Саратовский Государственный Аграрный Университет им. Вавилова

Кафедра: «Теплотехника, теплогазоснабжение и вентиляция»

Курсовая работа по дисциплине: «Теплогенерирующие установки»

Тема: «Тепловой расчёт котельного агрегата малой мощности»

Выполнил:

студент факультета

«Технический сервис»

Группа ТГС-304

Беляев Владимир

Вариант № 6

Руководитель:

Малов В. Т.

Саратов, 2008

Содержание:

Введение…………………………………………………………………………..4.

1. Расчёт объёмов и энтальпий продуктов сгорания и воздуха……………….6.

2. Расчёт теплового баланса котла с определением КПД и расхода топлива...9.

3. Поверочный расчёт топки…………………………………………………....11.

4. Поверочный расчёт 1–ого и 2–ого котельных пучков……………………..14.

5. Конструктивный расчёт водяного экономайзера…………………………..24.

Заключение……………………………………………………………………....26.

Используемая литература………………………………………………………27.

Введение.

Описание котла.

Газомазутные вертикальные водотрубные паровые котлы типа – ДЕ предназначенные для выработки насыщенного или слабоперегретого пара. Топочная камера котлов размещается сбоку от конвективного пучка, оборудованного вертикальными трубами, развальцованными в верхних и нижних барабанах. Ширина топочной камеры по осям боковых экранных труб 1790 мм, глубина топочной камеры, зависимости от паропроизводительности 1990–6960 мм.

Основные составляющие части котла: верхний и нижний барабаны, конвективный пучок, фронтовой, боковой и задний экраны, оборудующие топочную камеру. Трубы перегородки правого бокового экрана, образующего так же и поверхность топочной камеры, вводятся непосредственно в верхний и нижний барабаны. Концы труб заднего экрана привариваются к верхнему и нижнему коллекторам диаметром 159x6 мм. Трубы фронтового экрана также привариваются к коллекторам аналогичного диаметра. Диаметр верхнего и нижнего барабанов 1000 мм. Расстояние между барабанами 2750мм.

Длина цилиндрической части барабана от 2250 мм. До 7500 мм. Изготавливаются барабаны для котлов с давлением 1,4 МПа с толщиной стенки 13 мм., а для давления 2,4 МПа с толщиной стенки 22 мм. Конвективный пучок отделен от топочной камеры газоплотной перегородкой. При вводе в барабан трубы разводятся в два ряда. Конвективный пучок образован коридорно–расположенными трубами диаметром 51мм., развальцованы в верхним и нижнем барабанах. Шаг труб 90 мм., поперечный шаг 110 мм. В водяном правом верхнем барабане находится питательная труба, в нижнем – устройств для парового нагрева воды.

Средний срок службы котла между капитальным ремонтом при 2500 часов работы в год 3 раза. Котлы поставляются потребителем в сборе. Производятся Бийским котельным заводом.

Исходные данные:

Тип парового котла – ДЕ–25-14 ГМ;

Паропроизводительность котла – D=26,6 т/ч;

Параметры пара на выходе из котла:

–давление Р_o=1,4 МПа;

–температура питательной воды – t_п.в.=94°С;

Вид топлива – газ, (Ставрополь-Невинномыск-Грозный).

Доля продувки солей – p=3%.

Основные характеристики газа (Ставрополь-Невинномыск-Грозный):

СН₄=98,2%

С₂Н₆=0,4%

С₃Н₈=0,1%

С₄Н₁₀=0,1%

С₅Н₁₂ и более тяжёлые = 0,1%

N₂=1%

CO₂=0,2%

Низшая теплота сгорания – =35630 Дж/м³.

Основные характеристики котла типа ДЕ–25-14 ГМ и его элементов:

Длина топки в, м	Ширина топки а, м.	Средняя высота топки hт, м.	Объём топки Vт, м3	Полная поверхность стен топки Fст, м2.	Экранированная поверхность стен топки Fэ, м2.
8,88	3,14	2,5	18,3	41,47	40

1. Расчёт объёмов и энтальпий продуктов сгорания и воздуха.

Исходными данными для расчёта объёмов и энтальпий продуктов сгорания и воздуха служат основные характеристики заданного вида топлива.

Теоретическое количество сухого воздуха V^o необходимого для полного сгорания топлива при избытке воздуха α=1, определяется по формуле:

Теоретический объём азота при α=1 рассчитывается по формуле:

Теоретический объём трёхатомных газов при α=1 находится по формуле:

Теоретический объём водяных паров при α=1 находится по формуле:

где, d_вл – влагосодержание газообразного топлива, г/нм³ (d_вл=10г/нм³).

Теоретический объём продуктов сгорания находится по формуле:

; ;

По найденным значениям теоретических объёмов продуктов сгорания и воздуха формируется таблица объёмов.

Присосы воздуха для каждой поверхности нагрева определяются по (1.таблице №3). Принимаем камерные топки пылеугольных и газомазутных котлов с металлической обшивкой: Δα=0,15; 1–ый пучок: Δα=0,05; 2–ой пучок: Δα=0,1; экономайзер чугунный с обшивкой: Δα=0,1.

Коэффициент избытка воздуха на выходе из топки =1,15 (смесительные горелки). Коэффициенты избытка воздуха на выходе из каждой следующей за топкой поверхности теплообмена определяется суммированием присосов воздуха Δα в ней и α′′ предыдущей поверхности.

Таблица объёмов.

Определяемая величина	Элемент котла
	топка	1-й пучок	2-ой пучок	экономайзер
Присосы воздуха в поверхности нагрева Δα′	0,15	0,05	0,1	0,1
Коэффициент избытка воздуха за поверхностью нагрева α′′	1,15	1,2	1,3	1,4
Средний коэффициент избытка воздуха αср=0,5·(α′+α′′)	1,075	1,175	1,25	1,35
	1,98	1,99	2,01	2,02
	11,16	12,1	12,81	13,76
	1,01	1,02	1,03	1,04
	0,09	0,084	0,08	0,075
	0,192	0,177	0,167	0,156
	0,468	0,474	0,479	0,48
	14,29	15,53	16,45	17,69

Энтальпия продуктов сгорания газа, при α=1, равна:

где, υ – температура дымовых газов, °С

Энтальпия продуктов сгорания воздуха, при α=1, равна:

– средние объёмные теплоёмкости соответственно газов и воздуха, кДж/ нм^3·К (1. таблица№2).

Расчёт энтальпий продуктов сгорания газа и воздуха для 100°С.

Для υ=100°С,

Энтальпия в каждой графе определяется по формуле:

Для примера рассчитаем энтальпии в каждой графе при разной температуре.

Для топки при υ=1000°С, =1,15.

Для 1–ого котельного пучка: υ=300°С, =1,2.

Для 2–ого котельного пучка: υ=200°С, =1,3.

Для экономайзера: υ=100°С, =1,4.

Н–υ таблица.

Температура, °С	Энтальпия газов, кДж/кг.
			топка =1,15		1-ого пучка =1,2			2-ого пучка =1,3			Экономайзер =1,4
			Н	ΔН	Н	ΔН	Н		ΔН	Н		ΔН
100	1466.2	1250								1966.2
200	2932.4	2500					3682.4			3932.4		1966.2
300	4398.6	3750			5148.6		5523.6		1841.2	5898.6		1966.2
400	5864.8	5000			6864.8	1716.2	7364.8		1841.2	7864.8		1966.2
500	7331	6250			8581	1716.2	9206		1841.2	9831		1966.2
600	8797.2	7500			10297.2	1716.2	11047.2		1841.2
700	10263.4	8750			12013.4	1716.2	12888.4		1841.2
800	11729.6	10000	13229.6
900	13195.8	11250	14883.3	1653.7
1000	14662	12500	16537	1653.7
1100	16128.2	13750	18190.7	1653.7
1200	17594.4	15000	19844.4	1653.7
1300	19060.6	16250	21498.1	1653.7
1400	20526.8	17500	23151.8	1653.7
1500	21993	18750	24805.5	1653.7
1600	23459.2	20000	26459.2	1653.7
1700	24925.4	21250	28112.9	1653.7
1800	26391.6	22500	29776.6	1653.7
1900	27857.8	23750	31420.3	1653.7
2000	29324	25000	33074	1653.7