Общие указания

По своему характеру тепловые расчеты котельных агрегатов делятся на конструкторские и поверочные.

Методика обоих расчетов в основном является общей. Разница заключается в целях расчета и искомых величинах.

Целью поверочного расчета является определение КПД котлоагрегата, расходов топлива и воздуха, количества дымовых газов и распределение баланса тепла и температур пара, воды и газов между отдельными элементами котельного агрегата.

Настоящее учебно-методическое пособие помогает студентам усвоить последовательность и сущность выполнения поверочного расчета парогенератора с внесением некоторых изменений конструктивных размеров по его элементам.

Перед выполнением курсовой работы необходимо изучить конструкцию парогенератора.

В пояснительной записке к курсовой работе приводятся описание конструкции и работы парогенератора.

В тепловой расчет парогенератора входят:

а) тепловой расчет топки;

б) тепловой расчет конвективных поверхностей парогенератора.

Поверочный расчет конвективных поверхностей парогенератора выполняется с использованием метода безразмерных характеристик, разработанного В.М. Кейсом и А.Л. Лондоном [1], преимущество которого заключается в том, что при его применении возможно прямое решение задачи по определению конечных температур теплоносителей с использованием аналитических зависимостей.

В состав графической части курсовой работы входят разрезы по парогенератору и чертежи водяного экономайзере.

Настоящее учебно-методическое пособие составлено в соответствии с действующим СНиП II-35-76 [2].

1 Исходные данные для выполнения курсовой работы

Исходные данные для выполнения курсовой работы по дисциплине «Теплогенерирующие установки» берутся из задания. Они включают:

1. Тип котла, его расчетная паропроизводительность, D, т/ч.

2. Давление пара в котле – Р, МПа.

3. Температура питательной воды – t_П.В., °С.

4. Температура холодного воздуха – t_Х.В., °С.

5. Процент непрерывной продувки – Р_s, %.

2 Расчет процессов горения

Для теплового и аэродинамического расчетов котла, газоходов, дымовой трубы, а также подбора дымососов, вентиляторов необходимо знать объемы продуктов сгорания. Расчету процессов горения предшествует выбор типа топки.

Топочные устройства котельных агрегатов ДЕ и КЕ в соответствии с принятым методом сжигания подразделяются на камерные и слоевые.

В камерных топках сжигаются все виды топлива, а в слоевых – только твердое. При этом жидкое и газообразное топлива сжигаются в камерных топках при любой производительности котельного агрегата, а слоевое сжигание угля – при производительности котлоагрегата не более 35 т/ч.

Выбор типа топки осуществляется в соответствии с рекомендациями, приведенными в приложении А. Расчетные характеристики топок для сжигания всех видов топлива приведены в приложениях Б, В.

2.1 Определение расхода воздуха, необходимого для сгорания топлива

Расход воздуха, теоретически необходимый для сгорания топлива определяется по следующим формулам:

а) для твердого и жидкого топлива

V⁰=0,0889(С^p + 0,375 S^р_л) + 0,265Н^р – 0,0333О^р, нм³/кг, (2.1)

где S^р_л= S^р_к+ S^р_о, %;

б) для газообразного топлива

V⁰=0,0476[0,5СО+0,5Н₂+1,5Н₂S+Σ(m+n/4)С_mH_n – О₂], нм³/нм³. (2.2)

Расчет ведется на 1 кг твердого или жидкого топлива или 1 нм³ газообразного топлива. Состав топлива приведен в процентах в приложениях Г, Д. Е для каждого месторождения.

Из-за совершенства топочных устройств и горелок, т.е. из-за несовершенства процесса перемешивания топлива с воздухом, сжигание топлива происходит при некотором избытке воздуха, превышающем его теоретическое значение.

В зависимости от типа топки и рекомендуемого для неё коэффициента избытка воздуха α определяется фактическое количество подаваемого воздуха

V=αV⁰, нм³/кг или нм³/нм³. (2.3)

Коэффициенты избытка воздуха по элементам котельного агрегата необходимо вычислить с учетом присосов воздуха в газоходах котельного агрегата.

Величины присосов воздуха в отдельных элементах котельного агрегата рекомендуется принимать по приложению Ж. Значения коэффициента избытка воздуха в топке α_т приведены в приложениях Б, В.

Вычисление коэффициента избытка воздуха с учетом присосов воздуха по элементам котельного агрегата производится следующим образом:

а) в конце топки

α_т2=α_т1+∆α_т; (2.4)

средний α=(α_т1+α_т2)/2; (2.5)

б) в конце первого газохода конвективного пучка

α_1кп=α_т2+∆α_1кп; (2.6)

средний α=(α_т2+α_1кп)/2; (2.7)

в) в конце второго газохода конвективного пучка

α_2кп=α_1кп+∆α_2кп; (2.8)

средний α=(α_1кп+α_2кп)/2; (2.9)

г) в конце водяного экономайзера

α_эк=α_2кп+∆α_эк; (2.10)

средний α=(α_2кп+α_эк)/2; (2.11)