Новый. котёл 2009 отл=). Курсовой проект котла ( парогенератора) по дисциплине Котельные установки и парогенераторы
 Скачать 1.77 Mb.
|
ВведениеПаровые котлы на органическом топливе производят, на сегодняшний день, основную часть используемой человеком промышленной тепловой энергии. В виду истощения мировых запасов жидкого и газообразного горючего, возрастает роль котлов, работающих на твёрдом топливе, в том числе низкосортном, добытом на ранее неперспективных месторождениях. В котлах большой мощности твёрдое топливо обычно сжигают в пылевидном состоянии в камерных топках. В данной работе производится проектировочный тепловой расчёт котла с естественной циркуляцией и промежуточным перегревом пара (тип Еп), работающего на буром угле Тарбагатайского месторождения. Задание преподавателя прилагается. Основная часть расчёта представлена в табличной форме в пунктах 1 – 13 настоящей работы. Ссылки на таблицы, пункты, номограммы, рисунки и приложения в расчёте даются по [1]. В приложениях настоящей работы 2 – 4 даются графики изменения температур теплоносителей и схема компоновки поверхностей нагрева. Расчетные характеристики топлива Топливо Тарбагатайского бассейна № 106 3Б. Тарбагатайский – название места добычи (месторождения) топлива. 3Б – группа (марка) бурого угля(Б), 3 – обозначает степень метаморфизма и содержание влаги мене 30%. Общее содержание балласта в топливе – 34,1%. Теплотехнические характеристики топлива № 106 Тарбагатайского бассейна. Таблица №2.
Состав золы на бессульфатную массу, %. Таблица №3.
Характеристики плавкости золы. Таблица №4.
Если проанализировать химический состав золы на бессульфатную массу, то можно отметить, что доля содержания TiO2, SiO2, Al2O3 (87,6%) больше, чем Fe2O3, CaO, MgO, K2O, Na2O. Следует отметить, что оксиды из первой группы обладают высокими абразивными свойствами, а с увеличением процентного содержания оксидов второй группы в золе определяется склонность к образованию связанных минеральных отложений. На основании вышеизложенного можно сделать вывод о том, что возможный абразивный износ котла является более вероятной и существенной проблемой. Данное топливо является высокореакционным, т.к. выход летучих на сухое беззольное состояние равно Vdaf = 45,0%. Обоснование принятых решений Выбор системы пылеприготовления Обычно, для топлив с приведенной влажностью  применяются замкнутые системы пылеприготовления.При выборе замкнутой системы пылеприготовления расчет всех без исключения поверхностей нагрева производится по характеристикам исходного топлива. В замкнутых системах с прямым вдуванием и молотковыми мельницами присос воздуха в пылесистему Δαпл = 0, так как при этом система работает под давлением горячего воздуха выше атмосферного. Выбор температуры горячего воздуха, типа воздухоподогревателя Температура горячего воздуха на выходе из воздухоподогревателя выбирается в зависимости от влажности топлива, типа шлакоудаления и выбранной системы пылеприготовления. tгв = 350÷400˚С, в связи с этим применяем двухступенчатый воздухоподогреватель. В связи с тем, что содержание серы в топливе Sr < 3%, рекомендуется устанавливать трубчатые воздухоподогреватели, они просты в изготовлении и при отсутствии повреждений трубок обеспечивают высокую экономичность работы за счет малой величины переточек подогретого воздуха в газовый тракт Δαвп = 0,03. К недостаткам ТВП относятся большой расход металла, значительная высота, а также резкое увеличение утечек воздуха в газовый тракт при наличии коррозии труб. Это увеличивает потери теплоты с уходящими газами и часто снижает производительность котла. Наибольшее воздействие на процесс горения и на работу котла из общей доли балласта оказывает зола. Выбор способа сжигания топлива. Выберем камерный способ сжигания топлива, т.к. он является предпочтительным для котлов паропроизводительностью D  ч.Выбор способа шлакоудаления и типа углеразмольных мельниц. Выделение главных характеристик топлива, которые определяют выбор конкретного технического решения. Температура начала жидкоплавкого состояния t3 =13500С. Для данной топочной камеры необходимо выбрать твердое шлакоудаление. Выбор типа углеразмольных мельниц определяется размолоспособностью топлива. При коэффициенте размолоспособности кло  кло=1,4), выбираем молотковый тип мельницы (ММ).Объемы и энтальпии воздуха и продуктов сгорания 4.1. Энтальпии продуктов сгорания Таблица № 5.
Объемы продуктов сгорания, объемные доли трехатомных газов, концентрация золы Таблица № 6
Выбор коэффициента воздуха на выходе из топки, определение присосов холодного воздуха и других расчетных характеристик. Коэффициент избытка воздуха на выходе из топки при твердом шлакоудалении и топливе каменный уголь αт=1,2. Присосы воздуха в газоходе для трубчатого воздухоподогревателя ∆αВП=0,03, а для экономайзера ∆αЭК=0,02 (на поверхность каждой ступени). Таким образом: αВП1=1,215; αЭК=1,24; αВП1=1,265; αух=1,28. Значение доли уноса золы из топки для факельной технологии сжигания топлива и твердого типа шлакоудаления αун=0,95. Пароводяной тракт котла Выбор схемы пароводяного тракта. 4    ПВ ЭК Б Ш ХКП ГКП 1     2 3 5 6 7 8 9 10            К Рисунок 2. Схема пароводяного тракта ПВ – питательная вода; ЭК– водяной экономайзер; К – конденсатор; Б – барабан; Ш – ширма; ХКП – холодный конвективный пароперегреватель; ГКП – горячий конвективный пароперегреватель. Расчет параметров пароводяного тракта Паропроизводительность котла: От точки 1 до точки 4 паропроизводительность равна D=840 т/ч. После точки 4 происходит отбор пара в конденсатор для осуществления впрыска: Dвпр=0,05*D=42 т/ч. В точке 5: D5=D-Dвпр=798 т/ч. В точке 7, после первого впрыска: D7=D5+2/3* Dвпр =798+2/3*42=826 т/ч. В точке 9, после второго впрыска: D9=D8+1/3* Dвпр =826+1/3*42=840 т/ч. Таким образом: D1= D2= D3 = D4 =840 т/ч; D5= D6= 798 т/ч; D7= D8=826 т/ч; D9= D10= 840 т/ч. Точка 1: Давление воды p1= p’пв=16,67 МПа. Температура воды T1= T’пв=2100С. По давлению p1 и T1 определяем энтальпию: I1=903,13 кДж/кг. Рассчитаем давление, которое теряется на каждом элементе пароводяного тракта: p1= 16,67 МПа, p10=14,72 МПа Δp0= р1 – р10 =16,67 – 14,72 = 1,95 МПа Всего 4 элемента, значит на каждом из них теряем Δp = Δp0/n = 1,95/4 = 0,488 МПа. Точка 4: Давление в барабане: pбар= p10+∆p *3; pбар=14,72+0,488*3=16,184 МПа. В барабане вода и водяной пар находится в состоянии насыщения. При pбар определяем энтальпию пара I//=2574,9 кДж/кг и воды I/=1657,0 кДж/кг. Удельная теплота парообразования: r= I//- I/; r=2574,9-1657,0=917,9 кДж/кг Давление p4= pбар=16,184 МПа. В барабане находится вода на линии насыщения и ее энтальпия I4=1657,0 кДж/кг, температура T3=3480С. Точка 2: Давление воды p2 =16,67 МПа. Для этой точки справедливо равенство  По давлению p2 и I2 определяем температуру Т2 = 220 оС. Точка 3: Давление p3= pбар=16,184 МПа. I3= I/ = 1657,0 кДж/кг; температура Т3 = 348 оС. Точки 4-5: Из барабана отводится пар в состоянии насыщения, следовательно: p4= p5=pбар=16,184 МПа; I4=I5= I// =2574,9 кДж/кг; T4=T5=3480С. Точка 6: p6=p5-∆p =16,184 - 0,488 = 15,696 МПа Перепад энтальпии на ширме составляет примерно 45% от общего перепада энтальпий Таким образом I”6 – I”5 = 0,45r = 0,45*917,9 = 413,1 кДж/кг → I”6 = 2574,9 + 413,1 = 2988,8 кДж/кг→ Т6 = 408 0С. Точка 7: p7=p6=15,696 МПа После точки 6 производится первый впрыск, поэтому справедливо равенство: D6*I6 +Dвпр*I/*2/3=D7*I7→  T7= 3970С. Точка 8: p8=p7-∆p =15,696 - 0,488 = 15,208 МПа Принимаем, что перепад энтальпий на холодном конвективном пароперегревателе 20% от общего перепада энтальпий. Тогда справедливо следующее равенство: I”8 – I”7 = 0,2r = 0,2*917,9 = 183,58 кДж/кг → I”8 = 2943,7 + 183,58 = 3127 кДж/кг→ Т8 = 442 0С. Точка 9: p9=p8 =15,208 МПа После точки 8 производится второй впрыск, поэтому справедливо равенство: D8*I8 +Dвпр*I/*1/3=D9*I9→   T9= 435 0С. Точка 10: Давление пара: p10=p9 -∆p = 15,208-0,488 = 14,72 МПа Энтальпия пара: I 10 = 3480,2 кДж/кг (вода при pбарнас). Температура пара: T10=560 0С. Параметры пароводяного тракта Таблица №7.
Тепловой баланс котла и определение расхода топлива Таблица №8.
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
-1)IОВ+Iзл, кДж/кг
=1,2
