Состав топлива и его характеристики.
Содержание
1. Исходные данные для выполнения курсового проекта.
Часть 1. Расчет парового котла.
2. Конструктивные характеристики парогенератора КЕ-6,5-14.
3. Состав топлива и его характеристика
4. Расчёт объёмов и энтальпий воздуха и продуктов сгорания.
4.1 .Определение коэффициента избытка воздуха в топке.
и присосов воздуха по отдельным газоходам.
4.2.Расчёт объёмов воздуха и продуктов сгорания топлива.
4.3. Расчёт энтальпий воздуха и продуктов сгорания.
5. Расчётный тепловой баланс, КПД и расход топлива.
6. Расчёт конвективного газохода.
6.1. Необходимые исходные сведения.
6.2. Поверочный расчёт конвективного газохода.
7. Расчет водяного экономайзера
Часть 2. Расчет тепловой схемы котельной.
8. Общие положения
9. Дополнительные исходные данные для расчета тепловой схемы
10. Расчет тепловой схемы котельной с паровыми котлами.
11 Подбор оборудования для котельной
Список используемой литературы.
Исходные данные для выполнения курсового проекта(РГР).
Населенный пункт:
Тип парогенератора:
Рабочее давление парогенератора:
Месторождение и марка топлива:
Площадь жилмассива, м2 Fж=
Расход пара на технологические нужды, т/час Dтех=
Доля возврата конденсата от технологических потребителей Кв= , %.
Конструктивные характеристики парогенератора КЕ-6,5-14
|
|
|
Паровые котлы с естественной циркуляцией Е (КЕ) производительностью от 2,5 до 10 т/ч со слоевыми механическими топками предназначены для выработки насыщенного или перегретого пара, используемого на технологические нужды промышленных предприятий, в системах отопления, вентиляции и горячего водоснабжения. Основные элементы котлов типа Е (КЕ): верхний и нижний барабаны с внутренним диаметром 1000 мм, левый и правый боковые экраны и конвективный пучок. Топочная камера образована боковыми экранами, фронтовой и задней стенками. Топочная камера котлов паропроизводительностью от 2,5 до 10 т/ч разделена кирпичной стенкой на топку глубиной 1605-2105 мм и камеру догорания глубиной 360-745 мм, которая позволяет повысить КПД котла снижением механического недожога. Вход газов из топки в камеру догорания и выход газов из котла асимметричные. Под камеры догорания наклонен таким образом, чтобы основная масса падающих в камеру кусков топлива скатывалась на решетку. В котлах применена схема одноступенчатого испарения. Вода циркулирует следующим образом: питательная вода из экономайзера подается в верхний барабан под уровень воды по перфорированной трубе. В нижний барабан вода сливается по задним обогреваемым трубам кипятильного пучка. Передняя часть пучка (от фронта котла) является подъемной. Из нижнего барабана вода по перепускным трубам поступает в камеры левого и правого экранов. Питание экранов осуществляется также из верхнего барабана по опускным стоякам, расположенным на фронте котла.
|
|
|
Блоки котлов типа Е (КЕ) производительностью от 2,5 до 10 т/ч опираются камерами боковых экранов на продольные швеллеры. Камеры приварены к швеллерам по всей длине. В области конвективного пучка блок котла опирается на задние и передние поперечные балки. Поперечные балки крепятся к продольным швеллерам. Передняя балка крепится неподвижно, задняя - подвижно.
Обвязочный каркас котлов типа КЕ устанавливается на уголках, приваренных вдоль камер боковых экранов по всей длине. Для возможности перемещения элементов блоков котла в заданном направлении часть опор выполнена подвижными. Они имеют овальные отверстия для болтов, которыми крепятся к раме. Котлы с решеткой и экономайзером поставляются заказчику одним транспортабельным блоком. Они оборудуются системой возврата уноса и острым дутьем. Унос, оседающий в четырех зольниках котла, возвращается в топку при помощи эжекторов и вводится в топочную камеру на высоте 400 мм от решетки. Смесительные трубы возврата уноса выполнены прямыми, без поворотов, что обеспечивает надежную работу систем. Доступ к эжекторам возврата уноса для осмотра и ремонта возможен через люки, расположенные на боковых стенках. В местах установки люков трубы крайнего ряда пучка вводятся не в коллектор, а в нижний барабан. Котлы типа Е (КЕ) паропроизводительностью от 2,5 до 10 т/ч оборудованы стационарным устройством очистки поверхностей нагрева согласно проекту завода.
|
|
|
В качестве топочного устройства для сжигания отечественных каменных и бурых углей устанавливаются топки типа ТЛЗМ с пневмомеханическими забрасывателями и моноблочной ленточной цепной решеткой обратного хода. Цепные решетки топок типа ТЛЗМ поставляются заказчику в блочном исполнении после сборки и обкатки на заводе-изготовителе. Рама решетки служит опорой коллекторов боковых экранов котлов. Площадки котлов типа КЕ расположены в местах, необходимых для обслуживания арматуры котлов. Основные площадки котлов: боковая площадка для обслуживания водоуказательных приборов; боковая площадка для обслуживания предохранительных клапанов и запорной арматуры на барабане котла; площадка на задней стенке котла для обслуживания продувочной линии из верхнего барабана и для доступа в верхний барабан при ремонте котла. На боковые площадки ведут лестницы, на заднюю площадку - спуск (короткая лестница) с верхней боковой площадки. Каждый котел типа Е (КЕ) паропроизводительностью от 2,5 до 10 т/ч оснащен контрольно-измерительными приборами и арматурой. Котлы оборудованы двумя предохранительными клапанами, один из которых контрольный. У котлов с пароперегревателями контрольный предохранительный клапан устанавливается на выходном коллекторе пароперегревателя. На верхнем барабане каждого котла установлен манометр; при наличии пароперегревателя манометр устанавливается и на выходном коллекторе пароперегревателя. На верхнем барабане устанавливается следующая арматура: главный паровой вентиль или задвижка (у котлов без пароперегревателя), вентили для отбора проб пара, отбора пара на собственные нужды. На колене для спуска воды установлен запорный вентиль с условным проходом 50 мм. У котлов производительностью от 2,5 до 10 т/ч через патрубок периодической продувки осуществляются периодическая и непрерывная продувки. На линиях периодической продувки из всех нижних камер экранов установлены запорные вентили. На паропроводе обдувки установлены дренажные вентили для отвода конденсата при прогреве линии и запорные вентили для подачи пара к обдувочному прибору. Вместо паровой обдувки может быть поставлена газоимпульсная или генератор ударных волн (ГУВ).
|
|
|
На питательных трубопроводах перед экономайзером устанавливаются обратные клапаны и запорные вентили; перед обратным клапаном установлен регулирующий клапан питания, который соединяется с исполнительным механизмом автоматики котла.
Конструктивные характеристики котла КЕ-6,5-14:
- объем топки, м3 – 14,77;
- площадь поверхности стен топки, м2 – 44,52;
- диаметр экранных труб, мм – 51 
2,5;
- шаг труб боковых экранов, мм – 55;
- площадь лучевоспринимающей поверхности нагрева, м2 – 24,78;
- площадь поверхности нагрева конвективных пучков, м2 – 148,95:
- диаметр труб конвективных пучков, мм – 51 2,5;
- расположение труб конвективных пучков – коридорное;
- поперечный шаг труб, мм – 90;
- продольный шаг труб, мм – 110;
- площадь живого сечения для прохода продуктов сгорания, м2 – 0,95;
- размеры I-го газохода, м:
- высота – 2,1;
- ширина – 1,2;
- размеры II-го газохода, м:
- высота – 2,1;
- ширина – 0,8;
- число труб по ходу продуктов сгорания – 23.
Состав топлива и его характеристики.
Уголь, Кузнецкий, Д
Состав рабочей массы топлива, %:
Wp=12
Ap=13,2
Sop+к=0,3
Cp=58,7
Hp=4,2
Np=1,9
Op=9.7
Низшая теплота сгорания 
, МДж/кг: 22,82
Максимальные
влажность 
, %: 13,5
зольность 
, %: 25,0
Температура плавкости золы, оС:
t1=1130;
t2=1200;
t3=1250;
Приведенные:
влажность 
, 
: 0,526;
зольность 
, : 0,578;
Выход летучих на горючую массу, %: 42,0.
4. Расчёт объёмов и энтальпий воздуха и продуктов сгорания.
4.1 .Определение коэффициента избытка воздуха в топке.
Коэффициент избытка воздуха в топке αТ есть отношение действительно необходимого количества воздуха V к теоретически необходимому V 0: α Т = V / V °>1.При сжигании топлива в топках принимается в зависимости от вида топлива, способа его сжигания и типа топочного устройства.
При ссжигании углей в слое α Т определяется по типу топки и марке топлива α Т = 1,35
Коэффициент избытка воздуха по мере движенияпродуктов сгорания по газоходам увеличивается. Это обусловлено тем, что газоходы работают под разряжением и воздух из окружающей среды через неплотности в обмуровке присасывается в газовый тракт. При расчёте температуру присосанного в котельной воздуха примем равной 30°С.
Присос воздуха принято выражать в долях теоретически необходимого для горения:
где Δ Vnpc - количество воздуха, присасываемого в соответствующий газоход агрегата; V 0 - теоретический объём воздуха для сжигания топлива.
Коэффициент избытка воздуха за каждой поверхностью нагрева подсчитаем прибавлением к αТ соответствующих присосов:
(3.2)
Здесь 
- присос воздуха в отдельном газоходе, i – номер поверхности нагрева после топки по ходу продуктов сгорания; примем по [1] или табл.3.2 [2]:
слоевые топки 
=0,10
конвективный газоход: первый =0,05
второй =0,10
водяной экономайзер: чугунный =0,10
4.2.Расчёт объёмов воздуха и продуктов сгорания топлива.
При тепловом расчёте парогенераторов определим теоретические и действительные объёмы воздуха и продуктов сгорания. Расчёты проведем на 1 м3 при сжигании газов.
Это произведем в такой последовательности:
1. Определим теоретический объём воздуха, необходимый для полного сгорания : при сжигании твердого топлива, м3/кг
 |
2. Определим теоретический объём азота в продуктах сгорания:
при сжигании твердого топлива , м3/кг:
3. Определим объем трёх атомных газов в продуктах сгорания:
при сжигании твердого топлива , м3/кг:
4. Определим теоретический объём водяных паров в продуктах сгорания:
при сжигании твердого топлива , м3/кг:
5. Определим средний коэффициент избытка воздуха для каждой рассчитываемой поверхности нагрева:
где 
и 
- коэффициенты избытка воздуха перед газоходом и после него.
6. Определим избыточное количество воздуха для каждого газохода:
(3.8)
7. Определим действительный объём водяных паров для твердого топлива , м3/кг:
8. Определим действительный суммарный объём продуктов сгорания для тв.топлива , м3/кг:
9. Определим объёмные доли трёхатомных газов и водяных паров, а также суммарную объёмную долю по формулам
; 
; 
;
10. При сжигании тв.топлив определим концентрацию золовых частиц в продуктах сгорания кг/кг.
(3.14)
где 
зольность топлива по рабочей массе, % ; 
-доля золы топлива в уносе; 
масса дымовых газов.
Результаты расчетов действительных объемов продуктов сгорания по всем газоходам и других параметров сведем в таблицу 1.
Таблица 1.
Объемы продуктов сгорания, объемные доли трехатомных газов, теоретические объемы воздуха и компонентов дымовых газов.
| Величина | Теоретические объемы:
| |||
| Участки газового тракта | ||||
| Слоевая топка | Конвективные пучки | Водяной экономайзер | ||
Коэффициент избытка воздуха после поверхности после поверхности нагрева 
| 1,45 | 1,5 | 1,6 | 1,7 |
Средний коэффициент избытка воздуха в газоходе поверхности нагрева 
| 1,4 | 1,475 | 1,55 | 1,65 |
Избыточное количество воздуха  ,м3 /кг
| 2,408 | 2,860 | 3,311 | 3,913 |
Объем водяных паров  , м3 /кг
| 0,7507 | 0,7579 | 0,7657 | 0,7749 |
Полный объем продуктов сгорания  , м3 /кг
| 9,027 | 9,485 | 9,944 | 10,556 |
Объемная доля трехатомных газов 
| 0,1215 | 0,1157 | 0,1103 | 0,1039 |
Объемная доля водяных паров 
| 0,0832 | 0,0799 | 0,0769 | 0,0734 |
Суммарная объемная доля 
| 0,2047 | 0,1956 | 0,1872 | 0,1773 |
Концентрация золы в продуктах сгорания  кг/кг
| 0,00223 | 0,00213 | 0,00203 | 0,00192 |
4.3. Расчёт энтальпий воздуха и продуктов сгорания.
Энтальпия — количество теплоты, содержащееся в воздухе или продуктах сгорания (дымовых газах).
Расчёт энтальпий дымовых газов произведем при действительном коэффициенте избытка воздуха после каждой поверхности нагрева. А значение коэффициента избытка примем по табл.2
Таблица 2.
Энтальпия 1 м3 воздуха, кДж/кг
|
|
|
|
|
| 
|
| 100 | 133 | 170 | 130 | 151 | 81 |
| 200 | 267 | 359 | 267 | 305 | 170 |
| 300 | 404 | 561 | 393 | 464 | 264 |
| 400 | 543 | 774 | 528 | 628 | 361 |
| 500 | 686 | 999 | 666 | 797 | 460 |
| 600 | 832 | 1226 | 806 | 970 | 562 |
| 700 | 982 | 1466 | 949 | 1151 | 664 |
| 800 | 1134 | 1709 | 1096 | 1340 | 760 |
| 900 | 1285 | 1957 | 1247 | 1529 | 878 |
| 1000 | 1440 | 2209 | 1398 | 1730 | 987 |
| 1100 | 1600 | 2465 | 1550 | 1932 | 1100 |
| 1200 | 1760 | 2726 | 1701 | 2138 | 1209 |
| 1300 | 1919 | 2986 | 1856 | 2352 | 1365 |
| 1400 | 2083 | 3251 | 2016 | 2566 | 1587 |
| 1500 | 2247 | 3515 | 2171 | 2789 | 1764 |
| 1600 | 2411 | 3780 | 2331 | 3011 | 1881 |
| 1700 | 2574 | 4049 | 2490 | 3238 | 2070 |
| 1800 | 2738 | 4317 | 2650 | 3469 | 2192 |
| 1900 | 2906 | 4586 | 2814 | 3700 |
|
| 2000 | 3074 | 4859 | 2973 | 3939 | |
| 2100 | 3242 | 5132 | 3137 | 4175 | |
| 2200 | 3410 | 5405 | 3301 | 4414 |
Определение энтальпий воздуха и газов проведем в такой последовательности:
1 .Вычислим энтальпию теоретического объёма воздуха для всего возможного диапазона температур для твёрдого, жидкого и газообразного топлива, начиная от теоретической температуры горения до температуры уходящих газов (примерно от 2200 до 100°С), кДж/кг:
(3.14)
где 
- энтальпия 1 м3 воздуха (табл.3.3).
2. Определим энтальпию теоретического объёма газов для всего выбранного интервала температур, кДж/кг:
(3.15)
где, 
- энтальпия 1м3 трёхатомных газов, азота и водяных паров, принимается для каждой выбранной температуры (по табл. 3.4), кДж/м3; 
- объёмы трёхатомных газов, теоретического объёма азота и теоретического объёма водяных паров (табл.3.3), кДж/кг.
3. Определим энтальпию избыточного количества воздуха для всего выбранного диапазона температур, кДж/кг:
(3.16)
4.Определим энтальпию продуктов сгорания при коэффициенте избытка воздуха α>1, кДж/кг:
(3.17)
где 
энтальпия золы в продуктах сгорания , кДж/кг:
(3.18)
Результаты расчёта энтальпий продуктов сгорания по газоходам парогенератора сведем в табл.3
Таблица 3.
Энтальпия продуктов сгорания, кДж/кг
| Поверхность нагрева | Температура после поверхности нагрева, 0 С |  , кДж/кг
|  , кДж/кг
|  , кДж/кг
|  , кДж/кг
|
| Вверх топочной камеры | 2000 | 18505 | 22319 | 8327 | 30646 |
| 1900 | 17494 | 21090 | 7827 | 28962 | |
| 1800 | 16483 | 19848 | 7417 | 27323 | |
| 1700 | 15495 | 18627 | 6973 | 25655 | |
| 1600 | 14514 | 17411 | 6531 | 23992 | |
| 1500 | 13527 | 16199 | 6087 | 22333 | |
| 1400 | 12540 | 15011 | 5643 | 20696 | |
| 1300 | 11552 | 13805 | 5198 | 19040 | |
| 1200 | 10595 | 12628 | 4768 | 17428 | |
| 1100 | 9632 | 11475 | 4334 | 15840 | |
| 1000 | 8669 | 10325 | 3901 | 14249 | |
| 900 | 7736 | 9185 | 3481 | 12689 | |
| 800 | 6827 | 8058 | 3072 | 11150 | |
|
Первый конвективный газоход | 1000 | 8669 | 10325 | 4335 | 14686 |
| 900 | 7736 | 9185 | 3868 | 13076 | |
| 800 | 6827 | 8058 | 3414 | 11492 | |
| 700 | 5912 | 6955 | 2956 | 9929 | |
| 600 | 5009 | 5881 | 2505 | 8401 | |
| Второй конвективный газоход | 700 | 5912 | 6955 | 3547 | 10520 |
| 600 | 5009 | 5881 | 3005 | 8901 | |
| 500 | 4130 | 4841 | 2478 | 7331 | |
| 400 | 3269 | 3815 | 1961 | 5786 | |
| 300 | 2432 | 2821 | 1459 | 4287 | |
| Водяной экономайзер | 400 | 3269 | 3815 | 2288 | 6113 |
| 300 | 2432 | 2821 | 1702 | 4530 | |
| 200 | 1607 | 1856 | 1125 | 2985 | |
| 100 | 800 | 914 | 560 | 1476 |
Данные табл.3 позволяют в последующих расчётах температур дымовых газов определять их энтальпию или, наоборот, по энтальпии — их температуру. При этом допускается в диапазоне 100°С делать линейную интерполяцию.
При расчётах удобнее пользоваться графической интерполяцией, для чего необходимо построить графики I=f ( υ ) для каждого газохода. Из графиков можно легко определять по конкретным температурам соответствующие энтальпии и по энтальпиям - температуры.
Дата добавления: 2019-02-12; просмотров: 132; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!