Курсовой проект - расчет котельной установки. вариант 14 - файл n2.docx

приобрести
Курсовой проект - расчет котельной установки. вариант 14
скачать (9238.6 kb.)
Доступные файлы (2):
n1.dwg
n2.docx9561kb.19.05.2010 14:24скачать

n2.docx

  1   2   3
Ульяновский государственный технический университет
Институт Дистанционного Образования
кафедра «Теплогазоснабжение и вентиляция»
Дисциплина: «Теплогенерирующие установки»

Курсовой проект

«Расчет котельной установки»


Вариант:№14

Выполнил: студент гр. 03-тгв10-тгу

Ххххххх Х.Х.


Принял: преподаватель

Хххххххх Х.Х.



Введение
Котлы типа ДКВР используются в различных отраслях промышленности, сельском и коммунальном хозяйстве. Котлы ДКВР отличаются достаточно высокой экономичностью, небольшой массой, простотой конструкции, малыми габаритами и транспортабельностью.

Топка котла предназначена для сжигания газообразного топлива. При горении топлива образуются продукты сгорания, которые движутся из топочного объема в конвективные газоходы, отдавая теплоту кипятильному пучку труб. Наличие в котлах развитого кипятильного пучка обеспечивает глубокое охлаждение продуктов сгорания, в результате чего достигается их высокая экономичность. Экранированная топочная камера обеспечивает интенсивный теплообмен между продуктами сгорания и экранными поверхностями нагрева, а небольшие тепловые напряжения экранов – надежную и длительную работу обмуровки котла. Плотное расположение кипятильных труб малого диаметра в пучке – характерная особенность этих котлов. Движение газов в котлах – горизонтальное с несколькими поворотами.


Описание котельного агрегата

Паровой отопительный котел типа ДКВР


Вертикально-водотрубные отопительные котлы типа ДКВР предназначены для выработки насыщенного и перегретого пара с температурой 250, 370 и 440 °С, имеют несколько типоразмеров в зависимости от рабочего давления пара 1,4; 2,4; 3,9 МПа и номинальной паропроизводительности 2,5; 4; 6,5; 10; 20; 35 т/ч.

Отопительные котлы типа ДКВР являются унифицированными. Они представляют собой двухбарабанные вертикально-водотрубные отопительные котлы с естественной циркуляцией. По длине верхнего барабана отопительные котлы ДКВР имеют две модификации — с длинным барабаном и укороченным. У котлов паропроизводительностью 2,5; 4; 6,5 и 10 т/ч (раннего выпуска) верхний барабан значительно длиннее нижнего. У котлов паропроизводительностью 10 т/ч последней модификации, а также 20 и 35 т/ч верхний барабан значительно укорочен. Комплекция котлов типа ДКВР теми или иными топочными устройствами зависит от вида топлива. Котлы ДКВР-2,5-13, ДКВР-4-13 и ДКВР-6,5-13 имеют одинаковое конструктивное оформление.



Паровой котел ДКВР-6,5-13

1-топочная камера; 2-верхний барабан; 3-манометр; 4-предохранительный клапан; 5-питательные трубопроводы; 6-сепарационное устройство;7-легкоплавкая пробка; 8-камера догорания; 9-перегородка; 10-кипятильный пучок труб; 11-трубопровод непрерывной продувки; 12-обдувочное устройство;13-нижний барабан; 14-трубопровод периодической продувки; 15-кирпичная стенка; 16-коллектор.
Устройство отопительного котла ДКВР-6,5-13. Два барабана отопительного котла — верхний 2 и нижний 13 — изготовлены из стали 16ГС и имеют одинаковый внутренний диаметр 1 000 мм. Нижний барабан котла укорочен на размер топки. Отопительный котел имеет экранированную топочную камеру 1 и развитый кипятильный пучок труб 10. Топочные экраны и трубы кипятильного пучка выполнены из труб Ш51 х 2,5 мм. Топочная камера отопительного котла разделена кирпичной стенкой 75 на собственно топку и камеру догорания 8, устраняющую опасность затягивания пламени в пучок кипятильных труб, а также снижающую потери от химической неполноты сгорания.

Ход движения продуктов горения топлива в отопительных котлах разных типов схематично показан на рис. 2. Дымовые газы из топки выходят через окно, расположенное в правом углу стены топки, и поступают в камеру догорания 8 (см. рис. 1). С помощью двух перегородок 9, шамотной (первая по ходу газов) и чугунной, внутри отопительного котла образуются два газохода, по которым движутся дымовые газы, поперечно омывающие все трубы конвективного пучка. После этого они выходят из котла через специальное окно, расположенное с левой стороны в задней стене котла.



Верхний барабан отопительного котла в передней части соединен с двумя коллекторами 16 трубами, образующими два боковых топочных экрана. Одним концом экранные трубы ввальцованы в верхний барабан, а другим приварены к коллекторам Ш108x4 мм. В задней части верхний барабан котла соединен с нижним барабаном пучком кипятильных труб, которые образуют развитую конвективную поверхность нагрева. Расположение труб коридорное с одинаковым шагом 110 мм в продольном и поперечном направлениях. Коллекторы соединены с нижним барабаном с помощью перепускных труб.

Питательная вода подается в паровой отопительный котел ДКВР по двум перфорированным (с боковыми отверстиями) питательным трубопроводам 5 под уровень воды в верхний барабан. По опускным трубам вода из барабана отопительного котла поступает в коллекторы 16, а по боковым экранным трубам пароводяная смесь поднимается в верхний барабан, образуя таким образом два контура естественной циркуляции.

Третий контур циркуляции образуют верхний и нижний барабаны котла и кипятильный пучок. Опускными трубами этого контура являются трубы наименее обогреваемых последних рядов (по ходу газов) кипятильного пучка.

Вода по опускным трубам отопительного котла поступает из верхнего барабана в нижний, а пароводяная смесь по остальным трубам котельного пучка, имеющим повышенную тепловую нагрузку, поднимается в верхний барабан. В верхнем барабане котла происходит разделение пароводяной смеси на пар и воду. Для снижения солесодержания и влажности пара в верхнем барабане установлено сепарационное устройство 6 из жалюзи и дырчатого листа, улавливающее капли уносимой с паром котловой воды. При необходимости производства перегретого пара пароперегреватель устанавливают после второго или третьего ряда труб кипятильного пучка, заменяя часть его труб. Для отопительных котлов с давлением 1,4 МПа и перегревом 225... 250 °С пароперегреватель выполняют из одной вертикальной петли, а для котлов давлением 2,4 МПа — из нескольких петель труб Ш32 х 3 мм.

В нижней части верхнего барабана отопительного котла имеются патрубок, через который осуществляется непрерывная продувка котла (см. рис. 1, поз. 11) с целью снижения солесодержания котловой воды и поддержания его на заданном уровне, а также две контрольные легкоплавкие пробки 7, сигнализирующие об упуске воды.

Нижний барабан отопительного котла является шламоотстойником; из него по специальному перфорированному трубопроводу 14 проводится периодическая продувка котла. Кроме того, в нижнем барабане имеются линия для слива воды и устройство для подогрева паром в период растопки котла.

На верхнем барабане отопительного котла установлены два водоуказательных стекла, манометр 3, предохранительные клапаны 4, имеется патрубок для отбора пара на собственные нужды, парозапорный вентиль. Для защиты обмуровки и газоходов от разрушения и предотвращения возможных взрывов отопительного котла в верхних частях топки и кипятильного пучка расположены взрывные предохранительные клапаны. Для очистки наружных поверхностей труб от загрязнений котел оборудуют обдувочным устройством 12 — вращающейся трубой с соплами. Обдувка выполняется паром.

Рассматриваемый отопительный котел не имеет несущего каркаса, трубно-барабанная система его размещается на опорной раме, с помощью которой паровой отопительный котел ДКВР крепится к фундаменту.

Паровые отопительные котлы производительностью 10; 20; 30 т/ч имеют рабочее давление 1,4; 2,4 и 3,9 МПа и выполняются как с пароперегревателем, так и без него.

Обмуровка отопительных котлов типа ДКВР выполняется из шамотного и обыкновенного кирпича или облегченной из термоизоляционных плит.

Все отопительные котлы типа ДКВР и особенно с повышенным рабочим давлением работают на химически очищенной и деаэрированной воде. При сжигании газа и мазута КПД этих котлов 90 %.
Описание тепловой схемы производственно-отопительной котельной.
безымянный.png

Закрытая двухтрубная система теплоснабжения.
В закрытых системах теплоснабжения для горячего водоснабжения используется водопроводная вода, нагретая в подогревателях водой, отобранной из тепловой сети. Отсутствие водоразбора из сети значительно уменьшает расход подпиточной воды, проходящей водоподготовку и идущей для компенсацией потерь теплоносителя в тепловой сети. Поэтому подготовку подпиточной воды осуществляют в системе ХВО питательной воды котельных агрегатов, несмотря на то, что стоимость питательной воды выше, поскольку она проходит две ступени умягчения, в то время как для подпиточной воды теплосети достаточно одной ступени. Расход подпиточной воды Gподп для закрытых систем теплоснабжения принимается в размере 1,5-2 % от расхода сетевой воды.

На рис. 3 представлена принципиальная тепловая схема производственно-отопительной котельной для закрытой двухтрубной системы теплоснабжения с независимой (параллельной) схемой подключения к тепловой сети потребителей горячего водоснабжения ГВС, отопления и вентиляции. Сырая вода поступает из водопровода. Насосом НИ создается напор исходной воды Тuв принимается 15°С летом и 5°С зимой, а расход Guв должен обеспечивать питание котельных агрегатов КА, подпитку тепловой сети, компенсации расхода пара на собственные нужды и потерь теплоносителя в тепловой схеме, тепловых сетях и у потребителя. Вода нагревается в охладителе непрерывной продувки Т1 и в паровом водоподогревателе Т2 до температуры 25-35°С.

Часть воды используется на собственные нужды химводоподготовки при удалении из воды солей жесткости и составляет 15-20 % расхода Gхов, или Guв=1,2Gхов.

В процессе химводоочистки ХВО температура воды снижается на 2-3°С. Далее умягченная вода нагревается в паровом водоподогревателе Т3 и водяном подогревателе Т4 до температуры 60-90°С и направляется в колонку деаэратора, в верхнюю часть которой также поступает конденсат от всех паровых подогревателей и конденсат с производства. В нижнюю часть колонки деаэратора или в водяной объем питательного бака ДА подается греющий пар с давлением 0,12 МПа для подогрева умягченной воды до температуры насыщения 104°С. Чем ниже температура воды и конденсата, поступающих в деаэратор, тем больше расход пара на деаэрацию Dd. Выделившийся из воды коррозионно-агрессивные газы вместе с паром удаляются в атмосферу или поступают в охладитель выпара (на схеме не показан) для нагрева умягченной воды, поступающей в деаэратор; при этом газы из охладителя выпара уходят в атмосферу, а конденсат – в дренаж или на верхнюю тарелку деаэратора. Удельный расход выпара d для атмосферного деаэратора составляет 0,002 кг пара/ кг воды.

Питательный бак деаэратора ДА должен иметь тепловую изоляцию, а геодезическая высота установки ДА должна обеспечивать подпор воды на всасывающим патрубке питательного ПН и подпиточного насоса ППН. Высота установки питательного бака зависит от температуры деаэрированной воды. При температуре 104,3°С эта высота составляет 7-8 м. При охлаждении деаэрированной питательной воды перед подачей в питательный насос высота установки может быть снижена до 4-5 м.

Из бака деаэратора питательная вода с температурой 102-104°С поступая в теплообменник Т4, где охлаждается до 70-90°С при сжигании природного газа и до 90-100°С – при сжигании мазута. Это условие необходимо для предотвращения низкотемпературной коррозии внешних поверхностей нагрева водяного экономайзера.

Одна (большая) часть питательной воды питательным насосом ПН нагнетателя в водяной экономайзер Э, где нагревается за счет теплоты уходящих топочных газов. Другая (меньшая) часть воды Gпод подпиточным насосом ППН нагнетается в обратный трубопровод теплосети перед сетевым насосом СН, для компенсации потерь теплоносителя в тепловых сетях. Расход подпиточной воды для закрытых систем теплоснабжения принимается равным 1,5-2 % от расхода сетевой воды, т.е. G = 0,2Gсет. В водяном экономайзере некипящего типа питательная вода не догревается до температуры насыщения на 20-40°С и по питательной линии поступает в водяной объем верхнего барабана парового котельного агрегата КА, где вырабатывается сухой насыщенный пар.

Из КА по паропроводу пар поступает в редукционно-охладительную установку РОУ, где путем дросселирования (редуцирования) давления пара снижается. В результате дросселирования получается перегретый пар, и поэтому в РОУ (минуя экономайзер и паровой котел) подается необходимое количество питательной воды Gроу с температурой 70-100°с для охлаждения перегретого пара и получения сухого насыщенного пара. Далее сухой насыщенный пар поступает в парораспределительный коллектор ПК (гребенку), откуда расходуется:


Тепловой расчет котла.

Исходные данные

Таблица К1

Номер варианта

Технологическая нагрузка, МВт

Давление технологического пара, МПа

Доля возврата конденсата с производства, %

Расчетная нагрузка отопление / ГВС, МВт

Температура конденсата с производства, °С

14

15

0,87

55

10,4/5,2

40


Расчетные характеристики газообразного топлива.

Таблица К2

№ пп

Наименование газов по газопроводам и месторождениям

Состав в процентах по объему

Qcн, ккал/м3

Рг.тл., кг/м3 плотность при н.у.

СН4

С2Н6

С3Н8

С4Н10

С5Н12

N2

2






















1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

14

Шебелинка-Брянск-Москва

94.1

3.1

0.6

0.2

0.8

1.2

-

-

-

-

-

-

9045

0.776


Расчет процесса горения топлива. Определение характеристик продуктов сгорания.

Для сухого газообразного топлива низшая теплота сгорания в кДж/м3 может быть найдена по формуле

Qнс = 107.98Н2 + 126.36СО + 234Н2S + 358.2СН4 + 590.66С2Н4 + 637.46С2Н6 +

+860.05С3Н6 + 913.2С3Н8 +1187.36С4Н10 + 1461.89С5Н12,

где – Н2, СО, H2S, СН4 ...- состав газообразного топлива, %.

Далее определяются характеристики продуктов сгорания.
Объемы воздуха и продуктов сгорания для газообразного топлива, м33, рассчитываются по следующим формулам:

• теоретическое количество воздуха для полного сгорания 1 м3 газа

V0 = 0.0476∙[0.5CO + 0.5H2 + 1.5H2 S +?(т+п/4) CтHп-O2]

V0=0.0476∙[(1+4/4)∙CH4+(2+6/4)∙C2H6+(3+8/4)∙C3H8+(4+10/4)∙C4H10+(5+12/4)∙C2H12]= =0.0476∙[2∙94.1+3.5∙3.1+5∙0.6+6.5∙0.2+8∙0.8]=9.984 м3/м3

• теоретический объем трехатомных газов в продуктах сгорания





• теоретический объем азота в продуктах сгорания





• теоретический объем водяных паров в продуктах сгорания





Присосы воздуха в газоходах теплогенератора

Коэффициенты избытка воздуха за газоходами теплогенератора

?ух = ?в.э = ∆?2 + ∆?в.э = 1.2+0.1=1.3
Характеристика продуктов сгорания

Таблица К3.

Характеристика









Топка

І газоход

ІІ газоход

Водяной экономайзер

1

3

4

5

6

Коэффициент избытка воздуха за газоходом ?

1.05

1.1

1.2

1.3

Средний коэффициент избытка воздуха ?ср

1.05

1.075

1.15

1.25

Действительный объем водяных паров



2.226

2.230

2.242

2.258

Действительный объем продуктов сгорания



11.694

11.948

12.709

13.723

Объемная доля трехатомных газов



0.091

0.089

0.084

0.078

Объемная доля водяных паров



0.190

0.187

0.176

0.165

Суммарная объемная доля трехатомных газов



0.281

0.276

0.260

0.243

Энтальпия продуктов сгорания

Таблица К4









топка

I газоход

II газоход

водяной экономайзер

Iг

Iг

Iг

Iг

1

2

3

4

5

6

7

27




356.1













100

1540.82

1318.91










1870.55

200

3110.94

2658.75







3310.34

3775.63

300

4718.75

4019.52




5020.21

5321.68

5723.63

400

6376.80

5405.42




6782.20

7187.61




500

8072.54

6828.99




8584.71

9096.89




600

9801.77

8286.07




10423.23

11044.68




700

11581.24

9780.83




12314.80

13048.36




800

13415.15

11288.15




14261.76







900

15290.92

12791.29

15930.48

16250.27







1000

17191.82

14340.48

17908.84

18267.35







1100

19105.28

15927.35

19901.65

20299.83







1200

21027.11

17514.22

21902.82










1300

23003.38

19105.28

23958.64










1400

25013.14

20734.02

26049.84










1500

27010.34

22362.77

28128.48










1600

29041.03

23995.70

30240.82










1700

31088.48

25624.44

32369.70










1800

33140.11

27257.37

34502.98










1900

35229.42

28927.98

36675.82










2000

37306.17

30598.60

38836.10










2100

39408.04

32273.40

41021.71










2200

41518.29

33944.01

43215.49










2300

43632.73

35656.49

45415.55










2400

45751.35

37331.29

47617.91










2500

47882.53

39043.78

49834.72










  1   2   3


Ульяновский государственный технический университет
Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации