Поверочный тепловой расчет топки парового котла (стр. 1 из 7)
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
«Поверочный тепловой расчет топки парового котла»
Вариант № 29
Задание
Произвести поверочный тепловой расчет отдельных поверхностей нагрева и свести тепловой баланс котла ТП-230:
Характеристика котла ТП-230
1. Номинальная паропроизводительность Dном=229 т/ч= 63,6 кг/с;
2. Температура перегретого пара tпп=509°С;
3. Давление перегретого пара рпп=12,6 МПа;
4. Давление в барабане котла рбар=13,6 МПа;
5. Температура питательной воды tпв=219°С;
6. Давление питательной воды рпв=11,5 МПа;
7. Вид топлива: бурый уголь, месторождение Анадырское, марка-3Б, класс-Р;
8. Топка имеет металлическую наружную обшивку.
1. Описание конструкции котла
По характеру движения рабочей среды парогенератор ТП-230 относится к агрегатам с естественной циркуляцией. Рабочая среда непрерывно движется по замкнутому контуру, состоящему из обогреваемых и не обогреваемых труб, соединенных между собой промежуточными камерами - коллекторами и барабанами. В обогреваемой части контура вода частично испаряется, образовавшийся пар отделяется от воды в барабанах и, пройдя через пароперегреватель, подается на турбину. Испарившаяся часть котловой воды возмещается питательной водой, подаваемой питательным насосом в водяной экономайзер и далее в барабан.
Парогенератор ТП-230 выполнен по П-образной схеме. В одной его вертикальной шахте расположена топочная камера, в другой экономайзер и воздухоподогреватель, вверху в поворотном горизонтальном газоходе размещается конвективный пароперегреватель.
Характерной особенностью парогенераторов этой серии является наличие двух барабанов, соединенных по пару и воде между собой пароперепускными трубами. Начальная стадия отделения пара от воды происходит в основном в разделительном барабане меньшего диаметра. Последующее осушение пара происходит в основном барабане большего диаметра. Водоопускные трубы включены в основной барабан около его нижней образующей.
Размещение над топочной камерой двух барабанов хорошо компонуется с конструкцией топочных экранов. Сверху топка ограничивается потолочными трубами, которые являются продолжением труб фронтального экрана и включаются верхними концами непосредственно в разделительный барабан.
Дымовые газы выходят из топочной камеры через разведенные (фестонированные) в 4 ряда трубы заднего экрана, также включенные верхними концами в разделительный барабан.
Подъемные трубы работают друг с другом параллельно, однако их конфигурация, длина, освещенность факелом различна. Для обеспечения надежной циркуляции их группируют в отдельные контуры. В контур циркуляции включают подъемные трубы, идентичные по своему гидравлическому сопротивлению и тепловой нагрузке. Каждый отдельный контур имеет свои опускные трубы. В котле ТП-230 16 контуров циркуляции: по 3 контура на боковых экранах и по 5 на фронтовом и заднем экранах.
Пароперегреватель чисто конвективного типа. Регулирование температуры перегретого пара производится двумя пароохладителями поверхностного типа. Охлаждение и частичная конденсация пара осуществляется за счет нагрева части питательной воды, отводимой с этой целью из питательной линии в пароохладитель.
Двухступенчатый экономайзер, служащий для подогрева питательной воды уходящими газами, состоит из отдельных пакетов змеевиков.
Трубчатый воздухоподогреватель, предназначенный для нагрева дутьевого воздуха, транспортирующего угольную пыль при сжигании твёрдого топлива и подаваемого в зону горения топлива, состоит из двух ступеней, между которыми размещается нижняя часть (ступень) экономайзера.
2. Расчет объемов продуктов сгорания, объемных долей трехатомных газов и концентраций золовых частиц в газоходах котла. Расчет энтальпий воздуха и продуктов сгорания топлива
2.1 Расчетные характеристики топлива
По табл. I [2], определяем состав рабочей массы топлива, %:
− влажность WP=22,0;
− зольность AP=13,3;
− сера
+ 
=0,6;− углерод CP=47,9;
− водород HP=3,7;
− азот NР=0,7;
− кислород OP=11,8.
Низшая теплота сгорания
=17,92 МДж/кг.Приведенные характеристики, %∙кг/МДж:
− влажность WП=5,14;
− зольность АП=3,10.
Коэффициент размолоспособностиКло=1,0.
Выход летучих на горючую массу
=47,0 %.Температура начала размягчения золы t2=1460°С; начала жидкоплавкого состояния золы t3=1500 °С.
2.2 Теоретический объем воздуха
Теоретический объем воздуха
, м3 возд/кг, необходимый для сжигания 1 кг топлива при a=1 и нормальных физических условиях (t=0 °С, р=101325 Па), определяем по формуле (2.1) [2]: 
м3/кг.2.3 Теоретические объемы продуктов сгорания
Теоретические объемы продуктов сгорания, получаемые при полном сжигании 1кг топлива с теоретическим количеством воздуха, м3/кг, определяем по формулам (2,2)¸(2,5) [2]:
2.4 Коэффициент избытка воздуха
Коэффициент избытка воздуха на выходе из топки для камерной топки с твердым удалением шлака принимаем по таблице, 1.7 [2], aт=1,2.
Присосы воздуха в газоходах котла (на выходе из газохода) принимаем по табл. табл. 1.8 [2]:
− присосы воздуха в топку
;− присосы воздуха в фестон
;− присосы воздуха в пароперегреватель I ст.
;− присосы воздуха в пароперегреватель II ст.
;− присосы воздуха в экономайзер II ст.
;− присосы воздуха в воздухоподогреватель II ст.
;− присосы воздуха в экономайзер I ст.
;− присосы воздуха в воздухоподогреватель I ст.
;− присосы воздуха в систему пылеприготовления
.2.5 Объемы продуктов сгорания
Объемы продуктов сгорания, объемные доли трехатомных газов и концентрации золовых частиц по газоходам котла представлены в табл. 2.1
Таблица 2.1
Объемы продуктов сгорания, объемные доли трехатомных газов и концентрации золовых частиц
| Величина и расчетная формула | Газоход | ||||||
| топка,фес- тон | п/п I ст. | п/п II ст. | эк. II ст. | вп. II ст. | эк. I ст. | вп. I ст. | |
| 1. Коэффициент избытка воздуха за поверхностью нагрева a¢¢=aт+ ΣΔai | 1,2 | 1,215 | 1,23 | 1,25 | 1,28 | 1,3 | 1,33 |
| 2.Средний коэффициент избытка воздуха в поверхности нагрева aср=(a¢+a¢¢)/2 | 1,2 | (1,2+ +1,215)/2= 1,2075 | (1,215+ +1,23)/2= =1,2225 | (1,23+ +1,25)/2= =1,24 | (1,25+ +1,28)/2= =1,265 | (1,28+ +1,3)/2= =1,29 | (1,3+ +1,33)/2= =1,315 |
| 3.Объём водяных паров, м3/кг  =  + +0,0161(aср-1)∙  | 0,778 | 0,778 | 0,779 | 0,781 | 0,783 | 0,785 | 0,787 |
| 4.Полный объём газов, м3/кг VГ=  ++1,0161(aср-1)∙  | 6,500 | 6,537 | 6,612 | 6,698 | 6,822 | 6,945 | 7,069 |
| Величина и расчетная формула | Газоход | ||||||
| топка,фес- тон | п/п I ст. | п/п II ст. | эк. II ст. | вп. II ст. | эк. I ст. | вп. I ст. | |
5. Объёмная доля водяных паров  = /VГ | 0,120 | 0,119 | 0,118 | 0,117 | 0,115 | 0,113 | 0,111 |
6. Доля трёхатомных газов и доля водяных паров rП=  +  | 0,258 | 0,257 | 0,254 | 0,251 | 0,247 | 0,243 | 0,239 |
| 7. Масса дымовых газов при сжигании твёрдого и жидкого топлива Gг=1-0,01AP + +1,306∙aср∙ , кг/кгПри сжигании газа: Gг=  +(dГ/1000)++1,306 ∙aср ∙ , кг/м3 | 8,493 | 8,540 | 8,636 | 8,747 | 8,906 | 9,065 | 9,357 |
| 8. Безразмерная концентрация золовых частиц, кг/кг µзл= APaун/(100∙Gг), где aун– доля уноса золы из топки (см. табл. 4.6[2]), aун= 0,95. | 0,0149 | 0,0148 | 0,0146 | 0,0144 | 0,0142 | 0,0139 | 0,0135 |
2.6 Энтальпии теоретических объемов воздуха и продуктов сгорания