Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Повышение эффективности теплогенерирующих установок

ЗАДАНИЕ

Разработать проект, рассчитать и подобрать оборудование производственной котельной установки.

Исходные данные:

Район местонахождения котельной (город) – Петрозаводск;

Расчетные максимальные потребности пара:

на производственные нужды - D_пр= 12 т/ч (кг/с);
на отопление и вентиляцию - D_от = 8 т/ч (кг/с);
на собственные нужды и потери - a= 7 %

Количество конденсата, возвращаемого с производства – в= 70 %.

Тип устанавливаемых котлов – ДКВр-10-13

Вид топлива – уголь (челябинский)

Задание получил студент гр. ТВ-82 Углицкий Роман Евгеньевич

(фамилия, имя отчество)

(подпись)

Консультант Семичева Наталья Евгеньевна

(фамилия, имя отчество)

_______________________________

(подпись)

Содержание

Поверочный тепловой расчет котельного агрегата 4
Определение количества устанавливаемых котлов и максимального расхода топлива котельной 4
Аэродинамический расчет теплогенерирующей установки 6
Расчет питательной установки 17
Расчет водоподготовки и выбор оборудования 19
Расчет диаметров трубопроводов 24
Графическая часть проекта 26
Список используемой литературы 27

Федеральное агентство по образованию

Государственное образование учреждение высшего профессионального образования

«Курский государственный технический университет»

Кафедра____________ «теплогазоснабжения и вентиляции»_______________________

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ

Студент (слушатель)______Углицкий Р.Е.______шифр_270109_группа______ТВ-82_____

^{(фамилия, инициалы)}

1. Тема проектирование производственно отопительной котельной

2. Срок представления работы (проекта) к защите «____»_______________20_______г.

3. Исходные данные (для проектирования, для научного исследования):

г. Курск, топливо – уголь, котельный аппарат ДКВр-10-13

4. Содержание пояснительной записки курсовой работы (проекта):

4.1. Поверочный тепловой расчет котельного агрегата

4.2. Аэродинамический расчет теплогенерирующей установки

4.3. Расчет питательной установки

4.4. Расчет водоподготовки и выбор оборудования

4.5. Расчет диаметров трубопроводов

5. Перечень графического материала:________________________________________________ ________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Руководитель работы (проекта)_________________________ _____Н. Е. Семичева___________

^{(подпись, дата)
(инициалы, фамилия)}

Задание принял к исполнению______________________________________________________

^{(подпись, дата)}

1. Поверочный тепловой расчет котельного агрегата

2. Определение количества устанавливаемых котлов и максимального расхода топлива котельной

2.1. Потребление пара из собственных нужд и потери:

т/ч (2.1)

т/ч

2.2. Общий максимальный отпуск пара из паропроводов котельной:

т/ч (2.2)

12+8+1,4=21,4 т/ч

2.3. Необходимое число устанавливаемых котлов:

, (2.3)

где D_к – расчетная паропроизводительность котла, т/ч (кг/с).

= 21,4/10=2,14

2.4. Принимаются к установке котельные агрегаты:

Тип ДКВр-10-13

Паропроизводительность (D_к ) 10 т/ч (кг/с).

Количество 4 шт.

2.5. Максимальный расход питательной воды:

т/ч (2.5)

где П – продувка котлов ориентировочно принимается 3¸5%.

т/ч=6,23 кг/с

2.6. Максимальный отпуск тепла из паропровода котельной:

кДж/кг (2.6)

= 5,992*2786=16693,7 кДж/кг

где i_n – теплосодержание пара на выходе из котла, определяется по термодинамическим таблицам воды и водяного пара или по данным проекта №1, кДж/кг.

2.7. Потери тепла с продувкой:

кДж/кг (2.7)

где - теплосодержание котловой воды, кДж/кг;

- теплосодержание питательной воды (из проекта №1), кДж/кг.

кДж/кг

2.8. Количество воды, возвращаемое с питательной водой:

кДж/кг (2.8)

кДж/кг

2.9. Расчетный расход тепла:

кДж/кг (2.9)

кДж/кг

2.10.Максимальный расчетный расход топлива котельной.

В качестве топлива используется уголь с теплотой сгорания

=21075,7 кДж/кг (кДж/м³).

К.п.д. по данным теплового расчета =82%.

. (2.10)

кг/с

3. Аэродинамический расчет теплогенерирующей установки

Первый конвективный пучок:

- плотность текущей среды;

- местные сопротивления;

- коэффициент сопротивления для гладкотрубного пучка;

- коэффициент сопротивления, отнесенный к одному ряду пучка;

W – скорость дымовых газов;

W=5,395 м/с, d=51мм, T=797^°С ,

= 1,2 кг/м³ = 797 ^°С
кг/м³

Па

Второй конвективный пучок:

W=4,768 м/с, d=51мм, T=600^°С ,

кг/м³ = 1,2 кг/м³ = 600 ^°С
кг/м³

Па

Местные сопротивления конвективных пучков:

Первый конвективный пучок

поворот на 180° - x=2,0;
поворот на 90° - x=1,0;

Па

Второй конвективный пучок:

Па

3.1.5. Определяется общее сопротивление собственно котла:

Па (3.12)

где - поправка на истинное давление в котле (В_бар для котлов с уравновешенной тягой составляет » 10⁵ Па (750 мм. рт. ст.));

g₀ – удельный вес дымовых газов. Можно принять g₀ по среднему составу дымовых газов из таблицы 5 нормативного метода теплового расчета теплогенераторов.

Па

3.1.6. Сопротивление трубчатого воздухонагревателя при движении дымовых газов внутри труб рассчитывается по номограмме рис. П.3. Сопротивление чугунного экономайзера определяется следующим образом:

а) рассчитывается коэффициент потерь на трение чугунных ребристых труб:

, (3.13)

где x₀ =0,5 – коэффициент потерь на трение 1 ряда труб;

z₂ - число рядов труб по ходу газа;

б) динамический напор h_д находится по средней скорости дымовых газов W_эк по номограмме рис. П.4;

в) сопротивление на трение:

Па

Сопротивление 1 обдувочного устройства можно принять равным Н/м² (2 кг/м²). Потери напора от h_об обдувочных устройств составляют

Па (3.14)

Неучтенные потери напора в экономайзере (вход и выход из экономайзера) составляют не более =30 Н/м² (3 кг/м²).

Тогда полное сопротивление чугунного экономайзера будет равно

Па (3.15)

d = 76 мм; Т = 300^°С; W = 4 м/с; z₂ = 20

Па

Па = 2*20=40 Па

Па

3.1.8. Сопротивление шибера, если такой имеется, можно принять

=10¸20 Н/м² (1¸2 кг/м²). Количество шиберов 2

= 15*2=30 Н/м²

3.1.9. Сопротивление газопроводов складывается из потерь напора на трение и в местных сопротивлениях.

Газопроводы на участке воздухонагреватель – золоуловитель рассчитывается по расходу и температуре уходящих газов за воздухонагревателем, принятым из теплового расчета. Газопроводы на участках золоуловитель – дымосос и за дымососом рассчитываются по расходу и температуре газов у дымососа:

м³/ч 3.16)

где В_р – расчетный расход топлива с учетом механического недожога, м³/с (кг/с, кг/ч, м³/ч);

V_{г.
ух} – объем продуктов горения на 1 кг (м³) топлива при избытке воздуха за воздухонагревателем;

- присосы воздуха за воздухонагревателем, =0,01 на каждые 10 м длины кирпичных боровов, для золоуловителей циклонного типа или скрубберов =0,05;

n – число теплогенераторов.

Температура газов у дымососа при £0,1 определяется по приближенной формуле:

^°С (3.17)

= 0,582 м³/с; =8,1736 м³/ч; =0,36; =5,521 м³/ч; =1,36; =100 ^°С ; n =3

^°С

м³/ч

3.1.10. Для вентиляторов и дымососов одностороннего всасывания подсоединяемых с помощью карманов, =10¸20 Н/м² (1¸2 кг/м²). Динамический напор определяется по рис. П.4., а местные сопротивления дымососа по формуле (3.2).

3.1.11. Коэффициент сопротивления типового входа в дымовую трубу, отнесенный к скорости в подводящем газоходе, принимается равным x=0,69 (двусторонний подвод газоходов). В случае другой схемы подвода газоходов принимается по п. 2-34 норм. метода [5].

С достаточной точностью можно считать, что сопротивление 10 м футерованных газоходов равно Dh_б=1,5 Н/м² (0,15 кг/м²)

Dh_б=1,5x2,5=3,75 Н/м².

3.1.12. Расчет золоуловителей производится в следующей последовательности.

а) определяется объем газов, проходящих через один элемент (циклон):

м³/с

Условная скорость W_усл, отнесенная ко всему сечению элемента, принимается в зависимости от величины сопротивления золоуловителя Dh_зол=590¸637 Н/м² (59¸64 кг/м²), принятого при расчете тяги [8]:

Па (3.18)

откуда м/с

м/с (3.19)

где x - коэффициент гидравлического сопротивления при условной скорости для блока циклонов НИИОГАЗ ЦН-15 равен 125, ЦКТИ Ц-16 равен 110; для батарейного циклона с d_усл=0,25 м при обычной розетке a=25° x=90, при розетке профилирования ЦКТИ a=25° x=65.

Плотность потока:

кг/м³ (3.20)

кг/м³

где - выбирается из таблицы нормативного метода теплового расчета по среднему составу газов;

t_тр – температура дымовых газов в дымовой трубе, °С.

б) рассчитывается число циклонных элементов:

, (3.21)

где м³/с;

м³/с

где V_ух – объем продуктов сгорания, при , нм³/кг (нм³/нм³).

3.1.13. Расчет дымовой трубы для теплогенераторов с уравновешенной тягой производится по следующей схеме:

1). Температура газов в дымовой трубе принимается равной температуре газов у дымососа, определяемой по формуле (3.17);

2). Высота трубы при искусственной тяге, выбирается по условиям отвода газов и рассеивания содержащихся в них SO₂ и NO, летучей золы и других вредных выбросов.

Расчет высоты дымовых труб производится по формуле [5]:

м (3.22)

где А – коэффициент, зависящий от температурной стратификации (слоистого строения) атмосферы, С^2/3 град^1/3 А=200 (Средняя Азия, Казахстан, нижнее Поволжье, Кавказ, Сибирь, Дальний Восток), А=160 (Север, Северо-запад Европейской территории России, Среднего Поволжья, Урала и Украины), А=120 (Центральная часть Европейской территории России);

V_{д.
тр} – суммарный объем дымовых газов, выбрасываемых из всех труб, м³/с;

z – число труб в котельной;

dt – разность температур выбрасываемых газов и воздуха (последняя принимается по средней температуре летних месяцев в дневные часы);

m – коэффициент, учитывающий условия выхода из устья трубы.

Значения коэффициента m в зависимости от W_c:

W_c	10-15	20-25	30-35
m	1,0	0,9	0,8

ПДК – предельно допустимая концентрация в атмосфере SO₂ или золы, согласно санитарным нормам (ПДК)=0,5 мг/м³;

С_ф – фоновая концентрация SO₂ или золы (значение С_ф устанавливается санинспекцией района);

F – безразмерный коэффициент, учитывающий влияние скорости осаждения примеси в атмосфере:

, а при среднем эксплуатационном коэффициенте золоулавливания, меньшем 90%, , при коэффициенте меньшем 75% ;

М – выброс SO₂ или золы из всех труб котельной, г/с.

Сравниваем h_{д. тр.}с высотой дымовых труб котельных по СНиП-2-35-76,

ч.2-я (Таблица 2), принимаем высоту трубы h=45, м

В формулу подставляется наибольшее значение расчетного содержания (г/с) вредной примеси.

(г/с) (3.23)

где А ^р, S ^р – содержание золы и серы, %;

В – расход топлива, т/ч;

- доля SO₂, уносимая с летучей золой в газоходах котла, ориентировочные значения принимаются в зависимости от вида топлива

Таблица 1

Доля SO₂, содержащаяся в летучей золе

Топливо	Канско-Ачинские угли	Экибастузский уголь	Сланцы	Торф	Остальн. твердое топливо	Мазут	Газ
	0,2	0,02	0,5	0,15	0,1	0,02	0

В формуле (3.23):

b – удельный расход условного топлива брутто, кг/кВт. ч;

N – полная мощность электростанции, кВт.

(г/с)

4). Внутренний диаметр трубы на выходе рассчитывается по формуле:

м (3.24)

где V_тр – определяется по формуле (3.16). Диаметр трубы уточняется согласно СНиП – II-35-76 [7] (d₂=1,24 1,5; 1,8; 2,1; 2,4 м, то есть кратный 0,3 м).

Принимаем диаметр d₂=2 м

По уточненному диаметру рассчитывается скорость на выходе из трубы по формуле:

м/с (3.25)

м/с

5). Средний уклон внутренних стенок кирпичной дымовой трубы принимается равным i=0,02.

6). Внутренний диаметр трубы у основания:

м (3.26)

7). Сопротивление трения в трубе определяется по скорости W_ср температуре t_д.т по уравнению (3.1).

Коэффициент потерь на трение принимается равным x_м=0,2, а потери напора:

Па (3.27)

Па

Коэффициент местного сопротивления =1,1, тогда потери напора на выходе из трубы составят:

Повышение эффективности теплогенерирующих установок

Повышение эффективности теплогенерирующих установок

Задание получил студент гр. ТВ-82 Углицкий Роман Евгеньевич

Консультант Семичева Наталья Евгеньевна

(фамилия, имя отчество)

_______________________________

Сланцы