МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФГБОУ ВПО «Брянский государственный технический университет»

Факультет Энергетики и Электроники

Кафедра «Промышленная теплоэнергетика»

Курсовая работа

по дисциплине

«Нагнетатели и тепловые двигатели»

«Тепловой и аэродинамический расчет котельного агрегата, выбор дымососа и дутьевого вентилятора для котла ДЕ-10-14ГМ»

Студентка группы 09-ПТЭ

Труфанова И.Ю.

__________________

Преподаватель

Анисин А.К.

__________________

Брянск 2012

Техническое задание

Произвести тепловой и аэродинамический расчет котельного агрегата

ДЕ-10-14 ГМ

• Паропроизводительность на рабочем режиме 10 т/ч

• Рабочее избыточное давление пара 1,4 МПа

• Состояние пара насыщенный

• Температура питательной воды 100˚С

• Внутренний диаметр барабанов 1000 мм

• Расположение труб конвективного пучка коридорное

• Диаметр и толщина стенки экранных и

конвективных труб, мм 51х2,5

Содержание

Введение 3

1. Тепловой расчет парового котельного агрегата 9

1.1. Топливо, состав и количество продуктов горения, их теплосодержание 9

1.2. Тепловой расчет топки 16

1.3. Расчет газоходов 17

1.3.1. Расчет первого газохода 18

1.3.2.Расчет второго газохода 20

1.3.3.Расчет третьего газохода 24

1.3.4.Расчет четвертого газохода 26

1.4. Расчет водяного экономайзера 29

2. Аэродинамический расчет котельного агрегата 31

2.1. Расчет общего сопротивления котла 31

2.4.Расчет дымовой трубы и выбор дымососа 38

2.5.Дымосос 39

I-узел крепления рабочего колеса на валу электродвигателя 41

Список используемой литературы 52

Введение

В данной курсовой работе проводится тепловой расчет котла ДЕ-10-14ГМ. Котел двухбарабанный вертикально-водотрубный, предназначен для выработки насыщенного и перегретого пара используемого для технических нужд промышленных предприятий, на теплоснабжение систем отопления, вентиляции и горячего водоснабжения. Основным оборудованием установки является топочная камера, экранные и конвективные поверхности нагрева, водяной экономайзер. Топочная камера предназначена для организации процесса горения топлива. Основными частями котла являются верхний и нижний барабаны, конвективный пучок, фронтовой задний и боковой экран, образующие топочную камеру, которая располагается сбоку от конвективного пучка.

В водном пространстве верхнего барабана находится питательная труба и направляющие щиты, в паровом объеме - сепараторное устройство. В нижнем барабане расположено устройство для парового прогрева воды в барабане при растопке и патрубки для спуска воды.

Поверхности нагрева в зависимости от передачи им тепла различают на экранные (лучевоспринимающие) и конвективные. Первые располагаются в топочной камере по периметру и образуют канал, в котором установлен конвективный пучок. Продукты сгорания, образуясь в камере сгорания (топке) пройдя через конвективный пучок, попадают в экономайзер расположенный позади котла. Водяной экономайзер предназначен для утилизации тепла, которое не было воспринято котлом и последующего возвращения его в котел с помощью питательной воды.

В качестве топлива используется природный газ.

Техническое описание котла де-10-14гм

Паровой котел ДЕ-10-14ГМ предназначен для выработки насыщенного пара, используемого для технических нужд промышленных предприятий, на теплоснабжение систем отопления, вентиляции и горячего водоснабжения. Котел двухбарабанный вертикально-водотрубный выполнен по конструктивной схеме «Д», характерной особенностью которой является боковое расположение конвективной части котла относительно топочной камеры. Основными составными частями котла являются верхний и нижний барабаны, конвективный пучок и образующие топочную камеру левый топочный экран (газоплотная перегородка), правый топочный экран, трубы экранирования фронтовой стенки топки и задний экран. Трубы правого бокового экрана, образующие также потолок топочной камеры, вводятся непосредственно в верхний и нижний барабаны с разводкой в два ряда отверстий. Трубы фронтового, заднего и бокового правого экрана имеют один и тот же диаметр – 51х2,5 мм. На вводе в барабаны трубы разводятся в два ряда отверстий. Вертикальная часть перегородки уплотняется вваренными между трубами металлическими проставками. Участки разводки труб на входе в барабаны уплотняются приваренными к трубам металлическими пластинами и шамотобетоном.

Концы коллекторов заднего экрана со стороны, противоположной барабанам, соединяются необогреваемой рециркуляционной трубой диаметром 76х3,5 мм. Конвективный пучок образован коридорно расположенными вертикальными трубами диаметром 51х2,5 мм, развальцованными в верхнем и нижнем барабанах. Ширина конвективного пучка составляет 880 мм. Шаг труб конвективного пучка вдоль барабанов 90 мм, поперек – 110 мм, кроме среднего, расположенного по оси барабанов шага, равного 120 мм. Для поддержания необходимого уровня скоростей дымовых газов в конвективном пучке установлена продольная ступенчатая стальная перегородка. Внутренний диаметр верхнего и нижнего барабанов равен 1000 мм. Длина цилиндрической части барабанов равна 3410 мм, межцентровое расстояние установки барабанов равно 2750 мм. Барабаны изготавливаются из стали 16ГС ГОСТ 5520-79 и имеют толщину стенки 13 мм. Для доступа внутрь в переднем и заднем днищах барабанов имеются лазы. Котел выполнен с одноступенчатой схемой испарения. В водяном пространстве верхнего барабана находится питательная труба, в паровом – сепарационные устройства. В качестве первичных сепарационных устройств используются установленные в верхнем барабане направляющие щиты и козырьки. В качестве вторичных сепарационных устройств применяются дырчатые листы. Все эти сепарационные устройства выполняются объемными для возможности ремонта вальцовочных соединений труб с барабаном. На котле предусмотрена непрерывная продувка из нижнего барабана и периодическая из нижнего коллектора заднего экрана. Опускным звеном циркуляционных контуров котла являются последние по ходу дымовых газов наиболее обогреваемые ряды труб конвективного пучка.

Выход дымовых газов из котла осуществляется через окно, расположенное в задней стенке котла. Котел оборудован стационарным обдувочным аппаратом для очистки наружной поверхности труб конвективного пучка от отложений, расположенными с левой стороны от котла. Для обдувки используют насыщенный или перегретый пар давлением не менее 0,7 МПа. Обдувочный аппарат имеет трубу с соплами, которую необходимо вращать при проведении обдувки. Вращение производится вручную при помощи маховика и цепи.

Для удаления отложений из конвективного пучка устанавливаются люки на левой стенке котла. На фронте топочной камеры имеется лаз в топку и три люка-гляделки: два на правой боковой и один на задней стенках топочной камеры. Взрывной клапан располагается на фронте топочной камеры над горелочным устройством.

Плотное экранирование боковых стен (относительный шаг труб S=1,08), потолка и пода топочной камеры позволяет на котле применить легкую изоляцию в два-три слоя изоляционных плит общей толщиной 100 мм, укладываемую на слой шамотобетона. Обмуровку фронтовой и задней стенок выполняют по типу облегченной обмуровки: кирпич шамотный толщиной 65 мм и изоляционные плиты общей толщиной 100 мм.

Для уменьшения присосов газовый тракт котла снаружи изоляции покрывают металлической листовой обшивкой толщиной 2 мм, которая приварена к обвязочному каркасу.

Для сжигания мазута и природного газа на котле ДЕ-10-14ГМ(Рис.1.) установлена газомазутная горелка типа ГМ(Рис.2.)

Котел укомплектован двумя пружинными предохранительными клапанами, любой из которых может быть контрольным (так как отсутствует пароперегреватель). Предусмотрено наличие двух водоуказательных приборов прямого действия, которые присоединяются к трубам, идущим из парового и водяного объемов верхнего барабана. Котел укомплектован необходимым количеством манометров, дренажной и сливной арматурой. Арматура и контрольно-измерительные приборы устанавливаются согласно схеме арматуры, приведенной в чертежах общего вида котла.

Рис.1.Котел ДЕ-10-14 ГМ