Тепловой расчет котла КВГМ-30-150

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 19 Апреля 2013 в 19:53, курсовая работа

Описание работы

Котел КВ-ГМ-30-150 предназначен для установки в отопительных и промышленно-отопительных котельных в качестве основного источника теплоснабжения.
Конструкция котлоагрегата разработана с учетом максимальной степени заводской блочности и унификации деталей, элементов и узлов котлоагрегатов, работающих на различных видах топлива.
Котлы КВ-ГМ-30-150, выполненные по П-образной схеме, эксплуатируются, и выпуск их продолжается на Дорогобужском котельном заводе. Котел КВ-ГМ-30-150 поставляется заводом только для работы в основном отопительном режиме (вход воды осуществляется в нижний коллектор заднего топочного экрана, выход воды - из нижнего коллектора фронтового экрана).

Содержание работы

1. Описание котла КВ-ГМ-30-150 3
1.1 Технические характеристики котла КВ-ГМ-30-150 3
1.2 Конструктивные характеристики котла 5
1.3 Топочное устройство котла КВ-ГМ-30-150 6
1.4 Принцип работы 9
2. Тепловой расчет котла КВ-ГМ-30-150 10
2.1 Тепловой баланс котла и расход топлива 14
2.2 Расчет теплообмена в топке 16
2.3 Расчет конвективного пучка 19
2.4 Сводная таблица теплового расчета котла и расчетная невязка теплового баланса 22
3. Расчет фестона 24
4. Расчет экономайзера 29
Список литературы 2

Скачать архив (149.00 Кб) Сколько стоит заказать работу?

Файлы: 1 файл

Тепловой расчет КВГМ 30-150.doc

— 596.00 Кб (Скачать файл)

2.1 Тепловой баланс котла и расход топлива

Тепловой баланс парогенератора выражает качественное соотношение между поступившей в агрегат теплотой, называемой располагаемой теплотой и суммой полезно используемой теплоты и тепловых потерь.

Таблица 2.1.1 Расчет теплового баланса котла

Наименование	Обозначение	Расчетная формула или способ определения	Единица	Расчет
Располагаемая теплота сгорания топлива	Q^р_р	Q^р_н + Q_в.н + i_тл	кДж/м³	36764,6
Потеря теплоты от химической неполноты сгорания топлива	q₃	Табл. 4−3 [2]	%	0,5
Потеря теплоты от механической неполноты сгорания топлива	q₄	Табл. 4−3 [2]	%	0
Температура уходящих газов	u_ух	По выбору, табл. 1−3 [2]	°С	160
Энтальпия уходящих газов	I_ух	По I−u таблице	кДж/кг	3042
Температура воздуха в котельной	t_х.в.	По выбору	°С	30
Теоретическая энтальпия воздуха в котельной	I⁰_х.в.	По I−u таблице	кДж/кг	385,3
Потеря теплоты с уходящими газами	q₂		%	6,99
Потеря теплоты от наружного охлаждения	q₅	По рис. 3−1 [2]	%	1,9
Сумма тепловых потерь	Σq	q₅ + q₄ + q₃ + q₂	%	9,4
КПД котла	h_ка	100 - Σq	%	90,6
Коэффициент сохранения теплоты	φ		−	0,98
Температура воды на входе в котел	t¢_в	По заданию	°С	70
Энтальпия воды на входе в котел	I¢_в	Табл. VI−6 [2]	кДж/кг	294,6
Температура воды на выходе из котла	t¢¢_в	По заданию	°С	150
Энтальпия воды на выходе из котла	I¢¢_в	Табл. VI−7 [2]	кДж/кг	633,1
Расход воды через котел	Q_пол	По расчету	кВт	271
Расход топлива на котел	В		м³/с	1,047

2.2 Расчет теплообмена в топке

Таблица 2.2.1 Поверочный расчет топки

Величина	Обозначение	Расчетная формула или способ определения	Единица	Расчет
Суммарная площадь лучевоспр. поверхности	Н_л	табл. II−9 [2]	м²	126,9
Полная площадь стен топочной камеры	F_ст	по конструктивным размерам	м²	137,2
Коэф. тепловой эффект-ти лучевосп. поверхности	Ψ_ср		−	0,67
Эффективная толщина излуч. слоя пламени	s		м	2,138
Полная высота топки	H_т	по конструктивным размерам	м	2,05
Высота расположения горелок	h_т	по конструктивным размерам	м	1,65
Относительный уровень расположения горелок	x_т		−	0,8
Параметр, учитыв. характер распределения т-ры в топке	M		−	0,35
Коэф. избытка воздуха на выходе из топки	α_т	Табл. 1−1	−	1,14
Присос воздуха в топке	Δα_т	Табл. 2−2 [2]	−	0,06
Температура холодного воздуха	t_хв	По выбору	°С	30
Энтальпия присосов воздуха	I⁰_прс	Табл. 1−3	кДж/м³	385,3
Кол-во теплоты, вносимое в топку воздухом	Q_в		кДж/ м³	20,7
Полезное тепловыделение в топке	Q_т		кДж/ м³	36601,47
Адиабатическая температура горения	u_а	Табл. 1−4	°С	1996,6
Температура газов на выходе из топки	u²_т	По выбору, табл. 5−3 [2]	°С	1050
Энтальпия газов на выходе из топки	I²_т	Табл. 1−4 [2]	кДж/м³	19929,29
Средняя суммарная теплоем. продуктов сгорания	Vc_cp			17,61
Объемная доля: Водяных паров Трехатомных газов		Табл. 1−2 [2] Табл. 1−2 [2]	− −	0,178 0,084
Суммарная объемная доля трехатомных газов	r_n	Табл.1-2 [2]	−	0,262
Коэф. ослабления лучей трехатомными газами	k_г k_кокс	Рис. 5−5 [2] Стр. 31 [2]	1/ м×МПа	6,76
Коэф. ослабления лучей топочной средой	k	k_г× r_n+ k_кокс× χ₁× χ₂	1/ м×МПа	1,77
Степень черноты факела	a_ф	1 − е^{− kps}	−	0,307
Степень черноты топки	a_т		-
Тепловая нагрузка стен топки	q_F		кВт/м²
Температура газов на выходе из топки	u²_т	Рис. 5−8 [2]	°С	1090
Энтальпия газов на выходе из топки	I²_т	Табл. 1−4 [2]	кДж/м³	20768,49
Общее тепловосприятие топки	Q^л_т	φ×(Q_т − I²_т)	кДж/м³	14249,6
Средняя тепловая нагрузка лучевосп. поверхности топки	q^ср_л		кВт/м³	117,6

2.3 Расчет конвективного пучка

Конвективными называют такие поверхности нагрева, в которых процесс передачи теплоты осуществляется путем конвективного теплообмена.

конвективные пучки получают теплоту не только путем конвективного теплообмена, но и теплоту прямого излучения топки. При расчете такой поверхности нагрева используют методику расчета конвективных поверхностей нагрева с учетом тепловосприятия прямого излучения топки.

Таблица 2.3.1 Тепловой расчет конвективного пучка

Величина	Обозначение	Формула или способ определения	Единица	Расчет
Полная площадь поверхности нагрева	Н	По конструктивным размерам (табл. II−9 [2])	м²	592,6
Диаметр труб	d	По конструктивным размерам	мм	0,028
Средняя длина труб	l	По конструктивным размерам	м	0,75
Поперечный шаг труб	s₁	По конструктивным размерам	м	0,064
Продольный шаг труб	s₂	По конструктивным размерам	м	0,04
Относительный поперечный шаг труб	s₁/d	По конструктивным размерам	-	2,29
Относительный продольный шаг труб	s₂/d	По конструктивным размерам	-	1,43
Размеры поперечного сечения газохода	A B	По конструктивным размерам	м м	2,3 2,88
Эффективная толщина излучающего слоя	s		м	0,084
Температура газов перед конвективным пучком	u¢	u²_т − из расчета топки	°С	1090
Энтальпия газов перед конвективным пучком	I¢	I²_т − из расчета топки	кДж/м³	20768,49
Температура газов за конвективным пучком	u²	По выбору (стр. 53 [2])	°С	160
Энтальпия газов за конвективным пучком	I²	По I−u таблице	кДж/ м³	2705,5
Количество теплоты, отданное конвективному пучку	Q_г	φ×(I¢ − I²)	кДж/ м³	18376,5
Средняя температура газов	u_ср	0,5×(u¢ + u²)	°С	625
Коэффициент теплоотдачи конвекцией	α_к	α_н × С_z × C_s × C_ф, рис. 6−5 [2]		105,84
Суммарная оптическая толщина запыленного газового потока	kps	(k_гr_n + k_злm_зл) × p × s		60,98
Степень черноты излучающей среды	a	1 − е ^{− kps}	−	0,12
Коэффициент тепловой эффективности	ψ	Стр. 48 [2]	°С	0,8
Температура загрязнения стенки трубы	t_ст	t_кип + Δt	°С	135
Коэффициент теплоотдачи излучением	α_л	α_н × a		11
Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке	α₁	ξ(α_к + α_л)		116,84
Тепловосприятие конвективного пучка	ε₀	ψ×a₁		92
Температурный напор на входе в пучок	Dt_б	u¢-t¢	°C	940
Температурный напор на выходе из пучка	Dt_м	u¢¢-t¢¢	°С	90
Средний температурный напор	Δt	Табл. 6−1 [2]	°С	353
Расхождение расчетных тепловосприятий	ΔQ		%	0,8

2.4 Сводная таблица теплового расчета котла и расчетная невязка теплового баланса

Таблица 2.4.1 Тепловой баланс котла

Величина	Обозначение	Единица	Результат
Располагаемая теплота топлива	Q_р^р	кДж/м³	36764,6
Температура уходящих газов	u_ух	°С	160
Потери теплоты с уходящими газами	q₂	%	6,99
КПД	h	%	90,6
Расход топлива на котел	В_р	м³/с	1,047
Топка
Теплота, вносимая воздухом	Q_в	кДж/м³	20,7
Полезное тепловыделение	Q_т	кДж/м³	36601,47
Температура газов на выходе из топки	u¢¢_т	°С	1090
Энтальпия газов на выходе из топки	I¢¢_т	кДж/м³	20768,49
Тепловосприятие	Q_л	кДж/м³	16211,2
Конвективный пучок
Температура газов на входе	u¢	°С	1090
Температура газов на выходе	u¢¢	°С	160
Энтальпия газов на входе	I¢	кДж/м³	21152,67
Энтальпия газов на выходе	I¢¢	кДж/м³	2705,5
Тепловосприятие	Q	кДж/м³	18392,8

Невязка теплового баланса составила 1,8 %, расчет считаем верным.

3. Расчет фестона

Поверочный тепловой расчёт фестона сводится к определению количества тепла, воспринимаемого фестоном. Количество теплоты, воспринимаемое фестоном, рассчитывается по уравнению теплового баланса и по уравнению теплопередачи. Результаты расчётов сравниваются, если расхождение результатов расчётов по уравнению теплового баланса и по уравнению теплопередачи не превышает 5%, то расчёт считается выполненным.

Конструктивно фестон состоит из труб заднего экрана, но размещенных с увеличенным поперечным S₁=200÷300 мм и продольным S₂=250÷400 мм шагами. При этом трубы фестона разводятся в несколько рядов Z₂. Иногда фестон выполняется из труб большего диаметра (около 100 мм), расположенных в один ряд (S₁=400÷800 мм).

Из расчета топки для предыдущей поверхности нагрева известными являются температура и энтальпия газов перед фестоном. Температура газов за фестоном принимается с последующей проверкой и уточнением ее. Кроме этого, она должна быть увязана с условиями обеспечения надежной работы пароперегревателя. Согласно [1] охлаждение дымовых газов в фестоне можно предварительно принять для однорядных фестонов (z₂=1) 7–10 ^○С, для двухрядных – 15–20 ^○С, для трехрядных фестонов – 30–40 ^○С и для четырехрядных – 50–60 ^○С (меньшее значение для влажного топлива, большее – для сухого). Количество рядов по ходу газов в фестоне Z₂ принимается из чертежа котла.

Температура обогреваемой среды постоянна и равна температуре кипения при давлении в барабане котла, температурный напор определяется по формуле

где = 0,5() – средняя температура газов в фестоне, ^○С; t_н − температура кипения при давлении в барабане.

Объем газов на единицу топлива V_г определяется по избытку воздуха на выходе из топки.

Геометрические параметры фестона

Геометрические параметры фестона принимаются по паспортным данным котла:

− наружный диаметр труб d_H= 60 мм;

− число рядов труб по ходу движения газов Z₂= 4;

− поперечный шаг труб S₁= 256 мм;

− продольный шаг труб S₂= 180 мм;

− расположение труб - шахматное;

− размер поверхности нагрева F_ф=126.9 м²;

− живое сечение для прохода газов f =42.3 м².

Расчёт энтальпии дымовых газов на выходе из фестона

Температуру дымовых газов перед фестоном принимаем равной температуре газов на выходе из топки.

==1050 °С,

= =19929.3 кДж/кг.

Температуру дымовых газов за фестоном определяем по формуле:

= -D_ф=1120−70=980 °С,

где принимаем D=70 °С – охлаждение газов в фестоне.

Энтальпия дымовых газов на выходе из фестона:

кДж/кг.

Расчёт теплоты, воспринимаемой фестоном, по уравнению теплового баланса

Теплота, воспринимаемая фестоном, складывается из двух составляющих:

Q_ф= Q_б.ф+Q_л.ф

Информация о работе Тепловой расчет котла КВГМ-30-150