Тепловий розрахунок котельного агрегату

  • Вид работы:
    Контрольная работа
  • Предмет:
    Физика
  • Язык:
    Украинский
    ,
    Формат файла:
    MS Word
    25,9 Кб
  • Опубликовано:
    2013-04-02
Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.
Помощь в написании работы, которую точно примут!

Тепловий розрахунок котельного агрегату

Тепловий розрахунок котельного агрегату

1. Вихідні дані

· За завданням маємо паливо: Газ Гоголівського родовища 3н.

·        Виписуємо з довідника склад газу

СН4 = 85,8%; С2Н6 = 0,2%; С3Н8 = 0,1%; С4Н10 = 0,1%;

С5Н12 = 0%; N2 = 13,7%; СО2 = 0,1%.

1. Теплотворна здатність: QнР=7399 ккал/м3.

2. Теоретичний об’єм повітря необхідного для спалювання 1 м3 газу

1. Об'єм трьохатомних газів:


Об'єм двохатомних газів:


1. Об'єм водяних парів

 

· Тип котла за завданням ДЕ 16-14

·        Паропродуктивність:Д=15,0 т/год

·        Тиск на виході із котла: 1,4 МПа

·        Температура живильної води 70 0С

Для котлів, обладнаних камерною топкою для спалювання газоподібного палива величину надлишку повітря приймаємо:

Топка

Газохід

Економайзер .

. Підрахунок кількості продуктів горіння

Таблиця 1

Назва величини

Формула для розрахунку

Кількість надлишку повітря



α топки= 1,1

α конв. ч.= 1,2

α'економ= 1,3

Теоретична к-ть. повітря

V0

8,26

8,26

8,26

Величина α=1

α-1

0,1

0,2

0,3

Об'єм надлишкового пов.

∆V=(α-1) V0

0,826

1,652

2,478

Надлишковий об’єм водяних парів.

0,013

0,026

0,04


Теор. об’єм. 3-х атомних газів

0,870,870,87




Теор. об’єм. 2-х атомних газів

6,66

6,66

6,66


Теор.об’єм Водяних парів

1,86

1,86

1,86


Об'єм сухих газів

8,3569,18210,008




Об'єм вод. парів

1,8731,8861,9




Заг.об'єм димових газів

10,22911,06811,908




Об'ємна доля 3-х атомних газів

0,0850,0790,073




Об'ємна доля вод. парів

0,1830,170,16

0,268

0,249

0,233


Темп. точки роси

tP=f(r)

57,626

56,04

54,82


3. Тепловий баланс котла

Визначення тепло сприймання води і водяної пари:


де іпари - ентальпія водяної пари, при Р = 1,5 МПа, tнас = 197,4 ОС,

іпари = 666,9 ккал/кг

іжв - ентальпія живильної води, при tжв = 70 ОС, іжв = 69,97 ккал/кг

ікв - ентальпія котлової води, при tнас = 197,4 ОС, ікв = 200,7 ккал/кг

Рпр - величина продувки, приймаємо 3%

 кДж/кг

Для складання теплового балансу задаюсь температурою вихідних газів, яку приймаю 140 ОС. При цій температурні з  діаграмі визначаємо ентальпію димових газів на виході івих = 551,04 кДж/кг

Тепло з повітрям, що вноситься в топку:


де Сп - теплоємність повітря = 1,005 кДж/(м3*ОС)п - температура повітря = 15 ОС

 кДж

Тепло з паливом, що вноситься в топку:


 кДж

Втрати теплоти з відхідними газами:

2 = (івих - Qпов)/ QнР*100%

2 = (551,04-136,97-25,2) / 7376,19 * 100 = 5,27%

Величину втрат теплоти від хімічного недопалу приймаємо відповідно для камерної топки q3 = 2,0%

Величину втрат теплоти в навколишнє середовище приймаємо5 = 2,0%

Коефіцієнт корисної дії установки:

%


Витрати палива котельним агрегатом:

м3/год

4. Розрахунок топки

Визначення теплонадходжень в топку:

;

ккал/м3

За  діаграмою визначаємо теоретичну температуру горінняа = 1808.29 ОС

Розрахунок температури газів на виході з топки

№ з/п

Назва величини

Умовні позначення

Розрахункові формули

Розрахункові дані

Результат

1

Об’єм топки, м3

Vт

Із характеристики котла

-

22,5

2

Загальна площа стін топки, м2

Нст

Із креслень котла

-

50,13

3

Ефективна товщина випромінюючого шару, м

S

S=3,6* Vт/ Нст

3,6*22,5/50,13

1,62

4

Розрахункова радіаційна площа

Hp

Із характеристики

48,13

5

Ступінь екранування топки

ψ

Ψ= Hp/ Нст

48,13/50,13

0,96

6

Розташування зони максимуму температур

X

X=h1/h2

3,65/9,82

0,3665

7

Коефіцієнт

m

Табл. 12.2 [4]

-

0,1

8

Сумарна поглинаюча властивість трьохатомних газів

Pn*S

Таблиця 1 чн* S

0,268*1,62

0,4342

9

Температура газів на виході із топки

Өт»

Приймається з подальшим уточненням

1100°С

10

Коефіцієнт послаблення променів трьохатомними газами

Кг

Рис. 2.3 додатка

-

0,377

11

Коефіцієнт послаблення променів топковим середовищем

К

К= Кг * чн

0,377*0,268

0,101

12

Сила поглинання променів потоком газів

крS

Р=1 ата Кг* чн* S

0,3*0,271*1,62

0,3739

13

Ступінь чорноти несвітної частини полум’я

αне

рис. 2.6 додатка

-

0,3112

14

Ступінь чорноти полум’я

αф

αпнс(1-m)+ m αсв

0,2944*0,1+0,9*0,3112

0,30952

15

Умовний коефіцієнт забруднення радіаційної поверхні

ξ

Приймається при спаленні газу - 0,65; вугілля - 0,25…0,4

0,65

16

Добуток

Ψ*ξ

Ψ*ξ

0,96*0,65

М

Тепловиділення в топці на 1 м2 огороджуючої конструкції, ккал/м2

-

Вр*Qтст

1336,5993*7267,28/50,13

193726,39


Температура газів на виході з топки відрізняється від попередньо прийнятої на 9,73°С (допускається 55°С).

. Розрахунок конвективної частини котла

Конвективна частина котла ДЕ 16-14 включає один газохід.

Розрахунок конвективної частини котла

Назва величини

Умовні позначення

Розрахункові формули

Результати при Ө1»



Загальний вигляд

Числові значення

900°С

200°С

1

2

3

4

5

6

Температура димових газів на вході в газоход

Ө1'

Із розрахунку топки

1110

1110

1110

Ентальпія димових газів перед газоходом котла, ккал/кг

І1'

І-Ө - діаграма

4255

4255

4255

Температура димових газів за газоходом котла

Ө1''

Задаємося

-

900°С

200°С

Ентальпія димових газів за газоходом котла, ккал/кг

І1''

І-Ө - діаграма

-

3578,4

742,2

Теплонадходження в газоході, ккал/кг

Qб

899230,14652186,4




Середній температурний напір,°С                ∆t^ср      

801,53134,12




 

Середня температура димових газів

Өср

1005655




Середня швидкість димових газів  ωср         

19,38515,342




 

Коефіцієнт тепловіддачі конвекцією, ккал/°С

α'к

Рис. 2.8 додатка

-

81,39

76,98

Коефіцієнт тепловіддачі конвекцією, ккал/м2°С

αк

α'к *3,6

-

239

277,13

Pn*S

чн* S

0,249*0,165

0,041

0,041

Коефіцієнт послаблення променів трьохатомними газами

кг

Рис. 2.3 додатка

-

2,877

4,275


На основі виконаних розрахунків будується допоміжний графік. При побудові графіка по Qб і Qт визначається температура димових газів, яка дорівнює Өк = 437°С.

6. Тепловий розрахунок економайзера

Таблиця 5

Назва величини

Умовні позначення

Розрахункова формула

Числові значення

Результат

1

2

3

4

5

Температура димових газів перед економайзером

Өе'

404.54



Ентальпія димових газів перед економайзером, ккал/кг

Іе'

І-Ө - діаграма

-

1570.9

Температура димових газів після економайзера

Өвих

Була прийнята

-

140

Ентальпія димових газів після економайзера, ккал/кг

Іе''

І-Ө діаграма

-

551.04

Теплосприйняття в економайзері, ккал/год

Qб

φВр(Іе'-Іе''+ΔІпов)

1336,6*0,99 (1570,9-551,04+3,9)

1354674

Кількість живильної води, що проходить через економайзер, л/год

Де

За завданням

-

15000

Температура живильної води перед економайзером,°С

t'е

За завданням

-

70

Температура живильної води після економайзера,°С

t''е

160,3



Середньологарифмічна різниця температур,°С

t^ср

157,12



Середня температура димових газів

Өср

(404,54+140)/2272,27



Швидкість газів у перерізі економайзера, м/сек

ωср

Задаємося

-

Орієнтовна площа живого перерізу ряду економайзера, м2

0,9382




У горизонтальному ряду визначаємо кількість двометрових труб системи ВТІ. За табл. ІV.6 [5] поверхня однієї трубки становить 4,49 м2 при живому перерізі газової сторони 0,186 м2.

Кількість трубок у ряду

nг

Fек/0,186

0,9382/0,186

5

Приймаємо 5

Фактична швидкість газів, м/сек

ωф

9,08



Коефіцієнт теплопередачі, Ккал/м2ч°С

К

19,5*1,0119,7



Розрахункова поверхня нагріву економайзера, м2

Fе

437,44



Кількість трубок в економайзері

пек

Fe/4,49

437,44/4,49

97

Кількість рядів по вертикалі

nр

пек / nг

97/5

19,419


7. Перевірка теплового балансу котельного агрегату

к = Вр*Qнрк = 1336,6*7376,19*0,9073=8945084,7 ккал/кг;

Qтопки = Вр*φт(Qт -)=1336.6*0.99*(7267.28-4254.84)=3986163 ккал/кг;кп = Вр*φк( -+)= 1336,6*0,99*(4254,84-1702,44+2,97) =3381352,4 ккал/кг;ек = Вр*φек( -+)=1336,6*0,99*(1702,44-551,04+3,9)=1528732,24 ккал/кг;

∆Q = 8945084,7 - (3986163+3381352,4+1528732,24)= 48837,06 ккал/кг;

.

Нев’язка в тепловому балансі близька до величини похибки інженерних розрахунків.

Література

1.   Винник В.І., Хрящевський В.М. Методичні вказівки до курсової роботи «Котельний агрегат» - Полтава: ПДТУ, 2000. - 26 c.

2.      Тепловой расчет котельных агрегатов. Нормативный метод. - М., Энергия, 1977. - 296 с.

.        Роддатис К.Ф., Полторацкий А.Н. Справочник по котельным установкам малой производительности. - М.: Энергоатомиздат, 1989. - 488 с.

.        Щеголев М.М. и др. Котельные установки. - М.: Стройиздат, 1973. - 248 с.

.        Гусев Ю.П. Основы проектирования котельных установок. - 2-е изд. - М.: Стройиздат, 1973. - 248 с.

горіння ентальпія котел тепловий


Не нашел материал для своей работы?
Поможем написать качественную работу
Без плагиата!