Технические характеристики парогенератора Е-75-40ГМ

Технические характеристики парогенератора

Е-75-40ГМ.

 

Топочная камера объемом 302,583 м3  полностью экранирована трубами Ж60х3 мм с шагом 100 мм(фронтовой и задний экраны) и 100 мм (боковой экран). Экраны разделены  на восемь самостоятельных циркуляционных контуров. Водоподводящие трубы экранов выполнены из труб Ж83 мм. 

Шесть комбинированных газомазутных горелок установлены по три в ряд на фронтовой стене камеры.

Схема испарения двухступенчатая.  В барабане находится чистый отсек первой ступени; вторая ступень вынесена в выносные циклоны Ж377 мм. Внутрибарабанное устройство состоит из пароприемных коробов, циклонов, жалюзийных и дырчатых сепараторов.

Пароперегреватель - конвективный, вертикальный, змеевиковый, двухступенчатый. Змеевики первой ступени выполнены из труб Ж38х3 мм, второй из труб Ж38х3. Поверхностный пароохладитель установлен между ступенями перегревателя “в рассечку”.

Экономайзер - стальной, гладкотрубный, змеевиковый, кипящего типа, двухблочный, с шахматным расположением труб Ж32х3 мм, поперечный шаг труб - 75 мм, продольный - 55 мм.

Воздухоподогреватель - стальной, трубчатый, двухступенчатый, двухходовой, с шахматным расположением труб Ж40х1,5 мм, поперечный шаг труб - 60 мм, продольный - 42 мм.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ.

1.СОСТАВЛЕНИЕ РАСЧЕТНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ ТРАКТОВ ПАРОВОГО КОТЛА. ВЫБОР КОЭФФИЦЕНТОВ ИЗБЫТКА ВОЗДУХА.

1.1) Расчетно-технологическая схема трактов парового котла (см. рис.2)

1.2) Величину коэффициента избытка воздуха на выходе из топки, при использовании    

       жидкого топлива, принимаем aт''=1,1

Для заданного парового котла находим значения присосов воздуха в газоходы

 

Таблица 1.1. Присосы воздуха в газоходах.

Элементы парового котла

Газоходы

Величина присоса Da

Топочная камера

Топка парового котла для жидкого топлива

Котельные пучки

Фестон

Пароперегреватели

Первичный пароперегреватель

Экономайзеры

Котлов Д = 75 т/ч

Воздухоподогреватели (трубчатые)

Котлов Д = 75 т/ч


 

Вычисляем величины коэффициентов избытка воздуха за каждым газоходом, а также их средние значения

 

Таблица 1.2. Коэффициент избытка воздуха за газоходами.

№ п./п.

Газоходы

Коэффициент избытка воздуха за газоходом a''

Величина присоса Da

Средний коэффициент избытка воздуха в газоходе a

1

Топка и фестон

2

Пароперегрева-тель

3

Экономайзер

4

Воздухоподогре-ватель


 

 

 

2. ТОПЛИВО И ПРОДУКТЫ СГОРАНИЯ.

 

2.1) Вид и марка топлива: Мазут сернистый

Элементарный состав рабочей массы топлива, величину теплоты сгорания , выход летучих , температурную характеристику золы , теоретические объемы воздуха и продуктов горения берем из приложений П1 и П2 [1].

 

Элементарный состав:

    = 3 %; Ap = 0,1 %; Sp = 1,4 %;  Cp = 83,8 %; Hp = 11,2 %; Np -нет; Op = 0,5 %;

 

Величина теплоты сгорания:

Выход летучих:

Номер строки: №97

Температурная характеристика золы:

Рассчитываем приведенную влажность и зольность:

 

 

 

Для контроля проверяем баланс элементарного состава:

 

 

2.2) Теоретический объем воздуха и продуктов горения при , и 760 мм рт. ст. выписываем согласно приложению из табл. П.1[1] для жидкого топлива:

Воздуха:  

Продуктов горения:

 

2.3) Рассчитываем по всем газоходам для средних и конечных значений при объемы продуктов горения , объемные доли трехатомных газов и водяных паров , безразмерную концентрацию золы , массу газов , их плотность . Долю золы, уносимой газами, принимаем . Результаты вносим в таблицу:

 

 

 

 

 

 

Таблица 2.1. Объемы и массы продуктов горения, доли трехатомных газов и водяных паров, концентрация золы.

№ п/п

Величина

Единицы

Vo=10,45 м3/кг; V(RO2)=1,57 м3/кг; Vo(N2)=8,25 м3/кг; Vo(H2O)=1,45м3/кг; Wp=3%; Ap=0,1%

Газоходы

Топка и фестон

Пароперегреватель

Эконо майзер

Воздухоподогре ватель

1

Коэффициент избытка воздуха за газоходом a''

--

aт''=1,1

aпе''=

=1,13

aэк''=

=1,15

aвп''=

=1,18

2

Коэффициент избытка воздуха средний в газоходе a

--

aт''=1,1

aпе=

=1,115

aэк=

=1,14

aвп=

=1,165

3

за

м3/кг

1,467

-

-

1,48

ср.

-

1,469

1,474

1,478

4

за

м3/кг

12,32

-

-

13,15

ср.

-

12,47

12,73

12,99

5

за

--

0,1274

-

-

0,1194

ср.

-

0,1259

0,1233

0,1209

6

за

--

0,1177

-

-

0,1103

ср.

-

0,1163

0,1139

0,1116

7

за

--

0,2451

-

-

0,2297

ср.

-

0,2422

0,2372

0,2325

8

за

кг/кг

16,01

-

-

17,1

ср.

-

16,22

16,56

16,9

9

за

кг/кг

-

-

ср.

-

10

за

кг/м3

1,29951

-

-

1,30038

ср.

-

1,30072

1,30086

1,301


 

2.3) Рассчитываем значения энтальпий воздуха и продуктов сгорания и сводим результаты в таблицу 2.2.   Энтальпии воздуха и продуктов горения Jво и Jго берем из приложений П3 и   П4 [1].

 

Величина а Энтальпию золы не учитываем

 

Таблица 2.2. Энтальпии воздуха и продуктов горения по газоходам парового котла.

Газоходы

Темпе-ратура газов v,°C

Jго, ккал/кг

Jво, ккал/кг

(a''1)

Jво,

ккал/кг

Jзл , ккал/кг

Jг=Jго+

(a''1)Jво+

Jзл ,

ккал/кг

DJг=(Jг)i-

-(Jг)i+1,

 ккал/кг

1

2

3

4

5

6

7

8

Топка и фестон

(aт”=1,1)

2200

10035

8484

848,4

  

10883,4

  

548,8

2100

9528

8066

806,6

  

10334,6

546,8

2000

9023

7648

764,8

  

9787,8

539,8

1900

8525

7230

723,0

  

9248

544,8

1800

8022

6812

681,2

  

8703,2

534,7

1700

7528

6405

640,5

  

8168,5

532,8

1600

7036

5997

599,7

  

7635,7

530,7

1500

6546

5590

559,0

  

7105

522,8

1400

6064

5182

518,2

  

6582,2

526,7

1300

5578

4775

477,5

  

6055,5

516,7

1200

5101

4378

437,8

  

5538,8

505,7

1100

4635

3981

398,1

  

5033,1

501,7

1000

4173

3584

358,4

  

4531,4

499,7

900

3712

3197

319,7

  

4031,7

 

Паропере-греватель

(aпе''=1,13)

700

2811

2445

317,85

  

3128,85

  

480,62

600

2379

2071

269,23

  

2648,23

468,32

500

1958

1707

221,91

  

2179,91

459,28

400

1545

1351

175,63

  

1720,65

 

Экономай-зер

(aэк”=1,15)

500

1958

1707

256,05

  

2214,05

  

466,4

400

1545

1351

202,65

  

1747,65

454,9

300

1142

1005

150,75

  

1292,75

 

Воздухоподо-греватель

(aвп''=aух=1,18)

300

1142

1005

180,9

  

1322,9

  

451,38

200

752

664

119,52

  

871,52

440,12

100

372

330

59,4

  

431,4

 

 

3. ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС ПАРОВОГО КОТЛА. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНОГО РАСХОДА ТОПЛИВА.

 

3.1) Составляем тепловой баланс для установившегося состояния парового котла на 1 кг жидкого топлива:

 

 

3.2) Для жидких топлив располагаемое тепло топлива: ,

величину не учитываем, т.к. у нас не высокосернистый мазут, получаем

,

где - низшая теплота сгорания топлива, которая равна

- величина физического тепла топлива и определяется по формуле , где - температура жидкого топлива, равная .

-теплоемкость топлива, которая рассчитывается по формуле:

 

, откуда получаем

 

 

 

 

 

3.3) Потери тепла с химическим q3 и механическим q4 недожогом определяем по               табл.3.1.[1]. Для газомазутных топок с паропроизводительностью Д = 75 т/ч и сернистым мазутом: q3 = 0,5 % ,q4 = 0 % и qv =250 Мкал/м3Чч

 

3.4) Потерю тепла с уходящими газами находят по формуле: 

                              

 

       Величину энтальпии уходящих газов Jух определяем линейной интерполяцией

       по таблице 2.2. для заданной температуры уходящих газов при коэффициенте избытка воздуха :

 

     

 

       Энтальпия теоретически необходимого количества холодного воздуха Jохв (при

       t = 30оС) находится по формуле: .

 

 

    1. Потери тепла от наружного охлаждения котла находим по рис. 3.1, [1], которые составили: q5 = 0,75 %.

3.6) Так как , следовательно, потери с физическим теплом шлака не учитываем:

                                             

3.7) КПД парового котла брутто находим по методу обратного баланса:

 

           

 

3.8) При расчете конвективных поверхностей нагрева долю потери тепла q5, приходящуюся на отдельные газоходы, учитывают введением коэффициента сохранения тепла:

 

 

=92,23 - коэффициент полезного действия парового котла “брутто”,%

          

3.9) Расход топлива, подаваемого в топку, рассчитываем по формуле:

 

, где

 

       Qпк - количество теплоты полезно отданное в паровом котле

       Находим значения энтальпий перегретого пара iпе по табл. П.7[1] по заданным давлению Рпе и температуре tпе пара за пароперегревателем.

Рпе=40 кгс/см2 и tпе=440°С :  iпе=789,8 ккал/кг

Энтальпию питательной воды iпв - по табл. П.6[1] по заданным температурам tпв и давлению Рпв питательной воды за регулятором питания котла, где

           Рпв=1,08 Ч Рб = 1,08 Ч 44 = 47,52 кгс/см2 и tпв=150°С :  iпв=151,55 ккал/кг

 

;

 

3.10) Определяем расход фактически сгоревшего топлива с учетом механической неполноты горения:

                             

4. ВЫБОР СХЕМЫ ТОПЛИВОСЖИГАНИЯ.

 

Схему топливосжигания выбирают в зависимости от марки и качества топлива. (рис.4). Подготовка мазута к сжиганию заключается в удалении из него механических примесей, повышении давления и подогреве для уменьшения вязкости.

Для парового котла Е-75-40ГМ установлены горелки с механическими форсунками (рис.5) суммарной производительностью по мазуту 110-120% от его расчетного расхода на паровой котел при номинальной производительности Dн; мазут подогревают до 100-130°С, чтобы его вязкость не превышала 3°УВ. 

5. ПОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЕТ ТОПКИ.

 

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

 

5.1)  Определение конструктивных размеров и характеристик топки.

 

Примечания к таблице 5.1:

  1. xок принимают по таблице 2.2 [2]: для открытых гладкотрубных экранов, для мазута xок = 0,55

 

  1. Площадь стены топки:

 

                     

 

  1. Угловой коэффициент экрана x определяем по номограмме 1а в зависимости от S/d и e/d для этого экрана.

      Угловой коэффициент экрана, закрытого огнеупорной массой, равен единице. Реальные условия работы экранов с учетом загрязнения их отложениями шлака и золы оценивают коэффициентом тепловой эффективности экранов: , где x - коэффициент, учитывающий снижение тепловосприятия вследствие загрязнения экранных труб или нанесения на них слоя огнеупорного материала, для неэкранированных стен топки принимают x = 0.

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

 

 

 

 

 

 

Активный объём топочной камеры определяют по формуле:

                       

 

где - площадь боковой стены топки (табл. 5.1), ;

         - ширина топки, м (табл. 5.1); 

 

          Эффективная толщина излучающего слоя:

 

. 

 

 

 

Конструктивные размеры и характеристики топочной камеры

                                                                                                                                                                                        Таблица 5.1.

№

п/п

Наименование

величины

Обозначение

Единица

Источник

или

формула

Топочные экраны

Выходное

окно

Фронтовой

Боковой

Задний

Основная

Часть

Под или

хол. вор.

Основная

часть

Под или

хол. вор.

1

Расчетная ширина экранированной стены

мм

Чертеж и

эскиз

5,78

5,78

5,02

5,78

5,78

5,78

2

Освещенная длина стены

мм

Чертеж и

эскиз

14,118

2,25

--

8,05

2,85

3,275

3

Площадь стены

м2

81,6

13,005

52,35

46,53

16,47

18,93

4

Площадь учаска не закрытого экранами

м2

Чертеж и

эскиз

1,74

--

--

    --

--

--

5

Наружный диаметр труб

мм

Чертеж и

эскиз

0,06

  

6

Число труб в экране

шт.

Чертеж и 

эскиз

53

53

45

53

53

--

7

Шаг экранных труб

мм

Чертеж и 

эскиз

0,1

0,1

0,1

0,1

0,1

--

8

Отн-ый диаметр труб

--

--

1,67

1,67

1,67

1,67

1,67

--

9

Расстояние от оси трубы до обмуровки

мм

Чертеж и

эскиз

0,06

0,06

0,06

0,06

0,06

--

10

Отн-ое растояние до обмуровки

--

--

1

1

1

1

1

--

11

Угловой коэф.экрана

--

Номограмма 1а

0,94

1

0,94

0,94

1

1

12

Коэф. учитывающий загрязнения

--

Таблица 

2.2.[2]

0,55

0,2

0,55

0,55

0,2

0,55

13

Коэф. Тепловой эффективности экрана

--

0,517

0,2

0,517

0,517

0,2

0,55


 

5.2) 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 с критерием Больцмана Bo, степенью черноты топки 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]; 

          --  температура газов, которая была бы при адиабатическом

                                        сгорании топлива, [K];

          Bо -- критерий Больцмана, определяемый по формуле:

 

 

            Из этих формул выводится расчетная формула для определения температуры газов на выходе из топки:

 

,

 

где - коэффициент сохранения тепла,   ;

- расчетный расход топлива,

  - расчетная площадь стен топки, ;

- средний коэффициент тепловой эффективности экранов, ;

- коэффициент излучения абсолютно черного тела, ;

- средняя суммарная теплоемкость продуктов горения 1 кг топлива в интервале температур газов от до , .

 

 

5.2.2) Определяем полезное тепловыделение в топке Qт и соответствующую ей адиабатическую температуру горения :

 

,

 

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

 

        

 

 

,

 

                       где   ;

                                

                    

       Полезное тепловыделение в топке соответствует энтальпии газов , которой      располагали бы при адиабатическом сгорании топлива, т. е. 

 

                                 

 

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

 

 

             где А и В опытные коэффициенты, значения которых принимают:

            А = 0,54;    В = 0,2;  (при камерном сжигании мазута).

Относительное положение максимума температур факела в топке определяют по формуле:

 

 

где - относительный уровень расположения горелок, представляющий собой отношение высоты расположения осей горелок hг (от пода топки или середины холодной воронки) к общей высоте топки Нт (от пода топки или середины холодной воронки до середины выходного окна из топки, т.е. ); - поправка на отклонение максимума температур от уровня горелок, принимаемая по таблице 2.4.[2]: в газомазутных топках с производительностью агрегата равной 75 т/ч , 

При расположении горелок в несколько ярусов и разном числе горелок в каждом ярусе определяют расстоянием от средней линии между ярусами горелок до пода

 

, где

 

- число горелок в первом, втором и т.д. ярусах;

- высота расположения осей ярусов, м.     

,  , (снимаются с чертежа).

 

 

 

 

 

5.2.4)  Степень черноты топки и критерий Больцмана зависят от искомой температуры газов на выходе .

      По таблице 2.5.[2]: в камерных топках для сжигания мазута принимаем                           

       Jт''= 1100 0С,  этой температуре соответствует .

      Среднюю суммарную теплоемкость продуктов сгорания определяют по формуле:

 

 
      

 

      1. Степень черноты топки определяют по формуле:

 

                                        ,

 

            где - эффективная степень черноты факела.

    При камерном сжигании жидкого топлива основными излучающими компонентами    

    пламени являются трехатомные газы (СО2 и Н2О) и взвешенные в них частицы сажи. В этом случае степень черноты факела определяется по формуле:

 

 

где и - степень черноты, которой бы обладал бы факел при заполнении всей топки соответственно только святящимся пламенем или только не светящимися трехатомными газами; m - коэффициент усреднения, зависящий от теплового напряжения топочного объема. Для жидкого топлива принимаем m=0,55. 

Величины и определяют по следующим формулам:

 

,

 

,

 

             где Sт - эффективная толщина излучаемого слоя в топке;   P - давление в топке, для паровых котлов, работающих без наддува Р = 1 кгс/см2 .

Коэффициент ослабления лучей kг топочной средой определяют по номограмме 3[2]:

 

 

;

 

 

    Коэффициент ослабления лучей kc сажистыми частицами определяют по формуле:

 

,

 

где -температура газов на выходе из топки, К;    - соотношение содержания углерода и водорода в рабочей массе топлива;  

 

 

,

 

 

;

 

 

Температура газов на выходе из топки:

 

 

 

             при .

 

      1. Определяем количество тепла, переданное излучением в топке:

 

 

 

Определим тепловые нагрузки топочной камеры:

Удельное тепловое напряжение объёма топки:

 

 

Удельное тепловое напряжение сечения топки в области горелок:

 

6. ПОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЕТ ФЕСТОНА.

 

6.1.)     В котле, разрабатываемом в курсовом проекте, на выходе из топки расположен четырёхрядный испарительный пучок, образованный трубами бокового топочного экрана, с увеличенным поперечными и продольными шагами и называемый фестон. Изменение конструкции фестона связано с большими трудностями и капитальными затратами, поэтому проводим поверочный расчёт фестона.

Задачей поверочного расчёта является определение температуры газов за фестоном  Jф'' при заданных конструктивных размерах и характеристиках поверхности нагрева, а также известной температуре газов перед фестоном, т .е. на выходе из топки Jт''.

6.2)      По чертежам парового котла составляем эскиз фестона.

 

    1. По чертежам парового котла составляем таблицу:

 

Таблица 6.1. Конструктивные размеры и характеристики фестона.

 

Наименование величин

Обозначение

Размерность

Ряды фестона

Для всего фестона

1

2

3

4

Наружный диаметр труб

м

0,06

Количество труб в ряду

-

18

18

18

17

71

Длина трубы в ряду

м

4,16

4,182

4,316

4,472

-

Поперечный шаг труб

   1

м

0,3

0,3

0,3

0,3

0,3

Продольный шаг труб

м

-

0,22

0,22

0,22

0,22

Угловой коэффициент фестона

-

-

-

-

-

1

Расположение труб

    

Шахматное

  

Расчётная поверхность нагрева

м2

14,107

14,182

14,636

14,323

66,81

Высота газохода

м

4,108

4,108

4,134

4,238

-

Ширина газохода

м

5,78

5,78

5,78

5,78

-

Площадь живого сечения

м2

19,251

19,228

19,233

19,934

19,593

Относительный поперечный шаг труб

-

5

5

5

5

5

Относительный продольный шаг труб

-

-

3,7

3,7

3,7

3,7

Эффективная толщина излучающего слоя

м

-

-

-

-

1,207

Технические характеристики парогенератора Е-75-40ГМ 📙 Реферат → 🆔 278807

Технические характеристики парогенератора Е-75-40ГМ 📙 Реферат → 🆔 278807

Технические характеристики парогенератора Е-75-40ГМ