Тепловой расчёт промышленного парогенератора ГМ-50-1

Тепловой расчёт промышленного парогенератора ГМ-50-1

Тепловой расчёт промышленного парогенератора ГМ-50-1
Читать далее: Общее описание котлоагрегата и вспомогательного оборудования Пояснительная записка к курсовому проекту

по курсу “Котельные установки промышленных предприятий”

Тема: Тепловой расчёт промышленного парогенератора ГМ-50-1

РЕФЕРАТ

Пояснительная записка к курсовому проекту: 46 с., 5 рис., 23 табл.Графическая часть содержит 1 лист формата А0 и А1.

Объектом исследования является парогенератор К-50-40-1. Тепловой расчет парового котла может быть конструктивным и поверочным.

Задача конструктивного теплового расчета котла заключается в выборе компоновки поверхностей нагрева в газоходах котла, определении размеров радиационных и конвективных поверхностей нагрева, обеспечивающих номинальную паропроизводительность котла при заданных номинальных параметрах пара, надежность и экономичность его работы. При этом обеспечение надежности работы поверхностей нагрева предполагает получение расчетных тепловых характеристик, исключающих увеличение максимальной температуры стенки сверх допустимого значения по условиям прочности, а на экономичность работы котла определяющее влияние оказывают температура уходящих газов и присосы холодного воздуха в газовый тракт.

Выполнение конструктивного теплового расчета производится на основании исходных данных: тип парового котла (барабанный или прямоточный, его заводская маркировка), номинальную паропроизводительность и параметры перегретого пара, месторождение и марку энергетического топлива, способ сжигания твердого топлива (с твердым или жидким удалением шлаков), температуру питательной воды, поступающей в котел после регенеративного подогрева. Кроме указанных могут быть заданы и другие характеристики, например непрерывная продувка, доля рециркуляции газов в топку, работа котла под наддувом или при разряжении в газовом тракте и др.

Задание не поверочный расчет включает в себя практически те же исходные данные, что и при конструктивном расчете, и дополнительно – конструктивные данные поверхностей котла.

Поэтому расчету предшествует определение по чертежам геометрических характеристик поверхностей (диаметров и шагов труб, числа рядов труб, размеров проходных сечений для газов и рабочей среды, габаритных размеров газоходов и поверхностей нагрева и т.д.).

При поверочном расчете котла, так же как при конструктивном, вначале определяют объемы и энтальпии воздуха и продуктов сгорания, КПД и расход топлива, а затем выполняют расчет теплообмена в топочной камере и других поверхностях в последовательности, соответствующей их расположению по ходу газов.

КОТЕЛ, ПАР, ТОПЛИВО, ТЕПЛОТА, КПД, ПАРОПЕРЕГРЕВАТЕЛЬ, ЭКОНОМАЙЗЕР, ВОЗДУХОПОДОГРЕВАТЕЛЬ.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Общее описание котлоагрегата и вспомогательного оборудования

2. Расчет топлива

2.1 Характеристики топлива

2.2 Теплота сгорания смеси топлив.

2.3 Объёмы воздуха и продуктов сгорания

2.4 Энтальпии воздуха и продуктов сгорания.

3. Расчет теплового баланса парогенератора и расход топлива

4. Расчет теплообмена в топке

5. Расчет фестона

6. Расчет пароперегревателя

7. Расчет хвостовых поверхностей нагрева

8. Расчет невязки теплового баланса парогенератора

Выводы

Список литературы

ВВЕДЕНИЕ

Паровой котел – это основной агрегат тепловой электростанции (ТЭС). Рабочим телом в нем для получения пара является вода, а теплоносителем служат продукты горения различных органических топлив.

Необходимая тепловая мощность парового котла определяется его паропроизводительностью при обеспечении установленных температуры и рабочего давления перегретого пара.

При этом в топке котла сжигается расчетное количество топлива.

Номинальной паропроизводительностью называется наибольшая производительность по пару, которую котел должен обеспечить в длительной эксплуатации при номинальных параметрах пара и питательной воды с допускаемыми по ГОСТ отклонениями от этих величин.

Номинальное давление пара – наибольшее давление пара, которое должно обеспечиваться непосредственно за пароперегревателем котла.

Номинальные температуры пара высокого давления (свежего пара) и пара промежуточного перегрева (вторично-перегретого пара) – температуры пара, которые должны обеспечиваться непосредственно за пароперегревателем с допускаемыми по ГОСТ отклонениями при поддержании номинальных давлений пара, температуры питательной воды и паропроизводительности.

Номинальная температура питательной воды – температура воды перед входом в экономайзер, принятая при проектировании котла для обеспечения номинальной паропроизводительности.

При изменении нагрузки котла номинальные температуры пара (свежего и вторично перегретого) и, как правило, давление должны сохраняться (в заданном диапазоне нагрузок), а остальные параметры будут изменяться.

Оборудование котельной установки условно разделяют на основное (собственно котел) и вспомогательное. Вспомогательными называют оборудование и устройства для подачи топлива, питательной воды и воздуха, для удаления продуктов сгорания, очистки дымовых газов, удаления золы и шлака, паропроводы, водопроводы и др.

Современный котел оснащается системами автоматизации, обеспечивающими надежность и безопасность его работы, рациональное использование топлива, поддержание требуемой производительности и параметров пара, повышение производительности труда персонала и улучшение условий его работы, защиту окружающей среды от вредных выбросов.

Читать далее: Общее описание котлоагрегата и вспомогательного оборудования

… схема котла К-50-40-1 Рис.1 Схема котла К-50-40-1 1-Торочная камера 2-Пароперегреватель 3-Экономайзер 4-Воздухоподогреватель 5-Фестон 6-барабан 3. Расчёт теплового баланса парогенератора и расход топлива Расчёт теплового баланса парогенератора и расход топлива преждставлен в таблице 3 ТАБЛИЦА 3. Величина Единица Расчёт Наименование Обозначение Расчётная формула или …

… район: G1=97,85 кг/с = 366.94 м3/ч, выбираем и устанавливаем параллельно 2 насоса К 160/20 и один К 90/20; 2-й жилой район: G2=161.41 кг/с = 605.29 м3/ч, установим в параллель 4 насоса К 160/20 Промышленное предприятие: G3= 73.96 кг/с = 277.35 м3/ч, выбираем 2 насоса КМ 45/30 Характеристики выбранных насосов: Насос Подача, м3/ч …

… .. И тогда все строительно-монтажные работы котельной при работе на газе-дегазации составят 157,04 тыс.руб., а стоимость оборудования составит 1872,92 тыс.руб. Таблица 3.2 Расчет договорной цены на строительство котельной Стоимость работы, тыс.руб. при работе: № Наименование затрат Обоснование на угле на газе от дегазации 1 2 3 4 5 1. Базисная сметная стоимость …

… кг/с Gсет*(t1-t3)/ (i2/4,19-tкб)* 0,98 7,14 9,13 2,93 0,48 Р16 Количество конденсата от подогревателей сетевой воды Gб кг/с Дб 7,14 9,13 2,93 0,43 Р17 Паровая нагрузка на котельную за вычетом расхода пара на деаэрацию и на подогрев сырой воды, умягчаемой для питания …

Источник: https://www.KazEdu.kz/referat/160901

Тепловой расчет парогенератора ГМ-50-1

Тепловой расчёт промышленного парогенератора ГМ-50-1

Сохрани ссылку в одной из сетей:

МИНИСТЕРСТВООБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Курсовой проект попаровым котлам

Тепловой расчетпарогенератора ГМ-50-1

Иваново2003

Оглавление

Введение

Аннотация

Последовательностьпуска котла

Плановыйостанов котла

I.Составление расчётно-технологическойсхемы трактов парового котла.

Выбор коэффициентовизбытка воздуха

II.Топливо и продукты горения

III.Определение расчётного расхода топлива

IV.Выбор схемы сжигания топлива

V.Поверочный расчёт топки

V.1.Определение конструктивных размерови характеристик топки

V.2.Расчёт теплообмена в топке

VI.Поверочный расчёт фестона

VII.Определение тепловосприятийпароперегревателя, экономайзера,воздухоподогревателя и сведениетеплового баланса парового котла

VIII.Поверочно-конструкторский расчётпароперегревателя

IX.Поверочно-конструкторский расчётхвостовых поверхностей нагрева

IX.IРасчёт водного экономайзера

IX.IIРасчёт воздушного подогревателя

Списоклитературы

ВВЕДЕНИЕ

ПарогенераторГМ-50-1.

Топочнаякамера обьемом 144 м полностью экранирована трубами 603мм,расположенными с шагом 70 мм. Трубыфронтового и заднего экранов образуютпод топки. Экраны разделены на восемьсамостоятельных циркуляционных контуров.

Набоковых стенах топочной камеры размещеныпо три основные газомазутные горелки,с фронта – две дополнительные. В барабаненаходится чистый отсек первой ступенииспарения с внутрибарабанными циклонами.Вторая ступень вынесена в выносныециклоны Ø 377 мм.

Пароперегреватель– конвективный, горизонтального типа,змеевиковый, двухступенчатый, с шахматнымрасположением труб 323мм и поперечным шагом 75 мм.

Экономайзер– стальной, гладкотрубный, змеевиковый,кипящего типа, двухблочный, с шахматнымрасположением труб 283мм. Продольный шаг – 50 мм, поперечный –70 мм.

Воздухоподогреватель- стальной, трубчатый, одноступенчатый,трехходовый, с шахматным расположениемтруб 401,5мм.Поперечный шаг труб – 60 мм, продольный– 42 мм.

Техническиеи основные конструктивные характеристикипарогенератора приведены в аннотации.

АННОТАЦИЯ

Вданном курсовом проекте производитсярасчет парогенератора ГМ-50-1, исходя изследующих данных:

1. Тип котлаГМ-50-1__________________________

2. Номинальнаяпаропроизводительность ДК= 50т/ч

3. Рабочеедавление в барабане котла РК= 45кгс/см2

4. Рабочеедавление на выходе из пароперегревателяРПЕ =40 кгс/см2

5. Температураперегретого пара tПЕ= 440°С

6. Температурапитательной воды tПВ= 140°С

7. Температурауходящих газов tУХ= 150°С

8. Температурагорячего воздуха tГВ= 220°С

9.Вид и марка топлива мазутм/с (№ 96)_____________

10.Тип топочного устройства: камерная.

Врезультате произведенного расчета вконструкцию парового котла внесеныследующие изменения:

Впароперегревателе добавлены две петли.

Расчётнаяповерхность пароперегревателя – 296,26м.

Вэкономайзере убрана одна петля во второмпакете.

Расчётнаяповерхность экономайзера – 412,65 м.

Высотагазохода для размещения экономайзера– 2,425 м.

Расчётнаяповерхность ВЗП – 1862,88 м.

Числоходов по воздуху n= 3.

Высота хода повоздуху h= 2,161 м.

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ПУСКА КОТЛА

  1. Внешний осмотр (исправность горелок, вентиляторов, дымососов; топка, газоходы, арматура (запорная, регулирующая); КИП; автоматика, подвод напряжения).

  2. Открывают воздушники, линию рециркуляции ЭКО, линию продувки пароперегревателя, закрывают дренажи, клапан непрерывной продувки, главные паровые задвижки 1 и 2.

  3. Котел заполняют деаэрированной водой с температурой 60-70 и контролируют разность температур. Время заполнения водой 1-1,5ч. Заполнение заканчивается, когда вода закрывает опускные трубы.

  4. Включают дымосос и вентилируют топку и газоходы 10-15 мин.

  5. Устанавливают разряжение и включают мазутные растопочные форсунки , чтобы при отсутствии пара .

  6. При появлении пара из воздушников-2, их закрывают.

  7. Растопочный пар, расхолаживая пароперегреватель, выводиться через линии продувки пароперегревателя.

  8. При продувают воздухоуказательные колонки и экранную систему.

  9. При открывают ГПЗ–1, закрывают линии продувки пароперегревателя, прогревают соединительный паропровод, выпуская пар через растопочный расширитель.

  10. Периодически подпитывают барабан водой и контролируют уровень воды.

  11. Увеличивают расход топлива до

  12. При включают непрерывную продувку.

13.При открываютрастопочные РОУ, закрывают растопочныйрасширитель.

  1. При и увеличивают нагрузку до 40%, открывают ГПЗ-2 и включают котел в магистраль.

  2. Переходят на основное топливо и увеличивают нагрузку до номинальной.

15.Включают автоматику.

ПЛАНОВЫЙ ОСТАНОВ КОТЛА

  1. Предупреждают турбинное отделение о снижении нагрузки

  2. Плавно снижают нагрузку до 40%.

  3. Прекращают подачу топлива и гасят топку.

  4. Вентилируют топку и газоходы 15 мин.

  5. Продувают трубную систему через дренажи. Через 8-14 часов продувку повторяют.

  6. Продувку пара осуществляют сначала через растопочное РОУ, потом через растопочный расширитель, а затем через линию продувки парогенератора.

7.Переодически подпитывая котел, следятза уровнем, чтобы Tcт(верх)- Тст(ниж)

Источник: https://works.doklad.ru/view/rShndvFCBkg.html

Курсовая работа: Тепловой расчёт промышленного парогенератора ГМ-50-1

Тепловой расчёт промышленного парогенератора ГМ-50-1

по курсу “Котельные установки промышленных предприятий”

Тема: Тепловой расчёт промышленного парогенератора ГМ-50-1

РЕФЕРАТ

Пояснительная записка к курсовому проекту: 46 с., 5 рис., 23 табл.Графическая часть содержит 1 лист формата А0 и А1.

Объектом исследования является парогенератор К-50-40-1. Тепловой расчет парового котла может быть конструктивным и поверочным.

Задача конструктивного теплового расчета котла заключается в выборе компоновки поверхностей нагрева в газоходах котла, определении размеров радиационных и конвективных поверхностей нагрева, обеспечивающих номинальную паропроизводительность котла при заданных номинальных параметрах пара, надежность и экономичность его работы. При этом обеспечение надежности работы поверхностей нагрева предполагает получение расчетных тепловых характеристик, исключающих увеличение максимальной температуры стенки сверх допустимого значения по условиям прочности, а на экономичность работы котла определяющее влияние оказывают температура уходящих газов и присосы холодного воздуха в газовый тракт.

Выполнение конструктивного теплового расчета производится на основании исходных данных: тип парового котла (барабанный или прямоточный, его заводская маркировка), номинальную паропроизводительность и параметры перегретого пара, месторождение и марку энергетического топлива, способ сжигания твердого топлива (с твердым или жидким удалением шлаков), температуру питательной воды, поступающей в котел после регенеративного подогрева. Кроме указанных могут быть заданы и другие характеристики, например непрерывная продувка, доля рециркуляции газов в топку, работа котла под наддувом или при разряжении в газовом тракте и др.

Задание не поверочный расчет включает в себя практически те же исходные данные, что и при конструктивном расчете, и дополнительно – конструктивные данные поверхностей котла.

Поэтому расчету предшествует определение по чертежам геометрических характеристик поверхностей (диаметров и шагов труб, числа рядов труб, размеров проходных сечений для газов и рабочей среды, габаритных размеров газоходов и поверхностей нагрева и т.д.).

При поверочном расчете котла, так же как при конструктивном, вначале определяют объемы и энтальпии воздуха и продуктов сгорания, КПД и расход топлива, а затем выполняют расчет теплообмена в топочной камере и других поверхностях в последовательности, соответствующей их расположению по ходу газов.

КОТЕЛ, ПАР, ТОПЛИВО, ТЕПЛОТА, КПД, ПАРОПЕРЕГРЕВАТЕЛЬ, ЭКОНОМАЙЗЕР, ВОЗДУХОПОДОГРЕВАТЕЛЬ.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Общее описание котлоагрегата и вспомогательного оборудования

2. Расчет топлива

2.1 Характеристики топлива

2.2 Теплота сгорания смеси топлив.

2.3 Объёмы воздуха и продуктов сгорания

2.4 Энтальпии воздуха и продуктов сгорания.

3. Расчет теплового баланса парогенератора и расход топлива

4. Расчет теплообмена в топке

5. Расчет фестона

6. Расчет пароперегревателя

7. Расчет хвостовых поверхностей нагрева

8. Расчет невязки теплового баланса парогенератора

Выводы

Список литературы

ВВЕДЕНИЕ

Паровой котел – это основной агрегат тепловой электростанции (ТЭС). Рабочим телом в нем для получения пара является вода, а теплоносителем служат продукты горения различных органических топлив.

Необходимая тепловая мощность парового котла определяется его паропроизводительностью при обеспечении установленных температуры и рабочего давления перегретого пара.

При этом в топке котла сжигается расчетное количество топлива.

Номинальной паропроизводительностью называется наибольшая производительность по пару, которую котел должен обеспечить в длительной эксплуатации при номинальных параметрах пара и питательной воды с допускаемыми по ГОСТ отклонениями от этих величин.

Номинальное давление пара – наибольшее давление пара, которое должно обеспечиваться непосредственно за пароперегревателем котла.

Номинальные температуры пара высокого давления (свежего пара) и пара промежуточного перегрева (вторично-перегретого пара) – температуры пара, которые должны обеспечиваться непосредственно за пароперегревателем с допускаемыми по ГОСТ отклонениями при поддержании номинальных давлений пара, температуры питательной воды и паропроизводительности.

Номинальная температура питательной воды – температура воды перед входом в экономайзер, принятая при проектировании котла для обеспечения номинальной паропроизводительности.

При изменении нагрузки котла номинальные температуры пара (свежего и вторично перегретого) и, как правило, давление должны сохраняться (в заданном диапазоне нагрузок), а остальные параметры будут изменяться.

Оборудование котельной установки условно разделяют на основное (собственно котел) и вспомогательное. Вспомогательными называют оборудование и устройства для подачи топлива, питательной воды и воздуха, для удаления продуктов сгорания, очистки дымовых газов, удаления золы и шлака, паропроводы, водопроводы и др.

Современный котел оснащается системами автоматизации, обеспечивающими надежность и безопасность его работы, рациональное использование топлива, поддержание требуемой производительности и параметров пара, повышение производительности труда персонала и улучшение условий его работы, защиту окружающей среды от вредных выбросов.

1. Общее описание котлоагрегата и вспомогательного оборудования

Парогенератор ГМ-50-1.

Топочная камера обьемом 144 м полностью экранирована трубами 60´3мм, расположенными с шагом 70 мм. Трубы фронтового и заднего экранов образуют под топки. Экраны разделены на восемь самостоятельных циркуляционных контуров.

На боковых стенах топочной камеры размещены по три основные газомазутные горелки, с фронта – две дополнительные. В барабане находится чистый отсек первой ступени испарения с внутрибарабанными циклонами. Вторая ступень вынесена в выносные циклоны Ш 377 мм.

Пароперегреватель – конвективный, горизонтального типа, змеевиковый, двухступенчатый, с шахматным расположением труб Æ 32´3 мм и поперечным шагом 75 мм.

Экономайзер – стальной, гладкотрубный, змеевиковый, кипящего типа, двухблочный, с шахматным расположением труб Æ 28´3 мм. Продольный шаг – 50 мм, поперечный – 70 мм.

Воздухоподогреватель – стальной, трубчатый, одноступенчатый, трехходовый, с шахматным расположением труб 40´1,5мм. Поперечный шаг труб – 60 мм, продольный – 42 мм.

Технические и основные конструктивные характеристики парогенератора приведены в аннотации.

Исходные данные представлены в таблице 1и 1.1

Таблица 1. Исходные данные.

№вариантаТип парогенератораТопливо №1(мазут)Топливо № 2(газ)
20ГМ 50-19726

Таблица 1.1

q1 %D т/чPп.п барtп.п 0 Сr %tп.в 0 С
3649404503,5145

2. Расчёт топлива

2.1 Характеристики топлива

Расчётные характеристики для заданных видов топлива предоставлены в таблицах 2.1 и 2.2

Таблица 2.1 Характеристики твёрдого топлива.

Ср%Wp %Ap%Sp k%TSp op%Hp%Np%Op%Qр н КДж/кгt10 Сt20 Сt30 С
84,830,11.411.20.50.59490 * 4.187501450>1500

Таблица 2.2 Характеристики газа.

CH4%C2 H6%C3 H8%C4 H10%C5 H12%N2%CO2%H2 S %O2%CO%H2%Qс нКДж/м3rс гкг/м3
93.93.11.10.30.11.30.28860*4.1870.766

2.2 Теплота сгорания смеси топлив

При сжигании смеси жидкого и газообразного топлив расчёт с целью упрощения условно ведется на 1 кг жидкого топлива с учётом количества газа (м3 ), приходящегося на 1 кг жидкого топлива. Поскольку доля жидкого топлива в смеси задана по теплу, то теплота сгорания жидкого топлива и является этой долей.

Следовательно, удельная теплота сгорания смеси определиться как

где – теплота сгорания твёрдого топлива, кДж/кг;

– доля твёрдого топлива по теплу, %;

Количество теплоты, вносимое в топку с газом:

Тогда расход газа (в м3 ) на 1 кг твёрдого топлива будет равен:

где – теплота сгорания газа, кДж/м.

Проверка:

2.3 Объёмы воздуха и продуктов сгорания

Необходимое для полного сгорания топлива количество кислорода, объёмы и массовые количества продуктов сгорания определяются из нижеследующих стехиометрических уравнений:

· Для твёрдого топлива:

· Для газообразного топлива:

V°вII=0.0476∙[0.5∙СО+0.5∙Н2+1.5∙Н2S+∑(m+0.25∙n)∙СmНn–О2]=

=0.0476∙(0+(1+0,25*4)*93,9+(2+0,25*6)*3,1+(3+0,25*8)*1,1+(4+0,25*10)*0,3+(5+0,25*12)*0,1)=9,84844 м/м;

V°N2II=0.79∙V°вII+0.01∙N2=0.79∙9.84844+0.01∙1,3=7.8 м/м;

V°RO2II=0.01∙(СО2+СО+Н2S+∑m∙СmНn)=0.01∙(0.2+1∙93.2+2∙3,1+3∙1.1+4∙0.3+5Ч0,1)=1.053 м/м;

V°Н2OII=0.01∙(Н2S+Н2+∑0.5∙n∙СmНn+0.124∙dr)+0.0161∙V°в=0.01∙(0.5∙4∙93.9+6·3,1·0,5+0.5∙8∙1.1+0.5∙10∙0.3+0.5∙12·0,1+0,124·)+0.0161∙9.84844=2.2 м/м;

· Для смеси топлив:

V°в=V°вI+Х∙V°вII=10,6+1,9∙9,84844=29,22 м/кг;

V°N2=V°N2I+Х∙V°N2II=8,378+1,9∙7.8=23,198 м/кг;

VRO2=V°RO2I+Х∙V°RO2II=1,6+1,9∙1.053=3,6 м/кг;

V°Н2O=V°Н2OI+Х∙V°Н2OII=1,45+1,9∙2,2=5,63м/кг;

Расчёт действительных объёмов.

VN2=V°N2+(a–1)∙V°в=23,198+(1.1–1)∙29,22=26,12 м/кг;

VН2O=V°Н2O+0.0161∙(a–1)∙V°в=5,63+0.0161∙(1.1–1)∙29,22=5,68м/кг;

Vr=VRO2+VN2+VН2O=3,6+26,12+5,68=35,4 м/кг;

Объёмные доли трёхатомных газов.

rRO2=VRO2/Vr=3,6/35,4=0.102

rН2O=VН2O/Vr=5,68/35,4=0.16

rn=rRO2+rН2O=0.102+0.16=0.3

Концентрациязолыв продуктах сгорания

m=А ∙aун/(100·Gr)=0,1∙0.95/(100·42,98)=0,000022 кг/кг;

Gr=1-A/100+1.306∙a· V°в=1-0,1/100+1.306·1.1·29,22=42,98кг/кг;

2.4 Энтальпиивоздухаипродуктовсгорания .

I°в=V°в∙(сt)в=29.22∙1436=41959,92 кДж/кг;

I°r=VRO2∙(сJ )RO2+V°N2∙(сJ )N2+V°Н2О∙(сJ )Н2О=3,6∙2202+23,198∙1394+5,63∙1725=49826,41кДж/кг;

Ir=I°r+(a–1)∙I°в+Iзл;

т.к. (А ∙aун/Qн)∙10=(0,1∙0.95/110368,7)∙10=0,0008

Источник: https://www.bestreferat.ru/referat-251562.html

Тепловой расчёт промышленного парогенератора ГМ-50-1 (стр. 1 из 9)

Тепловой расчёт промышленного парогенератора ГМ-50-1

по курсу “Котельные установки промышленных предприятий”

Тема: Тепловой расчёт промышленного парогенератора ГМ-50-1

РЕФЕРАТ

Пояснительная записка к курсовому проекту: 46 с., 5 рис., 23 табл.Графическая часть содержит 1 лист формата А0 и А1.

Объектом исследования является парогенератор К-50-40-1. Тепловой расчет парового котла может быть конструктивным и поверочным.

Задача конструктивного теплового расчета котла заключается в выборе компоновки поверхностей нагрева в газоходах котла, определении размеров радиационных и конвективных поверхностей нагрева, обеспечивающих номинальную паропроизводительность котла при заданных номинальных параметрах пара, надежность и экономичность его работы. При этом обеспечение надежности работы поверхностей нагрева предполагает получение расчетных тепловых характеристик, исключающих увеличение максимальной температуры стенки сверх допустимого значения по условиям прочности, а на экономичность работы котла определяющее влияние оказывают температура уходящих газов и присосы холодного воздуха в газовый тракт.

Выполнение конструктивного теплового расчета производится на основании исходных данных: тип парового котла (барабанный или прямоточный, его заводская маркировка), номинальную паропроизводительность и параметры перегретого пара, месторождение и марку энергетического топлива, способ сжигания твердого топлива (с твердым или жидким удалением шлаков), температуру питательной воды, поступающей в котел после регенеративного подогрева. Кроме указанных могут быть заданы и другие характеристики, например непрерывная продувка, доля рециркуляции газов в топку, работа котла под наддувом или при разряжении в газовом тракте и др.

Задание не поверочный расчет включает в себя практически те же исходные данные, что и при конструктивном расчете, и дополнительно – конструктивные данные поверхностей котла.

Поэтому расчету предшествует определение по чертежам геометрических характеристик поверхностей (диаметров и шагов труб, числа рядов труб, размеров проходных сечений для газов и рабочей среды, габаритных размеров газоходов и поверхностей нагрева и т.д.).

При поверочном расчете котла, так же как при конструктивном, вначале определяют объемы и энтальпии воздуха и продуктов сгорания, КПД и расход топлива, а затем выполняют расчет теплообмена в топочной камере и других поверхностях в последовательности, соответствующей их расположению по ходу газов.

КОТЕЛ, ПАР, ТОПЛИВО, ТЕПЛОТА, КПД, ПАРОПЕРЕГРЕВАТЕЛЬ, ЭКОНОМАЙЗЕР, ВОЗДУХОПОДОГРЕВАТЕЛЬ.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Общее описание котлоагрегата и вспомогательного оборудования

2. Расчет топлива

2.1 Характеристики топлива

2.2 Теплота сгорания смеси топлив.

2.3 Объёмы воздуха и продуктов сгорания

2.4 Энтальпии воздуха и продуктов сгорания.

3. Расчет теплового баланса парогенератора и расход топлива

4. Расчет теплообмена в топке

5. Расчет фестона

6. Расчет пароперегревателя

7. Расчет хвостовых поверхностей нагрева

8. Расчет невязки теплового баланса парогенератора

Выводы

Список литературы

ВВЕДЕНИЕ

Паровой котел – это основной агрегат тепловой электростанции (ТЭС). Рабочим телом в нем для получения пара является вода, а теплоносителем служат продукты горения различных органических топлив.

Необходимая тепловая мощность парового котла определяется его паропроизводительностью при обеспечении установленных температуры и рабочего давления перегретого пара.

При этом в топке котла сжигается расчетное количество топлива.

Номинальной паропроизводительностью называется наибольшая производительность по пару, которую котел должен обеспечить в длительной эксплуатации при номинальных параметрах пара и питательной воды с допускаемыми по ГОСТ отклонениями от этих величин.

Номинальное давление пара – наибольшее давление пара, которое должно обеспечиваться непосредственно за пароперегревателем котла.

Номинальные температуры пара высокого давления (свежего пара) и пара промежуточного перегрева (вторично-перегретого пара) – температуры пара, которые должны обеспечиваться непосредственно за пароперегревателем с допускаемыми по ГОСТ отклонениями при поддержании номинальных давлений пара, температуры питательной воды и паропроизводительности.

Номинальная температура питательной воды – температура воды перед входом в экономайзер, принятая при проектировании котла для обеспечения номинальной паропроизводительности.

При изменении нагрузки котла номинальные температуры пара (свежего и вторично перегретого) и, как правило, давление должны сохраняться (в заданном диапазоне нагрузок), а остальные параметры будут изменяться.

Оборудование котельной установки условно разделяют на основное (собственно котел) и вспомогательное. Вспомогательными называют оборудование и устройства для подачи топлива, питательной воды и воздуха, для удаления продуктов сгорания, очистки дымовых газов, удаления золы и шлака, паропроводы, водопроводы и др.

Современный котел оснащается системами автоматизации, обеспечивающими надежность и безопасность его работы, рациональное использование топлива, поддержание требуемой производительности и параметров пара, повышение производительности труда персонала и улучшение условий его работы, защиту окружающей среды от вредных выбросов.

1. Общее описание котлоагрегата и вспомогательного оборудования

Парогенератор ГМ-50-1.

Топочная камера обьемом 144 м

полностью экранирована трубами 60´3мм, расположенными с шагом 70 мм. Трубы фронтового и заднего экранов образуют под топки. Экраны разделены на восемь самостоятельных циркуляционных контуров.

На боковых стенах топочной камеры размещены по три основные газомазутные горелки, с фронта – две дополнительные. В барабане находится чистый отсек первой ступени испарения с внутрибарабанными циклонами. Вторая ступень вынесена в выносные циклоны Ш 377 мм.

Пароперегреватель – конвективный, горизонтального типа, змеевиковый, двухступенчатый, с шахматным расположением труб Æ 32´3 мм и поперечным шагом 75 мм.

Экономайзер – стальной, гладкотрубный, змеевиковый, кипящего типа, двухблочный, с шахматным расположением труб Æ 28´3 мм. Продольный шаг – 50 мм, поперечный – 70 мм.

Воздухоподогреватель – стальной, трубчатый, одноступенчатый, трехходовый, с шахматным расположением труб 40´1,5мм. Поперечный шаг труб – 60 мм, продольный – 42 мм.

Технические и основные конструктивные характеристики парогенератора приведены в аннотации.

Исходные данные представлены в таблице 1и 1.1

Таблица 1. Исходные данные.

Таблица 1.1

2. Расчёт топлива

2.1 Характеристики топлива

Расчётные характеристики для заданных видов топлива предоставлены в таблицах 2.1 и 2.2

Таблица 2.1 Характеристики твёрдого топлива.

Таблица 2.2 Характеристики газа.

2.2 Теплота сгорания смеси топлив

При сжигании смеси жидкого и газообразного топлив расчёт с целью упрощения условно ведется на 1 кг жидкого топлива с учётом количества газа (м3), приходящегося на 1 кг жидкого топлива. Поскольку доля жидкого топлива в смеси задана по теплу, то теплота сгорания жидкого топлива и является этой долей.

Следовательно, удельная теплота сгорания смеси определиться как

где

– теплота сгорания твёрдого топлива, кДж/кг; – доля твёрдого топлива по теплу, %;

Количество теплоты, вносимое в топку с газом:

Тогда расход газа (в м3) на 1 кг твёрдого топлива будет равен:

где

– теплота сгорания газа, кДж/м.

Проверка:

2.3 Объёмы воздуха и продуктов сгорания

Необходимое для полного сгорания топлива количество кислорода, объёмы и массовые количества продуктов сгорания определяются из нижеследующих стехиометрических уравнений:

Источник: https://mirznanii.com/a/323440/teplovoy-raschyet-promyshlennogo-parogeneratora-gm-50-1

Тепловой расчёт промышленного парогенератора ГМ-50-1 – файл n1.docx

Тепловой расчёт промышленного парогенератора ГМ-50-1
Тепловой расчёт промышленного парогенератора ГМ-50-1
Скачать все файлы (2832.7 kb.)Доступные файлы (1):

n1.docx2833kb.01.02.2014 17:20скачать

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ
Донецкий государственный технический университет

Кафедра ” Промышленная

теплоэнергетика”

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине «Котельные установки промышленных предприятий»
на тему “Тепловой расчёт промышленного парогенератора ГМ-50-1″Выполнил Проверил

Донецк 2012

Реферат.

Пояснительная записка к курсовому проекту: 40 с., 8 рис., 15 табл.Графическая часть содержит 2 листа формата А1. Объектом исследования является парогенератор К-50-40-1. Тепловой расчет парового котла может быть конструктивным и поверочным. Задача конструктивного теплового расчета котла заключается в выборе компоновки поверхностей нагрева в газоходах котла, определении размеров радиационных и конвективных поверхностей нагрева, обеспечивающих номинальную паропроизводительность котла при заданных номинальных параметрах пара, надежность и экономичность его работы. При этом обеспечение надежности работы поверхностей нагрева предполагает получение расчетных тепловых характеристик, исключающих увеличение максимальной температуры стенки сверх допустимого значения по условиям прочности, а на экономичность работы котла определяющее влияние оказывают температура уходящих газов и присосы холодного воздуха в газовый тракт. Выполнение конструктивного теплового расчета производится на основании исходных данных: тип парового котла (барабанный или прямоточный, его заводская маркировка), номинальную паропроизводительность и параметры перегретого пара, месторождение и марку энергетического топлива, способ сжигания твердого топлива (с твердым или жидким удалением шлаков), температуру питательной воды, поступающей в котел после регенеративного подогрева. Кроме указанных могут быть заданы и другие характеристики, например непрерывная продувка, доля рециркуляции газов в топку, работа котла под наддувом или при разряжении в газовом тракте и др. Задание на поверочный расчет включает в себя практически те же исходные данные, что и при конструктивном расчете, и дополнительно – конструктивные данные поверхностей котла. Поэтому расчету предшествует определение по чертежам геометрических характеристик поверхностей (диаметров и шагов труб, числа рядов труб, размеров проходных сечений для газов и рабочей среды, габаритных размеров газоходов и поверхностей нагрева и т.д.). При поверочном расчете котла, так же как при конструктивном, вначале определяют объемы и энтальпии воздуха и продуктов сгорания, КПД и расход топлива, а затем выполняют расчет теплообмена в топочной камере и других поверхностях в последовательности, соответствующей их расположению по ходу газов. КОТЕЛ, ПАР, ТОПЛИВО, ТЕПЛОТА, КПД, ПАРОПЕРЕГРЕВАТЕЛЬ, ЭКОНОМАЙЗЕР, ВОЗДУХОПОДОГРЕВАТЕЛЬ.

.

Введение

  1. Исходные данные.
    1. Описание и техническая характеристика котла.
    2. Расчётные характеристики топлива.
    3. Расчётные характеристики топочной камеры.
  2. Расчёт объёмов воздуха и продуктов сгорания.

2.1 Теоретический объём воздуха и продуктов сгорания. 2.2 Количество продуктов сгорания на выходе из топки. 2.3 . Объём продуктов сгорания в газоходах. 3. Определение энтальпии воздуха и продуктов сгорания. 4. Тепловой баланс котла и расход топлива. 5. Расчет теплообмена в топочной камере. 5.1. Конструктивные характеристики топки 5.2.Адиабатическая температура горения. 5.3. Определение температуры газов на выходе из топки. 6. Расчёт фестона. 7. Расчёт пароперегревателя. 8. Расчёт хвостовых поверхностей нагрева. 8.1. Расчёт водяного экономайзера. 8.2. Расчёт воздушного подогревателя. 9. Расчёт невязки теплового баланса парогенератора. Выводы Список литературы

1.Исходные данные

В данном курсовом проекте производится расчет парогенератора ГМ-50-1, исходя из следующих данных:

1. Тип котла ГМ-50-1__________________________

2. Номинальная паропроизводительность ДК = 50 т/ч

3. Рабочее давление на выходе из пароперегревателя РПЕ = 4 МПа

4. Температура перегретого пара tПЕ = 440 °С

5. Температура питательной воды tПВ = 145 °С

6. Вид и марка топлива- газ Ставропольский 1Н

1.1.Описание и техническая характеристика котла Парогенератор ГМ-50-1.

Топочная камера объемом 144 м полностью экранирована трубами 603мм, расположенными с шагом 70 мм. Трубы фронтового и заднего экранов образуют под топки. Экраны разделены на восемь самостоятельных циркуляционных контуров.

На боковых стенах топочной камеры размещены по три основные газомазутные горелки, с фронта – две дополнительные. В барабане находится чистый отсек первой ступени испарения с внутрибарабанными циклонами. Вторая ступень вынесена в выносные циклоны Ш 377 мм. Пароперегреватель – конвективный, горизонтального типа, змеевиковый, двухступенчатый, с шахматным расположением труб  323 мм и поперечным шагом 75 мм. Экономайзер – стальной, гладкотрубный, змеевиковый, кипящего типа, двухблочный, с шахматным расположением труб  283 мм. Продольный шаг – 50 мм, поперечный – 70 мм. Воздухоподогреватель – стальной, трубчатый, одноступенчатый, трехходовый, с шахматным расположением труб 401,5мм. Поперечный шаг труб – 60 мм, продольный – 42 мм. Продольный разрез котла ГМ-50-1

1.2.Расчётные характеристики топлива.

СН4 % С2Н5

%

С3Н8 % С4Н10 % С5Н12 % N2 % CO2 % Qрн MДж/кг
93,8 2,0 0,8 0,3 0,1 2,6 0,4 36,1

Соответствие состава топлива теплоте сгорания проверяется по формуле для газообразного топлива ( 1 м3 чистого сухого газа при нормальных условиях ( давление 0,1 МПа и температура 200С )) :

QCO, QH2, QCmHm, QH2S- теплота сгорания отдельных газов, входящих в состав газообразного топлива, КДж/м3,

СО, Н2, CmHm, H2S – компоненты, составляющие газовую смесь, % по объему.

Расхождение с калориметрическим значением теплоты сгорания, приведенным в таблице, не превышает предельно допустимого и составляет 37,0 КДж/м3.

1.3.Расчётные характеристики топочной камеры.

Топливо – природный газ – Ставропольский 1Н.

Коэффициент избытка воздуха на выходе из топки 1,1

Допустимое тепловое напряжение объёма топки для агрегатов производительностью ДК = 50 т/ч, =150

Потери тепла от недожога – химического 0,5 %.

2.Расчёт объёмов воздуха и продуктов сгорания.

2.1. Теоретический объём воздуха и продуктов сгорания при 1.

Расчет объёмов производится по составу сухого газа в %.

Теоретический объём воздуха, м3/ м3.

V0 = 0,0476· ( ?(m + 0,25· n)· CmHn + 0,5· (CO + H2) + 1,5·H2S – O2)=9,58 м3/м3, где m и n – число атомов углерода и водорода в химической формуле углеводородов, входящих в состав топлива. Теоретический объём в продуктах сгорания:

– трехатомных газов, м3/ м3.

VRO2 = 0,01 · (?m CmHn + CO2 + СО + H2S)= 1,02 м3/м3

-азота

V0 N2 = 0,79 · V0 + 0,01· N2 =7,59 м3/м3

водяных паров

V Н2О =0,01· (H2S + H2 + (?0,5n CmHn + 0,124 · dr) + 0.0161· V0= 2,16 м3/м3,

где dr – влагосодержание газообразного топлива, отнесенное к 1 м3 сухого газа (г/м3), при расчетной температуре 100С можно считать, что dr = 10 г/м3. Теоретический объём продуктов сгорания

10,77 м3/ м3.

2.2. Количество продуктов сгорания на выходе из топки. Действительный расход воздуха Объём избыточного воздуха Объём водяных паров в избыточном воздухе Полный объем продуктов сгорания на выходе из топки

Vг = V0г + 1,0161· (?т – 1)·V0=11,74 м3/м3

Массовое количество продуктов сгорания на выходе из топки

G = ?г + 1,306 * ?т * V0,

где ?г – плотность газообразного топлива, кг /м3, определяется для заданной газовой смеси

?г = ((0,717·93,8) + (1,34·2,0) + (1,96·0,8) + (2,59·0,3) + (3,22·0,1) + (1,165·2,6) + (1,839·0,4)) / 100 = 0,76 кг /м3.

G = ?г + 1,306·?т·V0 = 0,76+1,306·1,1·9,58= 14,52 Плотность продуктов сгорания (дымовых газов)

? = G / Vг = 14,52 /11,74 = 1,23

Объёмные доли трёхатомных газов и водяных паров в продуктах сгорания
Суммарная объёмная доля
2.3. Объём продуктов сгорания в газоходах. Для выбора присосов изображается схема расположения поверхностей нагрева по газоходам и наносятся обозначения присосов.

Определение коэффициента избытка воздуха 1-Топочная камера 2-Барабан 3-Фестон 4-Пароперегреватель 5-Экономайзер 6-ВоздухоподогревательСхема выбора присосов котла ГМ-50-1. Присосы воздуха по газовому тракту.

Участки газового тракта: ∆
Топка 0,1 1,1
Пароперегреватель 0,05 1,15
Экономайзер 0,08 1,23
Воздухоподогреватель 0,06 1,29

Таблица 2.1.

Количество продуктов сгорания по газоходам.

Определяемая величина, расчетные формулы, размерность Значение величины за участком газохода
Топка

Пароперегрев

?пп

Водяной эконм.

?эк

Воздухо подогр.

?вп

1.Коэф. избытка воздуха за поверхностью нагрева 1,1 1,15 1,23 1,29
2.Теоретический объём дымовых газов

, м3/кг

10,77 10,77 10,77 10,77
3. Объём избыточного воздуха 0,96 1,44 2,2 2,7
4. Объём водяных паров в избыт. Воздухе 0,015 0,023 0,035 0,045
5. Полный объём дымовых газов 11,745 12,233 13,005 13,515
6. Масса дымовых газов, G,кг/м3 10,39 10,39 10,39 10,39
7. Плотность дымовых газов

, кг/м3

0,885 0,849 0,799 0,769
8. Объёмная доля трёхатомных газов, = VRO2 / Vг 0,087 0,083 0,078 0,075
9. Объёмная доля водяных паров, = VН2О / Vг 0,184 0,177 0,166 0,160
10. Суммарная объёмная доля, 0,271 0,260 0,245 0,235

3.Определение энтальпии воздуха и продуктов сгорания. Энтальпия теоретических объемов воздуха и продуктов сгорания

где Св , СRO, СНО, СN- теплоёмкости воздуха, трёхатомных газов, водяных паров и азота при постоянном давлении.

Энтальпия продуктов сгорания при избытке воздуха, т.е.

Таблица 3.1. Расчет энтальпии продуктов сгорания по газоходам.

Определяемая величина. Значение величины за участком газохода
Топка

Пароперегрев

?пп

Водяной эконм.

?эк

Воздухо подогр.

?вп

1.Коэф. избытка воздуха за поверхностью нагрева 1,1 1,15 1,23 1,29
2.Температура газов за участком 2000 1000 1000 550 550 250 250 100
3. Энтальпия теорет. колич. воздуха, 29368 13769 13769 7209 7209 3190 3190 1268
4. Энтальпия 3-х атомных газов, 4941 2248 2248 1116 1116 456 456 173
5.Энтальпия теоретического кол-ва азота, 22505 10563 10563 5542 5542 2466 2466 984
6. Энтальпия теоретического кол-ва водяных паров, 8479 3721 3721 1889 1889 822 822 325
7. Энтальпия избыточного воздуха, 2937 1377 2065 1081 1658 734 925 368
8. Энтальпия дымовых газов, 38862 17909 18597 9628 10205 4478 4669 1850

4. Тепловой баланс котла и расход топлива.

Приходная часть баланса при сжигании

36137 кДж/кг

Потери тепла с уходящими газами

где

, 30˚С ,

9,58·39=371,62 кДж/м3

0,01·(1850-1,29·371,62)·(100-0)=1370,61

(1370,61/36137)·100%=3,7 %

0,5 , 0% , 1,35%

Суммарное значение потерь тепла

5,55 %

Полезное использование топлива

94%

К.П.Д. котла по обратному балансу Фактический расход топлива на работу парового котла с учетом продувки

где Дс- производительность котла, Дс=50 т/ч=13,9 кг/с

Дпр- количество продувной воды, определяемой по величине продувки ( Рпр,% ) кг/с

Давление питательной и продувочной воды можно принять

4,4Мпа

(13,9·4,5)/100=0,63 кг/с=2,27т/ч

Расход условного топлива

5. Расчет теплообмена в топочной камере.

5.1. Конструктивные характеристики топки

150м3

165,57м2

Тепловое напряжение объёма топки Топочная камера ТАБЛИЦА 5.1 Расчет полной площади стен топочной камеры (Fст) и суммарной лучевоспринимающей поверхности топки (Hл)

Наименование Обозначение Единица Фр.и свод Боковые Задн. Вых. окно
Полная площадь стены и выходного окнаFСТ м2 56.2 63.5 44.28 13,48 177.46
Расстояние между осями крайних труб b м 5.2 3.66 5.2 5.2
Освещённая длина труб L м 10.3 8.28 8.165 2.05
Площадь, занятая лучевоспринимающей поверхностью F м2 53.56 60.61 42.46 10.66 167.29
Наружный диаметр труб d мм 60 60 60 60
Шаг труб s мм 70 70 70 70
Расстояние от оси труб до кладки (стены) e мм 100 60 100
Отношение s/d 1,1667 1,1667 1.1667
Отношение e/d 1,667 1 1,667
Угловой коэффициент x 0.99 0.99 0.99 0.99
Площадь лучевоспринимающей поверхности открытых экрановHЛОТК м2 53.02 60 42 10.55 165.57

ТАБЛИЦА 5.2 Расчёт конструктивных характеристик топки

Величина Единица Расчёт
Наименование Обозначение Расчётная формула или способ определения
Активный объём топочной камеры По конструктивным размерамм3 150
Тепловое напряжение объёма топки: расчётное допустимое кВт/м3

кВт/м3

277,2
Количество горелок n шт. 6
Тепло производительность горелки МВт 8,51

Лучевая поверхность топки: =165,57

Xi=0.99 – угловой коэффициент экрана

Нл=Нст

5.2.Адиабатическая температура горения.

r – коэффициент рециркуляции газов r=0

Iro – энтальпия продуктов сгорания за местом отбора газов на рециркуляцию

QB – тепло, вносимое в топку воздухом:

, присосы воздуха в топках и системах пылеприготовления

– коэффициент избытка воздуха

и – теоретические энтальпии горячего воздуха при tГВ и присосов при

tхв=30єС , tгв=250єС

=1597

=0 – воздух вне котла не подогревается

aq=1944,56 єС , Ia=QT=37700,27 кДж/кг

5.3. Определение температуры газов на выходе из топки.

Средняя суммарная теплоёмкость продуктов сгорания:

Принимаем температуру на выходе из топки тогда:

Коэффициент сохранения тепла Толщина излучающего слоя газа в топке Принимаем работу котла с уравновешенной тягой, тогда Р=0,1 Мпа Средний коэффициент тепловой эффективности экранов: Угловой коэффициент для поверхности топки равен 1

Fi – часть поверхности активного объёма топки, равна 116,1

– коэффициент снижения тепловой эффективности равен 0,55

Коэффициент ослабления лучей топочной средой при сжигании газообразного топлива:

К= Кr+Kсж

Кr- коэффициент ослабления лучей трёхатомными газами

и – суммарная объёмная доля трёхатомных газов и объёмная доля водяных паров в продуктах сгорания, определяемые при расчетах количества и состава дымовых газов для ?Т

Р=0,1- давление в топочной камере S=2,69- толщина излучающего слоя газа в топочной камере К=1,67+1,24=2,91 Степень черноты факела при сжигании газообразного топлива m=0,6- для газообразного топлива Степень черноты камерной топки Относительное положение максимума температуры топочных газов

=0,072

Источник: http://perviydoc.ru/v11917/%D1%82%D0%B5%D0%BF%D0%BB%D0%BE%D0%B2%D0%BE%D0%B9_%D1%80%D0%B0%D1%81%D1%87%D1%82_%D0%BF%D1%80%D0%BE%D0%BC%D1%8B%D1%88%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%BD%D0%BE%D0%B3%D0%BE_%D0%BF%D0%B0%D1%80%D0%BE%D0%B3%D0%B5%D0%BD%D0%B5%D1%80%D0%B0%D1%82%D0%BE%D1%80%D0%B0_%D0%B3%D0%BC-50-1

Vse-referaty
Добавить комментарий