Расчет объемов и энтальпий воздуха

Реферат.

Пояснительная записка содержит 46 листов текста, 9 рисунков, 9 таблиц,

1 график, 3 источника литературы.

 

ЭКОНОМАЙЗЕР, ПАРОПЕРЕГРЕВАТЕЛЬ, ТОПКА, ШИРМА, КОТЕЛЬНЫЙ АГРЕГАТ, ВОЗДУХОПОДОГРЕВАТЕЛЬ, ТЕПЛОВОСПРИЯТИЕ, ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС, ПАРОВОДЯНОЙ ТРАКТ, ГАЗОВЫЙ ТРАКТ, ЭКРАННАЯ ПОВЕРХНОСТЬ, КОЭФФИЦИЕНТ ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ.

 

Цель работы: тепловой расчет котельного агрегата Е-210, работающего на мазуте и под наддувом. Тепловой расчет состоит из расчета поверхностей нагрева: расчет топочной камеры и ширмы производится поверочным способом; расчет 2-х ступеней пароперегревателя, экономайзера и РВВ производится конструктивным способом, далее рассчитывается регенеративный воздухоподогреватель. Также производится расчет тепловосприятия по газовому и паровому тракту и составляется тепловой баланс.

 

 

Содержание:

Реферат……………………………………………………………………………………………2

Введение…………………………………………………………………………………… …….4

Составление тепловой схемы котла и выбор её основных параметров…..…………………..5

Исходные данные………………………………………………………………………………...6

Расчёт теоретических объёмов воздуха и продуктов сгорания………….…………………….7

Расчёт энтальпий воздуха продуктов сгорания……….…………………………………………8

Таблица энтальпий воздуха и продуктов сгорания…………………………………………….9

Тепловой баланс котла………………………………………….……………………………….10

Поверочный расчёт топки……………………………………………………………………….11

Поверочный расчёт ширмы………………………………………..……………………………16

Распределение тепловосприятий:

Паровой тракт…………………..………………………………………………………………..24

Газовый тракт…………………………………………………………..………………………..26

Сведение теплового баланса……………………………………………………………………28

Температурный график энергетического котла……………………….………………………29

Конструктивный расчёт конвективного пароперегревателя (П/П2)….……………………..30

Конструктивный расчёт конвективного пароперегревателя (П/П1)…………………………34

Конструктивный расчёт экономайзера (ЭК)…………………………….…………………….38

Конструктивный расчёт регенеративного вращающегося воздухоподогревателя………… 42

Заключение……………………………………………………………………………………….45

Список использованной литературы………………………………………….………………..4

 

Введение.

Котельная установка служит для преобразования химически связанной тепловой энергии сжигаемого топлива в потенциальную энергию перегретого пара высокого давления и температуры. Теплоносителем в энергетических котлах является вода, а топливом - газ, мазут и уголь.

Котельный агрегат – один из основных агрегатов тепловой электростанции или котельной. Современным типом котла является вертикально-водотрубные котлы с факельным сжиганием топлива, в которых горение топлива осуществляется во взвешенном состоянии в большом свободном объеме топочной камеры, все стены которой закрыты вертикальными трубами. Эти топочные экраны интенсивно обогреваются, в них нагревается и частично испаряется вода при высоком давлении. Топочные экраны соединены в барабаном.

Вначале питательная вода подается в экономайзер, там она подогревается перед входом в барабан, что увеличивает КПД. Вода не достигшая температуры насыщения, попадает в топочные экраны и циркулирует там до температуры насыщения. Насыщенный пар из барабана поступает в поверхность ширмы, далее в змеевиковую поверхность пароперегревателя, а потом уже перегретый пар подается в турбину. Подача топлива и воздуха для сжигания топлива производится через горелки. Для улучшения сжигания топлива воздух подогревается в опускном газоходе котла в поверхности воздухоподогревателя, что приводит к дополнительному снижению температуры газов на выходе из котла и повышению степени сгорания топлива.

Существуют 2 вида расчета: поверочный и конструкторский. При поверочном расчете, по известным размерам конструкции определяют требуемые параметры. При конструкторском расчете стоит обратная задача.

В данном курсовом проекте производится расчет котельной установки Е-500. Рассчитываемый котел барабанный, с естественной циркуляцией, имеет П – образную компоновку, работает под наддувом. Топочная камера оборудована 8 вихревыми газо-мазутными горелками. В топочной камере располагаются испарительные экраны и в верхней части расположен 1 ряд ширм. В переходном газоходе располагается 2-х ступенчатый конвективный пароперегреватель. Потолок топки, стены переходного газохода и стены конвективной шахты экранированы трубами пароперегревателя. В опускном газоходе конвективной шахты расположен водяной экономайзер. Регенеративный воздухоподогреватель установлен за конвективной шахтой вне здания котельного цеха.

 

 

Составление тепловой схемы котла.

Рис. 1. Общий вид и элементы парового котла:

Т – топка; Ш – ширма; ПП2 – пароперегреватель №2; ПП1 – пароперегреватель №1;

ЭК – экономайзер; ВП – воздухоподогреватель; Г – горелки;

(Т I – T VI) – точки состояния газа по газовому тракту.

 

 

Исходные данные

Количество пара – 195т/ч = 54.2 кг/c

Давление перегретого пара – 14 Мпа

Температура перегретого пара 555 ⁰С

Температура питательной воды – 220⁰С

Состав рабочей массы топлива %

3,0	0,1	1,4	83,8	11,2	0,5	-

 

Низшая теплота сгорания мазута

Примем температуру уходящих газов (табл. 2.5 /1/):

- для газа согласно /1/ .

Найдем оптимальную температуру горячего воздуха:

.

Принимаем t_гв^опт=285^оС

Примем температуру холодного воздуха согласно /1/ .

Температура воздуха на входе в воздухоподогреватель t'_пв=t_хв=30^оС

 

 

Расчет объемов и энтальпий воздуха

И продуктов сгорания.

1.1. Рассчитаем теоретические объемы воздуха и продуктов сгорания.

Теоретический объем воздуха:

 

 

Теоретический объем азота:

Теоретический объем трехатомных газов:

Теоретический объем водяных паров:

 

где G_ф – расход пара на паровое распыливания мазута в паомеханических форсунках и при подаче пара под колосниковую решетку при сжигании низкореакционного твердого топлива типа А, ПА и Т.

Принимаем

Все найденные значения теоретических объемов совпадают с точностью 0,1 с объемами в таблице П4.3 /2/, значит продолжаем расчет дальше.

По найденным значениям теоретических объемов продуктов сгорания и воздуха заполняем таблицу объемов, которая отображена в таблице №1.

 

По известным значениям теоретических объёмов продуктов сгорания и воздуха, заполняется таблица объёмов, которая будет иметь следующий вид:

 

 

Рассчитываемая величина	Размер-ность	Газоходы котла
Топка, ширмы	ВПП	КПП	ВЭ	ТВП
Присосы воздуха в поверхности нагрева, ∆α (по таблице 3.3 /1/		0,05	0,03	0,03	0,02	0,03
Коэффициент избытка воздуха за поверхностью нагрева, α’’		1,15	1,18	1,21	1,23	1,26
Средний коэффициент избытка воздуха, αср=0.5(α’+α’’)		1,1	1,115	1,145	1,17	1,195
Действительный объём водяных паров VH20= VH200+0,0161∙Vв0 (αср-1)	Нм3/м3	1.527	1,529	1,534	1,538	1,543
Объём газа Vг= VH20+VR02+VN20+Vв0∙(αср-1)	Нм3/м3	12.413	12.572	12.89	13.156	13.423
Доля водяных паров rH20=VH20/Vг		0.123	0.122	0.119	0.117	0.115
Доля 3-х атомных газов rR02=VR02/Vг		0.1265	0.125	0.122	0.12	0.117
Суммарная доля 3-х атомных газов. rn= rH20+ rR02		0,2498	0,2469	0,241	0,237	0,232

Таблица №1 -Таблица объемов

 

1.2. Рассчитаем энтальпии продуктов сгорания и воздуха.

По найденным значениям энтальпий и заполним таблицу энтальпий,

которая отображена в таблице №2.

Таблица №2 - Таблица энтальпий

 

,	,	,	Топка ширмы	ПП1	ПП2	ЭК	ВП
												20,2
										17,32
										18,21
								18,21
						19,16		19,16
				19,17		19,17
				19,97
				19,98
				20,26
				20,26
				21,2
				21,19
				21,51
				21,49
				21,83
				21,82
				22,07
				22,06

Тепловой баланс котла

Таблица №3 - Составление теплового баланса котла

Наименование	Обозна-чение	Размерность	Формула	Расчет
1. Располагаемая теплота топлива
2. Теплота, внесенная в котел с подогретым топливом			, где tтл=110оС, стл=1,74+0,0025tтл
3. Теплота, внесенная с воздухом, подогретая вне котла			, где
4. Энтальпия воздуха на входе воздухоподогревателя			По табл.2 по tвп'=65oC
5. Температура на входе воздухоподогревателе	tвп’	oC
6. Температура стенки металла	tст	oC
7. Температура конденсации водяных паров	tк	oC	По таблице /3/, по PH2O=P*rH2O где P=0,1МПа	PH2O=0,01188МПа tк=48oC
8. Энтальпия холодного воздуха			По табл.2 по tхв=30oC
2. Полезное тепловосприятие котла
3. Энтальпия перегретого пара			По таблице /3/, по и
4. Энтальпия питательной воды			По таблице /3/, по и
5. Потери теплоты от механической неполноты сгорания		%	По табл. 2.2 /1/
6. Потери теплоты от химической неполноты сгорания		%	По табл. 2.2 /1/
7. Потери теплоты с уходящими газами		%
8. Энтальпия уходящих газов			По табл. №2 при
9. Потери тепла от наружного охлаждения		%	По рис. 4.1 /1/ по
10. КПД котельного агрегата		%
11. Потери теплоты с физическим теплом шлаков		%	Для мазута не учитывается
12. Расчетный расход топлива
13. Коэффициент сохранения теплоты		-