Реконструкция котельной Речицкого пивзавода

Каждый паровой котел укомплектован  питательным центробежным электронасосом. Для всех трёх установленных котлов установлен один такой же резервный насос. Вода в паровые котлы может также подаваться двумя паровыми поршневыми насосами.

       Фактические напоры  теплоносителей определяются исходя  из рабочего давления пара  в котлах и расчетах гидравлического сопротивления системы трубопроводов, арматуры и теплообменников.

 

 

 

 

2. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ  КОТЕЛЬНОГО АГРЕГАТА

 

2.1. Общие положения

 

       Тепловой расчет  котельного агрегата может иметь  двоякое назначение:

   а) при проектировании  нового котельного агрегата по заданным параметрам его работы (паропроизводительность, температуры перегретого пара, питательной воды, подогрева воздуха и др.) определяют величины всех его поверхностей нагрева.

   б)   при наличии готового  котельного агрегата проверяют  соответствие всех величин поверхностей нагрева  заданным параметрам  его работы.

      Первый вид расчета  называется конструкторским, второй  – поверочным. В курсовом проекте  выполняется поверочный расчет.

      Тепловой расчет  котельного агрегата производят  по методике, разработанной Всесоюзным теплотехническим институтом им. Ф.А. Дзержинского и центральным котлотурбинным институтом им. И.И. Ползунова ВТИ и ЦКТИ. Величины котельного агрегата рассчитывают последовательно, начиная с топки, с последующим переходом к конвективным поверхностям нагрева. Предварительно выполняют ряд вспомогательных расчетов: составляют сводку конструктивных характеристик элементов котельного агрегата, определяют количество воздуха, необходимого для горения, количество дымовых газов по газоходам котельного агрегата и их энтальпию; составляют тепловой баланс   котельного агрегата.

        Тепловой расчет  котельного агрегата выполняют  по следующим разделам:

 

 

 

 

2.2. Сводка конструктивных  характеристик котельного агрегата

 

При поверочном расчете, пользуясь чертежами котельного агрегата, составляют сводку конструктивных характеристик топки, конвективных поверхностей нагрева, пароперегревателя, водяного экономайзера и воздухоподогревателя. Для облегчения составления сводки конструктивных характеристик  следует пользоваться эскизами элементов котельного агрегата.

Характеристика котла  ДЕ - 6,5 - 14ГМ

 

Паропроизводительность, т/ч                                                                      6,5  Давление пара на выходе из котла, МПа                                                    1,4

Температура, ⁰С

          насыщенного  пара                                                                              194

   питательной воды                       100

Объем топочной камеры, м³                                 11,21

Площадь поверхностей нагрева, м² 

 радиационная                                 27,97

 конвективная                                                                                     63,3

    пароперегревателя                        -

           водяного экономайзера                                                                      141,6

Температура газов, ⁰С

на выходе из топки              1079

за перегревателем                -

Температура уходящих газов, ⁰С             162

Расчетный КПД брутто, %               91,15

Газовое сопротивление  котла, кПа                         1,10

Диаметр и толщина стенки труб, мм

 экрана                                                                                                  51 2,5

Масса котлоагрегата, т                                                                                 9,545

Площадь живого сечения для прохода 

продуктов сгорания, м²                0,348 
2.3. Определение количества воздуха,  необходимого для    горения, состава и количества дымовых газов и их энтальпии

 

Определить количество воздуха, необходимого для горения и количество дымовых  газов по газоходам котла требуется  для подсчета скорости газов и  воздуха в рассчитанных поверхностях нагрева с целью определения величины коэффициента теплопередачи в них. Определение энтальпии дымовых газов необходимо для составления уравнения теплового баланса рассчитываемых элементов котельного агрегата:

     а) определяют теоретическое  количество воздуха, необходимое  для горения, и теоретическое количество продуктов сгорания топлива по формулам таблицы 2;

     б) выбирают значение  коэффициента избытка воздуха  в конце топки по данным  таблицы 1 приложения 1, а затем,  определив по данным таблицы  3  присос воздуха в элементах  котельного агрегата, подсчитывают среднее значение коэффициента избытка воздуха  по газоходам котла;

     в) подсчитывают действительное  количество воздуха, необходимое  на горение, а также среднее  действительное количество продуктов  сгорания и парциальное давление трехатомных газов в газоходах котла по формулам 3;

     г) подсчитывают энтальпию  теоретического количества воздуха,  необходимого для горения при  различных  температурах и  коэффициенте избытка воздуха  по формуле таблицы 4 с последующим  составлением  h-t таблицы.

Характеристики топлива: газ Брянск - Москва [1],cтр.35    

           СН₄ = 92,8 %                         С₂ Н₆ = 3,9 %                         С₃Н₈= 1,1 %                                                                                              

           С₄Н₁₀ = 0,4 %                         С₅Н₁₂ = 0,1 %                         N₂ = 1,6 %         Теплота сгорания топлива: Q^С_н = 37310 кДж/кг                     СО₂ = 0,1 %

Проверка:

СН₄ + С₂ Н₆ + С₃Н₈ + С₄Н₁₀ + С₅Н₁₂ + N₂ + СО₂  = 100 %

92,8 + 3,9 +1,1 + 0,4 + 0,1 + 1,6 + 0,1=100 %

 

                                Теоретическое количество воздуха, необходимое для горения. Теоретический состав дымовых газов

№ пп	Наименование величины	Обозна- чение	Ед. Изм	Расчетная формула или источник определения	Расчет	Результаты расчета
						Проме-жуточ-ные	Оконча-тель- ные
1	2	3	4	5	6	7	8
1	Теоретическое количество воздуха, необходимое  для горения	V0B	м3 м3	[6], таблица 2,9			9,91
2	Теоретический объем азота в  дымовых газах	V0N2	м3 м3	[6], таблица 2,9			7,84
3	Объем сухих трехатомных газов	V0RO2	м3 м3	[6], таблица 2,9			1,06
4	Теоретический объем водяных паров  в дымовых газах	V0H2O	м3 м3	[6], таблица 2,9			2,20
5	Полный объем теоретического количества дымовых газов	V0Г	м3 м3	[6], таблица 2,9			11,11

 

 

                                                                                                                                                                                          Таблица 3

Состав продуктов сгорания и объемная доля углекислоты и водяных паров по газоходам котельного агрегата

Наименование рассчитываемой величины	Обозна-чение	Ед. Изм	Наименование элементов газового тракта
			Топка	Конвек-тивный пучок 1	Конвек-тивный пучок 2		Экономай-зер
1	2	3	4	5	6		8
1. Коэффициент избытка воздуха  в конце топки		-	1,1	-	-
2. Присос по элементам тракта		-	-	0,05	0,05		0,05
3. Коэффициент избытка воздуха  за элементом тракта		-	1,1	1,15	1,2		1,25
4. Коэффициент избытка воздуха,  средний		-	1,175
5. Избыточный объем воздуха	V0изб	м3 м3	V0B∙ (αСР -1)			1,734
6. Избыточный объем водяных паров		м3 м3	V0H2O + 0,0161∙ V0изб			2,23
7. Действительный объем продуктов  сгорания		м3 м3	V0RO2+ V0N2+ V0H2O+2,23+1,734			15,062
8. Объемная доля сухих трехатомных  газов в  продуктах сгорания		-	VO RO2 / VГ			0,070
9. Объемная доля водяных паров в продуктах сгорания	rH2O	-	V0H2O / VГ			0,146
10. Объемная доля трехатомных  газов в продуктах сгорания		-	rRO2 + rH20			0,216

Наименование рассчитываемой величины	Формула		Температура продуктов сгорания, 0С
			100	300	500	800	900	1000	1100	1200	1800
1	2		3	4	5	6	7	8	9	10	11
Энтальпия теоретического количества воздуха  необхо-димого для горения	H0В=V0В ∙ (Ct)В   кДж Кг		1318,03	4003,6	6798,26	11237,9	12734,4	14270,4	15856	17441,6	27133,6
Энтальпия теоретического количества продуктов сгорания	H0г=H0RO2 +H0N2+H0H2O               кДж                  кг		1531,6	4696,6	8033,78	13352,2	15214,7	17107,9	19015,3	20929	32983,8
Энтальпия избыточного  количества воздуха	HВизб= ( -1)∙H0В                       кДж              кг	1,1	131,803	400,36	679,82	1123,79	1273,44	1424,04	1585,6	1744,16	2713,36
		1,15	197,705	600,54	1019,73	1685,69	1910,16	2140,56	2378,4	2616,24	4070,04
		1,2	263,606	800,72	1359,64	2247,58	2546,88	2854,08	3171,2	3488,32	5426,72
		1,25	329,508	1000,9	1699,55	2809,48	3183,6	3567,6	3964	4360,4	6783,4
Энтальпия действительного количества продуктов сгорания	Hг= H0г + HВизб          кДж            кг	1,1	1663,40	5097,0	8713,6	14476,0	16488,1	18534,9	20600,9	22673,2	35697,2
		1,15	1729,30	5297,1	9053,51	15037,9	17124,9	19248,5	21393,7	23545,2	37053,8
		1,2	1795,21	5497,3	9393,42	15599,8	17761,6	19962,0	22186,5	24417,3	38410,5
		1,25	1861,11	5697,5	9733,33	16161,7	18398,3	20675,5	22979,3	25289,4	39767,2