- •1. Расчёт горения топлива
- •1.1 Определение состава топлива и теплоты сгорания
- •1.2 Материальный баланс горения жидкого или твёрдого топлива
- •1.4 Расчёт температуры горения
- •1.5 Расчет горения твердого и жидкого топлива
- •1.6 Расчет потерь теплоты
- •1.7 Расчёт коэффициента полезного действия (кпд) и расхода топлива
- •1.8 Назначение топливосжигающих устройств. Подбор типа и размеров
- •2. Расчёт и конструирование основных элементов тепловых установок
- •2.1 Расчёт топочных камер
- •Подсчитывается степень черноты факела
- •2.2 Расчёт конвективных поверхностей нагрева
- •2.3 Расчёт конвективных пучков котла
- •2.4 Расчёт конвективных пароперегревателей
- •2.5 Расчёт водяного экономайзера
- •3. Расчёт и выбор вспомогательного оборудования
- •3.1 Расчёт газового и воздушного тракта
- •3.2 Выбор дымососа и вентилятора
- •3.3 Определение высоты дымовой трубы
- •4. Техника безопасности и защита окружающей среды
- •4.1) Защита окружающей среды, при этом ещё раз уточнить фактический состав вредных выбросов в атмосферу при работе котельных установок.
- •4.2)Охрана труда работников.
- •5. Литература
Введение.
Рассматриваемый в данной работе котёл ДКВР начал выпускаться в начале сороковых годов и имел марку ДКВ (двухбарабанный котел водотрубный). По мере накопления опыта, в процессе изготовления и эксплуатации котел ДКВ подвергся реконструкции. При реконструкции была уменьшена длина топки, увеличено число рядов труб в конвективном пучке и уменьшен их шаг. Поэтому он стал именоваться ДКВР. Расшифровывается марка следующим образом: ДКВР-2,5-13:
Д- двухбарабанный,
К- котел,
В- водотрубный,
Р- реконструируемый,
2,5- паропроизводительность, т/ч,
13- рабочее давление, МПа.
Котлы ДКВР по сравнению с другими котлами обладают рядом преимуществ: экономичностью и надежностью, компактностью, эластичностью, транспортабельностью, работают на любом топливе. Наряду с положительными сторонами имеется и характерный недостаток: большая требовательность к качеству воды, т.е. работа в безнакипном режиме. Несмотря на этот недостаток, котлы ДКВР нашли широкое применение и распространение.
Все котлы ДКВР имеют общую конструктивную схему. Это двухбарабанные котлы с естественной циркуляцией, экранированной топкой, продольным расположением барабанов и коридорным расположением труб (кипятильных).
Для осмотра барабанов и расположенных в них устройств, а также для очистки труб шарошками на задних днищах имеются лазы; у котла ДКВР-2,5-13 с длинным барабаном имеется еще лаз на переднем днище верхнего барабана.
Для наблюдения за уровнем воды в верхнем барабане установлены два водоуказательных стекла и сигнализатор уровня. У котлов с длинным барабаном водоуказательные стекла присоединены к цилиндрической части барабана, а у котлов с коротким барабаном к переднему днищу. Из переднего днища верхнего барабана отведены импульсные трубки к регулятору питания. В водном пространстве верхнего барабана находятся питательная труба, у котлов ДКВР 2,5-13 с длинным барабаном - труба для непрерывной продувки; в паровом объеме - сепарационные устройства. В нижнем барабане установлены перфорированная труба для периодической продувки, устройство для прогрева барабана при растопке и штуцер для спуска воды.
Боковые экранные коллекторы расположены под выступающей частью верхнего барабана, возле боковых стен обмуровки. Для создания циркуляционного контура в экранах передний конец каждого экранного коллектора соединен опускной необогреваемой трубой с верхним барабаном, а задний конец - перепускной трубой с нижним барабаном.
Вода поступает в боковые экраны одновременно из верхнего барабана по передним опускным трубам, а из нижнего барабана по перепускным. Такая схема питания боковых экранов повышает надежность работы при пониженном уровне воды в верхнем барабане, увеличивает кратность циркуляции.
Экранные трубы паровых котлов ДКВР изготовляют из стали 512.5 мм.
В котлах с длинным верхним барабаном экранные трубы приварены к экранным коллекторам, а в верхний барабан ввальцованы.
Шаг боковых экранов у всех котлов ДКВР 80 мм, шаг задних и фронтовых экранов - 80 130 мм.
Пучки кипятильных труб выполнены из стальных бесшовных гнутых труб диаметром 512.5 мм.
Концы кипятильных труб паровых котлов типа ДКВР прикреплены к нижнему и верхнему барабану с помощью вальцовки.
Циркуляция в кипятильных трубах происходит за счет бурного испарения воды в передних рядах труб, т.к. они расположены ближе к топке и омываются более горячими газами, чем задние, вследствие чего в задних трубах, расположенных на выходе газов из котла вода идет не вверх, а вниз.
Топочная камера в целях предупреждения затягивания пламени в конвективный пучок и уменьшения потери с уносом (- от механической неполноты сгорания топлива), разделена перегородкой на две части: топку и камеру сгорания. Перегородки котла выполнены таким образом, что дымовые газы омывают трубы поперечным током, что способствует теплоотдаче в конвективном пучке.
t пер. пара =125 ºС.
общая поверхность нагрева = 69.15 м2
Объем топки =10.4 м3
Поверхность стен топки =36.4 м2
Площадь лучевоспр. поверхности нагрева =16.6 м2
Площадь поверхности нагрева конвективных пучков =73.6 м2
Поперечный шаг труб=100 мм
1. Расчёт горения топлива
1.1 Определение состава топлива и теплоты сгорания
По известному составу топлива уточняется низшая теплота сгорания одним из следующих методов:
1) для твёрдого и жидкого топлива по формуле Д.И. Менделеева:
, (5.1)
где - низшая теплота сгорания, кДж/кг;
СР, НР, ОР, SР, WР – содержание указанных элементов в составе топлива по массе, %;
СР =84.65
НР=11.7
ОР=0.3
SР=0.3
WР=3.0
=339· 84.65+1256·11.7 -109· ( 0.3-0.3 )-25 · (3.0 +9 · 11.7)=40,68 кДж/кг;
1.2 Материальный баланс горения жидкого или твёрдого топлива
1.15·18,79·32=695.1
1.15·70.68·28=22.75
7.09·44=311.96
23.42·12=421.66
0.06·64=3.84
1.15·70.68·28+70.701·28=4237.5
(1.15-1) ·18.79=32=90.192
∑ прих.=691.5+227.5=919.1
∑ расх.=311.96+421.66+3.84+42.4+90.192+1.15=871.11
Таблица 1.3– Материальный баланс горения жидкого или твёрдого топлива
Поступило, кг |
Получено, кг |
Топливо – 100. Воздух: 691.5
22.75 |
311.96 421.66 3.84 42.4 90.1 А = А из топлива |
∑ прих.=919.1 |
∑ расх.=871.11 |
1.4 Расчёт температуры горения
Действительную температуру горения топлива определяют по калориметрической температуре, считая, что она составляет:
, (5.3)
где tД – действительная температура горения топлива, ºС;
tК – калориметрическая температура горения топлива, ºС.
Калориметрическую температуру горения топлива рассчитывают в следующем порядке:
а) определяется действительное тепловое содержание 1м3 продуктов горения по формуле:
, (5.4)
где iД.Г. – действительное тепловое содержание 1 м3 продуктов горения, кДж/м3·м3;
υД.Г. – объём дымовых газов, полученных при сжигании единицы топлива, м3;
кДж/м3·м3
б) принимается температура t1 и определяется теплосодержание продуктов горения при этой температуре:
, (5.5)
где - теплоёмкость газов при соответствующей температуре;
t1 – принятое значение температуры дымовых газов, ºС;
=0,01(2.56·7.09+2.04·23.42+2.48·0.06+1.61·0.3+1.93·0.3) ·1100=737.66 кДж/м3·м3
в) полученное значение сравнивается со значением ;
1.5 Расчет горения твердого и жидкого топлива
Поступило для горения |
Образуются при горении продукты горения |
||||||||||||||
топливо |
воздух |
||||||||||||||
составляющие |
Мольная масса |
содержание |
моли |
всего |
По составу, моли |
всего |
|||||||||
% |
кг |
моли |
О2
|
N2 |
моли |
м3 |
СО2 |
Н2О |
SO2 |
O2 |
N2 |
моли |
м3 |
||
СР, |
12 |
|
|
7.05 |
7.05 |
18.79·3.762=70.68 |
18.79+70.68=89.47 |
89.47 ·22.4=2.004.128 2004.128/100=20.04 |
7.05 |
|
|
|
0.021+70.68=70.701 |
7.09+23.42+0.06+70 .701 =101.271 |
22.4·101.271=22.68
|
НР |
2 |
|
|
11.7 |
11.7 |
|
11.7 |
|
|
||||||
SР |
32 |
|
|
0.02 |
0.02 |
|
|
0.02 |
|
||||||
ОР |
32 |
|
|
0.02 |
0.02 |
|
|
|
|
||||||
N |
28 |
|
|
0.021 |
0.021 |
|
|
|
|
||||||
WР |
18 |
|
|
0.17 |
0.17 |
|
0.17 |
|
|
||||||
сумма |
|
|
|
|
18.79 |
70.68 |
89.47 |
2004 |
7.09 |
23.42 |
0.06 |
|
70.70 |
101.3 |
|
С учетом коэффициента избытка воздуха |
моли |
21.61 |
81.28 |
102.9 |
2304.6 |
|
|
|
0.006 |
10.63 |
|
|
|||
% |
21 |
79 |
100 |
|
СО2 |
Н2О |
SO2 |
O2 |
N2 |
100 |
|