Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Исследование режимов работы паровых котлов типа “Е” при их работе на газообразном топливе. 2

Федеральное агентство по образованию

Филиал государственного образовательного учреждения

высшего профессионального образования

“Самарский государственный технический университет”

в г. Сызрани

Кафедра

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине “Общая энергетика”

на тему:

“Исследование режимов работы паровых котлов типа “Е” при их работе на газообразном топливе”

Вариант 4-4

студента ИЭФ. 2 курс.

гр. ЭЭ-222 Афанасьева О.С.

Руководитель

ст. преподаватель Ачаков А.А.

2007

Содержание

Введение …………………………………………………………………...............3

Цель и задачи курсовой работы...........................................………...............4

1. Задание и необходимые исходные данные………………...................................6

2. Расчет объема воздуха и продуктов сгорания, приведение их к рабочим условиям, определение их энтальпии……………………..................................7

3. Тепловой баланс, определение КПД котельного агрегата и часового расхода топлива…………………………………………….....................................................8

4. Определение расхода электроэнергии на собственные нужды котельного агрегата и удельного расхода электроэнергии на 1 т пара......................................9

5. Определение влияния температуры уходящих газов, коэффициента избытка воздуха на выходе из котельного агрегата и паропроизводительности на КПД и расход топлива………………...................................................................................12

Расчетно-пояснительная записка……………….....................................................18

Библиографический список …………………………………………….................19

Введение

Объектом исследования в курсовой работе являются паровые котлы типа “Е”, работающие на газообразном топливе.

Котлы типа “Е” (ДКВР) Бийского завода широко используются в промышленных и промышленно - отопительных котельных. Они являются крупными потребителями органического топлива. Для водотрубных парогенераторов горизонтальной ориентации характерно то, что разворот их в серию осуществляется путем увеличения размеров агрегата по продольной оси и в ширину для сохранения высоты.

Парогенераторы типа ДКВР производительностью от 2,5 до 20 т/ч рассчитаны на абсолютное рабочее давление 1,37 МПа и предназначены для выработки насыщенного или перегретого пара с температурой 250 ⁰С (парогенераторы производительностью 2,5 т/ч выпускаются без пароперегревателя).

Все парогенераторы типа ДКВР имеют общую принципиальную схему. Это парогенераторы с естественной циркуляцией, двумя продольно расположенными барабанами и коридорным размещением труб конвективной поверхности нагрева.

При разработке новой конструкции газомазутных парогенераторов серии ДЕ особое внимание было обращено на увеличение степени заводской готовности парогенераторов в условиях крупносерийного производства, снижение металлоемкости конструкции, приближение эксплуатационных показателей к расчетным.

Во всех типоразмерах серии от 4 до 25 т/ч диаметр верхнего и нижнего барабана парогенераторов 1000 мм. Все парогенераторы серии выполнены по типу D. Толщина стенок обоих барабанов на давление 1,37 МПа равна 13 мм. Длина цилиндрической части барабанов в зависимости от производительности изменяется от 2240 мм (парогенераторы производительностью 4т/ч) до 7500 мм (парогенератор производительностью 25 т/ч) В каждом барабане в переднем и заднем днище установлены лазовые затворы, что обеспечивает доступ в барабаны при ремонте.

Эксплуатация паровых котлов, как и другого теплогенерирующего оборудования, использующего органическое топливо, связана с потреблением кислорода и выбросом в окружающую среду твердых, жидких и газообразных веществ, многие из которых являются токсичными и коррозионно-активными веществами, наносящими большой вред окружающей среде.

В связи с увеличением в топливном балансе страны в настоящее время газообразного топлива создаются условия для перевода котлов на газообразное топливо, позволяющее исключить выброс абразивных и токсичных твердых веществ, а за счет оптимизации режимов горения снизить количество токсичных и коррозионно-активных газов, таких, как окислы серы и азота, являющихся источником кислотных дождей.

Цель и задачи курсовой работы

Цель курсовой работы - определение зависимости КПД и расхода топлива от температуры уходящих газов, присосов воздуха по газовому тракту и паропроизводительности котла.

Задачей выполнения курсовой работы является ознакомление с устройством и работой парового котельного агрегата, получение навыков научно- исследовательской работы по определению зависимости технико-экономических показателей от режимов работы котельного агрегата.

Курсовая работа предусматривает для заданного типа котла, параметров пара и температуры питательной воды, а также необходимой паропроизводительности следующее:

- определение объема воздуха и продуктов сгорания топлива, необходимых для выбора тягодутьевых устройств и определения расхода электроэнергии на их привод;

- расчет и составление теплового баланса, определение расхода топлива при различных режимах работы, определение зависимости КПД и удельного расхода топлива на 1 т пара от температуры уходящих газов, присосов воздуха по газовому тракту и паропроизводительности;

- расчет удельных затрат электроэнергии на собственные нужды в отдельном агрегате, связанных с производством пара.

Объемом курсовой работы предусматривается выполнение целого ряда вариантов расчетов, составление расчетно-пояснительной записки. Расчетно- пояснительная записка должна содержать выводы, рекомендации по снижению затрат топлива на производство пара и уменьшению вредных выбросов в окружающую среду.

Задание и необходимые исходные данные

Коэффициент избытка воздуха на выходе из топки

Сумма присосов воздуха в газоходах котельного агрегата

Теоретически необходимый объем воздуха для горения 1м³ газообразного топлива

Теоретический объем дымовых газов при

Давление и температура при нормальных условиях

Энтальпия воздуха и уходящих газов при температуре

Температура холодного воздуха

Теплотворная способность топлива

Потери тепла от химической неполноты сгорания

Потери тепла на наружное охлаждение

Температура питательной воды

Номинальная фактическая паропроизводительность

КПД электропривода

Давление пара

Энергетический КПД насоса

Величина непрерывной продувки

Плотность питательной воды

Время работы насоса

Полное давление, создаваемое дымососом

2. Расчет объема воздуха и продуктов сгорания, приведение их к рабочим условиям, определение их энтальпии

Коэффициент избытка воздуха в продуктах сгорания на выходе из котельного агрегата ,

Действительный удельный объем воздуха, подаваемый в топку при нормальных условиях ,

Действительный удельный объем продуктов сгорания (дымовых газов) ,

Перерасчет удельных объемов воздуха и дымовых газов на рабочие условия производится в соответствии с характеристическим уравнением

для воздуха ,

для дымовых газов ,

Энтальпия уходящих дымовых газов при ,

Таблица_1

Определяемая величина

обозначение

размерность

значение

теоретический объем воздуха при н.у.

энтальпия теоретического объема воздуха при

действительный объем воздуха, подаваемого в топку при рабочих условиях

теоретический объем дымовых газов при

действительный объем дымовых газов на выходе из котельного агрегата, приведенный к н.у.

действительный объем дымовых газов на выходе из котельного агрегата при рабочих условиях

энтальпия продуктов сгорания при

3. Тепловой баланс, определение КПД котельного агрегата и часового расхода топлива

Коэффициент полезного действия котельного агрегата ,

где потери тепла с уходящими газами ,

Тогда

Часовой расход натурального топлива ,

где энтальпия питательной воды ,

Тогда

Расход условного топлива ,

Удельный расход условного топлива на 1т пара ,

Таблица_2

определяемая величина

обозначение

размерность

значение

располагаемое тепло топлива

температура уходящих газов

энтальпия уходящих газов

температура холодного воздуха

энтальпия холодного воздуха при

потери тепла от хим. недожога

потери тепла на наружное охлаждение

КПД брутто котельного агрегата

энтальпия получаемого в котле пара

температура питательной воды

энтальпия питательной воды

паропроизводительность котла

величина непрерывной продувки

энтальпия котловой воды

расход натурального топлива на котельном агрегате

расход условного топлива на котельном агрегате

удельный расход условного топлива на 1т пара

4. Определение расхода электроэнергии на собственные нужды в котельных агрегатах при производстве пара

Расход электроэнергии, связанный с производством пара в котельном агрегате, определяется затратами на привод питательных и тягодутьевых устройств (насосов, вентиляторов, дымососов).

Насосы предназначены для перекачки жидкостей. Для котлов малой и средней мощности применяют центробежные и поршневые паровые насосы. В центробежных насосах жидкость перемещается под действием центробежной силы, создающейся при вращении рабочего колеса. В поршневых паровых насосах жидкость перемещается поршнем, движущимся возвратно-поступательно.

Тягодутьевые устройства предназначены для непрерывного подвода в топку котла воздуха, необходимого для сгорания топлива, и отвода из котла продуктов сгорания. При движении по газовоздушному тракту (газоходам и воздуходам) газы преодолевают силы сопротивления, создаваемые трением о стенки канала, и местные сопротивления, которые связаны с изменением направления и формы движения газового потока (сужение, расширение). Чтобы преодолеть эти сопротивления, необходимо определенное разрежение (тяга), под действием которого создается поток газов.

Дутьевой вентилятор служит для подачи воздуха в топку котла. В качестве дутьевого вентилятора применяют центробежный вентилятор. Дымосос состоит из тех же деталей, что и вентилятор, и служит для удаления из котла газообразных продуктов сгорания.

Мощность, развиваемая электродвигателем привода питательного центробежного насоса и расхода электроэнергии ,

где мощность, необходимая для привода насоса

Полное давление, создаваемое насосом ,

Подача насоса ,

Тогда

Часовой расход электроэнергии на привод питательного насоса ,

Паровые котлы с паропроизводительностью 10 т/ч оснащаются смесительными горелками, а потому имеют дутьевой вентилятор.

Мощность, развиваемая электродвигателем привода дымососа ,

где мощность, необходимая для привода дымососа

Производительность дымососа ,

Тогда

Часовой расход электроэнергии на привод дымососа ,

Часовой расход электроэнергии на привод питательных и тягодутьевых устройств котельного агрегата ,

Удельный расход электроэнергии на выработку 1т пара ,

Таблица_3

определяемая величина

обозначение

размерность

значение

Температура питательной воды

Плотность питательной воды

Секундная подача питательной воды

Мощность, необходимая для привода насоса

Мощность электродвигателя для привода питательного насоса

Часовой расход электроэнергии на привод питательного насоса

Производительность дымососа

Полное давление дымососа

Мощность, необходимая для привода дымососа

Мощность электродвигателя для привода дымососа

Часовой расход электроэнергии на привод дымососа

Часовой расход электроэнергии на привод питательных и тягодутьевых устройств котельного агрегата

Удельный расход электроэнергии на выработку 1т пара

5. Определение влияния температуры уходящих газов, коэффициента избытка воздуха в газах на выходе из котельного агрегата и паропроизводительности на КПД и расход топлива

Определение влияния температуры уходящих газов на КПД котельного агрегата и расход топлива производится на основании определения потерь тепла с уходящими газами при температуре уходящих газов , при температуре холодного воздуха и при постоянном коэффициенте избытка воздуха расчетном .

Энтальпия теоретического объема дымовых газов при в расчете на 1 газообразного топлива ,

где объемная теплоемкость смеси дымовых газов

Энтальпия теоретического объема воздуха при в расчете на 1 газообразного топлива ,

где объемная теплоемкость воздуха

при температуре уходящих газов

при температуре уходящих газов

при температуре уходящих газов

Таблица_4


100	30	1,88	3,48	94,52	678,8327	849,9864	84,9986
200	30	1,88	10,98	87,02	737,3393	923,2443	92,3244
300	30	1,88	17,42	80,58	796,2679	997,0305	99,7031
400	30	1,88	24,39	73,61	871,6651	1091,4375	109,1438

Определение влияния присосов воздуха на КПД котельного агрегата и расход топлива производится на основании определения потерь тепла с уходящими газами при коэффициентах избытка воздуха при температуре уходящих газов

при коэффициенте избытка воздуха

при коэффициенте избытка воздуха

Таблица_5


1,86	200	30	10,98	87,02	737,3393	923,2443	92,3244
2	200	30	12,42	85,58	749,7460	938,7791	93,8779
2,5	200	30	14,21	83,79	765,7628	958,8342	95,8834

Определение влияния паропроизводительности (нагрузки) котельного агрегата на расход натурального и условного топлива производится на основании определения расхода топлива при паропроизводительности

при паропроизводительности

при паропроизводительности

Таблица_6

,
5	1,37	насыщ. 225	100	87,02	368,6696	461,6221	92,3244
10	1,37	насыщ. 225	100	87,02	737,3393	923,2443	92,3244
12,5	1,37	насыщ. 225	100	87,02	921,6741	1154,0553	92,3244

Расчетно-пояснительная записка

В ходе курсовой работы мною были определены зависимости КПД и расхода топлива от температуры уходящих газов, присосов воздуха по газовому тракту и паропроизводительности котла.

Я ознакомилась с устройством и работой парового котельного агрегата, получила навыки научно- исследовательской работы по определению зависимости технико-экономических показателей от режимов работы котельного агрегата.

Увеличение температуры дымовых газов на выходе из котельного агрегата приводит к уменьшению КПД котельного агрегата. Наибольший КПД наблюдается при , наименьший – при (данную закономерность можно проследить на графике 1). Это значит, что целесообразнее использовать температуру уходящих газов, равную . Этот факт также подтверждает то, что с увеличением температуры уходящих газов увеличивается часовой расход топлива. Зависимость удельного расхода условного топлива от температуры представлена на графике 2.
Наиболее оптимальным коэффициентом избытка воздуха в продуктах сгорания на выходе из котельного агрегата является , т.к. при данном коэффициенте КПД котельного агрегата наибольший (график 3). Зависимость удельного расхода условного топлива от коэффициента избытка воздуха представлена на графике 4.
Увеличение нагрузки котельного агрегата приводит к увеличению расхода натурального и условного топлива (таблица 6).

Кроме того, был произведен расчет расхода электроэнергии на собственные нужды в котельном агрегате.

Библиографический список

Тепловой расчет котельных агрегатов/ под ред. Н.В. Кузнецова.- М.: Энергия, 1973 - 256 с;
Теплотехника/ под ред. В.И. Крутова.- М.: Машиностроение, 1986- 426 с;
Роддатис К.Ф. Котельные установки.- М.: Энергия, 1977 - 432 с;
Скеймер В.А., Горбатенко А.Д. Повышение эффективности использования газа и мазута в энергетических установках.- М.: Энергия, 1974 - 208 с.

Исследование режимов работы паровых котлов типа “Е” при их работе на газообразном топливе. 2 📙 Курсовая → 🆔 96519