Содержание Введение. Исходные данные. Проверочный тепловой расчёт котельной. 1 Расчёт объёмов, энтальпий воздуха и продуктов сгорания. 2 Расчётный тепловой баланс и расход топлива. Заключение. Список используемой литературы. Введение. Котельная установка
 Скачать 51.29 Kb.
|
 Содержание 1.Введение. 2.Исходные данные. 3. Проверочный тепловой расчёт котельной. 3.1 Расчёт объёмов, энтальпий воздуха и продуктов сгорания. 3.2 Расчётный тепловой баланс и расход топлива. 5.Заключение. 6.Список используемой литературы. Введение. Котельная установка представляет собой комплекс устройств, размещенных в специальных помещениях и служащих для преобразования химической энергии топлива в тепловую энергию пара или горячей воды. Основные элементы котельной установки - котел, топочное устройство (топка), питательные и тягодутьевые устройства. Котел -теплообменное устройство, в котором тепло от горячих продуктов горения топлива передается воде. В результате этого в паровых котлах вода превращается в пар, а в водогрейных котлах нагревается до требуемой температуры. Топочное устройство служит для сжигания топлива и превращения его химической энергии в тепло нагретых газов. Питательные устройства (насосы, инжекторы) предназначены для подачи воды в котел. Тягодутьевое устройство состоит из дутьевых вентиляторов, системы газовоздуховодов, дымососов и дымовой трубы, с помощью которых обеспечиваются подача необходимого количества воздуха в топку и движение продуктов сгорания по газоходам котла, а также удаление их в атмосферу. Продукты сгорания, перемещаясь по газоходам и соприкасаясь с поверхностью нагрева, передают тепло воде. В зависимости от того, для какой цели используется тепловая энергия, котельные подразделяются на энергетические, отопительно- производственные и отопительные. Энергетические котельные снабжают паром паросиловые установки, вырабатывающие электроэнергию, и обычно входят в комплекс электрической станции. Отопительно-производственные котельные сооружаются на промышленных предприятиях и обеспечивают тепловой энергией системы отопления и вентиляции, горячего водоснабжения зданий и технологические процессы производства. Отопительные котельные предназначаются для тех же целей, но обслуживают жилые и общественные здания. Паровой котёл БКЗ-320-140 ГМ 8- является энергетическим парогенератором, производительностью 320т/ч и давлением пара на выходе из пароперегревателя 140 атм. Температура перегретого пара 560°С. В качестве топлива используется газ или мазут. Котел вертикальный, Р-образной компоновки, однобарабанный с естественной циркуляцией. Топочная камера призматическая, размерами 5,4'12,1м. Полностью экранирована трубами D=60mm с шагом 64мм. Под топки образован трубами фронтального и заднего экрана. Для лучшего перемешивания продуктов сгорания в верхней части топки имеется выступ, образованный трубами заднего экрана. На фронтальной стене установлено в два яруса шесть газомазутных горелок. Экраны топочной камеры разделены на шестнадцать самостоятельных циркуляционных контуров. Схема испарения двухступенчатая: первая ступень испарения (частовой отсек) включена непосредственно в барабан котла, а вторая ступень испарения (солевой отсек) организована в контурах циркуляции, включенных на выносные циклоны. Пароперегреватель радиационно-конвективный. Радиационная часть выполнена в виде ширмовых поверхностей, расположенных в верхней части топки, конвективная часть выполнена из змеевиков, расположенных в горизонтальном и опускном газоходах. В опускном газоходе установлен также кипящий водяной экономайзер, выполненный из стальных труб D=32 мм. Температура питательной воды на входе в экономайзер равна 230°С. Подогрев воздуха, необходимого для горения, производится в регенеративном воздухоподогревателе, вынесенном за пределы котла. Очистка газоходов котла осуществляется с помощью дроби, а поверхностей водоподогревателя - паром. КПД котла равен 91,5 - 92,5%. Топка котла полностью экранирована трубами диаметром 60мм, промежуточным задним экраном, состоящим из 2-х рядов труб. Топка разделена на камеру горения и камеру дожигания. Конвективные поверхности нагрева котла расположены в вертикальном газоходе с полностью экранизированными стенками. Трубы экранов боковых стенок конвективной части являются коллекторами для ширм конвективных пакетов. Конвективные пакеты набираются из U-образных труб диаметром 28 мм Обмуровка котла выполняется облегчённой, натрубной. Система топливоподачи для газообразного топлива Газообразное топливо поступает по газопроводам высокого, среднего и низкого давления. Крупные котельные проектируются на сжигание двух видов топлива: основное и резервное. При кратковременном использовании резервного топлива, обеспечивающего постоянство работы, его называют аварийным. Для разгрузки, приема, хранения на складе, подачи и подготовки топлива сооружается и оборудуется комплекс устройств, называемый топливное хозяйство котельной. По газопроводам низкого давления природный газ подается при расходе до 1 млн. м3 .в год, т. е. для котлов небольшой производительности. Для котельных с агрегатами большей производительности подводится газопровод высокого - от 0,3 до 1,2 МПа (от 3 до 12 кгс/см2) или среднего - от 0,005 до 0,3 МПа (от 0,05 до 3 кгс/см2) давления. Снижение давления газа осуществляется для снабжения предприятия и в том числе котельных в газорегуляторных пунктах (ГРП) или в газорегуляторных установках (ГРУ), располагаемых поблизости от потребителей газа. Их сооружают в соответствии с правилами безопасности в газовом хозяйстве, обязательными для всех ведомств и организаций. Принципиальная схема ГРП, устанавливаемого на объекте для снабжения газом низкого давления. Назначением ГРП являются снижение и автоматическое поддержание давления газа на заданном уровне независимо от его расхода, фильтрация газа, а также регистрация давления и расхода газа. Отметим лишь, что для большинства подобных котельных от магистрального газопровода до агрегатов выполняются два ответвления (сдвоенное ГРП) для повышения надежности снабжения газом. После ГРП газ направляется в газопровод, проходящий вдоль фронта котлоагрегатов, от которого выполнены отводы газа к каждому из котлов. 2 Исходные данные
Таблица 2-Расчетная характеристика для газа
ПОВЕРОЧНЫЙ ТЕПЛОВОЙ РАСЧЁТ КОТЛА Расчёт объёмов, энтальпий воздуха и продуктов сгорания Определяем теоретический объём воздуха, необходимый для полного сгорания: при сжигании газа:  V0= 0,0889(CP + 0,3755 ) + 0,265НР - 0,033302 V0= 4,14 Определяем теоретический объёмы продуктов сгорания: при сжигании газа  = 0,79V0 + 0,8   = 3,31Объём сухих трёхатомных газов: при сжигании газа    Объём сухих газов:   = 0,7 + 3,31 = 4,01Объём водяных паров: при сжигании газа:  = 0,111НP + 0,0124WP + 0,0161V0 = 0,694Определяем средний коэффициент избытка воздуха в газоходе для каждой поверхности нагрева аср = 1,15 Определяем избыточное количество воздуха для каждого газохода    = 0,621Определить действительные объёмы: объём водяных паров VH2O = VH2O+ 0,0161(aср - 1)V0  VH2O = 2,9 суммарный объём продуктов сгорания   4,01+0,621+2,9 = 7,53Определяем объёмные доли трёхатомных газов и водяных паров, а также суммарную объёмную долю         0,09+0,4 0,49Определяем энтальпии воздуха и продуктов сгорания рекомендуется вести в следующей последовательности. 1.Вычислить энтальпию теоретического объёма воздуха для всего выбранного диапазона значений температуры    Здесь: (с  )B - энтальпия воздуха, кДж/м3 (П6); V0 - теоретический объём воздуха2.Определить энтальпию теоретического объёма продуктов сгорания для всего выбранного диапазона температуры Н0 = VRO2(c )CO2 + VN2 (c )N2 + VH2O(c )H2OН0= 0,09* 1213 + 3,31 * 808 + 2,9 * 969 Н0 = 5593,8 Здесь: (c )CO2, (c )N2, (c )H2O - энтальпии трёхатомных газов, теоретического объёма азота, теоретического объёма водяных паровVRO2 , VN2 , VH2O - объёмы трёхатомных газов, теоретического объёма азота и водяного пара, м3/кг (м3/м3). 3.Определить энтальпию избыточного количества воздуха для всего выбранного диапазона значений температуры.  = (а - 1)  (0,8-1)1105,4 689,94.Определить энтальпию продуктов сгорания (при коэффициенте избытка воздуха а> 1, кДж/кг (кДж/м3)    Расчётный тепловой баланс и расход топлива Тепловые расчёты котлоагрегатов выполняют, пользуясь низшей теплотой сгорания рабочей массы топлива. Низшая теплота сгорания (кДж кг) рабочей массы газа:  = 338СР + 1025HP - 108,5(0Р – SP) – 25WP 338*35,7+1025*2,9-108,5(12,1-0,5)-25*24,5 13168Здесь: - теплоёмкость рабочей массы топлива, кДж/(кг*К)Теплота, полезно используемая в котлоагрегате, кВт    2028Здесь: Dn п - расход перегретого пара, кг/с;/гп п/гп в - энтальпия перегретого пара, питательной воды, кДж/кг; Р - величина непрерывной продувки. Потери теплоты с уходящими газами.    -0,6Здесь: НУ.Г - энтальпия уходящих газов, кДж м3 (кДж/кг); НХ.В -энтальпия холодного воздуха, кДж/м3; aУ.Г - коэффициент избытка воздуха в уходящих газах; q4 - потери теплоты от механической неполноты сгорания.   4,14*4,681*30 581,4Заключение В ходе проделанной работы были произведены: Расчёт объёмов воздуха. Определение расхода топлива. Расчёт газов и воздуха на котел. Расчёт энтальпий. Расчёт продуктов сгорания. Расчёты производились на котлоагрегате Е-320-140, работающим на газе месторождения Первомайск-Сторожевка. СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ Александров, В.Г. Паровые котлы малой и средней мощности/В.Г. Александров-М.: Энергия, 2021.-365 с. Павлов, И.И. Котельные установки и тепловые сети: учебник для техникумов/ И.И. Павлов, М.Н. Федоров – 2-е изд. перераб. И доп.-М.: Стройиздат, 2013. -440 с. Эстеркин, Р.И. Котельные установки. Курсовое и дипломное проектирование: Учебное пособие для техникумов/ Р.И. Эстеркин – Л.: Энергоатомиздат, 2012. -406 с. Эстеркин, Р.И. Промышленные котельные установки: учебник для техникумов/ Эстеркин, Р.И. – 2-е изд. перераб. и доп. – Л.: Энергоатомиздат, 2011.-324 с. Баринов, В.Н. Методические указания по расчётно-графической работе для студентов дневной и заочной форм обучения/ Баринов, В.Н. Шаров: Новосибирский государственный Технический университет, 2007. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||