Министество образования и науки Республики Казахстан
Карагандинский Политехнический Колледж
ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ КОТЕЛЬНОГО АГРЕГАТА
Пояснительная записка
ПКЭК.0906033.001-07.ПЗ
Руководитель
М.М.Калмагамбетова
14.05.12
Выполнил
Ибраев Н.Б
14.05 .12
2014
ВВЕДЕНИЕ
Назначение курсового проекта – выполнение студентами на основе теоретического материала самостоятельной работы по расчёту и конструктивной разработке парогенератора.
Задание на курсовое проектирование выдается студентам после изучения темы «Методика теплового расчёта парогенератора» предмета «Котельные установки ТЭС».
Курсовой проект состоит из основного и специального заданий. При разработке курсового проекта необходимо составить пояснительную записку и выполнить графическую часть.Пояснительная записка состоит из расчётной части с необходимыми пояснениями и графиками.
Конструкция и поверхность нагрева кипятильных пучков барабанных экранных парогенераторов, тип топочного устройства должны приниматься по заводским данным. Также по заводской конструкции следует принимать схемы пароперегревателей, тип и компоновку водяных экономайзеров и воздухоподогревателей. Поверхности же их могут изменяться в зависимости от тепловых нагрузок, определяемых заданными параметрами рабочего тела. Эти изменения необходимо конструктивно осуществить в графической части проекта.
Задание на курсовое проектирование должно содержать следующие данные:
а) тип парогенератора;
б) месторождение и марку топлива, его зольность, влажность и способ сжигания;
в) производительность парогенератора, давление и температуру перегретого пара на выходе из пароперегревателя;
г) температуру питательной воды;
д) температуру холодного воздуха;
е) температуру уходящих газов;
ж) температуру подогрева воздуха в воздухоподогревателе;
з) конструктивные характеристики топки и поверхностей нагрева парогенератора.
(Последние могут быть взяты из справочников или заданы в виде чертежей).
Расчётная часть основного задания курсового проекта включает:
Вспомогательные расчёты по топливу, воздуху и продуктов горения с выбором и обоснованием необходимых для расчёта величин (коэффициент избытка воздуха в топке и присосов и т.д.)
Проверочный расчёт топки с определением температуры газов на выходе из топки и количества тепла, переданного лучевоспринимающим поверхностям нагрева.
Расчёт конвективных поверхностей нагрева.
Поскольку конструкция кипятильного пучка парогенератора барабанного типа является заданной, для этой поверхности нагрева ведётся поверочный расчёт, т.е. определяется температура и теплосодержание дымовых газов за этой поверхностью. Для пароперегревателя, водяного экономайзера и воздухоподогревателя ведётся конструктивный расчёт, т.е. определяются необходимые поверхности нагрева. При компоновке водяного экономайзера и воздухоподогревателя в рассечку (по две ступени) расчёт каждой ступени ведётся раздельно.Аналогично ведётся расчёт прямоточного котла, при этом заданными считаются поверхности испарительной части и переходной зоны.Специальное задание курсового проекта предусматривает описание конструкции и принципа действия котельного оборудования.
Графическая часть проекта выполняется на двух листах:
продольный разрез парогенератора в масштабе 1:100;
золоуловитель 1конструкция:50.
1 ОПИСАНИЕ РАСЧЕТНОГО КОТЛА
1.1 Паровой котел Е-400-13,8-560 КДТ (ТПЕ-429)
Котел Е-400-13,8-560 КДТ(ТПЕ-429) предназначен для работы на кузнецком СС, Донецких каменных углях, карагандинском промпродукте и природном газе с теплофикационными турбинами мощностью 80 МВт.
Котел с естественной циркуляцией, однобарабанный, однокорпусный, закрытой П-образной компоновки, с уравновешенной тягой, рассчитан на высокие параметры пара.
Котел
может работать с температурой питательной
воды 160
при сохранении номинальной
паропроизводительности ( при отключенных
ПВД).
Топочная камера открытого типа, призматическая, прямоугольного сечения с размерами топки по осям труб 12,88х8,64 м.
Стены
топочной камеры экранированы цельносварными
мембранными панелями из гладких труб
60х6
мм и вваренной полосы размерами 6Х21,5
мм. Материал труб и полосы – сталь 20.
В верхней части топочной камеры трубы радиационного пароперегревателя образуют аэродинамический выступ в сторону топки. Топка оборудована восемью плоскофакельными пылеугольными горелками, расположенными на фронтовой и задней стенках в один ярус.
Барабан котла имеет внутренний диаметр 1600 мм с толщиной стенки 112мм (сталь 16НГМА).
Схема испарения пара двухступенчатая с продувкой пара. Первая ступень представляет собой барабан с внутрибарабанными циклонами и промывочными устройствами. Второй ступенью служат выносные сепарационные циклоны.
Вода из барабана к испарительным экранам подводится по трубам 133х13 мм (сталь 20) и стоякам диаметром 426 мм с толщиной стенки 36 мм, из которых подается в нижние камеры экранов по трубам 159х15 мм (сталь 20).
Пароводяная смесь отводится из экранов в барабан по трубам диаметром 133х13 и 159х13 мм (сталь 20).
Стены и под переходного газохода, потолок топочной камеры, конвективной шахты и опускного газохода экранированы цельносварными мембранными панелями из гладких труб 32х5 мм с вваренной полосой размерами 6х21,5 мм (сталь 20). В верхней части топочной камеры расположен радиационный пароперегреватель, выполненный из труб 32х5 мм (сталь 12Х1МФ).
В переходном газоходе размещены ширмовый и конвективный пароперегреватели, выполненные из труб 32х5 мм и 32х6 мм (сталь 12Х1МФ).
Выходная часть конвективного пароперегревателя выполнена из труб 32х4 мм (сталь 12Х1МФ).
В конвективной шахте по ходу газов установлены две секции водяного экономайзера. Змеевики экономайзера расположены параллельно фронту котла и выполнены из труб 28х4 мм (сталь 20).
Для подогрева воздуха используется комбинированный воздухоподогреватель, состоящий из трубчатого воздухоподогревателя для подогрева первичного воздуха и регенеративного воздухоподогревателя для подогрева вторичного воздуха. Трубчатый воздухоподогреватель выполнен из труб 40х2 мм (сталь Вст.2сп), регенеративный воздухоподогреватель имеет диаметр 6,8 м и вынесен за пределы котла.
Тракт пароперегревателя состоит из двух независимых потоков. Температура перегрева пара регулируется впрыском собственного конденсата. В режимах работы котла с температурой питательной воды 160 регулирование температуры перегрева пара осуществляется впрыском питательной воды (первый впрыск) и собственного конденсата.
Обмуровка котла выполнена в виде натрубной облегченной изоляции, которая крепится на цельносварных панелях, ограждающих топочную камеру, переходный газоход и конвективную шахту.
Для очистки поверхностей нагрева экранов топки, конвективных поверхностей нагрева, расположенных в газоплотном газоходе, применены обдувочные аппараты; для очистки поверхностей экономайзера предусмотрена дробеочистка, для регенеративного воздухоподогревателя - водяная обмывка и паровая обдувка.
Котел спроектирован с учетом возможности ремонта всех поверхностей нагрева внутри газохода.
Котел снабжен необходимой арматурой, устройствами для отбора проб пара и воды, а также контрольно-измерительными приборами. Процессы питания котла, регулирования температуры перегрева пара и горения автоматизированы. Предусмотрены средства тепловой защиты технологических процессов.
Рисунок 1.1 Продольный разрез котла Е-400-13,8-560КДТ(ТПЕ-429)
2 РАСЧЕТ ПО ТОПЛИВУ
2.1Тепловойрасчет котельного агрегата
Е-400-13,8-560 КДТ (ТПЕ-429)при работе наДонецком каменном угле марки (Д)
Исходные данные
Производительность
Давление
пара за парозапорной задвижкой
.
Температура
перегретого пара
.
Температура
питательной воды
.
Температура
холодного воздуха
.
Температура
уходящих газов
.
Температура
подогрева воздуха в воздухоподогревателе
.
Топливо – Донецкий каменный уголь марки (Д)
Содержание в топливе балласта:
золы
влаги
Метод сжигания топлива факельный
расчеты по топливу
Таблица 2.1 - Сухая беззольная горючая масса, %
-
75,5
5,5
1,6
13,2
2,1
2,2
43,0
31,81
28,0
13,0
(2.1)
(2.2)
(2.3)
(2.4)
(2.5)
(2.6)
(2.7)
Q
=339Ср+1030Нр-109(Ор-Sp)-24Wp=339
47,2932+1030
3,4452-109(8,26848-1,31544)-24
13,0=16032,3948+3548,556-109
695,304-312=18511,07кДж/кг
(2.8)
Где Q - низшая теплота сгорания рабочей массы, кДж/кг.
3ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЪЕМОВ ДЫМОВЫХ ГАЗОВ И ИХ ЭНТАЛЬПИЙ
Коэффициент
избытка воздуха в топке
Относительная величина присосов по газоходам (принимается):
III
ступень пароперегревателя
I
ступень пароперегревателя
II
(по воде) ступень экономайзера
VIII
(по воде) ступень воздухоподогревателя
I
ступень экономайзера
I ступень воздухоподогревателя
Коэффициенты избытка воздуха по газоходам
за III ст. пароперегревателя:
(3.1)
за I ступенью пароперегревателя
(3.2)
за II ступенью экономайзера
(3.3)
за II ступенью воздухоподогревателя
(3.4)
за I ступенью экономайзера
(3.5)
за I ступенью воздухоподогревателя
(3.6)
Теоретический объем воздуха
/кг.
(3.7)
Теоретический объем азота в продуктах сгорания
/кг.
(3.8)
Объем трехатомных газов
/кг.
(3.9)
Теоретический объем водяных паров в продуктах сгорания
/кг.
(3.10)
/кг.
(3.11)
3.1 Средние характеристики продуктов сгорания в поверхностях нагрева
Таблица – 3.1 Средние характеристики продуктов сгорания в поверхностях нагрева
Наименование величин |
Размерность |
|
|||||||
топка, ширмы, отвод тр. зад.экрана |
III ступень п/п |
I ступень пароперегревателя |
II ступень экономайзера |
II ступень в подогревателе |
I ступень экономайзера |
I ступень в подогревателе |
за I ступ.вподогр. |
||
Коэффициент избытка воздуха по газоходам –α |
-
|
1,2
|
1,21
|
1,22
|
1,235
|
1,26
|
1,275
|
1,3 |
1,3 |
Коэффициент
избытка воздуха средний
|
-
|
1,2
|
1,205
|
1,215
|
1,2275
|
1,2475
|
1,2675 |
1,2875
|
1,3
|
|
|
0,6154
|
0,6158
|
0,6166
|
0,6176
|
0,6191
|
0,6206
|
0,6222 |
0,6232 |
/кг;
;
/кг;
/кгПродолжение таблицы 3.1
|
/кК
|
0,6154
|
0,6158
|
0,6166
|
0,6176
|
0,6191
|
0,6206
|
0,6222 |
0,6232 |
|
/кг
|
5,1412
|
5,2325
|
5,4150
|
5,6432
|
6,0083
|
6,3735
|
6,7386
|
6,9668
|
|
|
0,1713
|
0,1700
|
0,1643
|
0,1577
|
0,1481
|
0,1396 |
0,1320
|
0,1277 |
|
|
0,1167
|
0,1146
|
0,1108
|
0,1063
|
0,0998
|
0,0941 |
0,0890
|
0,0861 |
|
|
0,2898
|
0,2846
|
0,2751
|
0,264
|
0,2479
|
0,2337 |
0,221
|
0,2138 |
|
|
42,6437
|
41,8996 |
40,4875 |
38,8502 |
36,4895 |
34,3986 |
32,5349 |
31,4692
|
5