Тепловой расчёт парогенератор

СОДЕРЖАНИЕ 

Введение……………………………………………………………………….

1. Расчет объемов и энтальпий воздуха и продуктов сгорания при α=1..
2. Котёл. Общее описание котла снаружи………………………………….
1. Топка. Выбор топочного устройства. Описание топочного

 устройства  и топочного объема. Расчетные  характеристики топки……….

      2.1.2. Определение коэффициентов избытка  воздуха и средних      характеристик продуктов сгорания  в поверхностях нагрева………………

     2.1.3. Расчет энтальпий продуктов сгорания. Построение  I-θ диаграммы..

     2.1.4. Тепловой баланс и расход топлива……………………………………

     2.1.5. Тепловой расчет топки………………………………………………..

2.2. Конвективные (кипятильные) пучки. Описание…………………………

2.2.1. Расчет конвективного пучка……………………………………………

3. Экономайзер………………………………………………………………..

3.1. Расчет водяного  экономайзера……………………………………………

4. Определение  расчетной невязки теплового  баланса………………………

5.Сводная таблица  теплового расчета котельного агрегата…………………

Заключение………………………………………………………………………

Приложения……………………………………………………………………..

Литература……………………………………………………………………… 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ВВЕДЕНИЕ 
 

В курсовом проекте  выполнен поверочный расчет топки и конвективного пучка парового котла марки ДКВР 20х13, а также конструктивный расчет экономайзера. 

Для расчета  предоставлены следующие исходные данные :

1. Номинальная паропроизводительность котельного агрегата- 20 т/ч;

2. Поверхность нагрева, установленная за котлом – экономайзер;

3. Температура питательной воды (после деаэратора) – 80 ⁰С;

4. Способ сжигания топлива – в слое;

5. Вид топлива – Кузнецкий уголь марки «Г»;
6. Рабочее давление в барабане котла – 14 ати;
7. Компоновка верхняя;
8. Котельная находится в городе Рязань;
9. Температура наружного воздуха (в котельной)  - 25 ⁰С.

 

Характеристика  топлива – Кузнецкий уголь  марки «Г» /10/ .

 
 

   В начале расчета производим выбор типа топки по исходным данным.

    Во второй главе приводим расчет объемов и энтальпии воздуха и продуктов сгорания при α =1,0. Принимаем, что в топочную камеру воздух подается в тех количествах, которые необходимы. Для этого случая рассчитываем теоретическое количество воздуха, необходимое для полного сгорания топлива, и минимальный объем продуктов сгорания, которые получились бы при полном сгорании топлива с теоретически необходимым количеством воздуха.

   Далее находим коэффициенты избытка воздуха, объемы и энтальпии продуктов сгорания по газоходам. Для этого котельный агрегат делим на самостоятельные участки: топочную камеру, конвективные испарительные пучки, экономайзер. Строим диаграмму I-θ продуктов сгорания.

 Рассчитываем тепло, полезно использованное в котлоагрегате, полный и расчетный расход топлива.

    Затем для своего котельного агрегата находим объем и характеристики топочной камеры, а также температуру и энтальпию горячего воздуха.

   Далее оцениваем неизвестную температуру и энтальпию  решением уравнения теплового баланса и определяем тепловосприятие поверхности нагрева (кипятильных пучков) и конечную энтальпию среды. После этого рассчитываем коэффициент теплопередачи и температурный напор и по уравнению теплообмена определяем вторичную величину тепловосприятия поверхности нагрева.

   В третьей главе производим конструктивный расчет экономайзера и определяем поверхность нагрева, число и количество рядов труб.

   В итоге всех произведенных расчетов, определяем невязку теплового баланса. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Расчет  объемов и энтальпий воздуха  и продуктов сгорания при α=1.

 

    

     Теоретическое количество сухого воздуха (α=1,0), необходимое для полного сгорания  топлива определим по формуле: 

 ) +0,265х 

    Минимальные объемы продуктов сгорания, которые получились бы при полном сгорании топлива с теоретически необходимым количеством воздуха (α=1,0): 
 

=0,01866х( + 0,375х), нм3/кг 
 
 

, нм3/кг 

   Тогда, подставив значения для каменного угля, получим: 

 ) +0,265х 

=0,01866х(66+ 0,375х) = 1,24  нм3/кг 
 
 

  нм3/кг 

Результаты расчета  сводим в таблицу 2.

Доля золы топлива  в уносе α_ун принимается из таблицы 1. 
 
 
 
 

2. Котёл. Общее  описание котла снаружи.

 

    Условное  обозначение парового котла ДКВР 20х13 означает: двухбарабанный котел, вертикально-водотрубный, реконструированный. Первая цифра после наименования котла обозначает паропроизводительность, 20 т/ч, вторая - избыточное давление пара на выходе из котла, 13 кгс/см².

    Стационарные  паровые котлы ДКВР разработаны  ЦКТИ им. Ползунова совместно с  Бийским котельным заводом. Котлы  были разработаны в 40-х годах, а  с 50-го года начался их поточно-серийный выпуск под маркой ДКВ. Впоследствии, в процессе изготовления и эксплуатации, эти котлы подверглись некоторым  изменениям (сокращена длина топки, уменьшены шаги труб кипятильного пучка и т. п.) и с 1958 г. выпускаются под маркой ДКВР /2/.

   Котлы типа ДКВР применяются при работе как на жидком, газообразном, так и на различных видах твердого топлива. Вид используемых топочных устройств вносит определенные коррективы в компоновочные решения /3/.

   Котлы ДКВР-20х13 поставляются тремя транспортабельными блоками (передний и  задний топочные блоки и блок конвективного пучка)  в облегченной обмуровке, состоящей из слоя легковесного шамота и нескольких слоев изоляционных вулканитовых и совелитовых плит в металлической обшивке. Верхние и нижние концы труб топочных экранов приварены к коллекторам, что облегчает указанную разбивку на  блоки. Однако такое решение из-за увеличения сопротивления циркуляционного контура потребовало ввести необогреваемые рециркуляционные трубы для получения необходимых скоростей циркуляции. Блок конвективного пучка включает верхний и нижний барабаны одинаковых размеров (по длине и диаметру) и трубный пучок.

 В котлах применена  двухступенчатая схема испарения (последовательное питание части  циркуляционных контуров), позволяющая  расширить диапазон используемых для  питания природных вод при  ограниченных объемах верхнего барабана. Первая ступень испарения включает конвективный пучок, фронтовой и задний экраны, а также боковые экраны заднего топочного блока. Боковые экраны переднего топочного блока включены во вторую ступень испарения. Сепарационными устройствами второй ступени испарения являются выносные циклоны центробежного типа. Циркуляционные контуры второй ступени испарения замыкаются через выносные циклоны и их опускные трубы; первой ступени испарения – через опускную часть конвективного пучка. Питание циркуляционного контура второй ступени испарения осуществляется из нижнего барабана в выносные циклоны.

 Котлы типа ДКВР отличаются достаточно высокой экономичностью, небольшой массой,  простотой  конструкции, малыми габаритами и транспортабельностью. Наличие в котлах кипятильного пучка  обеспечивает глубокое охлаждение продуктов  сгорания, в результате  чего достигается  высокая их экономичность. Экранированная топочная камера обеспечивает интенсивный  теплообмен продуктов сгорания с  экранными поверхностями нагрева. Движение газов в колах – горизонтальное с несколькими поворотами. 

  2.1. Топка. Выбор топочного устройства. Описание топочного устройства и топочного объема. Расчетные характеристики топки. 

  Выбор типа топки определяется, исходя из паропроизводительности котельного агрегата, вида топлива. В котле ДКВР 20х13 для сжигания кускового твердого топлива - каменного угля марки «Г» (Кузнецкого угля) применена слоевая топка с цепной решеткой обратного хода с пневмомеханическими забрасывателями (ПМЗ-ЛЦР). Топка относится к классу механических факельно-слоевых топочных устройств. Особенность топки – комбинированный процесс горения как в слое, так и во взвешенном состоянии. Крупные частицы забрасываются и сгорают на решетке, а мелкие выносятся и сгорают в топочном объеме. Забрасыватели подают топливо непрерывно мелкими порциями на всю поверхность горящего слоя. Топливо горит в слое, лежащем на колосниковой решетке. Воздух для горения подается под решетку и через отверстия в колосниках поступает на горение. Очаговые остатки (шлак, зола) проваливаются через зазоры под решетку и удаляются с неё в  шлаковые бункеры /4/.

   Наименование и типоразмер топки, принятой в курсовом проекте, ТЧЗ - 2,7/5,6. Площадь зеркала горения топки 12,90 м². Вся поверхность топочной камеры окружена трубами боковых, фронтовых экранов. Экранирование топочной камеры обеспечивает низкую температуру уходящих газов, а небольшое тепловое напряжение экранов – надежную и длительную работу обмуровки котла /8/. В таблице 1 указаны расчетные характеристики топки.

Таблица 1

Расчётные характеристики топки