Министерство  образования Республики Беларусь

    Белорусский национальный технический университет

    Энергетический  факультет

    Кафедра «Промышленная теплоэнергетика  и теплотехника» 
 
 
 
 

    Курсовой  проект 

    по  дисциплине «Котельные установки промышленных предприятий» 

    Тема: «Расчет котельного агрегата ДКВР-10-13 ГМ» 
 
 
 
 

    Исполнитель: студент энергетического факультета, 4 курса, гр.106518

    Мясникович  Виталий Владимирович 

    Руководитель  проекта: Мигуцкий Игорь Евгеньевич 
 
 
 
 
 

    Минск 2011

    Министерство  образования Республики Беларусь

    Белорусский национальный технический университет

    Кафедра «Промышленная теплоэнергетика  и теплотехника» 
 
 
 
 
 

    Пояснительная записка

    к курсовому проекту

    по  дисциплине: «Котельные установки промышленных предприятий» 

    Тема: «Расчет котельного агрегата ДКВР-10-13 ГМ» 
 
 
 
 

    Исполнитель:_______________________________Мясникович В.В.

    студент______курса, ____________группы 

    Руководитель:________________________________Мигуцкий И.Е. 
 
 
 
 
 

    Минск 2011 

 

    

Содержание

    Введение 3

    1 Исходные данные 6

    2 Материальный баланс процесса горения 8

    3 Тепловой баланс котла 3

    4 Расчет теплообмена в топочной камере 3

    5 Расчет конвективных поверхностей нагрева 3

    5.1 Тепловой расчет первого конвективного пучка 3

    6 Список используемых источников 5 

 

    

Введение

    Паровой котел ДКВР 10-13 ГМ. Первое число после наименования котла обозначает паропроизводительность, т/ч. Второе число - давление пара в барабане котла, кгс/см². ГМ – котельная установка, использующая в качестве топлива газ/мазут.

    Котлы ДКВР состоят из следующих основных частей: двух барабанов (верхний и нижний); экранных труб; экранных коллекторов (камер). Барабаны котлов на давление 13 кгс/см² имеют одинаковый  внутренний диаметр (1000 мм) при толщине стенок 13мм. Для осмотра барабанов и расположенных в них устройств, а также для очистки труб шарошками на задних днищах имеются лазы; у котла ДКВР-10 с длинным барабаном имеется еще лаз на переднем днище верхнего барабана. Для наблюдения за уровнем воды в верхнем барабане установлены два водоуказательных стекла и сигнализатор уровня. У котлов с длинным барабаном водоуказательные стекла присоединены к цилиндрической части барабана, а у котлов с коротким барабаном к переднему днищу. Из переднего днища верхнего барабана отведены импульсные трубки к регулятору питания. В водяном пространстве верхнего барабана находятся питательная труба, у котлов с длинным барабаном - труба для непрерывной продувки; в паровом объеме - сепарационные устройства. В нижнем барабане установлены перфорированная труба для периодической продувки, устройство для прогрева барабана при растопке и штуцер для спуска воды.

    Боковые экранные коллекторы расположены под  выступающей частью верхнего барабана, возле боковых стен обмуровки. Для создания циркуляционного контура в экранах передний конец каждого экранного коллектора соединен опускной необогреваемой трубой с верхним барабаном, а задний конец - перепускной трубой с нижним барабаном. Вода поступает в боковые экраны одновременно из верхнего барабана по передним опускным трубам, а из нижнего барабана по перепускным. Такая схема питания боковых экранов повышает надежность работы при пониженном уровне воды в верхнем барабане, увеличивает кратность циркуляции.

    Экранные  трубы паровых котлов ДКВР изготовляют  из стали. В котлах с длинным верхним барабаном экранные трубы приварены к экранным коллекторам, а в верхний барабан ввальцованы. Шаг боковых экранов у всех котлов ДКВР 80 мм, шаг задних и фронтовых экранов - 80 (130 мм). Пучки кипятильных труб выполнены из стальных бесшовных гнутых труб диаметром 51мм. Концы кипятильных труб прикреплены к нижнему и верхнему барабану с помощью вальцовки. Циркуляция в кипятильных трубах происходит за счет бурного  испарения воды в передних рядах труб, т.к. они расположены ближе к топке и омываются более горячими газами, чем задние, вследствие чего в задних трубах, расположенных на выходе газов из котла вода идет не вверх, а вниз. Топочная камера в целях предупреждения затягивания пламени в конвективный пучок и уменьшения потери с уносом, разделена перегородкой на две части: топку и камеру сгорания. Перегородки котла выполнены таким образом, что дымовые газы омывают трубы поперечным током, что способствует теплоотдаче в конвективном пучке.

    Технологическая схема котельной установки видоизменяется в зависимости от ее назначения, производительности, параметров пара, вида топлива, способа его сжигания и местных условий. В котельных установках, использующих жидкое и газовое топлива, отсутствуют золоулавливающие устройства, оборудование для удаления шлака и золы, значительно упрощаются устройства для хранения (при газовом топливе – отпадают), транспорта и подготовки топлива к сжиганию.

    Оборудование  котельной установки условно  разделяют на основное (собственно котел) и вспомогательное. Вспомогательными называют оборудование и устройства для подачи топлива, питательной  воды и воздуха, для удаления продуктов  сгорания, очистки дымовых газов, удаления золы и шлака, паропроводы, водопроводы и др.

    Современный котел оснащается системами автоматизации, обеспечивающими надежность и безопасность его работы, рациональное использование  топлива, поддержание требуемой  производительности и параметров пара, повышение производительности труда  персонала и улучшение условий  его работы, и защиту окружающей среды от вредных выбросов.

1. Исходные  данные

    Исходные  данные по курсовому проекту сведены  в таблицу 1.1:

    Таблица 1.1 – Исходные данные по курсовому проекту

 

    Основные  теплотехнические характеристики котельного агрегата 
ДКВР-10-13 ГМ сведены в таблице 1.2 [1, таблица 1,4].

    Таблица 1.2 - Основные теплотехнические характеристики котельного агрегата ДКВР-10-13 ГМ, работающего на газе

 

    Внутренний  диаметр верхнего и нижнего барабана 1000 мм.

    Толщина стенки барабана 13 мм.

    Диаметр и толщина экранных труб 51x2,5 мм.

    Диаметр и толщина стенок коллекторов  экранов 219х8 мм.

    Шаг труб переднего и заднего экранов  котлов ДКВР-10, 130 мм.

    Шаг труб боковых экранов в топке  и камере догорания 80мм.

    Шаг труб заднего экрана в камере догорания  и фестоне 110 мм.

    Шаг кипятильных труб по длине котла 100 мм., по ширине котла 110 мм.

    Диаметр и толщина стенки труб пароперегревателя 32х3 мм.

    Шаг труб пароперегревателя по длине  котла 75 мм., по ширине котла 68,5 мм.

      Котельные пучки всех котлов, кроме ДКВР-35, имеют коридорное  расположение труб. [1]

2. Материальный  баланс процесса горения

    По  заданному виду топлива (таблица 1.1) сводим в таблицу 2.1 элементарный состав и другие характеристики данного  топлива:

    Таблица 2.1 – Состав и другие характеристики исходного топлива

 

    Теоретический объем сухого воздуха, при a = 1 для газообразного топлива:

     .

    При сжигании газообразного топлива  объем водяных паров:

    

    Объем трехатомных газов:

    

    Объем азота:

    

    Принимаем коэффициент избытка воздуха  на выходе из топки α_т = α’ =  
= 1,15. Величины присосов воздуха выбираем: Δα_кп1 = 0,05, Δα_кп2 = 0,05,  
Δα_эк = 0,03. Коэффициент избытка воздуха перед каждой поверхностью нагрева после топочной камеры подсчитывается прибавлением к α’ соответствующих присосов воздуха: