Загрузка...основы теплового расчета парогенераторов, используемых на теплоэлектростанциях
Оглавление
котел теплоэлектростанция топливо горение
1. Теоретическая часть
. Расчетная часть
.1 материальный баланс горения
.2 Тепловой баланс
.3 Низшая теплота сгорания топлива
.4 Принципиальная схема
Список литературы
1. Теоретическая часть
Тепловой расчет парогенераторов, используемых на ТЭС
Задание.
. Составить материальный баланс парового котла.
. Составить тепловой баланс парового котла.
. определить Q низш. раб.
. Привести принципиальную схему котла с указанием всех его элементов.
Исходные данные:
Тип котла: Е — 35 — 3,9 — 440 КТ
температура питательной воды: tпв= 145оС
Вариант N6
температура угольной пыли: tп=80 + 1*0.05=80.05 оС
Температура воздуха на входе в воздухоподогреватель: tвп=30 + 6*0.01=30.06 оС
Влажность воздуха: Wв=0.6+0.01*6,5=0.665%
Влажность пыли: WП=3+ 0.14*6,5=3.91%
Величина продувки: P=2 %
Состав рабочий массы топлива: (пример для одного варианта)
WрАрSрCрHрNрOр?931.46.444.03.10.85.3100
Низшая теплота сгорания топлива: кДж/кг.
Коэффициент пересчета:
Новый состав рабочий массы топлива:
WрАрSр CрHрNрOр3.9132.4559347.45593445.0559344.1559341.8559346.355934100
Определим новую теплоту сгорания топлива:
кДж/кг.
2. Расчётная часть
.1 Материальный баланс горения
Расчет количества воздуха, необходимого для полного горения топлива, и расчет количества образующихся продуктов сгорания проводятся на основе закона сохранения массы веществ, участвующих в процессе.
Для горения топлива этот закон представляют в виде материального баланса горения, отнеся его к массе 1 кг твердого, жидкого или массе 1 м3 газообразного топлива.
) Теоретический расход сухого воздуха, необходимый для сжигания твердого или жидкого топлив, определяется по формуле:
2) Практический расход воздуха:
α- коэффициент избытка воздуха для котлов паропроизводительностью 35 т/ч и работающих на бурых углях равен 1,2
) Рассчитаем объем дымовых газов:
) Рассчитаем общий объем дымовых газов:
) Масса золы определяется:
где αун — доля золя топлива, уносимой газами по справочной литературе αун=0.95
αуг — коэффициент угара; принимается αуг=0.88
) Масса шлака определяется:
) Масса, переходящая в газ из минеральной части:
) На основании расчета процесса горения определяется масса продуктов сгорания умножения полученных объемов на плотность образующихся веществ, а результаты расчетов заносим в таблицу 1
Приход 1. Уголь 2. Воздух: mв=6.1724*1.29кг/кг 1 7.96239Расход 1.Продукты горения: mRO2=0.89*1.96 mH2O=0.6283*0.804 mN2=5.0246*1.25 mO2=0.2592*1.43 2.Масса золы 3.Масса шлака 4.Масса,переходящая в газ из минеральной частикг/кг 1.7444 0.50515 6.28075 0.37065 0.27133 0.01428 0.03894Всего8.96239Всего Невязка:9.2255 0.26311
2.2 тепловой баланс
Запишем уравнение теплового баланса в общем виде:
1) Приходная часть теплового баланса в общем случае записывается в виде:
где — располагаемое количество теплоты, МДж/кг.
— низшая теплота сгорания топлива, МДж/кг.
— физическая теплота топлива, МДж/кг.
— теплота внесенная воздухом, МДж/кг.
а) Определим низшую теплоту сгорания топлива:
кДж/кг.
б) Определим физическую теплоту топлива:
где — теплоемкость рабочего топлива, КДж/(кг*К)
— температура топлива, ˚С.
где — теплоемкость твердого топлива, определяется из таблиц в зависимости от температуры топлива. кДж/(кг*К).
— влажность топлива.
По формуле:
кДж/(кг*К)
значит
КДж/кг.
Приходная часть теплового баланса по формуле будет равна:
кДж/кг.
) Расходная часть теплового баланса в общем случае записывается в виде:
где — полезно используемое количество теплоты, МДж/кг.
— потери тепла с уходящими газами, МДж/кг.
— потери тепла от химического недожога топлива, МДж/кг.
— потери тепла от механического недожога топлива, МДж/кг.
— потери тепла в окружающую среду, МДж/кг.
— потери тепла с физической теплотой шлака, МДж/кг.
а) Определим полезно используемое количество теплоты.
где — паропроизводительность, кг/с.
— продувка, %.
, , — соответственно энтальпия пара, питательной воды, продувочный воды, кДж/кг. Определяются из справочной литературы.
кДж/кг. (Определяется при Мпа и ˚С)
кДж/кг. (Определяется при ˚С).
кДж/кг. (Определяется при МПа)
— расход топлива, кг/с.
Затем определяем по формуле:
б) Определим потери теплоты с уходящими газами:
где — величина механического недожога, %.
— избыток воздуха в уходящих газах. αух =1,20
— энтальпия продуктов сгорания, КДж/кг.
, м3/кг
, м3/кг
, м3/кг
, м3/кг
выбираем удельные энтальпии по температуре ух. газов равной 140 ОС для данного вида топлива и давления.
— удельная энтальпия H2O, КДж/ м3
,КДж/ м3
— удельная энтальпия RO2, КДж/ м3
, КДж/ м3
— удельная энтальпия N2, КДж/ м3
,КДж/ м3
, кДж/м3
— определяется по таблицам при температуре уходящих газов равной 130 ˚С.
Тогда по формуле:
, кДж/кг.
Определим по формуле:
кДж/кг.
q2=5.9%
в) Определим потери тепла от химического недожога топлива:
%
кДж/кг
г) определи потери тепла от механического недожога топлива:
— определяется из справочной литературы в зависимости от марки топлива, паропроизводительности котла, типа топки.
%.
кДж/кг.
д) Определим потери тепла в окружающую среду:
— определяется из справочной литературы.
%.
кДж/кг.
е) Определим потери тепла с физической теплотой шлака:
где — доля шлакоулавливания в топочной камере;
=1- =0.05, где
Температура шлака для твердого шлакоудаления, принимаем из справочной литературы:
шл.=600 оС
— зольность топлива.
— энтальпия шлака, кДж/кг. Принимаем из справочной литературы:
(при tшл.)=560.2 кДж/кг
Определим по формуле:
кДж/кг
q6=0.04835%
)Расходная часть теплового баланса по формуле:
) Приравняем приходную и расходную часть теплового баланса и определим расход топлива.
В = 0.7197кг/с
Тогда кДж/кг
3) В табличной форме запишем тепловой баланс.
ПРИХОДкДж/кгРАСХОДкДж/кг1.Распологаемое количество теплоты
.9778121.Полезно используемое количество теплоты
.потери теплоты с уходящими газами
.Потери теплоты от химического недожога топлива
.Потери теплоты от механического недожога топлива
.Потери теплоты в окружающую среду
.Потери теплоты с физической теплотой шлака
.2292
.144049
.419889
.679556
.523755
9.090907ИТОГО:19683.977812ИТОГО:38861.087356
Определим погрешность
) Определим КПД брутто:
%
2.3 Низшая теплота сгорания топлива
Определим низшую теплоту сгорания топлива:
кДж/кг.
2.4 принципиальная схема котла
В данном задании задан котел с естественной циркуляцией Е-35-3,9-440 КТ, где
— паропроизводительность котла, т/час
,9 — давление перегретого пара, МПа
— температура перегретого пара, ОС
топливо на котором работает котел — бурый уголь. Вид шлакоудаления — твердое.
Выбираем следующую принципиальную схему котла:
Обозначения
— ВЗП (воздухоподогреватель) II ступени
— ВЗП I ступени
— ВЭК (водяной экономайзер) II ступени
— ВЭК I ступени
— Топочная камера
— Горелочное устройство
— Опускные трубы
— Экранные трубы
— Фестон
— Пароперегреватель
— Барабан
Пароперегреватель котла среднего давления с параметрами пара P=3,90 МПа, t=450 С обычно конвективный, с вертикальными змеевиками; он размещается за фестоном или за конвективным испарительным пучком. Для защиты металла выходных змеевиков от чрезмерно высокой температуры пароперегреватель выполняют по смешанной противоточно-прямоточной схеме. выравнивание температуры пар, поступающего в прямоточную часть пароперегревателя осуществляется в выходном коллекторе прямоточной части. При наличии перед пароперегревателем только фестона неравномерность температур по ширине топки сохраняется и на входе продуктов сгорания в пароперегреватель. Повышенная местная температура продуктов сгорания может явиться причиной шлакования пароперегревателя, которое также возможно и при общем увеличении температур в топке. В целях уменьшения опасности зашлакования пароперегревателя применяется разрядка его передних рядов — фестование.
Список литературы
1. Липов Ю.М. компоновка и тепловой расчёт парового котла / Ю.М. Липов, Ю.Ф. Самойлов, Т.В. Виленский. — М.: Энергоатомиздат, 1988. — 208с.
. Сидельковский Л.Н. Котельные установки промышленных предприятий / Л.Н. Сидельковский, В.Н. Юренев. — М.: Энергоатомиздат, 1988. — 528с.
. Ривкин Таблицы / Ривкин. — М.: Энергоатомиздат.
. Кузнецов В. тепловой расчёт котельных агрегатов (нормативный метод) / В. Кузнецов. — М.: Энергия, 1973. — 296с.