Принципиальная схема котла БГ – 35

Расчётно-пояснительная записка

по курсовому проекту по дисциплине

«КОТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ»

Тема:

«Реконструкция парового котла в связи с переводом

Его на новый состав или вид топлива»

 

Группа: ЭО – 12

Студент: Щепетев К. В.

Вариант: № 21

Руководитель: Любова Т.С.

^.

 

К защите:

 

Смоленск 2015 г.

Оглавление

Расчётно-пояснительная записка. 1

Введение. 3

Задание. 6

Принципиальная схема котла БГ – 35. 7

1. Выбор расчетных характеристик. 8

2. Расчет объемов и энтальпии воздуха и продуктов сгорания. 10

3.Расчет теплового баланса и расхода топлива. 15

4. Расчет топки. 17

5. Расчет фестона. 24

6. Расчет пароперегревателя. 29

7. Расчет воздухоподогревателя. 38

8. Расчет экономайзера. 44

9. Тепловой баланс котлоагрегата. 49

Список литературы.. 50

Графическая часть. 51

 

Введение

Паровой котел - это системы различных поверхностей нагрева для производства пара из непрерывно поступающей в него воды за счет подвода теплоты, выделяющейся при сжигании топлива, которое подается в топку вместе с необходимыми для горения воздухом. Поступающая в паровой котел питательная вода подогревается до температуры насыщения, испаряется, а выделившийся из котловой воды насыщенный пар перегревается.

Продукты сгорания (теплоноситель), образованные при сжигании топлива отдает в поверхностях нагрева теплоту воде и пару (рабочему телу). После поверхностей нагрева теплоноситель при относительно низкой температуре удаляется из котла в атмосферу.

В соответствии с законами фазового перехода получение перегретого пара характеризуется последовательным протеканием следующих процессов: подогрев питательной воды до температуры насыщения, парообразование, перегрев насыщенного пара до заданной температуры. Эти процессы осуществляются в трех группах поверхностей нагрева. Подогрев воды происходит в экономайзере, образование пара в испарительных поверхностях нагрева, перегрев пара в пароперегревателе.

Паровые котлы в зависимости от осуществления движения рабочего тела подразделяются на котлы с естественной циркуляцией и принудительной циркуляцией.

Отличительной особенностью паровых котлов с естественной и многократной принудительной циркуляцией является наличие барабана – емкости, организующей циркуляцию в замкнутом гидравлическом контуре и обеспечивающее отделение воды от пара.

Прямоточные котлы не имеют барабана, и через парообразующие трубы рабочее тело проходит однократно.

Паровые котлы могут иметь П-, Т-, N-, U-образную, четырех ходовую и башенную компоновки. В отечественной энергетике наиболее широкое применение получили котлы с П-образным профилем.

В данном курсовом проекте производится конструктивный тепловой расчет барабанного котла БГ -35 на газовом топливе. Он предназначен для работы с газообразным топливом (газопровод Средняя Азия-Центр). Котел имеет П-образный профиль- это призматические вертикальные шахты, соединенные вверху горизонтальным газоходам. Первая шахта – большая по размерам является топочной камерой. В ней по всему периметру и вдоль высоты стен располагаются топочные экраны. Диаметр труб этих экранов 60 мм. Они являются радиационными поверхностями нагрева и получают теплоту прямым излучением от факела. Продолжением труб заднего экрана является фестон. Он образуется из экранных труб путем разведения их вдоль потока газов.

Из фестона теплоноситель поступает барабан. Для исключения возможности образования накипи в барабане не должно содержание солей в воде быть выше критической , при которой начинается их выпадение из раствора. Для удаления солей применяют непрерывную или периодическую продувку. В данном котле применяется периодическая продувка величиной 3,5%.

Вторая вертикальная шахта и соединяющий её с топочной камерой горизонтальный газоход служат для размещения поверхности нагрева, получающих теплоту в основном конвекцией, и поэтому называются конвективными газоходами, а сама вертикальная шахта - конвективной шахтой. В горизонтальном газоходе расположен конвективный пароперегреватель, который выполнен из стальных труб диаметром 38 мм и 3,5 мм. Из труб пароперегревателя образуют змеевики. Концы змеевиков приваривают к коллекторам круглого сечения.

Дальнейшая утилизация теплоты происходит в низкотемпературных поверхностях нагрева, расположенных в конвективной шахте. Ими являются воздухоподогреватель и экономайзер. В данном котле компоновка низкотемпературных поверхностей нагрева - одноступенчатая.

В экономайзер поступает питательная вода с температурой 150⁰С, которая подогревается до температуры, меньшей температуры насыщения. Змеевики экономайзера располагают параллельно фронту котла. Экономайзер выполнен из гладких труб диаметром 32 мм и толщиной 3 мм. Компоновка экономайзера - однопоточная.

Воздухоподогреватель представляет собой систему вертикальных труб, через которые проходят продукты сгорания, а между трубами - нагреваемый воздух. Воздух, поступающий в воздухоподогреватель имеет температуру 30⁰С. Воздухоподогреватель имеет два хода по воздуху и выполнен из труб диаметром 40 мм и толщиной 1,5 мм. Расположение труб во всех поверхностях нагрева, кроме пароперегревателя - шахматное, в пароперегревателе - коридорное. Котел предназначен для получения пара температурой 450⁰С и давлением 3,92 МПа. Паропроизводительность котла 9,72 кг/с или 35т/ч.

 

 

Задание

Выполнить тепловой расчет котлоагрегата (БГ-35) в связи с переводом его на новый состав топлива (топливо №17-газ), исходные данные, расчетные характеристики и размеры поверхностей котлоагрегата см. в таблице № 1,2,3.

 

Таблица№1 Исходные данные

Паропроизводительность D,	Давление пара Р, МПа	Температура перегретого пара ,	Температура питательной воды ,	Температура холодного воздуха, ,	Величина непрерывной продувки П, %
9,72	3,92				1,5

 

Таблица №2 Расчетные характеристики топлива

Газопровод	Состав газа по объему %	Низшая теплота сгорания ,
Средняя Азия Центр	87,19	3,98	1,34	0,75	0,23	4,47	1,73	36,287

 

Таблица № 3 Размеры поверхностей котлоагрегата

Топка	Фестон	Пароперегре- ватель 1-я ступень	Пароперегре- ватель 2-я ступень	Экономайзер	Воздухопо- догреватель
Vт = 147 м2	d×δ = 60×3	d×δ = 38×3,5	d×δ = 42×4	d×δ = 32×3	d×δ = 40×1,5
Fст =165 м2	S1 = 240 мм	S1 = 110 мм	S1 = 110 мм	S1 = 80 мм	S1 = 56 мм
d×δ = 60×3	S2 = 220 мм	S2 = 82 мм	S2 = 97 мм	S2 = 60 мм	S2 = 44 мм
Sфр = 110 мм	Z1 = 3 шт	Fпп =200 м2	Fпп =100 м2	Fэк =554 м2	Fвп =800 м2
Sбок= 110 мм	Fф =39 м2	–	–	–	–
Sзадн= 80 мм	–	–	–	–	–
Нл = 136 м2	–	–	–	–	–

Принципиальная схема котла БГ – 35

Холодный воздух

Пар

Барабан

Водяной экономайзер

Конвективный пароперегреватель

Воздухподо-греватель

p=3,92 МПа t=4500C

uуг=1250С

tхв=300С

tгв=2750С

Топливо

D=9,72 кг/с

Горячий воздух

Фестон

α’’вп=1,23

α’’эк=1,2

α’’пп=1,18

α’’т=1,15

Δαф=0

Δαпп=0,03

Δαэк=0,02

ΔαВП=0,03

tПВ=1500С

 

 

Рис.1. Схема барабанного котла с естественной циркуляцией БГ – 35.