Учебная работа. Расчет котельного агрегата

1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Пока оценок нет)
Загрузка...

Расчет котельного агрегата

1. Описание котельного агрегата

Котлоагрегат БКЗ-320-140 предназначен для работы на газе, мазуте для выработки перегретого пара на тепловых электростанциях.

Котел вертикально-водотрубный, однобарабанный с естественной циркуляцией, П-образной компоновки.

Топочная камера призматическая, открытого типа, в плане имеет вид прямоугольника с размерами по осям труб 5,44х12,1 м, полностью экранирована трубами диаметром 60 мм с толщиной стенки 5,5-6 мм, расположенными с шагом 64 мм. С наружной стороны по трубам камера обшита металлическим листом.

Пол топки образован трубами фронтового и заднего экрана и имеет наклон 15о к горизонтали. Трубами заднего экрана для лучшей организации аэродинамики образован выступ.

Полка оборудована шестью горелками, расположенными в два яруса на фронтовой стенке топки.

Барабан котла — сварной конструкции, с внутренним диаметром 1600 мм, с толщиной стенки 112 мм. Схема испарения — двухступенчатая, с промывкой пара питательной водой. Первая ступень испарения включена в барабан котла и представляет собой сочетание циклонов и паропромывочных устройств; вторая ступень организуется в контурах циркуляции включенных в выносные сепарационные циклоны.

Экраны топочной камеры разделены на 16 самостоятельных контуров циркуляции. Вода из барабана к испарительным экранам поступает по трубам диаметром 133 мм.

Пароперегреватель радиационно-конвективного типа. Радиационная часть выполнена в виде ширмовых поверхностей нагрева, камеры горения и ее потолочных труб. Конвективная часть — змеевиковая расположена в горизонтальном и опускном газоходах котла и выполнена из труб диаметром 32 мм. Температура перегретого пара регулируется впрыском собственного конденсата, получаемого в специальной установке, расположенной в пределах котла.

Водяной экономайзер кипящего типа, гладкотрубный, змеевиковый, изготовлен из труб диаметром 32 мм и толщиной 4 мм.

Для подогрева воздуха котел оборудован двумя вращающимися регенеративными воздухоподогревателями диаметром 5,4 м, вынесенными за пределы котла.

Для очистки поверхности нагрева котла, расположенной в опускном газоходе, устанавливается дробеочистка, для регенеративного воздухоподогревателя и конвективных поверхностей нагрева — обдувочные аппараты.

Котел снабжен необходимой арматурой и устройствами для отбора проб пара и воды, а также контрольно-измерительными приборами.

2. Характеристики топлива, коэффициенты избытка воздуха по расчетным участкам, теоретические объемы воздуха и продукты сгорания

.1 характеристики топлива

котельный сгорание энтальпия агрегат

Котел барабанного типа с естественной циркуляцией, работающий на газе и мазуте.

Паропроизводительность-320 т/ч, давление острого пара-14 МПа.

Топливо: сернистый мазут.

Состав рабочей массы топлива:

=0,15%

=0,03%

=0,39%

=87,33%

=11,9%

=0,1%

=0,1%

2.2 Определение низшей теплоты сгорания, теоретических объемов воздуха и продуктов сгорания

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

2.3 Определение коэффициента избытка воздуха по газоходам

3. Действительные объемы продуктов сгорания, доли трехатомных газов и водяных паров

Таблица 3.1 Действительные объемы продуктов сгорания, доли трехатомных газов и водяных паров

Величина и расчетная формулаГазоходОбъем водяных паров, м³/кг 1,5071,5121,5161,551Полный объем газов, м³/кг 12,32212,65512,87715,098Объемная доля трехатомных газов 0,1320,1290,1270,108Объемная доля водяных паров 0,1220,1190,1170,102доля трехатомных газов и водяных паров 0,2550,2480,2440,211

4. Энтальпия продуктов сгорания

Таблица 4.1 таблица

100162914502064200329629174171,1300503344195474,96358,7400677059217362,18546,350086027493,59351,3560010434906611159,311340,670012351,510699,513207,513421,45800142691233315255,69001625414020,517375,61000182591570819044,419515,61100203011743421172,721695,7120022343191602330113002440120918,525446,91400264592267727592,8150028582,52446329805,651600307062624932018,451700328662804634268,31800350262984336518,15190037201,53166738784,852000393773349141051,5521004157435326,543337,32200437713716245629,12300459863900847936,42400482014085450243,72500504194271152554,55

5. Расчет теплового баланса котла

Таблица 5.1 Тепловой баланс

Рассчитываемая величинаОбо-значениеРазмер — ностьФормула или обоснованиеРасчетРасполагаемое тепло топлива

(12)=41889+199+352,3=

=42440,3Тепло, вносимое в топку с подогретым воздухом

(13)Удельная теплоемкость мазута

(14)Температура мазутаПринята100Тепло вносимое в топку с подогретым воздухом

(15)Температура уходящих газовЗадана120Энтальпия уходящих газовтаблица2485,42температура холодного воздухаЗадана30Энтальпия холодного воздуха

(16)температура воздуха подогретого в калорифереПринята50Энтальпия воздуха подогретого в калорифере

(17)Потери тепла от:- химического недожога[2, табл. 4.6]0,5

6. Расчет топочной камеры

6.1 Конструктивные характеристики топки

Площадь фронтальной стенки:

(28)

Площадь задней стенки:

(29)

Площадь боковых стенок:

(30)

Площадь потолка:

(31)

Площадь выходного окна:

(32)

F (33)

Площадь стен топки:

(34)

Площадь горелок:

(35)

(36)

объем топки:

(37)

Диаметр и толщина стен труб:

экранов

— потолочных труб

Угловой коэффициент:

экранов

(38)

потолочных труб

(39)

труб, расположенных в выходном окне — ширм

Шаг между трубами — S:

(40)

(41)

Лучевоспринимающие поверхности:

экранов

(42)

потолочной части

(43)

в выходном окне

(44)

топки

(45)

Эффективная толщина излучающего слоя в топке:

(46)

Таблица 6.1 тепловой расчет топки

Рассчитываемая величинаОбозначениеРазмерностьФормула или обоснованиеРасчетКоэффициент избытка воздуха в топке-Принят1,05Присос воздуха в топке-[2, табл. 1.8]0,03температура горячего воздуха[2, табл. 1.6]250Энтальпия горячего воздухаПо таблице3668Тепло, вносимое воздухом в топку

(47)Полезное тепловыделение в топке =

(48)Теоретическая (адиабатная) температура в топкеПо таблице2215,31Относительное положение максимума температур по высоте топки-=

(49)Коэффициент-=

(50)температура газов на выходе из топкиПринята1200Энтальпия газов на выходе из топкиПо таблице23301Средняя суммарная теплоемкость продуктов сгорания=

(51)Произведение= (52)=0,1∙0,255∙5,29=0,136Коэффициенты ослабления лучей: — трехатомными газами

(53)- сажистыми частицами(54)- топочной средойК

(55)=3,362∙0,255=0,857Оптическая толщина излучающего слояKPS=K∙PS (56)=0,857∙0,1∙5,29=0,453Коэффициенты теплового излучения: — несветящихся газов-=

(57)-топочной средойК

(58)=3,362∙0,255+3,89=4,75Оптическая толщина излучающего слояKPS=K∙PS (59)=4,75∙0,1∙5,29=2,513- светящейся части-=

(60)Степень черноты факела-=

(61)Коэффициенты тепловой эффективности: — гладкотрубных экранов-=

(62)- условный коэффициент загрязнения-[2, табл. 4.8]-потолочных труб-=

(63)-труб в выходном окне-= (64)Условный коэффициент загрязнения ширм-=

(65)Коэффициент-

(66)Средний коэффициент тепловой эффективности-

(67)Степень черноты топочной камеры-=

(68)температура газов на выходе из топки[2, формула 7.6] *1126,5Энтальпия газов на выходе из топкиПо таблице21726,058количество тепла, воспринятого в топке=

(69)Средняя тепловая нагрузка луче-воспринимающей поверхности=

(70)Теплонапряжение топочного объема=

(71)

* (72)

7. Расчет пароперегревательного тракта

Б — Барабан котла.

РП — радиационный потолочный пароперегреватель.

ШП — ширмовый пароперегреватель.

КП1 и КП2 — конвективные пароперегреватели первой и второй ступени

КСН — конденсатор собственных нужд котла.

ВПР1 и ВПР2 — первый и второй впрыскивающие пароохладители.

Рис. 7.1 принципиальная тепловая схема пароперегревательного тракта

Рис. 7.2 Эскиз пароперегревательного тракта

Таблица 7.1. Расчет потолочного пароперегревателя

Рассчитываемая величинаОбозначениеРазмерностьФормула или обоснованиеРасчетДиаметр и толщина стен трубПо чертежуТепловосприятие РП из топки=

(73)Лучевоспринима-ющая поверхность РП=49,8Коэффициент распределения тепла по высоте топки-[2, табл. 4.10]0,5температура пара на входе в РП[2, табл. 23]340,5Энтальпия пара на входе в РП[2, табл. 23]2620Величина впрысков=0,07

(74)Величина первого впрыска=

(75)Величина второго впрыска=

(76)Приращение энтальпии пара в РП=

(77)Энтальпия пара на выходе из РП=

7.2 Расчет ширмового пароперегревателя

Таблица 7.2.1 Конструктивные характеристики ШП

Рассчитываемая величинаОбозначениеРазмерностьФормула или обоснованиеРасчетВысота ширмыПо чертежу4,85Ширина ширмыПо чертежу1,39диаметр и толщина стен трубПо чертежуШаги:-поперечный (между ширмами)По чертежу0,365-продольный (между трубами в ширме)По чертежу0,036Относительные шаги:-поперечный-

(79)-продольный-

(80)количество ширм поперек газоходаПо чертежу32Количество труб в ширмеПо чертежу19Число параллельно включенных ширм

(81)Полная поверхность нагрева ШП

(82)Лучевоспринимающая поверхность ШП

(83)63,89Расчетная поверхность нагрева ШП

(84)Живое сечение для прохода газов

(85)Живое сечение для прохода пара

(86)Толщина излучающего слоя

(87)

Таблица 7.2.2. тепловой расчет ШП

Рассчитываемая величинаОбозначениеРазмерностьФормула или обоснованиеРасчетТемпература газа на входе в ШП1126,5Энтальпия газа на входе в ШППо таблице21726,058температура пара на входе в ШП342Энтальпия пара на входе в ШП2676,63температура пара на выходе из ШПЗадаемся390Энтальпия пара на выходе из ШП[3, табл. 25]2949,3Лучистое тепло, воспринятое из топки ШП

(88)Коэффициент распределения тепла по высоте топки-[2, табл. 4.10]0,8Тепло, воспринятое ШП по уравнению теплового ба-ланса

(89)Энтальпия газов на выходе из ШП

(90)температура газов на выходе из ШППо таблице990,98Средняя температура газов в ШП

(91)Средняя температура пара в ШП

(92)Скорость газов в ШП

(93)Скорость пара в ШП

(94)Удельный объем параνпо табл. 25 [3] при Pб и 0,01343Коэффициенты ослабления лучей:-трехатомными газами-сажистыми частицами образующимися в ядре факела-топочной средой: несветящихся газовK=13,6∙0,248=3,373светящейся части факелаK=13,6∙0,248+3,41=6,78Коэффициенты теплового излучения: — несветящихся газов-

KPS=3,373∙0,1∙0,491=0,165— светящейся части

KPS=6,78∙0,1∙0,491=0,333=Коэффициент ослабления лучей-Коэффициенты теплоотдачи: — конвекцией от поверхности к обогреваемой среде

(95)-излучением продуктов сгорания

(96)температура загрязненной стенки(97)-конвекцией от газов к поверхности

(98)- от газов к стенке

(99)Коэффициент теплопередачи(100)Температурный напор в ШП

(101)Тепловосприятие ШП по уравнению теплопередачи

(102)Отношение величин тепловосприятий%

(103)

7.3 Расчет конвективного пароперегревателя первой ступени

Таблица 7.3.1 Конструктивные характеристики КП1

Рассчитываемая величинаОбозначениеРазмер-ностьФормула или обоснованиеРасчетДиаметр и толщина стен трубПо чертежуШаги:-поперечныйПо чертежу0,096-продольныйПо чертежу0,064количество змеевиков поперек газоходаПо чертежу126Длина змеевикаПо чертежу18,5Полная поверхность нагрева КП1

(104)Относительные шаги:-поперечный—продольный-Живое сечение для прохода газовпо чертежу31,8Живое сечение для прохода пара

(105)Толщина излучающего слоя

(106)

Таблица 7.3.2 тепловой расчет КП1

Рассчитываемая величинаОбозначениеРазмерностьФормула или обоснованиеРасчетТемпература пара на входе в ВПР1390Энтальпия пара на входе в ВПР1[3, табл. 25]2949,3Падение энтальпии пара в ВПР1Принята60Энтальпия пара на входе в КП1

(107)температура пара на входе в КП1[3, табл. 25]377температура пара на выходе из КП1Задаемся468Энтальпия пара на выходе из КП1[3, табл. 25]3222,7Тепловос-приятие КП1 по уравнению теплового ба-лансаЭнтальпия газа на входе в КП1По таблице19322,612температура газа на входе в КП1990,98Энтальпия газов на выходе из КП1Температура газов на выходе из КП1По таблице739,33Средняя температура газов в КП1

Продолжение таблицы 7.3.2

Средняя температура пара в КП1Скорость газов в КП1Скорость пара в КП1Коэффициенты ослабления лучей:- трехатом-ными газами-топочной средойКоэффициенты теплового излучения:- несветящихся газов-

— светящейся части-

Коэффициент ослабления лучей-температура загрязнения стенкиКоэффициенты теплоотдачи:-конвекцией от поверхности к обогреваемой среде-излучением продуктов сгорания

7.4 Расчет конвективного пароперегревателя второй ступени

Таблица 7.4.1 Конструктивные характеристики КП2

Рассчитываемая величинаОбо-значениеРазмерностьФормула или обоснованиеРасчетДиаметр и толщина стен трубПо чертежуШаги:-поперечныйПо чертежу0,05-продольныйПо чертежу0,064количество труб поперек газоходаПо чертежу71Длина змеевикаПо чертежу96Полная поверхность нагрева КП2Живое сечение для прохода газовПо чертежу18,5Живое сечение для прохода параТолщина излучающего слоя

Таблица 7.4.2 тепловой расчет КП2

Рассчитываемая величинаОбо-значениеРазмер-ностьФормула или обоснованиеРасчетТемпература пара на входе в ВПР2468Энтальпия пара на входе в ВПР2[3, табл. 25]3222,7Падение энтальпии пара в ВПР2Задаемся60Энтальпия пара на входе в КП2температура пара на входе в КП2[3, табл. 25]448,66температура пара на выходе из КП2567Энтальпия пара на выходе из КП23504,21Тепловос-приятие КП2 по уравнению теплового ба-лансаЭнтальпия газа на входе в КП214012,94температура газа на входе в КП2739,33Энтальпия газов на вы-ходе из КП2температура газов на вы-ходе из КП2По таблице583,96Средняя температура газов в КП2

Продолжение таблицы 7.4.2

Средняя температура пара в КП2Скорость газов в КП2Скорость пара в КП2Коэффициенты ослабления лучей:- трехатом-ными газами-топочной средойКоэффициенты теплового излучения:- несветящихся газов-

— светящейся части-

Коэффициент ослабления лучей-Коэффициенты теплоотдачи:-конвекцией от поверхности к обогреваемой среде-излучением продуктов сгорания-конвекцией от газов к поверхности

8. Расчет водяного экономайзера

Таблица 8.1 Конструктивные характеристики ЭК

Рассчитываемая величинаОбо-значе-ниеРазмерностьФормула или обоснованиеРасчетДиаметр и толщина стен трубПо чертежуШаги:-поперечныйПо чертежу0,0768-продольныйПо чертежу0,048количество труб поперек газоходаПо чертежу110Длина змеевикаПо чертежу73Полная поверхность нагрева ЭКОтносительные шаги:-поперечный—продольный-Живое сечение для прохода газовПо чертежу27,71Живое сечение для прохода водыТолщина излучающего слоя

Таблица 8.2 тепловой расчет ЭК

Рассчитываемая величинаОбо-значе-ниеРазмер-ностьФормула или обоснованиеРасчетЭнтальпия воды на входе в ЭК [3, табл. 24]1025,67температура воды на входе в ЭКЗадана237Энтальпия воды на выходе из ЭК[3, табл. 24]1207,8температура воды на выходе из ЭКЗадаемся275Тепловос-приятие ЭК по уравнению теплового ба-лансаЭнтальпия газа на входе в ЭКПо таблице9817,23температура газа на входе в ЭК583,96Энтальпия газов на выходе из ЭКТемпература газов на выходе из ЭКПо таблице371,17Средняя температура газов в ЭКСредняя температура воды в ЭКСкорость газов в ЭК

9. Расчет воздухоподогревателя горячей ступени

Таблица 9.1 Конструктивные характеристики ВП

Рассчитываемая величинаОбо-значениеРазмерностьФормула или обоснованиеРасчетКоличество ВПnшт[2, табл. 5.8]2количество секторов:-всегошт[2, табл. 5.10]18-по воздухушт[2, табл. 5.10]7-по газамшт[2, табл. 5.10]9Относительное сечение:-по воздуху-

(108)-по газам-

(109)Живое сечение для прохода газов[2, табл. 5.10]8,5Живое сечение для прохода воздуха[2, табл. 5.10]5,67поверхность нагрева (горячая часть)[2, табл. 5.9]7970

Таблица 9.2 тепловой расчет ВП

Рассчитываемая величинаОбо-значениеРазмерностьФормула или обоснованиеРасчетЭнтальпия воздуха на входе в ВППо таблице1538,02температура воздуха на входе в ВПЗадаемся106Энтальпия воздуха на выходе из ВППо таблице3668температура воздуха на выходе из ВПЗадана250Тепловосприятие ВП по уравнению теплового баланса

(110)Энтальпия газа на входе в ВППо таблице7915,61температура газа на входе в ВП371,17Энтальпия газов на выходе из ВПТемпература газов на выходе из ВППо таблице288,01Средняя температура газов в ВПСредняя температура воздуха в ВПСкорость газов в ВПСкорость воздуха в ВПКоэффициент теплоотдачи от стенки к воздуху

(111)

10. Уточнение теплового баланса

.1 Уточнение теплового баланса

Рассчитываемая величинаОбо-значениеРазмер-ностьФормула или обоснованиеРасчетНевязка теплового баланса

(115)Относительная невязка баланса%

11. Сводная таблица основных показателей теплового баланса

Таблица 11.1 основные показатели теплового баланса

Поверхность ПараметрТопкаРПШПКП1КП2ЭКВПТемпература газов на входе θ 0C—1126,5990,98739,33583,96371,17Температура газов на выходе θ» 0C1126,5-990,98739,33583,96371,17288,01температура среды на входе t 0C-340,5342377448,66237106Температура среды на выходе t» 0C-342390468567275250

список используемой литературы

1.М.И. Резников, Ю.М. Липов. Паровые котлы тепловых электростанций. М. Энергоатомиздат-1987

2.Ю.М. Липов, Ю.Ф. Самойлов, Т.В. Виленский. компоновка и тепловой расчет парового котла. М.М. Энергоатомиздат-1988

.тепловой расчет котельных агрегатов (Нормативный метод). Санкт-Петербург, 1998 г.

Учебная работа. Расчет котельного агрегата