Тепловой расчет котельного агрегата ПК-38

 

 

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

 

КАЗАХСКИЙ АГРОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им.С.СЕЙФУЛЛИНА

 

 

 

 

 

 

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

на тему:  «Тепловой расчет котельного агрегата ПК-38»

по специальности 5В071700 «Теплоэнергетика»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Выполнил: ст. 302 группы Кенесов О.Б.

Принял: доцент кафедры ТЭ Атякшева А.В.

 

 

 

 

 

 

Астана 2015г

СОДЕРЖАНИЕ

 
ВВЕДЕНИЕ      3 
1.Основные характеристики топлива                    4 
1.1. Выбор коэффициента избытка воздуха и присосов  в газоходах котельного агрегата 4 
1.2Расчёт объёмов воздуха и продуктов сгорания топлива               5 
2.Энтальпия воздуха и продуктов сгорания                                                        6

3.Тепловой баланс котлоагрегата                 8 
Заключение   10 
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ                                            10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

       Тепловой расчет котлоагрегата ПК-38 производился на непроектный вид топлива- Кушмурунский уголь. Расчет производился в связи с актуальностью этого вида топлива и больших залежей находящиеся на территории РК.

       Также в данном курсовом проекте рассмотрены теоретические основы теплового расчета котлоагрегата ПК-38. Создана и описана экспериментальная установка котла.  Были получены расчеты топлива, энтальпии воздуха и продуктов сгорания, а также тепловой баланс котлоагрегата.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                               

ТОПЛИВО. ВОЗДУХ. ПРОДУКТЫ СГОРАНИЯ.

1.Основные характеристики топлива

.

Приведённые характеристики топлива Aп, Wп,(% кг/МДж), определяются по формулам:

 

                         Ап=103Ар/Qнр;

                        Wп=103Wр/Qнр.                                                                           (1)

 

1.2 Выбор коэффициента избытка воздуха и присосов  в газоходах котельного агрегата

 

В реальных топочных камерах для эффективного сжигания топлива приходится подавать воздуха больше, чем это теоретически необходимо:

                                 Vд=V0×aт,                                                                           (2)

 гдеVд – м3/кг, объём подаваемого в топку воздуха;

V0 - м3/кг, объём теоретически необходимого для осуществления процесса горения воздуха;

aт – коэффициент избытка воздуха на выходе из топки.

По мере движения продуктов сгорания по газоходам коэффициент избытка увеличивается за счёт присосов воздуха в газовый тракт агрегата через неплотности в обмуровке.

При тепловом расчёте коэффициент избытка воздуха на выходе из топки aт и присосы воздуха в отдельных элементах котлоагрегата Daт принимают на основе обобщённых данных эксплуатации агрегатов.

Значение расчётного коэффициента избытка воздуха в отдельных сечениях газохода a определяем суммированием коэффициента избытка воздуха в топке с присосами воздуха в газоходах, расположенных между топкой и рассматриваемым сечением, т.е.

          a = aт + SDai.                                                (3)

 

Таблица 1- Присосы воздуха по газоходам Da и расчётные коэффициенты избытка воздуха

 

Участок газового тракта	Присосы Da	Расчётный коэффиц. избытка a	Среднее значение          aср=(ai-1+ai)/2
1.Топка, фестон	-	aт=1,2	-
2.Конвективные пакеты	Daкп=0,02	aкп=aт+Daкп=1,22	aкпср=(aт+aкп)/2=1,21
3.Воздухоподогреватель	Daвп=0,03	aвп=aкп+Daвп=1,25	aвпср=(aкпср+aвп)/2=1,23

 

 

 

1.2 Расчёт объёмов воздуха и продуктов сгорания топлива

 

Расчётные значения теоретически необходимого количества воздуха V0,азота VN2 ,трехатомных газов VRO2 , водяных паровVH2O и объёма образующихся продуктов сгорания V0г отнесённые к 1 кг твёрдого, жидкого и к 1 м3 газообразного топлива для конкретного вида топлива приведены в [1] (табл. XI; XII). Действительные значения определяемых величин для конкретного участка газохода рассчитываем в табличной форме.

 

Таблица 2 -  Характеристика продуктов сгорания по ходу газов

 

Величины	V0=4,78  м3/кг; V0H2O=0,51 м3/кг; VRO2=0.88  м3/кг;V0N2=5,17 м3/кг.
	Ед. изм.	Топка, фестон	Конвектив ные пакеты	Воздухо-подогре-ватель
1. Средний коэффициент избытка воздуха  aiср		aт=1,2	aкпср  =1,21	aвпср=1,23
2. Объём водя ных паров VH2O=V0H2O+(aiср-1)∙V0∙0,0161	м3/м3 м3/кг,	0,52639	0,52616	0,52770
3. Полный объём продуктов сгорания         Vг=VRO2+VH2O+V0N2+(aiср1)∙V0	м3/кг, м3/м3	5,26239	5,301	5.4071
4. Объемная доля водяных паров rH2O=VH2O/Vг	-	0,1000	0,0992	0,0975
5. Объемная доля трехатомных газов rRO2= VRO2 /Vг	-	1,1672	0,1660	0,16274
6. Суммарная доля трехатомных газов rп= rH2O+rRO2		0,2672	0,2652	0,26024
7. Концентрация золы в дымовых газах µ=10АРаун/Vг   µ=АРаун/1,3Vг100	г/м3     кг/кг

  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 Энтальпия воздуха и продуктов сгорания.

 

  Энтальпии теоретического объема  воздуха Iв0 и продуктов сгорания Iг0, отнесенные к 1 кг или 1 м3 топлива при соответствующей температуре приводятся в таблице. [I].Энтальпию продуктов сгорания для соответствующих участков газового тракта определяем по формуле

    Ii=Iгi+Iзл= Iг0+(aiср-1) Iв0+ Iзл,                                                                     (4)

Расчет удобно вести в табличной форме. Количество расчетных участков должно соответствовать схеме проектируемого агрегата. Энтальпия подсчитывается в отмеченном диапазоне температур.

 

Таблица 3 - Энтальпии продуктов сгорания в газоходах

 

T	Iв0	Iг0	Iзл	Участки газового тракта
0C				Топка Фестон		Конвективные пакеты		Воздухоподогреватель
				I	ΔI	I	ΔI	I	ΔI
100	452	581	0,076			675		685
200	908	1177	0,16			1367	692	1386	701
300	1377	1799	0,25			2088	721	1872	486
400	1846	2421	0,341			2809	721	2845	973
500	2336	3078	0,434			3566	757	3615	770
600	2827	3736	0,531			4330	764
700	3338	4426	0,628			5127	797
800	3850	6117	0,727	6887		5926	799
900	4377	5838	0,829	6714	286	6758	832
1000	4905	6559	0,933	7540	1366	7589	831
1100	5439	7295	1,040	8383	842	8438	849
1200	5974	8031	1,143	9226	843
1400	7072	9530	1,5010	10945	860
1600	8183	11068	1,6678	12706	894
1800	9296	12632	1,9577	14493
2000	10437	14220	2,2635	16309
2200	11577	15825

          

 

         Iзл –энтальпия золы учитывается, если

                        

> 1,5 [%кг/кДж], где                                                    (5)

                       Iзл= 4,18(сJ)злАраун/100                                                        (6)

 

 

         3 Тепловой баланс котлагрегата.

3.1Располагаемая теплота топлива.

 

Тепловой баланс котлоагрегата выражает количественное соотношение между поступившей в агрегат теплотой (располагаемой теплотой топлива Qpp) и суммой полезно использованной теплоты Q1 и тепловых потерь Q2 ,Q3 ,Q4 ,Q5 ,Q6..

     Qpp= Qнp+  iтл, кДж/кг                                                                                                                                      (7)

Qв.вн – количество теплоты, внесенное воздухом –учитывается лишь в случае подогрева воздуха вне котлоагрегата.

Физическая теплота топлива iтл учитывается для жидкого топлива

iтл= см tм, где                                                                                                            (8)

см – теплоемкость мазута, кДж/кгК, вычисляется по формуле

см = 1,74+0,0025 tм,                                                                                                 (9)

tм – температура подогрева мазута, принимается 120-1300С.

 

3.2 Статьи теплового баланса и КПД котлоагрегата.

 

Общее уравнение теплового баланса имеет вид:

 

Qpp= Q1+ Q2 +Q3 +Q4 +Q5 +Q6, ,кДж/кг,                                                   (10)

 

 или в относительных величинах (процентах от располагаемой теплоты Qpp)

100 =q1+q2+q3+q4+q5+q6 .                                                                                      (11)

 

Расчет предлагается вести в табличной форме

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 4-  Тепловой баланс теплогенератора

Определяемая величина	Обозна чение	Ед. изм.	Расч. формула или способ определения	Расчет	Величина
1	2	3	4	5	6
1. Располагаемая Теплота	Qpp		ф-ла (92)	Qнp	3130
2. Потеря теплоты от химич. неполноты  сгорания	q3	%	табл.XVII,XXXXI [1]	3	93
3. Потеря теплоты от механич. неполнотысгорания	q4		там же	4	125
4. Температура уходящих газов	Jух	0С			158
5. Энталь пия уходящих газов	Iух		по табл.31		1100
6. Температура воздуха в котельной	tх в	0С	принимается 300С		30
7. Энтальпия воздуха в котельной	Iх в		39,8V0		270
8. Потеря теплоты с уходящими  газами	q2	%	ф-ла(11)	7	219
9. Потеря теплоты от наружного охлаждения	q5	%	рис5-7 [1] табл.4.5[2]	3	93
10. Потеря с теплом шлака	q6	%			13
11.Сумма тепловых потерь	Σ q	%			544
12. КПД агрегата	ηк а	%	100- Σ q		83
13.Козффициент сохранения теплоты	φ		1-		0,965
Продолжение таблицы 4
1	2	3	4	5	6
14.Тепловая мощность котла	Qк а	МВт	из задания		147
15. Полный расход топлива	В	кг/с			57
16. Расчетный расход топлива	Вр	кг/с			14