Файл: В.В.Назаревич Расчет котельной установки.pdf

0

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ КУЗБАССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра стационарных и транспортных машин

РАСЧЕТ КОТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКИ

Методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине «Котельные установки и парогенераторы» для студентов направления 550900 – «Теплоэнергетика»

Составители В.В.Назаревич Б.А. Анферов

Утверждены на заседании кафедры Протокол № 176 от 25.12.00 Рекомендованы к печати методической комиссией направления 550900

Протокол № 126 от 25.12.00.

Электронная копия находится в библиотеке главного корпуса КузГТУ

Кемерово 2001

1

КОТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА

Котельная установка включает пять основных трактов: топливный, пароводяной, воздушный, газовый и тракт золошлакоудаления.

Топливный тракт – совокупность оборудования для подачи топлива в топку и подготовки его к сжиганию – включает: конвейер, бункер, питатели топлива, мельницу, короб подачи первичного воздуха.

Пароводяной тракт – совокупность последовательно расположенных по ходу рабочего тела поверхностей нагрева, соединяющих их трубопроводов и установленных дополнительных устройств: экономайзер, барабан, опускные трубы, нижний распределительный коллектор, экраны, ширмовый пароперегреватель, первая и вторая ступени конвективного перегревателя, промежуточный пароперегреватель.

Воздушный тракт включает: дутьевой вентилятор, воздухоподогреватель, короба первичного и вторичного воздуха.

Тракт золошлакоудаления включает: золоуловители, шлакоудаляющие механизмы и устройства, каналы.

Другие элементы котла: горелки, обмуровка – система огнеупорных и теплоизоляционных ограждений или конструкций, предназначенная для уменьшения тепловых потерь и обеспечения плотности; каркас – несущая металлическая конструкция, воспринимающая нагрузку от массы котла с находящимся в нем рабочим телом и все другие возможные нагрузки и обеспечивающая требуемое взаимное расположение элементов котла.

ТОПЛИВО Теплота сгорания заданного топлива, кДж/кг, определяется по

формуле Д.И. Менделеева (для твердого и жидкого топлива):

Qнр = 339,13C р +1035,94 H р −108,86(O р − S р ) − 24,62W р ,

где C p , H p ,O p ,S р,W р – процентное содержание углерода, водоро- да, кислорода, серы и влаги в рабочей массе топлива по весу.

Теплота сгорания газообразного топлива, МДж/нм3, может быть подсчитана по его составу:

Qн =0,01[ QH2S H2S +QCO CO +

2

где QH 2 S ; QCO и т.д. – теплота сгорания отдельных газов, входящих в

состав газообразного топлива, МДж/нм3 (в знаменателе нм3 – нормальные метры кубические).

Справка: Н2 – водород, теплота сгорания, МДж/нм3 – 10,83;

СО – окись углерода……………………….… -12,68; H2S – сероводород………………………….... – 23,46; СH4 – метан………………………………..…. – 35,93; C2H6 – этан…………………………………… – 63,95; C3H8 – пропан………………………………… – 91,54; C4H10 – бутан………………………………… – 119,02; C5H12 – пентан………………………………... – 146,54; C2H4 – этилен ………………………………... – 59,25; C3H6 – пропилен……………………………… – 86,27; C4H8 – бутилен……………………………….. – 113,87.

Для исключения неполного выгорания топлива в топку подают количество воздуха больше теоретически необходимого. Отношение фактически подаваемого количества воздуха к теоретически необходимому выражает коэффициент избытка воздуха

α= V‰ .

V o

Взависимости от типа топки, вида и сорта топлива выбирается ко-

эффициент избытка воздуха в топке αт (для слоевых топок αт=1,2 …1,6). Присосы воздуха в газоходы котельного агрегата пред-

ставлены в табл. 1, а схема присосов воздуха в газоходы котельного агрегата показана на рис. 1.

3

ный

пароперегреватель; 5 – экономайзер; 6 – воздухоподогреватель Избыток воздуха в продуктах сгорания за i–й поверхностью на-

i

грева можно определить из выражения αi =αт + ∑∆αn . n=1

ОБЪЕМ ПРОДУКТОВ СГОРАНИЯ

Объем продуктов сгорания с учетом избытка воздуха в топке при-

сосов за любой i-й поверхностью нагрева определяется по формуле, нм3/кг:

Vгi = Vгo +1,0161 ( αi −1 )V o ,

4

ных газов, водяных паров и азота при α = 1; αi − коэффициент избытка

воздуха в продуктах сгорания за рассматриваемой поверхностью нагрева; 1,0161 – коэффициент, учитывающий содержание влаги в воздухе;

RO2 = CO2 + SO2 .

Объем трехатомных газов подсчитывается по формуле, нм3/кг:

V o = 0,01866 ( C р + 0,375 S р ).

RO2

Объем водяных паров, нм3/кг:

V o = 0 ,111 H р + 0 ,0124 W р + 0 ,0161 V o .

H 2 O

Объем азота, нм3/кг: V o = 0 ,79 V o + 0 ,008 N р .

N 2

Результаты расчетов заносят в табл.2.

ЭНТАЛЬПИЯ ПРОДУКТОВ СГОРАНИЯ И ВОЗДУХА

Теоретическая энтальпия газов, кДж/кг, определяется по формуле

где СРRO2 ,CPN2 ,CPH2O - изобарные массовые теплоемкости газов (оп-

ределяются из таблиц [4] или по табл. 4 данных указаний); t – теоретическая температура (100…2400 °C).

Теоретическая энтальпия воздуха, кДж/кг, определяется по формуле J ов = V o Срвt.

Энтальпия дымовых газов, кДж/кг:

J = J го + (α − 1 )J во

Результаты вычислений заносят в табл. 3, на основании которой строят диаграмму J −t .

5

Таблица 2

Объем продуктов сгорания