Online video hd
Смотреть кино видео
Официальный сайт ysaa 24/7/365
Смотреть видео бесплатно
|
||||||||||||
|
РефератыТеплотехника (34)Тепловой расчет котла Е-75-40ГМ
Размер: 169.66 KB
Скачан: 326 Добавлен: 02.10.2005
Кафедра Тепловых Электрических Станций Пояснительная записка к курсовому проекту на тему: «Расчет парового котла типа Е-75-40 ГМ». Выполнил: Проверил: Аннотация. В данной курсовой работе рассмотрен типовой расчет промышленного парогенератора на примере парового котла Е-75-40 ГМ. Вид топлива, сжигаемого при работе котла мазут сернистый. Основные параметры котла: В расчетно-пояснительной записке содержится: листов- эскизов- таблиц- Техническая характеристика парогенератора Е-75-40 ГМ. Топочная камера объемом 297[pic] полностью экранирована трубами Ш60*3 мм[pic]с шагом 100 мм на боковых, фронтовой и задней стенах. На боковой стене топки расположены 2 горелки. Схема испарения – трехступенчатая: в барабане расположены чистый отсек первой ступени испарения и два солевых отсека второй ступени (по торцам барабана) третья ступень вынесена в выносные циклоны Ш377мм. Перегреватель – с вертикально расположенными змеевиками, двухступенчатый, выполнен из труб Ш42*3 мм. Количество змеевиков – 18. Экономайзер – стальной, гладкотрубный, змеевиковый, двухступенчатый, с шахматным расположением труб Ш32*3 мм. Поперечный шаг труб – 75 мм, продольный – 55 мм. Воздухоподогреватель – трубчатый, вертикальный, с шахматным расположением труб Ш40*1,6 мм. Поперечный шаг труб – 60 мм, продольный – 42 мм. Технические и основные конструктивные характеристики парогенератора следующие: Номинальная паропроизводительность 75[pic]; 1) лучевоспринимающая (экранов и фестона) 211[pic]; 2) конвективная: - фестона 31[pic]; - перегревателя: 380 [pic] - экономайзера: 1070[pic] - воздухоподогревателя: 2150[pic]
Пуск включает в себя: 1. Заполнение котла водой. 2. Его растопку. 3. Повышение параметров до номинальных. При растопке в элементах котла возникают дополнительные температурные напряжения. Последовательность пуска: 1. Проводят внешний осмотр (проверяется исправность горелок, дымососа, вентилятора, запорной и регулирующей арматуры, взрывных и предохранительных клапанов, контрольно-измерительных приборов и автоматики, подвод напряжения). Для снижения тепловых потерь [pic]. При растопке котел периодически подпитывается через растопочный узел, при этом постоянно следят за уровнем воды в барабане. При давлении в барабане [pic], открывается главная паровая задвижка ГПЗ и прогревается паропровод. Для защиты экономайзера от пережога расхолаживание выходных петель производят за счет рециркуляции воды. При Р >10МПа через ЭКО прокачивают воду из магистрали. Когда [pic], котел подключают к магистрали 9, закрывают продувочную линию, отключают линию рециркуляции. Подачей топлива и питательной воды, поднимают параметры до номинальных. Останов паровых котлов. 1. Нормальный (плановый) останов котла производится тогда, когда параметры снижают плавно, чтобы [pic]. Плановый останов. 1. Снижается нагрузка до [pic]; При Р 1 объемы продуктов горения Vг , объемные доли трехатомных газов и водяных паров rRO2 , rH2O, безразмерную концентрацию золы ?зл, массу газов Gг, их плотность ?г рассчитываются по всем газоходам для средних и конечных значений ? и сводятся в табл. 2.1. Таблица 2.1 Объемы и массы продуктов горения, доли трехатомных газов и водяных паров, концентрация золы.
4. Энтальпии воздуха и продуктов горения Iвo, Iгo при ? = l для табличных значений рабочей массы твердых и жидких топлив и сухой массы газовых топлив берут соответственно из [1, табл. П.З (стр.21-29) и П.4 (стр. 30-32)] во всем диапазоне температур газов Vг (100-2200°C). 5. Энтальпии продуктов горения при ? > 1 рассчитываются по формуле [pic] (2.1) Энтальпию золы учитывают только в том случае, если приведенная зольность уноса золы из топки (% кг/ккал): [pic]. 6. Результаты расчетов сводятся в таблицу 2.2, по которой строится диаграмма Iг - ?г (р.4). Таблица 2.2. Энтальпии воздуха и продуктов горения по газоходам парового котла.
3. Тепловой баланс парового котла. Определение расчетного расхода топлива. 1. Тепловой баланс составляют для установившегося состояния парового котла на 1 кг твердого топлива и жидкого или на 1 нм3 газового топлива в виде Qрр = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6, (3.1) или в виде: 100 = q1 + q2 + q3 + q4 + q5 + q6. (3.2). 2. Учитывая, что для рекомендуемых к проектированию паровых котлов не применяются горючие сланцы (расход тепла на разложение карбонатов топлива Qpp = Qнр + Qв.вн. +iтл , (3.3) 3. Величину тепла, вносимого воздухом, подогреваемым вне парового котла, 4. Величину физического тепла топлива iтл учитывают только для жидких топлив. Значит, в нашем случае: Qpp = Qнp = 3740 ккал/кг (3.4) 5. Потери тепла с химическим q3 и механическим q4 недожогом определяются по [1, табл. 3.1] в зависимости от вида топлива и производителъности парового котла. В нашем случае при D=35 т/ч: q3 = 0.5%, q4 = 0%. 6. Потеря тепла с уходящими газами находится по формуле: где: Iхвo = 9,5*Vo = 9,5 * 10,45= 99,279 ккал/кг. Величина энтальпии уходящих газов Iух определяется линейной интерполяцией по таблице 2.2 для заданной температуры уходящих газов (yx=180oC и коэффициенте избытка воздуха ? = ?"вп=1,18 (табл1.1). [pic] где Iух=597,6 ккал/кг. Для всех паровых котлов и топлив, указанных в [1, табл П.1 и П.2], значение должно находиться в пределах 4,5-11%. В нашем случае это условие выполняется. 7. Потеря тепла от наружного охлаждения котла q5 находится по [1, рис 3.1]: q5 = 0,75%. 8. Потери с физическим теплом шлака q6 учитывают только при сжигании твердых топлив если: [pic]. [pic] – не учитывается. 9. КПД парового котла брутто находится по методу обратного баланса. ?пк = 100 - (q2 + q3 + q4 + q5 + q6), (3.6) ?пк = 100 - (5,0317 + 0,5 + 0,75) = 93,72%. При расчете конвективных поверхностей нагрева долю потери тепла q5, приходящуюся на отдельные газоходы, учитывают введением коэффициента сохранения тепла: [pic] (3.7) где: ?пк = q1 - коэффициент полезного действия парового котла "брутто",% 10. Расход топлива, подаваемого в топку: (3.8) где Qпк - количество теплоты, полезно отданное в паровом котле: (3.9) где Dk – паропроизводительность котла, т/ч. Pпв = l,08 * 44 = 47,52 кгc/cм2, [pic] 11. Расход топлива, найденный по (3.8), используют в расчете элементов системы пылеприготовления при выборе числа и производительности углеразмольных мельниц, числа и мощности горелочных устройств. Но тепловой расчет парового котла, определение объемов дымовых газов и воздуха и количества тепла, отданного продуктами горения поверхностям нагрева, производятся по расчетному расходу фактически сгоревшего топлива с учетом механической неполноты горения: [pic]. Т.к q4=0 Bр=B 4. Выбор схемы топливосжигания. Для котла Е-75-40 ГМ и топлива мазут сернистый. Схема подготовки и подачи топлива представлена на рис. 4.1. На рис.4.2 изображена схема горелки БКЗ для мазута сернистого. 5. Поверочный расчет топки. Задачей поверочного расчета является определение температуры газов на выходе из топки при заданных ее конструктивных размерах. Конструктивные размеры топки определяют по чертежам парового котла, заданного для курсового проекта. 1. Определение конструктивных размеров и характеристик топочной камеры. На рис.5 показана схема топочной камеры. Конструктивные характеристики занесены в табл. 5.1. При расчете конструктивных размеров топки важно правильно определить “активный” объем топочной камеры. Границами объема являются плоскости, проходящие через осевые линии экранных труб, а в выходном сечении – плоскость, проходящая через осевые линии труб первого ряда фестона. В котле Е-75-40 ГМ границей объема в нижней части топки является под. 2. Геометрические размеры, необходимые для расчетов и систематизируемые в табл. 5.1, в основном берут с чертежа, пользуясь указанными на них размерами. Расчетную ширину фронтовой [pic] и задней [pic] стен топки определяют расстоянием между плоскостями, проходящими через оси труб боковых экранов, а ширину боковых стен [pic] между плоскостями, проходящими через оси труб фронтового и заднего экранов. Освещенную длину фронтовой [pic] и задней Площадь боковой стены [pic] в границах активного объема топки определяют как площадь указанных фигур, пользуясь простейшими математическим приемами. Геометрические размеры плоскости фестона и выходного окна топки совпадают. Ширину определяют расстоянием между плоскостями, проходящими через оси труб боковых экранов, а длину (высоту) – по действительному размеру конфигурации оси трубы первого ряда фестона в пределах активного объема топки. Фестон и задний экран условно разделяют воображаемой плоскостью, являющейся продолжением ската горизонтального газохода. Наружный диаметр труб d, шаг между ними S, число труб в экране z и расстояние от оси трубы до обмуровки e принимают по чертежу. Таблица 5.1. Конструктивные размеры и характеристики топочной камеры. |№|Наименование |Обо|Е|Источ-|Топочные экраны |Выхо| 2. Расчетная поверхность нагрева каждого ряда равна геометрической поверхности всех труб в ряду по наружному диаметру и полной обогреваемой газами длине трубы, измеренной по ее оси с учетом гибов в пределах фестона (м2): Hi=?*d*zli*li H1 = ?*0,06*18*4,1 = 13,9 м2, Расчетная поверхность фестона рассчитывается по формуле Нф = Н1 + H2 + Н3 + Н4 = 13,9 + 13,9 + 14,2 + 13,8 = 55,8м2 Дополнительная поверхность экранов определяется, как площадь стен, покрытых экранами в газоходе фестона, по формуле Hдоп = ?Fст*xб, где Fст – поверхность стен боковых экранов [pic] Тогда Hдоп = 7,44*0,93 = 6,92 м2 (6.4) (6.5) Эффективная толщина излучающего слоя определяется по формуле: Sф = 0,9d((4/?)(S1S2 / d2)-1) = 0,9*0,06(1,273*0,3*0,21/0,0036 – 1) = Исходные данные для поверочного теплового расчета фестона представлены в таблице 6.2. Таблица 6.2. Исходные данные для поверочного теплового расчета фестона |Наименование величин |Обозначени|Единиц|Величин|
Qбф = ?(I’ф–I’’ф) = 0,9919*(4720 – 4214,5) = 501 ккал/кг. (6.6) 6. Тепловосприятие фестона по условиям теплопередачи рассчитывается по формуле (6.7) где [pic] – тепло, полученное расчетом по уравнению теплопередачи и воспринятое рассчитываемой поверхностью, [pic]; k- коэффициент теплопередачи, отнесенный к расчетной поверхности нагрева и учитывающий перенос тепла от газового потока не только конвекцией, но и излучением межтрубного слоя газов,[pic] ; 6. Коэффициент теплопередачи для фестона рассчитывается по формуле (6.8) где ?1 - коэффициент теплоотдачи от газов к стенке рассчитывается по формуле ?1=?(?к+?л), (6.9) где ?к - коэффициент теплоотдачи конвекцией, ?л- коэффициент теплоотдачи излучением, ? - коэффициент использования поверхности нагрева, для поперечно омываемых трубных пучков ? = 1. 6. Для определения коэффициента теплоотдачи конвекцией от газов к стенке труб рассчитывают среднюю скорость газового потока [pic], где v = (v’’ф + v’Ф)/2 = 983,5 оС, F = Fср = 20,3 м; W = (5923,8*12,24)/(3600*20,3))((1004+273)/273) = 4,7 м/с (6.10) ?к = ?н•Cz•Cs•Cф = 38*0,92*1,05*0,96 = 35 ккал/(м2*ч*оС) ?н = 38 ккал/(м2*ч*оС) - коэффициент теплоотдачи конвекцией, 6. Коэффициент теплоотдачи излучением продуктов горения ад определяют по номограмме 19 [4] в зависимости от температур потока и стенки (?н), а также от степени черноты продуктов горения а: ?л = ?н*а. a = 1 - e-kpS, p = 1 кгс/см2, S = 2,30: a =1 – e- 1,1*0,27*1,15 = 0,205
Для определения степени черноты продуктов горения а используют формулу k•p•S=(kг•rп)•p•S kг = 1,1 определяются по номограммt 3нно. Для использования номограммы 19 надо знать температуру загрязненной стенки: tз = tн + 25 = 255 + 25 > ?н = 150 ккал/(м2*ч*оС). ?л=150*0,285*1=42,75 ккaл/(м2•ч•OC) ?1 = [pic]= [pic]= 35+42,75 = 77,75 ккaл/(м2•ч•OC) 6. Коэффициент тепловой эффективности [pic] [pic] 6. Тепловой напор определяется по формуле: ?tб = 1014 –255 = 759 оС, ?tм = 953 – 255 = 698 [pic] оС (6.12) Подставляя найденные k и ?t в формулу (6.7) находим [pic] ккал/кг [pic]% Т.к. тепловосприятие фестона по уравнению теплового баланса и теплопередачи отличается менее чем на 5%, то расчет считаем законченным. 6. Определение тепловосприятий пароперегревателя, экономайзера, воздухоподогревателя и сведение теплового баланса парового котла. 7. Тепловосприятие пароперегревателя и воздухоподогревателя определяют по уравнениям теплового баланса рабочего тела (пара, воздуха), а тепловосприятие экономайзера - по уравнению теплового баланса теплоносителя (продуктов сгорания). ?ino – съем тепла в пароохладителе, служащем для регулирования температуры перегретого пара, ккал/кг. В котле Е-75-40 ГМ можно принять Тепло, воспринимаемое пароперегревателем за счет излучения факела топки, принимается для упрощения расчетов равным нулю. В этом случае полное тепловосприятие пароперегревателя числено совпадает с тепловосприятием конвекцией, ккал/кг. Qneк = Qne (7.2) Для газохода пароперегревателя уравнение теплового баланса теплоносителя (дымовых газов) имеет вид: [pic] (7.3) Это уравнение решают относительно искомой энтальпии газов за пароперегревателем, ккал/кг: [pic] (7.4) где Iф'' - окончательное значение энтальпии газов за фестоном; ( - по формуле (3.7); Iхво - по формуле из пункта 3.6; ??ne - из табл. 1.1.
Отношение объема воздуха за воздухоподогревателем к теоретически необходимому определяется по табл. 1.1: Отношение объема рециркуляции в воздухоподогревателе горячего воздуха к теоретически необходимому: [pic] (7.7) Температура воздуха перед воздухоподогревателем tв’ должна предотвращать конденсацию водяных паров из газового потока на стенки труб и тем самым защищать воздухоподогреватель от низкотемпературной коррозии. [pic] ккал/кг Тепловосприятие воздухоподогревателя по теплоносителю (по продуктам сгорания) имеет вид, ккал/кг: [pic] (7.8) Уравнение решают относительно Iэк”- энтальпия газов за водяным экономайзером, ккал/кг: [pic] (7.9) [pic] ккал/кг
[pic] (7.10) где ??эк определяется по табл. 1.1. 7. Определяется невязка теплового баланса котла по формуле [pic] (7.11) Тепловосприятия поверхностей нагрева берутся из уравнений теплового баланса: Qл , Qфб, Qпекб из (7.3), Qэкб из (7.10), КПД ?пк из (3.6) и потери тепла от механической неполноты сгорания q4 из пункта 3.5. Определение тепловосприятий поверхностей нагрева, граничных энтальпий и температур газов считают правильным, если невязка Видно, что в расчете ошибок допущено не было. 7. Поверочно-конструкторский расчет пароперегревателя. Весь расчет пароперегревателя сводится к правильному снятию размеров с чертежа. Эскиз пароперегревателя для котла Е-75-40 ГМ приведен на рис.8. Таблица 8.1 Конструктивные размеры и характеристики пароперегревателя. |Наименование величин |Обозн|Единиц|Номер ступени |Весь |
F1’ = a’*b – z1*d*lпр = 4,125*5,78 – 64*0,042*3,425 =14,6 м2 F1’’ = a’’*b – z1*d*lпр = 3,25*5,78 – 64*0,042*2,5 = 12,8 м2 F1’ = a’*b – z2*d*lпр = 3,6*5,78 – 64*0,042*3,425 = 11,6 м2 F1’’ = a’’*b – z2*d*lпр = 2,7*5,78 – 64*0,042*2,5 = 8,9 м2.
F1ср = (F1’+ F1’’)/2 = 13,1 м2
S = 0,9d((4/?)(S1S2 / d2)-1) = 0,9*0,032(1,273*0,075*0,055/0,001 – 1) = 0,12 м. Fстx = (2*lп + 1,64 + 1,52)*b*x = 5,36*5,52*0,7 = 20,71 м2, где Fстх – поверхность труб примыкающих к обмуровке, х=0,7 – угловой коэффициент, определяемый по номограмме 1[2]. Поверхность нагрева определяем по формуле: H = z1d?l + Fстx H1 = z1d?l + Fстx = 64*0,042*3,14*21 + 10,3 = 187,5 м2.
f = m?(dвн)2 /4 = 64*3,14*0, 0,001296/4 = 0,065 м2 8. Поверочно-конструкторский расчет экономайзера. Весь расчет экономайзера сводится к правильному снятию размеров с чертежа. Эскиз экономайзера для котла Е-75-40 ГМ приведен на рис.9. Размеры и другие конструктивные характеристики приведены в таблице 9.1. Таблица 9.1. Конструктивные размеры и характеристики экономайзера |Наименование величин |Обозначение|Единица|Величина | Площадь живого сечения для прохода газов в экономайзере при поперечном смывании его газами определяют по формуле: Fг = ab – z1dlпр = 1,9*6,16 – 25*0,032*6 = 6,9 м2 Площадь живого сечения для прохода воды определяют по формуле: f = m?(dвн)2 /4 = 50*3,14* 0,000676/4 = 0,027 м2 Длина змеевика определяется по формуле: l = l1(z2/2) + (z2/2-1)?S2 = 5,85(40/2) + (40/2-1)*3,14*0,055 = 120,3 м Поверхность нагрева экономайзера по формуле: H = ?dlm = 3,14*0,032*78,8*50 = 604,4 м2 Эффективная толщина излучающего слоя S = 0,9d((4/?)(S1S2 / d2)-1) = 0,9*0,032(1,273*0,075*0,044/0,001024– 1) = 0,122 м 9. Характеристики воздухоподогревателя. Весь расчет воздухоподогревателя сводится к правильному снятию размеров с чертежа. Эскиз воздухоподогревателя для котла Е-75-40 ГМ приведен на рис.10. Размеры и другие конструктивные характеристики приведены в таблице Таблица 10.1. Конструктивные размеры и характеристики воздухоподогревателя. |Наименование величин |Обозначение|Единица|Величина | Определяется общее количество труб включенных параллельно по газам: zo=z1*z2=100*39=3900. Площадь живого сечения для прохода газов определяют по формуле: [pic] Площадь живого сечения для прохода воздуха определяют по формуле: Fв = hx(b – z1d) = 2,725(6,122 – 100*0,04) = 5,755 м2, Суммарная высота всех газоходов по воздуху: hтр = 3hx = 2*2,725 = 5,45 м. Поверхность нагрева воздухоподогревателя: Hвп = ?dсрhтрz0 = 3,14*0,0384*5,45*3900 = 2563 м2. Эффективная площадь излучающего слоя: [pic]м 10. Компьютерный расчет. По всем перечисленным характеристикам заполняются таблицы для расчета трактов котла на компьютере при помощи программы "ТРАКТ". Схема трактов на рис.11. При машинном расчете подбором Hэко, Hпе, Hух необходимо добиться,чтобы энтальпия пара за барабаном и насыщения была бы равна 668-669 и добиться, чтобы температуры tпе, tгв, tух должны быть приблизительно равны заданным. В результате компьютерного расчета получили: Hвзп =2563 м2 – по расчету Hвзп =1995 м2 Hэко =604,4 м2– по расчету Hэко =485 м2 Hкп2 =217,7 м2 – по расчету Hкп2 =266 м2 [pic] число рядов увеличилось на 8шт. В воздухоподогревателе изменили высоту одного хода по воздуху: [pic]м [pic]м [pic] [pic]м
Специальное задание. Изменение доли рециркуляции в топку. Для того,чтобы выполнить спечзадание использовалась программа “Тракт”. При работе с программой исходная информация меняется в строках 205001 и
Газовое регулирование осуществляют рециркуляцией продуктов сгорания, поворотными горелками, переключенинм ярусов горелок, байпасированием продуктов сгорания. Газовое регулирование применяют для поддержания требуемой температуры пара промежуточного перегрева. Газовое регулирование вызыывает дополнитнльный расход энергии на тягу или потерю тепла с уходящими газами, а также оказывает влияние напервичного пара, что усложняет эксплуотацию. Отбираемые из конвективной шахты при температуре 259-350 oС (обычно после экономайзера) продукты сгорания рециркуляционным дымососом нагнетаются в топочную камеру, что позволяет перераспределить тепло менжду отдельными поверхностями нагрева в зависимости от принятого коэффициента рециркуляции. Рециркулирующие продукы сгорания можно вводить в верхнюю или нижнюю часть топки. Сброс продуктов сгорания в нижнюю часть топки приводит к ослаблению прямой отдачи в топке и к повышению температуры продуктов сгорания на выходе из неё. Рециркуляция увеличивает также количество продуктов сгорания, проходящих через пароперегреватель. Оба обстоятельства вызывают увеличение конвективного теплообмена и повышение температуры перегретого пара. Рециркуляция также приводит к увеличению объема продуктов сгорания, но без повышения общего избытка воздуха в уходящих газах. Увеличенный объем продуктов сгорания в газоходах при рециркуляции несколько повышает [pic], в связи с чем потеря тепла q2 возрастает. Охлаждение продуктов сгорания при рециркуляции несколько снижает паропроизводительность, для восстановления которой увеличивают расход топлива, что дополнительно снижает КПД агрегата. ----------------------- [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic]
|
|
В хорошем качестве hd видео
Онлайн видео бесплатно