Помощь в написании студенческих работ
Антистрессовый сервис

Расчет котельного агрегата

КурсоваяПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Для очистки поверхности нагрева котла, расположенной в опускном газоходе, устанавливается дробеочистка, для регенеративного воздухоподогревателя и конвективных поверхностей нагрева — обдувочные аппараты. Пол топки образован трубами фронтового и заднего экрана и имеет наклон 15о к горизонтали. Трубами заднего экрана для лучшей организации аэродинамики образован выступ. Рис. 7.1 Принципиальная… Читать ещё >

Расчет котельного агрегата (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

1. Описание котельного агрегата

Котлоагрегат БКЗ-320−140 предназначен для работы на газе, мазуте для выработки перегретого пара на тепловых электростанциях.

Котел вертикально-водотрубный, однобарабанный с естественной циркуляцией, П-образной компоновки.

Топочная камера призматическая, открытого типа, в плане имеет вид прямоугольника с размерами по осям труб 5,44×12,1 м, полностью экранирована трубами диаметром 60 мм с толщиной стенки 5,5−6 мм, расположенными с шагом 64 мм. С наружной стороны по трубам камера обшита металлическим листом.

Пол топки образован трубами фронтового и заднего экрана и имеет наклон 15о к горизонтали. Трубами заднего экрана для лучшей организации аэродинамики образован выступ.

Полка оборудована шестью горелками, расположенными в два яруса на фронтовой стенке топки.

Барабан котла — сварной конструкции, с внутренним диаметром 1600 мм, с толщиной стенки 112 мм. Схема испарения — двухступенчатая, с промывкой пара питательной водой. Первая ступень испарения включена в барабан котла и представляет собой сочетание циклонов и паропромывочных устройств; вторая ступень организуется в контурах циркуляции включенных в выносные сепарационные циклоны.

Экраны топочной камеры разделены на 16 самостоятельных контуров циркуляции. Вода из барабана к испарительным экранам поступает по трубам диаметром 133 мм.

Пароперегреватель радиационно-конвективного типа. Радиационная часть выполнена в виде ширмовых поверхностей нагрева, камеры горения и ее потолочных труб. Конвективная часть — змеевиковая расположена в горизонтальном и опускном газоходах котла и выполнена из труб диаметром 32 мм. Температура перегретого пара регулируется впрыском собственного конденсата, получаемого в специальной установке, расположенной в пределах котла.

Водяной экономайзер кипящего типа, гладкотрубный, змеевиковый, изготовлен из труб диаметром 32 мм и толщиной 4 мм.

Для подогрева воздуха котел оборудован двумя вращающимися регенеративными воздухоподогревателями диаметром 5,4 м, вынесенными за пределы котла.

Для очистки поверхности нагрева котла, расположенной в опускном газоходе, устанавливается дробеочистка, для регенеративного воздухоподогревателя и конвективных поверхностей нагрева — обдувочные аппараты.

Котел снабжен необходимой арматурой и устройствами для отбора проб пара и воды, а также контрольно-измерительными приборами.

2. Характеристики топлива, коэффициенты избытка воздуха по расчетным участкам, теоретические объемы воздуха и продукты сгорания

2.1 Характеристики топлива

котельный сгорание энтальпия агрегат Котел барабанного типа с естественной циркуляцией, работающий на газе и мазуте.

Паропроизводительность-320 т/ч, давление острого пара-14 МПа.

Топливо: сернистый мазут.

Состав рабочей массы топлива:

=0,15%

=0,03%

=0,39%

=87,33%

=11,9%

=0,1%

=0,1%

2.2 Определение низшей теплоты сгорания, теоретических объемов воздуха и продуктов сгорания

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

2.3 Определение коэффициента избытка воздуха по газоходам

3. Действительные объемы продуктов сгорания, доли трехатомных газов и водяных паров

Таблица 3.1 Действительные объемы продуктов сгорания, доли трехатомных газов и водяных паров

Величина и расчетная формула

Газоход

Объем водяных паров, мі/кг

1,507

1,512

1,516

1,551

Полный объем газов, мі/кг

12,322

12,655

12,877

15,098

Объемная доля трехатомных газов

0,132

0,129

0,127

0,108

Объемная доля водяных паров

0,122

0,119

0,117

0,102

Доля трехатомных газов и водяных паров

0,255

0,248

0,244

0,211

4. Энтальпия продуктов сгорания

Таблица 4.1 таблица

4171,1

5474,9

6358,7

7362,1

8546,3

7493,5

9351,35

11 159,3

11 340,6

12 351,5

10 699,5

13 207,5

13 421,45

15 255,6

14 020,5

17 375,6

19 044,4

19 515,6

21 172,7

21 695,7

20 918,5

25 446,9

27 592,8

28 582,5

29 805,65

32 018,45

34 268,3

36 518,15

37 201,5

38 784,85

41 051,55

35 326,5

43 337,3

45 629,1

47 936,4

50 243,7

52 554,55

5. Расчет теплового баланса котла

Таблица 5.1 Тепловой баланс

Рассчитываемая величина

Обо-значение

Размер — ность

Формула или обоснование

Расчет

Располагаемое тепло топлива

(12)

=41 889+199+352,3=

=42 440,3

Тепло, вносимое в топку с подогретым воздухом

(13)

Удельная теплоемкость мазута

(14)

Температура мазута

Принята

Тепло вносимое в топку с подогретым воздухом

(15)

Температура уходящих газов

Задана

Энтальпия уходящих газов

таблица

2485,42

Температура холодного воздуха

Задана

Энтальпия холодного воздуха

(16)

Температура воздуха подогретого в калорифере

Принята

Энтальпия воздуха подогретого в калорифере

(17)

Потери тепла от:

— химического недожога

[2, табл. 4.6]

0,5

6. Расчет топочной камеры

6.1 Конструктивные характеристики топки

Площадь фронтальной стенки:

(28)

Площадь задней стенки:

(29)

Площадь боковых стенок:

(30)

Площадь потолка:

(31)

Площадь выходного окна:

(32)

F (33)

Площадь стен топки:

(34)

Площадь горелок:

(35)

Площадь стен токи, закрытых экранами:

(36)

Объем топки:

(37)

Диаметр и толщина стен труб:

— экранов

— потолочных труб Угловой коэффициент:

— экранов

(38)

— потолочных труб

(39)

— труб, расположенных в выходном окне — ширм Шаг между трубами — S:

(40)

(41)

Лучевоспринимающие поверхности:

— экранов

(42)

— потолочной части

(43)

— в выходном окне

(44)

— топки

(45)

Эффективная толщина излучающего слоя в топке:

(46)

Таблица 6.1 Тепловой расчет топки

Рассчитываемая величина

Обозначение

Размерность

Формула или обоснование

Расчет

Коэффициент избытка воздуха в топке

;

Принят

1,05

Присос воздуха в топке

;

[2, табл. 1.8]

0,03

Температура горячего воздуха

[2, табл. 1.6]

Энтальпия горячего воздуха

По таблице

Тепло, вносимое воздухом в топку

(47)

Полезное тепловыделение в топке

=

(48)

Теоретическая (адиабатная) температура в топке

По таблице

2215,31

Относительное положение максимума температур по высоте топки

;

=

(49)

Коэффициент

;

=

(50)

Температура газов на выходе из топки

Принята

Энтальпия газов на выходе из топки

По таблице

Средняя суммарная теплоемкость продуктов сгорания

=

(51)

Произведение

=

(52)

=0,1•0,255•5,29=0,136

Коэффициенты ослабления лучей:

— трехатомными газами

(53)

— сажистыми частицами

(54)

— топочной средой

К

(55)

=3,362•0,255=0,857

Оптическая толщина излучающего слоя

KPS

;

=K•PS

(56)

=0,857•0,1•5,29=0,453

Коэффициенты теплового излучения:

— несветящихся газов

;

=

(57)

— топочной средой

К

(58)

=3,362•0,255+3,89=4,75

Оптическая толщина излучающего слоя

KPS

;

=K•PS

(59)

=4,75•0,1•5,29=2,513

— светящейся части

;

=

(60)

Степень черноты факела

;

=

(61)

Коэффициенты тепловой эффективности:

— гладкотрубных экранов

;

=

(62)

— условный коэффициент загрязнения

;

[2, табл. 4.8]

— потолочных труб

;

=

(63)

— труб в выходном окне

;

= (64)

Условный коэффициент загрязнения ширм

;

=

(65)

Коэффициент

;

(66)

Средний коэффициент тепловой эффективности

;

(67)

Степень черноты топочной камеры

;

=

(68)

Температура газов на выходе из топки

[2, формула 7.6] *

1126,5

Энтальпия газов на выходе из топки

По таблице

21 726,058

Количество тепла, воспринятого в топке

=

(69)

Средняя тепловая нагрузка луче-воспринимающей поверхности

=

(70)

Теплонапряжение топочного объема

=

(71)

* (72)

7. Расчет пароперегревательного тракта

Б — Барабан котла.

РП — радиационный потолочный пароперегреватель.

ШП — ширмовый пароперегреватель.

КП1 и КП2 — конвективные пароперегреватели первой и второй ступени КСН — конденсатор собственных нужд котла.

ВПР1 и ВПР2 — первый и второй впрыскивающие пароохладители.

Рис. 7.1 Принципиальная тепловая схема пароперегревательного тракта Рис. 7.2 Эскиз пароперегревательного тракта Таблица 7.1. Расчет потолочного пароперегревателя

Рассчитываемая величина

Обозначение

Размерность

Формула или обоснование

Расчет

Диаметр и толщина стен труб

По чертежу

Тепловосприятие РП из топки

=

(73)

Лучевоспринима-ющая поверхность РП

=

49,8

Коэффициент распределения тепла по высоте топки

;

[2, табл. 4.10]

0,5

Температура пара на входе в РП

[2, табл. 23]

340,5

Энтальпия пара на входе в РП

[2, табл. 23]

Величина впрысков

=0,07

(74)

Величина первого впрыска

=

(75)

Величина второго впрыска

=

(76)

Приращение энтальпии пара в РП

=

(77)

Энтальпия пара на выходе из РП

=

(78)

Температура пара на выходе из РП

[2, табл. 25]

7.2 Расчет ширмового пароперегревателя

Таблица 7.2.1 Конструктивные характеристики ШП

Рассчитываемая величина

Обозначение

Размерность

Формула или обоснование

Расчет

Высота ширмы

По чертежу

4,85

Ширина ширмы

По чертежу

1,39

Диаметр и толщина стен труб

По чертежу

Шаги:

— поперечный (между ширмами)

По чертежу

0,365

— продольный (между трубами в ширме)

По чертежу

0,036

Относительные шаги:

— поперечный

;

(79)

— продольный

;

(80)

Количество ширм поперек газохода

По чертежу

Количество труб в ширме

По чертежу

Число параллельно включенных ширм

(81)

Полная поверхность нагрева ШП

(82)

Лучевоспринимающая поверхность ШП

(83)

63,89

Расчетная поверхность нагрева ШП

(84)

Живое сечение для прохода газов

(85)

Живое сечение для прохода пара

(86)

Толщина излучающего слоя

(87)

Таблица 7.2.2. Тепловой расчет ШП

Рассчитываемая величина

Обозначение

Размерность

Формула или обоснование

Расчет

Температура газа на входе в ШП

1126,5

Энтальпия газа на входе в ШП

По таблице

21 726,058

Температура пара на входе в ШП

Энтальпия пара на входе в ШП

2676,63

Температура пара на выходе из ШП

Задаемся

Энтальпия пара на выходе из ШП

[3, табл. 25]

2949,3

Лучистое тепло, воспринятое из топки ШП

(88)

Коэффициент распределения тепла по высоте топки

;

[2, табл. 4.10]

0,8

Тепло, воспринятое ШП по уравнению теплового ба-ланса

(89)

Энтальпия газов на выходе из ШП

(90)

Температура газов на выходе из ШП

По таблице

990,98

Средняя температура газов в ШП

(91)

Средняя температура пара в ШП

(92)

Скорость газов в ШП

(93)

Скорость пара в ШП

(94)

Удельный объём пара

н

по табл. 25 при Pб и

0,1 343

Коэффициенты ослабления лучей:

— трехатомными газами

— сажистыми частицами образующимися в ядре факела

— топочной средой: несветящихся газов

K

=13,6•0,248=3,373

светящейся части факела

K

=13,6•0,248+3,41=6,78

Коэффициенты теплового излучения:

— несветящихся газов

;

KPS=3,373•0,1•0,491=0,165

— светящейся части

;

KPS=6,780,1•0,491=0,333

=

Коэффициент ослабления лучей

;

Коэффициенты теплоотдачи:

— конвекцией от поверхности к обогреваемой среде

(95)

— излучением продуктов сгорания

(96)

Температура загрязненной стенки

(97)

— конвекцией от газов к поверхности

(98)

— от газов к стенке

(99)

Коэффициент теплопередачи

(100)

Температурный напор в ШП

(101)

Тепловосприятие ШП по уравнению теплопередачи

(102)

Отношение

величин

тепловосприятий

%

(103)

7.3 Расчет конвективного пароперегревателя первой ступени

Таблица 7.3.1 Конструктивные характеристики КП1

Рассчитываемая величина

Обозначение

Размер-ность

Формула или обоснование

Расчет

Диаметр и толщина стен труб

По чертежу

Шаги:

— поперечный

По чертежу

0,096

— продольный

По чертежу

0,064

Количество змеевиков поперек газохода

По чертежу

Длина змеевика

По чертежу

18,5

Полная поверхность нагрева КП1

(104)

Относительные шаги:

— поперечный

;

— продольный

;

Живое сечение для прохода газов

по чертежу

31,8

Живое сечение для прохода пара

(105)

Толщина излучающего слоя

(106)

Таблица 7.3.2 Тепловой расчет КП1

Рассчитываемая величина

Обозначение

Размерность

Формула или обоснование

Расчет

Температура пара на входе в ВПР1

Энтальпия пара на входе в ВПР1

[3, табл. 25]

2949,3

Падение энтальпии пара в ВПР1

Принята

Энтальпия пара на входе в КП1

(107)

Температура пара на входе в КП1

[3, табл. 25]

Температура пара на выходе из КП1

Задаемся

Энтальпия пара на выходе из КП1

[3, табл. 25]

3222,7

Тепловос-приятие КП1 по уравнению теплового ба-ланса

Энтальпия газа на входе в КП1

По таблице

19 322,612

Температура газа на входе в КП1

990,98

Энтальпия газов на выходе из КП1

Температура газов на выходе из КП1

По таблице

739,33

Средняя температура газов в КП1

Продолжение таблицы 7.3.2

Средняя температура пара в КП1

Скорость газов в КП1

Скорость пара в КП1

Коэффициенты ослабления лучей:

— трехатом-ными газами

— топочной средой

Коэффициенты теплового излучения:

— несветящихся газов

;

— светящейся части

;

Коэффициент ослабления лучей

;

Температура загрязнения стенки

Коэффициенты теплоотдачи:

— конвекцией от поверхности к обогреваемой среде

— излучением продуктов сгорания

7.4 Расчет конвективного пароперегревателя второй ступени

Таблица 7.4.1 Конструктивные характеристики КП2

Рассчитываемая величина

Обо-значение

Размерность

Формула или обоснование

Расчет

Диаметр и толщина стен труб

По чертежу

Шаги:

— поперечный

По чертежу

0,05

— продольный

По чертежу

0,064

Количество труб поперек газохода

По чертежу

Длина змеевика

По чертежу

Полная поверхность нагрева КП2

Живое сечение для прохода газов

По чертежу

18,5

Живое сечение для прохода пара

Толщина излучающего слоя

Таблица 7.4.2 Тепловой расчет КП2

Рассчитываемая величина

Обо-значение

Размер-ность

Формула или обоснование

Расчет

Температура пара на входе в ВПР2

Энтальпия пара на входе в ВПР2

[3, табл. 25]

3222,7

Падение энтальпии пара в ВПР2

Задаемся

Энтальпия пара на входе в КП2

Температура пара на входе в КП2

[3, табл. 25]

448,66

Температура пара на выходе из КП2

Энтальпия пара на выходе из КП2

3504,21

Тепловос-приятие КП2 по уравнению теплового ба-ланса

Энтальпия газа на входе в КП2

14 012,94

Температура газа на входе в КП2

739,33

Энтальпия газов на вы-ходе из КП2

Температура газов на вы-ходе из КП2

По таблице

583,96

Средняя температура газов в КП2

Продолжение таблицы 7.4.2

Средняя температура пара в КП2

Скорость газов в КП2

Скорость пара в КП2

Коэффициенты ослабления лучей:

— трехатом-ными газами

— топочной средой

Коэффициенты теплового излучения:

— несветящихся газов

;

— светящейся части

;

Коэффициент ослабления лучей

;

Коэффициенты теплоотдачи:

— конвекцией от поверхности к обогреваемой среде

— излучением продуктов сгорания

— конвекцией от газов к поверхности

8. Расчет водяного экономайзера

Таблица 8.1 Конструктивные характеристики ЭК

Рассчитываемая величина

Обо-значе-ние

Размерность

Формула или обоснование

Расчет

Диаметр и толщина стен труб

По чертежу

Шаги:

— поперечный

По чертежу

0,0768

— продольный

По чертежу

0,048

Количество труб поперек газохода

По чертежу

Длина змеевика

По чертежу

Полная поверхность нагрева ЭК

Относительные шаги:

— поперечный

;

— продольный

;

Живое сечение для прохода газов

По чертежу

27,71

Живое сечение для прохода воды

Толщина излучающего слоя

Таблица 8.2 Тепловой расчет ЭК

Рассчитываемая величина

Обо-значе-ние

Размер-ность

Формула или обоснование

Расчет

Энтальпия воды на входе в ЭК

[3, табл. 24]

1025,67

Температура воды на входе в ЭК

Задана

Энтальпия воды на выходе из ЭК

[3, табл. 24]

1207,8

Температура воды на выходе из ЭК

Задаемся

Тепловос-приятие ЭК по уравнению теплового ба-ланса

Энтальпия газа на входе в ЭК

По таблице

9817,23

Температура газа на входе в ЭК

583,96

Энтальпия газов на выходе из ЭК

Температура газов на выходе из ЭК

По таблице

371,17

Средняя температура газов в ЭК

Средняя температура воды в ЭК

Скорость газов в ЭК

9. Расчет воздухоподогревателя горячей ступени

Таблица 9.1 Конструктивные характеристики ВП

Рассчитываемая величина

Обо-значение

Размерность

Формула или обоснование

Расчет

Количество ВП

n

шт

[2, табл. 5.8]

Количество секторов:

— всего

шт

[2, табл. 5.10]

— по воздуху

шт

[2, табл. 5.10]

— по газам

шт

[2, табл. 5.10]

Относительное сечение:

— по воздуху

;

(108)

— по газам

;

(109)

Живое сечение для прохода газов

[2, табл. 5.10]

8,5

Живое сечение для прохода воздуха

[2, табл. 5.10]

5,67

Поверхность нагрева (горячая часть)

[2, табл. 5.9]

Таблица 9.2 Тепловой расчет ВП

Рассчитываемая величина

Обо-значение

Размерность

Формула или обоснование

Расчет

Энтальпия воздуха на входе в ВП

По таблице

1538,02

Температура воздуха на входе в ВП

Задаемся

Энтальпия воздуха на выходе из ВП

По таблице

Температура воздуха на выходе из ВП

Задана

Тепловосприятие ВП по уравнению теплового баланса

(110)

Энтальпия газа на входе в ВП

По таблице

7915,61

Температура газа на входе в ВП

371,17

Энтальпия газов на выходе из ВП

Температура газов на выходе из ВП

По таблице

288,01

Средняя температура газов в ВП

Средняя температура воздуха в ВП

Скорость газов в ВП

Скорость воздуха в ВП

Коэффициент теплоотдачи от стенки к воздуху

(111)

10. Уточнение теплового баланса

10.1 Уточнение теплового баланса

Рассчитываемая величина

Обо-значение

Размер-ность

Формула или обоснование

Расчет

Невязка теплового баланса

(115)

Относительная невязка баланса

%

(116)

11. Сводная таблица основных показателей теплового баланса

Таблица 11.1 Основные показатели теплового баланса

Поверхность Параметр

Топка

РП

ШП

КП1

КП2

ЭК

ВП

Температура газов на входе и' 0C

;

;

1126,5

990,98

739,33

583,96

371,17

Температура газов на выходе и" 0C

1126,5

;

990,98

739,33

583,96

371,17

288,01

Температура среды на входе

t' 0C

;

340,5

448,66

Температура среды на выходе

t" 0C

;

Список используемой литературы

1. М. И. Резников, Ю. М. Липов. Паровые котлы тепловых электростанций. М. Энергоатомиздат-1987

2. Ю. М. Липов, Ю. Ф. Самойлов, Т. В. Виленский. Компоновка и тепловой расчет парового котла. М.М. Энергоатомиздат-1988

3. Тепловой расчет котельных агрегатов (Нормативный метод). Санкт-Петербург, 1998 г.

Показать весь текст
Заполнить форму текущей работой