Описание котельного агрегата БКЗ-75-39 ФБ

Задание

 

 

 

Аннотация

Данная пояснительная записка к курсовому проекту представляет собой расчёт котельного агрегата, прототипом которого является котел БКЗ‑75‑39 ФБ вертикально-водотрубный, с естественной циркуляцией, паропроизводительностью 75 т/ч. Сжигаемое топливо – бурый уголь марки 1Б из Харанорского месторождения.

Пояснительная записка содержит 83 страницы, 17 иллюстраций и 14 таблиц.

Графическая часть продольный и поперечный разрезы котла, всего листов формата А1 – 2.

 

 

Описание котельного агрегата БКЗ-75-39 ФБ

Топочная камера объемом 454 м³ полностью экранирована трубами Ø 60x3 мм, а при работе на каменном угле и торфе — частично в нижней части трубами Ø 60x4 мм, расположенными с шагами 75 и 90 мм. Экраны разделены на 12 самостоятельных циркуляционных контуров (по числу блоков камеры).

Для сжигания каменного угля и антрацитового штыба топку оборудуют тремя пылеугольными горелками с фронта или четырьмя, которые располагают соосно (по две горелки на боковых стенах).

Для сжигания бурого угля и фрезерного торфа топку оборудуют двумя шахтными молотковыми мельницами с фронта. В этом случае нижнюю часть боковых экранов на уровне амбразур утепляют хромитовой массой, нанесенной на ошипованные трубы.

Разработана модификация парогенератора БКЭ-75-39 ФБЖ, оборудованного топкой с жидким шлакоудалением для сжигания антрацитового штыба. В этом случае для устойчивого сжигания топлива нижнюю часть топочной камеры утепляют полностью слоем хромитовой массы, а скаты воронки закрывают кирпичной кладкой с лотками для выпуска шлака.

Схема испарения — трехступенчатая. В барабане расположен чистый отсек первой ступени испарения и два солевых отсека второй ступени испарения (по торцам барабана). Третья ступень вынесена в выносные циклоны Ø 377 мм.

Перегреватель — вертикальный, змеевиковый, двухблочный, с коридорным расположением труб Ø 38x3 мм. Поверхностный пароохладитель установлен между блоками «в рассечку».

Экономайзер — стальной, гладкотрубный, змеевиковый, кипящего типа, с шахматным расположением труб Ø 32x3 мм, двухступенчатый. Первая ступень состоит из двух блоков и расположена между ступенями воздухоподогревателя «в рассечку». Поперечный шаг труб первой ступени — 40 мм, продольный — 55 мм. Поперечный шаг труб второй ступени — 50 мм, продольный — 55 мм.

Воздухоподогреватель — стальной, трубчатый, с шахматным расположением труб Ø 40x1,5 мм, четырехходовый. Поперечный шаг труб: первой ступени — 70 мм, второй — 60 мм; продольный шаг: первой ступени — 45 мм, второй — 42 мм.

 

 

Расчет горения топлива, определение к.п.д и расхода топлива

Расчет топочной камеры

Расчет теплообмена в топке

1) Задаемся температурой продуктов сгорания на выходе из топки:

2) Энтальпию уходящих газов на выходе из топки определим по таблице 4.9:

3) Полезное тепловыделение в топке:

где – теплота вносимая воздухом, кДж/кг; складывается из теплоты горячего и холодного воздуха присосанного в топку.

,

где – энтальпия подогретого до в воздухоподогревателе воздуха;

– теплота поступившая в агрегат с воздухом, предварительно подогретым в калорифере до t=50 °C.

4) Коэффициент тепловой эффективности экранов:

– средний коэффициент эффективности экранов.

– коэффициент тепловой эффективности для каждой поверхности;

– площадь этой поверхности.

где – угловой коэффициент;

– условный коэффициент загрязнения и закрытия экрана.

– [2, стр. 43].

Для выходного окна топки, отделяющего топку от расположенной за ним поверхности нагрева:

Экранные поверхности фронтальной и задней стен без учета фестона:

x_фз=0,96.

Выходное окно:

x_вых=x_ф=1.

Боковые экраны:

x_бок=0,94.

Тогда:

5) Эффективная толщина излучающего слоя:

6) Коэффициент поглощения топочной среды:

где – коэффициенты поглощения лучей трехатомными газами, золовыми и коксовыми частицами соответственно, (м·МПа)^-1.

r_п=0,305 – суммарная объемная доля трехатомных газов (таблица 4.7);

– средние массовые концентрации золы и кокса.

где p=0,1 МПа – давление в топочной камере;

– объемная доля водяных паров;

– абсолютная температура газов на выходе из топки.

A_зл=0,75 – для бурого угля [2, стр. 46].

– принимаем по [2, табл. 4.4].

7) Критерий Бугера:

,

8) Эффективное значение критерия Бугера:

9) Относительное положение максимума температуры:

где h_г=3,965 м – расстояние от середины холодной воронки до оси горелок;

H_т=12,510 м – расстояние от середины холодной воронки до выходного окна.

10) Параметр М:

где M₀=0,42 – для пылеугольных топок с твердым шлакоудалением при фронтальном расположении горелок;

– параметр забалластирования топочных газов.

V_г=4,622 м³/кг – объем уходящих газов на выходе из топки (по таблице 4.7).

11) Средняя суммарная теплоемкость продуктов сгорания на 1 кг сжигаемого топлива при нормальных условиях:

где – адиабатная температура горения, К, определяемая по таблице 4.9 по значению , равному энтальпии продуктов сгорания H_a;

– энтальпия газов на выходе из топки для принятой температуры.

12) Действительная температура на выходе из топки:

Полученная температура отличается от принятой ранее менее, чем на . Таким образом, действительная температура продуктов сгорания на выходе из топки

13) Удельное тепловосприятие топки:

14) Среднее тепловое напряжение поверхности нагрева топки:

Расчет фестона

Фестон конструктивно представляет собой разреженный трубный пучок из труб заднего экрана. Фестон располагается перед пакетами конвективного пароперегревателя. В моем случае фестон четырехрядный.

Рисунок 6.1. Фестон четырехрядный

6.1 Конструктивные характеристики фестона

Таблица 6.1 Конструктивные характеристики фестона

Показатель	Обозначение	Ед.измерения	Значение
Диаметр труб наружный	d	м	0,06
Количество труб в ряду	z1	шт
Количество рядов труб	z2	шт
Общее количество труб	z	шт
Угловой коэффициент	x	–	0,5
Средняя длина труб	lср	м	5,312
Высота выходного окна	hф	м	3,910
Расположение труб	–	–	шахматное
Шаг труб:
– поперечный		м	0,743
– продольный	S2	м	0,25
Относительный шаг труб
– поперечный	ϭ1	–	12,383
– продольный	ϭ2	–	4,167
Размеры поперечного сечения газохода	a	м	7,43
b=hф	м	3,910

 

2) Площадь поверхности нагрева:

3) Площадь лучевоспринимающей поверхности:

4) Теплота, получаемая излучением:

– коэффициент неравномерности тепловосприятия по высоте топки [2, табл. 6.1];

– при размещении за окном фестона [2, стр. 44].

5) Примем понижение температуры в фестоне Температура газов на входе в фестон Температура газов за фестоном

6) Энтальпия газов на выходе из фестона:

7) Количество теплоты, отданной газами в фестоне:

8) Живое сечение для прохода газов:

где – проекция длины труб на плоскость, перпендикулярную направлению движения газов.

9) Средняя температура газов в поверхности:

10) Температурный напор:

где – большая и меньшая разности температур теплообменивающихся сред на границах поверхности, °C.

– температура насыщения при давлении в барабане P_б.

11) Средний расход дымовых газов:

 

12) Средняя скорость газов в поверхности:

13) Коэффициент теплопередачи:

– коэффициент теплоотдачи от газов к стенке.

– коэффициент тепловой эффективности [2, табл. 5.5];

– коэффициент использования.

– коэффициент теплоотдачи от газов к поверхности конвекцией [2, рис. 5.5].

– поправка на число поперечных рядов труб по ходу газов.

– поправка на компоновку пучка,

– средний относительный диагональный шаг труб.

Параметр :

– поправка, учитывающая влияние изменения физических параметров потока.

– коэффициент теплоотдачи при поперечном омывании шахматного пучка газами, определенный по номограмме.

– коэффициент теплоотдачи от газов к поверхности излучением.

a – степень черноты газового потока при температуре дымовых газов;

a_з – степень черноты теплообменных поверхностей котлоагрегата, с учетом загрязнений принимается a_з=0,8.

Эффективная толщина излучающего слоя:

Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами:

Коэффициент ослабления лучей золовыми частицами:

где – плотность дымовых газов;

– концентрация золовых частиц;

d_зл=16 мкм – эффективный диаметр золовых частиц;

Суммарная оптическая толщина продуктов сгорания:

Найдем степень черноты газового потока:

Температура золовых отложений на фестоне:

где – для фестонов, расположенных на выходе из топки.

Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке:

Коэффициент теплопередачи:

14) Тепловосприятие фестона:

15) Несходимость тепловосприятия фестона:

, расчет выполнен верно.

 

 

Составление расчетной схемы

К хвостовым поверхностям нагрева относятся экономайзер и воздухоподогреватель. Глубина вертикального газохода a=7,29 м.

1) Количество теплоты, воспринятое водой в экономайзере, определяемое из теплового баланса котельного агрегата:

2) Расход питательной воды через экономайзер:

где D_впр – расход на впрыск, кг/с; D_впр=0.

3) Энтальпия воды на входе в экономайзер:

4) Энтальпия воды на выходе из экономайзера:

– энтальпия котловой воды.

, значит экономайзер кипящий.

5) Найдем паросодержание пароводяной смеси на выходе из экономайзера:

r=1674,203 кДж/кг – удельная теплота парообразования при давлении в барабане.

x_эк не превышает 30%.

6) Распределим тепловосприятие экономайзера по ступеням:

Примем долю тепловосприятия первой ступени 0,4.

Тогда:

7) Энтальпия дымовых газов на выходе из второй ступени экономайзера:

Температура газов на входе во вторую ступень экономайзера:

На выходе:

Средняя температура газов:

8) Энтальпия воды на входе во вторую ступень экономайзера:

Найдем соответствующую температуру воды при давлении в промежуточном коллекторе

9) Количество теплоты, полученное воздухом в воздухоподогревателе:

где – отношение количества воздуха за воздухоподогревателем к теоретически необходимому:

– энтальпия воздуха, теоретически необходимого для горения топлива, при температурах на входе в воздухоподогреватель и на выходе из него, кДж/кг.

Воздух перед подачей в воздухоподогреватель предварительно подогревается в калорифере до

– по таблице 4.9.

10) Распределим тепловосприятие воздухоподогревателя по ступеням:

Примем долю тепловосприятия первой ступени 0,4.

Тогда:

11) Энтальпия газов на выходе из второй ступени воздухоподогревателя:

где – энтальпия присоса воздуха в воздухоподогреватель, которая определяется по таблице 4.9 при средней температуре во всем воздухоподогревателе

Температура газов на выходе из второй ступени воздухоподогревателя:

12) Энтальпия газов на входе в первую ступень воздухоподогревателя:

Температура газов:

13) Энтальпия дымовых газов на выходе из первой ступени воздухоподогревателя:

Температура газов:

Расчетная температура уходящих газов отличается от заданной менее чем на 10 °C.

14) Энтальпия воздуха после первой ступени воздухоподогревателя:

где

Температура воздуха: по таблице 4.9.

15) Энтальпия горячего воздуха после второй ступени воздухоподогревателя:

где

Температура воздуха: по таблице 4.9.

Расчетная температура горячего воздуха отличается от принятой ранее менее чем на 40 °C, расчет выполнен верно.

Рисунок 8.1. Схема движения теплоносителей в хвостовых поверхностях нагрева

 

 

Задание

 

 

 

Аннотация

Данная пояснительная записка к курсовому проекту представляет собой расчёт котельного агрегата, прототипом которого является котел БКЗ‑75‑39 ФБ вертикально-водотрубный, с естественной циркуляцией, паропроизводительностью 75 т/ч. Сжигаемое топливо – бурый уголь марки 1Б из Харанорского месторождения.

Пояснительная записка содержит 83 страницы, 17 иллюстраций и 14 таблиц.

Графическая часть продольный и поперечный разрезы котла, всего листов формата А1 – 2.

 

 

Описание котельного агрегата БКЗ-75-39 ФБ

Топочная камера объемом 454 м³ полностью экранирована трубами Ø 60x3 мм, а при работе на каменном угле и торфе — частично в нижней части трубами Ø 60x4 мм, расположенными с шагами 75 и 90 мм. Экраны разделены на 12 самостоятельных циркуляционных контуров (по числу блоков камеры).

Для сжигания каменного угля и антрацитового штыба топку оборудуют тремя пылеугольными горелками с фронта или четырьмя, которые располагают соосно (по две горелки на боковых стенах).

Для сжигания бурого угля и фрезерного торфа топку оборудуют двумя шахтными молотковыми мельницами с фронта. В этом случае нижнюю часть боковых экранов на уровне амбразур утепляют хромитовой массой, нанесенной на ошипованные трубы.

Разработана модификация парогенератора БКЭ-75-39 ФБЖ, оборудованного топкой с жидким шлакоудалением для сжигания антрацитового штыба. В этом случае для устойчивого сжигания топлива нижнюю часть топочной камеры утепляют полностью слоем хромитовой массы, а скаты воронки закрывают кирпичной кладкой с лотками для выпуска шлака.

Схема испарения — трехступенчатая. В барабане расположен чистый отсек первой ступени испарения и два солевых отсека второй ступени испарения (по торцам барабана). Третья ступень вынесена в выносные циклоны Ø 377 мм.

Перегреватель — вертикальный, змеевиковый, двухблочный, с коридорным расположением труб Ø 38x3 мм. Поверхностный пароохладитель установлен между блоками «в рассечку».

Экономайзер — стальной, гладкотрубный, змеевиковый, кипящего типа, с шахматным расположением труб Ø 32x3 мм, двухступенчатый. Первая ступень состоит из двух блоков и расположена между ступенями воздухоподогревателя «в рассечку». Поперечный шаг труб первой ступени — 40 мм, продольный — 55 мм. Поперечный шаг труб второй ступени — 50 мм, продольный — 55 мм.

Воздухоподогреватель — стальной, трубчатый, с шахматным расположением труб Ø 40x1,5 мм, четырехходовый. Поперечный шаг труб: первой ступени — 70 мм, второй — 60 мм; продольный шаг: первой ступени — 45 мм, второй — 42 мм.