Расчет парогенератора БКЗ-75-39-ФБ

КурсоваяПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

При сжигании смеси жидкого и газообразного топлив расчёт с целью упрощения условно ведется на 1 кг жидкого топлива с учётом количества газа (м3), приходящегося на 1 кг жидкого топлива. Поскольку доля жидкого топлива в смеси задана по теплу, то теплота сгорания жидкого топлива и является этой долей. Кроме водяного пара в качестве теплоносителя используется горячая вода. Агрегаты для получения… Читать ещё >

Расчет парогенератора БКЗ-75-39-ФБ (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Основным оборудованием вырабатывающим тепловую энергию в промышленных и отопительных установках является парогенераторы и водяные котлы. Промышленные предприятия потребляют огромное количество тепла на технологические нужды, вентиляцию, отопление и горячее водоснабжение. Тепловая энергия в виде пара и горячей воды вырабатывается теплоэлектростанциями, промышленными районами отопительными котельными.

Одной из основных задач при выработке тепловой энергии является всемирная экономия всех видов топлива. При комбинированном или раздельной выработке электрической и тепловой энергии чаще всего в качестве теплоносителя применяется водяной пар. Агрегат предназначен для выработки пара называют парогенераторами.

Кроме водяного пара в качестве теплоносителя используется горячая вода. Агрегаты для получения горячей воды называют водогрейными котлами. Таким образом основным агрегатом предназначенным для выработки пара и горячей воды являются парогенераторы и водогрейные котлы.

Общее описание котла БКЗ-75−39ФБ

Топочная камера объемом 454 м³ полностью экранирована трубами Ш60×3 мм, а при работе на каменном угле и торфе — частично в нижней части трубами Ш60×4 мм, расположенными с шагами 75 и 90 мм. Экраны разделены на 12 самостоятельных контуров (по числу блоков камеры).

Для сжигания бурого угла и фрезерного торфа топку оборудуют двумя шахтными мельницами с фронта. В этом случае нижнюю часть боковых экранов на уровне амбразур утепляют хромитовой массой, нанесенной на ошипованные трубы.

Разработана модификация парогенератора БКЗ-75−39 ФБЖ, оборудованного топкой с жидким шлакоудалением, для сжигания антрацитового штыба. В этом случае для устойчивого сжигания топлива нижнюю часть топочной камеры утепляют полностью слоем хромитовой массы, а скаты воронки закрывают кирпичной кладкой с лотками для выпуска шлака.

Схема испарения — трехступенчатая. В барабане расположен чистый отсек первой ступени испарения и два солевых отсека второй ступени испарения (по торцам барабана). Третья ступень вынесена в выносные циклоны Ш377 мм.

Перегреватель — вертикальный, змеевиковый, двухблочный, с коридорным расположением труб Ш38×3 мм. Поверхностный пароохладитель установлен между блоками «в рассечку» .

Экономайзер — стальной, гладкотрубный, змеевиковый, кипящего типа, с шахматным расположением труб Ш32×3 мм, двухступенчатый. Первая ступень состоит из двух блоков и расположена между ступенями воздухоподогревателя «в рассечку». Поперечный шаг труб первой ступени — 40 мм, продольный — 55 мм. Поперечный шаг труб второй ступени — 50 мм, продольный — 55 мм.

Воздухоподогреватель — стальной, трубчатый, с шахматным расположением труб Ш40×1,5 мм, четырехходовой. Поперечный шаг труб: первой ступени — 70 мм, второй — 60 мм; продольный шаг: первой ступени — 45 мм, второй — 42 мм. Технические и основные конструктивные характеристики парогенератора приведены в таблице.

Технические и основные конструктивные характеристики парогенератора БКЗ-75−39 ФБ


Наименование показателей	Топливо
	каменный уголь	бурый уголь	торф
Номинальная паропроизводительность, т/ч
Рабочее давление пара, Мпа
Температура перегретого пара, ⁰С
Площадь поверхности нагрева, м²:
лучевосринимающая (экранов и фестона)
конвективная:
фестона
перегревателя
экономайзера
воздухоподогревателя

Для наглядности составим расчетную схему котла БКЗ-75−39-ФБ.

1 — топка; 2 — фестон; 3 — вторая ступень пароперегревателя; 4 — первая ступень пароперегревателя; 5 — вторая ступень водяного экономайзера; 6 — вторая ступень воздухоподогревателя;; 6 — первая ступень водяного экономайзера; 8 — первая ступень воздухоподогревателя Рисунок 1- Расчетная схема котла БКЗ-75−39-ФБ.

Таблица 1. Исходные данные.


Название котла	Д, т/ч	р_пе, бар	t_пе, С	, %	q1	Топливо № 1	Топливо № 2	t_п.в, С
БКЗ-75−39-ФБ

1.Расчёт топлива

1.1 Характеристики топлива

Расчётные характеристики для заданных видов топлива предоставлены в таблицах 2 и 3.

Таблица 2. Характеристики твёрдого топлива.


С_р %	W^p %	A^p %	S^p_k %	S^p_op %	H^p %	N^p %	O^p %	Q^p_н _кДж_/_кг	V^г
46,6		14,8	0,9	3,7	0,9	11,1	17 543,53	49,0

Таблица 3. Характеристики газа.

СH₄

C₂H₆

C₃H₈

C₄H₁₀

C₅H₁₂

N₂

CO₂

H₂S

O₂

H₂

Q^C_н

кДж/кг

с^с_г

Кг/м³

95,7

1,9

0,5

0,3

0,1

1,3

;

36 468,77

0.741

1.2 Теплота сгорания смеси топлив

При сжигании смеси жидкого и газообразного топлив расчёт с целью упрощения условно ведется на 1 кг жидкого топлива с учётом количества газа (м³), приходящегося на 1 кг жидкого топлива. Поскольку доля жидкого топлива в смеси задана по теплу, то теплота сгорания жидкого топлива и является этой долей.

Следовательно, удельная теплота сгорания смеси определиться как где — теплота сгорания твёрдого топлива, кДж/кг;

— доля твёрдого топлива по теплу, %;

Количество теплоты, вносимое в топку с газом:

Тогда расход газа (в м³) на 1 кг твёрдого топлива будет равен:

где — теплота сгорания газа, кДж/м?.

Проверка:

1.3 Объёмы воздуха и продуктов сгорания

Необходимое для полного сгорания топлива количество кислорода, объёмы и массовые количества продуктов сгорания определяются из нижеследующих стехиометрических уравнений:

Для твёрдого топлива:

Для газообразного топлива:

VвII=0.0476•[0.5•СО+0.5•Н2+1.5•Н2S+?(m+0.25•n)•СmНn-О2]= =0.0476?[(1+0,25?4)?95,7+(0,25?6+2)?1,9+(3+0,25?8)?0,5+(4+0,25?10)?0,3+(5+0,25?12)?0,1]=9,67 мі/кг

VN2II=0.79•VвII+0.01•N2=0.79•9,67+0.01•1,3=7,653мі/кг

VRO2II=0.01•(СО2+СО+Н2S+?m•СmНn)=0.01•(95,7+3,8+1,5+1,2+0,5)=1,027 мі/кг

VН2OII=0.01•(Н2S+Н2+?0.5•n•СmНn+0.124•dr)+0.0161•

Vв=0.01?(0,5?4?95,7+0,5?6?1,9+0,5?8?0,5+0,5?10?0,3+0,5?12?0,1+0,124?10)+0,0161?9,67=2,1800мі/кг

Для смеси топлив:

Vв=VвI+Х•VвII=4,78+0,26•9,67=7,2942 мі/кг;

VN2=VN2I+Х•VN2II=3,78+0,26•7,6=5,756 мі/кг;

VRO2=VRO2I+Х•VRO2II=0,87+0,26•1,027=1,14 мі/кг;

VН2O=VН2OI+Х•VН2OII=0,76+0,26•2,18=1,3268 мі/кг;

Расчёт действительных объёмов.

VN2=VN2+(-1)•Vв=5,756+(1.2−1)•7,2942=7,21 мі/кг;

VН2O=VН2O+0.0161•(-1)•Vв=1,3268+0.0161•(1.2−1)•7,2942=1,3503 мі/кг;

Vr=VRO2+VN2+VН2O=1,3503+7,21+1,14=9,7 мі/кг;

Объёмные доли трёхатомных газов.

rRO2=VRO2/Vr=1,14/9,7=0,12

rН2O=VН2O/Vr=1,3503/9,7=0,14

rn=rRO2+rН2O=0,12+0,14=0,26

Концентрация золы в доменных газах.

=10•А •ун/Vr=10•14,8•0.95/9,7=14,49 г/мі;

1.4 Энтальпии воздуха и продуктов сгорания

Iв=Vв•(сt)в=7,2942•1436=10 468,44 кДж/кг;

Ir=VRO2•(с)RO2+VN2•(с)N2+VН2О•(с)Н2О=1,14•2202+5,756•1394+1,3268•1725=12 820,03 кДж/кг;

Ir=Ir+(-1)•Iв+Iзл;

т.к. (А •ун/Qн)•10і=14,8?0,95/17 543,53?10і=0,8<1,5

то Iзл — не учитывается;

Ir=Ir+(-1)•Iв=14 495+(1.2−1)•9248=16 345 кДж/кг.

Полученные результаты после проверки на компьютере и уточнения оформим в виде таблицы 4.

Таблица 4. Результаты расчёта топлива.


Для твёрдого топлива	Для газообразного топлива	Для смеси топлив	Энтальпии при t=1000 °С
VвI=4,78 VN2I=3,78 VRO2I=0,87 VН2OI=0,76	VвII=9,67 VN2II=7,653 VRO2II=1,027 VН2OII=2,18	VвII=7,2942 VN2II=5,756 VRO2II=1,14 VН2OII=1,3268	Воздуха: Iв=10 468,44 Газа: Ir=12 820,03 Ir=14 913,72 Золы: Iзл=0.00

При т=1.2, t=1000°С.

Значение коэффициентов избытка воздуха на выходе из топки и присосов воздуха в элементах и газоходах котельной установки принимаем по таблице 5.

Таблица 5. Присосы воздуха по газовому тракту.


Участки газового тракта.			Температура, °С.
Топка, фестон		1,2	100−2200
Пароперегреватель I ст.	0,03	1,23	600−1300
Пароперегреватель II ст.	0,02	1,25	500−1200
Экономайзер II ст.	0,04	1,29	400−1000
Воздухоподогреватель II ст.	0,03	1,32	300−700
Экономайзер I ст.	0,04	1,36	200−600
Воздухоподогреватель I ст.	0,03	1,39	100−500

Данные расчётов энтальпии продуктов сгорания топлива при различных температурах газов в различных газоходах сведены в таблицу 6.

Таблица 6. Энтальпии продуктов сгорания в газоходах.


t, C	1,2	1,23	1,25	1,29	1,32	1,36	1,39
	1333,446						1516,279
	2694,128					3004,39	3062,565
	4094,624				4447,168	4564,683	4652,819
	5533,146			5888,752	6007,288	6165,335	6283,87
	7006,732		7256,05	7455,504	7605,095	7804,55	7954,14
	8512,33	8693,851	8814,865	9056,893	9238,414	9480,442	9661,963
	10 057,93	10 272,04	10 414,78	10 700,25	10 914,36	11 199,84	11 413,94
	11 650,4	11 897,53	12 062,29	12 391,79	12 638,92	12 968,43
	13 266,01	13 546,16	13 732,93	14 106,47	14 386,63
	14 913,72	15 227,77	15 437,14	15 855,88
	16 571,82	16 920,65	17 153,2
	18 235,19	18 618,79	18 874,53
	19 963,06	31 224,88
	21 674,3
	23 398,09
	25 146,53
	28 674,94
	32 252,91
	35 865,09

Расчёт теплового баланса парогенератора и расход топлива.


Величина	Единица измерения	Расчет	Результат
Наименование	Обозначение	Расчетная формула или способ определения
Располагаемая теплота топлива	Q_р^р	Q_н^р+Q_в.вн+i_тл,	_КДж/кг	26 990,04+0+0	26 990,04
Потеря теплоты от хим. неполноты сгор.	q₃	По табл. 4−3	%	;	0,5
От мех. неполноты сгорания	q₄	То же	%	;
Потери теплоты с уход. газами	q₂		%	(2289,422−1,39?258,066)? 99/26 990,04	7,08
Темпер.ух.газов		Принята	⁰С	;
Энтальпия ух. газов	I_ух	По табл. 5	_КДж/кг	;	2289,422
Темп.холл.возд.	tхв	По табл. 2−4	_КДж/кг	;
Уд.энтальпия хол.возд.	I_х.в.	I_х.в. = Vв•(сt)в	_КДж/кг	7,29?35,4	258,066
Потери теплоты в окружающ среду	q₅	По рис.3−1,	%	;	0,79
Сумма тепловых потерь		q₂+q₃+q₄+q₅+q₆	%	7,08+0,5+1+ 0,79	9,37
К.П.Д. парогенератора		100 — ?	%	100−9,37	90,63
Коэффициент сохранения теплоты		1 -(q_5/+ q₅₎ Ф.(3−13), стр.18/1/.	;		0,9914
Паропроизводит. агрегата	Д	По заданию	кг/с		19,7
Давление пара у гл. паров. задвиж	Р_nn	По заданию	МПа	;
Давление пара в барабане	Р	По заданию	МПа	;	4,4
Темпер. перегретого пара	t_nn	По заданию	⁰С	;
Темпер.питательн. воды	t_n_в	По заданию	⁰С	;
Уд. энтальпия перегрет. пара	і_nn	По табл. VI — 8	кДж/кг	;	3345,5
Уд.энтальпия питател. воды	i_n_в	По табл. VI — 6	кДж/кг	;
Значение продувки	с	По заданию	%	;
Полезно использ теплота в агрегате	Q_n_г	Д (і_nn— i_n_в)+ Д? с /100(i_ки_n_-i_n_в)	кВт	19,7(3345,5−613)+19,7?0,05(1065,7−613)	54 097,79
Полный расход топлива	В	(Q_n_г?100)/ Q_р^р?	кг/с		2,21
Расчетный расход топлива	В_р	В?(1- q₄/100)	кг/с	2,21?100−1/100	2,18
Давл. питател. воды в экономайзере	Р_n_в	По заданию	МПа	;
Энтальпия продувоч. воды	i_ки_n	По табл.	кДж/кг	;	1065,7
Доля золы топлива в шлаке	бшл	1-бун	;	1−0,95	0,05
Температура шлаков	tшл	По рекомендации/1/, стр17	єС	;
Уд. энтальпия шлаков	(сv)шл	^{По таб. 2−4}		;
Потери с физ. Теплот. шлаков	q6		%		0,0154

Расчёт конструктивных характеристик топки


Величина	Единица	Расчёт
Наименование	Обозначение	Расчётная формула или способ определения
Активный объём топочной камеры		По конструктивным размерам	м³	430,95
Тепловое напряжение объёма топки: расчётное допустимое		По табл. 4−3	кВт/м³ кВт/м³
Количество горелок	n	По табл. III-10	шт.
Тепло производительность горелки			МВт
Тип горелки	-;	По табл. III-6	-;	Пылеугольная, № 8

Расчет полной площади стен топочной камеры (Fст) и суммарной

лучевоспринимающей поверхности топки (Hл).


Наименование	Обозначение	Единица	Фр.и свод	Боковые	Задняя	Вых. окно
Полная площадь стены и выходного окна	F_СТ	м²	110,75	132,6	68,25	28,4
Наружный диаметр труб	d	мм				;	;
Шаг труб	s	мм				;	;
Расстояние от оси труб до кладки (стены)	L	мм				;	;
Отношение	s/d	;	1,5	1,5	1,5	;	;
Отношение	L/d	;	1,67	1,67	1,67	;	;
Угловой коэффициент	x	;	0,98	0,98	0,98		;
Площадь лучевоспринимающей поверхности открытых экранов	H_ЛОТК	м²	98,7		66,9	28,4

Поверочный расчёт теплообмена в топке


Величина	Единица	Расчёт
Наименование	Обозначение	Расчётная формула или способ определение
Суммарная площадь лучевоспринимающей поверхности		По конструктивным размерам	м²
Полная площадь стен топочной камеры		По конструктивным размерам	м²
Коэффициент тепловой эффективности лучевоспринимающей поверхности			-;
Эффективная толщина излучающего слоя пламени			м
Полная высота топки		По конструктивным размерам	м	11,4
Высота расположения горелок		По конструктивным размерам	м	3,6
Относительный уровень расположения горелок			-;
Параметры забаластированости топочных газов на выходе	rv		;
Коэффициент	М0	Принимаем по (1)	;	0,46
Параметр, учитывающий характер распределения температуры в топке	М		-;	0,46?(1−0,4?0,316)= =0,45
Коэффициент избытка воздуха на выходе из топки		По табл. 4−3	-;	1,2
Присос воздуха в топке		По табл. 2−2	-;	0,07
Присос воздуха в системе пылеприготовления		По табл. 2−1	-;	0,04
Температура горячего воздуха		По предварительному выбору	С
Энтальпия горячего воздуха		Потаблице	кДж/кг
Энтальпия присосов воздуха		Потаблице	кДж/кг	258,066
Количество теплоты, вносимое в топку воздухом			кДж/кг
Полезное тепловыделение в топке			кДж/кг
Адиабатическая температура горения		Потаблице	С	1909,4
Температура газов на выходе из топки		По предварительному выбору	С
Энтальпия газов на выходе из топки		Потаблице	кДж/кг
Средняя суммарная теплоёмкость продуктов сгорания			кДж/кг
Объёмная доля: водяных паров трёхатомных газов		По табл. 1−2 По табл. 1−2	— -;	0,14 0,12
Суммарная объёмная доля трёхатомных газов			-;	0,14 + 0,12 = 0,26
Коэффициент ослабления лучей: трёхатомными газами золовыми частицами газами кокса		По форм.5−26 По форм.5−27 По	1/(мЧ ЧМПа) -//; -//;	1,12 0,86
Коэффициент поглощения луч. частиц сажи			1/(мЧ ЧМПа)	2,06
Тепловая доля газов в смеси	q2	1-q1	;	1−0.65=0.35
Коэффициент ослабления лучей топочной средой	k	кг+m?кс?q2+(кзл?мзл+ккокс?мкокс)(1-q2)	1/(мЧ ЧМПа)	1.12+0.1?2.06?0.35+(0.86+ +0.1)?(1−0.35)=1.82
Суммарная сила поглощения топочного объёма	Bu		-;	1,82?0,1?4,7=0,85
Параметр	m	Принимаем	;	0,1
Эффект. Критерия Бугера		1,6?Ln?	;	0,93
Температура газов на выходе из топки		— 273	С
Энтальпия газов на выходе из топки		Потаблице или по — диаграмме	кДж/кг
Общее тепловосприятие топки			кДж/кг	0,9914?(30 632−14 765)=15 730,5
Средняя удельная тепловая нагрузка лучевоспринимающих поверхностей			кВт/м²

Конструктивные размеры и характеристики

поверхностей нагрева фестона и испарительных пучков.


Показатели	Единица	Фестон
Наименования	Обозначение
Диаметр труб :
наружный	d	м	0,06
Кол-во труб в ряду	Z1	шт.
Кол-во рядов труб	Z2
Общее кол-во труб в рассчитваыемом участке	Z	шт.
Средняя длина труб	lср	мІ	4,1
Расчетна площадь поверхности нагрева	H	;
Расположение труб	;	;	Шахмотное
Шаг труб :
поперек движения газов	S1	мм
Вдоль движения газов	S2	мм
Относительный шаг труб :
поперечный	S1/d	;
продольный	S2/d	;	4,17
Размер сечения газохода поперек	А	м	6,075
движения газов	В	м	4,1
Площадь живого сечения для прохода газов	F	м²

Поверочный расчёт фестона.


Величина	Единица	Расчёт
Наименование	Обозначение	Расчётная формула или способ определения
Полная площадь поверхности нагрева	Н	По конструктивным размерам	м²
Площадь поверхности труб боковых экранов, находящихся в зоне фестона	Н_доп	То же	м²	3,9
Диаметр труб	d	«	мм	60*3
Относительный шаг труб: поперечный продольный		« «	— -;	4,17
Количество рядов труб по ходу газов		«	шт.
Количество труб в ряду		«	шт.
Площадь живого сечения для прохода газов	F		м²
Эффективная толщина излучающего слоя	s		м	1,38
Температура газов перед фестоном		Из расчёта топки	°С
Энтальпия газов перед фестоном		То же	кДж/кг
Температура газов за фестоном		По предварительному выбору	°С
Энтальпия газов за фестоном		Потаблице	кДж/кг	13 837,76
Количество теплоты, отданное фестону			кДж/кг
Температура кипения при давлении в барабане р_б=4,4 МПа		По таблице VI-7	°С
Средняя температура газов			°С
Средний температурный напор			°С
Средняя скорость газов			м/с	4,7
Коэффициент теплоотдачи конвекцией		По рис. 6−4	кВт/(м²· К)
Суммарная поглощательная способность трёхатомных газов			м· МПа
Коэффициент ослабления лучей трёхатомными газами		По рис. 5−5 или формуле (5−27)	1/(м· МПа)	2,26
Коэффициент ослабления лучей золовыми частицами		По рис. 5−6 или формуле (5−27)	1/(м· МПа)	0,88
Суммарная оптическая толщина запылённого газового потока			—	(2,26+0,88)?0,1?1,38= =0,43
Степень черноты излучающей среды		По рис. 5−4 или формуле (5−22)	-;	0,35
Температура загрязнённой стенки трубы			°С	256+50=306
Коэффициент теплоотдачи излучением		По рис. 6−12 (_л=_на)	Вт/(м²· К)	59,5
Коэффициент использования поверхности нагрева		По § 6−2	-;
Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке			Вт/(м²· К)	1(40+59,5)=99,5
Коэффициент загрязнения		По формуле (6−37) и рис. 6−13	м²· К/Вт	0,0013
Коэффициент теплопередачи			Вт/(м²· К)
Тепловосприятие фестона по уравнению теплопередачи			кДж/кг
Тепловосприятие настенных труб			кДж/кг
Суммарное тепловосприятие газоходов фестона			кДж/кг	926,927
Расхождение расчетных тепловосприятий			%

Конструктивные размеры и характеристики перегревателя


Показатели		Ступень
Наименование	Обозначение	Расчётная формула или способ определения	Единица	I	II

Диаметр труб		По конструктивным размерам	мм	38/32	38/32
Кол-во труб в ряду (поперёк газохода)		То же	шт.
Кол-во рядов труб (походу газов)		«	шт.
Средний шаг труб: Поперечный Продольный		« «	мм. мм.
Расположение труб в пучке	-;	«	-;	Коридорное	Коридорное
Характер омывания	-;	«	-;	Поперечное	Поперечное
Средняя длина змеевика		«	м	2,9	2,7
Суммарная длина труб		«	м
Полная площадь поверхности нагрева			м²
Площадь живого сечения на входе			м²	18,8	9,35
То же, на выходе			м²	12,36	9,35
Средняя площадь живого сечения газохода			м²	14,91	9,35
Количество параллельно включенных змеевиков (по пару)		По конструктивным размерам	шт.
Площадь живого сечение для прохода пара			м²	0,0578	0,0578

Поверочный расчёт первой ступени перегревателя.


Величина	Единица	Расчёт
Наименование	Обозначение	Расчётная формула или способ определения
Диаметр труб		По конструктивным размерам	мм	38/32
Площадь поверхности нагрева		То же	м²
Температура пара на выходе из ступени		По заданию	єС
То же, на входе в ступень		По предварительному выбору	єС
Давление пара: — на выходе из ступени — на входе в ступень		По заданию По выбору	МПа МПа	4,2 4,4
Удельная энтальпия: — на выходе из ступени — на входе в ступень		По табл. VI-8 То же	кДж/кг кДж/кг	2797,2
Суммарное тепловосприятие ступени	Q		кДж/кг	19,7/2,18?(3093−2797,2)= =2673
Средняя удельная тепловая нагрузка лучевоспринимающих поверхностей топки		Из расчёта топки	кВт/м²
Коэффициенты распределения тепловой нагрузки: по высоте между стенами		По рис. 5−9 По табл. 5−7	— —	1,25 1,03
Удельное лучистое тепловосприятие выходного окна топки			кВт/м²	1,25?1,03?106=136,4
Угловой коэффициент фестона		По рис. 5−1	-;	0,73
Площадь поперечного сечения газохода перед ступенью			м²	27,5
Лучистое тепловосприятие ступени			кДж/кг
Конвективное тепловосприятие ступени			кДж/кг	2673 — 464,6 = 2208,4
Температура газов перед ступенью		Из расчёта фестона	єС	934,7
Энтальпия газов на входе в ступень		То же	кДж/кг	13 837,76
То же, на выходе из ступени			кДж/кг
Температура газов на выходе из ступени		Потаблице	єС
Средняя температура газов			єС	0,5(934,7+783)=858,8
Средняя скорость газов в ступени			м/с
Коэффициент теплоотдачи конвекцией		По рис. 6−5	Вт/(м²· К)
Средняя температура пара			єС	0,5(352+256)=304
Объём пара при средней температуре		По табл. VI-8	м³/кг	0,05
Средняя скорость пара			м/с
Коэффициент теплоотдачи от стенки к пару		По рис. 6−7	Вт/(м²· К)
Толщина излучающего слоя	s		м	0,9(4/3,14?2,3?2,3−1)?0,038= =0,19
Суммарная поглощательная способность трехатомных газов			м· МПа	0,1?0,26?0,19=0,0494
Коэффициент ослабления лучей трёхатомными газами		По рис. 5−5	1/м· МПа
Суммарная оптическая толщина запылённого газового потока			-;	0,15
Степень черноты излучающей среды		По рис. 5−4	-;	0,14
Коэффициент загрязнения		По § 6−2	м²· К/Вт	0,0075
Температура загрязнённой стенки трубы			єС	304,21
Коэффициент теплоотдачи излучением		По рис. 6−12	Вт/(м²· К)	16,52
Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке			Вт/(м²· К)	1(54+16,52)=70,52
Коэффициент тепловой эффективности		По табл. 6−2	-;	0,6
Коэффициент теплопередачи			Вт/(м²· К)
Разность температур между газами и паром: наибольшая наименьшая			єС єС	934,7−352=582,7 783−256=527
Температурный напор при противотоке			єС
Площадь поверхности нагрева прямоточного участка		По конструктивным размерам	м²
Полная площадь поверхности нагрева ступени	H	То же	м²
Параметр	A		-;	0,48
Полный перепад температур газов			єС	151,7
То же, пара			єС
Параметр	P		-;
Параметр	R		-;	151,7/96=1,58
Коэффициент перехода к сложной схеме		По рис. 6−14	-;	0,998
Температурный перепад			єС	553,89
Тепловосприятие ступени по уравнению теплообмена			кДж/кг
Расхождение расчётных тепловосприятий			%

Конструктивный расчёт второй ступени перегревателя.


Величина	Единица	Расчёт
Наименование	Обозначение	Расчётная формула или способ определения
Диаметр труб		По конструктивным размерам	мм	38/32
Параметр пара на входе в ступень: давление		Из первой ступени перегревателя	МПа	4,2
Температура пара на входе в ступень		То же	єС
Паросодержание			-;	0,98
Удельная энтальпия: — кипящей воды — сухого насыщенного пара			кДж/кг кДж/кг	1115,5
Удельная энтальпия пара на входе в ступень			кДж/кг	3053,45
Параметры пара на выходе из ступени: давление		По выбору	МПа
температура		То же	єС
удельная энтальпия		То же	кДж/кг	3322,5
Тепловосприятие пароохладителя		По выбору	кДж/кг
Тепловосприятие ступени	Q		кДж/кг
Энтальпия газов на входе в ступень		Из расчёта первой ступени перегревателя	кДж/кг	116,18
Температура газов на входе в ступень		То же	єС
Энтальпия газов на выходе из ступени			кДж/кг
Температура газов на выходе из ступени		По — таблице	єС
Средняя температура газов в ступени			єС
Средняя скорость газов в ступени			м/с
Коэффициент теплоотдачи конвекцией		По рис. 6−5	Вт/(м²· К)
Средняя температура пара			єС	403,5
Объём пара при средней температуре		По табл. VI-8	м³/кг	0,0738
Средняя скорость пара			м/с
Коэффициент теплоотдачи от стенки к пару		По рис. 6−7	Вт/(м²· К)
Эффективная толщина излучающего слоя	s		м	0,21
Суммарная поглощательная способность трёхатомных газов			м· МПа	0,546
Коэффициент ослабления лучей трёхатомными газами		По рис. 5−5	1/(м· МПа)
Суммарная оптическая толщина запылённого газового потока			-;	0,17
Степень черноты излучающей среды	a	По рис. 5−5	-;	0,15
Коэффициент загрязнения		По § 6−2	м²· К/Вт	0,0068
Температура загрязнённой стенки трубы			єС
Коэффициент теплоотдачи излучением		По рис. 6−12	Вт/(м²· К)	19,5
Температура в объёме камеры перед ступенью		Из расчёта первой ступени перегревателя	єС
Коэффициент	A	По § 6−2	-;	0,5
Глубина по ходу газов: ступени (пучка) объём перед ступенью		По конструктивным размерам То же	м м	1,2 0,67
Коэффициент теплоотдачи излучением с учётом излучения газового объёма перед ступенью			Вт/(м²· К)	28,3
Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке			Вт/(м²· К)	84,5
Коэффициент тепловой эффективности		По табл. 6−2	-;	0,65
Коэффициент теплоотдачи	k		Вт/(м²· К)	37,7
Разность температур между газами и паром: наибольшая наименьшая			єС єС	783−455=328 587−352=235
Температурный напор при противотоке			єС
Полный перепад температур газового потока в ступени			єС	783−587=196
Полный перепад температур потока пара			єС	455−352=103
Параметр	R		-;	1,9
То же	P		-;	0,24
Коэффициент перехода к сложной схеме		По рис. 6−15	-;	0,98
Температурный перепад			єС	273,42
Площадь поверхности нагрева ступени	H		м²

Конструктивные размеры характеристики экономайзера


Наименование	Обозначение	Единица	Ступень
			I	II
Диаметр труб: наружный внутренний		мм мм
Расположение труб	-;	-;	Шахматное	Шахматное
Количество труб в горизонтальном ряду		шт.
Количество горизонтальных рядов труб		шт.
Шаг труб: поперёк потока газов (по ширине) вдоль потока газов (по высоте)		мм мм
Относительный шаг труб: поперечный продольный		— -;	1,25 1,72	1,56 1,72
Площадь поверхности нагрева		м²
Размеры сечения газохода поперёк движения газов		м м	6,075 1,7	6,075
Площадь живого сечения для прохода газов		м²	6,9	9,07
Количество параллельно включённых труб (по воде)		шт.
Площадь живого сечения для прохода воды		м²	0,042	0,042

Поверочный расчёт второй ступени экономайзера.


Величина	Единица	Расчёт
Наименование	Обозначение	Расчётная формула или способ определения
Площадь поверхности нагрева ступени	H	По конструктивным размерам	м²
Площадь живого сечения для прохода газов		То же	м²	9,07
То же, для прохода воды	f	" «	м²	0,042
Температура газов на входе в ступень		Из расчёта перегревателя	єС
Энтальпия газов на входе в ступень		То же	кДж/кг	8613,5
Температура газов на выходе из ступени		По выбору	єС
Энтальпия газов на выходе из ступени		По — таблице	кДж/кг	6672,13
Тепловосприятие ступени (теплота, отданная газами)			кДж/кг
Удельная энтальпия воды на выходе из ступени			кДж/кг	= 915,2
Температура воды на выходе из ступени		По табл. VI-6	єС	213,6
Удельная энтальпия воды на входе в ступень			кДж/кг	710,5
Температура воды на входе в ступень		По табл. VI-6	єС	167,7
Средняя температура воды	t		єС
Скорость воды в трубах			м/с
Средняя температура газов			єС	518,5
Средняя скорость газов			м/с
Коэффициент теплоотдачи конвекцией		По рис. 6−4	Вт/(м²· К)
Эффективная толщина излучающего слоя	s		м	0,0697
Суммарная поглощательная способность трёхатомных газов			м· МПа	0,1?0,26?0,0697= =0,18 096
Коэффициент ослабления лучей трёхатомными газами		По рис. 5−5	1/(м· МПа)
Коэффициент ослабления лучей золовыми частицами		По рис. 5−6	1/(м· МПа)	0,083
Суммарная оптическая толщина запылённого газового потока			-;	0,039
Степень черноты газов	а	По рис. 5−4	-;	0,038
Температура загрязнённой стенки трубы			єС
Коэффициент теплоотдачи излучением		По рис. 6−12	Вт/(м²· К)	2,39
Температура в объёме камеры перед ступенью		Из расчёта перегревателя	єС
Коэффициент	А	По § 6−2	-;	0,5
Глубина по ходу газов: ступени объём перед ступенью		По конструктивным размерам То же	м м	1,2 1,5
Коэффициент теплоотдачи излучением с учётом излучения газового объёма перед степенью			Вт/(м²· К)
Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке			Вт/(м²· К)	73,57
Поправка к коэффициенту загрязнения		По табл. 6−1	м²· К/Вт	0,002
Коэффициент загрязнения		По формуле (6−8)	м²· К/Вт	0,0048
Коэффициент теплоотдачи			Вт/(м²· К)
Разность температур между средами: наибольшая наименьшая			єС єС	587−213,6=373,4 450−167,7=282,3
Отношение			-;	1,32
Температурный напор			єС	327,8
Тепловосприятие ступени по уравнению теплообмена			кДж/кг
Расхождение расчётных тепловосприятий			%
Температура газов на выходе из ступени		По выбору	єС
Энтальпия газов на выходе из ступени		Потаблице	кДж/кг	5920,08
Тепловосприятие ступени (теплота, отданная газами)			кДж/кг
Удельная энтальпия воды на входе в ступень			кДж/кг
Температура воду на входе в ступень		По табл. VI-6	єС
Разность температур между средами: наибольшая наименьшая			єС єС	587−213,6=373,4 450−167,7=282,3
Температурный напор			єС	327,8
Тепловосприятие ступени по уравнению теплообмена			кДж/кг
Расхождение расчётных тепловосприятий			%

Конструктивные размеры и характеристики воздухоподогревателя


Наименование	Обозначение	Единица	Ступень
			I	II
Диаметр труб: наружный внутренний		мм мм
Длина труб	L	м	6,08	2,5
Расположение труб	-;	-;	Шахматное	Шахматное
Количество ходов по воздуху	n	шт.
Количество труб в ряду поперёк движения воздуха		шт.
Количество рядов труб вдоль движения воздуха		шт.
Шаг труб: поперечный (поперёк потока воздуха) продольный (вдоль потока воздуха)		мм мм
Относительный шаг: поперечный продольный		— -;	1,75 1,125	1,5 1,05
Количество параллельно включённых труб (по газам)		шт.
Площадь живого сечения для прохода газов		м²	3,28	3,43
Ширина сечения воздушного канала		м	6,075	6,075
Средняя высота воздушного канала		м	2,1	1,43
Площадь живого сечения для прохода воздуха		м²	5,9	6,1
Площадь поверхности нагрева		м²

Поверочный расчёт второй ступени воздухоподогревателя


Величина	Единица	Расчёт
Наименование	Обозначение	Расчётная формула или способ определения
Диаметр труб		По конструктивным размерам	мм
Относительный шаг: поперечный продольный		То же " «	— -;	1,5 1,05
Количество рядов труб		" «	шт.	4,8
Количество ходов по воздуху		" «	-;
Площадь живого сечения для прохода газов		" «	м²	3,43
То же, для прохода воздуха		" «	м²	6,1
Площадь поверхности нагрева		" «	м²
Температура газов на входе в ступень		Из расчёта второй ступени экономайзера	єС
Энтальпия газов на входе в ступень		То же	кДж/кг	5920,08
Температура воздуха на выходе из ступени		По выбору	єС
Энтальпия воздуха на выходе из ступени		Потаблицы	кДж/кг
Отношение количества воздуха на выходе из ступени к теоретически необходимому			-;	1,2−0,07−0,04=1,09
Температура воздуха на входе в ступень		Принемаем	єС	281,5
Энтальпия воздуха на входе в ступень		Потаблицы	кДж/кг
Тепловосприятие ступени			кДж/кг
Средняя температура воздуха			єС	315,7
Энтальпия присосов воздуха		Потаблицы	кДж/кг	258,066
Энтальпия газов на выходе из ступени			кДж/кг
Температура газов на выходе из ступени		Потаблицы	єС
Средняя температура газов			єС	0,5(351+402)=376,5
Средняя скорость газов			м/с
Коэффициент теплоотдачи с газовой стороны		По рис. 6−7	Вт/(м²· К)
Средняя скорость воздуха			м/с
Коэффициент теплоотдачи с воздушной стороны		По рис. 6−5	Вт/(м²· К)	65,04
Коэффициент использования поверхности нагрева		По табл. 6−3	-;	0,85
Коэффициент теплоотдачи			Вт/(м²· К)	21,7
Разность температур между средами: наибольшая наименьшая			єС єС	351−281,5=69,5 402−350=52
Средний температурный напор при противотоке			єС	0,5(69,5+52)=60,8
Перепад температур: наибольший наименьший			єС єС	350−281,5=68,5 402−351=51
Параметр			-;	0,42
То же			-;	1,33
Коэффициент		По рис. 6−16	-;	0,84
Температурный напор			єС	0,84?60,8=51,03
Тепловосприятие по уравнению теплообмена			кДж/кг
Расхождение расчётных тепловосприятий			%

Конструктивный расчёт первой ступени экономайзера


Величина	Единица	Расчёт
Наименование	Обозначение	Расчётная формула или способ определения
Площадь поверхности нагрева ступени	H	По конструктивным размерам	м²
Площадь живого сечения для прохода газов		То же	м²	6,9
То же, для прохода воды	f	" «	м²	0,042
Температура газов на входе в ступень		Из расчёта второй ступени воздухоподогревателя	єС
Энтальпия газов на входе в ступень		То же	кДж/кг
Температура газов на выходе из ступени		Принимаем	єС	284,6
Энтальпия газов на выходе из ступени		То же	кДж/кг	4324,15
Количество теплоты, отданное газами			кДж/кг
Удельная энтальпия воды на выходе из ступени		Из расчёта второй ступени экономайзера	кДж/кг	710,5
Температура воды на выходе из ступени		Из расчёта второй ступени экономайзера	єС	167,7
Температура воды на входе в ступень		t = tпв	єС
Удельная энтальпия воды на входе в ступень		По табл. VI-6	кДж/кг
Количество теплоты отданное газам			кДж/кг
Расхождение расчётных тепловосприятий			кДж/кг
Средняя температура воды	t_ср		єС	0,5(145+16,7)=156,35
Скорость воды в трубах			м/с
Средняя температура газов			єС	0,5(351+284,6)=317,8
Средняя скорость газов			м/с
Коэффициент теплоотдачи конвекцией		По рис. 6−5	Вт/(м²· К)	70,3
Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке			Вт/(м²· К)	1?70,3=70,3
Поправка к коэффициенту загрязнения		По табл. 6−1	м²· К/Вт	0,001
Коэффициент загрязнения		По формуле (6−8)	м²· К/Вт	0,451
Коэффициент теплоотдачи			Вт/(м²· К)
Разность температур между середами: — наибольшая — наименьшая			єС єС	351−167,7=183,3 284,6−145=139,6
Отношение			-;	1,31
Температурный напор			єС	0,5(183,3+139,6)=161,45
Площадь поверхности нагрева ступени	H		м²

Конструктивный расчёт первой ступени воздухоподогревателя


Величина	Единица	Расчёт
Наименование	Обозначение	Расчётная формула или способ определения
Диаметр и толщина стенки труб		По конструктивным размерам	мм
Относительный шаг труб: поперечный продольный		То же " «	— -;	1,75 1,13
Количество рядов труб	Z2	" «	шт.
Количество ходов по воздуху		" «	-;
Площадь живого сечения для прохода газов		" «	м²	3,28
То же, для прохода воздуха		" «	м²	5,9
Площадь поверхности нагрева	Н	" «	м²
Температура газов на входе в ступень		Из расчета первого экономайзера	єС	284,6
Энтальпия газов на входе в ступень		Потаблице	кДж/кг	4324,15
Температура воздуха на входе в ступень		По выбору	єС
Энтальпия теоретического количества холодного воздуха		Потаблице	кДж/кг	258,066
Температура воздуха на выходе из ступени		По выбору	єС
Энтальпия теоретического количества воздуха на выходе из ступени		Потаблице	кДж/кг	1890,3
Отношение			-;	1,2−0,07−0,04+0,03=1,12
Тепловосприятие ступени			кДж/кг
Средняя температура воздуха в ступени			єС	0,5(27+195)=111
Энтальпия газов на выходе из ступени			кДж/кг
Температура газов на выходе из ступени		Потаблице	єС
Средняя температура газов			єС	0,5(161+284,6)= =222,8
Средняя скорость газов			м/с
Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке		По рис. 6−7	Вт/(м²· К)	48,4
Средняя скорость воздуха			м/с	=4,2
Коэффициент теплоотдачи с воздушной стороны		По рис. 6−4	Вт/(м²· К)	55,7
Коэффициент использования поверхности нагрева		По табл. 6−3	-;	0,85
Коэффициент теплопередачи			Вт/(м²· К)
Разность температур между средами: наибольшая наименьшая			єС єС	161−27=134 284,6−195=89,6
Отношение			-;	1,49
Температурный напор при противотоке			єС	0,5(134+89,6)= =123,6
Перепад температур: наибольший наименьший			єС єС	195−27=168 284,6−161=123,6
Параметр	Р		-;
То же	R		-;	1,36
Коэффициент		По рис. 6−16	-;	0,93
Температурный перепад			єС	0,93?123,6=104,16
Площадь поверхности нагрева ступени	Н		мІ

Расчёт невязки теплового баланса парогенератора


Величина	Величина	Расчёт
Наименование	Обозначение	Расчётная формула или способ определения
Расчётная температура горячего воздуха		Из расчёта воздухоподогревателя	єС
Энтальпия горячего воздуха при расчётной температуре		То же	кДж/кг
Количество теплоты, вносимое в топку воздухом			кДж/кг	(1,2−0,07−0,04)?3444+(0,07+0,04)? ?258,066=3782,3
Полезное тепловыделение в топке			кДж/кг
Лучистое тепловосприятие топки			кДж/кг	15 730,5
Расчётная невязка теплового баланса			кДж/кг
Невязка	-;		%

Заключение

При выполнении курсового проекта был проведен тепловой расчет промышленного парогенератора БКЗ-75−39 ФБ при совестном сжигании твердого и газообразного топлива. Расчет содержит выбор системы пылеприготовления и типа мельниц.

Расчет проводился по твердому топливу, с учетом тепла, вносимого в топку, за счет сжигания газообразного топлива.

Последовательно был проведен поверочный расчет всех поверхностей нагрева котла: экранов топки, фестона, пароперегревателя, водяного экономайзера, воздухоподогревателя. Поскольку парогенератор спроектирован на сжигание другого топлива, возникла необходимость в проведении поверочно-конструктивного расчета.

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

Расчет парогенератора заканчивается определением невязки теплового баланса. В курсовом проекте величина невязки составляет -2%.

парогенератор топливо мельница котел тепловой

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Тепловой расчет промышленных парогенераторов. / под ред. В. И. Частухина. -Киев: Вища школа, 1980.-184с.

2. Сидельковский Л. Н., Юренев В. Н. Котельные установки промышленных предприятий.- М.:Энергоатомиздат, 1988. 528с.

3. Тепловой расчет котельных агрегатов (нормативный метод). /Под ред. Н. Б. Кузнецова и др.- М.: Энергия, 1973.-296с.

Показать весь текст

Заполнить форму текущей работой