для студ.МУ-СПК-2009г / Этапы и задачи КП

Наименование этапа

Решаемые вопросы

1.Изучение конструкции и принципа действия котла-прототипа

Для выполнения курсового проекта выдается чертеж котла-прототипа. Студент должен изучить конструкцию и принцип работы котла. В процессе проектирования конструкция котла-прототипа может быть изменена.

2. Ознакомление с назначением и рабочими характеристиками котла-прототипа

3. Разработка задания (технического задания) на проектирование

При разработке задания устанавливается:

- основное назначение ПК (главный или вспомогатель-

ный);

- паропроизводительность;

- давление и температура пара;

- температура питательной воды;

- КПД;

- марка топлива и вид топочного устройства;

- другие технические и технико-экономические характеристики.

2. Эскизный проект

На этом этапе должно быть выработано конструк-тивное решение, дающее общее представление об устройстве проектируемого ПК (выполняется эскиз ПК).

Перед дальнейшим этапом работы студент представ-ляет руководителю проектирования протокол лабора-торной работы, в котором выполнен эскиз котла-прототипа с предполагаемыми конструктивными изменениями. При этом решаются все вопросы по организации движения воздуха, продуктов сгорания, воды и пара в ПК. Особенно следует обратить внимание на конструкцию и схему движения сред в экономайзере и воздухоподогревателе.

3. Тепловой расчет

При выполнении курсового проекта студент выполняет конструктивный расчет ПК, т.е. определяется необхо-димая поверхность нагрева, обеспечивающая получение заданной паропроизводительности и параметров пара. (При поверочном расчете поверхность котла известна, определяются только параметры теплоносителей. Обычно выполняют такие расчеты после модернизации котла).

Таблица 1.

Расчет количества воздуха и объема газов, полученных при сгорании 1 кг топлива:

- Прежде всего обоснованно выбирается марка топлива и вносится в таблицу элементарный состав.

- Задается значение коэффициента избытка воздуха.

- Следует запомнить, какое количество воздуха необходимо для сжигания 1 кг топлива.

- Обратить внимание на количество и состав продуктов сгорания, полученное при сжигании 1 кг топлива и как от значения зависит объем продуктов сгорания .

Таблица 2.

Определение энтальпии продуктов сгорания:

По результатам расчетов строится диаграмма I_г-t, т.е. зависимость энтальпии газов от температуры. Данная диаграмма используется при последующих расчетах.

Обратите внимание, как зависит энтальпия газов I_г от коэффициента избытка воздуха α.

Таблица 3.

Термодинамические величины воды и пара:

Термодинамические величины воды и пара определяются по таблицам водяного пара при заданных параметрах пара и воды. Давление перегретого пара на данном этапе теплового расчета оценивается с учетом гидравлических потерь в пароперегревателе .

Для определения энтальпии насыщенного пара принимается степень влажности () от 0,2 до 0,5 %, которая обеспечивается при установке сепарационных дырчатых щитов в пароводяном коллекторе.

Таблица 4.

Предварительный тепловой баланс и определение расхода топлива:

В данной таблице по принятым значениям КПД котла и тепловых потерь определяется расход топлива, обеспечивающий заданную паропроизводительность котла.

Обратите внимание, что, задавшись температурой горячего воздуха , Вы тем самым предусмотрели установку газового воздухоподогревателя.

Если в проектируемом котле будет отсутствовать газовый подогрев воздуха, то температура газов за последним элементом пароводяного тракта будет равна температуре уходящих газов .

Таблица 5.

Прежде чем выполнять расчет теплообмена в топке необходимо четко представлять конструкцию лучево-спринимающих поверхностей нагрева.

Цель расчета топки – определение температуры газов на выходе из топки и количество теплоты, переданной от факела к лучевоспринимающим поверхностям .

Обратите внимание, что при увеличении степени экранирования температура газов уменьшается, а количество переданной теплоты в топке увеличивается.

Таблица 6.

После определения температуры на выходе из топки появляется возможность рассчитывать теплообмен в конвективном пучке испарительных труб. В ряде конструкций конвективный пучок единственный, а в котлах типа КВГ-25, КВГ-34 – два конвективных пучка.

Прежде чем рассчитывать теплообмен в конвективном испарительном пучке задаются его конструктивными параметрами (диаметр и шаг труб), числом рядов труб, т.е. поверхностью нагрева Н. После этого в результате расчета теплообмена в пучке определяют температуру газов за пучком (индекс 1 – температура за первым пучком) и количество теплоты, переданной от газов к трубам пучка .

Обратите внимание, что изменяя относительный поперечный шаг трубок _, можно увеличивать (уменьшать) скорость газов, а, следовательно, и коэффициент теплоотдачи конвекцией. Это в свою очередь приведет к изменению конвективного теплообмена в пучке, а значит к увеличению (уменьшению) температуры газов за пучком . Целесообразно исследовать эти зависимости путем вариантных расчетов.

Следует также учесть, что при увеличении скорости газов в пучке w_г, теплообмен увеличивается в степени 0,6; а аэродинамическое сопротивление пучка в степени 2. Таким образом, незначительное повышение w_г приведет к существенному повышению мощности котельного вентилятора.

Таблица 7.

Прежде всего, следует определиться с конструкцией пароперегревателя – петлевой, змеевиковый, 2-х барабанной. При этом следует четко представлять схему взаимного движения теплоносителей (пар, продукты сгорания) – прямоток, противоток. Расчет заканчивается определением поверхности нагрева пароперегревателя, а также числа рядов труб по ходу продуктов сгорания.

Таблица 8.

После пароперегревателя выполняется расчет 2-ого пучка испарительных труб (котлы типа КВГ), а если второй пучок отсутствует, то производится расчет экономайзера (Таблица 9).

В ряде конструкций котлов экономайзер отсутствует. В этом случае, температура газов за пароперегревателем должна быть равна температуре газов за последним элементом пароводяного тракта

Таблица 9.

Целью расчета экономайзера является определение поверхности нагрева и, в частности, числа рядов труб по ходу продуктов сгорания. Прежде чем начинать расчет необходимо изучить конструкцию экономайзера и схему движения теплоносителей.

Таблица 10.

Цель расчета – определение поверхности воздухоподогревателя и, в частности, высоты трубок. Важно четко представлять конструкцию воздухоподогревателя, схему движения воздуха и продуктов сгорания.

Таблица 11.

При наличии пароохладителя выполняется расчет его поверхности нагрева.

Таблица 12.

Рассчитываются паропроизводительность и КПД котла, что является проверкой правильности предыдущих расчетов. Полученные значения не должны отличаться более, чем на 0,5 % от принятых знвчений (см табл.4).

4. Аэродинами-ческий расчет.

Таблицы 13 – 16.

Целью аэродинамического расчета является определение сопротивления газовоздушного тракта и на этой основе – мощности на валу котельного вентилятора.