Типовой расчет Вариант 25

Национальный Исследовательский Университет

«МЭИ»

Кафедра Парогенераторостроения

Типовой расчет

по курсу

«Прикладная теория горения»

Бригада № 5

Вариант 25

Студент: Хабибуллин М. Р.

Группа: C-04-10

Преподаватель: Ионкин И.Л.

Москва, 2013 г.

Аннотация:

Котел Е-320-13.8-560. Данный котел с естественной циркуляцией, паропроизводительность -320 т/ч. Параметры перегретого пара- давление 13.8 Мпа , температура — 560 ⁰С. Данный котел барабанного типа, сжигающий твердое топливо ( уголь).

В данной части проекта разобрались со схемой котла, расчитали его КПД, расход топлива, геометрические параметры.

Задание

Разобраться в конструкции котла, составить его описание, рассчитать данные для I-θ таблицы и таблицы объемов, определить: КПД котла, расход топлива и геометрические характеристики топочной камеры и ширмового пароперегревателя.

Описание:

Данный котел однобарабанный П-образного типа. Оборудован вихревыми горелками(8 шт.), расположенными в два яруса фронтально.

Питательная вода подается в экономайзер, где подогревается уходящими дымовыми газами из топки. Затем вода поступает в барабан, далее по опускным трубам — в коллектора, которые распределяют ее по экранным трубам топки. Происходит частичное испарение питательной воды и образуется пароводяная смесь, которая поступает в барабан, где разделяется на воду и пар.

В топочной камере происходит процесс горения, образуются продукты сгорания и шлак. Шлак удаляется через холодную воронку из топки. Дымовые газы нагревают экранные поверхности ( образуется пароводяная смесь), далее проходят ширму, пароперегреватель. Затем газы поступают в конвективную шахту, где проходят экономайзер и воздухоподогреватель.

Воздух забирается из атмосферы, в воздухоподогревателе подогревается уходящими газами, и далее часть подается к горелкам, другая часть- на подсушку топлива.

Пар из барабана поступает в пароперегреватель, после чего подается в турбину.

Таблица 1.

Характеристики топлива.

	№ топлива	Бассейн	Марка топлива	Wр, %	AР, %	SРК, %	SРор, %	QРн, Ккал/кг	Wп, % 103 Ккал/кг	АП, % 103 Ккал/кг	VГ, %	tз, oC	tнж, oC
	13	Кузнецкий	2СС	9.0	18.2	0.4		5870	1.53	3.1	21.0	1390	1620

1. I-θтаблица и таблица объемов.

Коэффициент избытка воздуха на выходе из топки

Присосы в поверхностях нагрева воды и пара и перетоков воздуха в воздухо-подогревателе.

I_зл; α_ун= 0.95; A^p= 18.2;

Таблица 2.

I-θтаблица

Θ, 0С	I0г	I0в		(сθ)зл			Iзл		I = I0г+(α-1)* I0в+ Iзл,ккал/кг
	Ккал/кг									1.2		1.23		1.25		1.28
100	231		206		19.3	3.34		275.4			281.72		285.84		292.02
200	467		415		40.4	6.98		556.98			569.43		577.73		590.18
300	710		627		63	10.9		846.3			865.11		877.65		896.46
400	961		844		86	14.87		1145			1170		1187		1212
500	1219		1066		109.5	19		1451			1483		1505		1536
600	1482		1293		133.8	23.14		1764			1803		1828		1867
700	1752		1526		158.2	27.35		2085			2130		2161		2207
800	2029		1761		183.2	31.64		2413			2466		2501		2554
900	2313		1996		209	36.13		2748			2808		2848		2908
1000	2600		2237		235	40.63		3088			3155		3200		3267
1100	2888		2485		262	45.3		3430			3505		3555		3629
1200	3178		2703		288	49.8		3768			3849		3904		3985
1300	3474		2981		325	56.2		4126			4216		4275		4365
1400	3777		3235		378	65.3		4489			4586		4651		4748
1500	4076		3490		420	72.6		4847			4951		5021		5126
1600	4379		3744		448	77.4		5205			5318		5392		5505
1700	4685		3998		493	85.2		5570			5690		5770		5890
1800	4991		4253		522	90.2		5932			6059		6144		6272
1900	5303		4514		570	98.5		6304			6440		6530		6665
2000	5612		4775		600	103.7		6671			6914		6909		7053

- теоретические объемы.

Таблица 3.

Таблица объемов

Величина	Единица измерения	Поверхности
		Т,Ш,Ф.	ПП		ЭК		ВП
Среднее значение Коэффициента избытка воздуха в газоходах		1.2	1.215		1.24		1.265
	Нм3/кг	1.304	1.402		1.565		1.728
Действительный объем водяных паров	Нм3/кг	0.621	0.623		0.625		0.628
Полный объем продуктов сгорания	Нм3/кг	8.285	8.384		8.55		8.716
Доля трехатомных газов		0.145	0.143		0.14		0.138
Доля водяных паров		0.075	0.074		0.073		0.072
Суммарная доля трехатомных газов		0.22	0.217		0.213		0.21
Масса газов в поверхностях	Кг/кг	11.036		11.164		11.377		11.59
Концентрация золы	Кг/кг	0.016		0.015		0.015		0.015

Таблица 4.

Расчет КПД котла и расхода топлива.

№	Рассчитываемая величина	обозначение	Единица измерения	Указания по расчету	Значение
1	Температура перегретого пара		oC	Задано	560
2	Давление перегретого пара		Кгс/см2	Задано	140
3	Энтальпия перегретого пара		Ккал/кг	Находится по таблице	833.2
4	Давление в барабане		Кгс/см2		1.1*140=154
5	Энтальпия воды на линии насыщения при		Ккал/кг	Находится по таблице	386
6	Давление питательной воды		Кгс/см2		154+6=160
7	Температура питательной воды		oC	Принимается по ГОСТ 3619-89	230
8	Энтальпия питательной воды		Ккал/кг	Находится по таблице	237.2
9	Расход перегретого пара	D	Кг/ч	Задано	320000
10	Расход воды на продувку		Кг/ч		0.01*320000=3200
11	Количество полезно используемой теплоты		Ккал/ч		320000*(833.2-237.2)+3200*(386-237.2)=191196160
12	Температура уходящих газов		oC	Находится по таблице	130
13	Энтальпия уходящих газов		Ккал/кг	Интерполяция по таблице при	381.468
14	Температура холодного воздуха		oC		30
15	Энтальпия холодного воздуха		Ккал/кг	Интерполяция по таблице по столбцу для воздуха при	(30/100)*206=61.8
16	Температура горячего воздуха		oC	Находится по таблице	320
17	Располагаемая теплота топлива		Ккал/кг		5870
18	Потери с химическим недожогом топлива		%	Находится по таблице в зависимости от способа шлакоудаления	0
19	Потери с механическим недожогом топлива		%	Находится по таблице в зависимости от способа шлакоудаления	1
20	Потери теплоты с уходящими газами		%		((381.468-1.28*61.8)/5870)*(100-1)=5.099
21	Потери в окружающую среду		%	Определяется в соотв. с п.5.10	0.48
22	Доля золы, уносимой продуктами сгорания из топки			Принимается по таблице в зависимости от способа шлакоудаления	0.95
23	Доля золы топлива в шлаке				1-0.95=0.05
24	Температура шлака		oC	Принимается равной 600oC при ТШУ	600
25	Энтальпия золы	(сθ)зл	Ккал/ч	Принимается по таблице	133.8
26	Потеря с теплотой шлака		%		((0.05*133.8*18.2)/5870)=0.02
27	КПД котла		%		100-5.099-0-1-0.48-0.02=93.401
28	Полный расход топлива на котел		Кг/ч		(191196160*100/5870*93.401)=34873
29	Расчетный расход топлива на котел		Кг/ч		34873*(1-1/100)=34524.27

Таблица 5

Расчет геометрических характеристик топки с ТШУ.

№ п/п	Рассчитываемая величина	Обозначение	Единица измерения	Формула или обоснование	Расчет
1	Ширина топки	аТ	м	Рис. 7.1	6,8
2	Площадь поверхности участков боковой стены	F1	м2	Рис. 7.1	F1=0,5∙(4,328+6,8)∙1,869=10,4
		F2	м2		F2=6,8∙11,288=76,758
		F3	м2		F3=0,5∙(5,067+6,8)∙1,733=10,283
		F4	м2		F4=0,5∙(5,067+6,401)∙1,334=7,649
		F5	м2		F5=4,436∙7,166=31,79
3	Площадь поверхности боковой стены	Fбок	м2	Fбок=	Fбок=10,4+76,758+10,283+7,649+31,79=136,88
4	Площадь потолка топки	Fпот	м2	Рис. 7.1	Fпот=13,520∙4,436=59,97
5	Площадь выходного окна	Fок	м2	Рис. 7.1	Fок=13,520∙(7,166+1,965)=123,451
6	Площадь низа холодной воронки	Fниз	м2	Рис. 7.1	Fниз=4,328∙13,520=58,51
7	Площадь фронтового экрана	Fфр	м2	Рис. 7.1	Fфр=13,520∙(21,521+2,241)=321,262
8	Площадь заднего экрана	Fзад	м2	Рис. 7.1	Fзад=13,520∙(2,241+11,288+1,733+1,334)=224,378
9	Полная поверхность стен топки	Fст	м2	Fст= ΣFi: Fст=2Fбок+Fпот+Fок+Fниз+Fфр+Fзад	Fст=2∙136,86+59,97+123,451+58,51+321,262+224,376=1061,33
10	Объем топки	Vт	м3	Vт=Fбокaт	VТ= 136,88∙6,8=930,784
11	Эффективная толщина излучающего слоя в топке	s	м	s=3,6VТ/Fст	s=3,6∙(930,784/1061,33)=3,157
12	Площадь амбразур горелок	fгор	м2	Рис. 7.1
13	Площадь настенного радиационного пароперегревателя	FНРПП	м2	В первом приближении определяется как произведение его ширины на высоту, например FНРПП = hНРППат Геометрические размеры НРПП согласовываются с консультантом

Таблица 6

Расчет геометрических характеристик ширмового пароперегревателя.

№ п/п	Рассчитываемая величина	Обозначение	Единица измерения	Формула или обоснование	Расчет
1	Общее число ширм	zш	-	Найдено по чертежу общего вида котла (поперечный разрез)	zш = 24
2	Высота ширм	hш	м	Рис. 7.3	hш = 7,166
3	Ширина газохода ширм	агх.ш	м	агх.ш = ат	агх.ш = 13,52
4	Глубина ширм по ходу газов	bш	м	Рис. 7.3	bш = 1,9
5	Зазор между лентами в осях труб	е	м	Рис. 7.3	0,1
6	Ширина трубной ленты	bл	м	bл=(bш-e)/2	bл=0,9
7	Внешний диаметр трубы	d	мм	Принято	d = 32
8	Толщина стен труб	δ	мм	Принято	δ = 5
9	Поперечныйшаг	S1	м
10	Продольный шаг	S2	м	Принято	S2 = 0,036
11	Число труб в ленте ширмы	zтр.л	-	zтр.л=bл/S2 +1	zтр.л= 0,9/0,036 +1 =26
12	Число последовательных потоков пара	zпот	-	Принята последовательно-параллельная схема	zпот = 2
13	Площадь сечения для прохода пара		м2
14	Расход пара через ширмы		кг/ч
15	Массовая скорость пара в ширмах	w