|
Котельные установки промышленных предприятий
Котельные установки промышленных предприятий
20
Кафедра: теплотехники
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
з дисциплины:
„Котельные установки промышленных предприятий”
Исходные данные
Сорт (марка) топлива - Межреченское Г
Тип котла - ТП-35
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
100
|
202
|
170
|
|
200
|
408
|
360
|
|
300
|
621
|
545
|
|
400
|
840
|
733
|
|
500
|
1066
|
925
|
|
600
|
1295
|
1122
|
|
700
|
1531
|
1325
|
|
800
|
1774
|
1529
|
|
900
|
2022
|
1732
|
|
1000
|
2278
|
1992
|
|
1100
|
2525
|
2157
|
|
1200
|
2778
|
2372
|
|
1300
|
3038
|
2587
|
|
1400
|
3302
|
2808
|
|
1500
|
3564
|
3029
|
|
1600
|
3830
|
3250
|
|
1700
|
4097
|
3470
|
|
1800
|
4365
|
3691
|
|
1900
|
4638
|
3918
|
|
2000
|
4908
|
4144
|
|
2100
|
5083
|
4371
|
|
|
tк - 30 єС
tпв - 100 єС
tпс - 430 єС
Р - 3,7 МПа
Wр - 8 %
Ар - 25,8 %
Sкр - 2,3 %
Sорр - 0,8 %
Wрмакс - 10 % - влажность
Армакс - 35,0 % - зольность
Wги - 1,5 % - влажность гигроскопическая
Wп - 1,55 % - влажность 103 кг/ккал
Ап - 5,01 % - зольность 103 кг/ккал
Vг - 38,01 % - выход летучих на горючую массу
Qгб - 8250 - теплота сгорания по бомбе, ккал/ кг
V0 = 5,66
VRO2 = 1,02
V0N2 = 4,48
V0Н2О = 0,59
Vr0 = 6,09
Qнр = 5250 • 4,2 = 21630 кДж/кг
Таблица 1-1 Присосы воздуха по газоходам Дб и расчётные коэффициенты избытка воздуха в газоходах б ''
Участки газового тракта
|
Дб
|
б ''
|
|
Топка и фестон
|
0,10
|
1,25
|
|
Перегреватель (II ступень)
|
0,03
|
1,28
|
|
То же (I ступень)
|
0,02
|
1,30
|
|
Экономайзер стальной (II ступень)
|
0,03
|
1,33
|
|
Экономайзер стальной (I ступень)
|
0,03
|
1,39
|
|
Воздухоподогреватель трубчатый (II ступень)
|
0,03
|
1,36
|
|
воздухонагреватель трубчатый (I ступень)
|
0,03
|
1,42
|
|
|
Таблица 1-2 Характеристика продуктов сгорания в газоходах парогенератора
20
Величина
|
Единицы
|
Газоходы
|
|
|
|
Топка и фестон
|
ІІ ступень перегревателя
|
І ступень перегревателя
|
ІІ ступень экономайзера
|
ІІ ступень воздухоподогревателя
|
І ступень экономайзера
|
ІІ ступень воздухоподогревателя
|
|
Коэффициент избытка воздуха средний
|
-
|
1.25
|
1.28
|
1.3
|
1.33
|
1,36
|
1.39
|
1.42
|
|
vRO2
|
|
1.02
|
1.02
|
1.02
|
1.02
|
1.02
|
1.02
|
1.02
|
|
|
|
0.61
|
0.61
|
0.61
|
0.62
|
0.62
|
0.62
|
0.62
|
|
|
|
7.52
|
7.69
|
7.80
|
7.98
|
8.15
|
8.32
|
8.49
|
|
|
-
|
0.13
|
0.13
|
0.13
|
0.12
|
0.12
|
0.12
|
0.12
|
|
|
-
|
0.08
|
0.07
|
0.07
|
0.07
|
0.07
|
0.07
|
0.07
|
|
|
-
|
0.21
|
0.20
|
0.20
|
0.19
|
0.19
|
0.19
|
0.19
|
|
|
|
32.5
|
31.8
|
31.4
|
30.7
|
30.7
|
29.4
|
28.8
|
|
|
Таблица 1-3 Энтальпия теоретического объёма воздуха и продуктов сгорания топлива, кДж/кг.
V, єС
|
I0B = V0 (ct) в
|
IRO2 = =VRO2 (Cэ) RO2
|
I0N2 =
= V0N2 (Cэ) N2
|
I0H2O=V0H2O•
• (Cэ) •H2O
|
I0r = IRO2 +
+ I0N2 + I0H2O
|
|
25
|
221
|
-
|
-
|
-
|
-
|
|
100
|
748
|
173
|
583
|
90
|
846
|
|
200
|
1506
|
365
|
1165
|
180
|
1710
|
|
300
|
2281
|
571
|
1757
|
274
|
2602
|
|
400
|
3068
|
788
|
2361
|
351
|
3500
|
|
500
|
3872
|
1016
|
2975
|
469
|
4460
|
|
600
|
4698
|
1247
|
3602
|
571
|
5420
|
|
700
|
5542
|
1491
|
4239
|
677
|
6407
|
|
800
|
6396
|
1739
|
4897
|
788
|
7424
|
|
900
|
7251
|
1991
|
5569
|
890
|
8450
|
|
1000
|
8128
|
2247
|
6246
|
1018
|
9511
|
|
1100
|
9028
|
2507
|
6922
|
1137
|
10566
|
|
1200
|
9928
|
2772
|
7594
|
1258
|
11624
|
|
1400
|
12317
|
3305
|
9001
|
1510
|
13816
|
|
1600
|
13601
|
3843
|
10408
|
1771
|
16022
|
|
1800
|
15447
|
4390
|
11837
|
2041
|
18268
|
|
2000
|
17343
|
4940
|
13279
|
2335
|
20554
|
|
2200
|
19239
|
5495
|
14740
|
2596
|
22831
|
|
|
Таблица 1-4 Энтальпия продуктов сгорания в газоходах кДж/кг
|
|
|
Участки газового тракта
|
|
|
|
|
Топка
|
ІІ перегре-ватель
|
І перегре-ватель
|
ІІ
эконо-майзер
|
ІІ воздухоподогреватель
|
І
эконо-майзер
|
І воздухо-подогреватель
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
100
|
848
|
714
|
|
1254
1349
1210
1289
1317
1341
1333
1349
1352
1358
1385
1371
974
|
|
1193
1230
1261
1280
1382
1231
|
|
1191
1210
1247
1278
1296
1404
|
|
1181
1215
1235
1273
1303
1322
|
1105
|
1153
1174
1204
1240
1259
|
1127
|
1177
1197
1228
1263
|
1148
|
1201
1220
|
|
200
|
1714
|
1512
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2258
|
|
2304
|
|
2349
|
|
|
300
|
2608
|
2289
|
|
|
|
|
|
|
3363
|
|
3432
|
|
3501
|
|
3569
|
|
|
400
|
3528
|
3079
|
|
|
|
|
4452
|
|
4544
|
|
4636
|
|
4729
|
|
|
|
|
500
|
4477
|
3885
|
|
|
5565
|
|
5643
|
|
5759
|
|
5876
|
|
5992
|
|
|
|
|
600
|
5439
|
4712
|
|
|
6758
|
|
6853
|
|
6994
|
|
7135
|
|
|
|
|
|
|
700
|
6430
|
5565
|
|
|
7988
|
|
8100
|
|
8267
|
|
|
|
|
|
|
|
|
800
|
7451
|
6422
|
9057
|
|
9249
|
|
9378
|
|
9570
|
|
|
|
|
|
|
|
|
900
|
8492
|
7274
|
10311
|
|
10529
|
|
10674
|
|
10892
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1000
|
9568
|
8366
|
11660
|
|
11911
|
|
12078
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1100
|
10605
|
9059
|
12870
|
|
13142
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1200
|
11668
|
9962
|
14159
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1300
|
12760
|
10865
|
15476
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1400
|
13868
|
11794
|
16817
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1500
|
14969
|
12722
|
18150
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1600
|
16086
|
13650
|
19499
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1700
|
17207
|
14574
|
20851
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1800
|
18333
|
15502
|
22209
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1900
|
19480
|
16456
|
23594
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2000
|
20614
|
17405
|
24965
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2100
|
21349
|
18358
|
25939
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 1-5 Расчёт теплового баланса парогенератора и расход топлива
Величины
|
Единица
|
Расчёт
|
|
Наименование
|
Обозначение
|
Расчётные формулы или способ определения
|
|
|
|
Располагаемая теплота топлива
|
|
++
|
кДж/кг
|
21630+0+0=21630
|
|
Потеря теплоты от химической неполноты сгорания топлива
|
|
По табл.4 - 3
|
%
|
0.5
|
|
Потеря теплоты от механической неполноты сгорания топлива
|
|
То же
|
%
|
3
|
|
Температура уходящих газов
|
|
По заданию
|
|
100
|
|
Энтальпия уходящих газов
|
|
По - таблице
|
кДж/кг
|
2231
|
|
Температура воздуха в котельной
|
|
По выбору
|
|
30
|
|
Энтальпия воздуха в котельной
|
|
По - таблице
|
кДж/кг
|
221
|
|
Потеря теплоты с уходящими газами
|
|
|
%
|
|
|
Потеря теплоты от наружного охлаждения
|
|
По рис.3 - 1
|
%
|
1.1
|
|
Сумма тепловых потерь
|
|
+++
|
%
|
8.5+0.5+3+1.1=13
|
|
К.П.Д. парогенератора
|
|
100 -
|
%
|
100 - 13= 87
|
|
Коэффициент сохранения теплоты
|
|
1 -
|
|
|
|
Паропроизводительность агрегата
|
|
По заданию
|
|
9.72
|
|
Давление пара в барабане
|
|
То же
|
МПа
|
3.7
|
|
Температура перегретого пара
|
|
То же
|
|
430
|
|
Температура питательной воды
|
|
То же
|
|
100
|
|
Удельная энтальпия перегретого пара
|
|
По табл. VI-8
|
кДж/кг
|
3290
|
|
Удельная энтальпия питательной воды
|
|
По табл. VI-6
|
кДж/кг
|
390
|
|
Значение продувки
|
|
По выбору
|
%
|
4.5
|
|
Полезно используемая теплота в агрегате
|
|
( - ) +
+ ( - )
|
кВт
|
|
|
Полный расход топлива
|
|
|
|
|
|
Расчётный расход топлива
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 1-6 Расчёт конструктивных характеристик топки
Величины
|
Единица
|
Расчёт
|
|
Наименование
|
Обозначение
|
Расчётные формулы или способ определения
|
|
|
|
Активный объём топочной камеры
|
|
По конструктивным размерам
|
|
206
|
|
Тепловое напряжение объёма топки:
расчётное
допустимое
|
|
/
По табл.4 - 3
|
кВт/
кВт/
|
210
|
|
Количество горелок
|
|
По табл. III - 10
|
шт.
|
2
|
|
Теплопроизводи-тельность горелки
|
|
1.25
|
МВт
|
|
|
Тип горелки
|
-
|
По табл. III - 6
|
-
|
ТКЗ - ЦКТИ, ГУ - 11 №3
|
|
|
Таблица 1-7 Расчет полной площади поверхности стен топки Fст и площади лучевоспринимающей поверхности топки Нл
Величина
|
Единица
|
Стены топки
|
Выходное окно топки
|
Суммарная площадь
|
|
Наименование
|
Обозначение
|
|
Фронтовая и свод
|
Боковые
|
задняя
|
|
|
|
Общая площадь стены и выходного окна
|
Fст
|
м2
|
74
|
87
|
41
|
20
|
222
|
|
Расстояние между осями крайних труб
|
b
|
м
|
4,66
|
4,072
|
4,66
|
4,66
|
-
|
|
Освещенная длина труб
|
lосв
|
м
|
13,8
|
9,9
|
8,5
|
4,3
|
-
|
|
Площадь, занятая лучевоспринимающей поверхностью:
полная
покрытая торкретом
открытая
|
F
Fзакр
Fоткр
|
м2
м2
м2
|
64,4
14
50,4
|
80,6
15
65,6
|
39,6
39,6
|
20,0
20,0
|
204,6
29
175,6
|
|
Наружный диаметр экранных труб
|
d
|
мм
|
60
|
60
|
60
|
60
|
-
|
|
Шаг экранных труб
|
s
|
мм
|
110
|
110
|
80
|
-
|
-
|
|
Расстояние от оси экранных труб до кладки (стены)
|
l
|
мм
|
60
|
60
|
60
|
-
|
-
|
|
Отношение
|
s/d
|
-
|
1,83
|
1,83
|
1,33
|
-
|
-
|
|
Отношение
|
l/d
|
-
|
1
|
1
|
1
|
-
|
-
|
|
Угловой коэффициент экрана
|
x
|
-
|
0,90
|
0,90
|
0,96
|
1,00
|
-
|
|
Площадь лучевоспринимающей поверхности открытых экранов
|
Hл.откр
|
м2
|
45,4
|
59,4
|
38,2
|
20,0
|
163
|
|
Площадь лучевоспринимающей поверхности экранов, покрытых торкретом
|
Hл.закр
|
м2
|
14
|
15
|
-
|
-
|
29
|
|
|
Таблица 1-8 Поверочный расчёт теплообмена в топке
Величины
|
Единица
|
Расчёт
|
|
Наименование
|
Обозна-
чение
|
Расчётные формулы или способ определения
|
|
|
|
Суммарная площадь лучевоспринимающей поверхности
|
|
По конструктивным размерам
|
|
192
|
|
Площадь лучевоспринимающей поверхности открытых экранов
|
|
То же
|
|
163
|
|
Площадь лучевоспринимающей поверхности закрытых экранов
|
|
То же
|
|
29
|
|
Полная площадь стен топочной камеры
|
|
То же
|
|
222
|
|
Коэффициент тепловой эффективности лучевоспринимающей поверхности
|
|
|
-
|
|
|
Эффективная толщина излучающего слоя пламени
|
|
3.6
|
|
|
|
Полная высота топки
|
|
По конструктивным размерам
|
|
10.6
|
|
Высота расположения горелок
|
|
То же
|
|
2.6
|
|
Относительный уровень расположения горелок
|
|
/
|
-
|
0.245
|
|
Параметр, учитывающий характер распределения температуры в топке
|
|
0.59 - 0.5
|
-
|
0.59-0.50.245=0.467
|
|
Коэффициент избытка воздуха на выходе из топки
|
|
По табл.4 - 3
|
-
|
1.2
|
|
Присос воздуха в топке
|
|
По табл.2 - 1
|
-
|
0.1
|
|
Присос воздуха в системе пылеприготовления
|
|
То же
|
-
|
0.1
|
|
Температура горячего воздуха
|
|
По предварительному вибору
|
|
350
|
|
Энтальпия горячего воздуха
|
|
По - таблице
|
кДж/кг
|
3143.5
|
|
Энтальпия присосов воздуха
|
|
То же
|
кДж/кг
|
229.2
|
|
Количество теплоты, вносимое в топку воздухом
|
|
(--) +
+ (+)
|
кДж/кг
|
(1.2 - 0.1 - 0.1) 3143.5 +
+ (0.1+0.1) 229.2 = 3189.34
|
|
Полезное тепловыделение в топке
|
|
+
+-
|
кДж/кг
|
+ 3189.34 = 24708
|
|
Адиабатическая температура горения
|
|
По - таблице
|
|
1906
|
|
Температура газов на выходе из топки
|
|
По предварительному вибору
|
|
1000
|
|
Энтальпия газов на выходе из топки
|
|
По - таблице
|
кДж/кг
|
11850
|
|
Средняя суммарная теплоёмкость продуктов сгорания
|
|
|
кДж/ (кгК)
|
|
|
Объёмная доля:
водяных паров
трёхатомных газов
|
|
По табл.1 - 2
То же
|
|
0.08
0.14
|
|
Суммарная объёмная доля трёхатомных газов
|
|
+
|
-
|
0.08 + 0.14 = 0.22
|
|
Произведение
|
|
|
МПа
|
0.1• 0.22 • 3.35 = 0.074
|
|
Коэффициент ослабления лучей:
трёхатомными газами
золовыми частицами
частицами кокса
|
|
По рис.5 - 5
По рис.5 - 6
По п.5 - 2
|
1/ (МПа)
1/ (МПа)
1/ (МПа)
|
9.6
0.057
10
|
|
Безразмерные параметры
|
|
По п.5 - 2
То же
|
|
0.5
0.1
|
|
Коэффициент ослабления лучей топочной средой
|
|
++
|
1/ (МПа)
|
9.6 • 0.22 + 0.057 • 18.5 + 10 • 0.5 •0.1= =3.67
|
|
Суммарная сила поглащения топочного объёма
|
|
|
|
3.67 0.13.35 = 1.23
|
|
Степень черноты факела
|
|
По рис.5 - 4
|
-
|
0.77
|
|
Степень черноты топки
|
|
По рис.5 - 3
|
-
|
0.91
|
|
Тепловая нагрузка стен топки
|
|
|
кВт/
|
|
|
Температура газов на выходе из топки
|
|
По рис.5 - 7
|
|
1115
|
|
Энтальпия газов на выходе из топки
|
|
По - таблице
|
кДж/кг
|
13360
|
|
Общее тепловосприятие топки
|
|
(-)
|
кДж/кг
|
0.988 (25126 - 13360) = 11625
|
|
Средняя удельная тепловая нагрузка лучевоспринимающих поверхностей топки
|
|
|
кВт/
|
|
|
|
Страницы: 1, 2, 3
|
|