ВВЕДЕНИЕ
Тепловая энергия является одним из основных видов энергии, необходимых для обеспечения жизнедеятельности человека. Тепловую энергию в основном используют для получения электрической энергии, для технологических нужд предприятий различного назначения, для отопления и горячего водоснабжения жилых и общественных зданий.
Комплексы устройств, производящих тепловую энергию и обеспечивающих ее доставку потребителю в виде водяного пара или горячей воды, называют системами теплоснабжения.
Пар в промышленности, сельском хозяйстве и коммунальном хозяйстве применяют для технологических нужд, вентиляционных установок, в сушилках, для отопления производственных и жилых помещений, а также для нагрева воды, используемой в производстве и для бытовых нужд.
Системы теплоснабжения являются важнейшей составляющей энергетического хозяйства страны. Важнейшим звеном единой системы энергосбережения служат котельные (теплогенерирующие) установки - совокупность узлов и механизмов для производства тепловой энергии в виде водяного пара или горячей воды. В качестве первичных источников энергии для теплогенерирующих установок используют органическое и ядерное топливо, солнечную и геотермальную энергию, горючие и тепловые отходы промышленных предприятий. По своему агрегатному состоянию все виды органического топлива разделяют на твердое, жидкое и газообразное. Поэтому эффективное использование этого важнейшего источника теплоты в теплогенерирующих установках является важной составной частью крупнейшей народнохозяйственной задачи по экономии топливно-энергетических ресурсов.
Снижение удельных расходов высокосерийного мазута на единицу конечной продукции достигается применением новых технологических процессов и более экономичного оборудования.
Мазутофицированные котельные агрегаты, использующие современные конструкции мазутогрелочных устройств, наиболее рационально сжигающих мазут, автоматизация процессов горения способствуют обеспечению энергосбережения.
ПРИНЦИПИАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО КОТЛА
Паровым котлом называется комплекс агрегатов, предназначенных для получения водяного пара. Это комплекс состоит из ряда теплообменных устройств, связанных между собой и служащих для передачи тепла от продуктов топлива к воде и пару. Исходным носителем энергии, наличие которого необходимо для образования пара из воды, служит топливо.
Основными элементами рабочего процесса, осуществляемого в котельной установке являются:
1. процесс горения топлива,
2. процесс теплообмена между продуктами сгорания или самим горящим топливом с водой,
3. процесс парообразования, состоящий из нагрева воды, ее испарения и нагрева полученного пара.
Во время работы в котлоагрегатах образуются два взаимодействующих друг с другом потока: поток рабочего тела и поток образующийся в топке теплоносителя. В результате этого взаимодействия на выходе объекта получается пар заданного давления и температуры.
Газомазутные вертикально-водотрубные паровые котлы типа ДЕ-16т/ч предназначены для выработки насыщенного и слабоперегретого пара, идущего на технологические нужды промышленных предприятий, в системы отопления, вентиляции и горячего водоснабжения. Топочная камера котлов размещается с боку от конвективного пучка, образованного вертикальными трубами, развальцованными в верхнем и нижнем барабанах. Ширина топочной камеры по осям боковых экранных труб одинакова для всех котлов - 1790 мм.
Основными составными частями котлов являются верхний и нижний барабаны, конвективный пучок, боковой и задний экраны, образующие топочную камеру.
Трубы парового бокового экрана, образующие также пол и потолоктопочной камеры, вводятся непосредственно в верхний и нижний барабаны. Концы труб заднего экрана приваривают к верхнему и нижнему коллекторам диаметром 159x6 мм. Трубы фронтового экрана котлов паропроизводительностью 16 т/ч приварены к коллекторам диаметром 159x6 мм.
В водяном пространстве верхнего барабана находится питательная труба и труба для ввода фосфатов, в паровом объеме - сепарационные устройства. В нижнем барабане размещают перфорированные трубы для продувки, устройство для парового прогрева воды в барабане при растопке и патрубки для спуска воды.
На котле предусмотрена непрерывная продувка из нижнего барабана и периодическая - из нижнего коллектора заднего экрана, если задний экран имеет коллектор, если нет - периодическая продувка совмещена с непрерывной, осуществляемой из фронтового днища нижнего барабана.
Котел выполнен с одноступенчатой схемой испарения. Опускным звеном циркуляционных контуров являются последние по ходу газов наименее обогреваемые ряды труб конвективного пучка.
Конвективный пучок от топочной камеры отделен газоплотной перегородкой (левым топочным экраном), в задней части которой имеется окно для входа газов в пучок. Перегородка выполнена из вплотную поставленных (S=55 мм) и сваренных между собой труб диаметром 51х2,5 мм. При вводе в барабаны трубы разводятся в два ряда. Места разводки уплотняют металлическими проставками и шамотобетоном. Конвективный пучок образован коридорно расположенными вертикальными трубами диаметром 51х2,5 мм, развальцованными в верхнем и нижнем барабанах. Шаг труб вдоль барабана 90 мм, поперечный 110 мм. Для поддержания необходимого уровня скоростей газов в конвективных пучках котлов устанавливают продольные чугунные или ступенчатые стальные перегородки. Выход дымовых газов из котлов осуществляется через окно, расположенное на задней стенки котла.
Все типоразмеры котлов имеют одинаковую циркуляционную схему. Контуры заднего экрана всех котлов и фронтового экрана котлов соединяют с барабаном через промежуточные коллекторы: нижний - раздающий
(горизонтальный) и верхний - собирающий (наклонный). Концы промежуточных коллекторов со стороны, противоположной барабанам, объединены не обогреваемой рециркуляционной трубой диаметром 76х3,5 мм.
В качестве первичных сепарационных устройств 1-й ступени испарения используют установленные в верхнем барабане направляющие щиты и козырьки, обеспечивающие выдачу пароводяной смеси на уровень воды. В качестве вторичных сепарационных устройств 1-й ступени котла используют горизонтальный жалюзийный сепаратор и дырчатый лист.
Пароперегреватель котлов выполнен змеевиковым из труб диаметром 32х3 мм. Плотное экранирование боковых стен, потолка и пола топочной камеры позволяет на котлах применить легкую изоляцию в два-три слоя изоляционных плит общей толщиной 15-20 мм. Обмуровку фронтовой и задней стенок выполняют по типу облегченной обмуровки: кирпич шамотный толщиной 65 мм и изоляционные плиты общей толщиной 100 мм.
Каждый котел ДЕ снабжен двумя пружинными предохранительными клапанами, один из которых является контрольный. На котлах без пароперегревателя, оба клапана устанавливают на верхнем барабане котла, и любой из них может быть выбран как контрольный. На котлах с пароперегревателем контрольным клапаном является клапан выходного коллектора перегревателя.
С понижением давления в котлах до 0,7 МПа изменений в комплектации котлов экономайзерами не требуется, так как подогрев воды в питательных экономайзерах до температуры насыщения пара в котле составляет более 200 о С.
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное Государственное Бюджетное Общеобразовательное Учреждение
Высшего Профессионального Образования
«Магнитогорский Государственный Технический Университет им.Г.И. Носова»
(ФГБОУ ВПО «МГТУ»)
Кафедра
по дисциплине: «Теплогенерирующие установки»
на тему: «Тепловой расчет котла ДЕ-16-14ГМ»
Исполнитель: Пивкин А.А., студент 4 курса, группы СО-12
Руководитель: Трубицына Г.Н., канд. техн. наук., доцент
Работа допущена к защите «»20г.
(подпись)
Работа защищена «»20г. с оценкой
(подпись)
Магнитогорск 2016
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Магнитогорский государственный технический университет
Им. Г. И. Носова»
(ФГБОУ ВПО «МГТУ»)
Кафедра «Теплогазоснабжение, вентиляция и
Водоснабжение, водоотведение»
ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ
Студенту
(фамилия имя отчество)
Исходные данные:
Сроки сдачи: « » 20 г
Руководитель: / /
Задание получил: / /
(подпись) (расшифровка подписи)
Магнитогорск 2016
| ЗАДАНИЕ | |
| 1.ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ | |
| 2.УСТРОЙСТВО И РАБОТА КОТЛА ДЕ-16-14 ГМ | |
| 2.1. Общий вид | |
| 2.2. Описание | |
| 2.4. Барабан котла ДЕ-16-14 ГМ | |
| 2.5. Автоматика котла ДЕ-16-14 ГМ | |
| 2.6.Водяной экономайзер | |
| 2.6.1. Экономайзеры чугунные | |
| 2.6.2. Модификации | |
| 2.6.3. Характеристика чугунных экономайзеров | |
| 3.РАСЧЕТ ОБЪЕМОВ И ЭНТАЛЬПИЙ ПРОДУКТОВ СГОРАНИЯ И ВОЗДУХА | |
| 3.1. Расчет объемов продуктов сгорания и воздуха. | |
| 3.2. Расчет продуктов сгорания в поверхностях нагрева | |
| 3.3. Расчет энтальпий продуктов сгорания и воздуха | |
| 4.ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС КОТЕЛЬНОГО АГРЕГАТА | |
| 5.РАСЧЕТ ТЕПЛООБМЕНА В ПОВЕРХНОСТЯХ НАГРЕВА | |
| 5.1.Поверочный тепловой расчет топочной камеры | |
| СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ |
ЗАДАНИЕ
Необходимо произвести поверочный расчет котельного агрегата типа ДЕ-16 с элементами конструктивного расчета отдельных поверхностей нагрева (водяного экономайзера). Основной целью поверочного расчета является определение основных показателей работы котельного агрегата, а также конструктивных мероприятий, обеспечивающих высокую надежность и экономичность его эксплуатации при заданных условиях.
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
Котельный агрегат ДЕ-16-14 ГМ на газовом и жидком топливе, марки ГМ (газо-мазутная горелка), РФ, саратовская обл., природный газ из газопровода Саратов - Горький.
Таблица 1
Конструктивные характеристики парового котла типа ДЕ-16-14 ГМ
Бийского котельного завода
| № | Наименование показателя | Значение |
| Паропроизводительность, | ||
| Давление пара на выходе из котла, (кгс/см 2) | ||
| Температура пара, | ||
| Температура питательной воды, | ||
| Температура уходящих топочных газов, | ||
| Вид расчетного топлива | Природный газ | |
| Расход топлива |  |
|
| Тип топочного устройства | ТЛЗМ | |
| Площадь поверхности зеркала горения, м 2 | 6,39 | |
| Объем топочной камеры, м 3 | 22,5 | |
| Радиационная площадь поверхности нагрева, м 2 | 30,3 | |
| Площадь поверхности нагрева конвективного пучка, м 2 | 207,3 | |
| Наружный диаметр труб конвективного пучка, м | 0,051 | |
| Поперечный шаг труб, м | 0,11 | |
| Продольный шаг труб, м | 0,09 | |
| Число рядов труб, шт | ||
| Длина одной трубы водяного экономайзера, м | 1,5 | |
| КПД котла брутто, | ||
| Габаритные размеры котла мм: длина ширина высота | 8655 5205 6050 |
Таблица 2
Рабочая масса топлива
| Химический состав | ||||||
| метан | этан | пропан | бутан | пентан | азот | углекислый газ |
| 91,9% | 2,1% | 1,3% | 0,4% | 0,1% | 3% | 1,2% |
| Теплота сгорания 8630 кДж/м³ | Плотность 0,786 кг/м³ |
УСТРОЙСТВО И РАБОТА КОТЛА ДЕ-16-14 ГМ
2.1.Общий видкотла
Чертеж продольного разреза котла ДЕ-16 приведен в приложении 1.
2.2. Описание
Паровой котёл ДЕ-16-14 ГМ газомазутный вертикально-водотрубный с естественной циркуляцией типа Е (ДЕ) производительностью - 16 тон насыщенного пара (194 °С) в час, используемого на технологические нужды промышленных предприятий, в системах отопления, вентиляции и горячего водоснабжения. Топочная камера котла ДЕ в виде латинской "D" образованна экранными трубами, размещается с права от конвективного пучка, оборудованного вертикальными трубами, развальцованными в верхнем и нижнем барабанах. Основными составными частями котла ДЕ-16-14ГМ являются верхний и нижний барабаны, трубная система котла ДЕ состоит из конвективного пучка, заднего фронтового и бокового экрана, образующие топочную камеру котла ДЕ-16-14 ГМ.
Котел ДЕ-16 14 ГМ паропроизводительностью до 16 т/ч с диаметром верхнего и нижнего барабанов - 1000 мм. Расстояние между барабанами соответственно 1700 мм и 2750 мм (максимально возможное по условиям транспортировки блока по железной дороге). Для доступа внутрь барабанов в переднем и заднем днищах каждого из них имеются лазы с затворами (крышка лаза). Изготовляются барабаны для котлов с рабочим давлением 1,4 МПа (абс) из стали 16ГС или 09Г2С и имеют толщину стенки соответственно 13 мм.
Парового котел ДЕ-16 14 ГМ производительностью 16 и 25 т/ч с двухступенчатой схемой испарения. Во вторую ступень испарения вынесена задняя часть экранов топки и часть конвективного пучка, расположенная в зоне с более высокой температурой газов. Контуры второй ступени испарения имеют не обогреваемую опускную систему.
На котлах производительностью 16 и 25 т/ч пароперегреватель - вертикальный, дренируемый из двух рядов труб..
Поставляются котел ДЕ-16-14 ГМ как блоком так и россыпью; верхний и нижний барабаны с внутрибарабанными устройствами, трубную систему экранов и конвективного пучка (в случае необходимости - пароперегреватель), опорную раму, изоляцию и обшивку.
В качестве хвостовых поверхностей нагрева котлов применяются стальные БВЭС или чугунные ЭБ экономайзеры.
Паровой котел ДЕ 16 14 ГМ оборудованы системами очистки поверхностей нагрева с применением ГУВ (генератор ударных волн).
Неподвижными опорами котлов являются передние опоры нижнего барабана. Средняя и задние опоры нижнего барабана подвижные и имеют овальные отверстия для болтов, которыми крепятся к опорной раме на период транспортировки.
Котел ДЕ-16-14 ГМ снабжен двумя пружинными предохранительными клапанами 17с28нж, один из которых является контрольным. На котлах без пароперегревателя оба клапана устанавливаются на верхнем барабане котла и любой из них может быть выбран как контрольный. На котлах с пароперегревателем контрольным клапаном является клапан выходного коллектора перегревателя.
Номинальная паропроизводительность и параметры пара (соответствующие ГОСТ 3619-82) обеспечиваются при температуре питательной воды 100°С при сжигании топлив: природного газа с удельной теплотой сгорания 29300-36000 кДж/кг (7000-8600 ккал/м3) и мазута марок М40 и М100 по ГОСТ 10588-75.
Диапазон регулирования 20-100% от номинальной паропроизводительности. Допускается кратковременная работа с нагрузкой 110%. Поддержание температуры перегрева у котлов с пароперегревателями обеспечивается в диапазоне нагрузок 70-100%.
Котёл ДЕ-16-14 ГМ может работать в диапазоне давлений 0,7-1,4 МПа.
В котельных, предназначенных для производства насыщенного пара без предъявления жестких требований к его качеству, паропроизводительность котлов типа Е (ДЕ) при пониженном до 0,7 МПа давлении может быть принята такой же, как и при давлении 1,4 МПа.
Для котла ДЕ-16-14 ГМ пропускная способность предохранительных клапанов 17с28нж соответствует номинальной производительности котла при давлении не ниже 0,8 МПа (абс).
Нормы качества питательной воды и пара должны соответствовать требованиям регламентируемым правилами «Федеральной службой по экологическому, технологическому и атомному надзору» России.
Средний срок службы котлов между капитальными ремонтами при числе часов использования установленной мощности 2500 ч/г - 3 года, средний срок службы до списания не менее - 20 лет.
Паровой котел ДЕ-16-14 ГМ, может использоваться в качестве водогрейного (по технической документации предприятия).
2.3.Трубная система котла ДЕ-16-14 ГМ
Конвективные трубы ДЕ-16-14 ГМ и экранные трубы ДЕ-16 14 ГМ изготавливается исключительно из бесшовной котловой трубы диаметром 51 мм толщина стенки 2,5 мм. Поскольку сварной шов может стать концентратором внутренних напряжений и привести к снижению коррозионной стойкости, прочности и даже к разрушению изделия. Производится труба котловая методом холодного или горячего деформирования, что обеспечивает отличный по качеству и долговечности результат. Для конвективной трубы ДЕ-16-14 ГМ и экранной трубы ДЕ-16 14 ГМ применяется ГОСТ 8734-75 или ГОСТ 8731-74 (марки стали: Ст10, Ст15, Ст20, Ст25 и толщиной стенки соответственно от 2,5 до 13 мм). Как правило, конвективные трубы ДЕ-16-14 ГМ и экранные трубы ДЕ-16 14 ГМ эксплуатируется в условиях высоких и сверхкритических параметров пара. В таком случае используется подвид котельного трубопроката: трубы для паровых котлов, они как нельзя лучше удовлетворяют данным условиям. Труба для трубной системы котла ДЕ-16 14 ГМ изготавливаются методом горячей прокатки на непрерывном стане и методом горячего прессования, что обеспечивает отличный результат при любой температуре. Топочная камера котла ДЕ-16 14 ГМ сформирована из экранных труб развальцованных в верхнем и нижнем барабане котла ДЕ-16 14 ГМ в виде латинской буквы "D".
2.4. Барабан котла ДЕ-16
Барабан котла ДЕ-16 рабочее давление 1,4 МПа, изготавливается из стали 16ГС, 09Г2С, стенка толщиной 13 и 22 мм соответственно. Технология изготовления барабанов котла ДЕ-16-14 аналогична первоначально заводской технологии; раскрой листового метала, обработка кромки листа под сварку, прокатка листов вальцами для получения обечаек будущего барабана котла ДЕ-16 14 ГМ, сварка обечаек и донышек под флюсом с применением сварочного автомата, сверление отверстий под котловую трубу ø 51 мм, методом фрезерования с последующей накаткой отверстия, что при вальцовки трубы в барабане при монтаже котла ДЕ-16-14 ГМ, даёт более надёжное соединение при проверки гидравлическим испытанием котла ДЕ-16 14 ГМ. Контроль сварных швов обеспечивается за счёт провидения ультразвуковой диагностики барабана котла ДЕ-16 14 ГМ. Как готовому изделию барабану котла ДЕ-4 присваивается и набивается заводской номер, ставятся клейма с приложением сертификата и разрешения на применение "РОСТЕХНАДЗОРА". Для осмотра барабанов котлов ДЕ и расположенных в них устройств, а также для чистки труб шарошками на задних днищах расположены лазы; у котлов ДЕ-16 и ДЕ-10 с длинным барабаном, имеется ещё лаз на переднем днище верхнего барабана.
На верхней образующей верхнего барабана котла ДЕ-16-14 приварены патрубки для установки предохранительных клапанов, главного парового вентиля или задвижки, вентилей для отбора проб пара, отбора пара на собственные нужды (обдувка).
В водяном пространстве верхнего барабана котла ДЕ-16 находится питательная труба, в паровом объёме барабана - паросепарационное устройство. В нижнем барабане котла ДЕ-16 14 ГМ, размещается перфорированная труба для продувки, устройство для прогрева барабана при растопке (для котлов производительностью от 16 т/ч и выше) и штуцер для спуска воды.
Для наблюдения за уровнем воды в верхнем барабане котла ДЕ-16 устанавливаются два указателя уровня.
На переднем днище верхнего барабана котла ДЕ-16 установлено два штуцера для отбора импульсов уровня воды на автоматику котла.
2.5. Автоматика котла ДЕ-16-14 ГМ
Функции автоматики котла:
1.Измерение и сигнализация: автоматики котла ДЕВ-16 14 ГМ с применением световой и звуковой сигнализации при отклонении технологических параметров от нормы.
2.Розжиг и останов котла: автоматика водогрейного котла ДЕ-16 14 ГМ в автоматическом режиме проводит розжиг и останов котла, без участия обслуживающего персонала, что соответствует требованиям правил ПБ 12-529-03.
3.Регулирование процесса горения: автоматическое регулирование подачи топлива в топку котла в зависимости от температуры воды на выходе из котла;
4.Разряжение: автоматика котла ДЕВ 16 14 ГМ обеспечивает регулирование разрежения в топке котла, соотношения «топливо-воздух» с помощью МЭО либо частотных преобразователей установленных на вентиляторе (ВДН) и дымососе (ДН).
5.Защита: автоматика водогрейного котла ДЕ-16 14 ГМ обеспечивает останов котла в случае изменения заданных технологических параметров:
● при повышение температуры воды на выходе из котла,
● при понижение давления воздуха,
● при отклонение давления газа перед горелкой,
● при уменьшении разрежения в топке котла,
● при отклонение давления воды на выходе из котла,
● при понижении давления топлива перед горелкой,
● при понижении расхода воды через котёл,
● при погасании факела горелки,
● при исчезновении напряжения в цепях защиты,
● при аварийном останове вентилятора и дымососа,
6.Измерение и сигнализация: автоматика котла ДЕВ-16-14 ГМ, обеспечивает измерение и сигнализацию параметров работы котла:
● давление воды на входе в котёл;
● давление воды на выходе в котёл,
● температура воды на входе в котёл,
● температура воды на выходе в котёл,
● давление воздуха перед горелкой,
● разрежения в топке котла,
● расход воды через котёл,
● температура уходящих газов.
7.Управление "Верхний уровень" (опция): при оснащении системы автоматики водогрейного котла ДЕ 16 14 ГМ управлением средствами «верхнего уровня», реализуется;
● представление информации о работе котла на экран монитора компьютера в виде мнемосхем и графиков,
● управление котлом,
● архивирование и регистрация параметров.
В автоматики котла ДЕВ-16-14 ГМ по требованию ПБ 10-574-03, установлен электронный самописец - четырёхканальный «Термодат17М5», фиксирующий первопричину аварии.
Водяной экономайзер
Экономайзеры чугунные
Водяной экономайзер представляет собой трубчатый теплообменник, в котором питательная вода перед поступлением в котел подогревается до температуры 30 – 40 о С ниже температуры кипения, чтобы предотвратить парообразование и гидравлические удары внутри него. Подогрев происходит за счет теплоты уходящих газов, тем самым повышая КПД котельного агрегата.
Модификации
Пример условного обозначения чугунных экономайзеров:
ЭБ1-300И(П) – экономайзерный блок с одной колонкой, площадью поверхности нагрева 300 м 2 и газоимпульсной (И) или паровой (П) очисткой.
Рис 1. Блочный одноколонковый чугунный водяной экономайзер.
А – продольный разрез; Б – поперечный разрез;1 – заслонка; 2 – обдувочное устройство; 3 – чугунные оребрённые трубы; 4 – газоход.
В паровых котлах температура тепловоспринимающей стенки по всему агрегату почти одинакова и немного превышает температуру кипения. По мере повышения давления пара температура стенки повышается, что приводит к повышению температуры уходящих газов. Выпускать в атмосферу газы с такой высокой температурой нерационально. К устройствам, предназначенным решить эту проблему, относятся экономайзеры.
Экономайзеры чугунные блочные применяется в качестве хвостовых поверхностей нагрева паровых стационарных котлов типов ДЕ, КЕ и ДКВР.
Экономайзеры устанавливаются индивидуально на котел или на группу котлов низкого давления (до 2,4 МПа) и малой мощности и могут отключаться от котлов как по газовому, так и по водяному тракту.
Экономайзеры данного типа выполняют из чугунных ребристых труб с фланцами, которые соединяют между собой с помощью чугунных калачей (дуг). Длина оребрённых чугунных труб экономайзера составляет 2 или 3 м, диаметр труб - 76х8 мм, присоединительный фланец квадратный размером 150 х 150 мм. Полная площадь поверхности нагрева трубы, составляет соответственно 2,95; 4,49 м 2 .
Рис. 2. Детали чугунного водяного экономайзера.
А – ребристая труба; Б – соединение труб с помощью калача (дуги).
Число труб в пакете в горизонтальной плоскости определяется исходя из скорости продуктов сгорания, обычно в диапазоне 6-9 м/с; число горизонтальных рядов определяется потребной общей поверхностью нагрева.
Вода движется последовательно по всем трубам снизу вверх, а продукты сгорания проходят через зазоры между ребрами труб сверху вниз. При такой схеме движения воды (подъёмном), обеспечивается лучшее удаление воздушных пузырьков. Для удаления возможных отложений, наружные поверхности экономайзеров периодически при помощи обдувочных аппаратов подвергают обдувке паром (П) или сжатым воздухом (газоимпульсная (И) очистка).
Рис. 5. Движение воды и продуктов сгорания в экономайзере.
Для обеспечения надежной эксплуатации на входе и выходе устанавливают необходимую арматуру - предохранительные клапаны и запорные вентили, термометры, манометр, спускной вентиль, обратный клапан, а в верхней точке экономайзера - вантузы для удаления воздуха.
Рис. 6. Схема включения чугунного экономайзера.
1 – барабан котла;
2 – запорный вентиль;
3 – обратный клапан;
4 – вентиль на сгонной линии; 5 – предохранительный клапан; 6 – вентиль воздушника; 7 – чугунный водяной экономайзер; 8 – дренажный вентиль.
Чугунные экономайзеры поставляют или в виде отдельных деталей со сборкой на месте монтажа, или в виде транспортабельных блоков в облегченной обмуровке с металлической обшивкой.
Экономайзеры ЭБ2-94И(П) – ЭБ2-236И(П) поставляются одним блоком, ЭБ1-300И(П) и ЭБ1-330И(П) – двумя блоками, ЭБ1-646И(П) и ЭБ1-808И(П) – тремя блоками.
Достоинство чугунных экономайзеров: применение чугуна в поверхностях нагрева и соединительных деталях значительно увеличивает срок службы из-за устойчивости его против коррозии, как по внутренней, так и по внешней поверхности.
У котла ДЕ-16-14ГМ-О (Е-16-1,4ГМ) внутренний диаметр верхнего и нижнего барабанов составляет 1000 мм.
Трубы перегородки и правого бокового экрана, образующего также под и потолок топочной камеры, вводятся непосредственно в верхний и нижний барабаны. Концы труб заднего экрана привариваются к верхнему и нижнему коллекторам. Трубы фронтового экрана котла ДЕ-16-14ГМ-О (Е-16-1,4ГМ) развальцованы в верхнем и нижнем барабанах.
В водяном пространстве верхнего барабана находятся питательная труба и труба для ввода фосфатов, в паровом объёме – сепарационное устройство. В нижнем барабане размещаются устройство для парового прогрева воды в барабане при растопке и патрубки для спуска воды, перфорированные трубы для периодической продувки.
Топочная камера котла ДЕ-16-14ГМ-О (Е-16-1,4ГМ) отделена от конвективного пучка газоплотной перегородкой, в задней части которой расположено окно для входа газов в пучок. Перегородка изготовлена из плотно поставленных и сваренных между собой труб. При входе в барабаны трубы разводятся в два ряда. Вертикальная часть перегородки уплотняется вваренными между трубами металлическими проставками. Конвективный пучок котла ДЕ-16-14ГМ-О (Е-16-1,4ГМ) образован коридорно-расположенными вертикальными трубами, развальцованными в верхнем и нижнем барабанах.
Исполнение заднего экрана топки возможно в двух вариантах:
Трубы заднего экрана топки привариваются к верхнему и нижнему коллекторам экрана, которые в свою очередь, привариваются к верхнему и нижнему барабанам. Концы коллекторов заднего экрана со стороны, противоположной барабанам, соединяются необогреваемой рециркуляционной трубой. Для защиты рециркуляционных труб и коллекторов от теплового излучения в конце топочной камеры устанавливаются две трубы, присоединённые к барабанам вальцовкой.
С-образные трубы, образующие задний экран топки и присоединённые к барабанам вальцовкой.
У котла ДЕ-16-14ГМ-О (Е-16-1,4ГМ) перегородки в конвективном пучке отсутствуют, а необходимый уровень скоростей газов поддерживается также изменением ширины пучка. Дымовые газы проходят по всему сечению конвективного пучка и выходят через переднюю стенку в газовый короб, который размещён над топочной камерой. Далее через газовый короб дымовые газы проходят к экономайзеру, размещённому сзади котла ДЕ-16-14ГМ-О (Е-16-1,4ГМ).
В котле ДЕ-16-14ГМ-О (Е-16-1,4ГМ) применено двухступенчатое испарение. Во вторую ступень испарения внесена задняя часть экранов топки и конвективного пучка, расположенного в зоне с более высокой температурой газов. Контуры второй ступени испарения имеют необогреваемую опускную систему.
Контуры боковых экранов и конвективного пучка котла ДЕ-16-14ГМ-О (Е-16-1,4ГМ), а также фронтового экрана котла замкнуты непосредственно на барабаны. Контуры заднего экрана котла ДЕ-16-14ГМ-О (Е-16-1,4ГМ) соединяются с барабаном через промежуточные коллекторы: нижний – раздающий (горизонтальный) и верхний – собирающий (наклонный). Концы промежуточных коллекторов со стороны, противоположенной барабанам, объединены необогреваемой рециркуляционной трубой.
В качестве первичных сепарационных устройств используются установленные в верхнем барабане отбойные щиты и направляющие козырьки, обеспечивающие подачу пароводяной смеси на уровень воды. В качестве вторичных сепарационных устройств применяются дырчатый лист и жалюзийный сепаратор.
В котле ДЕ-16-14ГМ-О (Е-16-1,4ГМ) пароперегреватели вертикальные, дренируемые из двух рядов труб диаметром 51х2,5.
Для сжигания топочного мазута и природного газа на котел ДЕ-16-14ГМ-О (Е-16-1,4ГМ) устанавливается газомазутная горелка ГМП.
Основными узлами горелки являются: газовая часть, лопаточный аппарат для завихрения воздуха, форсуночный узел с основной и резервной паромеханическими форсунками.
Котёл ДЕ-16-14ГМ-О (Е-16-1,4ГМ) комплектуется необходимым количеством арматуры и контрольно-измерительными приборами.
Перевод парового котла ДЕ-16-14ГМ-О (Е-16-1,4ГМ) в водогрейный режим позволяет, кроме повышения производительности котельных установок и уменьшения затрат на собственные нужды, связанные с эксплуатацией питательных насосов, теплообменников сетевой воды и оборудования непрерывной продувки, а также сокращения расходов на подготовку воды, существенно снижать расход топлива.
Среднеэксплуатационный КПД котлоагрегата, использованного в качестве водогрейного, повышается на 2,0-2,5%.
Котёл ДЕ-16-14ГМ-О (Е-16-1,4ГМ) поставляется заказчику одним транспортабельным блоком (блок в обшивке и изоляции установленной горелкой; возможно исполнение со встроенным экономайзером) в комплекте с КИП, арматурой и гарнитурой в пределах котла, лестницами и площадками, пароперегревателем (по дополнительному договору).
Основными элементами котлов являются:
1.Верхний и нижний барабаны;
3.Левый топочный экран - газоплотный;
5.Правый топочный экран, трубы которого выполнены в виде и перекрывают потолок и нижнюю часть топки (под);
5.Фронтовой экран;
6.Задний экран;
7.Два коллектора заднего топочного экрана, выполнены 0 159*6 мм;
8.Конвективный пучок труб;
9.Обмуровка;
10.Металлический каркас;
11.Металлическая обшивка;
12.Гарнитура;
13.Арматура;
14.Контрольно-измерительные приборы;
15.Три опускные трубы, 0 159*6 мм у котлов паропроизводительностью до 16 т/ч и 0 219*6 мм у котлов ДЕ-25-14;
16.Рециркуляционная труба заднего экрана;
17.Обдувочное устройство расположено с левой стороны конвективного пучка;
18.Трубопроводы котла.
Барабаны котлов выполнены, из качественной стали марки 16 ГС, внутренний диаметр 1000 мм. Толщина стенок барабанов 13 мм. Конвективный пучок выполнен по всей длине барабанов из труб диаметром 51ˣ2,5 мм. Левый топочный экран выполнен из труб 0 51*4 мм. Правый топочный экран, фронтовой и задний экраны выполнены из труб d = 51˟2,5 мм. Два коллектора заднего экрана выполнены из труб d = 159ˣ6 мм. Рециркуляционная труба выполнена трубой диаметром 76ˣ3,5 мм. Три опускные трубы - диаметром 259ˣ6 мм (котлы ДЕ-25-14).
Длина цилиндрической части барабанов увеличивается от 2250 мм для котлов ДЕ-4-14 до 7500 мм для котлов ДЕ-25-14. Межцентровое расстояние барабанов - 2750 мм. Для доступа внутрь барабанов в переднем и заднем днищах барабанов имеются лазы.
Ширина конвективного пучка составляет 890 мм для котлов 4; 6.5 и 16 т. пара и 1000 мм для котлов паропроизводительностью 10 и 25 т. пара в час.
Шаг труб конвективного пучка вдоль барабанов 90 мм, поперечный -110 мм. Средний ряд труб конвективного пучка по оси барабанов имеет шаг -120 мм. Трубы наружного ряда конвективного пучка имеют продольный шаг -55 мм. На вводе в барабаны трубы разведены в два ряда.
В конвективных пучках котлов паропроизводительностью 4; 6,5 и 10 т. пара в час для обеспечения необходимых скоростей дымовых газов устанавливаются продольные, стальные перегородки
Котлы паропроизводительностью 16 и 25 тонн пара в час перегородок в конвективном пучке не имеют, а скорость движения дымовых газов поддерживается изменением ширины конвективного пучка (1000 мм).
Конвективный пучок от топочной камеры отделен газоплотным левым топочным экраном. Газоплотность обеспечивается приводкой металлических пластин между труб по всей их высоте от нижнего барабана до верхнего барабана.
В задней части левого топочного экрана металлические пластины (проставки) не устанавливают трубы задней части конвективного пучка выполнены коридорно и образуют «окна» для поступления дымовых газов из топки в конвективный пучок.
Участки разводки экранных труб на вводе в барабаны уплотняются шамотобетоном.
Трубы правого топочного экрана образуют под и потолок топки.
Трубы фронтового экрана в количестве 4-х или 2-х (различные модификации котлов) окаймляют горелочную амбразуру справа и слева и вводятся в верхний и нижний барабаны (см. на рисунке).
Котел ДЕ-25-14 ГМ (Вид сзади)
Поперечное сечение топочной камеры для всех котлов одинаково. Средняя высота топочной камеры составляет 2400 мм, ширина 1790 мм. Глубина топочной камеры увеличивается с повышением паропроизводительности котлов от 1930 мм для котлов ДЕ-4-14 до 6960 мм для котлов 25 тонн пара в час.
Основная часть труб конвективного пучка, правого топочного экрана, а также трубы фронтового экрана присоединяются к барабанам развальцовкой.
Трубы газоплотной перегородки, а также часть труб правого топочного экрана и наружного ряда конвективного пучка привариваются к барабанам электросваркой.
Трубы заднего экрана топки привариваются к нижнему и верхнему коллекторам 0 159*6 мм. Коллекторы в свою очередь привариваются к верхнему и нижнему барабанам.
Концы коллекторов со стороны противоположной барабанов соединяются необогреваемой рециркуляционной трубой 0 76*3,5 мм.
На всех котлах для защиты от перегрева со стороны топки рециркуляционной трубы и коллекторов и труб заднего экрана, в топочной камере устанавливаются две тубы 0 51 *2,5 мм, присоединяемые к барабанам развальцовкой (см. рис. № 2 стр. 6).
В котлах ДЕ паропроизводительностью до 10 т/ч выделяют четыре циркуляционных контура:
Контур циркуляции воды конвективного пучка и левого топочного экрана;
Контур циркуляционной воды правого топочного экрана;
Контур циркуляции воды фронтового экрана;
Контур циркуляции воды заднего топочного экрана.
В котлах ДЕ-16-14 и ДЕ-25-14 имеющих внутри барабанов перегородки и 2-х ступенчатое испарение, циркуляция воды значительно сложнее.
Котлы паропроизводительностью 4; 6,5 и 10т пара в час работают с одноступенчатым испарением. В котлах паропроизводительностью 16 и 25 т пара в час применено 2-х ступенчатое испарение. В этих целях в барабанах выполнены металлические перегородки делящие барабаны на два отсека: большой отсек - чистовой и малый отсек- солевой. В верхнем барабане перегородка выполнена не сплошная, то есть не на весь диаметр барабана.
В нижнем барабане перегородка установлена сплошная.
Во вторую ступень испарения при помощи поперечных перегородок в барабанах вынесены:
Задняя часть левого и правого экранов топки;
Задний экран;
Часть конвективного пучка труб, расположенных в зоне с более высокими температурами дымовых газов.
Питание водой второй ступени верхнего барабана осуществляется по переливной трубе 0133 мм длиной не менее 2-х метров, проходящей через разделительную перегородку верхнего барабана.
Контур второй ступени испарения имеет три опускные необогреваемые трубы 0159*6 мм, у котлов ДЕ паропроизводительностью до 16 т пара в час и 0 219*6 мм у котлов ДЕ-25-14.
Опускная система контура солевого отсека состоит из необогреваемых труб. Опускная система первой ступени испарения состоит из последних по ходу газов рядов труб конвективного пучка.
В паровом объеме верхнего барабана размещены сепарационные устройства: дырчатый металлический лист и пластинчатые сепараторы.
В водяном объеме верхнего барабана находится питательная труба, труба для ввода химреагентов. Направляющие щиты и козырьки для очистки пара от солей жесткости.
В верхнем барабане котла также расположены успокоительные колонки и импульсные трубки из чистового и солевого отсеков к указателям уровня воды.
Указатели уровня воды присоединяются к трубам (импульсные трубы) идущим из парового и водяного объемов из чистового и солевого отсеков верхнего барабана.
Введение
1. Принципиальное устройство котла
Объемы и энтальпии воздуха и продуктов сгорания
1 Состав и теплота сгорания топлива
2.2 Присосы воздуха и коэффициенты избытка воздуха по отдельным газоходам
3 Объемы воздуха и продуктов сгорания
4 Энтальпии воздуха и продуктов сгорания
3. Тепловой баланс котла и расход топлива
3.1 Тепловой баланс котла
2 Тепловые потери и КПД котла
3 Полезная мощность котла и расход топлива
4. Поверочный расчет теплообмена в топочной камере
4.1 Общие указания
4.2Радиационные свойства продуктов сгорания
4.3 Расчет суммарного теплообмена в топке 3.1 Общие указания 3.2 Полезное тепловыделение в топке 3.3 Расчет температуры газов на выходе из топки 4.3.4 Проверка точности расчета температуры продуктов сгорания на выходе из топки θ´´Т 3.5 Тепловосприятие топки Заключение Список использованных источников
ВВЕДЕНИЕ
Тепловая энергия является одним из основных видов энергии, необходимых для обеспечения жизнедеятельности человека. Тепловую энергию в основном используют для получения электрической энергии, для технологических нужд предприятий различного назначения, для отопления и горячего водоснабжения жилых и общественных зданий. Комплексы устройств, производящих тепловую энергию и обеспечивающих ее доставку потребителю в виде водяного пара или горячей воды, называют системами теплоснабжения. Пар в промышленности, сельском хозяйстве и коммунальном хозяйстве применяют для технологических нужд, вентиляционных установок, в сушилках, для отопления производственных и жилых помещений, а также для нагрева воды, используемой в производстве и для бытовых нужд. Системы теплоснабжения являются важнейшей составляющей энергетического хозяйства страны. Важнейшим звеном единой системы энергосбережения служат котельные (теплогенерирующие) установки - совокупность узлов и механизмов для производства тепловой энергии в виде водяного пара или горячей воды. В качестве первичных источников энергии для теплогенерирующих установок используют органическое и ядерное топливо, солнечную и геотермальную энергию, горючие и тепловые отходы промышленных предприятий. По своему агрегатному состоянию все виды органического топлива разделяют на твердое, жидкое и газообразное. Поэтому эффективное использование этого важнейшего источника теплоты в теплогенерирующих установках является важной составной частью крупнейшей народнохозяйственной задачи по экономии топливно-энергетических ресурсов. Снижение удельных расходов высокосерийного мазута на единицу конечной продукции достигается применением новых технологических процессов и более экономичного оборудования. Мазутофицированные котельные агрегаты, использующие современные конструкции мазутогрелочных устройств, наиболее рационально сжигающих мазут, автоматизация процессов горения способствуют обеспечению энергосбережения.
1.
ПРИНЦИПИАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО КОТЛА
Паровым котлом называется комплекс агрегатов, предназначенных для получения водяного пара. Это комплекс состоит из ряда теплообменных устройств, связанных между собой и служащих для передачи тепла от продуктов топлива к воде и пару. Исходным носителем энергии, наличие которого необходимо для образования пара из воды, служит топливо. Основными элементами рабочего процесса, осуществляемого в котельной установке являются: .процесс горения топлива,
2.процесс теплообмена между продуктами сгорания или самим горящим топливом с водой,
.процесс парообразования, состоящий из нагрева воды, ее испарения и нагрева полученного пара.
Во время работы в котлоагрегатах образуются два взаимодействующих друг с другом потока: поток рабочего тела и поток образующийся в топке теплоносителя. В результате этого взаимодействия на выходе объекта получается пар заданного давления и температуры. Газомазутные вертикально-водотрубные паровые котлы типа ДЕ-16т/ч предназначены для выработки насыщенного и слабоперегретого пара, идущего на технологические нужды промышленных предприятий, в системы отопления, вентиляции и горячего водоснабжения. Топочная камера котлов размещается с боку от конвективного пучка, образованного вертикальными трубами, развальцованными в верхнем и нижнем барабанах. Ширина топочной камеры по осям боковых экранных труб одинакова для всех котлов - 1790 мм. Основными составными частями котлов являются верхний и нижний барабаны, конвективный пучок, боковой и задний экраны, образующие топочную камеру. Трубы парового бокового экрана, образующие также пол и потолоктопочной камеры, вводятся непосредственно в верхний и нижний барабаны. Концы труб заднего экрана приваривают к верхнему и нижнему коллекторам диаметром 159x6 мм. Трубы фронтового экрана котлов паропроизводительностью 16 т/ч приварены к коллекторам диаметром 159x6 мм. В водяном пространстве верхнего барабана находится питательная труба и труба для ввода фосфатов, в паровом объеме - сепарационные устройства. В нижнем барабане размещают перфорированные трубы для продувки, устройство для парового прогрева воды в барабане при растопке и патрубки для спуска воды. На котле предусмотрена непрерывная продувка из нижнего барабана и периодическая - из нижнего коллектора заднего экрана, если задний экран имеет коллектор, если нет - периодическая продувка совмещена с непрерывной, осуществляемой из фронтового днища нижнего барабана. Котел выполнен с одноступенчатой схемой испарения. Опускным звеном циркуляционных контуров являются последние по ходу газов наименее обогреваемые ряды труб конвективного пучка. Конвективный пучок от топочной камеры отделен газоплотной перегородкой (левым топочным экраном), в задней части которой имеется окно для входа газов в пучок. Перегородка выполнена из вплотную поставленных (S=55 мм) и сваренных между собой труб диаметром 51х2,5 мм. При вводе в барабаны трубы разводятся в два ряда. Места разводки уплотняют металлическими проставками и шамотобетоном. Конвективный пучок образован коридорно расположенными вертикальными трубами диаметром 51х2,5 мм, развальцованными в верхнем и нижнем барабанах. Шаг труб вдоль барабана 90 мм, поперечный 110 мм. Для поддержания необходимого уровня скоростей газов в конвективных пучках котлов устанавливают продольные чугунные или ступенчатые стальные перегородки. Выход дымовых газов из котлов осуществляется через окно, расположенное на задней стенки котла. Все типоразмеры котлов имеют одинаковую циркуляционную схему. Контуры заднего экрана всех котлов и фронтового экрана котлов соединяют с барабаном через промежуточные коллекторы: нижний - раздающий (горизонтальный) и верхний - собирающий (наклонный). Концы промежуточных коллекторов со стороны, противоположной барабанам, объединены не обогреваемой рециркуляционной трубой диаметром 76х3,5 мм. В качестве первичных сепарационных устройств 1-й ступени испарения используют установленные в верхнем барабане направляющие щиты и козырьки, обеспечивающие выдачу пароводяной смеси на уровень воды. В качестве вторичных сепарационных устройств 1-й ступени котла используют горизонтальный жалюзийный сепаратор и дырчатый лист. Пароперегреватель котлов выполнен змеевиковым из труб диаметром 32х3 мм. Плотное экранирование боковых стен, потолка и пола топочной камеры позволяет на котлах применить легкую изоляцию в два-три слоя изоляционных плит общей толщиной 15-20 мм. Обмуровку фронтовой и задней стенок выполняют по типу облегченной обмуровки: кирпич шамотный толщиной 65 мм и изоляционные плиты общей толщиной 100 мм. Каждый котел ДЕ снабжен двумя пружинными предохранительными клапанами, один из которых является контрольный. На котлах без пароперегревателя, оба клапана устанавливают на верхнем барабане котла, и любой из них может быть выбран как контрольный. На котлах с пароперегревателем контрольным клапаном является клапан выходного коллектора перегревателя. С понижением давления в котлах до 0,7 МПа изменений в комплектации котлов экономайзерами не требуется, так как подогрев воды в питательных экономайзерах до температуры насыщения пара в котле составляет более 200оС.
. ОБЪЕМЫ И ЭНТАЛЬПИИ ВОЗДУХА И ПРОДУКТОВ СГОРАНИЯ
2.1
Состав и теплота сгорания топлива
Топливо для проектируемого котла - природный или попутный газ. Расчетные характеристики газа на сухую массу принимаются по таблице IV Приложения к «Методические указания к курсовому проекту», л.10. и заносятся в таблицу 2.1.
Таблица 2.1 Расчетные характеристики газообразного топлива Газопровод Уренгой-Сургут-ЧелябинскСостав газа по объему, %Низшая теплота сгорания Qdi, кДж/м3Плотность при 00 и 101,3 кПа, ρ, кг/м3CH4C2H6C3H8C4H10C5H12C6H14COCO2N2О2H2SHSЗначение98,240,290,20,090,04--0,141---358000,729
2.2 Присосы воздуха и коэффициенты избытка воздуха по отдельным газоходам
Коэффициент избытка воздуха на выходе из топки для газовых котлов небольшой производительности (меньше 45 кг/с) принять в пределах αт = 1,05¸ 1,1, принимаем αт = 1,05.
Котел типа ДЕ-16-14, кроме котла Е-25, имеет один конвективный пучок. Присосы воздуха по газовому тракту принимаем по таблице XVII А Приложения к «Методические указания к курсовому проекту», л.10., в зависимости от типа обмуровки топочной камеры и конвективных газоходов котла.
Таблица 2.2 Коэффициент избытка воздуха и присосы в газоходах котла ПоказательУсловное обозначениеВеличина1. Коэффициент избытка воздуха в топкеαт1,052. Присосы: -в топку;∆αт0,05- в первый конвективный пучок и пароперегреватель;∆αк.п.l0,05-в водяной экономайзер и газоходы за котлом∆αэ к.0,1
Присосы в газоходах за котлом оценить по ориентировочной длине газохода, которую принять для всех котлов типа ДЕ-16 т/ч - 15 м.
Таблица 2.3 Избытки воздуха и присосы по газоходам котла Наименование газоходаα´´∆ααсрТопка1,050,051,05Конвективный пучок и пароперегреватель1,10,051,075Экономайзер и газоходы за котлом1,20,11,15
Пояснения к таблице 2.3 Коэффициент избытка воздуха в сечении за поверхностью нагрева α´´газового тракта котла с уравновешенной тягой определяется суммированием коэффициента избытка воздуха в топке -с присосами в газоходах котла αт, расположенных между топкой и рассматриваемой поверхностью нагрева.
α´´к.п.l = αт + ∆αк.п.l = α´к.п.l + ∆αк.п.l = 1,05 + 0,05 = 1,1,
α´´эк = α´к.п.l + ∆αэк = 1,1 + 0,1 =1,2.
Коэффициент избытка воздуха на выходе из поверхности α´´ является коэффициентом избытка воздуха на входе в следующую поверхность нагрева α´. Средний избыток воздуха в газоходе котла:
αсрк.п.l=αТ+α´´к.п.l =αТ +∆αк.п.l 22
αсрк.п.l=1,05+ 1,1 =1,075,2
αсрэк=α´´эк+α´´к.п.l, 2
αсрэк=1,2 + 1,1 = 1,15. 2
.3 Объемы воздуха и продуктов сгорания
Объемы воздуха и продуктов сгорания рассчитываются на 1 м3 газообразного топлива при нормальных условиях (0°С и 101,3 кПа).
Теоретические объемы воздуха и продуктов сгорания заданного топлива при полном его сгорании (α = 1) принимаются по таблице XIII Приложения к «Методические указания к курсовому проекту», л.10. и заносятся в таблицу 2.4.
Таблица 2.4 Теоретические объемы воздуха и продуктов сгорания Наименование величиныУсловное обозначениеВеличина, м3 /м31. Теоретический объем воздухаVОН9,492. Теоретические объемы продуктов сгорания: -трехатомных газов;1,00- азота;7,51-водяных паров2,14
Объемы газов при полном сгорании топлива и α > 1 определяются для каждого газохода по формулам, приведенным в таблице 2.5.
Таблица 2.5 Действительные объемы газов (м3 /м3) и их объемные доли при α> 1
ВеличинаПоверхность нагреватопкаконвективный пучокэкономайзер12341. α= αср1,051,0751,152.= +0,0161(α-1) . VОН2,14762,15152,16293. VГН =+++(α- 1) . VОН10,772111,013311,73644. r=0,19940,19540,18435. r=0,09280,09080,08526. rп.= r+ r0,29220,28620,26957. Gr13,752614,062514,9920
Пояснения к таблице 2.5 Коэффициент избытка воздуха α= αср принимается по таблице 2.3;
=
,
берутся из таблицы 2.4, м3/м3;
Объем водяных паров при α> 1, м3/кг;
VГН - объем дымовых газов при α> 1, м3/кг;
r- объемная доля водяных паров;
r- объемная доля трехатомных газов;
rп - объемная доля водяных паров и трехатомных газов;
Gr- масса дымовых газов:
Gr =
ρc г.т.л.+dг.т.л./
1000 + 1,306 .
α .
VОН, (2.1)
где ρc г.т.л.= ρ - плотность сухого газа при нормальных условиях, кг/м3 принимается по таблице 2.1; dг.т.л.=10 гр./м3 - влагосодержание газообразное топлива, отнесенное к 1м3 сухого газа.
2.4 Энтальпии воздуха и продуктов сгорания
Энтальпия - это та энергия, которая доступна для преобразования в теплоту при определенных температуре и давлении. Энтальпии воздуха и продуктов сгорания считаются для каждого значения коэффициента избытка воздуха α в области, перекрывающей ожидаемый диапазон температур в газоходе.
Заполняется таблица 2.6.
Таблица 2.6 Энтальпии воздуха и продуктов сгорания при α >1
Поверхности нагреваθ(t),°СIо.ГIо.В(α-1) Iо.ВIГIГкДж/м3Топка, вход в конвективный пучок и паро-перегреватель αт =200035518291011455,0536973,05-180031566259311296,5532862,554110,45160027651228081140,428791,44071,1514002380619704985,224791,24000,212002008716648832,420919,43871,810001640113649682,4517083,453835,958001281410716535,813349,83733,65Конвективный пучок и паро-перегреватель αк.п.1 =100016401136491023,67517424,675-8001281410716803,713617,73806,97560093747878590,859964,853652,8540060895144385,86474,83490,0520029712534190,053161,053313,75Экономайзер αэк. =40060895144771,66860,6-20029712534380,13351,13509,51001471126018916601691,1
Пояснения к таблице 2.6 Данные для расчета энтальпий принимаются из таблиц 2.4 и 2.6. Энтальпия газов при коэффициенте избытка воздуха α = 1 и температуре газов θ, °С, принимается по таблице XVI Приложения к «Методические указания к курсовому проекту», л.10. или рассчитывается по формуле:
Iо.Г = (сθ)
