Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Определение расхода топлива

Стр 1 из 3Следующая ⇒

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

по дисциплине: Котельные установки и парогенераторы

на тему: Тепловой расчет парового котельного агрегата ДКВР10-13

Исполнитель: _______________студент________курса, группа зАТБ-14

(Ф.И.О.)

Руководитель: Матвеев Сергей Валерьевич, ассистент

(Ф.И.О. должность, уч. степень, уч. звание)

Работа допущена к защите "_____" _________ 20______г. _______________

(подпись)

Работа защищена "_____" _________ 20_____г. с оценкой _____________ _____________

(оценка) (подпись)

Магнитогорск, 20___

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«МАГНИТОГОРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. Г.И. НОСОВА»

Кафедра теплотехнических и энергетических систем

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Тема: «Тепловой расчет парового котельного агрегата ДКВР 10-13»

Студенту: ___________________

Исходные данные:

Тип котла	Производительность	Давление	Пар	Температура питательной воды	Хвостовые поверхности	Продувка
ДКВР 10-13	2, 5 кг/с	1 МПа	Насыщенный	100°C	Экономайзер	2%
Состав топлива	CH4	C2H6	C3H8	C4H10	C5H10 и более тяжелые	CO2
Бухара-Урал газовое месторождение	94,9%	3,2%	0,4%	0,1%	0,1%	0,4%
	N2
0,9%

Срок сдачи: «______»__________2016 г.

Руководитель: ____________________/____________________/

(подпись) (расшифровка подписи)

Задание получил:____________________/____________________/

(подпись) (расшифровка подписи)

Магнитогорск, 20___

ОГЛАВЛЕНИЕ

1. Описание котла типа ДКВР. 4

Исходные данные для расчета. 9

2.Топливо, состав и количество продуктов горения, их теплосодержание. 9

3. Основные характеристики воды и пара. 13

4.Тепловой расчёт топки. 16

5. Расчёт первого газохода. 19

6. Расчёт второго газохода. 24

7. Расчёт водяного экономайзера. 29

8. Выбор горелочного устройства. 33

9. Заключение. 35

10. Приложения. 35

11. Библиографический список. 44

ОПИСАНИЕ КОТЛА ТИПА ДКВР

Условное обозначение парового котла ДКВР - двухбарабанный котел, вертикально – водотрубный, реконструированный. Первая цифра после наименования котла обозначает паропроизводительность, т/ч, вторая - избыточное давление пара на выходе из котла, кгс/см² - (для котлов с пароперегревателями давление пара за пароперегревателем), третья - температуру перегретого пара, °С.

Котлы типа ДКВР применяются при работе как на жидком, газообразном, так и на различных видах твердого топлива.

Конструктивная схема котлов типа ДКВР паропроизводительностью 2,5, 4, 6,5 и 10 т/ч одинакова независимо от используемого топлива и применяемого топочного устройства(рис.А).

Рис. А Паровой котел системы ДКВР-10-13

1- топочная камера, 2-кипятильный пучок, 3- кирпичная стенка, 4- камера догорания, 5-шамотная перегородка, 6- чугунная перегородка, 7-кипятильные трубы, 8- линии поступления питательной воды, 9- котельный пучок, 10- опускные трубы, 11- сепаратор влаги, 12- опорная рама, 13- паровые обдувочные аппараты, 14- устройство для возврата из газоходов на горящий слой недогоревшего угля, 15- питательные трубы, 16- предохранительный клапан, 17- труба для периодической продувки котла.

Котел имеет верхний длинный и нижний короткий барабаны, расположенные вдоль оси котла. Котлы имеют экранированную топочную камеру и развитый кипятильный пучок из гнутых труб. Для устранения затягивания пламени в пучок и уменьшения потерь с уносом и химическим недожогом топочная камера котлов ДКВР-2,5; ДКВР-4; ДКВР-6,5 делится шамотной перегородкой на две части: собственно топку и камеру догорания. На котлах ДКВР-10 камера догорания отделяется от топки трубами заднего экрана. Между первым и вторым рядами труб котельного пучка всех котлов также устанавливается шамотная перегородка, отделяющая пучок от камеры догорания.
Внутри котельного пучка имеется чугунная перегородка, которая делит его на первый и второй газоходы и обеспечивает горизонтальный разворот газов в пучках при поперечномомывании труб.
Вход газов из топки в камеру догорания и выход газов из котла – асимметричные. При наличии пароперегревателя часть кипятильных труб не устанавливается; пароперегреватели размещаются в первом газоходе после второго – третьего рядов кипятильныхтруб.
Котлы имеют два барабана – верхний (длинный), нижний (короткий) и трубную систему.
Питание боковых экранов водой осуществляется из нижних коллекторов, куда вода поступает по опускным трубам из верхнего барабана и одновременно по соединительным трубам из нижнего барабана. Такая схема подвода воды в коллекторы повышает надежность работы котла при пониженном уровне воды и способствует уменьшению отложений шлама в верхнем барабане

Все котлы снабжены внутрибарабанными паросепарационными устройствами для получения пара. Котлы ДКВР-2,5, ДКВР-4 и ДКВР-6,5, поставка которых может осуществляться одним транспортабельным блоком и в разобранном виде, имеют опорную раму сварной конструкции, выполненную из стального проката.
Котлы ДКВР-10 опорной рамы не имеют. Неподвижной, жестко закрепленной точкой котла является передняя опора нижнего барабана. Остальные опоры нижнего барабана и камер боковых экранов выполнены скользящими. Камеры фронтового и заднего экранов крепятся кронштейнами к обдувочному каркасу. Камеры боковых экранов крепятся к опорной раме.

Камеры котлов типа ДКВР изготавливаются из труб диаметром 219х8мм для котлов с рабочим давлением 1,3МПа. Конвективные пучки выполняются с коридорным расположением труб. Камеры, экранные и конвективные трубы котлов типа ДКВР изготавливаются из углеродистой стали марок 10 и 20.

Для всей серии котлов экраны и котельные пучки выполняются из стальных бесшовных труб диаметром 51 мми толщиной стенки 2,5 мм. Боковые экраны выполнены с шагом 80 мм, в котлах с фронтовым и задним экраном шаг труб принят 130 мм. В кипятильных пучках трубы расположены в коридорном порядке с шагом 100 ммвдоль оси и 110 ммпоперек оси котлов.

Для удаления отложений шлама в котлах имеются торцевые лючки на нижних камерах экранов, для периодической продувки камер имеются штуцеры.
Пароперегреватели котлов типа ДКВР, расположенные в первом по ходу газов газоходе, унифицированы по профилю для котлов одинаковых давлений и отличаются для котлов разной производительности лишь числом параллельных змеевиков.
Пароперегреватели – одноходовые по пару, обеспечивают получение перегретого пара без применения пароохладителей. Камера перегретого пара крепится к верхнему барабану, одна опора этой камеры делается неподвижной, а другая – подвижной.

Котлы типа ДКВР применяются при работе как на жидком, газообразном, так и на различных видах твердого топлива. Вид используемых топочных устройств вносит определенные коррективы в компоновочные решения:

· Для работы на каменных и бурых углях, грохочёных антрацитах марок АС и АМ применяются полумеханические топки типа ПМЗ-РПК топки с пневмомеханическими забрасывателями и решеткой с поворотными колосниками; механические топки типа НМЗ-ЛРЦ, ПМЗ-ЧЦР и ЧЦР — топки с пневмомеханическими забрасывателями с обратным ходом колосникового полотна ленточного и чешуйчатого типов.

· Для работы на древесных отходах котлы комплектуются топками системы Померанцева.

· Работа котлов на фрезерном топливе обеспечивается предтопками системы Шершнера.

· Кусковой торф сжигается в котлах, оборудованных шахтными топками или топками с решетками типа РПК (решетками с поворотным колосником).

Циркуляционная схема котлов ДКВР

Питательная вода поступает в верхний барабан по двум питательным линиям, откуда по последним рядам труб конвективного пучка поступает в нижний барабан. Питание экранов производится необогреваемыми трубами из верхнего и нижнего барабанов. Фронтовой экран котла ДКВР-10 питается водой из опускных труб верхнего барабана, задний экран - опускных труб нижнего барабана. Пароводяная смесь из экранов и подъемных труб пучка поступает в верхний барабан.

Рисунок Б. Общая схема циркуляции котла ДКВР – 10

Верхний барабан 1 в области топочной камеры заменен двумя коллекторами 2экранов 3. Во II ступень испарении выделены передние части обоих боковых экранов путем установки в верхних 2 и нижних коллекторах 4 перегородок 5. Питание экранов II ступени испарения осуществляется из двух выносных циклонов 6 через опускные трубы 7, соединенные с нижними коллекторами 4 экранов 3. Подпитка циклонов ведется из нижнего барабана 8 по трубам 9. Пароводяная смесь из труб экранов поступает в переднюю часть верхних коллекторов 2, откуда по трубам 10 направляется в выносные циклоны 6. После отделения воды пар отводится по трубам 11 в барабан 1, а вода идет в опускные грубы циклонов. Питание экранов 1 ступени испарения происходит через трубы 12, приваренные к нижнему барабану и нижним коллекторам экранов. Пароводяная смесь из экранов этой ступени испарения отводится по трубам 13 в верхний барабан. Из-за небольшой высоты контуров у всех экранов обеих ступеней испарения имеются рециркуляционные трубы 14.

Питательными трубами кипятильного пучка 15служат последние обогреваемые ряды. Пар отбирается через штуцер 16. Питательная вода поступает в барабан по трубам 17. Непрерывная продувка котла осуществляется только из циклонов; периодическая же – из верхнего и нижнего барабанов, сборных экранных коллекторов и из низа выносных циклонов.

ТОПЛИВО, СОСТАВ И КОЛИЧЕСТВО ПРОДУКТОВ ГОРЕНИЯ, ИХ ТЕПЛОСОДЕРЖАНИЕ

В связи с заданным родом топлива берём его рабочий состав из таблицы (в % по объёму), по таблице 2.2 (Эстеркин): (нужно либо саму таблицу отсканировать и вставить в приложение, а в приложении поставить ссылку на Эстеркина в квадратных скобках)

= 94,9 %;

=3,2 %;

=0,4 %;

=0,1 %;

C₅H₁₂ =0,1 %

=0,9 %;

=0,4 %;

Теплота сгорания топлива кДж/м³;

Плотность при 0^оС и 760 мм.рт.ст. ;

Влагосодержание на сухого газа при принимаем равным г/ .

Коэффициент избытка воздуха принимается в зависимости от вида топлива, способа сжигания и конструкции топки. Для камерной топки при сжигании газа , а все остальные соответственно определяются равными:

Далее определяем объём воздуха, необходимый для горения, а также состав и объём дымовых газов при ; теоретическое количество воздуха, необходимое для горения, подсчитываем по уравнению:

Теоретический объём трёхатомных газов находим по уравнению:

Теоретический объём двухатомных газов находим по уравнению:

Теоретический объём водяных паров находим по уравнению:

Определяем объём избыточного воздуха для разных пунктов котельного агрегата по формуле:

А) при , (здесь в альфа т две запятых)

Б) при ,

В) при ,

Г) при ,

Составляем табл.1, в которую вносим все подсчитанные величины, а также значения объёмных долей газов, находящихся в продуктах сгорания.

Таблица 1.Состав и количество продуктов сгорания

Наименование Величин	Формула для расчетов	Коэффициент избытка воздуха

Теор. объём воздуха, необходимый для сгорания, м³/ м³		9,73
Величина ()		0,1	0,2	0,3	0,4
Объём избыточного воздуха, м³/ м³		0,973	1,946	2,919	3,892
Избыточный объём водяных паров, м³/ м³		0,0156	0,0311	0,0467	0,0623
Теоретический объём, м³/ м³:
трехатомных газов		1,038
двухатомных газов		7,78
Водяных паров		2,18
Действительный объём, м³/ м³
Сухих газов		9,79	10,76	11,74	12,71
Водяных паров		2,1956	2,2111	2,2267	2,2423
Общий объём дымовых газов, м³/ м³		11,99	12,97	13,97	14,95
Объёмная доля,м³/ м³
трехатомных газов		0,087	0,08	0,074	0,069
двухатомных газов		0,182	0,168	0,156	0,146
Общая объёмная доля для трехатомных газов		0,269	0,248	0,23	0,215
Температура точки росы, ^оС		56,7	55,1	53,4

Для подсчёта величин теплосодержаний дымовых газов и воздуха в отдельных газоходах котельного агрегата и для построения I- -диаграммы задаёмся следующими температурами дымовых газов и воздуха:

при коэффициенте избытка воздуха

=2000 и 800 ⁰C;

при коэффициенте избытка воздуха

=1000 и 400 ⁰C;

при коэффициенте избытка воздуха

=500 и 200 ⁰C;

при коэффициенте избытка воздуха

=300 и 100 ⁰C.

Температуру воздуха в котельной принимаем t_в=30 ⁰C.

Подсчёт производим по уравнению: , кДж/кг

Все полученные результаты сводим в табл. 2.

При ϑ = 2000 ⁰C

I= (1,038∙0,582+7,78∙0,3545+2,18∙0,4689+0,973∙0,3661)∙2000 = 9552∙4,19=40023 кДж/м³

При ϑ = 800 ⁰C

I= (1,038∙0,511+7,78∙0,3266+2,18∙0,3985+0,973∙0,3371)∙800 = 3382∙4,19=14171 кДж/м³

При ϑ = 1000 ⁰C

I= (1,038∙0,5288+7,78∙0,3325+2,18∙0,4115+1,946∙0,3433)∙1000 = 4718∙4,19= 19768кДж/м³

При ϑ = 400 ⁰C

I= (1,038∙0,4608+7,78∙0,3146+2,18∙0,3739+1,946∙0,3235)∙400 = 1752∙4,19=7341 кДж/м³

При ϑ = 500 ⁰C

I= (1,038∙0,4769+7,78∙0,3173+2,18∙0,3796+2,919∙0,3268)∙500 = 2392∙4,19= 10022 кДж/м³

При ϑ = 200 ⁰C

I= (1,038∙0,429+7,78∙0,3106+2,18∙0,3635+2,919∙0,3181)∙200 = 918∙4,19=3846 кДж/м³

При ϑ = 300 ⁰C

I= (1,038∙0,4469+7,78∙0,3122 +2,18∙0,3684+3,892∙0,3206)∙300 = 1482∙4,19 = 6210 кДж/м³

При ϑ = 100 ⁰C

I= (1,038∙0,4092+7,78∙0,3096+2,18∙0,3596+3,892∙0,3163)∙100 = 484∙4,19=2028кДж/м³

Теплоёмкости сухих газов, водяных паров и влажного воздуха см. Табл. 3.3.

Рис. 1. I – θ диаграмма

Поставил тебе, чтоб не ручкой было. Теперь копируй это выражение и вставляй над соответствующими линиями. Для изменения самого альфа используй следующий путь (Вставка-формула) а для вставки альфа и штрихов (вставка-символ)

Энтальпия при подписи графика разве в кДж/кг…..

Таблица 2. Теплосодержание продуктов сгорания в зависимости от значений температур и коэффициентов избытка воздуха

Темп-ра газов, град	Трехатомные газы	Двухатомные газы	Водяные пары	Избыточный воздух		Теплосодержание,

При = 1,1		кДж/м³
	1,038	0,582	0,6	7,78	0,3545	2,8	2,18	0,4689	1,02	0,973	0,3661	0,356	4,776
	1,038	0,511	0,53	7,78	0,3266	2,5	2,18	0,3985	0,87	0,973	0,3371	0,328	4,228
При = 1,2
	1,038	0,5288	0,55	7,78	0,3325	2,6	2,18	0,4115	0,9	1,946	0,3433	0,668	4,718
	1,038	0,4608	0,48	7,78	0,3146	2,45	2,18	0,3739	0,82	1,946	0,3235	0,63	4,38
При = 1,3
	1,038	0,4769	0,5	7,78	0,3173	2,5	2,18	0,3796	0,83	2,919	0,3268	0,954	4,784
	1,038	0,429	0,45	7,78	0,3106	2,42	2,18	0,3635	0,79	2,919	0,3181	0,9285	4,589
При = 1,4
	1,038	0,4469	0,46	7,78	0,3122	2,43	2,18	0,3684	0,803	3,892	0,3206	1,248	4,941
	1,038	0,4092	0,42	7,78	0,3096	2,41	2,18	0,3596	0,78	3,892	0,3163	1,231	4,841

Теплоёмкости приведены в , а как потом кДж/м3 получили??????

3. ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВОДЫ И ПАРА

В соответствии заданием абсолютное давление в барабане котла составляет P=10 атм, (абсолютное давление разве 10???) температура питательной воды – t_п.в.=100⁰C, процент продувки P_пр=2 %.

Для этих условий определяем полное тепловосприятие воды и пара в котельном агрегате, отнесённое к 1 кг насыщенного пара:

Где i_н – энтальпия насыщенного пара,

i_к.в. – энтальпия котловой воды,

i_п.в – энтальпия питательной воды.

При Р=10 атм, t_н = 179,9 ⁰C; i_н(10 атм., 179,9 ⁰C) = 2711,1 кДж/кг

i_к.в. (10 атм., 179,8 ⁰C) = 762,31 кДж/кг

i_п.в (10 атм., 100 ⁰C)= 419,77 кДж/кг_.

Все значения из WaterSteamPro

Составление баланса тепла котельного агрегата.

Для котлов D ≤12 т/ч температура уходящих газов при сжигании высокосортного топлива _ух=140 - 180 ⁰C, тогда потеря тепла с уходящими газами определяется по уравнениям и . Значение берётся из

I- диаграммы при значение коэффициента избытка воздуха, равном (рис.1). Для данного случая при _ух=140 ⁰C для газообразного топлива эта температура должна быть выше

кДж/м³

Теплосодержание поступающего воздуха: [стр. 45 Эстеркин]

ккал/м³∙4,19 = 549 кДж/м³в формуле какой то альфа штрих у появился. Теплоемкость нужно взять из таблиц для сухого воздуха в кДж/кг*град и не париться с ккал