Тепловий повірочний розрахунок теплогенератора

Котли обладнаються системою повернення віднесення гострим дуттям. Віднесення, що осідає в чотирьох зольниках котла вертається в топку за допомогою інжекторів і вводиться в топкову камеру на висоті 400 мм від ґрат.

Змішувальні труби повернення віднесення виконані прямими, без поворотів, що забезпечує надійну роботу систем.

Повітря гострого дуття  вводиться в топку через задню стінку залежно від паропродуктивності котла 5 – 12 соплами d = 20мм. Сопла встановлені на висоті 500 мм від рівня колосникового полотна. Повітря в систему повернення віднесення і гострого дуття подається від високонапірного вентилятора продуктивністю 1000 м³/год і повним напором 380 мм. вод. ст.

Котли ДКВР – 2.5 – 14С для спалювання кам'яних і бурих вугіль забезпечується топками ТЛЗМ – 2,7/3,0 з пневмомеханічними закидувачами і стрічковими ланцюговими ґратами зворотного ходу.

Рама ґрат служать опорою колекторів бічних екранів казана.

Технічна  характеристика котла ДКВР – 2.5 – 14С

Найменування	Одиниця виміру	Значення
Паропродуктивність	т/год	2,5
Тиск пару	МПа	1,4
Температура пару	°С	195
Об’єм топки	м3	10,4
Площа поверхні стін топки	м2	36,4
Поверхня нагріву:
радіаційна	м2	16,7
конвективна	м2	??207,3?
Коефіцієнт корисної дії	%	??81-83?
Топковий пристрій	тип	??ТЛЗМ–1870/3000
Площа дзеркала горіння	м2	2,76
Габаритні розміри:
довжина	м	6,9
ширина	м	4,3
висота	м	4,15?
Маса в об’ємі заводської поставки	кг	13946?

 

 

 

 

 

 

 

2 РОЗРАХУНКОВА ЧАСТИНА.

 ТЕПЛОВИЙ РОЗРАХУНОК КОТЛА

2.1. Характеристика палива

 

Згідно завдання паливом  для котла ДКВР  – 2.5 – 14С є Донецьке кам'яне вугілля марки ГО. Склад палива прийнятий за справочними даними [7, табл. 2.1]

Таблиця 2.1. Елементарний состав палива, %

Wp = 11,0		Np = 1,0
Ap = 26,7		Op = 5,6
Hp = 3,4	Cp = 49,2	Sр = 3,1
Нижча теплота згоряння палива МДж/кг		Вихід летучих  на горючу масу, %Vг = 40,0??

2.2 Об’єм повітря і продуктів згоряння

 

2. 2 1. Коефіцієнт надлишку повітря в топці

a_т = 0,5

2.1.2. Присоси повітря  в газоходах тепло генератора

перший котельний пучок - Da = 0,05;

другий котельний пучок - Da = 0,1;

чавунний економайзер - Da = 0,1.

2.2.3. Коефіцієнт надлишку повітря  за кожною поверхнею нагріву:

,

де  i – номер поверхні нагріву після топки по ходу продуктів згоряння; a_т – коефіцієнт надлишку повітря на виході з топки.

a_пп = 1,45;

  

a₁ = 1,475;

                                                           a₂ = 1,55;

                                                           a_ек = 1,65.

 

2.2.4  Теоретичні  об’єми повітря і продуктів  згоряння

Теоретичний обсяг повітря, м³/кг

Теоретичний обсяг азоту, м³/кг

Теоретичний обсяг трьохатомних газів, м³/кг

 

Теоретичний об’єм водяних парів м³/кг

2.2.5 Середні характеристики продуктів згоряння

До середніх характеристик продуктів згоряння ставляться:

- середні коефіцієнти надлишку повітря в поверхнях нагрівання a_сер

- середні обсяги продуктів згоряння V_г, м³/кг

- середні об'ємні частки сухих трьохатомних газів і водяного пару ;

- середні сумарні об'ємні частки трьохатомних газів r_н.

Розрахунок  середніх характеристик виконаний  у табличній формі

Таблиця 2.1 Середні характеристики продуктів згоряння в поверхнях нагрівання

Величини	Вел.	Теоретичні об'єми  продуктів згоряння,  м3/кг 5,19; =  0,94;  = 4,11;   = 0,51
		Ділянки газового тракту
		топка	пароперегр.	перший конвективн. пучок	другий конвективн.пучок	Економайз.
1	2	3	4	5	6	7
1. Присоси повітря по газо-ходах ∆	–			0,05	0,1	0,1
Коефіцієнт надлишку повітряна  виході газоходу, a	–
Розрахунки середнього коефіцієнта  надлишку повітря, ai+1=0,5 (a¢+ a²)	–	1,45		1,475	1,55	1,65
2. Об'єм 2-х атомних газів	м3/кг	6,45		6,58	6,94	7,48
3. Об'єм водяних пар	м3/кг	0,548		0,55	0,556	0,564
4. Об'єм димових газів	м3/кг	7,938		8,07	8,46	8,98
5. Об'ємні частки 3 - х атом-них  газів:		0,118		0,117	0,111	0,105
6. Об'ємна частка водяних пари	м3/кг	0,069		0,068	0,066	0,063
7. Загальна об'ємна частка триатомних  газів	м3/кг	0,187		0,185	0,177	0,167
8. Частка золи палива, уно-сима газами [7, табл. 4.1]	–	0,13
8. Концентрація золи димових  газів	г/ м3	4,37		4,3	4,1	3,86
11. Наведена зольність	кг×102МДж	1348,5		1348,5	1348,5	1348,5

 

2.3 Ентальпія повітря і продуктів згоряння

 

 
2.3. Розрахунок ентальпій повітря  і продуктів згоряння

 

Розрахунок ентальпій повітря  и продуктів згорання виконуємо  в послідовності:

Розраховуємо ентальпію теоретичного об’єма повітря за формулою кДж/м³,:

= V^о∙(с∙J)_п,

де (с∙t)_в – ентальпія 1 м³ повітря для заданої температури [7, по табл. 3.4].

Ентальпія надлишку повітря  для всього вибраного діапазону  температур, кДж/м³:

= (a-1)∙ .

Ентальпію теоретичного обє¢му продуктів згорання визначаємо за формулою, кДж/м³:

= V^o_RO2∙(c∙J)_RO2 + V^o_R2∙(c∙J)_R2 + V^o_H2O∙(c∙J) _H2O,

де (c∙J)_RO2, (c∙J)_R2, (c∙J)_H2O – ентальпії відповідних газів при вибраній температурі [7, табл. 3.4].

ентальпія продуктів  згорання з коефіцієнтом надлишку повітря a>1 визначаємо за формулою, кДж/ м³:

I_г = + (a-1)∙ . 

Результати розрахунків  зводяться у таблицю 2.2

 

 

 

 

 

Таблиця 2.2 Ентальпія повітря і продуктів згоряння

J, °C			Газоходи
			Топка	Паропере-грівач	І газохід	ІІ газохід	Еконо-майзер
30	207	0	0	0	0	0	0
100	690	771	2,8	1082	1099	1151	1220
200	1386	1566	5,9	2189	2224	2328	2466
300	2097	2379	9,2	3323	3375	3532	3742
400	2818	3218	12,5	4486	4557	4768	5050
600	4318	4960	19,5	6903	7011	7335	7767
800	5885	6794	26,7	9443	9590	10031	10619
1000	7474	8705	34,3	12068	12255	12815	13562
1200	9134	10644	42	14754	14983	15668	16581
1400	10811	12650	55	17515	17785	18596	19677
1600	12513	14669	65,3	20300	20613	21551	22803
1800	14210	16719	76	23113	23469	24534	25955
2000	15954	18795	87,5	25975	26374	27570	29166
2200	17698	20899	-	28863	29305	30633	32403

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.4 Тепловий баланс котла

 

Цілиною складання теплового балансу котла є визначення розрахункової витрати палива В_р, кг/с; ККД, h_бр, %; коефіцієнта збереження теплоти j.

ККД котла визначається по зворотному балансі

,

де q₂ – втрата теплоти з газами, що відходять, %;

q₃ – втрата теплоти з хімічним недопалом, %;

q₄ - втрата теплоти з механічним недопалом, %;

q₅ - втрата теплоти в навколишнє середовище, %;

q₆ – втрати з фізичною теплотою шлаків, %.

Розрахункова витрата палива визначається по прямому балансі

де Q_к – корисно використана теплота, МВт;

- робоча розташовувана теплота,  кДж/кг;

Q_до – корисно використана теплота визначається по формулі:

де D_к – розрахункова паропродуктивність казана, кг/з;

і² і¢, і_ж.в – ентальпія сухої насиченої пари, котлової і живильної води, відповідно, кДж/кг.

Робоча розташовувана  теплота прирівнюється до нижчої теплоти згоряння палива

= ,

тому що / 0,625 = 19,8/ 0,625 = 31,68, що більше W_p = 11%.

Тепловий  баланс котла складається у формі таблиці.

 

 

Таблиця 2.3 Тепловий баланс котла

Найменування  величини	Познач	Спосіб визначення величини	Розрахунок
1	2	3	4
Нижча теплота зго-ряння  палива, кДж/кг		4.табл 1.6	19800
Робоча розташовувана теплота, МДж/кг		=	19800
Втрати теплоти з  хімічним недожогом, %	q3	[7, табл. 4.1].	0,5
Втрати теплоти з механічним недожо-гом, %	q4	[7, табл. 4.1].	3,5
Температура газів, що відходять, °С	Jyx	за завданням	160
Ентальпія газів, що відходять, кДж/кг	Нух	табл 2.2	1367
Температура холодного  повітря, °С	tх.в	приймається	30
Ентальпія холодного  повітря при a=1 МДж/кг		табл 2.2	206,6
Коефіцієнт надлишку повітря в газах, що відходять	aух		1,65
Втрати тепла від  зовнішнього охолодження котла,%		[7, табл. 4.5].	3,8
Коефіцієнт корисної дії котла, %	hк	100-(q2+q3+q4+q5+q6)	100-(4,8+0,5+3,5+3,8+0,66 )= 86,7
Корисно використана теплота, МВт	Qк		0,7(2790+377)+0,03 0,7(830-377)  = 2226,5
Розрахункова витрата  палива, кг/з	Вр		2226,5/(19800 0,867) = 0,13
Коефіцієнт збереження тепла	j		1-0,038/(0,908+0,038) = 0,96