Котел-утилизатор Г 400 ПЭ
.pdfОписание котла-утилизатора Г-400ПЭ.
Котел-утилизатор Г-400ПЭ предназначен для охлаждения нитрозных газов после газовой турбины в схеме производства слабой азотной кислоты. Котел газотрубный горизонтальный, однобарабанный, одноходовый по газам, с естественной циркуляцией. Испарительная поверхность 4 выполнена из 790 труб диаметром 50 и толщиной стенки 3 мм (сталь 20). Трубы крепятся к трубным решеткам барабана развальцовкой и приваркой. Внутренний диаметр барабана испарительной поверхности 2800 мм. Толщина стенок обечайки и днищ 20 мм. к барабану крепятся входная 1 и выходная S газовые камеры. Во входной газовой камере установлен конвективный пароперегреватель 2 с горизонтальным расположением змеевиков, выполненных из труб 32 х 3 мм (сталь 20) . Сепарационное устройство 3 состоит из пароприемного короба и дырчатых листов, расположенных в барабане над дымогарными трубами.
Котел-утилизатор снабжен двумя экономайзерами: стальным змеевиковым и чугунным. Стальной экономайзер кипящего типа изготовлен из труб диаметром 28 х 3 мм. Он состоит из двух пакетов змеевиков, разделенных в средней части вертикальной перегородкой из стального листа. Перегородка придает газам U-образное движение. После гладкотрубного экономайзера газы по перепускному газоходу 7 поступают в газоход с чугунным экономайзером, набранным из ребристых чугунных труб. Оба экономайзера имеют свой несущий каркас из стоек и балок. Газоход стального экономайзера имеет металлическую обшивку.
1
Исходные данные для расчета.
Тип |
Г-440ПЭ |
|
Расход газов |
66500 |
м3/ч |
Температура газов |
|
оС |
перед котлом |
405 |
|
Давление пара |
1,6 |
МПа |
Температура пара |
230 |
оС |
Температура |
|
оС |
питательной воды |
105 |
|
Состав газов |
|
|
Азот N2 |
72 |
% |
Кислород O2 |
2 |
% |
Углекислый газ CO2 |
9 |
% |
Водяные пары H2O |
13 |
% |
СО |
2 |
% |
Н2 |
2 |
% |
|
405 ºС |
|
Ср N2 |
1,3211 |
кДж/ (м3·К) |
Ср O2 |
1,3776 |
кДж/ (м3·К) |
Ср CO2 |
1,9407 |
кДж/ (м3·К) |
Ср H2O |
1,5666 |
кДж/ (м3·К) |
Ср СО |
1,3296 |
кДж/ (м3·К) |
|
||
Ср H2 |
1,3032 |
кДж/ (м3·К) |
|
185 ºС |
|
Ср N2 |
1,3042 |
кДж/ (м3·К) |
Ср O2 |
1,3328 |
кДж/ (м3·К) |
Ср CO2 |
1,7837 |
кДж/ (м3·К) |
Ср H2O |
1,5195 |
кДж/ (м3·К) |
Ср СО |
1,3066 |
кДж/ (м3·К) |
Ср H2 |
1,2977 |
кДж/ (м3·К) |
|
265 ºС |
|
Ср N2 |
1,3092 |
кДж/ (м3·К) |
Ср O2 |
1,3502 |
кДж/ (м3·К) |
Ср CO2 |
1,8486 |
кДж/ (м3·К) |
Ср H2O |
1,5363 |
кДж/ (м3·К) |
Ср СО |
1,3143 |
кДж/ (м3·К) |
Ср H2 |
1,2997 |
кДж/ (м3·К) |
2
Принципиальная расчетная схема котла.
3
Тепловой расчет котла-утилизатора
№ |
Параметр |
|
|
Формула или |
|
|
Расчет |
|
|
|
Значение |
Размер. |
||
п/п |
|
|
рекомендация |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
1 |
Теплоемкость |
|
сp = ∑ сp,i ·ri |
|
0,72•1,3211+0,02•1,3766+ |
|
|
кДж/ |
||||||
|
газов на входе в |
|
|
|
|
|
|
1,41 |
||||||
|
|
|
|
|
|
0,09•1,9407+0,13•1,5666+ |
|
3 |
·К) |
|||||
|
котел |
|
|
|
|
|
0,02•1,3296+0,02•1,3032 |
|
|
|
(м |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
2 |
Задаемся |
|
Табл 1. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
температурой |
|
|
|
|
|
|
- |
|
|
|
185 |
ºС |
|
|
газов на выходе из |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
котла |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
Теплоемкость |
|
сp = ∑ сp,i ·ri |
|
0,72•1,3042+0,02•1,3328+ |
|
|
кДж/ |
||||||
|
газов на выходе из |
|
|
|
|
|
0,09•1,7837+0,13•1,5195+ |
|
1,376 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
||||||
|
котла |
|
|
|
|
|
0,02•1,3066+0,02•1,2977 |
|
|
|
(м |
·К) |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
4 |
Энтальпия газов |
|
Iг |
сptг |
|
|
1,41•450 |
|
|
|
570,9 |
кДж/м3 |
||
|
при входе в котел |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
Энтальпия газов |
|
Iг |
сptг |
|
|
1,376•185 |
|
|
254,5 |
кДж/м3 |
|||
|
на выходе из |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
котла |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
Энтальпия |
|
iпп |
по i-S диаграмме |
|
- |
|
|
|
2869,5 |
кДж/кг |
|||
|
перегретого пара |
|
(рис. 6) |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
7 |
Давление пара в |
|
Рб=Рпп+DР |
|
|
1,4+0,14 |
|
|
|
1,76 |
МПа |
|||
|
барабане |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
8 |
Температура пара |
|
ts по i-S диаграмме |
|
- |
|
|
|
206,6 |
ºС |
||||
|
в барабане |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
9 |
Энтальпия пара в |
|
i² по i-S диаграмме |
|
|
- |
|
|
|
2795,7 |
кДж/кг |
|||
|
барабане |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
10 |
Энтальпия |
|
i¢ по i-S диаграмме |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
кипящей воды в |
|
|
|
|
|
|
- |
|
|
|
880,4 |
кДж/кг |
|
|
барабане |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11 |
Энтальпия |
|
iпв = 4,19tпв |
|
|
4,19•105 |
|
|
|
439,95 |
кДж/кг |
|||
|
питательной воды |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12 |
Расход дымовых |
|
G0 |
|
|
|
|
66500/3600 |
|
|
18,472 |
м3/с |
||
|
газов |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
13 |
Производится построение графика |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
ЗависимостьI = I(t) для газов |
|
|
|
|
|
||||
|
1000,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
/м3 |
800,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
600,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
кДж |
400,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
i, |
200,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
0,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
150 |
200 |
250 |
300 |
350 |
400 |
450 |
500 |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
t °C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4