Тепловой расчет парогенератора КЕ-10-14

Введение

 

Целью курсового проекта является проверочный тепловой расчет котлоагрегата типа КЕ-10-14.

Котельный агрегат включает топочное устройство, трубную систему с барабанами, пароперегреватель, водяной экономайзер, воздухоподогреватель, а также каркас с лестницами и помостами для обслуживания, обмуровку, газоходы и арматуру.

У котлов КЕ-10-14 диаметр нижнего и верхнего барабанов составляет 1000 мм. Межцентровое расстояние установки барабанов - 2750 мм. На задних днищах верхних и нижних барабанов, а также на переднем днище верхнего барабана размещены лазы для внутреннего осмотра котла.

Для котлов КЕ-10-14 применяется одноступенчатая схема испарения. Пароперегреватели устанавливаются в начале конвективного пучка. Насыщенный пар направляется в первую часть коллектора из верхнего барабана по пароперепускным трубам. Выход перегретого пара осуществляется из второй части верхнего коллектора.

У котла КЕ-10-14топочная камера разделена кирпичной стенкой на собственно топку и камеру догорания, что позволяет повысить КПД котла за счёт снижения химического и механического недожога. Вход газов из топки в камеру догорания и выход газов из котла асимметричные.

Котёл комплектуется необходимым количеством арматуры и контрольно-измерительными приборами.

Исходные данные по проекту:

.   Пароперегреватель типа КЕ-10-14

.   Паропроизводительность агрегата, D - 10 т/ч

.   Непрерывная продувка в процентах от паропроизводительности агрегата, ρ - 75%

.   Давление пара у главной паровой задвижки, р_п - 14 МПа

.   Температура перегретого пара, t _п.п. - 220 ⁰С

.   Температура питательной воды перед экономайзером, t _п.в. - 65 ⁰С

.   Температура уходящих газов, ϑ_у.г. - 180 ⁰С

.   Значение продувки p- 3%

.   Вид топлива - природный газ

.   Температура воздуха на входе в воздухоподогреватель, tʹ _в.п. - 25 ⁰С

.   Температура воздуха на выходе из воздухоподогревателя, tʺ_в.п. - 120 ⁰С

 

Схема парогенератора типа КЕ-10-14

 

 

Тепловой расчет парогенератора КЕ-10-14

Расчет горения топливной смеси

 

Выполняем расчет горения топливной смеси.

Котлоагрегат водяной экономайзер

В качестве компонентов топлива взяты - природный газ Щебелинка- Днепропетровск

 

Таблица 1

CH4	C2H6	C3H8	C4H10	C5H12	N2	CO2
92,8	3,9	1,0	0,4	0,3	1,5	0,1	100

 

Теплоту сгорания газообразного топлива определяем по следующему выражению:

 

= 0,127 * CO + 0,108 * H₂ + 0,234 * H₂ S +0,358 * CH₄ + 0,636 * C₂H₆ + + 0,913 * C₃H₈+ 1,185 * C₄H₁₀ + 0,595 * C₂H₄ + 0,877 * C₃H₆ + 0,156 * C₄H₈ + + 1,462 * C₅H₁₂

= 0,358*92,8+0,636*3,9+0,913*1+1,185*0,4+1,462*0,3= 37528 кДж/м³

Расчет теплообмена в топке

 

.   Активный объем топочной камеры V_т = 22,6 м³

.   Определяем тепловое напряжение объема топки расчетное q_v =  =  = 265,7 кВт/м³

.   Тепловое напряжение объема топки допустимое q_v = 350 кВт/м³

.   Площадь ограждающих поверхностей F_ст = 40 м²

.   Площадь лучевоспринимающей поверхности топки и камеры догорания H_л = 30,3 м²

6. Эффективная толщина излучающего слоя S_т = 3,6 = 3,6  = 2,034 м

7. Коэффициент тепловой эффективности лучевоспринимающей поверхности Ψ_ср =  =  = 0,49

.   Высота топки Н_т = 2,7 м

.   Высота расположения горелок h_г = 1,0 м

10. Коэффициент светимости пламя m= 0,2

11. Относительное положение максимума температуры в топке Х_г =  =  = 0,37

.   Параметр, учитывающий распределения температур в топке М = 0,54 - 0,2 Х_г = 0,54-0,2*0,37 = 0,47

.   Коэффициент избытка воздуха в топке α_т = 1,15

.   Присос воздуха в топке ∆α_т = 0,05

.   Температура воздуха в котельной t _х.в. =25 ⁰С

.   Энтальпия холодного воздуха I_х.в. = 331 кДж/кг

17. Температура горячего воздуха t _г.в. = 150 ⁰С

18. Энтальпия горячего воздуха I_г.в. = 1945 кДж/кг

19. Определяем количество теплоты вносимое в топку воздухом  _в = (α_т - ∆α_т )  + ∆α_т  = (1,15 - 0,05)* 1945 + 0,05*331 = =2156,05 кДж/кг

20. Определяем полезное тепловыделение в топке агрегате  _т =  *  +  _в = 37528 * + 2156,05 = 39496,41 кДж/ кг

.   Температура газов на выходе из топки ϑʺ_г = 1050 ⁰С

.   Энтальпия газов на выходе из топки Iʺ_т = 15826 кДж/кг

.   Теоретическая температура горения ϑ_а = 1740 ⁰С

.   Определяем среднюю суммарную теплоемкость продуктов сгорания  =  =  = 34,3 кДж/(кг К)

25. Объемная доля водяных паров = 0,18

.   Объемная доля трехатомных газов = 0,08

27. Суммарная объемная доля трехатомных газов  = 0,26

28. Суммарная поглощательная способность трехатомных газов ρ S_т = 0,1*0,26*2,034 = 0,053 м МПа

.   Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами κ _г= 6,5 1/(м МПа)

.   Коэффициент ослабления лучей несветящейся частью топочной среды κ _нс= κ _г = 6,5 * 0,26 = 1,69 1/(м МПа)

.   Суммарная оптическая толщина газового потока κрs = κ _нс ρ S_т = 1,69*0,1*2,034 = 0,34

.   Степень черноты несветящейся части факела а _г = 0,26

.   Коэффициент ослабления лучей сажистыми частицами κ _саж = 0,3* (2 - α_т) * (1,6 ) *  = 0,3* (2 - 1,15) * *(1,6 ) *  = 3,29 1/(м МПа)

.   Коэффициент ослабления лучей светящейся частью топочной среды κ _св= κ _нс+ κ _саж = 1,69 + 3,29 = 4,98 1/(м МПа)

.   Произведение κ ρ S = κ _св ρ S_т = 4,98*0,1*2,034 = 1,01

.   Степень черноты светящейся части факела а _св = 0,6

.   Степень черноты факела α _ф = m а _св + (1- m) а _г = 0,2*0,6+(1-0,2)*0,26 = = 0,328

.   Степень черноты топки а _т = =  = 0,50

.   Рассчитываем тепловую нагрузка стен топки q_F =  =  = 159,99 кДж/(м³ с)

.   Температура газов на выходе из топки ϑʺ_т = 1025 ⁰С

.   Энтальпия газов на выходе из топки Iʺ_т = 15872 кДж/кг

.   Общее тепловосприятие топки  = φ ( _т - Iʺ_т) = 0,98 ( - 15872) = 23152 кДж/кг

.   Средняя удельная тепловая нагрузка лучевоспринимающих поверхностей стенки  =  =  = 112 кВт/м²

 

Литература

 

. Частухин В.И., «Тепловой расчет промышленных парогенераторов». Учебное пособие. - К.: Выща школа. Головное изд-во, 1989. - 223 с.

. Зах Р.Г., Котельные установки. М., «Энергия», 1968. - 352 с.

. Александров А., Григорьев Б. Таблицы теплофизических свойств воды и водяного пара. М.: Издательство МЭИ, 1999. - 168 с.

Ено н

Введение

 

Целью курсового проекта является проверочный тепловой расчет котлоагрегата типа КЕ-10-14.

Котельный агрегат включает топочное устройство, трубную систему с барабанами, пароперегреватель, водяной экономайзер, воздухоподогреватель, а также каркас с лестницами и помостами для обслуживания, обмуровку, газоходы и арматуру.

У котлов КЕ-10-14 диаметр нижнего и верхнего барабанов составляет 1000 мм. Межцентровое расстояние установки барабанов - 2750 мм. На задних днищах верхних и нижних барабанов, а также на переднем днище верхнего барабана размещены лазы для внутреннего осмотра котла.

Для котлов КЕ-10-14 применяется одноступенчатая схема испарения. Пароперегреватели устанавливаются в начале конвективного пучка. Насыщенный пар направляется в первую часть коллектора из верхнего барабана по пароперепускным трубам. Выход перегретого пара осуществляется из второй части верхнего коллектора.

У котла КЕ-10-14топочная камера разделена кирпичной стенкой на собственно топку и камеру догорания, что позволяет повысить КПД котла за счёт снижения химического и механического недожога. Вход газов из топки в камеру догорания и выход газов из котла асимметричные.

Котёл комплектуется необходимым количеством арматуры и контрольно-измерительными приборами.

Исходные данные по проекту:

.   Пароперегреватель типа КЕ-10-14

.   Паропроизводительность агрегата, D - 10 т/ч

.   Непрерывная продувка в процентах от паропроизводительности агрегата, ρ - 75%

.   Давление пара у главной паровой задвижки, р_п - 14 МПа

.   Температура перегретого пара, t _п.п. - 220 ⁰С

.   Температура питательной воды перед экономайзером, t _п.в. - 65 ⁰С

.   Температура уходящих газов, ϑ_у.г. - 180 ⁰С

.   Значение продувки p- 3%

.   Вид топлива - природный газ

.   Температура воздуха на входе в воздухоподогреватель, tʹ _в.п. - 25 ⁰С

.   Температура воздуха на выходе из воздухоподогревателя, tʺ_в.п. - 120 ⁰С

 

Схема парогенератора типа КЕ-10-14

 

 

Тепловой расчет парогенератора КЕ-10-14