Автор работы: Пользователь скрыл имя, 04 Апреля 2011 в 19:28, курсовая работа
Поверочный расчет парового котла выполняется для оценки показателей экономичности, выбора вспомогательного оборудования, получения исходных данных для последующих расчетов: аэродинамических, гидравлических, прочностных.
При выполнении поверочного расчета парового котла его паропроизводительность, параметры пара и питательной воды являются заданными. Поэтому цель расчета состоит в определении температур газовой среды и тепловосприятий рабочего тела в поверхностях нагрева заданного котла.
1.Введение
2.Описание парового котла типа ДЕ-6,5
3.Выбор температуры уходящих газов и коэффициента избытка воздуха
4.Расчет объемов воздуха и продуктов сгорания
5.Расчет энтальпии воздуха и продуктов сгорания
6.Тепловой баланс парового котла
7.Расчет теплообмена в топке
8.Расчет теплообмена в газоходе парового котла
9.Тепловой расчет экономайзера
10. Определение невязки теплового баланса котла
11. Результаты теплового расчета
12. Библиографический список
По
результатам расчета строится
диаграмм.
5
Тепловой баланс парового котла.
Распределение теплоты, вносимой в котел при сжигании топлива, на полезно использованную теплоту и тепловые потери носит название теплового баланса.
Тепловой баланс составляется на 1 кг твердого топлива.
Уравнение теплового баланса имеет вид
где - располагаемая теплота топлива;
Q1- полезно используемая теплота для производства водяного пара;
Q2- потери теплоты с уходящими газами;
Q3- потери теплоты от химической неполноты сгорания;
Q4- потери теплоты от механической неполноты сгорания;
Q5- потери теплоты в окружающую среду;
Q6-потери с физической теплотой шлаков;
Если
отнести все слагаемые
Коэффициент полезного действия котельного агрегата (брутто) определяется из данного уравнения
и - учитывается только для твердого топлива.
Располагаемая теплота топлива
Потеря теплоты с уходящими газами определяется по формуле
где Jух - энтальпия уходящих газов при и , кДж/кг, кДж/м3, определяется по диаграмме;
- коэффициент избытка воздуха за экономайзером
Потеря теплоты от химической неполноты сгорания зависит от рода топлива и типа топочного устройства. При сжигании природного газа . Потеря теплоты от наружного охлаждения для стационарных паровых котлов принимается =2,3% при производительности котла Q=6,5 . Распределение по отдельным элементам котельного агрегата, производится пропорционально количеству теплоты, отдаваемому продуктами сгорания в соответствующем элементе и учитывается введением коэффициента сохранения теплоты
Полное количество полезно используемой теплоты Q1 для производства водяного пара определяется по формуле
где D - паропроизводительность агрегата, кг/ч (D=6500 кг/ч)
i", i'- энтальпия, соответственно сухого насыщенного пара и котловой воды, при P=0,9 МПа, i'=742,6; i''=2773 кДж/кг;
iп.в- энтальпия питательной воды, кДж/кг, принимается в соответствии формулой
iп.в = св∙ tп.в=4,19·104=435,8
где св –теплоемкость питательной воды ,принимают равной 4,19 кДж/кг
tв-температура питательной воды, принимают равной 104 0С
Расход топлива, подаваемого в топку, определяется по формуле
Расчетный расход топлива определяется с учетом потери теплоты от механической неполноты сгорания
ВР=В=0,134 м3/с
6
Расчет теплообмена в топке.
Топка парового котла служит для сжигания топлива и получения продуктов сгорания с высокой температурой. Перенос теплоты в топке от факела горящего топлива и высокотемпературных продуктов сгорания к экранным поверхностям нагрева осуществляется, в основном, излучением. Поэтому, расчет теплообмена в топке проводится с условием преобладающего влияния в сложном теплообмене радиационной составляющей.
Целью расчета является определение температуры продуктов сгорания на выходе из топки , удельной нагрузки на единицу объема топки . Полученные при расчете значения должны находиться в пределах, рекомендуемых.
Таблица 3- Конструктивные характеристики топки
| Наименование величины | Обозначение | Размеры | ДЕ 6,5 |
| Лучевосприн. поверхность нагрева | М2 | 27,93 | |
| Полная поверхность стен топки | М2 | 29,97 | |
| Объем топочной камеры | М3 | 11,20 | |
| Диаметр труб | d | мм | 51 |
| Шаг труб | S | мм | 55 |
Таблица 4- Расчет теплообмена в топке
| Рассчитываемая величина | Обозначение | Размерность | Формула и обоснование | Расчет |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| Коэффициент избытка воздуха в топке | - | табл.1 | 1,05 | |
| Теплота, вносимая дутьевым воздухом | Qв | |||
| Полезное тепловыделение в топке | Qт | |||
| Энтальпия | 176,85 | |||
| Теоретическая температура горения | oС | По |
1830 | |
| Лучевоспринимающая поверхность | Fл | м2 | Табл. 6 (а) | 27,93 |
| Полная поверхность стен топки | Fст | м2 | Табл. 6 (а) | 29,97 |
| Объем топки | Vт | м3 | Табл. 6 (а) | 11,20 |
| Степень экранирования топки | - | |||
| Эффективная толщина излучающего слоя | S | м | ||
| Температура на выходе из топки | oС | 900÷1100 | 1000 | |
| Суммарная поглощательная способность 3-х атомных газов | где P=0,1МПа |
|||
| Коэффициент ослабления лучей 3-х атомных газов | 9 | |||
| Сила поглощения потока | ||||
| Коэффициент теплового излучения несветящихся газов | 0,28 | |||
| Коэффициент ослабления лучей сажистыми частицами | ||||
| Коэффициент теплового излучения светящейся частью факела | - | Ф-лы 6.4,6.5
|
0,39 | |
| Коэффициент усреднения | - | 0,1 | ||
| Коэффициент теплового излучения факела при сжигании мазута и газа | - | |||
| Условный коэффициент загрязнения лучевоспринимающей поверхности | - | 0,65 | ||
| Относительный шаг труб настенного экрана | - | Таблица 6а | 55/51=1,078 | |
| Угловой коэффициент экрана | x | - | ||
| Коэффициент тепловой эффективности экранов | - | 0,65·0,9844=0,64 | ||
| Тепловыделение в топке на 1 м. ограждающей поверхности | ||||
| Параметр | М | - | ||
| Температура газов на выходе из топки | 1000 | |||
| Энтальпия газов на выходе из топки | По |
17600 | ||
| Коэффициент сохранения теплоты | ||||
| Количество теплоты, воспринятое в топке | ||||
| Среднее тепловое напряжение лучевоспринимающей поверхности нагрева | ||||
| Теплонапряжение топочного объема |
7
Расчет теплообмена в газоходе
парового котла.
Целью расчета является определение температуры продуктов сгорания на выходе из газохода и количества теплоты, воспринятое поверхностью нагрева газохода.
Из справочной литературы и с чертежа парового котла в таблицу 5 заносятся основные конструктивные характеристики газохода.
Таблица 5- Конструктивные характеристики газохода
| Рассчитываемая величина | Обозначение | Размерность | ДЕ 6,5 |
| 1 | 2 | 3 | 5 |
| Расположение труб | коридорное | ||
| Поверхность нагрева | Н | м2 | 68,04 |
| Диаметр труб | d | мм | 51 |
| Расчетные шаги труб: | |||
| поперечный | S1 | мм | 110 |
| продольный | S2 | мм | 100 |
| Число труб, пересекаемых потоком газов | Z1 | - | 7 |
| Число рядов труб по ходу газов | Z2 | - | 27 |
| Живое сечение для прохода газов | Fг | м2 | 0,348 |
| Эффективная величина излучающего слоя | S | м |
При расчете конвективной поверхности котла предварительно принимают два значения температуры на выходе из газохода. Для котла с одним газоходом принимаем =500°С и =300°С. По двум принятым температурам проводят параллельно расчеты.
После проведения расчетов действительную температуру продуктов сгорания за газоходом определяют графическим путем по величинам тепловосприятия, рассчитанных по уравнениям теплового баланса Qб и теплопередачи Qт при двух ранее принятых температурах и Порядок определения искомого значения показан на [4, рис 3 ].
Полученное действительное значение температуры продуктов сгорания на выходе из газохода будет являться температурой на входе в экономайзер.
Таблица 6- Расчет теплообмена в газоходе.
| Рассчитываемая величина | Обозначение | Размерность | Формула и обоснование | Расчет |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| Температура газов на входе | из расчета топки = | 1000 | ||
| Энтальпия | диаграмма | 19000 | ||
| Температура газов на выходе из газохода | принимается | =500; =300 | ||
| Энтальпия | диаграмма | =9300; =5300 | ||
| Энтальпия присоса воздуха | 0,1∙10,93∙1,29∙30=42,3 | |||
| Коэффициент сохранения теплорты | φ | 0,98 | ||
| Тепловосприятие газохода по уравнению теплового баланса | Qб | 0,976(19000-9300+42,3)=
=9547,5 0,976(19000-5300+42,3)= =13467,5 | ||
| Средняя температура газов | (1000+500)/2=750
(1000+300)/2=650 | |||
| Средняя скорость газов в газоходе | Wср |
-табл. 1 для газохода -табл. 5 |
0,134∙11,91∙(273+750)/0,348∙
273=17,2
0,134∙11,91∙(273+650)/0,348∙ 273=15,5 | |
| Коэффициент теплопередачи конвекцией |
[4, рис.П.5] |
| ||
| Произведение |
, где Р=0,1 МПа
S-табл.5, rn-табл. 1 для газохода |
0,267∙0,1∙0,1836=0,005 | ||
| Коэффициент ослабления лучей 3-х атомных газов | kг1=33
kг2=37 | |||
| Оптическая толщина | 33∙0,005=0,165
37∙0,005=0,185 | |||
| Коэффициент теплового излучения | ζ1=0,150
ζ2=0,165 | |||
| Температура обогреваемой среды | tн | температура насыщения при давлении в барабане котла 1 МПа | 175,36 | |
| Температура наружной поверхности загрязненной стенки |
[4, табл.П.5] |
|||
| Коэффициент теплоотдачи излучением |
|
| ||
| Коэффициент тепловой эффективности котельного пучка | - | 0,85 | ||
| Коэффициент теплопередачи | К |
| ||
| Температурный напор | oC |
| ||
| Тепловосприятие газохода по уравнению теплопередачи | Qт |
|