Пояснительная записка к курсовой работе по дисциплине
«Теплогенерирующие установки»
Содержание
1. Состав топлива и конструктивные характеристики котлоагрегата 2
1.1 Определение состава и теплоты сгорания топлива 2
1.2 конструктивные характеристики котлоагрегата 2
2. Расчет объемов, энтальпий воздуха и продуктов сгорания 8
2.1 Определение присосов воздуха и коэффициентов избытка
воздуха по отдельным газоходам 8
2.2 Расчет объемов воздуха и продуктов сгорания 9
2.3 Расчет энтальпий воздуха и продуктов сгорания 11
3. Тепловой баланс и расход топлива 13
4. Расчет топочной камеры 16
4.1 Определение геометрических характеристик топки 16
4.2 Расчет теплообмена в топке 17
5. Расчет конвективной поверхности нагрева котла 21
Список литературы 29
1. Состав топлива и конструктивные характеристики котлоагрегата
1.1 Определение состава и теплоты сгорания топлива
Газообразное топливо представляет собой смесь горючих и негорючих газов с небольшой примесью водяных паров, смолы и пыли.
Важнейшей характеристикой топлива является теплота сгорания. Это количество теплоты, выделяемое при полном сгорании единицы объёма газообразного (единицы массы твёрдого или жидкого) топлива при нормальных физических условиях. Различают высшую и низшую теплоту сгорания топлива. Если водяные пары, содержащиеся в топливе и образующиеся при сгорании водорода топлива, присутствуют в виде жидкости, то количество выделившейся теплоты характеризуется высшей теплотой сгорания Qв, кДж/м3. Если водяные пары присутствуют в виде пара, то теплота сгорания называется низшей Qн, кДж/м3.
В соответствии с заданием элементарный состав топлива и его характеристики:
СН4 – метан, С2Н6 - этан, C3H8 - пропан, C4H10 - бутан, C5H12 - пентан, N2 - азот, CO2 – углекислый газ.
Таблица1
Газопровод |
Состав газа по объему, % |
Низшая теплота сгорания сухого газа, кДж/м3 |
Плотность газа при нормальных условиях, кг/м3 |
||||||
СН4 |
С2Н6 |
С3Н8 |
С4Н10 |
С5Н12 и более тяжёлые |
N2 |
СО2 |
|||
Саратов - Н.Новгород |
91,9 |
2,1 |
1,3 |
0,4 |
0,1 |
3,0 |
1,2 |
36130,0 |
0,786 |
1.2 Конструктивные характеристики котлоагрегата
Котел водогрейный газомазутный ПТВМ-50, теплопроизводительностью 50 Гкал/ч (58 МВт), предназначен для нагрева воды систем теплоснабжения до 150°С и может быть использован как в отопительном основном режиме – 70 - 150, так и в пиковом – 100 - 150°С. Котел рассчитан на рабочее давление воды 2,5 МПа (25 кгс/см2).
Котел имеет башенную компоновку, стальной каркас, который опирается на фундамент. На каркас при помощи специальных подвесок – ригелей крепится трубная часть котла и обмуровка. В верхней части каркаса, на отметке примерно 15 м, с помощью перехода установлена дымовая труба диаметром 2,5 м, высотой до 40 м.
Трубная часть котла состоит из радиационной и конвективной поверхностей нагрева, расположенных одна над другой до отметки примерно 13 м. Топка имеет вид прямоугольной шахты с основанием 5×5 м и сформирована экранными трубами, которые образуют соответственно: левый боковой экран; правый боковой экран (аналогично левому); передний (фронтовой) экран; задний экран топки.
Трубы боковых экранов вварены в нижний и верхний боковые коллекторы. В верхних боковых коллекторах установлены заглушки для обеспечения двухходового движения воды по экрану. Трубы боковых экранов имеют амбразуры для установки горелок, с каждой стороны по шесть штук, в два яруса (четыре внизу, две вверху). Каждая горелка МГМГ-6 оборудована индивидуальным дутьевым вентилятором, а горелки нижнего яруса – растопочные. Трубы боковых экранов в нижней части изогнуты и экранируют под (низ) топки.
Вертикальные трубы фронтового экрана расположены в топке и вварены в нижний и промежуточный коллекторы. Трубы заднего экрана топки расположены симметрично фронтовому экрану. Конвективная поверхность нагрева расположена над топкой, по ходу движения газов, и сформирована четырьмя пакетами секций в два яруса с расстоянием 600 мм, между которыми установлены люки-лазы. Выше переднего экрана, между промежуточным коллектором и верхним коллектором, установлены (приварены) вертикальные стояки, а в эти стояки вварены два пакета горизонтально расположенных U-образных ширм, выполненных из труб диаметром 28×3мм; кроме того, все стояки сдвинуты относительно друг друга поперек продольной оси экрана на 64мм, что обеспечивает размещение U-образных пакетов ширм в виде гребенок – в шахматном порядке с шагом s1 = 62 и s2 = 32,5мм;
Аналогичную конструкцию, два конвективных пакета секций, имеет задний экран топки.
Все экранные трубы топки и стояки конвективной шахты приварены непосредственно к коллекторам-камерам диаметром 273×11мм. Все верхние коллекторы топки и конвективной шахты имеют воздушники для выпуска воздуха, а нижние – спускные вентили.
Котел имеет легкую натрубную обмуровку толщиной δ = 110мм: первый слой – шамотобетон по металлической сетке, второй – минеральная вата, а третий – газонепроницаемая обмазка или штукатурка. Снаружи помещения котельной обмуровка котла покрывается влагонепроницаемым материалом. Котел имеет обмывочные устройства для удаления сажи с конвективной поверхности нагрева.
Котел имеет легкую натрубную обмуровку толщиной δ = 110мм: первый слой – шамотобетон по металлической сетке, второй – минеральная вата, а третий – газонепроницаемая обмазка или штукатурка. Снаружи помещения котельной обмуровка котла покрывается влагонепроницаемым материалом. Котел имеет обмывочные устройства для удаления сажи с конвективной поверхности нагрева.
Рис. 6.1. Принципиальная схема теплогенератора ПТВМ-50:
1, 2 – левый и правый боковые экраны;
3, 4 – нижние и верхние коллекторы боковых экранов;
5, 6 – передний и задний экраны топки;