства тепловой энергии в виде водяного пара, горячей ...
Тепловой баланс дает представление о характере распределения теплоты вносимой в котлоагрегат (располагаемой теплоты - Qрр, кДж/кг или кДж/м3) на полезно использованную теплоту (Q1 ...
5.1-5.3. Потеря теплоты от механической неполноты сгорания () обусловлена недожогом твёрдого топлива топочной камере (удалением из топки несгоревших топливных частиц со шлаком ...
Раздел: Промышленность, производство
Тип: курсовая работа Просмотров: 7190 Комментариев: 3 Похожие работы
Оценило: 2 человек Средний балл: 3.5 Оценка: неизвестно     Скачать

Все работы, похожие на Курсовая работа: Поверочный тепловой расчет топки парового котла (2789)

Назад
Меню
Главная
Рефераты
Благодарности
Опрос
Станете ли вы заказывать работу за деньги, если не найдете ее в Интернете?

Да, в любом случае.
Да, но только в случае крайней необходимости.
Возможно, в зависимости от цены.
Нет, напишу его сам.
Нет, забью.



Результаты(150918)
Комментарии (1842)
Copyright © 2005-2016 BestReferat.ru bestreferat@mail.ru       реклама на сайте

Рейтинг@Mail.ru