Расчет парового котла Пп – 1650 – 250 – 545

Министерство образования  Российской Федерации

Новосибирский Государственный Технический Университет

 

 

 

 

 

Кафедра ТЭС

 

 

 

 

Курсовой  проект по современным котельным  установкам

 

 

«Расчет парового котла Пп – 1650 – 250 – 545»

 

 

Вариант 12

 

 

 

 

 

 

 

Факультет: ФЭН

Группа:  ТЭ-81с

Выполнил: Балакин М.М.

Преподаватель: Калошин А.П.

                            Бурдукова О.О.

Вариант: 12

Дата: 01.11.12

    Отметка о защите:

 

 

 

Новосибирск 2012.

 

 

Содержание

 

ВВЕДЕНИЕ………..………………………………………………………………………3

1    РАСЧЕТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТОПЛИВА……………………...……………4

2    ПОЯСНЕНИЯ К ВЫБОРУ ШЛАКОУДАЛЕНИЯ……………..…………………...4

3    Пояснение к выбору типа углеразмольных мельниц……………4

4    Составление тепловой схемы котла ……………………………….....6 

5    Объемы воздуха и  продуктов сгорания …………………………...…9

6    Энтальпия воздуха и  продуктов сгорания……………….………..13

7    Тепловой баланс котла……………………………………………………..17

8    Определение расхода  топлива……………………..……………………19

9    Выбор и компоновка  горелочных устройств……………………...20

10  Выбор основных конструктивных  характеристик…………..… 21

11  Тепловой расчет топочной  камеры…………….………………….…..25

Заключение ……………………………………………………………………….....28

Литература………………………………………….……………………………......29

 

 

ВВЕДЕНИЕ.

 

Цель  конструкторского расчета парового котла состоит в выборе рациональной компоновки и определении размеров всех его поверхностей.

Задача  конструктивного теплового расчета  заключается в выборе компоновки поверхностей нагрева, обеспечивающих номинальную паропроизводительность котла при заданных номинальных  параметрах пара, надежность и экономичность  его работы.

Паровые котлы электростанций относятся  к особо сложным агрегатам  современной техники. Выполнение проекта  котла, в том числе теплового  расчёта его топочной камеры –  задача многоплановая и трудоемкая. Не существует и, вероятно, не может  существовать такой методики проектирования котла, по которой можно было бы автоматически  получить его оптимальную схему. Она отыскивается в результате многократных целенаправленных попыток, учитывающих  все многообразие факторов. Для проектирования и расчёта котла, как и для  всякого творческого процесса, нет  строго установленных канонов, однако выполнение ряда принципиально важных рекомендаций облегчает проектирование и повышает его качество.

В основе проекта котла лежит его  тепловой расчёт, который может быть поверочным или конструктивным.

В конструктивном тепловом расчёте определяют размеры топки и поверхностей нагрева котла, необходимых для  обеспечения номинальной производительности в длительной эксплуатации при номинальных  величинах параметров пара и питательной  воды, принятых показателях экономичности  и характеристиках топлива.

Конструктивный  тепловой расчёт котла рекомендуется  выполнять в следующей последовательности:

• выбор компоновки котла с составлением общего эскиза проектируемого агрегата;
• выбор типа топочного устройства, способа шлакоудаления;
• выбор системы пылеприготовления, углеразмольных мельниц;
• составление тепловой схемы котла, распределение тепловосприятия между поверхностями нагрева;
• определение объёмов и энтальпий воздуха и продуктов сгорания;
• составление и решение уравнения теплового баланса котла с определением тепловых потерь, КПД и расходов топлива;
• конструктивный и тепловой расчёт топки.

 

Расчёт курсового проекта  начинается конструктивным методом  и ведётся до того момента, пока не будет целесообразней перейти на поверочный метод, хотя не исключено  расчёт всего проекта одним методом. Результатом проекта ожидается  приемлемая компоновка парового котла, получение его многих параметров и характеристик, а так же закрепление и более глубокое усвоение теоретических знаний и практических навыков в применении методов для решения конкретных задач.

 

ГЛАВА 1. РАСЧЕТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТОПЛИВА

Для заданного вида топлива из таблиц выписываем элементарный состав рабочей  массы, величину теплоты сгорания , температурные характеристики золы, выход летучих .

Таблица 1.

Название бассейна, месторождения	Марка топлива	Рабочая масса топлива, %								Vdaf
		Wр	Aр		Cр	Hр	Nр	Oр
Китайский	Бурый	38	15,6	0,2	32,3	2,1	0,5	11,3	2580	47

 

Температурные характеристики золы:

Таблица 2.

Температура начала деформации
Температура начала размягчения
Температура начала жидкоплавкого  состояния

 

ГЛАВА 2 ВЫБОР СПОСОБА ШЛАКОУДАЛЕНИЯ

 

В топочной камере можно организовать как сжигание топлив с твердым шлакоудалением, так и с жидким шлакоудалением. По прототипу выбираем твердый тип шлакоудаления.

Твердое шлакоудаление применяется при  сжигании топлива при температуре , а также ТШУ целесообразно для топлив с умеренными значениями температуры и при выходе летучих веществ _.

В нашем случае имеем: и

 

ГЛАВА 3 ВЫБОР ТИПА УГЛЕРАЗМОЛЬНЫХ МЕЛЬНИЦ

 

Топливо	К-т kло	Тип мельницы
		Рекомендуемый	Заменяющий
Бурые угли	––	ММ	МВ

 

Для бурых углей и  приведенной  влажности  выбираем мельницы-вентиляторы (МВ), так как даны газы рециркуляции через горелки.

Мельницы-вентиляторы используются для размола влажных бурых  углей с предварительной сушкой их топочными газами в специальной  шахте .

 

 

 

Рис. 1. Система  пылеприготовления прямого вдувания с МВ и сушкой топлива горячими газами.

 

1 – бункер; 2 – шибер  под бункером ; 3 – питатель топлива; 4 – мигалка; 5 – мельница; 6 – сепаратор;  8 – мельничный вентилятор; 10 –  горелка; 14 – горячий воздух; 14` – холодный воздух с нагнетания дутьевого вентилятора; 18 – выдвижная или поворотная заслонка (шибер); 24 – топка; 26 – пыледелитель;  27 и 28 – подвод воды и пара; 29 – электродвигатель; 30 – течка провала с мигалкой.

 

 

 

ГЛАВА 4. СОСТАВЛЕНИЕ ТЕПЛОВОЙ СХЕМЫ КОТЛА

 

Температура газов на выходе из топки определяется рекомендациями по условиям надежности работы конвективных поверхностей нагрева.

Температура уходящих  газов оказывает решающее влияние на экономичность работы парового котла, так как потеря теплоты  с уходящими газами является наибольшей в сравнении с суммой других потерь. Снижение температуры уходящих газов  приводит к повышению КПД котла. Однако глубокое охлаждение газов требует  увеличения размеров конвективных поверхностей нагрева и  во многих случаях приводит к усилению низкотемпературной коррозии.

Существенное  влияние на выбор температуры  уходящих газов оказывает температура  питательной воды.

 

4.1. Температура газов на выходе из топки :

При сжигании Китайских углей (бурый): .

 

4.2. Температура уходящих дымовых газов

Температура уходящих дымовых газов выбирается на основании технико–экономических  расчетов по условию эффективного использования  тепла топлива, расхода металла  на хвостовые поверхности нагрева  и с учетом низкотемпературной коррозии.

Таблица 3. Рекомендуемая температура уходящих дымовых газов

Топливо	Хар – ка	Jух, 0С
		Температура питательной воды, 0С
		150	215–235	265
Твердое сухое	Wrпр<0,7	110–120	120–130	130–140
Твердое влажное	Wrпр=1–5	120–130	140–150	150–160
Твердое сильно влажное	Wrпр>5	130–140	160–170	170–180
Мазут	Sr£1 %		140
	Sr=1,1–2 %		150
	Sr=2,1–3 %		160
	Sr>3 %		165
Природный газ			110–120

В нашем случае по приведенной влажности– и температуре питательной воды – температуру уходящих дымовых газов выбираем для твердого влажного топлива из промежутка 150 –160⁰С, .

 

4.3. Температура горячего воздуха.

Температура подогрева воздуха в воздухоподогревателе определяется свойствами топлива, организацией его сжигания, особенностями выбранной системы пылеприготовления.

Для курсового проекта с целью  упрощения расчетов для прямоточного котла большой мощности на сверхкритических параметрах пара можно принять при конструкторском расчете следующую последовательность расположения элементов котла по ходу дымовых газов: топочная камера, ширмовый перегреватель, ширмовый пароперегреватель, выходные ступени первичного и вторичного конвективных пароперегревателей в горизонтальном газоходе, входная ступень вторичного пароперегреватель, конвективный первичный пароперегреватель, водяной экономайзер и воздухоподогреватель в опускной конвективной шахте.

 

Таблица 4. Рекомендуемая температура горячего воздуха

Топочное устройство	Система пылеприготовления	Топливо	Температура горячего воздуха tг.в.
Топки с ТШУ	Замкнутая с воздушной сушкой	АШ Т Каменные угли Бурые угли  Фрезторф Сланцы	450–470 420–450 300–420 350–400 350–400 250–300
	Замкнутая с газовой сушкой	Бурые угли	300–350
	Разомкнутая с газовой сушкой	Для всех топлив	£ 350

 

Для более правильного подбора  температуры горячего воздуха нужно  учесть систему пылеприготовления, влажность топлива и выход летучих . В нашем случае температуру горячего воздуха выбираем из промежутка 350 – 400 ⁰С, Принимаем.

 

4.4. Обоснование выбора количества ступеней в конвективной шахте.

В настоящем проекте возьмем Т-образную компоновку котла (рисунок 1.1) со следующей последовательностью расположения элементов котла по ходу дымовых газов: топочная камера, две ступени ширмового пароперегревателя, выходные ступени первичного и вторичного конвективных пароперегревателей в горизонтальном газоходе; входная ступень вторичного пароперегревателя, первичный пароперегреватель, водяной экономайзер в опускной конвективной шахте и вынесенный двухступенчатый трубчатый воздухоподогреватель.

 

Рисунок 2. Компоновка котла.

1. топочная камера; 2. вторая ступень ширмового пароперегревателя; 3. первая ступень ширмового пароперегревателя; 4. вторая ступень первичного конвективного пароперегревателя;5. вторая ступень вторичного пароперегревателя; 6. первая ступень вторичного пароперегревателя; 7. первая ступень первичного пароперегревателя; 8. Экономайзер; 9. вынесенный двухступенчатый трубчатый воздухоподогреватель.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ГЛАВА 5 ОБЪЕМЫ ВОЗДУХА И ПРОДУКТОВ СГОРАНИЯ

 

5.1. Теоретический объем воздуха, необходимый для полного сгорания топлива