Курсовой проект - Расчет котельного агрегата Е-420-140 - файл n1.docx

приобрести
Курсовой проект - Расчет котельного агрегата Е-420-140
скачать (410.7 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.docx411kb.07.07.2012 03:52скачать

n1.docx

  1   2   3   4
Министерство образования и науки Российской Федерации
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Саратовский государственный технический университет
Курсовой проект

по предмету «Котельные установки и парогенераторы»

на тему:

Расчёт котельного агрегата Е-420-140
Выполнил студент

группы ТЭС-42


Саратов 2008

Содержание

Реферат............................................................................................................................................................

Введение.........................................................................................................................................................

Исходные данные...........................................................................................................................................

1. Составление схемы котельного агрегата. ...............................................................................................

2. Выбор температуры уходящих газов и подогрева воздуха...................................................................

3. Расчёт объёмов и энтальпий воздуха и продуктов сгорания.................................................................

4. Тепловой баланс.........................................................................................................................................

5. Расчёт топки...............................................................................................................................................

6. Тепловой расчёт ширмовой поверхности нагрева..................................................................................

7. Распределение тепловосприятия по поверхностям нагрева котельного агрегата...............................

8. Конструктивный расчёт конвективных пароперегревателей................................................................

9. Конструктивный расчёт водяного экономайзера....................................................................................

10. Расчёт воздухоподогревателя.................................................................................................................

Вывод..............................................................................................................................................................

Список используемой литературы...............................................................................................................

РЕФЕРАТ
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
33 страницы, 6 рисунков, 15 таблиц, 5 использованных источников


КОТЛОАГРЕГАТ, ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС, ПАР, ВОДА, ДЫМОВЫЕ ГАЗЫ, ЭНТАЛЬПИЯ, БАРАБАН, ШИРМА, ЭКОНОМАЙЗЕР, ТОПКА, ПАРОПЕРЕГРЕВАТЕЛЬ.
Объектом исследования данной курсовой работы является котлоагрегат типа Е-420-140.
Цель работы: рассчитать объёмы и энтальпии воздуха и продуктов сгорания, определить тепловой баланс котла, рассчитать топку, произвести тепловой расчёт ширмовой поверхности нагрева, сделать распределение тепловосприятия по поверхностям нагрева котельного агрегата, произвести конструктивные расчёты конвективных пароперегревателей, водяных экономайзеров, воздухоподогревателей .
ВВЕДЕНИЕ
Электрические станции представляют собой промышленные предприятия для выработки электрической энергии. Основное количество энергии в России производят на тепловых электрических станциях, использующих химическую энергию сжигаемого органического топлива.

Одним из основных тепловых агрегатов паротурбинной ТЭС является паровой котёл. Паровой котёл представляет собой системы поверхностей нагрева для производства пара из непрерывно поступающей в него воды путём использования теплоты, выделяющейся при сжигании топлива, которая подаётся в топку вместе с необходимым для горения воздухом. Поступающую в паровой котёл воду называют питательной водой. Питательная вода подогревается до температуры насыщения, испаряется, а выделившийся из кипящей котловой воды насыщенный пар перегревается. Эти процессы имеют чёткие границы протекания и осуществляются в трёх группах поверхностей нагрева. Подогрев воды до температуры насыщения происходит в экономайзере, образование пара – в парообразующей поверхности нагрева, перегрев пара – в пароперегревателе.

При сжигании топлива образуются продукты сгорания – теплоноситель, который в поверхностях нагрева отдаёт теплоту воде и пару, называемый рабочим телом. После поверхностей нагрева продукты сгорания при относительно низкой температуре удаляются из котла через дымовую трубу в атмосферу.

При выполнении расчета парового котла его производительность, параметры пара и питательной воды являются заданными. Поэтому цель расчета состоит в выборе рациональной компоновки и определения размеров всех поверхностей нагрева котла (конструкторский расчет) или же в определении температур и тепловосприятий рабочего тела и газовой среды в поверхностях нагрева заданного котла (поверочный расчет).

Исходные данные
Наименование котлоагрегата БКЗ-420-140.


Газообразное топливо.

Газопровод: Кулешовка-Куйбышев

Объёмный состав газа, %:

CH4=580,

C2H6=17,2,

C3H8=7,4,

C4H10=2,

C5H12 и более тяжелые =0,5,

N2=13,6,

H2S=0.5,

CO2=0,8.

Низшая теплота сгорания сухого газа:

QРН=41,74МДж/м3.

Объёмы воздуха и продуктов сгорания м3/м3:

V0=10,99,

VRO2=1,26,

V0N2=8,82,

V0H2O=2,28.

1. Составление схемы котельного агрегата.
ȁだ

рис. 1. Схема котельного агрегата2. Выбор температуры уходящих газов и подогрева воздуха
Принимаем температуру уходящих газов по /1/ стр. 11



Температура подогрева воздуха


3. Расчёт объёмов и энтальпий воздуха и продуктов сгорания
Теоретический объем воздуха для газообразного топлива

Теоретический объем азота для газообразного топлива



Теоретический объем трёхатомных газов для газообразного топлива

Теоретический объем водяных паров для газообразного топлива



Так как рассчитанные объёмы отличаются от взятых из таблицы, менее чем на 2%, то используем в расчётах табличные значения. Составляем таблицу объёмов.
Таблица 3.1. Таблица объёмов

Рассчитываемая величина и размерность
Газоход

Все поверхности нагрева
Воздухоподогреватель

1. Присосы воздуха на поверхности нагрева

0
0,03

2. Коэффициент избытка воздуха за поверхностью нагрева

1,05
1,08

3. мк54Средний коэффициент избытка воздуха

1,050
1,065

4. Объём водяных паров

2,33
2,33

5. Полный объём газов

14,1855
14,375

6. Объёмная доля трёхатомных газов

0,0891
0,0879

7. Объёмная доля водяных паров

0,1635
0,1614

8. Доля трёхатомных газов и водяных паров

0,2526
0,2493



Таблица 3.2. Таблица энтальпий

t, °C




Все поверхности нагрева
ВП









100
1857
1672,6
1940,4



1990,8



200
3442
2927
3588,35
16,48
3676,2
16,85

300
5247
4442,5
5469,125
18,80
5601,9
19,26

400
7052
5958
7349,9
18,80
7527,6
19,26

500
8948
7540,5
9325,025
19,76
9550,7
20,23

600
10844
9123
11300,15
19,76
11573,8
20,23

700
12843
10724,5
13379,23
20,79
13701,0
21,27

800
14842
12326
15459,3
20,79
15828,1
21,27

900
16931,5
14056
17634,3
21,76
18056,0
22,28

1000
19021
15788
18810,4
21,76
19283,9
22,28

1100
21139,5
17536
21016,3
22,06
22542,3
22,58

1200
23258
19284
24222,1
22,06
24800,7
22,58

1300
20482
21057
21514,88
-27,07
22146,6
-26,54

1400
17666
22831
18807,55
-27,07
19492,5
-26,54

1500
16941,5
24625
18172,75
73,15
26861,5
73,69

1600
32177
26419
33437,95
73,15
34230,5
73,69

1700
34380
28215
35790,75
23,53
36637,2
24,07

1800
36643
30011
38143,55
23,53
39043,9
24,07

1900
38941,5
31851
4053,405
23,91
41489,6
24,46

2000
41240
33691
42924,55
23,91
43935,3
24,46

2100
43563,5
35531
45340,05
24,16
46406,0
24,71

2200
45867
37371
47755,55
24,16
48876,7
24,71

4. Тепловой баланс котла
Таблица 4. Тепловой баланс котла

Наименование
Обозначение
Размерность
Формула
Расчёт

1
2
3
4
5

Энтальпия перегретого пара
hпе
кДж/кг
По таблицам воды и водяного пара /3/ по Pпе=13МПа, tпе=5600C
3497,53

Энтальпия питательной воды
hпв
кДж/кг
По /3/ по Pпв=1,155·Рпе=15,6, tпв=235°C
1016,18

Полезное тепловосприятие котла
Qка
кВт
Dпе·( hпе- hпв)

119,4·(3497,53-1016,18)+ =296273,19

Располагаемая теплота
Qрр
кДж/м3
Qнр = Qнр
41740

Энтальпия уходящих газов
Hyx
кДж/м3
По таблице энтальпий по ух=120оС
2327,9

Энтальпия холодного воздуха
Н0хв
кДж/м3
По таблице энтальпий по tхв=300C
500

Потери от механического недожога

q4

%
По таблица 2.2
0

Потери теплоты с уходящими газами
q2
%




Потери теплоты от химического недожога

q3

%
По таблица 2.2

0,5

Потери теплоты от наружного охлаждения

q5

%
По рис. 4.1 /1/ по Dпе = 119,4кг/с
0,5

КПД котла
?ка
%
100-(q2+q3+q4+q5)


Расход топлива
B
м3/с




Расход топлива расчетный

Bp

м3/с




Коэффициент сохранения теплоты
?
-




5. Расчёт топки

5.1. Эскиз и характеристики топки
ȓだ

рис. 5.1. Эскиз топочной камеры

Таблица 5.1. Характеристики топки

Наименование
Обозначение
Размерность
Формула
Расчёт

1
2
3
4
5

Размер топки
hm
м
Определяем по чертежу
16,46

Размер топки
d
м
Определяем по чертежу
12,68

Размер топки
hпр
м
Определяем по чертежу
16,7

Размер топки
hф
м
Определяем по чертежу
2,9

Размер топки
с1
м
Определяем по чертежу
3,15

Размер топки
c2
м
Определяем по чертежу
2,5

Размер топки
с3
м
Определяем по чертежу
2,9

Размер топки
с4
м
Определяем по чертежу
5,81

Размер топки
hср1
м
Определяем по чертежу
16,94

Размер топки
hср2
м
Определяем по чертежу
19,36

Размер топки
сср1
м
Определяем по чертежу
2,904

Размер топки
сср2
м
Определяем по чертежу
2,662

Размер топки
hг
м
Определяем по чертежу
3,872

Размер топки
H`т
м
Определяем по чертежу
17,182

Поверхность фронтальной стенки
Fфр
мІ
hm·d
16,46·12,68=208,68

Поверхность задней стенки
Fз
мІ
(hпр+ hф)·d
(16,7+2,9)·12,68=248,53

Поверхность пода
Fпод
мІ
(c1+c2+c3)·d
(3,15+2,5+2,9)·12,68=108,41

Поверхность потолка
Fпот
мІ
с4·d
5,81·12,68=73,65

Поверхность боковой стенки
Fб
мІ
hср1· сср1+ hср2· сср2
16,94·2,904+19,36·2,662=100, 73

Радиус горелки
Rгор
м
Dгор/2, где Dгор=1,21м
1,21/2=0,605

Поверхность горелок
Fгор
мІ
·Rгор2·n, где n-количество горелок n=8шт
3,14·0,605·8=9,2

Площадь выходного окна топки
Fокна
мІ
hф·d
2,9·12,68=36,83

Площадь всех поверхностей стен топки
Fст
мІ
Fфр+Fз+Fпод+Fпот+Fб ·2
208,68+248,53+108,41+

+73,65+100,73·2=840,78

Поверхность гладких экранов
Fэкр
мІ
Fст-Fокна-Fгор
840,78-36,83-9,2=794,75

Объём камерной топки
Vт



Fб·d
100,73·12,68=1277,34

Коэффициент загрязнения

экр
-
По таблице 5.2 /1/
0,65

1
2
3
4
5

Угловой коэффициент экранов
хэкр
-
По номограмме 1 /1/

Sт/d=55/51
0,99

Коэффициент тепловой эффективности гладких экранов
?экр
-
экр·хэкр
0,65·0,99=0,6435

Температура газов на выходе из топки
т”
°C
Предварительно принимаем 1200 0С
1200

Коэффициент загрязнения
окн
-
·экр,

= A/ т”, где температурный коэффициент А=700°С, =700/1200=0,583
0,583·0,65=0,379

Коэффициент тепловой эффективности выходного окна
?окна
-
окна·хокна,

где хокна=1 по/1/ стр.27
0,379·1=0,379

Средний коэффициент тепловой эффективности экрана
?ср
-





5.2. Теплообмен в топке
Таблица 5.2. Теплообмен в топке

Наименование
Обозн.
Размерн.
Формула
Расчёт

1
2
3
4
5

Энтальпия горячего воздуха
Н°гв
кДж/м3
По таблице энтальпий по температуре горячего воздуха tгв=275 0C
4064

Теплота вносимая в топку с воздухом
Qгв
кДж/м3




Полное тепловыделение в топке
Qт
кДж/м3




Адиабатическая температура горения
а
0С
По таблице энтальпий, принимая На=Qт
2160,5

Tа= а +273=2433,5

Параметр М
М
-
А-В·хг, по /1/ А=0,54, В=0,2

хг=hг/Нт=3,872/17,182=0,2254
0,54 - 0,2 ∙ 0,2254=

=0,4949

Коэффициент усреднения
m
-
По рисунку 5.2 /1/ по
0,1

Продолжение таблицы 5.2.

1
2
3
4
5

Эффективная толщина излучаемого слоя
S
м
Vт·3,6/ Fст
1277,34·3,6/840,78=5,47

Коэффициент поглощения трёхатомными газами
Кг


По номограмме 3 /1/ по rH20 и PnS=prn0S= =0,1·0,2526·5,47=0,14 и по температуре топки т’’=1200
1,13

Степень черноты газов
аг
-
=1-exp(-kps)
1-exp(1.01825*0.1*5.47)=0,4270218

Соотношение содержания углерода и водорода в рабочей массе топлива


-
0.12?(m/n)CmHn
0,12·(1/4·58+2/6·17,2+3/8·7,4+4/10·2+5/12·0,5)=2,882

Коэффициент поглощения светящейся части факела
Kсв


0,3(2-?т’’)(1,610-3Тт’’-

-0,5)
0,3·(2-1,05)·(1,6·10-3·1473-0,5)·2.882=1,525

Степень черноты светящейся части факела
асв
-
По номограмме 2 /1/ KPS=(Kгrn+Kсв)pS=(1,13·0,2526+1,525)·0,1·5,47= 1.5
0,7512

Степень черноты факела
аф
-


0,10,7512+(1-0,1)0,427016=

=0,45944

Степень черноты топки

ат
-




Энтальпия газов на выходе из топки
Нт’’


По таблице энтальпий по т’’=1200 0С
24222.22

Полная и средняя массовая теплоёмкость








Критерий Больцмана
B0
-




Расчетная температура на выходе из топки
т’’
0С




Расчётная энтальпия на выходе из топки
Нт’’
кДж/м3
По таблице энтальпий

по т’’=1240
23143,8

Лучистое тепловосприятие топки
Qтб=Qл
кДж/м3


0,995·(46800,357-23143,8)= =23538,27

  1   2   3   4

Лекции
Лабораторные
Справочники
Эссе
Вопросы
Стандарты
Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации