Расчет парового котла Пп – 1650 – 250 – 545

 

 

5.2. Теоретический объем азота

 

 

 

5.3. Объем трехатомных газов

 

 

 

5.4. Теоретический объем водяных паров

 

 

 

5.5 Коэффициент избытка воздуха  на выходе из топки .

Принимаем в зависимости от типа топочного устройства и рода сжигаемого топлива

 

5.6 Присосы воздуха по отдельным  газоходам ()

Таблица 5. Присосы воздуха для отдельных элементов газового тракта

Элементы газового тракта
Фестон, ширмовый пароперегреватель	0
Конвективный пароперегреватель	0,03
Водяной экономайзер стальной (на каждую ступень)	0,02
Воздухоподогреватель трубчатый (на каждую ступень)	0,03

 

5.7 Коэффициент избытка воздуха  за каждой поверхностью нагрева,

Определяется  прибавлением к соответствующей суммы присосов воздуха в газоходах от топки до данной поверхности включительно, т.е. , где i – поверхность нагрева по ходу дымовых газов.

 

 

 

 

5.8 Средний коэффициент избытка  воздуха в газоходе каждой  поверхности нагрева.

Определяется  как , где i – поверхность нагрева по ходу дымовых газов.

 

5.9. Объем водяных паров в дымовых газах при избытке воздуха

 

 

5.10. Объем дымовых газов, образующихся при избытке воздуха

 

 

_{5.11. Объем газов  на рециркуляцию}

 

 

_{5.12. Полный объем  дымовых газов}

 

 

5.13. Объемная доля сухих трехатомных газов

 

5.14. Объемная доля водяных паров

 

 

5.15. Суммарная объемная доля трехатомных газов

 

 

5.16. Доля золы топлива, уносимой дымовыми газами из топки

 

 

5.17 Масса дымовых газов

 

 

5.18. Безразмерная концентрация золы в дымовых газах

 

 

_{Расчет  представлен в  таблице 5.}

 

 

 

Таблица 5. Средние объемные характеристики продуктов сгорания.

Расчетные величины	Размерность	, , ,
		Газоходы котла
		Топка и ширмы	КПП		КВП		Эконо –майзер	Воздухоподогре–ватель
			II ст	I ст	II ст	I ст		II ст	I ст.
Коэффициент избытка воздуха за поверхностью,	––	1,2	1,23	1,26	1,29	1,32	1,34	1,37	1,40
Средний коэффициент избытка воздуха  в газоходе,	––	1,2	1,215	1,245	1,275	1,305	1,33	1,355	1,385
Объем водяных паров,	м3/ кг	0,764	0,765	0,766	0,767	0,769	0,77	0,771	0,773
Полный объем дымовых газов,	м3/ кг	4,400	4,447	4,540	4,632	4,726	4,804	4,881	4,975
Объем газов на рециркуляцию,	м3/ кг	1,232	1,245	1,271	1,297	1,324	1,345	1,366	1,392
Полный объем дымовых газов,	м3/ кг	5,632	5,692	5,811	5,929	6,050	6,149	6,247	6,367
Объемная доля сухих трехатомных  газов,	––	0,107	0,106	0,104	0,102	0,100	0,099	0,097	0,095
Объемная доля водяных паров,	––	0,136	0,134	0,132	0,129	0,127	0,125	0,123	0,121
Суммарная объемная доля трехатомных  газов,	––	0,243	0,240	0,236	0,231	0,227	0,24	0,220	0,216
Масса дымовых газов,	кг/ кг	5,639	5,699	5,819	5,939	6,059	6,159	6,259	6,379
Безразмерная концентрация золы в  дымовых газах,	кг/ кг	0,0263	0,0260	0,0255	0,0249	0,0244	0,0241	0,0237	0,0232

 

 

 

 

Глава 6 ЭНТАЛЬПИЯ ВОЗДУХА И ПРОДУКТОВ СГОРАНИЯ

 

6.1. Энтальпия теоретически необходимого количества воздуха

 

где – удельные энтальпии, кДж/кг.

 

6.2. Энтальпия теоретического объема дымовых газов

 

 

6.3. Энтальпия золы в дымовых газах

 

 

6.4. Энтальпия дымовых газов

.

 

Результаты  расчётов заносим в таблицу 6

 

 

Таблица 6 – Сводная таблица для отдельных газоходов

 

Газоход	Температура газов 0С
Топка и фестон	2200	14531,6	10410,1	–	16613,7	–
	2100	13795,7	9896,0	–	15774,9	–
	2000	13061,3	9381,9	372,278	15310	–
	1900	12330,6	8870,9	353,753	14458,6	851,4
	1800	11606,0	8359,9	323,965	13602	856,6
	1700	10883,7	7855,0	305,9	12760,6	841,4
	1600	10164,1	7353,2	278	11912,7	847,9
	1500	9452,9	6851,3	260,7	11083,9	828,9
	1400	8747,6	6352,6	234,6	10252,7	831,1
	1300	8049,7	5856,8	201,7	9422,8	829,9
	1200	7374,7	5367,2	178,7	8626,9	795,9
	1100	6689,5	4880,7	162,6	7828,2	798,7
	1000	5776,9	4400,3	145,8	6802,8	1025,4
	900	5352,8	3925,9	129,7	6267,7	535,2
КПП I 2ст	1000	6018,9	4400,3	145,8	7110,8	–
	900	5352,8	3925,9	129,7	6326,5	784,3
	800	4697	3454,7	113,7	5553,5	773,1
	700	4057,5	2995,7	98,1	4799,7	753,8
КПП II 2ст	900	5352,8	3925,9	129,7	6385,4	–
	800	4697	3454,7	113,7	5605,3	780,1
	700	4057,5	2995,7	98,1	4844,6	760,7
	600	3429,5	2539,8	83	4096,7	747,9
КПП II 1ст	700	4057,5	2995,7	98,1	4889,5	–
	600	3429,5	2539,8	83	4134,7	754,8
	500	2816,9	2096,1	67,9	3398,4	736,4
КПП I 1ст	600	3429,5	2539,8	83	4172,8	–
	500	2816,9	2096,1	67,9	3429,8	743
	400	2220,9	1658,5	53,4	2705,5	724,4
Экономайзер	500	2817	2096,1	67,9	3471,7	–
	400	2221	1658,5	53,35	2738,6	733,1
	300	1642,6	1233,2	39,1	2027	711,6
Воздухопо–догреватель 2ст	400	2220,9	1658,5	53,4	2863,	–
	300	1642,6	1233,2	39,1	2119,5	743,5
	200	1078,3	817	25,1	1393,4	726,2
Воздухопо–догреватель 1ст	300	1642,6	1233,2	39	2212	–
	200	1078,3	817	25,1	1454,7	757,4
	100	532	406,1	12	718,6	736

 

 

Рисунок 3. Диаграмма _.

 

ГЛАВА 7 ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС КОТЛА

 

Составление теплового баланса котла заключается  в установлении равенства между  поступившим в котел количеством  тепла и суммой полезно использованного  тепла Q₁ и тепловых потерь Q₂, Q₃, Q₄, Q₅, Q₆. На основании теплового баланса вычисляются КПД и необходимый расход топлива.

Тепловой  баланс составляется применительно  к установившемуся тепловому  состоянию котла на 1 кг твердого топлива при 0 ⁰С и 101,3кПа.

Общее уравнение теплового баланса  имеет вид:

 

 

 

7.1. Располагаемое  тепло топлива:

 

 

7.2. Тепло, вносимое воздухом, при его подогреве вне котла 

 

7.3. Физическое тепло топлива

,

где – теплоемкость рабочего топлива:

 

где – теплоемкость сухой массы топлива при .

Топливо		кДж/(кг К)
		0 0С	100 0С
Антрацит и тощий уголь	0,92		0,96
Каменный уголь	0,96		1,09
Бурый уголь	1,09		1,26
Сланцы	1,05		1,13
Фрезерный торф	1,30		1,51

 

 

 

 

 

7.4. Располагаемое тепло рабочей  массы топлива

 

 

 

7.5. Потери от механической неполноты сгорания:

Определяется  по таблице XVIII [норм, 173] с учётом приведённой  зольности

 

 При этом значении A^п для бурых углей .

 

 

7.6. Потери от химической неполноты  сгорания:

 

7.7. Потери тепла с уходящими газами:

 

где – энтальпия уходящих газов, при температуре уходящих газов ():

 

=

 

  – энтальпия холодного воздуха  при температуре :

Энтальпия холодного воздуха:

,

 

 

 

 

7.8. Потеря тепла от наружного охлаждения:

 

7.9. Потери с теплом шлака

 

где – доля золы топлива в шлаке:

 

 – энтальпия золы  шлака, при  

 

 

7.10. Коэффициент полезного действия котла

 

 

 

 

ГЛАВА 8 ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСХОДА ТОПЛИВА

 

8.1.Расход топлива, подаваемого в топку:

 

 

8.2. Полное количество тепла, полезно использованное в котле:

 

где – паропроизводительность котла (по заданию);

 – энтальпия перегретого  пара;

Определено  с помощью программы WaterSteamPro 5.6

 – энтальпия питательной  воды;

 – количество пара, проходящего через промперегреватель;

 – энтальпия вторичного пара до промперегревателя;

 – энтальпия вторичного  пара после промперегревателя.

 

 

 

 

8.3. расчетный расход топлива:

 

 

 

В дальнейшем во все формулы для определения объемов и количеств тепла подставляется величина .

 

 

 

 

 

ГЛАВА 9 ВЫБОР И КОМПОНОВКА ГОРЕЛОЧНЫХ УСТРОИСТВ

9.1 Тип горелок  – ПРЯМОТОЧНЫЕ

Выбираются  из таблице 7.

Таблица 7.

Топливо	Тип горелок
Каменные  угли	Вихревые
Каменные  угли с Vdaf ³30%	Прямоточно–лопаточные
Бурые угли	Вихревые, прямоточные
Бурые угли с Vdaf ³30%	Прямоточно–лопаточные, прямоточные
Антрацитовый  штыб	Лопаточно–лопаточные, улиточно–лопаточные
Тощий уголь
Каменный  уголь СС
Отходы  углеобогащения	Вихревые
Фрезерный торф	Прямоточные
Горючие сланцы	Прямоточные
Мазут	Форсунки, комбинированные  газомазутные горелки

 

9.2. Компоновка горелок – ТАНГЕНЦИАЛЬНАЯ

Выбираются  из таблице 8.

Таблица 8.

Топливо	Рекомендуемая компоновка
Бурый уголь	Прямоточные горелки. Тангенциальное угловое размещение горелок.

 

9.3

Количество  ярусов горелок , количество горелок , диаметр амбразуры , тепловая мощность одной горелки принимается по [1, ст 32, таблица 4.2.].

 

9.4. Рекомендуемые расстояния между горелками и до ограждающих стен принимаем по [1, ст 33, таблица 4.3.].

 

9.5. Допускаемые тепловые напряжения сечения топочной камеры

              Таблица 5.3

 

 

 

ГЛАВА 10 ВЫБОР ОСНОВНЫХ КОНСТРУКТИВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ТОПКИ

Активный объем топочной камеры, рассчитываемой в курсовом проекте, ограничивается плоскостями экранных труб. В выходном сечении камеры ее объем ограничивается плоскостью, проходящей через оси первого  ряда ширм. При наличии холодной воронки за нижнюю границу объема топки с ТШУ условно принимается  горизонтальная плоскость, отделяющая нижнюю половину воронки.

Конструктивный расчет топки предусматривает  определение поверхности стен топки  по рекомендациям и расчет поверхности  стен топки при заданной температуре  газов на выходе из топки. После расчета  поверхности стен и уточнения  размеров топки необходимо проверить  соответствие принятого и полученного  в результате расчета значения коэффициента тепловой эффективности.

 

10.1. Допускаемые тепловые напряжения сечения топочной камеры ,

 

10.2. Сечение топочной камеры :

 

 

 

10.3. Глубина топочной камеры:

 

_{- взято  по прототипу (путем  замеров).}

 

10.4. Ширина топочной камеры

   Рекомендуемая ширина топки в свету:

   Расчетная ширина топки по паропроизводительности:

 

    Так как отклонение расчетной ширины топки от рекомендованной не превышает 10% принимаем

 

   Ширина топки:

 

Нижняя  часть топки выполняется в  виде холодной воронки при ТШУ. Холодная воронка образуется наклоном фронтового и заднего экранов топки внутрь под углом 30-40º к вертикали. Шлакоприемное отверстие имеет размеры , где , принимаем , размер а соответствует ширине топочной камеры.

10.5   Высота выходного (газового) окна у задней стенки топки (за ширмами) при Т-образной компоновке

 

 

10.6 Минимальный допустимый объем топки из условия экономичного сгорания топлива:

 

где - допустимое тепловое напряжение топочного объема по таблице 4.6 [1,36] при сжигании бурых углей в камерной топке с ТШУ.

 

10.7 Расчетный объем топки:

 

 

Для дальнейших расчетов топка разбивается  условно на три зоны: 

• холодную воронку (для ТШУ);
• призматическую часть (от начала х.в. или горизонтально пода) до ширм;
• верхнюю часть (по высоте выступающих ширм и с уменьшенным поперечным сечением).

 

10.8.  Полная высота холодной воронки:

 

 

 

где =40°- наклон стен холодной воронки к горизонтали.

 

10.9 Объем верхней половины холодной воронки:

 

10.10.  Полная высота холодной воронки:

 

 

 

где =40°- наклон стен холодной воронки к горизонтали.

 

10.11 Объем верхней части топочной камеры:

 

где -ширина верхней части топки до ширм по эскизу котла-прототипа.