Курсовая работа (т): Тепловой расчет котлоагрегата

Тепловой расчет котлоагрегата

Министерство образования и науки

Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

ФГБОУ ВПО АлтГТУ им. Ползунова И. И.

Кафедра «Теплогазоснабжение и вентиляция»

Тепловой расчет котлоагрегата

Пояснительная записка

КР 270109.06.000 ОТ

Выполнил

студент ТГВ - 01 Гончарова И.С.

Проверил

преподаватель Кисляк С.М.

Барнаул 2013р.

1.       Общая характеристика котла

1.1 Исходные данные для расчета

Тепловой расчет парового котла выполняется для многотопливного парового котла КЕ-6,5МТ с рабочим давлением 1,4 МПа(14 кгс/см3), расчетной паропроизводительностью 6,5 т/ч. Температура питательной воды 100°С. Котел предназначен для производства насыщенного пара, идущего на технологические нужды предприятий лесозаготовительной и деревообрабатывающей промышленности, в системы отопления, вентиляции и горячего водоснабжения.

В топке котла сжигается уголь Донецкий

Таблица 1.1 - Расчетные характеристики топлива

Таблица 1.2 - Конструктивные данные котлоагрегата

2. Объемы и энтальпия воздуха и продуктов сгорания

.1 Коэффициенты избытка воздуха и присосы по газоходам в котлоагрегата

Коэффициент избытка воздуха в топке aT, соответствующий составу газов в конце топки, принимается в зависимости от типа топочного устройства и вида сжигаемого топлива, присосы воздуха по газоходам по приложению Б.

Расчеты коэффициентов избытка воздуха по газоходам рекомендуется занести в таблицу 2.1, рассчитав их по формуле

ai+1 = ai + Dai+1

Таблица 2.1 - Коэффициенты избытка воздуха по газоходам

2.2 Расчет объемов воздуха и продуктов сгорания

Теоретический объем воздуха, необходимый для горения определяется по следующей формуле:

при сжигании твердого и жидкого топлива:

V0=0,0889(44,8+0,375*3,9)+0,265*3,4-0,0333*7,1=4.7 м3/кг

Теоретический объем 3-х атомных газов вычисляется по формуле:

при сжигании твердого и жидкого топлива:

= 0,0187(СP + 0,375SP) (2.2)

=0,0187(44,8+ 0,375*3,9)=0,86

При сжигании твердого топлива концентрацию частиц золы в продуктах сгорания (кг/кг) определяют по следующей формуле:

Определение составов и объемов воздуха и продуктов сгорания по трактам рекомендуется свести в таблицу 2.2.

Таблица 2.2

2.3 Расчет энтальпии дымовых газов

Расчет энтальпии дымовых газов производится по формуле, кДж/кг:

J=J0г+(α-1) J0в

где J0г, J0в - энтальпии дымовых газов и воздуха при α=1,принимаются по приложению В;

α-коэффициент избытка воздуха за газоходом.

Таблица 2.3 - Энтальпии воздуха и продуктов сгорания

ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС КОТЕЛЬНОГО АГРЕГАТА

Низшая теплота сгорания топлива определяется по формуле Менделеева: при сжигании твердого и жидкого топлива:

Qнр=338Ср+1025Нр-108,5(ОР-SР)-25WP

Qнр=338*44,8+1025*3,4-108,5(7,1-3,9)-25*14=17930,2 кДж/кг

Тепловой баланс котлоагрегата и все расчеты выполняются на 1 кг для твердого и жидкого топлива, кДж/кг:

QPP=Q1+ Q2+ Q3+ Q4+ Q5+ Q6

где QPP - поступившая в котлоагрегат теплота, называемая располагаемой теплотой;

Q1- полезно использованная теплота;

∑ Qi- тепловые потери.

Общее уравнение теплового баланса в этом случае можно записать, %

=q1+q2+q3+q4+q5+q6

Располагаемая теплота QPP определяется по формуле:

для жидкого и твердого топлива ,кДж/кг:

QPP= QнP+ QТ+ QФ;

где QнP- низшая теплота сгорания рабочей массы твердого и жидкого и сухой массы газообразного топлива,

QТ- физическая теплота топлива

QФ-теплота, вносимая в топку при паровом распыливании мазута.

QPP= QнP=17930,2 кДж/кг

Потери тепла от механической неполноты сгорания:

q4=5%

В зависимости от топлива и способа его сжигания. Потери тепла с уходящими газами определяются как разность между энтальпией продуктов сгорания на выходе из котла и энтальпии холодного воздуха ,%.

q2=,

где q4- потеря от механической неполноты сгорания, %;

Jхв0-энтальпия холодного воздуха при температуре 30°С, вычисленная по формуле:

Jхв0=39,8*V0

Jхв0=39,8*4,7=187,06 кДж/кг

Jух-энтальпия уходящих газов (за экономайзером и воздухоподогревателем) при соответствующим ух и температуре θух определяется по таблицы энтальпий методом линейной интерполяции .

Температура уходящих газов для котлов низкого давления с хвостовыми поверхностями нагрева должна быть не ниже значений, указанных в таблице 3.1.

Таблица 3.1 - Температура уходящих газов

Jух=907,29+*(130-100)=610,59 кДж/кг

q2==1,82%

Потеря тепла от химической неполноты сгорания q3 определяется при сжигании твердого топлива в слоевых топках по приложению Ж.

q3=0,5%

Потерю тепла от наружного охлаждения q5 принимается по приложению 3 в зависимости от номинальной производительности котлоагрегата.

q5= q5ном,

q5=3,2%,

где q5ном- потери теплоты от наружного охлаждения при номинальной нагрузке.

Потеря с теплом шлака q6шл определяется по формуле ,%

q6шл=(ашл××АР)/QРР,

где а шл - унос топлива со шлаком, определяется по расчетной характеристике топки, а шл = 1 - а ун;  - энтальпия золы определяется по приложению В для температуры золы при твердом шлакоудалении равной 6000 С.

а шл = 1 - а ун=1-0,08=0,92;

q6шл=(0,92*561*25.8)/ 17930,2=0,74%

Суммарная потеря тепла в котлоагрегате, %

åq = q2 + q3 + q4 + q5 + q6 шл.

åq=1,82+0,5+5+3,2+0,74=11,26%

Коэффициент полезного действия котлоагрегата, %

=88,74%

Расход топлива, подаваемого в топку, кг/с (м3/с)

=

Полное количество теплоты , полезно отданной в котлоагрегате Qка, кВт находится по общей формуле

ка = Dнп ( iнп - iпв ) + Dпр ( iкип - iпв ),

где Dнп - паропроизводительность котлоагрегата, кг / с; Dпр - расход котловой воды на продувку котла, кг / с

=0,009 кг/ска=1,83 (2788,4-418,7)+1,83*0,005(830,1-418,7)= 4340.31кВт,

B=(4340.31/17930,2*88,74)*100=0,272пр - процент от расхода пара на проводку, принимается ориентировочно 5 - 10%;нп - энтальпия насыщенного пара, определяется по давлению в барабане котла P = 1,4 МПа по приложению Г;кип - энтальпия котловой воды, определяется по полному давлению в котле по приложению Г;пв - энтальпия питательной воды на входе в котлоагрегат при р = 1,4 ,8 МПа определяется также по приложению Г.

В связи с тем, что при работе котлоагрегата имеется механическая неполнота сгорания и часть топлива не сгорает и не образует топочных газов тепловой расчет ведется по расчетному расходу топлива, кг / с

=0.258 кг/с

φ=1-(q5/100)

φ=1-(3,2/100)=0,968