Расчет топочной камеры котельного агрегата. Определение геометрических характеристик топок. Расчет однокамерной топки, действительной температуры на выходе. Расчет конвективных поверхностей нагрева (конвективных пучков котла, водяного экономайзера).
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Мордовский государственный университет

имени Н.П. Огарева

Институт механики и энергетики

Кафедра теплоэнергетических систем

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

Поверочный тепловой расчет котельного агрегата

Автор курсовой работы Е.А. Стенин

Специальность 140106 Энергообеспечение производства

Руководитель работы В.А. Агеев

Саранск 2009

Задание на контрольную работу по дисциплине "Теплогенерирующие установки"

Студент Стенин Е.А.

1. Тема: Поверочный тепловой расчет котельного агрегата

2. Срок представления работы к защите

3. Исходные данные для работы: котлоагрегат ДКВР 4-13, D=4 т/ч, пар насыщенный, tпв=100°С,tух=150°С, мазут сернистый.

4. Содержание работы

4.1 Расчет топочной камеры

4.2 Расчет конвективных пучков котла

4.3 Расчет водяных экономайзеров

Руководитель работы ________________________ В.А. Агеев

Задание принял к исполнению _________________________

Содержание

• 1. Расчет топочной камеры
• 1.1 Определение геометрических характеристик топок
• 1.2 Расчет однокамерной топки
• 2. Расчет конвективных поверхностей нагрева
• 2.1 Расчет конвективных пучков котла
• 2.2 Расчет водяного экономайзера\
• Список использованных источников

1. Расчет топочной камеры

1.1 Определение геометрических характеристик топок

Лучевоспринимающая площадь поверхности нагрева настенных экранов м² [2].

Степень экранирования топки

, (1.1.1)

где - полная площадь поверхности стен топки, м², м² [2].

1.2 Расчет однокамерной топки

Предварительно задаемся температурой продуктов сгорания на выходе из топочной камеры °С.

По таблице 2.5 контрольной работы №1 определяем энтальпию продуктов сгорания кДж/м³.

Подсчитываем полезное тепловыделение в топке, кДж/м^3,

, (1.2.1)

где - теплота, вносимая в топку воздухом, кДж/м³.

тепловой котельный агрегат топка

Теплота, вносимая в топку воздухом, для промышленных и водогрейных котлов, не имеющих воздухоподогревателя, определяется как

(1.2.2), кДж/м³.

кДж/м³.

Определяется коэффициент тепловой эффективности экранов

(1.2.3)

где - коэффициент, учитывающий снижение тепловосприятия экранных поверхностей нагрева вследствие их загрязнения наружными отложениями или закрытия огнеупорной массой, принимается по таблице 4.1 [1].

.

Определяем эффективную толщину излучающего слоя, м,

, (1.2.4)

где - объем топочной камеры, м³.

м.

Определяем коэффициент ослабления лучей, (мМПа) - ¹

, (1.2.5)

где - суммарная объемная доля трехатомных газов, берется из таблицы 2.3 расчетной работы №1;

- коэффициент ослабления лучей трехатомными газами;

- коэффициент ослабления лучей сажистыми частицами.

Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами, (мМПа) - ¹, определяется по формуле

, (1.2.6)

где

- парциальное давление трехатомных газов, МПа;

- давление в топочной камере котлоагрегата, для агрегатов, работающих без наддува, принимается МПа;

- объемная доля водяных паров, из таблицы 2.3 расчетной работы №1; - абсолютная температура на выходе из топочной камеры, К.

(мМПа) - ¹.

Коэффициент ослабления лучей сажистыми частицами, (мМПа) - ^1,

, (1.2.7)

где , - содержание углерода и водорода в рабочей массе жидкого топлива.

При сжигании природного газа

.

(мМПа) - ¹.

(мМПа) - ¹.

Степень черноты факела определяем по номограмме 4.5 [1] при . .

Степень черноты топки для камерной топки при сжигании газа

. (1.2.8)

.

Параметр в зависимости от относительного положения максимума температура пламени по высоте топки при сжигании газа и мазута определяется по формуле

. (1.2.9)

Относительное положение максимума температуры для большинства топлив определяется как отношение высоты размещения горелок к общей высоте топки

, (1.2.10)

где подсчитывается как расстояние от пода топки или от середины холодной воронки до оси горелок, м;

- как расстояние от пода топки или середины холодной воронки до середины выходного окна топки, м.

.

.

Определяется средняя суммарная теплоемкость продуктов сгорания на 1 м³ газа при нормальных условиях, кДж (м³К):

, (1.2.11)

где - теоретическая (адиабатная) температура горения, К, определяемая из таблицы 2.5 расчетной работы №1 по значению ;

- энтальпия продуктов сгорания берется из таблицы 2.5 расчетной работы №1 при принятой на выходе из топки температуре .

.

Действительная температура на выходе из топки,°С, определяется по формуле

. (1.2.12)

°С.

2. Расчет конвективных поверхностей нагрева

2.1 Расчет конвективных пучков котла

Площадь поверхности нагрева, расположенная в рассчитываемом газоходе, принимается по [2] м².

Площадь живого сечения, м², для прохода продуктов сгорания при поперечном омывании гладких труб

, (2.1.1)

где и - размеры газохода в расчетных сечениях, м, по [2];

- длина труб (при изогнутых трубах - длина проекции труб), м, по [2];

- наружный диаметр труб, м, по [2];

- число труб в ряду, по [2];

м².

Предварительно принимаем два значения температуры продуктов сгорания после конвективной поверхности нагрева: и . В дальнейшем весь расчет ведем для двух предварительно принятых температур.

Определяется теплота, отданная продуктами сгорания (кДж/кг или кДж/м³),

, (2.1.2)

где - коэффициент сохранения теплоты;

- энтальпия продуктов сгорания перед поверхностью нагрева, определяется по таблице 2.5 расчетной работы №1 при температуре и коэффициенте избытка воздуха после поверхности нагрева, предшествующей рассчитываемой поверхности; - энтальпия продуктов сгорания после рассчитываемой поверхности нагрева, определяется по таблице 2.5 расчетной работы №1 при двух предварительно принятых температурах после конвективной поверхности нагрева;

- присос воздуха в конвективную поверхность нагрева;

- энтальпия присосанного в конвективную поверхность нагрева воздуха, при температуре воздуха °С.

Для

кДж/м³.

Для

кДж/м³.

Вычисляем расчетную температуру потока продуктов сгорания, °С, в конвективном газоходе

, (2.1.3)

где и - температура продуктов сгорания на входе в поверхность и на выходе из нее.

Для

°С.

Для

°С.

Определяем температурный напор,°С,

, (2.1.4)

где - температура охлаждающей среды, для парового котла принимается равной температуре кипения воды при давлении в котле,°С.

Для

°С.

Для

°С.

Подсчитывается средняя скорость продуктов сгорания в поверхности нагрева, м/с,

, (2.1.5)

где - расчетный расход топлива, м³/с;

- площадь живого сечения для прохода продуктов сгорания (п.1), м²;

- объем продуктов сгорания по таблице 2.3 расчетной работы №1, м³/м³.

Для

м/с.

Для

м/с.

Определяем коэффициент теплоотдачи конвекцией от продуктов сгорания к поверхности нагре...