Поверочный расчет парогенератора К-35-40
Аннотация
Лутфуллин А.Р. Парогенератор К - 35 - 40, -
Челябинск: ЮУрГУ, Э, 2012, 29 с, чертеж на 1 листе формата А1, библиография
литературы - 2 наименования.
В работе содержится типовой поверочный тепловой
расчет парогенератора К - 35 - 40, работающего с паропроизводительностью D
= 35 т/ч.
Содержание
Введение
. Топливо,
воздух и продукты сгорания
.1 Теоретические объемы
1.2 Действительное количество
воздуха и продуктов сгорания
2.
Тепловой расчет
2.1 Тепловой баланс котельного
агрегата и расход топлива
2.2 Основные конструктивные
характеристики топки
2.3 Расчет теплообмена в топке
2.4 Расчет фестона
2.5 Расчет пароперегревателя
2.6 Расчет хвостовых поверхностей
2.6.1 Водяной экономайзер
2.6.2 Воздухоподогреватель
2.6.3 Водяной экономайзер II
ступени
2.6.4 Воздухоподогреватель II
ступени
2.6.5 Экономайзер I
ступени
2.6.6 Воздухоподогреватель I
ступени
2.7 Расчет невязки теплового баланса
парогенератора
Заключение
Список литературы
тепловой котельный
топливо пароперегреватель
Введение
Курсовой проект содержит поверочный расчет
парогенератора К-35-40, выполненный для заданных конструктивных размеров и
заданного вида топлива.
Номинальные характеристики парогенератора:
1. Паропроизводительность агрегата D,
т/ч (кг/с) 35 (9,722)
2. Давление пара у главной задвижки Рп,
МПа 4
. Температура перегретого пара tп.п,
ºС 440
. Температура питательной воды перед
экономайзером tп.в,
ºС 145
Топливо - каменный уголь, марки 8
Расчетные характеристики топлива:
- Wр,
% 5
- Aр,
% 20,9
- Sрор+к,
% 2,4
- Cр,
% 66,6
- Hр,
% 2,6
- Nр,
% 1
- Oр,
% 1,5
- Qрн,
МДж/кг 25.2657
- Vг,
% 7,5
1. Топливо, воздух и продукты сгорания
.1 Теоретические объемы
Теоретический объем воздуха, необходимый для
сжигания 1 кг топлива при α
= 1:
,
м3/кг.
Теоретические объемы продуктов сгорания:
Объем двухатомных газов равен
теоретическому объему азота:
,
м3/кг.
Объем трехатомных газов:
,
м3/кг.
Объем водяных паров:
,
м3/кг.
1.2 Действительное количество воздуха и
продуктов сгорания
Действительное количество воздуха, поступающего
в топку, отличается от теоретически необходимого в α
раз, где α -
коэффициент избытка воздуха. По данным расчетных характеристик камерных топок с
твердым шлакоудалением при сжигании пылевидного топлива (табл. 4−3 [2]) и
нормативных значений присосов воздуха по газоходам (табл. 2−2 [2])
выбираем коэффициент избытка воздуха на входе в топку αт
и присосы воздуха по газоходам Δα и
находим расчетные коэффициенты избытка воздуха в газоходах α².
Присосы воздуха по газоходам Dα
и расчетные коэффициенты избытка воздуха в газоходах α²
Таблица 1
Наличие присосов воздуха приводит к тому, что
объем продуктов сгорания в каждом газоходе будет отличаться от теоретического,
поэтому необходимо рассчитать действительные объемы газов по газоходам,
объемные доли газов, концентрацию золы и приведенную зольность. Так как присосы
воздуха не содержат трехатомных газов, то объем этих газов 
от
коэффициента избытка воздуха не зависит и во всех газоходах остается постоянным
и равным теоретическому.
Реальный обьем
продуктов сгорания:
а) Обьем
двухатомных газов
, 
б) Обьем водяных паров
, 
в) Общий обьем продуктов сгорания
Объемные доли
трехатомных газов
; 
Для золы топлива, уносимая газами: аун=0,95
(таблица 4-3[1]).
Концентрация золы в дымовых газах:
,
Характеристика продуктов сгорания в поверхностях
нагрева
Таблица 2
|
Величина
|
Единица
|
Газоходы
|
|
|
Топка,
фестон
|
П/П-II
|
П/П-I
|
ЭК-II
|
ВП-II
|
ЭК-I
|
ВП-I
|
|
Коэф.
избытка
воздуха
|
−
|
1,2
|
1,3
|
1,4
|
1,44
|
1,47
|
1,51
|
1,54
|
|
|
м3/кг
|
1,26
|
1,26
|
1,26
|
1,26
|
1,26
|
1,26
|
1,26
|
|
|
м3/кг
|
6,58
|
7,24
|
7,9
|
8,17
|
8,37
|
8,64
|
8,84
|
|
|
м3/кг
|
0,48
|
0,49
|
0,5
|
0,51
|
0,51
|
0,52
|
0,52
|
|
|
м3/кг
|
8,32
|
8,99
|
9,66
|
9,94
|
10,14
|
10,42
|
10,62
|
|
|
−
|
0,151
|
0,14
|
0,13
|
0,127
|
0,124
|
0,121
|
|
|
−
|
0,058
|
0,055
|
0,052
|
0,051
|
0,050
|
0,049
|
0,049
|
|
|
−
|
0,209
|
0,195
|
0,182
|
0,178
|
0,174
|
0,170
|
0,168
|
|
m
= 10∙АР∙аун / Vг
|
г/м3
|
23,9
|
22,1
|
20,6
|
20
|
19,6
|
19,1
|
18,7
|
Используя данные по удельной энтальпии воздуха и
золы (табл. 2−4 [2]), определяем
энтальпии теоретического объема воздуха и продуктов сгорания топлива.
Энтальпии теоретического объема воздуха и
продуктов сгорания топлива
Таблица 3
Энтальпия продуктов сгорания при α
>1:
Г =
I0Г
+
(α - 1)*I0В
Так как приведённое значение уноса золы из
топки:
При расчёте I0Г
не учитываем энтальпию золы.
Полученные результаты вычислений сводим в
таблицу 4.
Таблица 4
2. Тепловой расчет
.1 Тепловой баланс котельного агрегата и расход
топлива
Тепловой баланс составляем в расчёте на 1 кг
располагаемой теплоты сгорания топлива Qрр.
При определении Qрр
считаем, что предварительный подогрев воздуха и топлива за счёт внешнего
источника теплоты отсутствует, тогда Qв.н
= 0 и iтл
= 0.
Расчёт теплового баланса котельного агрегата и
расхода топлива
Таблица 5
2.2 Основные конструктивные характеристики топки
Котлы типа К-35-40 имеют пылеугольную топку для
камерного сжигания каменных и бурых углей и фрезерованного торфа. По
конструктивным размерам принимаем активный объем топочной камеры Vт
= 179 м3. Допустимое тепловое напряжение объема топки, в
соответствии с табл. 4−3 [2], равно qV
= 157 кВт/м3, расчетное значение:
Расчет конструктивных характеристик топки
Таблица 6
2.3 Расчет теплообмена в топке
Топка котла полностью экранирована трубами
диаметром 60 мм с толщиной стенки 3 мм и шагом 70 мм. Площадь
лучевоспринимающей поверхности топки 176 м2. По конструктивным
размерам и характеристикам топки выполняем поверочный расчет теплообмена в
топке. Расчет производится методом последовательных приближений. При этом
учитываем что вся площадь лучевоспринимающей поверхности открытая.
Поверочный расчет теплообмена в топке
Таблица 7
Полученная температура удовлетворяет требованиям
эксплуатации.
2.4 Расчет фестона
Поверочный расчет фестона
Таблица 9
2.5 Расчет пароперегревателя
Перегреватель - горизонтального типа,
змеевиковый, радиационно-конвективный. Змеевик выполнен из труб Æ
32´3
мм. Пароохладитель установлен между ступенями перегревателя "в
рассечку".
Конструктивные размеры и характеристики
пароперегревателя
Таблица 10
При расчете считаем пароперегреватель
одноступенчатым, учитывая при этом установленный "в рассечку"
промежуточный пароохладитель. Коэффициент теплопередачи гладкотрубных пучков
перегревателя рассчитываем с учетом коэффициента тепловой эффективности ψ,
используя
формулу 6−6 [2]. Влияние излучения газового объема, расположенного перед
ступенью, на коэффициент теплопередачи учитываем путем увеличения расчетного
значения коэффициента теплоотдачи излучением по формуле 6−34 [2].
Таблица 11
2.6 Расчет хвостовых поверхностей
Водяной экономайзер
Водяной экономайзер предназначен для подогрева
питательной воды. Стальной, гладкотрубный, змеевиковый, кипящего типа,
двухступенчатый, выполнен из труб Æ 28´3
мм.
Конструктивные размеры и характеристики
экономайзера
Таблица 12
Воздухоподогреватель
Воздухоподогреватель стальной, трубчатый, с
шахматным расположение труб Æ 40´1,6
мм, двухступенчатый, трехходовой.
Конструктивные размеры и характеристики
воздухоподогревателя
Таблица 13
Экономайзер II
ступени
Поверочный расчет экономайзера II
ступени
Таблица 14
Воздухоподогреватель II
ступени
Поверочный расчет воздухоподогревателя II
ступени
Таблица 15
Экономайзер I
ступени
Поверочный расчет экономайзера I
ступени
Таблица 16
Воздухоподогреватель I
ступени
Поверочный расчет воздухоподогревателя I
ступени
Таблица 15
2.7 Расчет невязки теплового баланса
парогенератора
Расчет невязки теплового баланса парогенератора
Таблица 16
Заключение
В данном курсовом проекте был приведен расчет
парогенератора К - 35 - 40 с начальными параметрами: рп=4 МПа, tп.п=440
оС, tп.в=145
оС; работающий на каменном угле (топливо 8) с топливными
характеристиками: Wp
= 5; Ар = 20,9; Spop+k
= 2,4%; Cp
= 66,6%; Hp
= 2,6%; Np
= 1%; Op
= 1,5%; 
=
25265,7 МДж/кг; Vг
= 7,5% .
В ходе расчета были получены следующие значения
температур теплоносителей: температура газов на выходе из топки 1110 оС,
температура газов за фестоном 1027 оС, температура газов на выходе
из пароперегревателя 549 оС, температура газов на выходе из
экономайзера второй ступени 418 оС, температура газов на выходе из
воздухоподогревателя второй ступени 328 оС, температура газов на
выходе из экономайзера первой ступени 226 оС, температура уходящих
газов 140 оС; Температура воды на выходе из ЭК2 236 оС,
из ЭК1 209; температура горячего воздуха на выходе из: ВП2 238оС,
ВП1 105 оС.
В расчете невязки теплового баланса
парогенератора невязка составила 1,5% < 0,5%, что чуть больше допустимой
погрешности. С учетом все мелких погрешностей, которые в свою очередь мало
влияют на расчет вообщем, погрешность 1,5% нас полностью устраивает.
Список литературы
1. Тепловой расчет котельных
агрегатов (Нормативный метод). Под ред. Н.В. Кузнецова и др., М., Энергия,
1973.
2. Тепловой расчет промышленных
парогенераторов. Учеб. Пособие для ВТУЗов. Под ред. В.И. Частухина, 1980.