|
|
Поверочный расчет котла БКЗ-420-140. КУиПГ. Иркутский национальный исследовательский технический университет институт энергетики
4 Расчет котла БКЗ-420-140
4.1 Расчеты объемов воздуха и продуктов сгорания
Расчеты объемов воздуха и продуктов сгорания сведены в таблице 3.
Таблица 3 – Действительные объемы воздуха и продуктов сгорания
Наименование
|
Размерность
|
Газоходы котла
|
Топка
|
КПП 3,4
|
КПП 1
|
ВЭК 2
|
ВЭК 1
|
ВЗП
|
Средний коэффициент избытка воздуха в поверхности нагрева 
|
-
|
1,2
|
1,21
|
1,23
|
1,25
|
1,27
|
1,295
|
Объем водяных паров
|
|
0,73
|
0,73
|
0,74
|
0,74
|
0,74
|
0,74
|
Полный объем газов
|
|
5,76
|
5,80
|
5,89
|
5,97
|
6,06
|
6,17
|
Объемная доля трехатомных газов
|
-
|
0,14
|
0,14
|
0,14
|
0,13
|
0,13
|
0,13
|
Суммарная доля водяных паров
|
-
|
0,13
|
0,13
|
0,13
|
0,12
|
0,12
|
0,12
|
Суммарная объемная доля
|
-
|
0,27
|
0,27
|
0,27
|
0,25
|
0,25
|
0,25
|
Концентрация золовых частиц
|
|
0,02
|
0,02
|
0,02
|
0,02
|
0,02
|
0,02
|
Масса продуктов сгорания
|
|
7,51
|
7,57
|
7,68
|
7,79
|
7,9
|
8,04
|
4.2 Энтальпии воздуха и продуктов сгорания
Расчеты энтальпии воздуха и продуктов сгорания сведены в таблицу 4.
Таблица 4 – Энтальпии продуктов сгорания по газоходам котла
ϑ, ºС
|
Iг0, кДж/кг
|
Iв0, кДж/кг
|
Iзл, кДж/кг
|
I = Iг0 + (α-1) . Iв0 + Iзл, кДж/кг
|
Топка, ШПП
|
КПП 3,4
|
КПП 1
|
ВЭК 2
|
ВЭК 1
|
ВЗП
|
100
|
685
|
565
|
13
|
811
|
822
|
834
|
845
|
856
|
873
|
200
|
1388
|
1137
|
27
|
1642
|
1665
|
1688
|
1711
|
1733
|
1767
|
300
|
2123
|
1723
|
41
|
2509
|
2543
|
2578
|
2612
|
2646
|
2698
|
400
|
2857
|
2308
|
56
|
3375
|
3421
|
3467
|
3513
|
3559
|
3628
|
500
|
3633
|
2921
|
72
|
4289
|
4348
|
4406
|
4464
|
4523
|
4611
|
600
|
4409
|
3534
|
88
|
5204
|
5274
|
5345
|
5416
|
5487
|
5593
|
700
|
5222
|
4171
|
104
|
6160
|
6244
|
6327
|
6410
|
6494
|
6619
|
800
|
6035
|
4807
|
120
|
7116
|
7213
|
7309
|
7405
|
7501
|
7645
|
900
|
6882
|
5465
|
137
|
8112
|
8221
|
8331
|
8440
|
8549
|
8713
|
1000
|
7729
|
6123
|
154
|
9108
|
9230
|
9353
|
9475
|
9597
|
9781
|
1100
|
8596
|
6796
|
172
|
10127
|
10263
|
10399
|
10535
|
10671
|
10875
|
1200
|
9463
|
7468
|
189
|
11146
|
11295
|
11444
|
11594
|
11743
|
11967
|
1300
|
10339
|
8154
|
213
|
12183
|
12346
|
12509
|
12672
|
12835
|
13080
|
1400
|
11214
|
8839
|
248
|
13230
|
13407
|
13583
|
13760
|
13937
|
14202
|
1500
|
12117
|
9536
|
276
|
14300
|
14491
|
14682
|
14872
|
15063
|
15349
|
1600
|
13020
|
10232
|
294
|
15360
|
15565
|
15770
|
15974
|
16179
|
16486
|
1700
|
13939
|
10933
|
324
|
16450
|
16668
|
16887
|
17106
|
17324
|
17652
|
1800
|
14857
|
11633
|
343
|
17527
|
17759
|
17992
|
18225
|
18457
|
18806
|
1900
|
15783
|
12344
|
374
|
18626
|
18873
|
19120
|
19366
|
19613
|
19984
|
2000
|
16709
|
13055
|
394
|
19714
|
19975
|
20236
|
20497
|
20758
|
21150
|
4.3 Тепловой баланс котла
Расчет теплового баланса сведен в таблицу 5.
Таблица 5 – Тепловой баланс котельного агрегата
№ п/п
|
Наименование величины
|
Обо-значение
|
Раз-мерность
|
Обоснование
|
Результат
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
1
|
Располагаемое тепло топлива
|
|
|
|
|
2
|
Физическое тепло топлива
|
|
|
|
|
3
|
Теплоемкость рабочего топлива
|
|
|
|
|
4
|
Теплоемкость сухой массы топлива
|
|
|
Принята
|
|
5
|
Температура рабочего топлива
|
|
|
Принята
|
|
6
|
Присос воздуха по газовому тракту котла
|
|
-
|
Таблица XVII [1]
|
|
7
|
Присос воздуха в системе пылеприготовления
|
|
-
|
Таблица XVII [1]
|
|
8
|
Тепло, поступающее в топку с воздухом
|
|
|
|
|
9
|
Температура уходящих газов
|
|
|
Задана
|
|
Продолжение таблицы 5
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
10
|
Энтальпия уходящих газов
|
|
|
Таблица 4
|
|
11
|
Температура холодного воздуха
|
|
|
Принята
|
|
12
|
Энтальпия холодного воздуха
|
|
|
Таблица 4
|
169,5
|
13
|
Температура воздуха на входе в ВП (после калорифера)
|
|
|
Принята
|
|
14
|
Энтальпия воздуха на входе в ВП
|
|
|
Таблица 4
|
282,5
|
15
|
Потери тепла от химического недожога
|
|
%
|
Таблица XVIII [1]
|
|
16
|
Потери тепла от механического недожога
|
|
%
|
Таблица XVIII [1]
|
|
17
|
Потери тепла в окружающую среду
|
|
%
|
Рисунок 5.1 [1]
|
|
18
|
Потери тепла с уходящими газами
|
|
%
|
|
|
19
|
Доля золы в шлаке
|
|
-
|
|
|
20
|
Температура шлака
|
|
|
Принята
|
|
21
|
Потеря с физическим теплом шлака
|
|
%
|
|
|
22
|
Сумма тепловых потерь
|
|
%
|
|
|
Окончание таблицы 5
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
23
|
Коэффициент полезного действия котельного агрегата
|
|
%
|
|
|
24
|
Давление перегретого пара за котельным агрегатом
|
|
МПа
|
Задано
|
|
25
|
Температура перегретого пара
|
|
|
Задана
|
|
26
|
Энтальпия перегретого пара
|
|
|
Таблица XXV [1]
|
|
27
|
Температура питательной воды
|
|
|
Принята
|
|
28
|
Энтальпия питательной воды
|
|
|
Таблица XXIV [1]
|
|
29
|
Тепло, полезно используемое в котельном агрегате
|
|
|
|
|
30
|
Полный расход топлива
|
B
|
кг/c
|
|
|
31
|
Расчетный расход топлива
|
|
кг/c
|
|
|
32
|
Коэффициент сохранения тепла
|
|
-
|
|
|
5 Расчет поверхностей нагрева котла
5.1 Расчет воздухоподогревателя
Расчет воздухоподогревателя (ВЗП) котла БКЗ-420-140 сведен в таблице 6.
Таблица 6 – Расчет ВЗП
№
п/п
|
Наименование
величины
|
Обозначение
|
Размерность
|
Обоснование
|
Расчет
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
1
|
Диаметр труб
|
d
|
мм
|
Конструктивные
характеристики
|
40/37
|
2
|
Шаги труб
|
S1/S2
|
мм
|
Конструктивные
характеристики
|
60/42
|
3
|
Относительные шаги:
Поперечные
Продольные
|
σ1
σ2
|
мм
мм
|
S1/d
S2/d
|
60/40
42/40
|
4
|
Число рядов труб:
Поперечные
Продольные
|
Z1
Z2
|
шт.
шт.
|
Конструктивные
характеристики
|
82
230
|
5
|
Общее количество труб
|
n
|
шт.
|
Конструктивные
характеристики
|
22416
|
6
|
Живое сечение для прохождения газов
|
Fг
|
м2
|
Конструктивные
характеристики
|
24,4
|
7
|
Живое сечение для прохождения воздуха
|
fВ
|
м2
|
Конструктивные
характеристики
|
36
|
Продолжение таблицы 6
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
8
|
Поверхность нагрева
|
H
|
м2
|
Конструктивные
характеристики
|
32020
|
9
|
Температура уходящих газов
|
|
|
Задана
|
145
|
10
|
Энтальпия уходящих газов
|
|
кДж/кг
|
Таблица 4
|
1256
|
11
|
Температура газов на входе в ВП
|
|
|
Принимается
|
300
|
350
|
12
|
Энтальпия газов на входе в ВП
|
|
кДж/кг
|
Таблица 4
|
2647
|
3104
|
13
|
Температура холодного воздуха после калорифера
|
|
|
Принимается
|
50
|
14
|
Энтальпия холодного воздуха после калорифера
|
|
кДж/кг
|
Таблица 4
|
282,5
|
15
|
Тепловосприятие
|
|
кДж/кг
|
|
|
|
16
|
Присос воздуха в топку
|
|
-
|
Таблица XVII [1]
|
0,05
|
17
|
Присос воздуха в пылесистему
|
|
-
|
Таблица XVII [1]
|
0,04
|
Продолжение таблицы 6
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
18
|
Отношение количества горячего воздуха к теоретически необходимому
|
|
-
|
|
1,2-0,05-0,04=1,11
|
19
|
Коэффициент избытка воздуха на выходе из ВП
|
|
-
|
|
1,11+0,03=1,14
|
20
|
Энтальпия горячего воздуха на выходе из ступени
|
|
кДж/кг
|
|
|
|
21
|
Температура горячего воздуха на выходе из ступени
|
|
|
Таблица 4
|
260
|
327
|
22
|
Средняя температура воздуха
|
|
|
|
|
|
23
|
Средняя температура газов
|
|
|
|
|
|
24
|
Объем газов на 1 кг топлива
|
|
м3/кг
|
Таблица 3
|
6,17
|
25
|
Объемная доля водяных паров
|
|
-
|
Таблица 3
|
0,12
|
26
|
Средняя скорость газов
|
Wг
|
м/с
|
|
|
|
Продолжение таблицы 6
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
27
|
Коэффициент теплоотдачи с газовой стороны
|
|
|
Номограмма 11 [1]
|
|
|
28
|
Средняя скорость воздуха
|
Wв
|
м/с
|
|
|
|
29
|
Коэффициент теплоотдачи с воздушной стороны
|
|
|
Номограмма 8 [1]
|
|
|
30
|
Коэффициент использования поверхности нагревателя
|
|
-
|
Таблица 7-6 [1]
|
0,9
|
31
|
Коэффициент теплопередачи
|
k
|
|
|
|
|
32
|
Температурный напор на входе газов
|
|
|
|
|
|
33
|
Температурный напор на выходе газов
|
|
|
|
|
34
|
Температурный напор при противотоке
|
|
|
|
|
|
35
|
Большой перепад температур
|
|
|
|
|
|
Окончание таблицы 6
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
36
|
Меньший перепад температур
|
|
|
|
|
|
37
|
Параметр
|
P
|
-
|
|
|
|
38
|
Параметр
|
R
|
-
|
|
|
|
39
|
Коэффициент
|
|
-
|
Номограмма 21 [1]
|
0,95
|
0,89
|
40
|
Температурный напор
|
|
|
|
|
|
41
|
Тепловосприятие по уравнению теплопередачи
|
|
кДж/кг
|
|
|
|
На рисунках 7 и 8 изображено графическое уточнение величин расчета воздухоподогревателя котельного агрегата БКЗ-420-140 при сжигании азейского угля.
Рисунок 7 – Графическое уточнение температуры газов на входе в ВЗП
Рисунок 8 – Графическое уточнение температуры горячего воздуха на выходе из ступени
После графического уточнения расчетных величин ВЗП температура горячего воздуха составляет 307 оС, температура газов на входе в ступень 334,5 оС, а тепловосприятие составляет 1700 кДж/кг.
|
|
|
Скачать 1.28 Mb.