Контрольная работа - Режимы работы теплотехнических установок - файл n1.doc

Контрольная работа - Режимы работы теплотехнических установок
скачать (847.5 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc848kb.01.06.2012 11:01скачать

n1.doc

  1   2
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
Гомельский государственный технический университет

им. П.О. Сухого
Кафедра «Промышленная теплоэнергетика и экология»


КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА
по курсу: «Режимы работы теплотехнических установок»

Вариант - 2
Выполнила студентка гр. ЗТЭ-
Принял преподаватель

Юшков С.В.


Гомель 2011




СОДЕРЖАНИЕ




1

Анализ режимов работы котлов и составление режимной карты

3

1.1

Задание и исходные данные для испытания котла

3

2

Анализ режимов работы котлов и составление режимной карты

4

2.1

Испытание котлоагрегата

4

2.2

Сводная таблица испытаний котла

6

2.3

Обработка опытных данных

7

2.4

Распределение нагрузки между котлами

11

3

Выбор оптимальных режимов работы сушильной установки

14

3.1

Задание и исходные данные для испытания конвективной сушилки

14

3.2

Испытание конвективной сушилки

14

3.3

Обработка опытных данных

17




Литература

23


Анализ режимов работы котлов и составление режимной карты.

1.1 Задание и исходные данные для испытания котла.

Произвести испытание котла ДКВР-10-13 на газообразном топливе:

Таблица 1 – Исходные данные

№ вар-та

Нагрузка котла, т/ч

Жаропроизводительность, єС

Низшая теплота сгорания, Ч100, кДж/нм3

Расход газа, нм3

Температура воздуха, єС

Температура питательной воды, єС

2

8,9; 8,66; 7,37; 4,22; 2,8

2 020

301; 299; 300; 297; 298

880; 850; 740; 420; 291

26; 23; 22; 24; 24

57; 55; 49; 53; 48


Таблица 2 – Исходные данные продолжение таблицы 1

№ вар-та

Нагрузка котла, т/ч

Температура уходящих газов, єС

RO2, %

O2, %

2

8,9; 8,66; 7,37; 4,22; 2,8

310; 304; 285; 220; 190

10,80; 10,60; 10,10; 10,20; 8,9

2,7; 3,43; 2,57; 3,0; 6,5


Остальные необходимые значения принимаются согласно таблицы 1.2[1].

2 Анализ режимов работы котлов и составление режимной карты.

2.1 Испытание котлоагрегата.

Испытание паровых котлов производятся в соответствии с ОСТ 108.034-81 "Котлы паровые и стационарные: методы их испытания".

На рисунке I показана типичная схема измерений, применяемая при испытании котла ДКВР-10-13 на жидком и газообразном топливе.

Перечень приборов и их краткая характеристика приведены в таблице 3.

.


Рисунок 1 - Схема измерений при испытании котла ДКВР-10-13 на жидком и газообразном топливе
Таблица 3 - Перечень контрольно-измерительных приборов, необходимых

для испытания котлов типа ДКВР на жидком и газообразном топливе



на рис1

Измеряемая величина

Место установки

Тип прибора и его характеристика

1

2

3

4

1

Температура воздуха после вентилятора

Воздухопровод от вентилятора к горелке или форсунке

Ртутный стеклянный термометр с ценой деления 1°С

1

Давление воздуха после вентилятора

Воздухопровод на выхлопном факте

U-образный манометр, заполненный водой

2

Давление воздуха после вентилятора перед горелкой или форсункой

После шибера, регулирующего подачу воздуха к горелке или форсунке

U-образный манометр, заполненный водой

3

Давление мазута перед форсунками

После всех отключающих и регулирующих вентилей

Пружинные манометры любого типа, класса точности не ниже 0,6

4

Давление газа перед горелкой

После рабочей задвижки

U-образный манометр, заполненный ртутью

5

Температура мазута перед форсунками

Мазутопровод (в непосредственной близости ог форсунок)

Ртутный стеклянный термометре ценой деления 1єС

6

Давление газа

Перед диафрагмой или счетчиком

U- манометр, заполненный ртутью

6

Температура газа

Перед диафрагмой или счетчиком

Ртутный стеклянный термометр с ценой деления 1єС


Продолжение таблицы 3

1

2

3

4

7

Расход газа

Газопровод к котлоагрегату

Газовый счетчик типа PC или диафрагма с дифференциальным манометром ДТ-50

8

Разряжение в верхней части топочной камеры

Топочная камера

Тягомер типа ТНЖ с верхним пределом измерения 250 Па

9

Давление пара

Барабан котла

Пружинный манометр любого типа, класса точности не ниже 1,0

10

Температура перегретого пара

Барабан котла

Ртутный стеклянный термометр с ценой деления не более 2°С или термопара

11

Расход пара (для котлов с паро­перегревателем)

Паропровод от котла к коллектору

Диафрагма, соединенная с дифференциальным манометром ДТ-50 или расходомер любого типа, класса точности не ниже 1,0

12

Расход питательной воды (для котлов без пароперегревателя)

Питательная линия до экономайзера и после него

Диафрагма, соединенная с дифференциальным манометром ДТ-50 или расходомером любого типа, класса точности не ниже 1,0

13

Расход

питательной воды после водяного экономайзера

Питательная линия после экономайзера

Ртутный стеклянный термометр с ценой деления 1°С или термометр сопротивления

14

Температура продуктов горения за котлом

Газоход за котлом

Термопара градуировки ХК и переносной потенциометр

14

Разряжение за котлом

Газоход за котлом

Тягомер типа ТНЖ с верхним пределом измерения 250 Па

14

Состав продуктов горения за котлом

Газоход за котлом (перед водяным экономайзером)

Газоанализатор типа ГХП-3, аспиратор Коро и хроматограф, на котором производится полный анализ пробы

15

Температура питательной воды до водяного экономайзера

Питательная линия до экономайзера

Ртутный стеклянный термометр с ценой деления 1єС или термометр сопротивления

16

Состав продуктов горения за котлом

Газоход после водяного экономайзера

Газоанализатор типа ГХП-3

16

Разряжение после водяногоэкономайзера

Газоход после водяного экономайзера

Тягомер типа ТНЖ с верхним пределом измерения 250 Па

16

Температура продуктов горения за котлом

Газоход после водяного экономайзера

Термопара градуировки ХК и переносной потенциометр

17

Разряжение перед дымососом

Газоход перед направляющим аппаратом

Тягомер типа ТНЖ с верхним пределом измерения 250 МПа

Установка приборов производится в хорошо освещенных и удобных для обслуживания местах.

2.2 Сводная таблица испытаний котла

Все поступившее в котельный агрегат тепло расходуется на выработку полезного тепла (в виде пара или горячей воды) и на покрытие тепловых потерь, возникающих в процессе его работы. В таблице 4 приведены результаты испытаний котла ДКВР-10-13 на газообразном топливе.

Таблица 4 - Сводная ведомость результатов испытаний котла ДКВР-10-13

поз. на рис.1

Наименование величины

Способ получения величины

Нагрузка котла, т/ч

8,9

8,66

7,37

4,22

2,80

-

Дата испытания

-

10.11 11

11.11.08

12.11.11

13.11.11

14.11.11

-

Продолжительность опыта, ч

-

4

4

4

4

4

-

Топливо




природный газ

-

Низшая теплота сгорания газа, кДж/нм3

Из лабораторного анализа

30 100

29 900

30 000

29 700

29 800

7

Расход газа при нормальных условиях, м3

Из измерений

880

850

740

420

291

6

Температура газа, єС

Из измерений

10

10

10

10

10

4

Давление газа, Па:

перед горелкой №1

перед горелкой №2

Из измерений


3 100

3 100


3 090

3 100


2 000

2 000


670

650


250

250

2

Давление воздуха, Па

перед горелкой 1

перед горелкой 2

Из измерений


900

900


1 000

1 020


550

550


180

200


10

10

11

Паропроизводительность котла, кг/с

Из измерений

2,47

2,41

2,05

1,20

0,78

10

Давление пара, МПа

Из измерений

1,06

1,09

0,93

0,94

0,79

15

Температура питательной воды, °С

Из измерений

57

55

49

53

48

-

Энтальпия пара, кДж/ кг

Из таблиц водяных паров

2 779

2 781

2 775

2 776

2 769

1

Температура воздуха, єС

Из измерений

26

23

22

24

24


8

14

Разряжение, Па.

  • в топке

  • за котлом

Из измерений


26

200


27

221


25

135


25

60


25

45

14

Состав продуктов горения за котлом, %

  • RO2

-O2

-H2

  • СО

  • CH4

Из анализа продуктов горения



10,80

2,70

0

0

0



10,60

3,43

0

0

0



10,10

2,57

0

0

0



10,20

3,0

0

0

0



8,90

6,50

0

0

0

14

Температура уходящих газов за котлом, єС

Из измерений

310

304

285

220

190

-

Жаропроизводительность газа, єС

Из таблицы

2 020

2 020

2 020

2 020

2 020

2.3 Обработка опытных данных

При сжигании газообразного и жидкого топлива обработку результатов эксплуатационных испытаний производим по упрощенной методике, разработанной профессором М.Б. Равичем.

2.3.1 По результатам анализа продуктов горения определяем значение RO2макс по формуле 1:

- при полном горении:

RO2макс= (100∙RO2)/(100-4,76∙О2), % (1)

где RO2 = С02 + SO2 - содержание в сухих продуктах горения углекислого газа и сернистого ангидрида, %, принимаем из таблице 1.2 [1];

О2, СO, CH4, H2 - содержание в сухих продуктах горения кислорода, окиси углерода, метана и водорода, %, принимаем из табл. 1-2[1].

RO2макс= (100∙10,80)/(100-4,76∙2,70)= 12,39 %

RO2макс= (100∙10,60)/(100-4,76∙3,43)= 12,66 %

RO2макс= (100∙10,10)/(100-4,76∙2,57)= 11,51 %

RO2макс= (100∙10,20)/(100-4,76∙3,0)= 11,90 %

RO2макс= (100∙8,90)/(100-4,76∙6,50)= 12,89 %

Вид топлива известен, то полученное при анализе горения значение сравниваем с табличными данными (табл.1.3.[1]). Заметные расхождения между значениями RO2макс, подсчитанными при анализе продуктов горения и табличными данными (более 0,3%) указывают на ошибку анализа или на отклонение состава сжигаемого топлива от усредненных данных.

2.3.2 Определяем коэффициент, показывающий увеличение объема продуктов горения вследствие содержания в них избыточного воздуха по отношению к объему сухих продуктов горения и теоретических условиях по формуле 2:

h= RO2макс/(RO2+CO+CH4) (2)

где RO2макс- максимальное содержание в сухих газах суммы СО2+SO (SO2 образуется только при сжигании сернистых топлив), значение RO2макс для природного газа, мазута и других газов определяется по вышеприведенным формулам;

RO2,CO,CH4- содержание суммы сернистого ангидрида и углекислого газа, окиси углерода и метана в сухих продуктах сгорания по данным анализа при испытании, %.

h1= 12,39/(10,80+0+0)=1,15%

h2= 12,66/(10,60+0+0)=1,19%

h3= 11,15/(10,10+0+0)=1,14%

h4= 11,90/(10,20+0+0)=1,17%

h5= 12,89/(8,90+0+0)=1,45%

2.3.3 Потеря тепла с уходящими газами определяем по формуле 3:

- при h>1:

q2=(tух-l∙tвоз)/tмакс∙(С'+(h-1)∙K∙B)∙100, % (3)

где tух- средняя температура уходящих газов по данным измерений при испытании, єС, по табл.4;

tвоз- средняя температура воздуха, забираемая вентилятором, а при его отсутствии температура воздух, поступающего в горелки, єС, по данным измерений при испытании, определяются по табл.4

tмакс - жаропроизводительность топлива, °С, определяем no табл. 4;

l - коэффициент, характеризующий отношение произведения действительного объема воздуха, поданного в топку, и его теплоемкости к произведению объема продуктов сгорания и их теплоемкости (принимается для природного газа 0,85;

В - коэффициент, показывающий отношение объема сухих продуктов к объему влажных продуктов сгорания в теоретических условиях, принимается по таблице l.3[1];

С'- поправочный коэффициент, показывающий отношение средневзвешенной теплоемкости неразбавленных воздухом продуктов сгорания в температурном интервале от 0 єC до tух к средневзвешенной теплоемкости в этом же температурном интервале, принимается по таблице 1.4[1];

К- поправочный коэффициент, показывающий отношение средней теплоемкости воздуха в температурном интервале от 0 єC до tух к средневзвешенной теплоемкости неразбавленных воздухом продуктов горения в этом же температурном интервале, принимается по таблице 1.4[1].

Методом интерполяции согласно таблицы 1.4 находим значения С'1-5 и К1-5

tух= 310 С'=0,84+(0,86-0,84)/(400-300)∙(310-300)= 0,842

К1=0,79+(0,80-0,79)/(400-300)∙(310-300)= 0,791

tух= 304 С'=0,84+(0,86-0,84)/(400-300)∙(304-300)= 0,841

К2=0,79+(0,80-0,79)/(400-300)∙(304-300)= 0,790

tух=285 С'=0,83+(0,84-0,83)/(300-200)∙(285-200)= 0,839

К3=0,78+(0,79-0,78)/(300-200)∙( 285-200)= 0,789

tух= 220 С'=0,83+(0,84-0,83)/(300-200)∙(220-200)= 0,832

К4=0,79+(0,80-0,79)/(300-200)∙(220-200)= 0,783

tух= 190 С'=0,82+(0,83-0,82)/(200-100)∙(190-100)= 0,829

К5=0,78

q21=(310-0,85∙26)/2020∙(0,842+(1,15-1)∙0,791∙0,80)∙100=13,35 %

q22=(304-0,85∙23)/2020∙(0,841+(1,19-1)∙0,790∙0,80)∙100=13,53 %

q23=(285-0,85∙22)/2020∙(0,839+(1,14-1)∙0,789∙0,80)∙100=12,23 %

q24=(220-0,85∙24)/2020∙(0,832+(1,17-1)∙0,783∙0,80)∙100=9,27 %

q25=(190-0,85∙24)/2020∙(0,829+(1,45-1)∙0,780∙0,80)∙100=9,32 %

2.3.4 Потеря тепла от химической неполноты горения определяем по формуле 4:

q3=(126,84∙CO+118,36∙H2+359,31∙CH4)∙h∙100/P, % (4)

где Р - низшая теплота сгорания рабочего топлива, отнесенная к 1 м3 (при

нормальных условиях) сухих продуктов сгорания, образующихся при сжигании топлива в теоретических условиях, принимается по таблице 1.3 [1];

СО,СН42- содержание окиси углерода, водорода и метана в уходящих продуктах сгорания по данным анализа, %, так как равны 0, то q3 = 0.

2.3.5 Потеря тепла от механического недожога при сжигании газообразного топлива принимается: q4=0.

2.3.6 Потеря тепла в окружающую среду при работе котельных агрегатов на всех видах топлива определяется по формуле 5:

q5=q5номDн/D , % (5)

где q5ном - потеря тепла в окружающую среду при работе котельных агрегатов с номинальной нагрузкой, определяем по графикам на рис. 1.2 [1];

Dн - номинальная нагрузка котла, т/ч;

D - действительная нагрузка котла при испытании, т/ч.

q51=1,81∙10/8,90= 2,03 %

q52=1,81∙10/8,66= 2,09 %

q53=1,81∙10/7,37= 2,46 %

q54=1,81∙10/4,22= 4,29 %

q55=1,81∙10/2,80= 6,46 %

2.3.7 Коэффициент избытка воздуха за котлом определяется по формуле 6:

?та∙?пр?∙21/(21-О2),% (6)

где ?пр - приближенное значение коэффициента избытка воздуха, определяется по формуле 7;

Ка – поправочный коэффициент, определяется из графика на рис. 1.3 [1]:

?пр=21/(21-О2), % (7)

?пр1=21/(21-2,70)=1,15 %

?пр2=21/(21-3,43)=1,20 %

?пр1=21/(21-2,57)=1,14 %

?пр1=21/(21-3,0)=1,17 %

?пр1=21/(21-6,50)=1,45 %

По графику на рисунке 1.3 [1] при ?пр1 =1,15%, К?1 =0,988, находим остальные значения: К?2 =0,984, К?3 =0,988, К?4 =0,986, К?5 =0,970.

?т1 = 0,988∙1,15 = 1,14%

?т2 = 0,984∙1,20 = 1,18%

?т3 = 0,988∙1,14 = 1,13%

?т4 = 0,986∙1,17 = 1,15%

?т1 = 0,970∙1,45 = 1,41%

2.3.8 Потеря тепла с физическим теплом шлаков при сжигании газообразного топлива принимается q6 = 0.

2.3.9 Коэффициент полезного действия котла по обратному балансу определяется по формуле 8:

?бр =100-(q2 +q3 +q4 +q5 ),% (8)

?бр1 = 100-(13,35+0+0+2,03) = 84,62 %

?бр2 = 100-(13,53+0+0+2,09) = 84,38 %

?бр3 = 100-(12,23+0+0+2,46) = 85,29 %

?бр4 = 100-(9,27+0+0+4,29) = 86,41 %

?бр5 = 100-(9,32+0+0+6,46) = 84,16 %

2.3.10 Коэффициент полезного действия котла по прямому балансу определяется по формуле 9:

?'бр = D∙(hпп-hп.в.)/(В∙Qрн), % (9)

где hпп - энтальпия перегретого пара или, при отсутствии пароперегревателя, энтальпия насыщенного пара, кДж/кг (определяется по табл. 4);

hп.в - энтальпия питательной воды на входе в индивидуальный водяной экономайзер, кДж/кг (определяется по таблице 4).

?' бр1 = 8,90∙1000∙(2779-57∙4,19)/(880∙30100)∙100= 85,35%

?' бр2 = 8,66∙1000∙(2781-55∙4,19)/(850∙29900)∙100= 86,91%

?'бр3 = 7,37∙1000∙(2775-49∙4,19)/(740∙30000)∙100= 85,31%

?' бр4 = 4,22∙1000∙(2776-53∙4,19)/(420∙29700)∙100= 86,40%

?'бр5 = 2,80∙1000∙(2769-48∙4,19)/(291∙29800)∙100= 82,91%

2.3.11 Невязка балансов определяется из следующего выражения:

? = (?'бр - ?бр)/ ?'бр , % (10)

?1 = (85,35 – 84,62)/85,35∙100 = 0,86%

?2 = (86,91 – 84,38)/86,91∙100 = 2,91%

?3 = (85,31– 85,29)/85,31∙100 = 0,02 %

?4 = (86,40 – 86,41)/86,40∙100 = -0,01%

?5 = (82,91 – 84,16)/82,91∙100 = -1,51%

Невязка балансов не превышает 3%. Результаты расчетов сводим в табл. 5.

По полученным данным строим графические зависимости q2=f(D), q5=f(D), ?бр=f(D) в одной графической сетке (рисунок 2).

Таблица 5 – Результаты расчетов после испытания котла

Расчетные величины

Единицы

измерения

Производительность котла

8,90

8,67

7,37

4,22

2,80

1

2

3

4

5

6

7

Максимальное содержание RO2 в продуктах сгорания, RO2макс

%

12,39

12,66

11,51

11,90

12,89


Продолжение таблицы 5

1

2

3

4

5

6

7

Коэффициент h

-

1,15

1,19

1,14

1,17

1,45

Потери тепла с уходящими газами, q2

%

13,35

13,53

12,23

9,27

9,32

Потери тепла от химического недожога, q3

%

0

Потери тепла от механического недожога, q4

%

0

Потери тепла в окружающую среду, q5

%

2,03

2,09

2,46

4,29

6,46

Потеря тепла с физическим теплом шлаков, q6

%

0

Коэффициент избытка воздуха за котлом, ?т

-

1,14

1,18

1,13

1,15

1,41

КПД котла по прямому балансу, ?'бр

%

85,35

86,91

85,31

86,40

82,91

КПД котла по обратному балансу, ?бр

%

84,62

84,38

85,29

86,41

84,16

Невязка балансов, ?

%

0,86

2,91

0,02

-0,01

-1,51


Рисунок 2 - Графические зависимости q2=f(D) , q5=f(D), ?бр=f(D)

На основании полученных графических зависимостей делаем вывод о характере изменения потерь и КПД котла при изменении его производительности.

При увеличении производительности котла происходит увеличение потерь 1 сила с уходящими газами, снижаются потери тепла в окружающую среду, значение KПД котла принимает мах значение при 4,22 т/ч.

2.4 Распределение нагрузки между котлами.

Существенное влияние на общий расход топлива котельным цехом оказывает распределение обшей нагрузки между установленными котлами и выбор числа работающих котлов для покрытия заданного графика нагрузок. Правильное распределение общей нагрузки между котельными агрегатами наиболее эффективно производить методом равенства относительных приростов топлива.

Произведем распределение нагрузки между котлами №1 и №2. Заполним таблицу 6 изменений расхода топлива, производительности и величины относительного прироста топлива для котлов №1 и №2, приняв за котел –N1 - котел №1 из табл. 1.6 [1], а за котел №2 - рассчитанный котел, предварительно построив зависимости ?=f(D) и В=f(D) для котла №2 (рисунок 3).


Рисунок 3 – Зависимости ?=f(D) и В=f(D) для котла №2

Таблица 6 – Изменение расхода топлива, паропроизводительности и величины относительного прироста топлива для котлов №1 и №2

Котел № 1

Котел №2

D, т/ч

B,

кг /ч

D, т/ч

В,

кг/ч

В/∆D, кг/т

Dcp,

т

D, т/ч

B,

кг /ч

D, т/ч

В,

кг/ч

В/∆D, кг/т

Dcp,

т

2

294













2

232













3

352

1

58

58

2,5

3

288

1

56

56

2,5

4

407

1

55

55

I 3,5

4

296

1

64

64

3,5

5

459

1

52

52

4,5

5

395

1

99

99

4,5

6

518

1

59

59

5,5

6

511

1

116

116

5,5

7

582

1

64

64

6,5

7

604

1

93

93

6,5

8

652

1

70

70

7,5

8

680

1

76

76

7,5

9

742

1

90

90

8,5

9

754

1

74

74

8.S

10

850

1

108

108

9,5

10

836

1

82

82

9,5

11

1 000

1

150

150

10,5

11

941

1

105

105

10,5

12

1 170

1

170

170

11,5

12

1 062

1

121

121

11,5



Рисунок 4 – Зависимость относительного прироста топлива от нагрузки котла


Рисунок 5 – Наиболее выгодное распределение нагрузки между котлами

Таблица 7 – Распределение нагрузок между котлами №1 и №2

Нагрузка котлов, т/ч

Нагрузка котлов, т/ч

Котла №1

Котла №2

Суммарная котлов

Котла №1

Котла №2

Суммарная котлов

6,2

3,75

9,95

9,0

4,7

13,7

7,0

4,0

11,0

9,6

5,0

14,6

8,1

4,2

12,3

10,3

12,0

22,3

8,5

4,5

13,0

-

-

-

  1   2


Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации