Проверочный расчет парового котла БКЗ-420 (стр. 1 из 16)

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

"ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ"

Наименование факультета – Теплоэнергетический

Наименование направления – Промышленная теплоэнергетика

Наименование кафедры – ТПТ

Проверочный расчет парового котла БКЗ-420

Томск 2009

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Характеристики энергетического топлива. Расчетобъемов воздуха и продуктов сгорания

2. Расчет объемов воздуха и продуктов сгорания

3. Расчет и методика определения энтальпий

4. Тепловой баланс котла и определение расхода топлива

5 Геометрические характеристики котлоагрегата

6. Расчет топки

7. Тепловой расчет ширм

8. Тепловой расчет фестона

9. Тепловой расчет поворотной камеры

10. Тепловой расчет I ступени пароперегревателя (КПП холодной ступени)

11. Тепловой расчет III, IV ступени пароперегревателя (КПП горячей ступени)

12. Расчёт водяного экономайзера второй ступени

13. Тепловой расчёт воздухоподогревателя второй ступени

14. Расчёт водяного экономайзера первой ступени

15. Расчет воздухоподогревателя первой ступени

16. Аэродинамический расчет котла

Заключение

Список литературы

Введение

Паровой котел – это техническое устройство снабженное топкой обогреваемой продуктами сгорания сжигаемого топлива предназначенного для выработки пара (паровой), воды (водогрейный) с давлением выше атмосферного используемого вне его. Рабочим телом в нем для получения пара является вода, а теплоносителем служат продукты сгорания различных органических топлив (сланцев, углей, газообразных, жидких). Необходимая тепловая мощность парового котла определяется его паропроизводительностью при обеспечении установленных температуры и рабочего давления перегретого пара. При этом в топке сжигается расчетное количество топлива.

При изменении нагрузки котла номинальные температуры пара (свежего и вторично-перегретого) и, как правило, давление должны сохраняться (в заданном диапазоне нагрузок), а остальные параметры меняются.

При выполнении расчета парового котла его паропроизводительность, параметры пара и питательной воды являются заданными. Поэтому цель расчета состоит в выборе рациональной компоновки и определении размеров всех поверхностей нагрева котла (конструктивный расчет) или же в определении температур и тепловосприятий рабочего тела и газовой среды в поверхностях нагрева заданного котла (поверочный метод).

Целью данной курсовой работы является проверочно-конструктивный расчет котла или отдельных его элементов. Расчет выполняется для существующих конструкций котла с целью определения показателей его работы при переходе на другое топливо, при изменении нагрузок или параметров пара, а так же после проведенной реконструкции поверхности нагрева.

1. Характеристики энергетического топлива

1.1Характеристики энергетического топлива

Топливо – уголь марки К Кузнецкого бассейна №36.

Элементный состав топлива [1]:

содержание углерода С^r=49,5%;

содержание водорода Н^r=2,8%;

содержание серы S^r_p+o=0,3%;

содержание кислорода O^r=3,6%;

содержание азота N^r=1,4%;

влага рабочего топлива

=8,5%;

зола рабочего топлива A^r=33,9%;

выход летучих V^daf=24,0%;

Низшая теплота сгорания

=19,01 МДж/кг;

Зольность на сухую массу A^d=37 %;

Предельное значение влаги

=12 %;

Предельное значение золы A^d=45%;

Приведенное значение влаги

=1,87 % кг/МДж;

Приведенное значение золы

=7,45 % кг/МДж;

Теплота сгорания по бомбе

= 34,58 МДж/кг.

8,5+33,9+0,3+49,5+2,8+1,4+3,6=100%

Температура плавки:

=1170⁰C; =1340⁰C; =1420⁰

Перерасчёт элементного состава твердого топлива на заданные зольность

=14% и влажность =10% производится из условия неизменности состава горючей массы.

1.2 Горючая масса топлива с табличными значениями зольности и влажности равны его рабочей массе за вычетом балласта (

), то есть

(2.2)

49,5 +2,8 +0,3 +1,4+3,6=100- (33,9+8,5)=56,7

1.3 Горючая масса топлива с заданной зольностью и влажностью будем иметь

C^r +H^r +

+N^r + =100-( ) (2.3)

1.4 Приведя горючую массу табличного и заданного состава топлива к 100% (разделив левую и правую части на 100-(

) и умножив на 100).

(2.4)

где К-коэффициент перерасчета табличного состава на заданные влажность и зольность

=1,0243

1.5 Сравним между собой отдельные компоненты элементного состава топлива, будим иметь:

(2.5)

50,74 +2,868 +0,307 +1,434 +3,687=100-(30+11) =59

1.6 Низшая теплота сгорания пересчитывается по выражению:

2. Расчёт объёмов воздуха и продуктов сгорания

Объемы воздуха и продуктов сгорания при сжигании твердых и жидких топлив в атмосферном воздухе определяется по приведенным ниже формулам.

2.1Теоретическое количество сухого воздуха

Теоретическое количество сухого воздуха, необходимого для полного сгорания топлива (коэффициент избытка воздуха a = 1).

;

=0,0889∙(50,74+0,375∙0,307)+0,265∙2,868-0,0333∙3,687= 4,58м³/кг.

2.2 Теоретические объемы продуктов сгорания

Теоретические объемы продуктов сгорания, полученные при полном сгорании топлива с теоретически необходимым количеством воздуха (a = 1).

2.2.1 Азота

;

=0,79∙4,58+0,8∙1,434/100=3,628 м³/кг.

2.2.2 Трехатомных газов

;

=1,866∙0,01∙(50,74+0,375∙0,307)=1,25 м³/кг.

2.2.3 Водяных паров

;

=0,111∙2,869+0,0124∙11+0,0161∙4,58=0,5284 м³/кг.

Избыток воздуха определяется по рекомендациям [1].α=1,15÷1,25 – для твердого топлива, принимаю α =1,12

2.3 Средние объёмные характеристики продуктов сгорания

2.3.1 Объем водяных паров

;

2.3.2 Объем дымовых газов

;

2.3.3 Объемные доли трехатомных газов

;

2.3.4 Объёмная доля всех водяных паров

;

2.3.5 Концентрация золы в продуктах сгорания

,

где

– доля золы топлива, уносимой газами; определяется по таблице ХVIII, XIX и XXI [1]. Для котлов с твердым шлакоудалением = 0,95;

- масса продуктов сгорания

;