Расчет котла КЕ-2,5-14С

Курсовая работа, 22 Сентября 2013, автор: пользователь скрыл имя

Описание работы


Паровой котёл КЕ-2,5-14 С двухбарабанный, вертикально-водотрубный предназначен для работы на твердом топливе со слоевыми механическими топками и вырабатывает насыщенный или перегретый пар, используемый на технологические нужды промышленных предприятий, для отопления, вентиляции и горячего водоснабжения.. Внешний вид котла представ лен на рис. 1, технические характеристики и возможная комплектация приведены в табл. 1.1

Содержание работы


2. Описание котельного агрегата 4
3. Расчет топлива по воздуху и продуктам сгорания и построение I-t диаграммы. 11
4. Тепловой расчет 16
3.1. Предварительный тепловой баланс 16
3.2. Расчет теплообмена в топке 18
3.3. Расчет теплообмена в конвективной испарительной поверхности 21
3.4. Окончательный тепловой баланс котла 26
5. Список использованной литературы 27

Файлы: 1 файл

Акимов ЭП-301(1) КП Котел Ке-2,5-14С третья правка на печать.docx

— 1.19 Мб (Скачать файл)

 


Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

15

ЭП–301(1).01.00 ПЗ


 

Рис. 4. Зависимость энтальпии газов от температуры

 

    1. Тепловой  расчет

    1. Предварительный тепловой баланс

 

Таблица 4. Предварительный тепловой баланс

Предварительный тепловой баланс

№

п/п

Наименование

Обоз

начение

Ед.

измер.

Расчетная формула или  способ определения

Численные значения

Результат

1

Низшая теплота сгорания

МДЖ/кг

 

МДж/кг

Определяется по формуле  Менделеева

 

0,339*67,14+1,03*4,67-0,109*(8,68-0,57)-8*0,025

 

24,0446

 

2

Коэффициент полезного действия котла

h’

%

Принимается ориентировочно по прототипу [9] стр.39

 

81,5

3

Потери тепла

-от химической неполноты сгорания

-от механического недожога

 

-в окружающую среду

 

q3

 

q4

 

q5

 

%

 

%

 

%

 

по прототипу

принимается [1]стр. 41

 

принимается [1]стр. 41

 

принимается [1]стр. 44

 

 

 

 

 

 

 

 

1,0

 

5,5

 

3,4

4

Коэффициент избытка воздуха

a

 

По заданию

 

1,35

5

Температура воздуха:

-холодного

tхв

оС

По заданию

 

30

6

Средние изобарные объемные теплоемкости холодного влажного воздуха

 

схв

 

 

кДж/кг град

 

высчитывается интерполяцией  по табл.4

 

 

 

 

 

 

 

1,321

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

16

ЭП–301(1).01.00 ПЗ

 

7

 

Количество тепла, вносимое в топку с

холодным воздухом

 

 

Qхв

 

 

кДж/кг

 

 

1,016Vo *a*схв* tхв

 

 

1,016 *6,955*1,35*1,321*30

 

 

358,48

Предварительный тепловой баланс

8

Температура топлива поступающего в топку

 

tmл

 

оС

 

Принимается

 

 

30

9

Теплоемкость массы топлива -сухой

-рабочей

ссmл

сртл

кДж/кгºС

Принимаем из справочника [2], табл. 4.1

сстл (100-Wр)/100+сН2О Wр /100

 

0,9718*(100-8)/

/100+1,49*8/100

0,9718

1,013

10

Теплота, вносимая в топку  с топливом

imл

кДж/кг

срm×tm

1,013*30

30,39

11

Располагаемая теплота топлива

кДж/

кг

24044,6+30,39

24075

12

Потери тепла

- на теплоту шлака

 

- с уходящими газами

q6

 

q2

%

 

%

 

100-(h + q3 + q4+ q5+ q6)

 

100-(81,5+1+5,5+3,4+0,22)

0,22

 

8,38

13

Энтальпия уходящих газов

Iух

кДж/м3

2498

14

Температура уходящих газов

tух

oC

 Рис. 4

 

159

15

Количество пара, вырабатываемого  котлом:

перегретого

влажного

 

 

Dпе

Dн

 

кг/с

 

 

по заданию

по заданию

 

 

 

0

0,70

16

Степень сухости пара

х

кДж/м3

принимается

 

0,95

17

Энтальпия сухого насыщенного  пара

i²

кДж/м3

Из таблицы водяного пара [5] стр. 24

Для давления 1,4 Мпа

2788,9

18

Скрытая теплота парообразования

r

кДж/м3

Из таблицы водяного пара [5] стр. 24

Для давления 1,4 Мпа

1958,8

19

Энтальпия влажного пара

iх

кДж/м3

ix= i² -(1-х)*r

2592-(1-0,95) *1974

2691

20

Температура питательной  воды

tпв

°С

по заданию

 

40

21

Энтальпия питательной воды

iпв

по таблицам воды и водяного пара

[5] стр. 16

 

167,54

22

Секундный расход топлива

Вр

кг/с

0, 83


Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

17

ЭП–301(1).01.00 ПЗ

 

 

    1. Расчет теплообмена  в топке

Таблица 5. Расчёт теплообмена в топке

Расчёт теплообмена в  топке

№

п/п

Наименование

Обозначение

Ед.измерения

Расчетная формула

Числовые величины

1

Расчетный расход топлива

Вр

кг/с

См. таблицу 4 п.22

0, 83

2

Располагаемая теплота топлива

кДж/кг

См. таблицу 4 п.12

24075

3

Лучевоспринимающая поверхность нагрева

Нл

м2

Принимается из справочного материала (табл. 1.2)

 [6] Таблица 3.2.

19,12

4

Площадь стен, ограничивающих топочный объем

Fст

м2

Принимается из справочного  материала (табл. 1.2)

[6] Таблица 3.2.

37,2

5

Объем топки

Vт

М3

Принимается из справочного  материала (табл. 1.2)

[6] Таблица 3.2.

10,47

6

Степень экранирования топки

Y

 

Нл/Fст

0,514

7

Коэффициент сохранения теплоты

j

 

0,966

8

Эффективная толщина излучающего  слоя

S

м

1,013

9

Адиабатная (теоретическая) энтальпия продуктов сгорания

Iа

кДж/кг

=Qхв

24122,7

10

Адиабатная (теоретическая) температура газов

tа

 

Та

оС

 

оК

По I-t диаграмме рис.1

 

Ta=ta+273

1519

 

1792

11

Температура газов на выходе из топки

 

oC

 

оС

Принимается ориентировочно с последующим уточнением

950

 

1223

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

18

ЭП–301(1).01.00 ПЗ

 

 

12

Энтальпия газов на выходе из топки

кДж/кг

По I-t диаграмме рис.1

14575

13

Средняя суммарная теплоемкость продуктов сгорания

Vг*Сср

кДж/кгºС

32,15

14

Условный коэффициент  загрязнения поверхности нагрева.

x

 

Принимается [1] стр. 57

0,6

15

Тепловое напряжение топочного  объема

qv

кВт/кг

190,86

16

Коэффициент тепловой эффективности

Yэф

 

 

 

Y*x

0,308

Расчёт теплообмена в  топке

17

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

19

ЭП–301(1).01.00 ПЗ

 

Объемная доля  водяных  паров в продуктах сгорания

 

0,0776

18

Суммарная объемная доля трехатомных  газов в продуктах сгорания

 

0,2034

19

Суммарное парциальное давление трехатомных газов

Pn

МПа

0,0204

20

Коэффициент ослабления лучей  трехатомными газами

kг

2,106

21

Коэффициент ослабления лучей  частицами кокса

kк

 

Для сжигания каменных углей в  слоевых топках [1] стр. 58

0,15

22

Коэффициент ослабления  лучей летучей золой

kзл

 

По  графику ([1], рис.7)

0,05

23

Масса дымовых газов

Gг

кг/кг

13,161

24

Доля золы в топливном  уносе

αун

%

Принимаем [1], табл. 20

7

25

Средняя массовая концентрация золы

µзл

г/кг

Ар*αун/(100Gг)

0,711

26

Общий коэффициент ослабления  лучей топочной средой

kт

 

kт=kг*rп+kзл*µзл+kк

0,6139

27

Эффективная степень черноты  среды, заполняющей топку

а

 

,

где PT=0,1 МПа=0,98ата – абсолютное давление в топке

0,463

28

Удельная нагрузка зеркала  горения 

qз.г.

кВт/м2

Принимаем [7] табл. 4.1

930

29

Площадь зеркала горения

R

м2

R=Bр*Qнр/qз.г.

2,15

30

Отношение зеркала горения  к полной поверхности стен топки  при слоевом горении

ρ

 

R/Fст  где R =2,74 м2 – площадь колосниковой решётки топки.

0,074


 

Расчёт теплообмена в  топке

31

Величина относительного положения максимума температур

cm

 

Принимаем [1] стр. 63

0,1

32

Параметр, характеризующий  распределение температуры по высоте топки

М

 

0,59 - 0,50Хm

0,54

33

Степень черноты топки 

ат

 

aт=(а+(1- а)*ρ)÷

÷(1-(1- а)*(1-Yэф)*(1-ρ))

0,766

34

 

Расчетная температура газов  за топкой

 

tзт

 

 

 

Тзт

 

°С

 

 

 

К

 

tзт+273

 

 

 

865

 

 

1138

35

Температура за топкой по предварительному балансу

 

t’зт

 

°С

см. п.11

950

36

Расхождение

 

Dtзт

 

°С

tзт- t’зт

85

37

Энтальпии газов за топкой

Iзт

кДж/кг

Определяем интерполяцией  по рис.4 или по таблице 3

12997

38

Количество тепла переданное в топке

Qл

кВт

8921,65

39

Коэффициент прямой отдачи

m

%

46

40

Действительное тепловое напряжение топочного объема

qv

кВт/м3

85,21



Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

20

ЭП–301(1).01.00 ПЗ


 

 

 

 

 

 

 

 

    1. Расчет теплообмена  в конвективной испарительной поверхности


Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

21

ЭП–301(1).01.00 ПЗ


Таблица 6. Расчет теплообмена в конвективной испарительной поверхности

Расчет теплообмена в конвективной испарительной поверхности

№

п/п

Наименование

величины

Обозначение

Ед.

измерения

Расчетная формула

Числовое

значение

1 пучок

2 пучок

1

Температура газов перед  рассматриваемым газоходом

t1

оС

Из расчета предыдущего  газохода.

Табл.5 п.34

865

490

2

Энтальпия газов перед  газоходом

I1

кДж/кг

Рис. 4 (по t1)

12997

7023,15

3

Коэффициент сохранения тепла

j

кДж/м3

0,966

0,966

4

Температура газов на выходе из газохода.

t2’

t2’’

t2’’’

оС

оС

оС

Принимаются три значения

400

500

600

200

300

400

5

Энтальпия газов на выходе из газохода

I2’

I2’’

I2’’’

кДж/кг

кДж/кг

кДж/кг

Таблица 3

5661

7174,5

8688

2759

4309

5661

6

Расход топлива

B

кг/с

См. таблицу 4 п.22

0,83

0,83

7

Количество теплоты, отданное газами в пучке

Q1’

Q1’’

Q1’’’

кВт

кВт

кВт

jВ(I1-I2’)

jВ(I1-I2’’)

jВ(I1-I2’’’)

5881,9

4668,3

3454,9

3418,9

2176,2

1092,1

8

Наружный диаметр труб

dн

м

По чертежу

Расчётная схема рис. 3

0,051

0,051

9

Число рядов труб

z2

шт

то же

18

18

10

Число труб в одном ряду

z1

шт

то же

5

4

11

Шаг труб:

-продольный

-поперечный

 

S2

S1

 

м

м

 

то же

то же

 

0,110

0,090

 

0,110

0,090

12

Средняя длина труб в газоходе:

-установленная

-активная

 

 

lуст

lакт

 

 

м

м

Расчётная схема рис. 3

 

По чертежу

 

 

3,1

2,6

 

 

3,1

2,6

13

Коэффициент омывания

w

 

lакт/ lуст

0,85

0,85

14

Активно омываемая поверхность  нагрева

 

 

 

Накт

 

 

м2

pdlактz1z2

37,5

30


 

Расчет теплообмена в конвективной испарительной поверхности

15

Относительные шаги труб:

-продольный

  • -поперечный

 

 

S2/d

S1/d

 

 

 

S2/d

S1/d

 

 

2,16

1,76

 

 

2,16

1,76

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

22

ЭП–301(1).01.00 ПЗ

 

16

 

Площадь живого сечения для  прохода газов

 

Fж

 

м2

 

Вычисляется с учетом данных чертежа

 

0,55

 

0,43

17

Эффективная толщина излучающего  слоя газов

Sэф

м

0,18

0,18

18

Температура кипения воды при рабочем давлении

ts’

оС

Из таблиц водяного пара при рабочем давлении [5] стр. 24

195,05

195,05

19

Средняя температура газового потока

t’ср

t’’ср

t’’’ср

оС

оС

оС

0,5(t1 + t’2)

0,5(t1 + t’’2)

0,5(t1 + t’’’2)

632,5

682,5

732,5

345

395

445

20

Средний расход газов

V’ср

 

 

V’’ср

 

 

 

V’’’ср

м3/с

 

 

м3/с

 

 

 

м3/с

 

27,4

 

28,9

 

30,4

11,2

 

11,9

 

12,2

21

Средняя скорость газов

W’г

 

 

 

W’’г

 

 

 

W’’’г

м/с

 

 

 

м/с

 

 

 

м/с

 

 

4,98

 

 

5,25

 

 

 

5,53

2,6

 

 

2,7

 

 

 

2,8

22

Коэффициент тепловой эффективности

Y

 

Принимается исходя из рода топлива ([7], табл. 6.1)

0,65

0,65

23

Средняя температура загрязненной стенки

tз

оС

tз= tн+60= ts’+60

255,05

255,05

Информация о работе Расчет котла КЕ-2,5-14С