Метод. пособие. Поверочный расчет котлов-утилизаторов. Руководство к курсовой работе по дисциплинам Вторичные энергоресурсы, Энергосбережение в энергетике и теплотехнологиях для студентов всех форм обучения cпециальностей
 Скачать 4.9 Mb.
|
|
Министерство образования Российской Федерации Уральский государственный технический университет - УПИ ПОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЕТ КОТЛОВ-УТИЛИЗАТОРОВМетодическое руководство к курсовой работе по дисциплинам «Вторичные энергоресурсы», «Энергосбережение в энергетике и теплотехнологиях» для студентов всех форм обучения cпециальностей: 1007 – Промышленная теплоэнергетика; 1016 – Энергообеспечение предприятий Екатеринбург 2001 УДК 662.767: 697.3 (031) Составители В.А. Мунц, Е.Ю Павлюк Научный редактор проф., д-р техн. наук А.М. Дубинин Поверочный расчет котлов-утилизаторов: Методическое руководство к курсовой работе по дисциплинам «Вторичные энергоресурсы», «Энергосбережение в энергетике и теплотехнологиях» / В.А. Мунц, Е.Ю. Павлюк. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2001. 30 с. Изложены основные аспекты поверочного расчета котлов-утилизаторов, приведены основные их характеристики и конструкции. Приведен пример расчета котла-утилизатора. Библиогр.: 5 назв. Рис. 9. Табл. 8. Подготовлено кафедрой «Промышленная теплоэнергетика». Уральский государственный технический университет - УПИ, 2001 1. ЗАДАЧИ И ОБЪЕМ КУРСОВОЙ РАБОТЫ Цель выполнения курсовой работы закрепить и углубить полученные знания при практическом решении конкретной инженерной задачи; научиться пользоваться специальной литературой и другими техническими материалами; расширить круг знаний, изучая стандарты, справочники, документацию по типовым проектам; развивать творческую инициативу при самостоятельном решении инженерных задач. Расчетно-пояснительная записка должна содержать описание котла-утилизатора и тепловой расчет котла. Графическая часть проекта содержит 1 лист формата А4, включающий в себя разрез котла-утилизатора. Оформить пояснительную записку и графическую часть в соответствии со стандартом СТП УПИ 1-85. 2. ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ Исходными данными для расчета котла-утилизатора являются: тип котла-утилизатора; расход газов через котел-утилизатор - G0, м3/с; температура газов перед котлом-утилизатором - tг, °С; требуемое давление перегретого пара - Рпп , Па; температура перегретого пара - tпп, °С; температура питательной воды на входе в котел - tпв, °С; состав газа, %. Каждому студенту выдаются чертежи (продольные и поперечные разрезы) котла-утилизатора, рекомендуются справочные материалы и техническая литература. Все дополнительные данные, необходимые для выполнения курсовой работы, студент выбирает самостоятельно, пользуясь при этом чертежами, учебной и справочной технической литературой. Все расчеты выполняются в соответствии и на основе действующих нормативных методов теплового расчета котельных агрегатов [1]. Описание и основные характеристики котлов-утилизаторов даны в литературе [2,3,4]. 3. КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА КОТЛОВ-УТИЛИЗАТОРОВ Основным производителем котлов-утилизаторов является Белгородский котельный завод, разработавший совместно с НПО ЦКТИ более 200 конструкций различных типов котлов-утилизаторов. Среди различных типов котлов-утилизаторов в отдельную группу выделены газотрубные котлы. Маркировка газотрубных котлов: Г - горизонтальный, В – вертикальный, Б – с выносным барабаном–сепаратором, И – с предвключенной испарительной поверхностью, П – с пароперегревателем, Э – с экономайзером. Котлы Г-150, Г-420, Г-950 предназначены для охлаждения технологических газов с целью конденсации паров серы и получения насыщенного пара в процессе обезвреживания сероводородных газов. Котлы Г-250, Г-345, Г-250П, Г-345П, Г550П, Г-145Б, Г-1030Б, Г-330БИ, Г-445БИ, Г-660БИ предназначены для выработки насыщенного пара за счет использования тепла технологических и отходящих газов в химической, нефтехимической, металлургической и других отраслях промышленности. Вертикальные котлы В-90Б и Г-460Б предназначены для охлаждения конвертированных газов и производства насыщенного пара. Котлы Г-400ПЭ и Г-420БПЭ предназначены для получения перегретого пара за счет использования тепла отходящих газов из газовой турбины и тепла нитрозных газов в схеме получения слабой азотной кислоты. Энерготехнологические котлы КС-200 ВТКУ-М и КС-450 ВТКУ-М устанавливаются за печами обжига серного колчедана в кипящем слое производительностью 200 и 450 т/сут. Ранее для этих целей выпускали котлы марок УККС (водотрубные) и ГТКУ (газотрубные). Котлы–утилизаторы серии КУ предназначены для выработки перегретого пара на основе использования физического тепла газов, выходящих из мартеновских, нагревательных и других технологических печей. Центральный пароперегреватель ЦП-60-С предназначен для перегрева насыщенного пара, вырабатываемого котлами-утилизаторами. В качестве топлива применяется доменный газ с теплотой сгорания не менее 1000 ккал/м3. Энерготехнологический котел СЭТА-Ц-100-2М предназначен для установки в технологической линии получения серной кислоты. Сжигание серы осуществляется в циклонном предтопке с коэффициентом избытка воздуха α=2. Котел энерготехнологический ПКС-Ц-10/40 предназначен для сжигания сероводорода и охлаждения продуктов сгорания. Котлы –утилизаторы КСТК-35/40-100 и КСТ-80 предназначены для охлаждения газов, поступающих в них из камеры сухого тушения кокса и выработки перегретого пара. Охладители конверторных газов (ОКГ) предназначены для дожигания и охлаждения газов, выходящих из сталеплавильных конверторов. Характеристики некоторых типов котлов-утилизаторов приведены в табл. 1, 2, 3, 4. Основными элементами котла-утилизатора являются барабан, испарительная поверхность нагрева, пароперегреватель и водяной экономайзер. В отдельных случаях могут отсутствовать пароперегреватель или водяной экономайзер, или оба вместе. Принципиальная расчетная схема котла-утилизатора дана на рис. 1. При начальной температуре газов ниже 800°С пароперегреватель, как правило, располагается первым по ходу газов. Приведенный ниже порядок теплового расчета котла-утилизатора как раз и рассматривает этот чаще всего встречающийся на практике случай. Для реальных условий эксплуатации необходимо уметь оценивать производительность имеющегося оборудования при различных расходах и  Рис.1. Схема котла-утилизатора: Б - барабан; ВЭ - водяной экономайзер; И - испаритель; ПП - пароперегреватель; ЦН - циркуляционный насос; 1, 2, 3, 4, 5, 6 - коллекторы экономайзера, испарителя и пароперегревателя соответственно параметрах отходящих газов. Целью расчета является определение количества теплоты, воспринимаемой имеющимися поверхностями нагрева и паропроизводительности котла-утилизатора при заданных параметрах. 4. РАСЧЕТ ЭНТАЛЬПИИ ГАЗОВ И ПАРАМЕТРОВ ПАРА И ВОДЫ Примерный состав газов за различными технологическими агрегатами приведен в табл. 5. Объемная теплоемкость газов при входе в котел-утилизатор подсчитывается как теплоемкость смеси газов по формуле  , (1)где сp,i - объемные теплоемкости компонентов смеси при постоянном давлении при  , кДж/(м3К); ri - объемные доли компонентов смеси. Объемная теплоемкость газов на выходе из котла рассчитывается по формуле (1) по принятой температуре  . Теплоемкость газов при и берут из табл. 6.Таблица 1. Основные технические характеристики котлов-утилизаторов
Окончание табл. 1
|