Тепловой расчет котельного агрегата ке 25-14

Исходные данные:

1. Тип котельного агрегата – КЕ-25-14;

2. Паропроизводительность – 25 т/ч;

3. Давление пара в барабане котла – 1,4 МПа;

4. Месторождение топлива – Боготольский уголь

5. Температура насыщенного пара - 194÷225ºС

6. Температура питательной воды - 100

7. Процент непрерывной продувки котла – 5%.

Техническая характеристика котла КЕ-25-14С

Характеристика пара – насыщенный;

Газовое сопротивление котла – 2700 Па;

Площадь поверхности стен топки – 64,2 м²;

Площадь поверхности экранов топки – 60,5 м²;

Объем топки – 29,0 м³;

Глубина топки - 6960 мм;

Ширина топки – 1790 мм;

Диаметр экранных труб и толщина стенки – 51*4 мм;

Шаг труб боковых, подового и сводового экранов – 55 мм;

Шаг труб фронтового и заднего экранов – 90 мм;

Площадь поверхности котельного пучка – 212,4 м²;

Поперечный шаг труб котельного пучка – 110 мм;

Продольный шаг труб котельного пучка – 90 мм;

Число рядов труб по ходу продуктов сгорания – 81;

Расстояние между осями барабанов – 2750 мм.

Радиационная (лучевоспринимающая)поверхность нагрева - Н _л = 92,1 м ²

Конвективная поверхность нагрева - Н _к = 418 м ²

Тип топочного устройства- ТЧЗ-2700/5600

Масса котла - 39212 кг

По известному месторождению топлива следует по (таб.2.2 м.у.1)

определить основные расчетные параметры топлива: элементарный химический состав; теплоту сгорания.

Исходные данные топлива

Месторождение	Марка топлива	Состав рабочей массы топлива,%	Выход летучих,%	Q^PH, кДж./кг
W^p	A^p	S^p	C^p	H^p	N^p	O^p
Боготольское	Б1,Р	44,0	6,7	0,5	34,3	2,4	0,4	11,7

 

 

Расчет объемов воздуха и продуктов сгорания.

№		Формула.	Расчет.	Примечание.
	Определение теоретического объема воздуха (м^3/кг).		0.889*(37.6+0.375*0.4)+0.265*2.6=3.62	C^р=37,6 % S^р=0,4 % H^р= 2,6 % O^р= 12,7 %
	Определение теоретического объема азота (м^3/кг).		0.79*3.62+0.008*0.4=2.86	V^0= 3,62 м^3/кг N^р= 0,4 %
	Определение теоретического объема трехатомных газов (м^3/кг).		0.01866*(37.6+0.375*0.4)=0.70	C^Р= 37,6 % S^Р= 0,4 %
	Определение теоретического объема водяных паров (м^3/кг).		0.111*2.6+0.0124*39+0.0161*3.62=0.83	H^р= 2,6 % W^р= 39 % V^0= 3,62 м^3/кг

 

Объемы воздуха и продуктов сгорания при горении, объемные доли трехатомных газов, концентрация золы в дымовых газах.

Величина	Расчетная формула	Теоретические объемы на единицу топлива в м^3/кг или м^3/м^3 3,62 м^3/кг, 2,86 м^3/кг, 0,70 м^3/кг, 0,83 м^3/кг
ГАЗАХОД
Топка	Конвективный пучок I	Конвективный пучок II	Экономайзер
Коэффициент избытка воздуха после поверхности нагрева α1		1.3	1.35	1.45	1.55
Средний коэффициент избытка воздуха в газоходе поверхности нагрева αср		1.3	1.325	1.4	1.5
Избыточное количество воздуха на единицу топлива м^3/кг		0.99	1.07	1.32	1.65
Объем водяных паров на единицу топлива м^3/кг		0.865	0.867	0.871	0.876
Полный объем продуктов сгорания на единицу топлива м^3/кг		5.098	5.180	5.434	5.769
Объемная доля трехатомных газов		0.125	0.123	0.117	0.110
Объемная доля водяных паров		0.166	0.164	0.156	0.147
Суммарная объемная доля		0.291	0.287	0.273	0.257
Концентрация золы в продуктах сгорания г/м^3		3.548	3.492	3.329	3.135

2.3. Энтальпия продуктов сгорания кДж/кг или кДж/м³.

Поверхность нагрева	Температура за поверхностью нагрева	Энтальпия теоретического объема воздуха на единицу топлива для всего выбранного диапазона температур (кДж/кг).	Энтальпия теоретического объема продуктов сгорания на единицу топлива для всего выбранного диапазона температур (кДж/кг).	Энтальпия избыточного количества воздуха на единицу топлива для всего выбранного диапазона температур (кДж/м^3).	Энтальпия продуктов сгорания на единицу топлива при коэффициенте избытка воздуха α>1 (кДж/кг).
Верх топочной камеры, фестон αт= ∆αт=0		10144.2 9589.8 9035.4 8494.2 7956.3 7415.1 6873.9 6332.7 4240.5	14196.629 13404.882 12609.480 11825.13 11246.143 10271.363 9509.388 8741.408 7989.643 7254.45 6523.254 5798.071	3043.260 2876.940 2710.620 2548.260 2386.890 2224.530 2062.170 1899.810 1742.400 1425.600 1272.150	17285.475 16324.044 15359.753 14410.836 13667.060 12527.803 11600.266 10665.910 9753.913 8858.349 7966.705 7086.104
I-й конвективный пучок αкпI= ∆αкпI=0,05		4240.5 3742.2 3240.6 2745.6 1791.9 1333.2	5798.071 5085.648 4386.837 3707.158 2403.544 1776.419	1484.175 1309.770 1134.210 960.960 627.165 466.62	7298.129 6409.329 5533.058 4678.284 3037.239 2247.814
II-й конвективный пучок αкпII= ∆αкпII=0,100		1333.2 881.1 438.9	1776.419 1168.393 575.54	599.94 396.495 197.505	2381.134 1567.963 637.870
Водяной экономайзер αэк= ∆αэк=0,100		1333.2 881.1 438.9	1776.419 1168.393 575.54	733.260 484.605 241.395	2514.454 1656.073 818.400

По данным таблицы строится график . График прилагается.

Расчет топочной камеры.

№		Формула.	Расчет.	Примечание.
	Определение располагаемой теплоты для твердого топлива (кДж/кг).		17810+0+0=17810	17810 кДж/кг Qв,вн=0 приняли. Qф.т=0 приняли.
	Определение потерь теплоты с уходящими газами (%).			ζух=120°C Iух= 1200 кДж/кгαух=1.55 q4= 6,3 % 131.34 кДж/кг
	Определение энтальпии теоретического объема холодного воздуха (кДж/кг).		39.8*3.3=131.34	V^0=3,3 м^3/кг
	Определение коэффициента полезного действия котла [КПД брутто] (%).		100-(5.242+0.5+6.3+1.2+0.154)=86.604%	q2= 5.242 % q3= 0.5 % q4= 6,3 % q5=1.2 % q6=0.154 % приняли.
	Определение тепловой мощности котла (МВт).			кг/с dпр=5% приняли. iпв=439,36кДж/кг iп=2799,4кДж/кг iкв=830,1кДж/кг
	Определение расхода натурального топлива (кг/с).		= 1.071	Qк= 16523.782 МВт   17810 кДж/кг ηк= 86.604
	Определение расчетного расхода твердого топлива (кг/с).		=1.003	B= 1.071 кг/с q4= 6.3 %
	Определение коэффициента сохранения теплоты.		=0.987	q5=1.2 % 86.604 %
	Определение энтальпии продуктов сгорания на выходе из топочной камеры.	Принимаем температуру по таб. № 4.2 и находим по графику	960°C
	Определение полезного тепловыделение в топочной камере на единицу количества топлива(кДж/кг).		17810* =17856.433	q3=0.5 % q4= 6.3 % q6= 0.154 % приняли. Qв =170.742 кДж/кг Qв.вн.=0 приняли. 17810 кДж/кг
	Определение теплоты вносимой в топку воздухом (кДж/кг).		Qв =1.3*131.34= 170.742	αух=1.3 131.34кДж/кг
	Определение эффективной толщины излучаемого слоя газа в топочной камере (м).			Vт=48.7 м3 Fст =113 м2
	Определение коэффициента ослабления лучей трехатомными газами.			0.166 м3/кг Pп=rп·P= 0.291·0,1=0.029 МПа P=0,1МПа Sт = 1.551 м 1160
	Определение коэффициента ослабления лучей золовыми частицами.			1160
	Определение коэффициента ослабления лучей в топочной камере.		k= 6.849*0.291+0.15+0.05*3.492=2.317	kr =6.849 rп= 0.291 kк= 0.15 kзл=0.05 μзл=3.492 г/
	Определение степени черноты факела.			k=2.317 P=0,1 приняли. Sт=1.551 м
	Определение среднего коэффициента тепловой эффективности экранов топочной камеры.		=0.483	0.60 φэк=1 принимается Fэк,1= 91м2 Fст= 113м2
	Определение степени черноты топочной камеры.			αф=0.301 ψср= 0. Fзг= 13.5 м2 Fст= 113м2
	Определение параметра М, при слоевом сжигании.		M= 0.44	Xт=0.3 принимается для котлов КЕ и ДЕ.
	Определение средней суммарной теплоемкости продуктов сгорания (кДж/кг).		9.372	7500кДж/кг 2065 °С по Qт=I=17856.433 кДж/кг
	Определение расчетной температуры продуктов сгорания на выходе из топочной камеры (°С).			2065 °С M= 0,59 ψср= 0,48 Fст= 113 αт= 0,56 φ=0,97 Bр=1,003 кг/с CVср=9,37кДж/кг
	Определение общего тепловосприятия излучением экранными поверхностями нагрева в топочной камере (кДж/кг).		6520,07	φ= 0,987 Qт=17856,43 кДж/кг 11190 кДж/кг ( 1069°С