Нижегородский государственный

архитектурно-строительный университет

Кафедра теплогазоснабжения

Пояснительная записка

к курсовой работе

по дисциплине «Теплогенерирующие установки» часть I «Теплогенератор»

Выполнил студент гр. 384 д.А. Смирнов

Проверил Г.М. Климов

Нижний Новгород – 2006г.

Содержание

1. Исходные данные 3

2. Определение тепловой мощности котельной установки (КУ) с

определением характеристик её рабочих тел. 4

3. Выбор количества котельных агрегатов (КА), и типоразмеров котла, описание его конструкции и принимаемой компоновки КА. Расчет принципиальной схемы КУ. 7

4. Выбор характерных сечений газового и воздушного трактов КА. Расчет коэффициента расхода (избытка) воздуха в них. 18

5. Материальный баланс КА. Расчет объемов и энтальпий воздуха и продуктов сгорания в реперных точках газового и воздушного

трактов КА. 20

6. Тепловой баланс КА 26

7. Поверочно - теплотехнический расчет топки. 27

8. Поверочно – конструктивный теплотехнический расчет водяного экономайзера. 30

9. Поверка баланса теплоты котлоагрегата. 32

10. Условия эксплуатации КУ. 35

Используемые литературные источники. 36

1. Исходные данные

1. Тепловые потоки теплогенерирующей установки (ТГУ):

   1. Расход пара на технологию – 5,9 т/ч

   2. Максимальный расход теплоты на отопление и вентиляцию – 3,4 МВт

   3. Среднечасовой расход теплоты за сутки на горячее водоснабжение – 1,5 МВт

2. Местоположение ТГУ – г. Москва

3. Располагаемый источник тепловой энергии:

   1. Органическое топливо - природный газ, газопровода Ставрополь – Москва, 1-я нитка.

   2. Нетрадиционные источники - –

4. Тип теплогенератора ДЕ.

5. Параметры вырабатываемого и возвращаемого в ТГУ теплоносителя:

5.1 Пар P_абс=1.4 МПа, t_пара = t_нас

5.2 Вода

5.3 Воздух

5.4 Конденсат от технологических потребителей: количество 50%, температура – 90^оС

6. Другие данные: система теплоснабжения – закрытая

2. Определение тепловой мощности котельной установки (ку) с определением характеристик её рабочих тел

Роль рабочих тел, участвующих в процессе тепловых преобразований, играют топливо, воздух и вода.

В качестве источника тепла мы применяем паровой теплогенератор. Он вырабатывает насыщенный пар. Для того, чтобы пар вырабатывался мы должны сжигать топливо. Для того чтобы происходил процесс горения в топку подается окислитель (воздух). Топливо, сгорая в топке, образует горячие газы, которые движутся по газоходам котельного агрегата, отдавая тепло поверхностям нагрева. После чего газы охлаждаются и выбрасываются в окружающую среду.

В качестве теплоносителя в котельных установках обычно используются пар или вода.

Котельный агрегат представляет собой генератор, в котором химическая энергия топлива преобразуется в тепло.

В данной работе выполняется поверочный расчет теплогенератора типа ДЕ-4-14ГМ.

Задачей расчета является определение температуры воды, пара, воздуха, дымовых газов на границах между определенными поверхностями котельного агрегата, а также расход топлива, КПД котлоагрегата, расхода и скорости дымовых газов по заданным конструкциям и размерам теплогенератора.

Также выполняется конструктивный расчет водяного чугунного экономайзера некипящего типа системы ВТИ с целью определения его конструкции и размеров.

Общей задачей курсовой работы является создание эффективной компоновки теплогенерирующего агрегата из отдельных его частей.

Определение тепловой мощности котельной установки

Подбор оборудования по [2], производят по:

- максимальной тепловой мощности котельной установки:

где k_x =1,11-1,13(при закрытых системах), принимаем k_x=1,12,

Q_от+вен =3,4 МВт– из задания,

Q_гор =1,5 МВт– из задания,

Q_техн –расход теплоты на технологию:

где D_техн = 5,9 МВт (по заданию),

- прирост энтальпии воды в КУ:

h_x – энтальпия насыщенного пара выработанного в КА:

=830 кДж/кг – энтальпия кипящей воды при абсолютном давлении из табл. 3.1, стр.47[6],

r=1960 кДж/кг - скрытая теплота парообразования (табл. 3.1, стр.47[6]),

x=0,99 – степень сухости пара,

h_пв – энтальпия питательной воды:

k=0,5 - количество конденсата от технологических потребителей,

t_конд=90⁰С – температура конденсата,

t_хв=5⁰С – температура зимней холодной водопроводной воды (летом t_хв=15⁰С),

- тепловой мощности для наиболее холодного месяца:

где -коэффициент допустимого снижения тепловой мощности КУ при t_нхм

где t_в=18⁰С – температура внутреннего воздуха у потребителей,

t_нхм=-10,2⁰С – температура наиболее холодного месяца для Москвы из [3],

t_ро =-28⁰С – температура воздуха наиболее холодной пятидневки из [3]

- тепловой мощности для летнего периода:

-для зимы

-для лета

- для зимы

- для лета

-для зимы

-для лета

Техническая характеристика топлива.

• располагаемый источник тепловой энергии: природный газ;

• газопровод: Ставрополь-Москва, 1-я нитка

• Состав сухого газа по объему выписываем из[6]: СН₄ = 93,8 % С₂Н₆ = 2,0 % С₃Н₈ = 0,8 % С₄Н₁₀ = 0,3 % С₅Н₁₂ = 0,1 % N₂ = 2,6 % CO₂ = 0,4 %

• Теплота сгорания сухого газа: Q_i^r = 36090 кДж/м³;

• Плотность: ρ = 0.764 кг/м³;

Делаем пересчет на рабочий состав с учетом влажности газа(d=0,005кг/м³ , для t_газа=0⁰С из табл.1[10]).

Для этого используем формулы для пересчета изложенные в [10]:

,

тогда рабочий состав газа будет следующий:

Низшую и высшую теплоту сгорания газа определяем как сумму произведений величин теплоты сгорания горючих компонентов (табл. 16 [10]) на их объемные доли: