Выбор и обоснование конструкции основного аппарата
Характеристика котла ТП-230
1. Номинальная паропроизводительность
Dном=213 т/ч= 59,2 кг/с;
2. Температура перегретого пара tпп=498 °С;
3. Давление перегретого пара рпп=10 МПа;
4. Давление в барабане котла рбар=10,8МПа;
5. Температура питательной воды tпв=198 °С;
6. Давление питательной воды рпв=11,5 МПа;
7. Вид топлива: каменный уголь, Карагандянский бассейн. Марка К. Класс Р, отсев.
8. Топка имеет металлическую наружную обшивку.
Описание конструкции котла
По характеру движения рабочей среды парогенератор ТП-230 относится к агрегатам с естественной циркуляцией. Рабочая среда непрерывно движется по замкнутому контуру, состоящему из обогреваемых и не обогреваемых труб, соединенных между собой промежуточными камерами - коллекторами и барабанами. В обогреваемой части контура вода частично испаряется, образовавшийся пар отделяется от воды в барабанах и, пройдя через пароперегреватель, подается на турбину. Испарившаяся часть котловой воды возмещается питательной водой, подаваемой питательным насосом в водяной экономайзер и далее в барабан.
Парогенератор ТП-230 выполнен по П-образной схеме. В одной его вертикальной шахте расположена топочная камера, в другой экономайзер и воздухоподогреватель, вверху в поворотном горизонтальном газоходе размещается конвективный пароперегреватель.
Характерной особенностью парогенераторов этой серии является наличие двух барабанов, соединенных по пару и воде между собой пароперепускными трубами. Начальная стадия отделения пара от воды происходит в основном в разделительном барабане меньшего диаметра. Последующее осушение пара происходит в основном барабане большего диаметра. Водоопускные трубы включены в основной барабан около его нижней образующей.
|
|
|
Размещение над топочной камерой двух барабанов хорошо компонуется с конструкцией топочных экранов. Сверху топка ограничивается потолочными трубами, которые являются продолжением труб фронтального экрана и включаются верхними концами непосредственно в разделительный барабан.
Дымовые газы выходят из топочной камеры через разведенные (фестонированные) в 4 ряда трубы заднего экрана, также включенные верхними концами в разделительный барабан.
Подъемные трубы работают друг с другом параллельно, однако их конфигурация, длина, освещенность факелом различна. Для обеспечения надежной циркуляции их группируют в отдельные контуры. В контур циркуляции включают подъемные трубы, идентичные по своему гидравлическому сопротивлению и тепловой нагрузке. Каждый отдельный контур имеет свои опускные трубы. В котле ТП-230 16 контуров циркуляции: по 3 контура на боковых экранах и по 5 на фронтовом и заднем экранах.
|
|
|
Пароперегреватель чисто конвективного типа. Регулирование температуры перегретого пара производится двумя пароохладителями поверхностного типа. Охлаждение и частичная конденсация пара осуществляется за счет нагрева части питательной воды, отводимой с этой целью из питательной линии в пароохладитель.
Двухступенчатый экономайзер, служащий для подогрева питательной воды уходящими газами, состоит из отдельных пакетов змеевиков.
Трубчатый воздухоподогреватель, предназначенный для нагрева дутьевого воздуха, транспортирующего угольную пыль при сжигании твёрдого топлива и подаваемого в зону горения топлива, состоит из двух ступеней, между которыми размещается нижняя часть (ступень) экономайзера.
Расчет материального и энергетического балансов. Пути использования вторичных энергоресурсов.
В топке сжигается топливо с заданным расходом G и составом. На сжигание подается воздух с температурой tв. Коэффициент избытка воздуха равен α. Недожог топлива отсутствует. Определяем необходимое количество подаваемого воздуха, состав дымовых газов и низшую теплоту сгорания топлива. Составляем материальный и тепловой баланс топки с учетом тепловых потерь в окружающую среду (q5).
|
|
|
| Cр | Hр | Nр | Sр | Ар | Wр |
| 50,4 | 2,9 | 0,8 | 0,8 | 38,1 | 7 |
| G, кг/сек | α | tв, °С | q5, % |
| 20 | 1,4 | 250 | 5 |
| G, кг/ч | |||
| 72000 | |||
Расчеты проводились в программе Microsoft Excel
Материальный баланс:
H2 + 0,5O2 = H2O
C + O2 = CO2
S + O2 = SO2
Полное сгорание подразумевает, что кислорода воздуха должно хватить для протекания реакций. Поэтому для заданного рабочего состава топлива можно легко рассчитать теоретически необходимое для полного сгорания топлива количество кислорода и соответствующий объем воздуха V0возд (нм3/кг):
V0возд = 0,033*(2,67*Ср+8*Нр+Sp)
Объемы образовавшихся продуктов сгорания: CO2, SO2 и H2O (нм3/кг):
V CO2 = 0,01867*Cp
V SO2 = 0,007*Sp
V H2O = 0,1118*Hp + 0,0124*Wp
V RO2 = V CO2+V SO2
При стехиометрическом сжигании удельный объем дымовых газов (нм3/кг) равен сумме объемов продуктов горения и объему инертов воздуха (азот, аргон и т.п.):
Причем: α = Vвозд/V0возд, Vвозд = α*V0возд
Vг = V RO2 + V H20 + 0,79*V0возд
Удельный объем дымовых газов с учетом избытка подаваемого воздуха (с учетом количества инертов и избыточного кислорода):
Vг(с уч. изб) = V RO2 + V H20 + 0,79*α*V0возд + 0,21*(α-1)*V0возд
|
|
|
При известном количестве сжигаемого топлива (Gтопл, кг/ч), расход дымовых газов (Gг, нм3/ч) и необходимый расход воздуха (Gвозд, нм3/ч) можно рассчитать:
Gвозд = Gтопл*Vвозд; Gг = Gтопл*Vг
При известных объемах продуктов сгорания легко рассчитать состав дымовых газов (в % об.), состоящих из смеси СО2, Н2О, N2, O2 и SO2:
CO2: 100*V CO2/Vг
H20: 100*V H2O/Vг
SO2: 100*V SO2/Vг
O2: 100*(0,21*(α-1)*V0возд)/Vг
N2: 100*0,79*V0возд/Vг
Таблица
Расчетные значения
| V0возд | V CO2 | V SO2 | V H2O | V RO2 | Vг | Vг(с уч.изб) | Gвозд | Gг | |
| Ед. изм. | нм3/кг | нм3/ч | |||||||
| Значение | 5,23 | 0,94 | 0,0056 | 0,411 | 0,946 | 5,49 | 7,58 | 527460,6 | 546087,84 |
Состав дымовых газов:
| CO2 | 12,40637 |
| H20 | 5,419172 |
| SO2 | 0,073834 |
| O2 | 5,795338 |
| N2 | 76,30528 |
| сумма | 100 |
На основании расчетных значений составляем таблицу материального баланса для расхода топлива, воздуха и дымовых газов с учетом их плотностей:
Таблица
Расчет материального баланса
| Приход | Расход | ||
| Статья | кг/ч | Статья | кг/ч |
| 1.Топливо | 72000 | 1. Дым.газы | 724090,4 |
| 2. Воздух | 682873,09 | 2. Зола | 27432 |
| сумма | 754873,09 | сумма | 751522,4 |
| Дебаланс: | 3350,699 |
|
|
Энергетический баланс:
Основное уравнение энергетического баланса:
Qрн + Qвозд = Qдым + Qст,
где Qрн - низшая теплота сгорания топлива; Qвозд - физическая теплота потока воздуха; Qдым – физическая теплота дымовых газов; Qст – потери теплоты через стенки установки (q5)
Низшая теплота сгорания топлива (МДж/кг):
Qрн = 0,339*Cp + 1,03*Hp - 0,109*(0 - Sp) - 0,025*Wp
Физическая теплота потока воздуха:
Qвозд = Gвозд*Ср*Т,
где Gвозд - расход воздуха [нм3/сек], рассчитанный в материальном балансе, Ср - теплоемкость воздуха, [Дж/(нм3*К)], Т -температура воздуха (К)
Физическая теплота дымовых газов (рассчитывается аналогично Qвозд):
Qдым = Gг*Ср*Т
Температура дымовых газов рассчитывается с помощью Microsoft Excel (поиск решения)
Потери теплоты через стенки установки:
Qст = 0,05*(Qрн + Qвозд)
На основании расчетных данных составляется таблица энергетического баланса.
Таблица
Расчет энергетического баланса
| Приход | Расход | ||
| Статья | МВт | Статья | МВт |
| 1. Qрн | 399,696 | 1. Qдым | 4,78E+02 |
| 2. Qвозд | 1,04E+02[SDV11] | 2. Qст | 2,52E+01 |
| Итого: | 5,04E+02 | Итого: | 5,04E+02 |
| Дебаланс | 1,08E-12[SDV12] |
|
|
Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 962; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!