Главная страница
qrcode

Расчет топки котла. Введение исходные данные для расчета


НазваниеВведение исходные данные для расчета
Дата07.01.2020
Размер0.5 Mb.
Формат файлаdocx
Имя файлаРасчет топки котла.docx
ТипРеферат
#67388
Каталог



СОДЕРЖАНИЕ


Введение …………………………………………………….3
Исходные данные для расчета………………………….4
  • Объемы воздуха и продуктов сгорания……………….5
  • Энтальпии воздуха и продуктов сгорания………….…8
  • Тепловой баланс котельного агрегата…………………9
  • Геометрические характеристики топки……………….11
  • Эскиз топки котла ……………………………………...17
  • Список литературы……………………………………..18

    ВВЕДЕНИЕ
    В данном проекте выполнен конструкторский расчет топки парового котла типа Е. Конструкторский расчет имеет целью выбрать рациональную компоновку топки котла, определить размеры топки.

    Камерная топка - топка парового котла, выполненная обычно в виде прямоугольной призматической камеры, в которой топливо сгорает в факеле. Камерная топка состоит из вертикальных стен, потолочного перекрытия и холодной воронки или пода, выложенных из огнеупорных материалов. Топочная камера своей верхней частью примыкает к газоходу пароперегревателя. Топочная камера—отделённое обмуровкой котла от окружающей среды пространство, в котором происходит процесс горения топлива.

    На внутренних поверхностях камерных топок размещают топочные экраны (изготовляемые из труб диаметром 32-76 мм, в которых циркулирует котловая вода), а также потолочный или настенный радиационный пароперегреватель (в паровых котлах). Топливо вводится в топку вместе с воздухом, необходимым для горения, через горелочные устройства, которые размещают на стенах топки. При сжигании пылевидного топлива часть золы уносится дымовыми газами из топки в газоходы котла; остальная часть золы выпадает из факела в виде капель шлака и удаляется из топки либо в твёрдом гранулированном виде, либо в жидком расплавленном виде.

    В начале расчет топки выбирают способ сжигания топлива, уровень подогрева воздуха, тип и число горелок их размеры, компоновка. Температура газов на выходе из топки принимают на основании рекомендации литературы.


    ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ РАСЧЕТА
    Таблица 1 - Параметры топлива
    Марка топлива
    Рабочая масса топлива, %
    Низшая теплота сгорания, Ккал/кг
    Экибастузский

    уголь
    10
    0,4
    0,4
    42
    2,8
    0,8
    6,7
    36,9
    3851,6

    Таблица 2 – Параметры работы парового котла

    Тип котла - Е
    Наименование
    Обозначение
    Размерность
    Величина
    Паропроизводительность
    т/ч
    220
    Параметры пара:

    - давление пара

    - температура пара



    кгс/см2

    °С

    140

    520
    Параметры питательной воды:

    - давление питательной воды

    - температура питательной воды



    кгс/см2

    °С

    160

    215
    Температура уходящих газов за котлом
    °С
    140

    Задание:

    Рассчитать тепловой баланс котла (пылеугольное сжигание), потери, к.п.д.
    Применительно к конструкции рассчитать нужно только топку (получить ее габариты и характеристики).


      ОБЪЕМЫ ВОЗДУХА И ПРОДУКТОВ СГОРАНИЯ

      Теоретическое количество сухого воздуха, необходимого для полного сгорания топлива (коэффициент избытка воздуха α=1), м3/кг

      Теоретический объем азота, м3/кг.

      (2.2)
      Теоретический объем трехатомных газов, м3/кг.

      Теоретический объем водяных паров, м3/кг.

      Объем водяных паров при избытке воздуха α>1, м3/кг.
      Коэффициент избытка воздуха по газоходам.
      Производительность котла >75 т/ч, поэтому выбираем камерный способ сжигания топлива.

      Так как температура начала жидкоплавкого состояния Экибастузского угля t>1500°C целесообразно выбирать твердое шлакоудаление.

      Коэффициент избытка воздуха на выходе из топки котла при сжигании каменного угля α
      Присосы воздуха по газоходам по таблице XVI [2, с.198]:

      - топка
      - пароперегреватель 0,06;

      - экономайзер 0,02;

      - воздухоподогреватель 0,06

      Коэффициент избытка воздуха за котлом α
      Объем дымовых газов при избытке воздуха α=1,2 м3/кг.

      Объемные доли трехатомных газов, равные парциальным давлениям газов при общем давлении 1 кгс/см2.

      Общая объемная доля трехатомных газов.


      Масса дымовых газов, кг/кг.

      Безразмерная концентрация золы в дымовых газах, кг/кг.

      где aТаблица 3 – Объемы газов, объемные доли трехатомных газов, концентрация золы
    Величина
    Размерность
    Газоходы
    Среднее значение коэффициента α


    1,2
    1,34
    -
    -
    -


    0,856
    1,455






    м3/кг
    0,518
    0,527






    м3/кг
    5,536
    6,158






    м3/кг
    0,143
    0,128






    м3/кг
    0,094
    0,086






    м3/кг
    0,237
    0,214






    кг/кг
    0,048
    0,043






    ЭНТАЛЬПИИ ВОЗДУХА И ПРОДУКТОВ СГОРАНИЯ

    Энтальпия газов при коэффициенте избытка воздуха α=1 и температуре газов υ°С, ккал/кг.

    где 3 по таблице XIII [2, с.179] ;

    3 по таблице XIII [2, с.179];

    3 по таблице XIII [2, с.179].

    Энтальпия теоретически необходимого количества воздуха при нормальных условиях, ккал/кг.

    где 3 по таблице XIII [2, с.179].

    Энтальпия золы уносимой газами, ккал/кг.

    где 3 по таблице XIII [2, с.179].

    Энтальпия дымовых газов на 1 кг топлива при υ=1000°С и α
    Для топки задается диапазон температур дымовых газов от 1000°С до 2200°С и производится расчет энтальпии. Температура холодного воздуха в котельной принимают равной 30 °С. Температура уходящих газов на выходе из котельного агрегата равна 140 °С. Результаты расчета сведены в таблицу 4.
    Таблица 4 – Энтальпии продуктов сгорания
    υ, °С
    30
    -
    40,6
    -
    -
    -
    350


    482,7






    100
    155,2
    135,2
    6,8
    -
    208
    200
    314,4
    272,1
    14,2
    -
    421,1
    1000
    1750,5
    1467,7
    82,4
    2126,4
    -
    1500
    2746,1
    2289,3
    147,2
    3351,2
    -
    2200
    4207,3
    3474,5
    -
    4902,2
    -

      ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС КОТЕЛЬНОГО АГРЕГАТА
      Рассчитываемая величина
      Обозначение
      Размер-ность
      Формула или обоснование
      Расчет
      Низшая теплота сгорания
      ккал/кг
      Исходные данные
      3851,6
      Тепло внесенное поступающим в котел с воздухом
      ккал/кг
      При подогреве воздуха вне котла отборным паром
      0
      Физическое тепло топлива
      ккал/кг
      Учитывается, когда оно предварительно подогрето
      0
      Тепло вносимое в котел паровым дутьем
      ккал/кг


      0
      Тепло затраченное на разложение карбоната при сжигании сланцев
      ккал/кг


      0
      Располагаемое тепло
      ккал/кг
      3851,6
      Потери тепла
      Потеря тепла от механической неполноты сгорания
      %
      Принимают по таблице XVII [2, с.200].
      1,5
      Энтальпия уходящих газов за котлом
      ккал/кг
      При 293,2
      Энтальпия теоретически необходимого количества холодного воздуха
      ккал/кг
      При t40,6
      Потеря тепла с уходящими газами
      %
      Потеря теплоты от химической неполноты сгорания
      %
      Принимают по таблице XVII [2, с.200].
      0
      Потери тепла от наружного охлаждения
      %
      При паропроизводительности 220 т/ч по рис. 5-1 [2, с.21]
      0,55
      Потери с теплом шлака
      %
      При камерном сжигании с твердым шлакоудалением не учитывается если 0
      Суммарные потери тепла в котельном агрегате
      %
      Коэффициент полезного действия котельного агрегата
      %
      Количество выработанного перегретого пара
      кг/ч
      Исходные данные
      220 000
      Энтальпия перегретого пара
      ккал/кг
      При абсолютном давлении 807,4
      Расход воды на продувку котла
      %


      2,5
      Энтальпия питательной воды на входе в котел
      ккал/кг
      При 221
      Энтальпия кипения
      ккал/кг
      При 374
      Количество тепла полезно отданное в котле
      ккал/кг
      Расход топлива
      кг/ч
      Расчетный расход топлива с учетом механической неполноты сгорания
      кг/ч
      Коэффициент сохранения тепла


        ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТОПКИ

        По таблице II-2 [2. с, 67] выбирают тип и расположение горелок. Для всех видов топлива выбирают вихревые горелки, встречное расположение горелок.

        По таблице II-3б [2. с, 68] выбирают количество горелок. При паропроизводительности 220 т/ч и твердом шлакоудалении количество горелок принимают n= 6 шт. Двухъярусное расположение по треугольнику вершиной вниз на боковых стенах топки.

        Мощность горелок
        Диаметр амбразуры d
        Принимаем размеры экранных труб d=60x5,5 мм; s=65 мм.

        Отношение
        Расчет производится с принятием предварительного значения площади поверхности топки F

    Рассчитываемая величина
    Обозначение
    Размер-ность
    Формула или обоснование
    Расчет
    Предварительный расчет площади стен топки
    Допустимое тепловое напряжение топки
    ккал/м3ч
    По таблице XVII [2, с.200].
    150000
    Минимальный допустимый объем топочной камеры
    Тепловое напряжение сечения камеры
    Гкал/м2
    По таблице II-1 [2, с.66]. Многоярусное расположение горелок
    3 000 000
    Минимальная допустимая площадь сечения топочной камеры в районе горелок
    Расстояние от оси нижнего ряда горелок до начала ската воронки равно
    hм
    По таблице II-4 [2, с.68].
    2,5
    Расстояние между осями горелок по горизонтали
    l
    м
    По таблице II-4 [2, с.68].
    3
    Расстояние от оси крайней горелки до прилегающей стены топки


    м
    По таблице II-4 [2, с.68].
    3
    Ширина боковых стен топки
    b
    м


    9
    Ширина фронтовой и задней стен топки
    а
    м

    принимают = 6
    Высота топки
    м
    Площадь поверхности стен топочной камеры предварительная


    Тепловой баланс топочной камеры
    Температура воздуха за воздухоподогревателем
    t
    °C
    По таблице II-10 [2, с.72]
    350
    Энтальпия теоретически необходимого количества воздуха
    ккал/кг
    По таблице 4.

    При t=350 °C
    482,7
    Энтальпия теоретически необходимого количества холодного воздуха
    ккал/кг

    по таблице 4.
    40,6
    Величина присосов в топке


    п.2.6.
    0,1
    Величина присосов в пылеприготовительной системе


    по таблице XVI [2, с.199].
    0,04
    Тепло вносимое в топку воздухом
    ккал/кг

    Тепло внесенное воздухом при подогреве его вне агрегата
    ккал/кг


    0
    Тепло рециркулирующих газов
    ккал/кг


    0
    Полезное тепловыделение в топке
    ккал/кг

    Температура дымовых газов на выходе из топки
    °C
    [2, с.66].
    1250
    Энтальпия продуктов сгорания на выходе из топки
    ккал/кг
    По таблице 4. При 2738,8
    Количество тепла, воспринятое в топке
    ккал/кг
    Степень черноты
    Относительный уровень расположения горелок


    Относительное положение максимума температуры пламени по высоте топки



    Расчетный коэффициент М



    Эффективная толщина излучающего слоя
    м
    Суммарная объемная доля трехатомных



    Таблица 3.
    0,237
    Температура дымовых газов на выходе из топки
    °К
    1250+273,2=1523,2
    Суммарное парциальное давление газов
    кгс/см2
    0,237
    Коэффициент ослабления лучей трехатомных газов
    Средний диаметр золовых частиц
    мкм
    По таблице 6-1 [2, с.25]
    16
    Плотность дымовых газов
    кг/м3
    п.6-08 [2, с.25]
    1,3
    Безразмерная концентрация золы в дымовых


    Таблица 3.
    0,048
    Коэффициент ослабления лучей золовыми частицами
    Коэффициент ослабления лучей коксовыми частицами
    п.6-08 [2, с.25].
    1
    Безразмерная величина, учитывающая влияние концентрацию коксовых частиц в факеле


    п.6-08 [2, с.25].
    0,5
    Безразмерная величина, зависящая от способа сжигания


    п.6-08 [2, с.25].
    0,1
    Коэффициент ослабления лучей коксовыми частицами
    Коэффициент ослабления лучей топочной среды

    Давление в топке


    Для котлов, работающих без наддува
    1
    Степень черноты факела


    Угловой коэффициент экрана




    По номограмме 1 [2, с.240].
    0,96
    Коэффициент учитывающий снижение тепловосприятия в следствии загрязнения поверхностей нагрева


    По таблице 6-2 [2, с.29].
    0,35
    Коэффициент тепловой эффективности экранов


    Среднее значение коэффициента эффективности экранов



    0,321
    Степень черноты топки


    Теоретическая температура сгорания топлива
    °К

    При 1979,5+273,2=2252,7
    Поверхность стен топки
    м2


    Так как поверхность стен топки меньше ранее принятой величины обусловленной минимальным допустимым объемом топки принимаем Средняя суммарная теплоемкость продуктов сгорания
    ккал/кг*°С
    Действительная температура газов на выходе из топки
    °С


    Так как найденная температура газов на выходе из топки расходиться с предварительно принятой на 22 °С, что значительно меньше допустимого расхождения(
    Температура

    СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
    Будников Г.В. Проектирование топок промышленных котлоагрегатов. Учебное пособие. – Куйбышевский политехнический институт. Куйбышев 1989. – 65 с.
  • Кузнецов Н.В. Тепловой расчет котельных агрегатов. Нормативный метод. – «Энергия» Москва 1973. – 296 с.
  • Горелки унифицированные пылеугольные. РТМ 108.132.02-81.



  • перейти в каталог файлов


    связь с админом