Добавил:

Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Вятский государственный университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Котельные.doc

Скачиваний:

Добавлен:

27.09.2019

Размер:

2.16 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 34 / 114 5 6 7 8 9 10 11 > Следующая >>>

Раздел II. Условия сгорания топлива. Расчёт топки.

Выбор системы топливоприготовления и горелочных устройств.

Подготовку твёрдых топлив к сжиганию осуществляют в системах пылеприготовления. Учитывая низкое содержание колчедана S^Р_К<4%, как в буром, так и в каменном угле, а также сравнительно большой выход летучих V^Г=25-50%, возможно применить схему с молотковой мельницей и непосредственной подачей пыли в топку. Для парового котла паропроизводительностью 9,75 кг/с устанавливают 2 молотковые мельницы.

1 — циклон, 2, 11 и 21 — воздуховоды, 3 — пылевой шнек, 4 и 20 — бункера готовой пыли и сырого топлива, 5 и 13 — дутьевой и мельничный вентиляторы, 6— топка котлоагрегата, 7 — воздухоподогреватель, 8 — горелка, 9, 12 и 16 — воздушный, распределительный и нисходящий короба, 10 — смеситель, 14 — сепаратор, 15 — мельница, 17— питатель, 18 — весовой бункер, 19 — весы, 22 — окно для отсоса горячих газов.

При размоле топлива в молотковой мельнице с непосредственной подачей пыли в топку установку выполняют по схеме, в которой сырое топливо из бункера 20 поступает в питатель 17 через весы 19 в сепаратор 14, расположенный над молотковой мельницей 15. Во избежание попадания в сепаратор холодного воздуха через питатель и соединительный рукав устанавливают клапан-мигалку, закрывающий сечение рукава, который открывается даже при незначительном количестве топлива. Через сепаратор сырое топливо падает в молотковую мельницу 15, подвергается размолу и подсушивается горячим воздухом, подаваемым дутьевым вентилятором 5 через воздухоподогреватель 7. Топливо размалывается ударами бил в мельнице и потоком воздуха, проходящим через мельницу, выносится в сепаратор. Крупные частицы под действием силы тяжести возвращаются в мельницу, подвергаясь размолу, а готовая пыль поступает с потоком воздуха в горелку 8. Вторичный воздух подается из воздушного короба 9.

Молотковые мельницы применяют для размола бурых углей, фрезерного торфа, горючих сланцев и в отдельных случаях каменных углей с выходом летучих на горючую массу V^Г<25%.

При применении молотковых мельниц каждый шахтный сепаратор соединяют с фронтально расположенной горелкой МЭИ с тонкими струями, для которой принимаем : высоту амбразуры

h=1 м, ширину щелей b=0,25 м , расстояние между осями щелей а=1 м. Расстояние от крайней щели до боковой стены 0,5 м; скорость аэросмеси 8-15 м/с, вторичного воздуха 30-60 м/с. При эксплуатации котлоагрегата ТП-35 У устанавливают 2 молотковые мельницы типа ММА-1300-950, 2 пылеугольные горелки и 2 растопочных мазутных форсунки. Горелки расположены на фронтальной стороне топки в ряд.

Поверочный тепловой расчёт топки котла.

Цель поверочного расчёта при переводе котла на новый вид топлива - определение температуры газов на выходе из топки, θ", определяющейся условиями надёжности работы топки и последующих поверхностей нагрева. Крайние (граничные) условия согласно ([1], табл 6, стр 17) для заданного типа котла :

Минимально допустимая температура на выходе из топки θ"_min

При работе на каменном угле 820 ^оС

При работе на буром угле 800 ^оС

5.1 Определение конструктивных размеров и характеристик топочной камеры.

5.1.1 По чертежу котла в соответствии со схемой определения границ и длин экранов топки определяем конструктивные размеры топки, результаты сводим в таблицу 5.1.

Схема определения границ и длин экранов топки .

L^ф_ст= L_7-8-9

L^ф(х-в)_ст = L_9-10-1

L^з_ст = L_3-4-5

L ^з(х-в)_ст = L_1-2-3

Участок 1-2 0,714м

Участок 2-3 2.346м

Участок 3-4 6,528 м

Участок 4-6 1,632 м

Участок 6-7 3,264 м

Участок 7-8 5,1 м

Участок 8-9 7,14 м

Участок 9-10 1,836 м

Участок 10-1 1,734 м

L^ф_ст= L_7-8-9 7-8-9 12,24 м

L^ф(х-в)_ст = L_9-10-1 9-10-1 3,57 м

L^з_ст = L_3-4-5 3-4-5 8,16 м

L^з(х-в)_ст = L_1-2-3 1-2-3 3,06 м

L_ок= L_5-6-7 5-6-7 4,386 м

Таблица 5.1

Наименование	Обозначения	Ед. измерения	Источник или формула	Топочные экраны					Выходное окно
				Фронтовой		Боковой	Задний
				Осн. часть	Под или х. воронка	Боковой	Осн. часть	Под или х. воронка
1. Расчётная ширина экранированной стены	b_ст	м	чертёж	b_ст^ф 4,28	b_ст^ф(х-в) 4,40	b_ст^б 4,8	b_ст^з 4,28	b_ст^з(х-в) 4,40	b_ок 4,18
2. Освещённая длина стены	L_ст	м	Чертёж	L_ст^ф 12,24	L_ст^ф(х-в) 3,57	L_ст^б	L_ст^з 8,16	L_ст^з(х-в) 3,06	L_ок 4,386
3. Площадь стены	F_ст	м²	b_ст∙ L_ст	F_ст^ф 52,38	F_ст^ф(х-в) 15,7	F_ст^б 48,94	F_ст^з 34,92	F_ст^з(х-в) 13,46	F_ок 18,33
4. Площадь участка стены не защищённого экранами	Fⁿ _ст	м²	Чертёж	F_ст^фⁿ 1,25	F_ст^фⁿ^(х-в) 0,0	F_ст^бⁿ 2,72	F_ст^зⁿ 0,0	F_ст^зⁿ^(х-в) 0,0	Fⁿ _ок –
5. Наружный диаметр труб	d	м	Чертёж	0.083	0.083	0.083	0.083	0.083	–
6. Число труб в экране	Z	шт	Чертёж	40	40	30	40	40	–
7. Шаг экранных труб	S	м	Чертёж	0,11	0,11	0,15	0,11	0,11	–
8. Относит. шаг труб	S/d	-	Чертёж	1.325	1.325	1.807	1,325	1,325	–
9. Расстояние от оси трубы до обмуровки	е	м	Чертёж	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	–
10.Относительн. расстояние от оси трубы до обмуровки	e/d	–	Чертёж	1.204	1.204	1.204	1.204	1.204	–
11. Угловой коэффициент экрана	χ	–	Номограмма.1 Приложения	Χ^ф 0,83	Χ^Ф(х-в) 0,83	Χ^б 0,66	Χ^з 0,83	Χ^з(х-в) 0,83	Χ^ок 0,83
12.Коэффициент, учитывающий снижение тепловосприятия из-за загрязнений	ς	–	Чертёж	ς^ф 0,45	ς^Ф(х-в) 0,45	ς^б 0,45	ς^з 0,45	ς^з(х-в) 0,45	ς^ок 0,45
13. Коэффициент тепловой эффективности экранов при загрязнении	ψ	–	ς∙χ	ψ^ф 0,374	ψ^Ф(х-в) 0,374	ψ^б 0,297	ψ^з 0,374	ψ^з(х-в) 0,374	ψ^ок 0,374

5.1.2 В соответствии с данными таблицы 5.1

площадь стен топки F_cm^m= F_ст^ф + F_ст^ф(х-в)+2∙ F_ст^б+ F_ст^з+ F_ст^з(х-в)+ F_ок =52,38+15,7+2∙48,94+34,92+13,46+18,33=232,67 м²

5.1.3 В соответствии с данными таблицы 5.1 среднее значение коэффициента тепловой эффективности для топки в целом определяется :

ψ_ср={ ψ^ф(F_ст^ф– F_ст^фⁿ)+ ψ^Ф(х-в)( F_ст^ф(х-в)– F_ст^фⁿ^(х-в))+2 ψ^б(F_ст^б– F_ст^бⁿ)+ ψ^з(F_ст^з– F_ст^зⁿ)+ ψ^з(х-в)( F_ст^з(х-в)– F_ст^зⁿ^(х-в))+ ψ^ок F_ок}/ F_cm^m={0.374(52,38-1,25)+0,374∙15,7+2∙0,297(48,94-2,72)+0,374∙34,92+0,374∙13,46+0,374∙18,33}/232,67=0,333

5.1.4 Активный объём топочной камеры:

V_T= F_ст^б∙b_T , где b_T= b_ст^ф= b_ст^з=4,28 м

V_T=48,94∙4,28=209,46 м³

5.1.5 Эффективная толщина излучающего слоя в топке:

S_cm=3,6∙( V_T/ F_cm^m); S_cm=3,6∙(209,46/232,67)=3,24 м

5.2 Расчёт теплообмена в топке

Расчёт основан на применении теории подобия к процессам, протекающим в топке. Расчётная формула для определения температуры газов на выходе из топки (°С):

где φ– коэффициент сохранения тепла

Т_а– абсолютная температура газов на выходе из топки (К)

F_cm– расчётная площадь стен топки (м²)

В_р– расчётный расход топлива (кг/с)

Ψ_ср– средний коэффициент тепловой эффективности экранов

5,67∙10^-11–коэффициент излучения абсолютно чёрного тела (кВт/(м²∙К⁴))

(V∙c)_ср– средняя суммарная теплоёмкость продуктов горения (1 кг) топлива при температуре газов от θ"_а до θ"_т (кДж/ (кг∙К))

Таблица 5.2 Расчёт теплообмена в топке котла. Топливо– каменный уголь.

Величина			Рез.т расчёта	Ед. изм.
Наименование	Обозначение	Формула или способ определения	Рез.т расчёта	Ед. изм.
Суммарная площадь поверхности топки	F_cm^m	п 5.1.2	232,67	м²
Эффективная толщина излучающего слоя	S	S_cm=3,6∙( V_T/ F_cm^m); п 5.1.5	3,24	м
Коэффициент тепловой эффективности лучевоспринимающей поверхности	Ψ_ср	П 5.1.3	0,333

Величина			Рез.т расчёта	Ед. изм.
Наименование	Обозначение	Формула или способ определения

Активный объём топочной камеры	V_T	V_T= F_ст^б∙b_T П 5.1.4	209,46	м³
Высота топки (до середины выходного окна)	Н_Т	Чертёж	11,8	М
Высота расположения горелок (средняя линия)	h_Г	чертёж	3,75	м
Относительный уровень расположения горелок	Х_Г	h_Г/ H_Г	0.32	-
Поправка на отклонение максимума температур от уровня горелок	ΔХ	[1] ,стр 25	0,1	-
Относительное положение максимума температур факела	Х_Т	Х_Г+ ΔХ	0,42	-
Параметр, характеризующий температурное поле по высоте	М	0,59–0,5∙ Х_Т	0,38	-
Коэффициент избытка воздуха в топке (конечный)	α"_m	Стр 4	1,3	-
Присос воздуха в топке	Δα_m	Стр 4	0,1	-
Температура холодного воздуха, поступающего в котёл	t_Х.В	Задание	30	°С
Температура горячего воздуха после воздухоподогревателя	t_Г.В	Задание	340	°С
Энтальпия холодного воздуха	I⁰_Х.В	Стр 12	254,9	КДж/кг
Удельная энтальпия горячего воздуха для заданной температуры	(Сt)_в	Интерполяцией по табл 2.3	458,6	КДж/м³
Энтальпия горячего воздуха	I⁰_Г.В	(Сt)_в∙V^O,где V^O=6,5349 м³/кг (стр 5)	2996,905	КДж/кг
Количество теплоты, вносимое в топку с воздухом	Q_B	Q_Г. _B+ Q_Х. _B=(α"_m-Δα_m)∙ I⁰_Г.В+ Δα_m∙ I⁰_Х.В	3621,776	КДж/кг

Величина			Рез.т расчёта	Ед. изм.
Наименование	Обозначение	Формула или способ определения	Рез.т расчёта	Ед. изм.
Полезное тепловыделение в топке (исх. данные-стр 17)	Q_m	Q^P_P∙(100–q₃–q₄)/(100–q₄)+Q_B-Q_B.BH	28221,776	КДж/кг
Адиабатическая температура горения	Θ_а	Табл 2.3, диаграмма 1 (при Q_m=I_а)	1924,6	°С
Температура газов на выходе из топки	Θ''_m	Предварительный выбор по [1] табл 12	1000	°С
Энтальпия газов на выходе из топки	I''_m	Диаграмма 1	19636,5	КДж/кг
Средняя суммарная теплоёмкость продуктов сгорания	(V∙с)_ср	(V∙с)_ср=( Q_m- I''_m)/( Θ_а- Θ''_m)	9,2854	КДж/кг∙К
Объёмная доля водяных паров	r_Н2О	Стр 6	0,1345	-
Объёмная доля трёхатомных газов	r_RO2	Стр 6	0,0689	-
Суммарная объёмная доля водяных паров и трёхатомных газов	r_n	Стр 6	0,2034	-
Коэффициент ослабления лучей трёхатомными газами	К_г	[2] , номограмма 5, рис 11	3,9	-
Коэффициент ослабления лучей частицами золы	К_зл	[2] , номограмма 4, рис 10	0,056	-
Коэффициент ослабления лучей коксовыми частицами	К_кокс	[1] , стр 28	10	-
Коэффициенты, учитывающие концентрацию коксовых частиц в факеле	χ₁; χ₂	[1] , стр 28	χ₁=0,5; χ₂=0,1	-
Безразмерная концентрация золы	μ_зл	Стр 6	00145	-
Суммарный коэффициент ослабления лучей в топке	К	К= К_г∙ r_n+ К_зл∙ μ_зл+ К_кокс∙ χ₁∙ χ₂	1,2941	1/м∙МПа
Давление в топке	Р	[1] стр27 (топка работает без наддува)	0,1	МПа

Величина			Рез.т расчёта	Ед. изм.
Наименование	Обозначение	Формула или способ определения	Рез.т расчёта	Ед. изм.
Степень черноты факела	α_ф	α_ф=1–е^{–К∙Р∙S}	0,3425	-
Степень черноты топки	α_т	α_т= α_ф / α_ф+(1– α_ф)∙ψ_ср	0,61	-
Температура газов на выходе из топки Max допуст. 1050 °С Min допуст. 800 °С	θ''_m		1011,82	°С
Тепловая нагрузка стен топки	q_F	q_F=В_Р∙Q_m / F_cm^т	150,406	КВт/м²
Удельное тепловое напряжение объёма топки(допустимая 180 КВт/м²)	q_V	q_V= В_Р∙Q_р^р / V_т	145,632	КВт/м³
Площадь сечения топки	ƒ	ƒ =b_cm^ф∙ b_cm^б	20,544	м²
Удельное тепловое напряжение сечения топки в области горелок (допустимое 2100 КВт/м²)	q _ƒ	q _ƒ= В_Р∙Q_р^р / ƒ	1484,813	КВт/м²
Таблица 5.3 Расчёт теплообмена в топке котла. Топливо – бурый уголь.
Величина			Рез.т расчёта	Ед. изм.
Наименование	Обозначение	Формула или способ определения	Рез.т расчёта	Ед. изм.
Суммарная площадь поверхности топки	F_cm^m	п 5.1.2	232,67	м²
Эффективная толщина излучающего слоя	S	S_cm=3,6∙( V_T/ F_cm^m); п 5.1.5	3,24	м
Коэффициент тепловой эффективности лучевоспринимающей поверхности	Ψ_ср	П 5.1.3	0,333	-
Активный объём топочной камеры	V_T	V_T= F_ст^б∙b_T П 5.1.4	209,46	м³
Высота топки (до середины выходного окна)	Н_Т	Чертёж	11,8	М
Высота расположения горелок (средняя линия)	h_Г	чертёж	3,75	м

Величина			Рез.т расчёта	Ед. изм.
Наименование	Обозначение	Формула или способ определения	Рез.т расчёта	Ед. изм.
Относительный уровень расположения горелок	Х_Г	h_Г/ H_Г	0.32	-
Поправка на отклонение максимума температур от уровня горелок	ΔХ	[1] ,стр 25	0,1	-
Относительное положение максимума температур факела	Х_Т	Х_Г+ ΔХ	0,42	-
Параметр, характеризующий температурное поле по высоте	М	0,59–0,5∙ Х_Т	0,38	-
Коэффициент избытка воздуха в топке (конечный)	α"_m	Стр 4	1,3	-
Присос воздуха в топке	Δα_m	Стр 4	0,1	-
Температура холодного воздуха, поступающего в котёл	t_Х.В	Задание	50	°С
Температура горячего воздуха после воздухоподогревателя	t_Г.В	Задание	340	°С
Энтальпия холодного воздуха	I⁰_Х.В	Стр 12	235,4	КДж/кг
Удельная энтальпия горячего воздуха для заданной температуры	(Сt)_в	Интерполяцией по табл 2.3	458,6	КДж/м³
Энтальпия горячего воздуха	I⁰_Г.В	(Сt)_в∙V^O,где V^O=3,5886 м³/кг (стр 5)	1645,732	КДж/кг
Количество теплоты, вносимое в топку с воздухом	Q_B	Q_Г. _B+ Q_Х. _B=(α"_m-Δα_m)∙ I⁰_Г.В+ Δα_m∙ I⁰_Х.В	1998,418	КДж/кг
Полезное тепловыделение в топке (исх. данные-стр 17)	Q_m	Q^P_P∙(100–q₃–q₄)/(100–q₄)+Q_B-Q_B.BH	15249,198	КДж/кг
Адиабатическая температура горения	Θ_а	Табл 2.3, диаграмма 1 (при Q_m=I_а)	1707,816	°С

Величина			Рез.т расчёта	Ед. изм.
Наименование	Обозначение	Формула или способ определения	Рез.т расчёта	Ед. изм.
Температура газов на выходе из топки	Θ''_m	Предварительный выбор по [1] табл 12	970	°С
Энтальпия газов на выходе из топки	I''_m	Диаграмма 1	8095,1	КДж/кг
Средняя суммарная теплоёмкость продуктов сгорания	(V∙с)_ср	(V∙с)_ср=( Q_m- I''_m)/( Θ_а- Θ''_m)	9,6963	КДж/кг∙К
Объёмная доля водяных паров	r_Н2О	Стр 6	0,1320	-
Объёмная доля трёхатомных газов	r_RO2	Стр 6	0,1270	-
Суммарная объёмная доля водяных паров и трёхатомных газов	r_n	Стр 6	0,2589	-
Коэффициент ослабления лучей трёхатомными газами	К_г	[2] , номограмма 5, рис 11	3,8	-
Коэффициент ослабления лучей частицами золы	К_зл	[2] , номограмма 4, рис 10	0,059	-
Коэффициент ослабления лучей коксовыми частицами	К_кокс	[1] , стр 28	10	-
Коэффициенты, учитывающие концентрацию коксовых частиц в факеле	χ₁; χ₂	[1] , стр 28	χ₁=0,5; χ₂=0,1	-
Безразмерная концентрация золы	μ_зл	Стр 6	0,0337	-
Суммарный коэффициент ослабления лучей в топке	К	К= К_г∙ r_n+ К_зл∙ μ_зл+ К_кокс∙ χ₁∙ χ₂	1,4858	1/м∙МПа
Давление в топке	Р	[1] стр27 (топка работает без наддува)	0,1	МПа
Степень черноты факела	α_ф	α_ф=1–е^{–К∙Р∙S}	0,3821	-
Степень черноты топки	α_т	α_т= α_ф / α_ф+(1– α_ф)∙ψ_ср	0,65	-
Температура газов на выходе из топки Max допуст. 1000 °С Min допуст. 800 °С	θ''_m		1050,29	°С

Величина			Рез.т расчёта	Ед. изм.
Наименование	Обозначение	Формула или способ определения	Рез.т расчёта	Ед. изм.
Тепловая нагрузка стен топки	q_F	q_F=В_Р∙Q_m / F_cm^т	152,053	КВт/м²
Удельное тепловое напряжение объёма топки(допустимая 190 КВт/м²)	q_V	q_V= В_Р∙Q_р^р / V_т	148,717	КВт/м³
Площадь сечения топки	ƒ	ƒ =b_cm^ф∙ b_cm^б	20,544	м²
Удельное тепловое напряжение сечения топки в области горелок (допустимое 1250 КВт/м²)	q _ƒ	q _ƒ= В_Р∙Q_р^р / ƒ	1516,487	КВт/м²

Вывод к разделу: Поверочный тепловой расчёт топки показал, что значения удельных тепловых напряжений в топке и температура газов на выходе из топки при переводе котла на новый вид топлива находятся выше допустимых пределов, поэтому возможно шлакование поверхностей нагрева (экран, фестон) из-за термической деформации зоны.

Удельный расход каменного и бурого углей в пересчёте на условное топливо практически одинаков для одной и той же производительности. Исходя из этого перевод котла на новый вид топлива при данной производительности невозможен.

<<< < Предыдущая 1 2 34 / 114 5 6 7 8 9 10 11 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

#
05.11.2018206.85 Кб15Копия Отчет о практике.doc
#
05.08.201972.58 Кб5Копия РАМКИ.docx
#
19.08.201956.69 Кб6КОРМОПРОИЗВОДСТВО МОЁ.docx
#
02.06.201518.97 Кб19корпоративные финансы.docx
#
26.03.20165.49 Mб19корреляционный анализ 23 тираж..doc
#
27.09.20192.16 Mб21Котельные.doc
#
09.01.2020257.02 Кб0КПЗС.doc
#
25.08.20191.05 Mб0кр математический анализ.DOC
#
08.12.201946.89 Кб0КР СКД.docx
#
02.06.2015106.06 Кб12кр2-20121113.pdf
#
01.05.2019388.1 Кб8Краткий курс микробиологии.doc

Раздел II. Условия сгорания топлива. Расчёт топки.

Выбор системы топливоприготовления и горелочных устройств.

Поверочный тепловой расчёт топки котла.