|
Поверочный расчет котла БКЗ-420-140. КУиПГ. Иркутский национальный исследовательский технический университет институт энергетики
Рисунок 15 – Графическое уточнение температуры газов после ШПП 2 ступени
457 995
Рисунок 16 – Графическое уточнение пара газов после ШПП 2 ступени После графического уточнения расчетных величин ШПП 2 ступени температура пара составляет 457 оС, температура газов на выходе из ступени 995 оС, а тепловосприятие составляет 1450 кДж/кг.
5.9 Расчет конвективного пароперегревателя 3,4 ступени Расчет конвективного пароперегревателя 3,4 ступени (КПП 3,4) котла БКЗ-420-140 сведен в таблице 14. Таблица 14 – Расчет КПП 3, 4
№ п/п
| Наименование величины
| Обозначение
| Размерность
| Обоснование
| Расчет
| 1
| 2
| 3
| 4
| 5
| 6
| 1
| Диаметр труб
| d
| мм
| Конструктивные характеристики
| 38х6
| 2
| Живое сечение для прохода газов
| Fг
| м2
| Конструктивные характеристики
| 58,7
| 3
| Живое сечение для прохода пара
| fп
| м2
| Конструктивные характеристики
| 0,147
| 4
| Шаги труб
| S1/S2
| мм
| Конструктивные характеристики
| 90/71
| 5
| Эффективная толщина излучающего слоя
| S
| м
|
|
| 6
| Относительный шаг
| σ1
| -
| S1/d
| 3,46
| 7
| Относительный шаг
| σ2
| -
| S2/d
| 2,73
| 8
| Число труб в ряду по ходу газа
| Z2
| шт
| Конструктивные характеристики
| 12
| 9
| Число пакетов по ширине котла
| Z1
| шт
| Конструктивные характеристики
| 166
| 10
| Поверхность нагрева
| H
| м2
| Конструктивные характеристики
| 1520
| Продолжение таблицы 14
1
| 2
| 3
| 4
| 5
| 6
| 11
| Температура газов на входе в пароперегреватель
|
|
| Таблица 14
| 995
| 12
| Энтальпия газов на входе в пароперегреватель
|
| кДж/кг
| Таблица 4
| 9058,2
| 13
| Теплосодержание пара на входе в пароперегреватель
|
| кДж/кг
| Таблица 14
| 3185,6
| 14
| Давление пара на входе в пароперегреватель
|
| МПа
|
|
| 15
| Температура пара на входе в пароперегреватель
|
|
| Таблица теплофизических свойств воды и водяного пара [3]
| 457
| 16
| Температура газов на выходе из пароперегревателя
|
|
| Таблица 11
| 740
| 17
| Энтальпия газов на выходе
|
| кДж/кг
| Таблица 4
| 6631,6
| 18
| Тепловосприятие пароперегревателя по балансу
|
| кДж/кг
|
|
| 19
| Теплосодержание пара на выходе
|
| кДж/кг
|
|
|
Продолжение таблицы 14
1
| 2
| 3
| 4
| 5
| 6
| 20
| Температура пара на выходе из ступени
|
|
| При и [3]
| 613,5
| 21
| Температурный напор на входе газов
|
|
|
|
| 22
| Температурный напор на выходе газов
|
|
|
|
| 23
| Средний температурный напор при противотоке
|
|
|
|
| 24
| Параметр Р
| P
| -
|
|
| 25
| Параметр R
| R
| -
|
|
| 26
| Коэффициент
|
| -
| Номограмма 21 [1]
| 0,98
| 27
| Температурный напор в КПП
|
|
|
|
| 28
| Средняя температура газов
|
|
|
|
| 29
| Средняя температура пара
|
|
|
|
| 30
| Средний удельный объем пара
|
| м3/кг
| Таблица теплофизических свойств воды и водяного пара [3]
| 0,023
| Продолжение таблицы 14
1
| 2
| 3
| 4
| 5
| 6
| 31
| Средняя скорость пара
|
| м/с
|
|
| 32
| Коэффициент теплоотдачи от стенки к пару
|
|
| Номограмма 12 [1]
|
| 33
| Коэффициент тепловой эффективности
|
| -
| Таблица 7-3 [1]
| 0,6
| 34
| Температура загрязненной стенки
|
|
|
|
| 35
| Суммарная поглощательная способность
| РПS
| МПа∙м
|
|
| 36
| Объем газов на 1 кг топлива
| Vг
| м3/кг
| Таблица 3
| 5,8
| 37
| Объемная доля водяных паров
| rH2O
| -
| Таблица 3
| 0,13
| 38
| Концентрация золы в дымовых газах
| µзл
| кг/кг
| Таблица 3
| 0,02
| 39
| Скорость газов
| Wг
| м/с
|
|
| 40
| Коэффициент теплоотдачи конвекцией
|
|
| Номограмма 7 [1]
|
|
Продолжение таблицы 14
1
| 2
| 3
| 4
| 5
| 6
| 41
| Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами
|
| 1/МПа∙м
| Номограмма 2 [1]
|
| 42
| Коэффициент ослабления лучей золовыми частицами
|
| 1/МПа∙м
|
|
| 43
| Коэффициент поглощения продуктов сгорания
| k
| 1/МПа∙м
|
|
| 44
| Критерий Бугера
| Bu
| -
|
|
| 45
| Степень черноты
|
| -
|
|
| 46
| Коэффициент теплоотдачи излучением
|
|
|
номограмма 18 [1]
|
| 47
| Коэффициент использования
| ξ
| -
| 1,0 [1]
| 1,00
| 48
| Поправка на излучение газовых объемов
|
|
|
|
| 49
| Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке
|
|
|
|
|
Окончание таблицы 14
1
| 2
| 3
| 4
| 5
| 6
| 50
| Коэффициент теплопередачи
| k
|
|
|
| 51
| Тепловосприятие ступени по уравнению теплопередачи
| Qт
| кДж/кг
|
|
|
6 Результаты теплового расчета котла БКЗ 420-140 Результаты теплового расчета котельного агрегата БКЗ 420-140 на азейском угле приведены в таблице 15. Таблица 15 –Результаты расчета поверхностей нагрева котла БКЗ-420-140 на угле Азейского месторождения.
| Газоход (по ходу газов)
| Наименование
| Обозначение
| Размерность
| Топка
| ШПП 1
| ШПП 2
| КПП 3,4
| КПП 1
| ВЭК 2
| ВЭК 1
| ВЗП
| Температура газов на входе в ступень
|
|
| 1138
| 995
| 740
| 590
| 430
| 334,5
| Температура газов на выходе из ступени
|
|
| 1138
| 995
| 740
| 590
| 430
| 334,5
| 145
| Температура рабочего тела на входе в ступень
|
|
| 408
| 419,1
| 457
| 342
| 258
| 230
| 50
| Температура рабочего тела на выходе из ступени
|
|
| 419,1
| 457
| 613,5
| 408
| 304
| 258
| 307
| Скорость газов
|
|
| 3,6
| 8
| 11
| 8,2
| 7
| 9,2
| Скорость рабочего тела
|
|
| 17,7
| 17
| 10,5
| 1,19
| 1,05
| 4,3
| Тепловосприятие по балансу
| Qб
| кДж/кг
| 7583,2
| 112,2
| 1450
| 1786,5
| 1380
| 1440
| 840
| 1700
|
7 Невязка теплового баланса Результатом поверочного расчета является расчет невязки теплового баланса.
, где – располагаемое тепло топлива, кДж/кг; – коэффициент полезного действия котла (брутто), %; – количество тепла, воспринятое в топке излучением, кДж/кг; – суммарное тепловосприятие конвективных пароперегревателей I, III, IV ступенях по балансу, кДж/кг; – тепло, воспринятое ширмами II ступени по уравнению теплового баланса, кДж/кг; – тепловосприятие воздухоподогревателя по балансу, кДж/кг; – тепловосприятие экономайзера по балансу, кДж/кг; – потери тепла от механического недожога, %.
Рассчитаем невязку теплового баланса котлоагрегата БКЗ-420-140 при сжигании азейского угля:
Заключение
В данном курсовом проекте приведено описание котельного агрегата БКЗ-420-140. Выполнен расчет теплового баланса и тепловой расчет поверхностей нагрева при сжигании угля Азейского месторождения.
Был составлен тепловой баланс котельного агрегата, тепловой расчет всех поверхностей нагрева: воздухоподогревателя, топки, водяного экономайзера, пароперегревателя. По расчетам котельного агрегата КПД брутто получилось равным 92,23 %, расход топплива – 19,42 кг/c, температура перегретого пара после пароперегревателя – 613 ℃, что недопустимо для эксплуатации.
Невязка расчета составила 7,62%, что превышает допустимое значение в 0,5%. Данная погрешность объясняется непроектным топливом, которое имеет разные характеристики в сравнении с проектным. Непроектные характеристики, такие как энтальпии продуктов сгорания, зольность топлива, влажность, приводят к изменению конструктивных характеристик котельного агрегата. Температура газов на входе в конвективный пароперегреватель 3,4 ступени превышает рекомендуемые значения, что может вызвать шлакуемость поверхностей нагрева, для ее уменьшения требуется изменение положения факела в топке посредством уменьшения высоты расположения горелок либо их реконструкцией, что приведет к снижению температуры газов на выходе их топки. Для снижения невязки теплового баланса возможно увеличение впрыска в пароохладителях, которое позволит снизить температуру пара на выходе из КПП 3,4 в пределах 10-15℃. Также необходима крайняя мера, которая позволит изменить температуру пара до требуемого значения уменьшение площади поверхности нагрева третьей и четвертой ступени конвективного пароперегревателя, это обеспечит перегрев пара до заданной температуры.
Список использованных источников
1. Тепловой расчет котлов (нормативный метод). – СПб.: НПО ЦКТИ, 1998. – 256 с.
2. Сорокина Л.А., Федчишин В.В., Кудряшов А.Н. Котельные установки и парогенераторы: учебное пособие. – Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2002. – 148 с.
3. Александров А.А., Григорьев Б.А. Таблица теплофизических свойств воды и водяного пара: справочник. Рек. Гос. Службой стандартных справочных данных. Изд-во МЭИ, 1999-168 с.
4. Сорокина Л.А. Котельные установки и парогенераторы. Поверочный тепловой расчет агрегата Е-160-9,8-540 (БКЗ-160-100Ф) на угле Переясловского месторождения: учебное пособие для курсового проектироания / Л.А.Сорокина, В.В.Федчишин, А.Н.Кудряшов и др. – Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2004. – 91 с.
5. Карякин С.К. котельные установки и парогенераторы. Тепловой расчет котлов: учебное пособие / С.К. Карякин. – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2010. – 156 с.
17
|
|
|