Поверочный тепловой расчет котла Е-25-24 225 ГМ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ УКРАИНЫ

ДОНБАССКИЙ ГОРНО-МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

Кафедра АСУТП

Курсовой проект

по курсу: «Котельные и турбинные установки»

Выполнил :

ст. гр. ТА-96-2

Косенко Е.А.

Проверил:

Регишевская И.Д.

Алчевск 1999 г.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1 Описание прототипа

2 Тепловой расчет парогенератора

2.1 Расчетное задание

2.2 Топливо, воздух, продукты сгорания

2.3 Энтальпии воздуха и продуктов сгорания

2.4 Тепловой баланс парогенератора и расход топлива

2.5 Основные конструктивные характеристики топки

2.6 Расчет теплообмена в топке

2.7 Расчет фестона

2.8 Расчет перегревателя

2.9 Расчет испарительного пучка

2.10 Расчет хвостовых поверхностей

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОК

ВВЕДЕНИЕ

Поверочный расчет выполняют для существующих парогенераторов. По имеющимся конструктивным характеристикам при заданной нагрузке и топливе определяют температуры воды, пара, воздуха и продуктов сгорания на границах между поверхностями нагрева, К.П.Д. агрегата, расход топлива. В результате поверочного расчета получают исходные данные, необходимые для выбора вспомогательного оборудования и выполнения гидравлических, аэродинамических и прочностных расчетов.

При разработке проекта реконструкции парогенератора, например в связи с увеличением его производительности, изменением параметров пара или с переводом на другое топливо, может потребоваться изменение целого ряда элементов агрегата. Однако основные части парогенератора и его общая компоновка, как правило, сохраняется, а реконструкцию тех элементов, которые необходимо изменить, выполняют так, чтобы по возможности сохранялись основные узлы и детали типового парогенератора.

Расчет выполняется методом последовательного проведения расчетных операций с пояснением производимых действий. Расчетные формулы сначала записываются в общем виде, затем подставляются числовые значения всех входящих в них величин, после чего приводится окончательный результат.

1 ОПИСАНИЕ ПРОТОТИПА

Топочная камера объемом 89.4 м³ полностью экранирована трубами 603 мм с шагом их во всех экранах 90 мм; состоит из четырех транспортабельных блоков . На боковых стенках установлены газомазутные горелки.

Испарительный пучок из труб 603 мм расположен между верхним и нижним барабанами. Опускные трубы испарительного пучка расположены в плоскости осей барабанов. В верхнем барабане перед входными сечениями опускных труб установлен короб для предотвращения закручивания воды и образования воронок на входе в опускные трубы.

Парогенератор имеет перегреватель с коридорным расположением труб 283 мм. Регулирование температуры перегретого пара осуществляется поверхностным пароохладителем, установленным со стороны насыщенного пара.

Схема испарения- трехступенчатая: первая и вторая ступени размещены в верхнем барабане( соответственно в средней его части и по торцам); третья ступень вынесена в выносные циклоны 377 мм.

Воздухоподогреватель- трубчатый, одноходовой (по газам и воздуху), с вертикальным расположением труб 401.5 мм; поперечный шаг- 55 мм, продольный-50 мм.

Экономайзер- чугунный, ребристый, двухходовой ( по газам и воде).

Технические и основные конструктивные характеристики парогенератора Е-25-25-380ГМ следующие:

Номинальная производительность, т/ч...............25

Рабочее давление пара , МПа.......................2.4

Температура перегретого пара, ⁰ С..................380

Площадь поверхностей нагрева, м² :

лучевоспринимающая(экранов и фестона).............127

конвективная:

фестона.......................................7

перегревателя.................................73

испарительного пучка..........................188

экономайзера..................................590

воздухоподогревателя..........................242

2 ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ПАРОГЕНЕРАТОРА

2.1 Расчетное задание

Для выполнения теплового расчета парогенератора, схема которого изображена на рис. 1-1, будем исходить из следующих данных:

1. Паропроизводительность агрегата - 25 т/ч

2. Давление пара у главной паровой задвижки р_п , Мпа-2.4

3. Температура перегретого пара t _пп , ⁰ С-380

4. Температура питательной воды t _пв -100

5. Температура уходящих газов _ух -140

6. Топливо-мазут малосернистый.

Для сжигания заданного вида топлива выбираем камерную топку. Температуру воздуха на входе в воздухоподогреватель принимаем равной 25 ⁰ С, горячего воздуха- 350 ⁰ С

2.2 Топливо, воздух и продукты сгорания.

Из табл. 6-1 выписываем расчетные характеристики топлива:

W^p =3 % ; A^p =0.05 %; S^p _K+OP =0.3 %; C^p =84.65%; H^p =11.7 %;N^p =0.3 %; O^p =0.3; Q^p _h =40.31 МДж

Рассчитываем теоретический объем воздуха, необходимый для сжигания 1 кг топлива:

V⁰ =0.0889(C^p +0.375S^p _op+k )+0.265H^p -0.0333O^P =7.535+3.09=10.6 м³ /кг

Определяем теоретические объемы продуктов сгорания топлива:

а) объем двухатомных газов

V_N2 =0.79V⁰ +0.008N^p =8.374+0.0024=8.376

б) объем трехатомных газов

V_RO2 ==1.58

в) объем водяных паров

V_H2O =0.11H^p +0.0124W^p +0.0161V⁰ =1.49

По данным расчетных характеристик и нормативных значений присосов воздуха в газоходах (табл. 2-1) выбираем коэффициент избытка воздуха на выходе из топки a_т и присосы воздуха по газоходам и находим расчетные коэффициенты избытка воздуха в газоходах a `` . Результаты расчетов сводим в таблицу 2-1.

Таблица 2-1 Присосы воздуха по газоходам Da и расчетные коэффициенты избытка воздуха в газоходах a ^``

По формулам (2-18)-(2-24) рассчитываем объемы газов по газоходам, объемные доли газов r и полученные результаты сводим в таблицу 2-2.

Таблица 2-2 Характеристика продуктов сгорания в газоходах парогенератора

( V_RO2 =1,58 м³ /кг, V⁰ =10,6 м³ /кг, V_N2 ⁰ =8,376 м³ /кг, V⁰ _H2O =1,49 м³ /кг)

2.3 Энтальпии воздуха и продуктов сгорания

Удельные энтальпии теоретического объема воздуха и продуктов сгорания топлива определяем по следующим формулам :

I_B =V⁰ (ct)_B ;

I _Г ⁰ =V_RO2 (c J )_RO2 +V⁰ _N2 (c J )_N2 +V⁰ _H2O (c J )_H2O .

Полученные результаты сводим в таблицу 2-3.

Таблица 2-3 Энтальпия теоретического объема воздуха и продуктов сгорания топлива.

Энтальпию продуктов сгорания топлива подсчитываем по формуле:

I _Г = I⁰ _Г +( a -1) I⁰ _B .

Полученные результаты сведем в таблицу 2-4.

Таблица 2-4 Энтальпия продуктов сгорания в газоходах

2.4 Тепловой баланс парогенератора и расход топлива.

Тепловой баланс составляем в расчете на 1 кг располагаемой теплоты топлива Q_p ^p . Считая, что предварительный подогрев воздуха за счет внешнего источника теплоты отсутствует имеем: Q _в.вн =0. Расчеты выполняем в соответствии с таблицей 2-5.

Таблица 2-5 Расчет теплового баланса парогенератора и расход топлива

2.5 Основные конструктивные характеристики топки

Парогенераторы типа Е-25-24-380ГМ имеют камерную топку для сжигания мазута. Определяем активный объем и тепловое напряжение топки. Расчетное тепловое напряжение не должно превышать допустимого, указанного в табл. 4-3. С учетом рекомендаций приложения III выбираем количество и тип газомазутных горелок, установленных на боковых стенках. Расчеты приведены в таблице 2-6.

Таблица 2-6 Расчет конструктивных характеристик топки

2.6 Расчет теплообмена в топке

Топка парогенератора Е-25-24-380ГМ полностью экранирована трубами диаметром 60 мм и толщиной стенки 3 мм с шагом 90 мм. По конструктивным размерам топки рассчитываем полную площадь её стен и площадь лучевоспринимающей поверхности топки. Результаты расчета сводим в таблицу 2-7.

По конструктивным размерам и характеристикам топки выполняем поверочный расчет теплообмена в топке. Расчет проводим в соответствии с таблицей 2-8.

Полученная в результате расчета температура газов на выходе из топки отличается от предварительно принятой менее чем на ⁰ С; следовательно, пересчета теплообмена не требуется.

Таблица 2-7 Расчет полной площади поверхности стен топки F _ст и площади лучевоспринимающей поверхности топки Н_Л