Министерство образования РФ
Саратовский государственный технический университет
Кафедра теплоэнергетики
Курсовой проект по дисциплине:
“Котельные установки и парогенераторы”
Тема курсового проекта:
“Расчет котельного агрегата ТГМ-84 ”
Работу выполнил:
студент гр. ТЭС-41
Багуцкий А.А.
Работу проверил :
доц. каф. ТЭ
Васильев А.В.
САРАТОВ 2003
Реферат
Пояснительная записка содержит листов, рисунка, таблиц, графиков,
источника.
КОТЕЛ, ТОПКА, ШИРМА, ПАРОПЕРЕГРЕВАТЕЛЬ, ЭКОНОМАЙЗЕР,
ВОЗДУХОПОДОГРЕВАТЕЛЬ, ТЕПЛОВОСПРИЯТИЕ, ПОВЕРХНОСТЬ НАГРЕВА, КОЭФФИЦИЕНТ ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ
Цель работы: тепловой расчет котельного агрегата, работающего на газе. Объектом исследования является котел ТГМ-84.
В ходе выполнения данной работы был произведен расчет топки, поверочный расчет ширмы, конструкторский расчет конвективных поверхностей нагрева:
пароперегревателей, воздухоподогревателя, экономайзера.
Содержание
Реферат 2
Содержание 3
Введение 4
Исходные данные 5
1 Составление тепловой схемы и выбор основных параметров 6
2 Расчет объёмов и энтальпий продуктов сгорания топлива 7
3 Тепловой баланс котла 10
4 Расчёт топки котла 12
5 Поверочный расчет ширм 16
6 Распределение тепловосприятий по поверхностям нагрева котла 24
6.1 Распределение по пароводяному тракту 24
6.2 Распределение по газовому тракту 26
7 Расчет конвективного пароперегревателя ПП2 29
8 Расчет пароперегревателя ПП1 32
9 Расчет экономайзера 34
10 Расчет трубчатого воздухоподогревателя 36
Заключение 38
Список используемых источников 39
Лист для рецензий 40
Введение
Паровой котел – это основной агрегат тепловой электрической станции. Рабочим телом в нем для получения пара является вода, а теплоносителем служат продукты горения различных органических топлив . Необходимая тепловая мощность парового котла определяется его паропроизводительностью при обеспечении установленных температуры и рабочего давления перегретого пара . При этом в топке котла сжигается расчетное количество топлива.
При выполнении расчета парового котла его производительность, параметры пара и питательной воды являются заданными. Поэтому цель расчета состоит в выборе рациональной компоновки и определения размеров всех поверхностей нагрева котла(конструкторский расчет) или же в определении температур и тепловосприятий рабочего тела и газовой среды в поверхностях нагрева заданного котла(поверочный расчет).
Номинальной производительностью называется наибольшая производительность по пару, которую должен обеспечить котел в длительной эксплуатации при номинальных параметрах пара и питательной воды с допусками по ГОСТ отклонениями от этих величин.
Номинальное давление пара – наибольшее давление пара, которое должно обеспечиваться непосредственно за пароперегревателем котла.
Номинальные температуры пара высокого давления - это температуры пара,
которые должны непосредственно за пароперегревателем с допусками по ГОСТ
отклонениями при поддержании номинальных давлений пара, температуры питательной воды и паропроизводительности.
1 Исходные данные Количество пара – 480т/ч;
Давление перегретого пара – 14 МПа;
Температура перегретого пара 540 0С;
Температура питательной воды – 2150С.
таблица 1.1 - Объемный состав газа.
СН4 |
С2Н6 |
С3Н8 |
С4Н10 |
С5Н12 |
N2 |
CO2 |
84.5 |
3.8 |
1.9 |
0.9 |
0.3 |
7.8 |
0.3 |
Теплота сгорания сухого газа низшая Qрн=35.8МДж/м3.
Объёмы воздуха и продуктов сгорания газообразного топлива м3/м3
таблица 1.2 – Объемы воздуха и продуктов сгорания.
V0 |
VR02 |
VN20 |
V0H20 |
9.52 |
1.04 |
7.6 |
2.1 |
2 Составление тепловой схемы и выбор основных параметров.
Ш – ширма;
Т – топка котла;
ППП – потолочный пароперегреватель;
ПП 1 – пароперегреватель;
ПП 2 – выходной пароперегреватель.
Температура горячего воздуха принимается оптимальной, исходя из минимума затрат в поверхности воздухоподогревателя, и из условий обеспечения экономичного горения топлива.
По формуле tгв=tпв+40+0,7(ух-120) определим температуру горячего воздуха.
Примем υух=125 оС, тогда температура горячего воздуха будет равна tгв=215+40+5·0,7≈260 0C.
3 Расчет объёмов и энтальпий продуктов сгорания топлива.
Для выполнения теплового расчёта топки и отдельных поверхностей нагрева котлоагрегата необходимо заранее подготовить таблицы объёмов, энтальпий воздуха и продуктов сгорания по газоходам котла, с учётом изменения избытка воздуха в них.
По заданному составу топлива рассчитываются теоретические объёмы воздуха V0 и продуктов сгорания (VH20, VR02, VN2)
V0 – это теоретически необходимый расход воздуха для 1 кг. топлива
V0= 0,0476*(0,5·СО+0,5·Н2 +1,5·Н2S +∑(m+n/4)CmHn-O2)= 0,0476*(0,5·0+0,5·0 +1,5·0 +(1+1)·84.5 + (2+1.5)·3.8+(3+2) ·1.9+(4+2.5)·0.9 + (5+3)·0.3) = 9,522 нм3/м3.
Теоретический объём азота VN20:
VN20=7.6 , нм3/м3
Объём трехатомных газов:
VR02=0,01*[C02 +C0 +H2S+∑m·Cm·Hn]= =0.01·
·(0.3+0+0+1·84.5+2·3.8+3*1.9+4*0.9+5·0.5)=1.039, нм3/м3
Теоретический объём водяных паров:
V0H20=0,01*[H2S +H2 +∑(n/2)·Cm·Hn +0,124*dг]+0,0161*V0=0.01· [84.5*2+3·3.8+4·1.9+5*0.9+6·0.3+0.124*10]+0.0161*9.5=2.108 нм3/м3
dг – влагосодержание газообразного топлива, г/нм3
Принимаем dг=10 г/нм3
Так как рассчитанные объёмы отличаются от табличных меньше чем на 2%, то в таблицу объёмов подставляем табличные значения.
Таблица 3.1 – Таблица объемов.
Рассчитываемая величина |
Размер-ность |
Газоходы котла |
||||
Топка, ширмы |
ВПП |
КПП |
ВЭ |
ТВП |
||
Присосы воздуха в поверхности нагрева, ∆α (по таблице 3.3 /1/ |
|
0,05 |
0,03 |
0,03 |
0,02 |
0,2 |
Коэффициент избытка воздуха за поверхностью нагрева, α’’ |
|
1,1 |
1,13 |
1,16 |
1,18 |
1,38 |
Средний коэффициент избытка воздуха, αср=0.5(α’+α’’) |
|
1,1 |
1,115 |
1,145 |
1,17 |
1,28 |
Действительный объём водяных паров VH20= VH200+0,0161*Vв0 * (αср-1) |
нм3/м3 |
2.115 |
2.118 |
2.122 |
2.126 |
2.143 |
Объём газа Vг= VH20+VR02+VN20+Vв0*(αср-1) |
нм3/м3 |
11.692 |
11.834 |
12.12 |
12.35 |
13.4 |
Доля водяных паров rH20=VH20/Vг |
|
0.1796 |
0.1774 |
0.1732 |
0.1699 |
0.1566 |
Доля 3-х атомных газов rR02=VR02/Vг |
|
0.0889 |
0.0878 |
0.0858 |
0.0841 |
0.0775 |
Суммарная доля 3-х атомных газов. rn= rH20+ rR02 |
|
0,268 |
0,265 |
0,259 |
0,254 |
0,234 |
Энтальпии газов и воздуха Нв0, Нв0 = Св·V0·tв
Теплоёмкость воздуха определяется по таб. 3.1 /1/
Нг0=( VR02·СС02+ VH20·СН20+ VN2·СN2) ·υ
Теплоёмкости составляющих газов также берутся из таблицы 3.1 /1/
По известным значениям теоретических объёмов продуктов сгорания и воздуха, заполняется таблица объёмов. Далее, по известным энтальпиям газа Нг0 и воздуха Нв0 и определённым присосам воздуха, заполняется таблица энтальпий.
Нг=Нг0+(α’’-1)*Hв0
Так как при температуре υ=200 градусов отклонение расчетных значений от табличных
менее 2%, то в таблицу подставляем табличные значения.
Таблица энтальпий.
Таблица 3.2 – таблица энтальпий.
оС |
Нг |
Нв0 |
Топка,ширма |
ВПП |
КПП |
ВЭ |
ВП |
|||||
Нг |
∆H/ 100 |
Нг |
∆H/ 100 |
Нг |
∆H/ 100 |
Нг |
∆H/ 100 |
Нг |
∆H/ 100 |
|||
100 |
1477.7 |
1260.7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1868.6 |
|
200 |
2985 |
2537 |
|
|
|
|
|
|
3441 |
|
3771.5 |
18.57 |
300 |
4551 |
3847.5 |
|
|
|
|
5166.6 |
|
5243.5 |
18.85 |
5743.7 |
18.59 |
400 |
6117 |
5158 |
|
|
|
|
6942.3 |
19.5 |
7045.4 |
18.85 |
|
|
500 |
7760.5 |
6529 |
|
|
8609.3 |
|
8805 |
19.5 |
8935.7 |
18.9 |
|
|
600 |
9404 |
7900 |
|
|
10431 |
20.07 |
10668 |
20.52 |
|
|
|
|
700 |
11139 |
9332 |
12072 |
|
12352 |
20.07 |
12632 |
20.6 |
|
|
|
|
800 |
12874 |
10764 |
13950 |
196 |
14273 |
20.93 |
|
|
|
|
|
|
900 |
14685 |
12219 |
15906 |
20.47 |
16273 |
21.0 |
|
|
|
|
|
|
1000 |
16496 |
13674 |
17863 |
20.48 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1100 |
18334 |
15189 |
19853 |
20.81 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1200 |
20172 |
16705 |
21842 |
20.81 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1300 |
22085.5 |
18239 |
23909 |
20.93 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1400 |
23999 |
19774 |
25976 |
21.11 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1500 |
25931 |
21329 |
29439 |
21.63 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1600 |
27863 |
22885 |
30151 |
21.8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1700 |
29869 |
24440 |
32273 |
22.17 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1800 |
31795 |
25996 |
34394 |
22.18 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1900 |
33795 |
27589 |
36553 |
22.54 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2000 |
37526 |
29182 |
38713 |
22.55 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2100 |
35795 |
30777 |
40887 |
22.79 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2200 |
37810 |
32372 |
43062 |
22.8 |
|
|
|
|
|
|
|
|