Теплотехнічний розрахунок котлоогрегата де 10 14 - реферат
2 Повірочної розрахунок котлоагрегату
2.1. опис котлоагрегату
Газомазутні котли типу ДЕ
Газомазутні котли типу ДЕ, розроблені А.А.Дорожніковим і співробітниками НПО ЦКТИ паропроізводятельностью від 4 до 25 т / год (Бійський котельний завод) з тиску дл третьому 14 кгс / м2. Вони призначені для вироблення насиченого пара йде на технологи-етичні потреби промислових підприємств. Камера згоряння розміщується збоку від конвективного пучка, утвореного вертикальними трубками, розвальцьованої в верхньому і ниж-ньому барабанах. Котли типу ДЕ складаються з: верхнього і нижнього барабанів, діаметром 1000 мм кожен, конвективного пучка, обладнаного вертикальними трубками діаметром 51 * 2,5 мм, фронтального, бічних і задніх екранів. утворюють топку. Ширина топкової камери однакова для всіх видів котлів ДЕ -1790мм. Конвективний пучок має газові перегородки для зміни напрямку потоків газу, в свою чергу він відділений від топо-чной камери. Труби парового екрану котлів продуктивністю від 4 до 10 т / год приварюють до колекторів, труби котлів з продуктивністю від 16 до 25 т / год развальцовани в барабан-нах.
У парогенераторі передбачено двоступенева випаровування. У другу сходинку випаровування виведені частково труби конвективного пучка. Загальним спускним ланкою всіх контурів є-ється остання (по ходу продуктів згорання) труба конвективного пучка.
Спускні труби другого ступеня випаровування винесені за межі газоходу. На парогенерато-торах продуктивністю від 16 до 25 т / год передбачена установка пальника з предваритель-ної газифікацією палива: ГМП. Для парогенераторів продуктивністю від 6,5 до 10 т / год передбачена установка пальників використовують фронтове пристрій газомазутних парогенераторів.
З
Хема циркуляції котла ДЕ- 16-14 має два контури циркуляції.
Перший контур: вода з верхнього барабана по опускний трубі, що знаходиться в обмуровке, надходить в нижній барабан, де вона нагрівається, і пароводяна суміш по екранним трубам піднімається в верхній барабан.
Другий контур: вода з верхнього барабана по слабообогреваемим трубах конвективного пучка надходить в нижній барабан, і після нагрівання в сільнообогреваемих трубах знову потрапляє в верхній барабан.
Верхній барабан (1) служить для відділення пара від води за допомогою сепаруючих пристроїв, а також в нього подається живильна вода від системи водоочищення з подальші-щей деаерацією, а також для періодичної продувки, Нижній барабан котла (2) служить для продувки котлоагрегату, а також відіграє роль шламонакопичувача; забруднена вода перио--діческі видаляється в дренаж. Правий боковий екран (3) харчується з нижнього барабана (2). Задній, фронтовий екран (5) харчується з нижніх колекторів, які отримують воду з нижнього барабана. У першій (по ходу руху продуктів згоряння) половині конвективних труб (6) пароводяна суміш надходить у верхній барабан, тому вони називаються підйомними (киплячо-тільнимі). У другій половині живильна вода рухається до нижнього барабану, тому вони називаються опускними. Пар через парову засувку направляється до споживача, овой екран (3) харчується з нижнього барабана (2).
2.2 Вибір топкового пристрою
Газоподібне паливо складається з механічної суміші горючих і негорючих газів з не-великою домішкою водяної пари, смол і пилу, Дуже важливими властивостями газу є при-чиною токсичність і вибуховості. У природному газі в основному міститься метан (СН4) етан (С2Н6) і важкі вуглеводні, а також негорючі гази - вуглекислий газ (С02) і азот си). Природні гази складаються з 96 ° о метану, 2% етану, 0.5% важких вуглеців, 1.5% уг-лекіслий газ і азот. Природний газ при утриманні його в повітрі від 3.8% до 7.8% (за обсягом) утворює вибухонебезпечну суміш, отруйний, тому його одоріруют.
2.3. Обгрунтування обраної температури відхідних газів
Втрата теплоти з газами обумовлені тим. що температура продуктів згорить-ня. покидають котлоагрегат, значно вища за температуру атмосферного повітря. Втрати теплоти з газами є наіболиіім з усіх втрат теплоти і зави-сят від виду палива, що спалюється, навантаження котлоагрегату, температури і об'єму відхідних газів, температури повітря, що забирається дутьевим вентилятором. Для зниження втрат теп-лоти з газами слід прагне до зменшення їх обсягу і температури. Одна-ко обсяг відхідних газів не може бути менше теоретичного, а температура нижче темпі-ратури точки роси, щоб уникнути конденсату водяної пари і продуктів згоряння. Темпе-ратура, при якій водяна пара в продуктах згоряння перебуваючи в агрегатному Парцій-ному тиску починають конденсуватися, називається температурою точки роси.
Згідно з рекомендаціями Р.І.Естеркіна, температуру відхідних газів приймаємо 150 ° С.
2.4. Вибір хвостових поверхонь нагріву
Вибір типу хвостовій поверхні нагрівання
2.6 Визначення ентальпії повітря.
Кількість тепла, що міститься в повітрі та продуктах згоряння називається ентальпії повітря або продуктів згоряння.
При виконанні розрахунків прийнято ентальпії повітря або продуктів згоряння відносити до 1 кг спалюваного твердого палива або до 1м3
газоподібного палива. Розрахунок ентальпій продуктів згоряння здійснюється при дійсних коефіцієнтах надлишку повітря для кожної поверхні нагрівання [L, беремо з таблиці 3 к.п. ] Визначення ентальпій зводиться в таблицю 4 курсового проекту, де Vr
- теоретичний об'єм продуктів згоряння [табл. 3 к. П.]
(CV) в
-ентальпія 1м3
повітря кДж / м3
;
I0
в - ентальпія теоретичного обсягу повітря для всього обраного діапазону температур
(CV) RO
(CV) N
2
(CV) Н2О
- ентальпія 1м3
3-атомних газів, азоту, водяної пари [табл.3 к.п.]
I0
хат
- ентальпія теоретичного обсягу продуктів згоряння
I - ентальпія продуктів згоряння при # 945;> 1
2.7. Тепловий баланс.
При роботі парового або водогрійного котла вся надходить в нього тегшота витр-дметься на вироблення корисної теплоти, що міститься в парі або воді, і на покриття різних втрат теплоти. Сумарна кількість теплоти, що надходить в котел, називається располагаемой теплотою і позначається Qp
p
. Між теплотою, що надходить в котел і покинула його повинно існувати рівність. Теплота покинула кіт-лоагрегат. являє собою суму корисної теплоти і втрат теплоти, пов'язаної з тих-ническим процесом вироблення пара. При тепловому розрахунку парогенератора або водогрійного котла, тепловий баланс складають для визначення ККД брутто і розрахункової витрати топ-лива. Тепловий баланс котла складають принципово до сталого теплового режиму. При перевірному розрахунку котлоагрегату визначають ККД по зворотному балансу.
Визначення располагаемой теплоти, кДж / м3
Qp
p
= Q з
н
= 37430 кДж / м3
де Q з
н
- нижча теплота згоряння.
Визначення теплоти з газами,%
де Iху
- ентальпія газів, визначається при відповідних значеннях коефі-цієнт надлишку повітря у вихідних газах [табл.4, к.п.]
tух
= 150 ° С I0
хв
= 39,8 * V0
= 39,8 * 9,72468 = 387,039 кДж / м3
# 945; ух
= # 945; ек
= 1,35 g2
= 0, тобто паливо - газ
g2 = (2984,0584 -1,35 * 387,039) * (100-0). 37430 = 6,57%
Визначення втрат теплоти від хімічної неповноти згоряння,%
g3
= 0,5
% g6
= 0, тому що паливо - газ.
Визначення втрат теплоти від зовнішнього охолодження,%
визна
еление ККД бру
ТТО парового котла з рівняння теплового балансу,%
# 951; бр
=
100 - (6,57 + 0,5 + 0 + 1,7 + 0) = 91,22%
Визначення корисної потужності парового котла
де - DП.Е.
= 0 - витрата виробленого переднього пара, кг / с
DН.П.
- витрата виробленого насиченої пари, кг / с
DН.П.
- 10000/3600 = 2,7778 кг / с
P
-
безперервна продування парового котла. % Враховується тільки при P = 2%; P = 3%.
QП.Г.
= 2,777 (2790 - 435,8) + 0,01 * 3 (0 + 2,77) * (828 - 435,8) = 6564,5897 до Вт
Визначення витрати палива, м3
/ с
де QП.Г.
- корисна потужність парового котла
Q p
p
- розташовується теплота, кДж / м3
# 951; бр
- ККД брутто парового котла
ВП.Г.
= (6383,794 / 37560 х 91,17) х 100 = 0.2 М3
/ С
Визначення коефіцієнта збереження теплоти
# 966; = 1 - 1,7. (91,22 +1,7) = 0,981
2.8. Розрахунок камери згоряння
Розрахунок топкових камер полягає у визначенні температур продуктів згоряння на виході з топки і кількості теплоти, відданої димовими газами екранної поверхні нагрівання. В кінці курсового проекту перевіряється надійність роботи камери згоряння.
В сучасних теплогенераторах. топкова камера частково екранована, тому, в результаті променистого теплообміну, між газами і екранними поверхнями, температу-ра газів знижується. Променистий теплообмін, в котельній камері, залежить від площі поверхні екранних труб, від корисного тепловиділення в топці, від частоти поверхні екранних труб, від виду палива, що спалюється.
Перед початком розрахунку топкової камери складаємо ескіз топки по кресленнях котлоагрегату, для визначення її геометричних розмірів і подальшого розрахунку площі по-поверхні стін і обсягу топки.
Визначення ентальпії продуктів згоряння, кДж / м3
Попередньо задаємося температурою продуктів згоряння на виході з топки для газу в межах від 1050 ° С. Для цієї температури визначаємо ентальпію продуктів згоряння на виході з топки. [Таблиця 4 к.п.]
I
топки
= (17749,5565 + 19729,4678). 2 = 18739,5121 кДж / м3
Визначення корисного тепловиділення
Qт = (Q p
p х (100 - g3) / 100) + QB
де QB
- теплота буря в топку повітрям, кДж / м3
QB
=
# 945; т
* IХв
= 1,05 * 387,039 = 406,39095
IХв
= V ° * 39,8 = 9,72468 * 39,8 = 387,039 кДж / м3
IХв
- ентальпія теоретичного обсягу холодного повітря
QТ
= 37430 * ((100 - 0,5). 100)) + 406,39095 = 37649,24095 кДж / м3
Визначення коефіцієнта теплової ефективності екрану
де # 967; - кутовий коефіцієнт. який дорівнює відношенню кількості енергії, що посилається на опромінюється поверхню до енергії випромінювання всієї полусферической випромінюючої поверхні;
# 950; -
коефіцієнт забруднення, враховує зниження теплосприй екранних поверхні-тей нагріву через їх забруднення (літ. 6, стор.62, табл. 5.1.)
# 968; = 0,6 5 * 1 = 0,65
Визначення ефективності товщини випромінюваного шару, м
S = 3,6 * Vт. Fс.т. S = 3,6 * 17,2. 42,73 = 1,45 м (2.16)
де Vт
- обсяг камери згоряння, м3
Fc
т
-
площа поверхні стін топкової камери, м3
Визначення коефіцієнта ослаблення променів до (мМпа) -1
При спалюванні рідкого або газоподібного палива k залежить від коефіцієнта ослаблення променів 3-х атомними газами - kr
і коефіцієнта ослаблення променів - kc
де r - сумарна, об'ємна частка 3-х атомних газів (табл. 3, к.п.) r = 0,2824
kr
- (Літ. 4, стор. 63, табл. 5.4.) Або за формулою
kr
= (7,8 + 16 * rН2О). (31,16 * vPn * S) * (1 - 0,37 (Тт
1000). (М * мПа) -1
2.10. Опис теплової схеми.
Відпустка пара теплотехнічних споживачам часто проводиться від котельних установок, які називаються виробничими. Ці котельні зазвичай виробляють насичений або слабо-перегрітий пар з тиском до 1,4 або 2,4 МПа. Пара використовується технологічне-кими споживачами і в невеликій кількості на приготування гарячої води, направляти-мій в систему теплопостачання. Приготування гарячої води проводиться в мережевих по-догрівачів встановлених в котельні.
Принципова теплова схема виробничої котельні з відпусткою невеликого коли-пра теплоти на потреби опалення, вентиляції та гарячого водопостачання, в закриту систему теплопостачання, показана на окремому аркуші.
Насос сирої води подає воду в охолоджувач продувочной води, де вона нагрівається за рахунок теплоти продувочной води. Потім сира вода підігрівається до температури 20-30 ° С в пароводяному підігрівачі сирої води і прямує в хімводоочищення. Хімічно очищена вода прямує в охолоджувач деаерірованной води і підігрівається до визна-поділеній температури.
Подальший підігрів хімічно очищеної води здійснюється в підігрівачі паром. Перед надходженням в головку деаератора частина хімічно очи-щенной води проходить через охолоджувач випару деаератора.
Підігрів мережної води проводиться парою в послідовно включених двох мережевих подогревателях. Конденсат від всіх підігрівачів направляється в головку деаератора, в яку також надходить конденсат, що повертається зовнішнім споживачем пара.
Підігрів води в атмосферному деаераторі проводиться парою від котлів і парою з роз-розчинника безперервної продувки. Безперервна продувка від котлів використовується в розширнику, де котельна вода в слідстві зниження тиску частково випаровується.
У котельнях з паровими котлами, незалежно від тепловойй схеми, використання теплоти безперервної продувки котлів є обов'язковим. Використана в охолоджувачі продукції-вочной вода скидається в продувний колодязь (барботер).
Деаерірованная вода з температурою 105 ° С живильним насосом подається в парові кіт-ли. Подпиточной вода для систем теплопостачання забирається з того ж деаератора, охлаж-даясь в охолоджувачі деаерірованной води до 70 ° С перед надходженням до підживлювальної насо-су. Використання загального деаератора для приготування живильної і підживлювальної води можливо тільки для закритих систем теплопостачання з огляду на малий витрати підживлювальної води в них. У котельнях з паровими котлами, як правило, встановлюються деаератори атмосферного типу.
Для технологічних споживачів, що використовують пар більш низького тиску, по срав-рівняно з вироблюваним котлоагрегатами, і для власних потреб. в теплових схемах котелень передбачається редукційна установка для зниження тиску пара (РУ) або редукційно-охолоджувальна установка для зниження тиску і температури пари (РОУ).