Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Паровой котел БКЗ – 75 – 39 ГМА. 3

Министерство Образования Российской Федерации

Ивановский государственный энергетический университет

имени В.И. Ленина

Кафедра тепловые электрические станции

Курсовой проект:

На тему: Паровой котел БКЗ – 75 – 39 ГМА

Выполнил: Студент

Майоров А.В.

группы III-2^**

Руководитель: Муромкин Ю.Н.

Иваново 2001 г.

Оглавление

Введение: Краткое описание котла. 3

I. Составление расчётно-технологической схемы трактов парового котла.

Выбор коэффициентов избытка воздуха. 4

II. Топливо и продукты горения. 4

III. Определение расчётного расхода топлива. 7

IV. Выбор схемы сжигания топлива. 8

V. Поверочный расчёт топки.

V.1. Определение конструктивных размеров и характеристик топки. 8

V.2. Расчёт теплообмена в топке. 9

VI. Поверочный расчёт фестона. 12

VII. Определение тепловосприятий пароперегревателя, экономайзера, воздухоподогревателя

и сведение теплового баланса парового котла. 16

VIII. Поверочно-конструкторский расчёт пароперегревателя. 18

IX. Поверочно-конструкторский расчёт хвостовых поверхностей нагрева.

IX.I Расчёт водяного экономайзера. 23

IX.II Расчёт воздушного подогревателя. 27

Х.I Эксплуатация парового котла. 32

Х.II Пуск барабанного котла 32

Х.III Останов котла. 34

Список литературы. 35

Краткое описание котла.

Топочная камера объемом 145,321 м² полностью экранирована трубами Æ60^х30 мм с шагом 110 мм на боковых стенах и 80 мм – на фронтовой и задней.На фронтовой стене топки расположены три газомазутные горелки: две в нижнем ярусе и одна в верхнем.

Схема испарения двухступенчатая.В барабане расположен чистый отсек первой ступени испарения и два солевых отсека второй ступени по торцам барабана.

Перегреватель – с вертикально расположенными змеевиками, двухступенчатый, выполнен из труб Æ38^х3 мм. Регулирование температуры пара осуществляется поверхностным пароохладителем, установленным между ступенями “в рассечку”. Количество змеевиков – 40 мм. Поперечный шаг труб – 110 мм, расположение корридорное.

Экономайзер – стальной, гладкотрубный, зиеевиковый, двухступенчатый, с шахматным расположением труб Æ32^х3 мм. Поперечный шаг труб – 80 мм, продольный – 60 мм.

Воздухоподогреватель – трубчатый, вертикальный, четырехходовой, с шахматным расположением труб Æ40^х1,6 мм. Поперечный шаг труб – 60 мм, продольный – 44 мм.

Технические и основные конструктивные характеристики парогенератора следующие:

Номинальная паропроизводительность – 35 т/ч

Рабочее давление пара – 4 Мпа

Температура перегретого пара – 450 С^о

Площадь конвективных поверхностей нагрева, м²:

Фестона – 39,5841

Перегревателя – 225,71

Экономайзера – 234,88

Воздухоподогревателя – 1377,14

I. Составление расчётно-технологической схемы трактов парового котла.

Выбор коэффициентов избытка воздуха.

1,1) Расчётно-технологическая схема трактов парового котла с отображением компоновки поверхностей нагрева представлена на рисунке 1.1.

1,2) Величина коэффициента избытка воздуха a_м^II =1.1 при использовании жидкого топлива (высокосернистый мазут) . Значение присосов воздуха в газоходы для заданного парового котла:

Элементы парового котла	Газоходы	Величина присоса a
Топочная камера	Топки паровых котлов для газового топлива	0,05
Котельные пучки	Фестон	0
Пароперегреватели	Первичный пароперегреватель	0,03
Экономайзеры	Для котлов D<50т/ч	0,08
Воздухоподогреватели(трубчатые)	Для котлов D<50т/ч	0,06

Коэффициенты избытка воздуха за каждым газоходом, а также их средние значения:

№	Газоходы	Коэффициент избытка воздуха за газоходом	Величина Присоса	Средний коэффициент избытка воздуха в газоходе
1	Топка и фестон
2	Пароперегре-ватель	=1,13
3	Экономайзер	=1,21
4	Воздухоподо-греватели	+0,06=1,27

II. Топливо и продукты горения.

2,1) Вид топлива: Газ (газопровод : Бухара - Урал ).

СН₄	С₂Н₆	С₃Н₈	С₄Н₁₀	С₅Н₁₂	N₂	CO₂	Q^с _н
94,9	3,2	0,4	0,1	0,1	0,9	0,4	8770

Объёмы воздуха и продуктов горения при a=1,0 и 760 мм.рт.ст.:

Для контроля проверим баланс элементарного состава:

CН₄+ С₂H₆+ С₃Н₈++N₂+Н₂S+CO₂ =100%

94.9%+3.2%+0.4%+0.1%+0.1%+0.9%+0.4%=100%

2,3) При a>1 объёмы продуктов горения, объёмные доли трёхатомных газов и водяных паров, безразмерную концентрацию золы, массу газов, их плотность расчитывают по всем газоходам для средних и конечных значений a.

Объёмы и массы продуктов горения, доли трёхатомных газов и водяных паров, концентрация золы

№	Величина	Единицы
				Газоходы
				Топка и фестон	Паропере-греватель	Экономай- зер	Воздухопо- догреватель
1	Коэф избытка воздуха за газоходом	--		1,1	1,13	1,21	1,27
2	Средний коэф избытка воздуха в газоходе a	--		1,1	1,115	1,17	1,24
3		м³/кг	за	2,1956	---	---	2,2229
3		м³/кг	ср	---	2,1980	2,2063	2,2175
4		м³/кг	за	11,893	---	---	13,5471
4		м³/кг	ср	---	12,0389	12,574	13,2552
5		--	за	0,0874	---	---	0,07676
5		--	ср	---	0,0863	0,08271	0,07845
6		--	За	0,1833	---	---	0,1609
6		--	ср	---	0,18107	0,17337	0,1645
7		--	за	0,2707	---	---	0,2302
7		--	ср	---	0,2673	0,2560	0,24296
8		кг/кг	За	14,7261	---	---	16,8863
8		кг/кг	Ср	---	14,9167	15,6156	16,5051
9		кг/м³	За	1,2372	1,23904	1,2418	1,2464
9		кг/м³	Ср	1,2372	1,23904	1,2418	1,24517

2.4) Энтальпии воздуха и продуктов горения по газоходам парового котла (ккал/кг)

Газоход	Тем-ра газов
Топка и фестон (при a_т^’’)	2200	9674	7902	790,2	10464,2
	2100	9183	7513	751,3	9934,3	529,9
	2000	8693	7124	712,4	9405,4	528,9
	1900	8209	6734	673,4	8882,4	523
	1800	7723	6345	634,5	8357,5	521,9
	1700	7244	5966	596,6	7840,6	516,9
	1600	6767	5586	558,6	7325,6	515
	1500	6294	5207	520,7	6814,7	510,9
	1400	5829	4827	482,7	6311,7	503
	1300	5360	4447	444,7	5804,7	501
	1200	4899	4078	407,8	5306,8	497,4
	1100	4451	3708	370,8	4821,8	485
	1000	4006	3338	333,8	4339,8	482
	900	3562	2978	297,8	3859,8	480
Паропе-регреватель при a_пе^’’	700	2698	2277	296,01	2994,01	----
	600	2284	1924	250,12	2534,12	459,89
	500	1881	1590	206,7	2087,7	446,42
	400	1485	1259	163,7	1648,6	439,1
Эконо-майзер при a_эк^’’	500	1881	1590	333,9	2214,9	----
	400	1485	1259	264,3	1749,3	465,6
	300	1100	936	196,5	1296,5	452,8
Воздухо-ль при a_вп^’’=a_ух	300	1100	936	252,7	1352,7	----
	200	733	649	116,82	849,82	460,57
	100	3592	308	83,16	442,16	449,97

Ш. Тепловой баланс парового котла.

III. Определение расчётного расхода топлива.

3,1) Располагаемое тепло топлива Q^р_р находим по формуле:

Q^р_р=Q^р_н=8770 ккал/м³

3,2) Величину тепла, вносимого воздухом:

(I^o_хв) при t =30 ^oC; I^o_хв=9,5×V^o =9,5×9,72=92,4 ккал/м³;

3,5) Потери тепла с химическим недожогом q₃=0,5%;

с механическим недожогом q₄=0,0%;

3,6) Потеря тепла с уходящими газами:

t_ух=140^oC; I_ух=622,148ккал/кг; a_ух=1,18;

3,7) Потеря тепла от наружного охлаждения котла: q₅=1,1%;

3,8) КПД парового котла “брутто” находят по методу обратного баланса:

h_пк=100-(q₂+ q₃+ q₄+ q₅+ q₆)=100-(5,75+0,5+1,1)=92,64%;

Коэффициент сохранения тепла:

3,9) Расход топлива, подаваемого в топку:

где Qпк=Dк×(I_пе- I_пв)×1000; при P_пе=45кгс/см² и t_пе=450^oC Þ I_пе=795,4 ккал/кг;

а при P_пв=1,08×P_б=1,08×45=48,6 кгс/см² и t_пв=145^oC Þ I_пе=146,51 ккал/кг;

Qпк=35×(795,4- 146,51)×1000=2,2709×10⁷ккал/кг;

3,10) Расход топлива используют при выборе и расчёте элементов системы пылеприготовле,ния, числа и производительности углемазутных устройств, числа и мощности горелочных устройств, тепловой расчёт парового котла, определение объёмов дымовых газов и воздуха, количество тепла, отданного продуктами горения поверхностями нагрева производятся по расчётному расходу фактически сгоревшего топлива:

IV. Выбор схемы сжигания топлива.

4,1) Схему топливосжигания выбирают в зависимости от марки и качества топлива. Подготовка к сжиганию газа заключается в удалении из него твердой взвеси и снижения давления перед горелками до 1,1-1,3 кгс/cм² путем дросселирования газа поступающего из магистрального трубопровода.

4,2) В проектируемом паровом котле установлены горелки (в количестве трёх штук) с механическими форсунками суммарной производительностью 110¸120% от паропроизводительности котла;Скорость воздуха в самом узком сечении амбразуры должна быть 30¸40 м/с.

V. Поверочный расчёт топки.

Задачей поверочного расчёта является определение температуры газов на выходе из топки при заданных конструктивных размерах топки, которые определяют по чертежам парового котла.

Границами активного объема топочной камеры являются плоскости, проходящие через осевые линии экранных труб, а в выходном – плоскость, проходящая через осевые линии труб первого ряда фестона. Границей объема в нижней части топки является плоскость, проходящая по поверхности пода, обращеной втопку. Суммарную площадь плоскостей ограничивающих активный объем топки, условно называют суммарной площадью стен топки F^т_ст.

Расчетную ширину фронтовой b^ф_ст и задней b^з_ст стен топки определяют расстоянием между плоскостями, проходящими через осевые линии труб боковых экранов, а ширину боковых стен b^б_ст между плоскостями, проходящими через оси труб фронтового и заднего экранов.

Угловой коэффициент экрана х определяется по номограмме в зависимости от S/d и l/d для этого экрана. Реальные условия работы экранов сучетом загрязнения их отложениями шлака и золы оценивают коэффициентом тепловой эффективности.

V.1. Определение конструктивных размеров и характеристик топки.

5.1.1) По чертежу парового котла определяем размеры топки и заполняем таблицу

№	Наименование величин	Обозн.	Раз-ть	Источник или формула	Топочные экраны					Выходное окно
					Фронтовой		Боко-вой	задний
					Основн Часть	Под	Боко-вой	Основн часть	Под
1	Расчётная ширина экранированой стенки	b_ст	м	Чертёж или Эскиз	4,28	4,28	4,02	4,28	4,28	4,28
2	Освещённая длина стен	l_ст	м	Чертёж или Эскиз	11,125	2,66	---	5,075	3,26	3,6
3	Площадь стены	F_ст	м²	b_ст *l_ст	47,615	11,395	33,954	21,721	13,96	15,408
4	Площадь стен не занятых экранами	F_i	м²	Чертёж или Эскиз	6,6635	11,395	6,0106	2,639	13,963	---
5	Наружний диаметр Труб	d	м	Чертёж или Эскиз	Для всех 0,06
6	Число труб	Z	шт	-²-	48	---	34	48	---	---
7	Шаг труб	S	м	-²-	0,08	---	0,11	0,08	---	---
8	Отн шаг труб	S/d	-	---	1,333	---	1,833	1,333	---	---
9	Расстояние от оси до обмуровки	е	м	-²-	0,06	---	0,06	0,06	---	---
10	Относ. -²-	e/d	-	---	1					1
11	Угловой коэф экрана	X	-	Номограмма	0,97	---	0,905	0,97	---	---
12	Коэф загрязнения	x	-	Таблица	0,65	0,65	0,65	0,65	0,65	0,65
13	Коэф тепловой эффективности	y	-	Cx	0,6337	---	0,58825	0,63375	---	0,63

5.1.2) Среднее значение коэффициента тепловой эффективности для топки в целом определяют по формуле:

5.1.3) Активный объём топочной камеры определяют по формуле:

Эффективная толщина излучающего слоя:

V.2. Расчёт теплообмена в топке.

5.2.1) Расчёт основан на приложении теории подобия к топочным процессам. Расчётная формула связывает температуру газов на выходе из топки q_т^II с критерием Больцмана B_o, степенью черноты топки а_т и параметром М, учитывающим характер распределения температур по высоте топки и зависящим от относительного местоположения максимума температур пламени, который определяется схемой размещения и типом горелок.

При расчёте теплообмена используют в качестве исходной формулу:

Где -- абсолютная температура газов на выходе из топки, [K]; -- темпе- ратура газов, которая была бы при адибатическом сгорании топлива, [K]; B_о – критерий Больцмана, определяемый по формуле:

Из этих формул выводятся рясчётные.

Определяем полезное тепловыделение в топке Q_т и соответствующую ей адиабатическую температуру горения Т_а т.к. топливо газ то Q^в_вн=0 – нет подогрева :

Где количество тепла, вносимое в топку с воздухом Q_в, определяют по формуле:

Полезное тепловыделение в топке Q_т соответствует энтальпии газов I_а, котрой располагали бы при адиабатическом сгорании топлива, т.е Q_т= I_а Þ Т_а=2004,78 К;

Параметр М, характеризующий температурное поле по высоте топки, определяют по формуле:

М=А-B×x_т; где А и В опытные коэффициенты, значения которых принимают: А=0,54; В=0,2; (при камерном сжигании газа).

Относительное положение максимума температур факела в топке определяют по формуле: