Автор работы: Пользователь скрыл имя, 16 Февраля 2011 в 17:46, курсовая работа
В данной курсовой работе представлен тепловой расчет парового котельного агрегата (КА) марки. Котельный агрегат - это устройство для преобразования химической энергии органического топлива в тепловую энергию пара или нагретой жидкости (воды), состоящее из топки и нескольких теплообменников.
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 Характеристика рабочих тел котельной установки
2 Определение тепловой мощности котельной установки и выбор количества устанавливаемых котлоагрегатов
3 Описание конструкции и принимаемой компоновки котельного агрегата. Технические характеристики выбранного котла
4 Выбор топки КА. Выбор типа топливосжигающих устройств
5 Выбор вспомогательной поверхности нагрева
6 Выбор характерных сечений газового и воздушного трактов. Расчет коэффициента расхода (избытка) воздуха в них
7 Материальный баланс КА. Расчет объёмов, энтальпий воздуха и продуктов сгорания в реперных точках газовоздушного тракта КА
7.1 Расчет объёмов воздуха и продуктов сгорания
7.2 Расчет энтальпий воздуха и продуктов сгорания
8 Тепловой баланс котельного агрегата
8.1 Выбор и обоснование принимаемой температуры уходящих газов
8.2 Расчёт потерь теплоты в котельном агрегате
8.3 Определение КПД брутто котельного агрегата
8.4 Расчёт расхода топлива, сжигаемого в топке котельного агрегата
9 Поверочный расчёт топки котельного агрегата
10 Теплообмен в конвективных поверхностях нагрева котельного агрегата
11 Поверочно-конструктивный расчет водяного экономайзера
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ К ЗАЩИТЕ КУРСОВОЙ РАБОТЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
Для обеспечения нормальной работы мазутных форсунок мазут необходимо подогревать до температуры, обеспечивающей требуемую его вязкость. В данном случае физическую теплоту мазута можно определить по формуле:
| |
(25) |
| где tтл – температура топлива, °С (для мазута в зависимости от его вязкоски 90-130°С); стл = =(1,74+0,0025×tтл) – удельная теплоёмкость мазута, кДж/(кг°С). | |
При
отсутствии постороннего подогрева
для топлива влажностью
| где tтл – температура топлива, °С. Принимаем tтл =20°С; стл – удельная теплоёмкость топлива, (кДж/кг°С). |
Теплоёмкость рабочей массы твёрдого топлива рассчитывается по выражению:
| |
(26) |
| где сстл – теплоёмкость сухой массы топлива, ккал/(кг°С). Принимается по [12, табл.3-1, С.15] | |
Определение теплоты, вносимой в агрегат паровым дутьём
Теплота, вносимая в КА паровым дутьём («форсуночным» паром), Qф определяется по формуле:
| |
(27) |
| где Wф – расход пара, кг/кг. Принимаем по характеристике газомазутной горелки, либо Wф =0,30-0,35 кг/кг; hф – энтальпия пара, расходуемого на распыливание топлива (по характеристике газомазутной горелки), кДж/кг. | |
Тепловой
баланс котла по обратному методу
составляется применительно к
| |
(28) |
Потери теплоты с уходящими газами определяются по формуле:
| |
(29) |
| где - коэффициент избытка воздуха в уходящих газах, берется из табл. 5 в сечении газохода после последней поверхности нагрева (после водяного экономайзера или воздухоподогревателя); НУХ – энтальпия уходящих газов, определяется по табл. 6 при соответствующих значениях и выбранной температуре уходящих газов, кДж/м3; q4 – потери теплоты от механической неполноты сгорания. | |
При отсутствии эксплуатационных данных значения q3, q4 рекомендуется принимать в соответствии с Методикой определения выбросов загрязняющих веществ в атмосферу при сжигании топлива в котлах производительностью менее 30 тонн пара в час или менее 20 Гкал в час, табл. В1, прил. В:
- при сжигании мазута: q3 = 0,2%, q4 = 0,1%;
Потери
теплоты от наружного охлаждения
котла:
[12, рис.5-1 или 13, табл. 4.5, С. 50].
8.3 Определение КПД брутто котельного агрегата
КПД парового котла определяем по уравнению обратного баланса:
| |
(30) |
| |
Полученное
значение коррелирует с номинальным
КПД по технической характеристики
котла (см. табл. 2).
8.4 Расчёт расхода топлива, сжигаемого в топке котельного агрегата
Расход топлива, подаваемого в топочную камеру, определяется по формуле:
| |
(31) |
| где Qка - теплопроизводительность котельного агрегата (см. ф-лу (5)), кВт. | |
Полученное значение коррелирует с номинальным расходом топлива по технической характеристики горелки (см. табл. 4).
При сжигании твёрдого топлива и мазута необходимо определить расчётный расход топлива. Он учитывает потери теплоты на механическую неполноту сгорания (q4), т.к. в продуктах сгорания твёрдого топлива и мазута содержатся частицы несгоревшего топлива:
| |
(32) |
При
сжигании газа: Вр=В
Условное топливо используется для сравнения расходов разных видов топлива. Расход топлива КА в пересчёте на условное топливо (у.т.) составляет:
| |
(33) |
| где 29308 - низшая теплота сгорания условного топлива в пересчёте на рабочее состояние, кДж/кг (или 7000 ккал/кг). | |
Коэффициент сохранения теплоты:
| |
(34) |
| |
Цель поверочного расчёта – определить температуру дымовых газов на выходе из топки при известной конструкции топки, т.е. проверить данную конструкцию топочной камеры для выявления условий экономичности и надежности её работы, рационального использования поверхностей нагрева.
Расчет
ведется методом
1.
1. Задаемся температурой на
Мазут
-1050-1100 °C
2.
Для принятой температуры
3.
Подсчитываем полезное
| кДж/м3 |
(35) |
По рассчитанной величине полезного тепловыделения определяем теоретическую (адиабатическую) температуру горения (табл. 6). Для этого приравниваем Qт к энтальпии продуктов сгорания На при избытке воздуха в конце топки α"т.
4.
Определяем коэффициент
| |
(36) |
| где х – угловой коэффициент экрана, определяемый по [12, н.1, С.240 или 13, рис. 5.3, С. 57]; ζ – коэффициент, учитывающий снижение тепловосприятия экранных поверхностей нагрева вследствие их загрязнения наружными отложениями или закрытия изоляцией поверхностей. По [13, табл. 5.1, С. 62] ζ =…. | |
Угловой коэффициент х поверхности, проходящей через первый ряд труб котельного пучка, расположенных в выходном окне топки, равен 1.
5.
Эффективная толщина
| |
(37) |
| где
Vт – объем топочной камеры,
Vт =
м3 [11,
табл. 8.20, С. 248]; Fст
– поверхность стен топочной камеры, Fст
=
м2 [13,
табл. 2.9, С. 33].
| |
6.
Определяем коэффициент
| |
(38) |
| где – суммарная объёмная доля трехатомных газов, берется по табл. 5. = 11,7 (м×МПа)-1 – коэффициент ослабления лучей трехатомными газами по [13, ф.5.12, С. 62] и проверяется по [13, рис. 5.4, С. 63], (м×МПа)-1; – коэффициент ослабления лучей сажистыми частицами, (м×МПа)-1: | |
| |
(39) |
| где Сr,Нr – содержание углерода и водорода в рабочей массе топлива. | |
7. Степень черноты факела:
| |
(40) |
| где m – коэффициент, характеризующий долю топочного объема, заполненного светящейся частью факела; – степень черноты светящейся части факела и несветящихся трехатомных газов, какой обладал бы факел при заполнении всей топки соответственно только светящимся пламенем или только несветящимися трехатомными газами. | |
Коэффициент m определяем по [13, табл. 5.2, С.65] в зависимости от удельной нагрузки топочного объёма:
| qv= qv= |
(41) |
Тогда с помощью интерполяции определяем m=0,19.
8.
Определяем степень черноты
| |
(42) |
9. Параметр, учитывающий расположение максимума температур пламени по высоте топки, определяем в зависимости от относительного положения максимума температуры пламени по высоте топки:
| М = 0,54 – 0,2·хт | (43) |
| где хт – относительное положение максимума температуры пламени по высоте топки: | |
| хт = хг + Δх; хг = hг/Hг | (44) |
| где
хг – относительный уровень расположения
горелок; hг – расстояние от
пода топки до оси горелки; Hг
– расстояние от пода топки до середины
выходного окна топки; Δх=0,15 – поправка
при сжигании газа и мазута.
М = 0,54 – 0,2· 0,14 = 0,512 | |
10.
Средняя суммарная