Тепловий повірочний розрахунок теплогенератора

МІНИСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ

ДЕРЖАВНИЙ ВИЩИЙ  НАВЧАЛЬНИЙ ЗАКЛАД

«ЛУГАНСЬКИЙ БУДІВЕЛЬНИЙ КОЛЕДЖ»

 

 

 

                                                             .                                

 

 

ТЕПЛОВИЙ  РОЗРАХУНОК КОТЛА 
ДКВР – 2.5 – 14С

ПОЯСНЮВАЛЬНА  ЗАПИСКА ДО КУРСОВОГО ПРОЕКТУ

5.0560103 КП 01 0000 010 ПЗ

          

          Склав студент гр. Т – 21 ___________ Олейніченко Д. Д.

             

           Керівник проекту         ___________ Гущин А. О.             

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 2012

 

Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України

ДВНЗ «Луганський будівельний  коледж»

Циклова комісія «Теплотехнічні і загально технічні дисципліни»

 

 

 

ЗАВДАННЯ

на курсовий проект з  дисципліни

 «Котельні установки  і водопідготовка »

для студентів спеціальності 5.05060103

“Монтаж і обслуговування теплотехнічного устаткування і  систем теплопостачання ”

 

 

Тема: Тепловий повірочний розрахунок теплогенератора

 

Студенту_______________ відділення,  __________ курсу,  групи__________

 

________________________________________________________

(прізвище, ім’я  та по батькові)

 

ВИХІДНІ ДАННІ

 

1. Тип котлоагрегату                         

Парова потужність D                                     

Основне паливо 

Абсолютний тиск пару в барабані котла Р                       

Температура пару t  

Температура живильної води t_ж.в                    

7. Температура вихідних  газів t_вих__________________________________

 

Керівник проекту                                                ______________                            

 

 

 

Графік виконання курсового  проекту з дисципліни

«Котельні установки  і водопідготовка» 

№ етапів	Перелік етапів	Календарні строки виконання	Готовність  в %
1	Вивчення завдання, вибір розрахункових характеристик	24– 31 01 2012	2
2	Короткий опис теплогенератора. Визначення конструктивних характеристик	01-08 02 2012	7
3	Розрахунок об’ємів та ентальпій  повітря  і продуктів згоряння	09-22 02 2012	8
4	Складання теплового балансу і  визначення витрат палива	23-29 02 2012	4
5	Розрахунок топки	01-12 03 2012	10
6	Розрахунок пароперегрівача	13-18 2012	4
7	Розрахунок конвективних поверхней нагріву	19-31 2012	12
8	Розрахунок хвостових поверхней	01-06	6
9	Визначення похибки розрахунку	07-10 2012	2
10	Виконання креслень	01 03 -1404 2012	20
11	Оформлення курсової роботи	14-19 2012	10
12	Захист курсового проекту	20-30 04 2012	15

 

Дата видачі проекту_________________________

Дата захисту проекту________________________

                                               Студент________________/                                   /

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЗМІСТ

 

Введення…………………………………………………………...........................	4
1 Загальна частина……………………………………………………………….	5
1.1 Вихідні  дані………………………………………………...............................	5
1.2 Опис роботи і конструкції котла…………………………..………………....	5
2 Розрахункова частина. Тепловий розрахунок  котла………………………...	11
2.1 Характеристика палива……………………………………………………….	11
2.2 Розрахунок обсягів повітря і продуктів згоряння…………………………..	11
2.3 Розрахунок ентальпій повітря і продуктів згоряння………………………..	14
2.4. Тепловий баланс теплогенератора …………………………………………	16
2.5. Розрахунок топки ……………………………………………………………	19
2.6 Розрахунок  конвективної поверхні………………………………………….	23
2.7 Розрахунок економайзера…………………………………………………….	31
2.8 Перевірочний тепловий  баланс теплогенератора…………………………..	33
Висновки…………………………………………………………………………..	34
Література………………………………………………………………………….	35

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕННЯ

 

Паровим котлом називається комплекс агрегатів, призначених для одержання водяної пари за рахунок спалення палива.

Основними елементами котла  є:

- топковий пристрой, котрий  призначений для спалювання палива  і перетворення його хімічної енергії у теплоту нагрітих газів;

- поверхні нагріву,  розташовані у газоходах котла,  в котрих циркулює вода;

- хвостові поверхні  нагріву: економайзер и повітропідігрівник.

Основними складовими робочого процесу, здійснюваного в котельній установці, є:

1)процес горіння палива,

2)процес теплообміну  між продуктами згоряння або  самим палаючим паливом з водою,

3)процес паротворення, що складає з нагрівання води, її випару й нагрівання отриманої пари.

Під час роботи в котлоагрегатах утворяться два взаємодіючих один з одним потоку: потік робочого тіла й потік теплоносія, що утвориться в топці.

У результаті цієї взаємодії  на виході об'єкта виходить пара заданого тиску й температури.

Однієї з основних завдань, що виникає при експлуатації котельного агрегату, є забезпечення рівності між виробленою й споживаною енергією. У свою чергу процеси паротворення і передачі енергії в котлоагрегаті однозначно пов'язані з кількістю речовини в потоках робочого тіла і теплоносія.

Основними характеристиками котельних агрегатів є паропродуктивність або теплова потужність, параметри вироблюваного теплоносія – тиск і температура, коефіцієнт корисної дії.

 

 

 

1. ЗАГАЛЬНА ЧАСТИНА

 

1.1 Вихідні дані

 

Тип котлоагрегату – ДКВР – 2.5 – 14С

Паливо – вугілля марки  ГО,  донецького родовища

Абсолютний тиск пари – Р = 1,4 МПа

Пара перегрітий – t = 195°C

Продуктивність – D = 2,5 т/год

Температура живильної  води – t_ж.в. = 90ºС

Температура газів, що відходять – t_від = 160 ºС

Продувку прийняти рівної – 6 %

Креслення котла

Виконати тепловий перевірочний розрахунок котлоагрегату.

1.2 Опис роботи і  конструкції котла

 

1.2.1 Опис роботи котла

Паровим котлом називається комплекс агрегатів, призначених для одержання водяної пари. Цей комплекс складається з ряду теплообмінних пристроїв, зв'язаних між собою й службовців для передачі тепла від продуктів згоряння палива до води й пари. Вихідним носієм енергії, наявність якого необхідно для утворення пари з води, служить паливо.

Основними елементами робочого процесу, здійснюваного в котельній установці, є:

1)процес горіння палива,

2)процес теплообміну між продуктами  згоряння або самим палаючим паливом з водою,

3) процес паротворення, що складається з нагрівання води, її кипіння і утворення пари.

Під час роботи в котлоагрегатах утворяться два взаємодіючих один з  одним потоку: потік робочого тіла і потік теплоносія, що утвориться в топці.

У результаті цієї взаємодії на виході об'єкта виходить пара заданого тиску і температури.

Одним з основних завдань, що виникає при експлуатації котельного агрегату, є забезпечення рівності між виробленою і споживаною енергією. У свою чергу процеси паротворення і передачі енергії в котлоагрегаті однозначно пов'язані з кількістю речовини в потоках робочого тіла і теплоносія.

Горіння палива є суцільним фізико-хімічним процесом. Хімічна сторона горіння являє собою процес окислювання його горючих елементів киснем, що проходить при певній температурі і супроводжується виділенням тепла. Інтенсивність горіння, а так само економічність і стійкість процесу горіння палива залежать  від способу підведення і розподілу повітря між частками палива. Умовно прийнято процес спалювання палива ділити на три стадії: запалювання, горіння і догоряння. Ці стадії в основному протікають послідовно в часі, частково накладаються одна на іншу.

Розрахунок процесу горіння звичайно зводиться до визначення кількості повітря в м³, необхідного для згоряння одиниці маси або об'єму палива кількості і сполуки теплового балансу та визначенню температури горіння.

Значення тепловіддачі полягає в теплопередачі теплової  енергії, що виділяється при спалюванні палива, воді, з якої необхідно одержати пару, або пари, якщо необхідно підвищити її  температуру вище температури насичення. Процес теплообміну в котлі йде через водогазонепроникні теплопровідні стінки, що називаються поверхнею нагрівання. Поверхні нагрівання виконуються у вигляді труб. Усередині труб відбувається безперервна циркуляція води, а зовні вони обмиваються гарячими топковими газами або

сприймають теплову енергію  випромінюванням. У такий спосіб у котлоагрегаті мають місце  всі види  теплопередачі: теплопровідність, конвекція і випромінювання. Відповідно поверхні нагрівання підрозділяється на конвективні і радіаційні. Кількість тепла, передана через одиницю   площі нагрівання в одиницю часу зветься тепловою напругою поверхні нагрівання. Величина напруги обмежена, по-перше, властивостями матеріалу поверхні нагрівання, по-друге, максимально можливою інтенсивністю теплопередачі від гарячого теплоносія до поверхні, від поверхні нагрівання до холодного теплоносія.

Інтенсивність коефіцієнта  теплопередачі тим вище, чим вище різниці температур теплоносіїв, швидкість їхнього переміщення щодо поверхні нагрівання і чим вище чистота поверхні.

Утворення пари в котлоагрегатах протікає з певною послідовністю. Уже в екранних трубах починається утворення пари. Цей процес протікає при великій температурі і тиску. Явище випару полягає в тім, що окремі молекули рідини, що перебувають у її поверхні і мають високі швидкостей, а отже, і більшої в порівнянні з іншими молекулами кінетичною енергією, переборюючи силові впливи сусідніх молекул, що створюють поверхневий натяг, вилітають у навколишній простір. Зі збільшенням температури інтенсивність випару зростає. Процес зворотний паротворенню називають конденсацією. Рідина, що утвориться при конденсації називають конденсатом. Вона використовується для охолодження поверхонь металу в пароперегрівниках.

Пар, утворений у котлоагрегаті, підрозділяється на насичений і перегрітий. Насичена пара у свою чергу ділиться на сухий і вологий. Для технологічних потреб виробництва застосовуються всі види пари.

 

1.2.2 Конструктивна характеристика котла

Котли ДКВР - твердопаливні, двохбарабанні, вертикально-водотрубні із природною циркуляцією, з екранованою топковою камерою і конвективним пучком, призначені для виробітку насиченої або перегрітої пари за допомогою спалювання кам'яного або бурого вугілля для технологічних потреб промислових підприємств, а також систем опалення, вентиляції і гарячого водопостачання, випускаються паропродуктивністю 2,5; 4,0; 6,5; 10; 25 т/год із робочим тиском пари на виході 1,4, 2,4 МПа

Котли типу ДКВР- 2.5 - 1,4C мають номінальну паропродуктивність 2,5 т/год і робочий тиск 1,4МПа. Котел і його схема наведені на рис 1

 

Рис. 1 Котел ДКВР – 2,5 – 14С

Радіаційна поверхня нагрівання складається з верхнього уздовженного і нижнього вкороченого барабана, а також бічні екрани і конвективний пучок, економайзер, гарнітуру, арматуру.

Бічні стіни  топкової камери екрановані, фронтова і задня стіни виконані з вогнетривкої цегли (без екранів). Ширина топкової камери котла ДКВР – 2.5 - 1,4C по осях екранних труб становить 2270 мм і глибиною  2105 мм.

Із правої сторони задньої стінки топкової камери котла є вікно, через яке продукти згоряння надходять у камеру догорання і далі в конвективний пучок.

Підлога камери догорання нахилена таким чином, щоб основна маса падаючих у камеру шматків палива скачувалися на ґрати. Труби конвективного пучка розвальцьовані у верхній і нижній барабан, установлені із кроком уздовж барабана 90 мм і поперечним кроком 110 мм (за винятком середнього, рівного 120мм, і бічних пазух, ширина яких 387 мм).

У конвективному пучку розворот газів здійснюється в горизонтальній площині за допомогою шамотної і чавунної перегородок.

Бокові екрани в області топкової камери і стін, що обгороджують, у конвективному пучку виконані із труб Æ51х 2,5мм із кроком 58 мм.

Бічні екрани труб конвективного пучка мають загальний нижній колектор.

У котлах застосовані схеми одноступінчастого випару. Живильна вода з економайзера подається у верхній барабан під рівень води по перфорованій трубі. У нижній барабан котлова вода опускається по задніх трубах конвективного пучка. Передні труби конвективного пучка є випарними. З нижнього барабана вода по пропускних трубах надходить у камери лівого й правого екранів. Крім того, котлова вода з верхнього барабана по опускних стояках, розташованим на фронті котла, надходить у нижні колектори бічних екранів.

Для одержання  перегрітої пари за п'ятьма першими рядами труб пучка замість випарних труб установлюється   пароперегрівник із   труб    Æ 32 х 3 мм із камерами Æ 15 9х 6 мм.

Сепараційний  пристрій розташовується у верхньому барабані і складається з відбійних щитів і козирків, що осушують пар. 

Парова суміш виходить із випарних труб у верхній барабан, де відбувається барбатаж пари, через шар води. Пара, отсепарований у паровому просторі барабана, проходить через пароприємну дірчасту стелю, установлену на відстані 50 мм від верхньої утворюючої барабана, і направляється в паропровід.