Описание котлоагрегата ДКВР-6,5-13

Паровой котел ДКВР-6,5-13 состоит из двух барабанов диаметром 1000 мм. соединенных пучком кипятильных труб диаметром 51x2,5 мм., установленных с шагами, установленных с шагами НО и 100 мм. Два боковых экрана также выполнены из труб диаметром 51x2,5 мм. с шагом 80 мм.

Котел также имеет два котельных пучка с коридорным расположением труб диаметром 51 мм.

За котлом установлен экономайзер конструкции ВТИ, выполненный из чугунных ребристых труб с квадратными ребрами. Диаметр труб 76 мм., шаг 150 мм.

Подача воздуха осуществляется вентилятором марки ВДН 10x10 производительностью 13000 м³/ч.

Дымовые газы удаляются дымососом ДН-10 производительностью 31000 м³/ч.

Техническая характеристика котла ДКВР-6,5-13

Таблица №1

Наименование	Разм.
Паропроизводительность	Т/ч	6,5
Рабочее давление пара	Кгс/см2	13
Пар	насыщенный
Поверхность нагрева: радиационная конвективная	м2 м2	27 171
Топливо	Природный газ Qнр=8170ккал/м3

Поверочный расчет парового котло-агрегата ДКВР-6,5-13.

В поверочном тепловом расчете по принятой конструкции и размерам котельного агрегата для заданных нагрузок и вида топлива определяют температуру воды, пара, воздуха и газов на границах между отдельными поверхностями нагрева, коэффициент полезного действия, расход топлива, расход и скорости воздуха и дымовых газов.

Поверочный расчет производят для оценки показателей экономичности и надежности агрегата при работе на заданном топливе, выбора вспомогательного оборудования и получения исходных данных для проведения расчетов: аэродинамического, гидравлического, температур металла и прочности труб, интенсивности золового уноса труб, коррозии и т.д.

Исходные данные.

Паропроизводительность, т/ч 6,5

Пар насыщенный

Рабочее давление пара, кгс/см 13

Радиационная поверхность

Нагрева, м² 27

Конвективная поверхность

нагрева, м² 171

Топливо природный газ

Состав природного газа
СН4	С2Н6	С3Н8	С4Н10	С5Н12	N2	СO2	Qнр
%	%	%	%	%	%	%	Ккал/м3
94,21	2,33	0,99	0,37	0,11	1.83	0,15	8170

Определение объемов воздуха и продуктов сгорания

1.Теоретическое количество воздуха, необходимое , полного сгорания топлива.

=

0,476[(3+8/4)0,99+(5+2/4)0,11+(2+6/4)2,33+(4+10/4)0,37+ (1+4/4)94,21-0,01] = =9,748 м3/м3

2. Теоретический объем азота:

V°_N2 = 0,79V₀ + N₂/100 = 0,79*9,748 + 1,83/100 =7.719 м3/м3

3.Объем трехатомных газов:

=

= 0,01[0,15+94,21+3*0,99+5*0,11+2*2,3З+4*0.37]=1,04 м3/м3

4. Теоретический объем водяных паров:

=

=0,01 [4/2*94,21+6/2*2,33+8/2*0,99+10/2*0,37+12/2*0,11 + +0,124*10]+0,0161*9,748 = 2,188 м³/м³

5. Теоретический объем дымовых газов:

V°_r= V_R02+V⁰_N2+V^o_H2O = 1,04+7,719+2,188 =10,947 м³/м³

6. Объем водяных паров при а=1,05:

2,188+0,0161(l,05-l)9,748= =2,196м³/м³

7. Объем дымовых газов при а = 1,05:

V_r = V_R02+V⁰_N2+V_H20+(a-1 )V° =

= 1,04+7,719+2,196+( 1,05-1)9,748 = 11,442 м³/м³

8. Плотность сухого газа при нормальных условиях.

р^с_гтл = 0,01[1,96C0₂+1,52H₂S+1,25N₂+1,43O₂+1,25CO+

+0,0899H₂+L(0.536m+0,045n)C_mH_n] = =0,01[1,96*О,15+1,25*1,83+1,43*0,01+(0,536*0,045*4)94,21

+ (0,536*3+0,045*8)0,99+(0,536*5+0,045*12)0,11 + +(0,536*2+0.045*6)2,33+(0,536*4+0,045* 10)0.37] = 0.764 кг/м³

9. Масса дымовых газов:

G_r=p^c_г.тл+d_т.тл/1000+l,306αV°= 0,764* 10/1000+1.306*1,05*9,748= 14,141 кг/м³

10. Коэффициент избытка воздуха:

на выходе из топки α_т = 1,05

на выходе из котельного пучка

α_к.п = α_т+∆α_кп = 1,05+0,05 = 1,1

на выходе из экономайзера

α_эк=α_кп+∆α_эк = 1,1 +0,05 =1,2 , где

∆α - присосы воздуха в газоходах

Объемы продуктов сгорания, объемные доли трехатомных газов:

11. Теоретическое теплосодержание дымовых газов

I⁰_Г=V_RO2(cν)_RO2+V⁰_N2(cν)_N2+V⁰_H2O(cν)_H2O, ккал/м³

I⁰_Г 100=2,188*36+1,04*40,6+7,719*31=360,3 ккал/м³

I⁰_Г 200=2,188*72,7+1,04*85,4+7,719*62,1=727,2 ккал/м³

I⁰_Г 300⁼2Д88*110,5+1,04*133,5+7,719*93,6=1103,1 ккал/м³

I⁰_Г 400 =2,188*149,6+1,04*184,4+7,719*125,8=1490,2 ккал/м³

I⁰_Г 500=2,188*189,8+1,04*238+7,719* 158,6=1887,0 ккал/м³

I⁰_Г 600 =2,188*231+1,04*292+7,719*192=2291,2 ккал/м³

I⁰_Г 700=2,188*274+1,04*349+7,719*226=2707.0 ккал/м³

I⁰_Г 800=2,188*319+1,04*407+7,719*261=3135,9 ккал/м³

I⁰_Г 900=2,188*364+1,04*466+7,719*297=3573.6 ккал/м³

I⁰_Г 1000⁼2,188*412+1,04*526+7.719*333=4018.9 ккал/м³

I⁰_Г 1100=2,188*460+1,04*587+7,719*369=4465.3 ккал/м³

I⁰_Г1200=2,188*509+1,04*649+7,719*405=4914.8 ккал/м³

I⁰_Г 1300=2,188*560+1,04*711 +7,719*442=5376.5 ккал/м³

I⁰_Г 1400=2,188*611+1,04*774+7,719*480=5846,9 ккал/м³

I⁰_Г 1500=2,188*664+l,04*837+7,719*517=6314,0 ккал/м³

I⁰_Г 1600=2,188*717+1,04*900+7,719*555=6788,8 ккал/м³

I⁰_Г 1700=2,188*771+1,04*964+7,719*593=7266,9 ккал/м³

I⁰_Г 1800=2,188*826+1,04*1028+7,719*631=7747,1 ккал/м³

I⁰_Г 1900=2,188*881+l,04*1092+7,719*670=8235,0 ккал/м³

I⁰_Г 2000=2,188*938+1,04*1157+7,719*708=8720,7 ккал/м³

12. Теоретическое теплосодержание воздуха:

I⁰_В =V⁰(cν)_В, ккал/м³

I⁰_В 100= 9,748*31,6=308,0 ккал/м³

I⁰_В 200= 9,748*63,6=620.0 ккал/м³

I⁰_В 300= 9,748*96,2=937,8 ккал/м³

I⁰_В 400= 9,748*129,4=1261,4 ккал/м³

I⁰_В 500= 9,748*163,4=1592,8 ккал/м³

I⁰_В 600= 9,748* 198,2=1932,1 ккал/м³

I⁰_В 700= 9,748*234=2281,0 ккал/м³

I⁰_В 800= 9,748*270=2632,0 ккал/м³

I⁰_В 900= 9,748*306=2982,9 ккал/м³

I⁰_В 1000= 9,748*343=3343,6 ккал/м³

I⁰_В 1100= 9,748*381=3714,0 ккал/м³

I⁰_В 1200= 9,748*419=4084,4 ккал/м³

I⁰_В 1300= 9,748*457=4454,8 ккал/м³

I⁰_В 1400= 9,748*496=4835.0 ккал/м³

I⁰_В 1500= 9,748*535=5215,2 ккал/м³

I⁰_В 1600= 9,748*574=5595,4 ккал/м³

I⁰_В 1700= 9,748*613=5975,5 ккал/м³

I⁰_В 1800= 9,748*652=6355,7 ккал/м³

I⁰_В 1900= 9,748*692=6745,6 ккал/м³

I⁰_В 2000= 9,748*732=7135,5 ккал/м³

ЭНТАЛЬПИЯ ПРОДУКТОВ СГОРАНИЯ (I-t таблица) Таблица 4.5
Теор. кол-во			По газоходам Iг = Iог + ( - 1)Iв
ν,oC	I0Г	I0В	Т = 1,05		КП = 1,075		ВЭ = 1,15
	ккал/м3	ккал/м3	I	I	I	 I	I	 I
100	360,3	308,0			391,1		4065
200	727,2	620.0			773,7		820,2	413,7
300	1103,1	937,8			1173,4	399,7	1243,8	423,6
400	190,1	1261,4			1584,8	411.4
500	1887,0	1592,8			2006,5	421,7
600	2291,2	1932,1
700	2707,0	2281,0
800	3135,9	2632,0	3267,5
900	3573.6	2982,9	3722,7	455,2
1000	4018,9	3343,6	4186.1	463,4
1100	4465,3	3714,0	4651,0	464,4
1200	4914,8	4084,4	5119,0	468,0
1300	5376,5	4454,8	5599,2	480,0
1400	6314,0	5215,2	6088,7	489,5
1500	6788,8	5595,4	6574,8	486,1
1600	7266,9	5975,5	7068,6	493,8
1700	7747,1	5975,5	7565,7	497,1
1800	8235,1	6355,7	8064,9	499,1
1900	8235,0	6745,6	8572,3	507,4
2000	8720,7	7135,5	9077.5	505,2

Тепловой расчет котла ДКВР-6,5-13:

1. Тепловой баланс.

Располагаемое тепло топлива:

Q_н^р =8170 ккал/м³

Температура уходящих газов:

ν_ух =130⁰C

Энтальпия уходящих газов:

I_ух130=550,7 ккал/м³

Температура и энтальпия холодного воздуха:

t _хв = 30°С

I˚_хв=92,4 ккал/м³

Потери тепла, %

q₃- от химического недожога топлива (табл.ХХ [1])

q₃ = 0,5 %

q₄ = 0 % - от механической неполноты сгорания топлива (табл.ХХ)

q₅= 2.3% -в окружающую среду (рис.5-1 [1]) q₅= 2.3%

q₂ - с уходящими газами

q₄) = 550,7-1,2*92,4)(100-0)/8170 = 5,4%

Коэффициент полезного действия котла:

= 100 – (q₂ + q₃ + q₄ + q₅ ) = 100-0,5-0-2,3-5,4=91,8%

Температура и энтальпия воды

при Р=15 кгс/см² (табл.ХХ1У [1]):

t _пв =102°C

i_пв =l 02,32 ккал/кг

Энтальпия насыщенного пара при

Р= 13 кгс/см²(табл.XXI11 [1])

i_нп =665,3ккал/кг

Полезно используемое тепло топлива в котлоагрегате:

Q_ка = D_нп (i_нп – i _пв)= 4_;5*10³(665,3-10232)=3659370 ккал/ч

Полный расход топлива:

В = = 659370400/8170*91,8=487,9 м³/ч

Коэффициент сохранения тепла:

= =1- 2,3/(91,8+2,3)=0,976

2. Расчет топочной камеры.

Диаметр и шаг экранных труб

- боковых экранов dxS=51x80 мм

- заднего экрана d₁xS₁=51xl 10 мм

Площадь стен 58,4 м²

Объем топки и камеры 24,2 м²

Коэффициент избытка воздуха в топке:

α_т = 1,05

Температура и энтальпия дутьевого воздуха:

t_в = 30°С

I_в=92,4 ккал/м³

Тепло, вносимое воздухом в топку:

Qв = α_т · I˚_хв = l,05*92,4=97,02 ккал/м³

Полезное тепловыделение в топке:

= = 8170*( 100-0,5)/100 + 97,02 =

8226,2 ккал/м³

Теоретическая температура горения:

ν_а=1832⁰С

Т_а=2105К

Коэффициент: М=0.46

Температура и энтальпия газов на выходе из топки:

=1000 °С (предварительно принимается)

=4186,1 ккал/м³ (табл.2)

Средняя суммарная теплоемкость продуктов сгорания:

= =(8225,9-4186,1)/(1832-1000) = = 4,856 ккал/м³ °С

Эффективная толщина излучающего слоя:

S=3,6 V_T/F_CT.-3,6*24,2/58,4=l,492 м

Давление в топке для котлов, работающих без наддува:

Р=1 кгс/см²

Суммарное парциальное давление газов:

Рп = Р · r_п =0,283 кг с/см²

Произведение:

P_nS=Pr_nS=0,283* 1,492=0,422 м кг с/см²

Коэффициент ослабления лучей:

- трехмерными газами (ном.3[1])

к= k_г r_п =0,58*0,283=0,164 1/(м кг с/см²)

-сажистыми частицами

kс = =

= 00,3(2-1,05)(1,6*1273/1000-0,5)2,987=

-0.131 1/(мкгс/см²), где = 0,12 =

0,12 · ( · 94,21 +· 2,33 +· 0,99 +· 0,37 +

· 0,11) = 2,987

Коэффициент ослабления лучей для светящегося пламени: к=к_гг_п+к_с=0.164+0,131=0,295 1/(м кг с/см²)

Степень черноты при заполнении всей топки:

- светящимся пламенем

a_св = 1- =0,356

- несветящимися трехатомными газами

аг = 1- =0,217

Коэффициент усреднения, зависящий от теплового напряжения топочного объема (п.6-07[1]):

m=0.1

Степень черноты факела:

аф= m · асв+ (1 – m) · аг= 0,1 *0,3 56+( 1 -0,1 )0,217=0,2309

Степень черноты топки:

ат = =0,349

Коэффициент, учитывающий снижение тепловосприятия вследствие загрязнения или закрытия изоляцией поверхностей (табл.6-2[1]):

ζ =0,65

Угловой коэффициент: (ном. 1а [1]):

- для боковых экранов х=0,9

- для заднего экрана x=0,78

Коэффициент угловой эффективности:

- боковых экранов Ψбок.эк = Х · ζ =0,9*0,65=0,585

- заднего экрана Ψзад.эк = Х · ζ =0,78*0,65=0,507

Среднее значение коэффициента тепловой эффективности экранов:

Действительная температура газов на выходе из топки:

υт″ = ==931°С

Энтальпия газов на выходе из топки:

=3 866.4 ккал/м³ (табл.2)

Количество тепла, воспринятое в топке:

=0,976(8226,2-3866,4)=4255,2 ккал/м³