3. Материальный баланс процесса горения. Объемы и энтальпии воздуха и продуктов сгорания. Фестон в котле

VI. Поверочный расчёт фестона.

6.1) В котле, разрабатываемом в курсовом проекте, на выходе из топки расположен трёхрядный 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 ф’’ при заданных конструктивных размерах и характеристиках поверхности нагрева, а также известной температуре газов перед фестоном, т.е на выходе из топки.

2. По чертежам парового котла составляют эскиз фестона.

2. По чертежам парового котла составляем таблицу:

Длину трубы в каждом ряду li определяем по осевой линии трубы с учётом её конфигурации от плоскости входа трубы в обмуровку топки или изоляцию барабана до точки перечения оси трубы каждого ряда с плоскостью ската горизонтального газохода. Количество труб в рядуz1 определяют по эскизу, выполнив по всей ширине газохода разводку труб экрана в фестон.

П

Принимаем xф = 1, тем самым увеличиваем конвективную поверхность пароперегревателя

(в пределах 5%), что существенно упрощает расчёт.

По S1ср и S2ср определяем эффективную толщину излучающего слоя фестонаSф

2. Расположение труб в пучке – шахматное, омывание газами – поперечное (угол отклонения потока от нормали не учитываем). Высоту газохода ‘а’ определяют в плоскости, проходящей по осям основного направления каждого ряда труб в границах фестона. Ширина газохода‘b’одинакова для всех рядов фестона, её определяют как расстояние между плоскостями, проходящими через оси труб правого и левого боковых экранов.

3. Площадь живого сечения для прохода газов в каждом ряду:

Fi = aib - z1 liпрd; гдеliпр – длина проекции трубы на плоскость сечения, проходящую через ось труб расчитываемого ряда.

Fср находим как среднее арифметическое между F1 и F3.

6.6) Расчётная поверхность нагрева каждого ряда равна геометрической поверхности всех труб в ряду по наружному диаметру и полной обогреваемой газами длине трубы, измеренной по её оси с учётом конфигурации, т.е гибов в пределах фестона:

Нi = dz1i li; гдеz1i – число труб в ряду;li– длина трубы в ряду по её оси.

Расчётная поверхность нагрева фестона определяют как сумму поверхностей всех рядов:

Нф = Н1 + Н2 + Н3 = 9,966+8,666+5,765 = 24,3977 м;

На правой и левой стене газохода фестона расположена часть боковых экранов, поверхность которых не превышает 5% от поверхности фестона:

Ндоп = Fст·xб =(1,7062 + 1,7062)·0,99 = 3,3782 Нф’ = Нф + Ндоп = 27,776 м;

6.7) Составляем таблицу исходных данных для поверочного теплового расчёта фестона.

8. Ориентировочно принимают температуру газов за фестоном на 301000С ниже, чем перед ним:

Для газов за фестоном находим энтальпию при

и по уравнению теплового баланса определяем тепловосприятие фестона:

8. Уравнение теплопередачи для всех поверхностей нагрева записывают в следующем виде:

где k- коэффициент теплопередачи,t - температурный напор,

Н - расчётная поверхность нагрева.

6.9.1) При сжигании мазута коэффициент теплопередачи определяют по формуле:

Где к- коэффициент теплоотдачи конвекцией;л- коэффициент теплоотдачи излучением газового объёма в трубном пучке;- коэффициент тепловой эффективности поверхности;= 1.

6.9.2) Для определения к(коэффициента теплоотдачи конвекцией от газов к стенке труб) рассчитаем среднюю скорость газового потока:

 для фестона при скорости газов 8,903 м/с равен 0,6.

Для нахождения кпо номограммам определяемн=59 ккал/м2чоС и добавочные коэффициенты: Сz=0,88; Сф=0,85; Сs=1к = нСzСфСs = 590,880,851 = 44,13 ккал/м2чоС;

3. Для нахождениялиспользуем номограммы и степень черноты продуктов горения‘a’:

Для незапылённой поверхности kpS = kгrnSp, гдер = 1кгс/см2;rn=0,2474;

рnS = rnS = 0,24742,03 = 0,5022

По номограмме находим kг= 0,66

По номограмме находимСг=0,96;н=170 ккал/м2чоС;л = наСг =1700,28190,96=46 ккал/м2чоС

6.9.4)

Находим температурный напор:

6.10) Если тепловосприятия фестона по уравнениям теплового баланса и теплопередачи отличаются менее чем на 5%, то температура за фестоном задана правильно:

т.о. поверочный расчёт выполнен.

studfiles.net

6. Поверочный расчет фестона.

6.1.) В котле, разрабатываемом в курсовом проекте, на выходе из топки расположен трехрядный испарительный пучок, образованный трубами заднего 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 ф’’ при заданных конструктивных размерах и характеристиках поверхности нагрева, а также известной температуре газов перед фестоном, т.е на выходе из топки т’’.

6.2) По чертежам парового котла составляют эскиз фестона (рис. 7).

По чертежам и эскизу фестона парового котла составляем таблицу:

Конструктивные размеры и характеристики фестона.

Таблица 6.1.

Принимаем Хф= 1, тем самым увеличиваем конвективную поверхность пароперегревателя (в пределах 5%), что существенно упрощает расчёт.

По S1сри S2сропределяем эффективную толщину излучающего слоя фестона Sф:

м

6.4) Расположение труб в пучке – шахматное, омывание газами – поперечное (угол отклонения потока от нормали не учитываем). Высоту газохода “а” определяют в плоскости, проходящей по осям основного направления каждого ряда труб в границах фестона. Ширина газохода “b” одинакова для всех рядов фестона, её определяют как расстояние между плоскостями, проходящими через оси труб правого и левого боковых экранов.

6.5) Площадь живого сечения для прохода газов в каждом ряду:

Fi = aib - Z1 liпрd;

Fвх=F1= a1b - Z1(1) l1пр d =4,44,4-164,3750,06=15,16 м2;

F2== a2b - Z1(2) l1пр d=4,25·4,4-16·4,3250,06=14,548 м2;

Fвых=F3= a3b - Z1(3) l3пр d=4,074,4 - 16 4,40,06=13,684 м2

где liпр– длина проекции трубы на плоскость сечения, проходящую через ось труб рассчитываемого ряда.

Fсрнаходим как среднее арифметическое между F1и F3:

Fср=(Fвх +Fвых)/2=(15,16+ 13,684)/2=14,422 м2

6.6) Расчётная поверхность нагрева каждого ряда равна геометрической поверхности всех труб в ряду по наружному диаметру и полной обогреваемой газами длине трубы, измеренной по её оси с учётом конфигурации, т.е гибов в пределах фестона:

Нi=dZ1ili;

где Z1i– число труб в ряду; li– длина трубы в ряду по её оси.

Н1=dZ1(1)l1=0,06164,375=13,195 м2;

Н2=dZ1(2)l2=0,06164,325=13,044 м2;

Н3=dZ1(3)l3=0,06164,4=13,270 м2.

Расчётная поверхность нагрева фестона определяют как сумму поверхностей всех рядов:

Нi= Н1+ Н2+ Н3= 13,195+13,044+13,270 = 39,509 м;

На правой и левой стене газохода фестона расположена часть боковых экранов, поверхность которых превышает 5% от поверхности фестона, и поэтому дополнительную поверхность экрана в области фестона суммируют с поверхностью экранов:

H’ф =Hф+Ндоп = 39,509+2,25=41,759 м2;

6.7) Составляем таблицу исходных данных для поверочного теплового расчёта фестона.

6.8) Ориентировочно принимают температуру газов за фестоном на 301000С ниже, чем перед ним. Примем ниже на 600С:

ф”=ф’-60=1091,4 – 60=1031,4C

Таблица 6.2.

Jф’’=4453,67 ккал/м3и по уравнению теплового баланса определяем тепловосприятие фестона:

6.9)Уравнение теплопередачи для всех поверхностей нагрева записывают в следующем виде:

Где k—коэффициент теплопередачи,t—температурный напор,

Н—расчётная поверхность нагрева.

При сжигании газа и мазута коэффициент теплопередачи определяют по формуле:

где к — коэффициент теплоотдачи конвекцией;л — коэффициент теплоотдачи излучением газового объёма в трубном пучке;- коэффициент использования поверхности нагрева, учитывающий уменьшение ее тепловосприятия за счет неравномерного омывания поверхности газами, образования застойных зон и частичного перетекания газов мимо поверхности..

Для поперечно омываемых трубных пучков принимают = 1;

Для определения к—коэффициента теплоотдачи конвекцией от газов к стенке труб рассчитаем среднюю скорость газового потока:

.

где υ– средняя температура газов по фестону:

υ=(υф’+υф”)/2=(1091,404+1031,14)2=1061 оС

Для нахождения кпо номограмме 13 определяемн=31 ккал/м2чоС и добавочные коэффициенты: Сz=0,89; Сф=1,01; Сs≈1;

к =нСzСфСs= 31∙0,89∙1,01∙1 = 27,8659 ккал/м2чоС.

Для нахождения лиспользуем номограмму 19 и степень черноты продуктов горенияa:

р = 1кгс/ см2; rn=0,2714; Sф=0,955274; =0,1842

По номограмме находим kг= 0,5;

Для не запылённой поверхности:

kpS= (kгrn)Sp=(0,50,2714)0,955274=0,129631

Температуру загрязненной стенки для всех поверхностей нагева при сжигании газового топлива принимают: tз=t+25. Тогда, для фестонаtз=255+25=280 оС

По номограмме 19 находим н=155 ккал/м2чоС; Сг=0,975;

 л =наСг=1550,12160,975 =18,3768 ккал/м2чоС;

Коэффициент теплопередачи к:

Находим температурный напор ∆tи тепловосприятии фестона по уравнению теплопередачиQт:

6.10) Если тепловосприятия фестона по уравнениям теплового баланса и теплопередачи отличаются менее чем на 5%, то температура за фестоном задана правильно:

Полученное расхождение не допустимо. Задаемся новой температурой на выходе из фестона:

ф”=ф’-100=1091,4 – 100=991,4C

Тогда Jф’’=4262, 7 ккал/м3

Считаем температуру за фестоном ф’’=991,4Cокончательной;

Jф’’=4262,7 ккал/ м3.

studfiles.net

VI. Поверочный расчёт фестона.

6.1. В котле, разрабатываемом в курсовом проекте, на выходе из топки расположен трехрядный 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 при заданных конструктивных размерах и характеристиках поверхности нагрева, а также известной температуре газов перед фестоном, т.е на выходе из топки.

2. По чертежам парового котла составляем эскиз фестона (рис.8).

2. По чертежам парового котла составляем таблицу 6.

Таблица 6. Конструктивные размеры и характеристики фестона.

Длину трубы в каждом ряду Liопределяем по осевой линии трубы с учётом её конфигурации от плоскости входа трубы в обмуровку топки или изоляцию барабана до точки перечения оси трубы каждого ряда с плоскостью ската горизонтального газохода. Количество труб в рядуZ1определяем по эскизу, выполнив по всей ширине газохода разводку труб экрана в фестон.

Поперечный шаг S1равен утроённому шагу заднего экрана топки, так как этот экран образует соответственно три ряда фестона. Поперечные шаги для всех рядов и всего фестона одинаковы. Продольные шагиS2срв целом определяем как среднее арифметическое значение, т.к поверхности нагрева рядов близки между собой.

Принимаем Хф= 1, тем самым увеличиваем конвективную поверхность пароперегревателя (в пределах 5%), что существенно упрощает расчёт.

ПоS1сриS2сропределяем эффективную толщину излучающего слоя фестонаSф

2. Расположение труб в пучке – шахматное, омывание газами – поперечное (угол отклонения потока от нормали не учитываем). Высоту газохода ‘а’ определяем в плоскости, проходящей по осям основного направления каждого ряда труб в границах фестона. Ширина газохода ‘b’ одинакова для всех рядов фестона, её определяем как расстояние между плоскостями, проходящими через оси труб правого и левого боковых экранов.

3. Площадь живого сечения для прохода газов в каждом ряду:

Fi=aib-Z1liпрd; гдеliпр– длина проекции трубы на плоскость сечения, проходящую через ось труб расчитываемого ряда.

Fсрнаходим как среднее арифметическое междуF1иF4.

6.6. Расчётная поверхность нагрева каждого ряда равна геометрической поверхности всех труб в ряду по наружному диаметру и полной обогреваемой газами длине трубы, измеренной по её оси с учётом конфигурации, т.е. гибов в пределах фестона:

Нi=dZ1ili; гдеZ1i– число труб в ряду;li– длина трубы в ряду по её оси.

Расчётная поверхность нагрева фестона определяют как сумму поверхностей всех рядов:

Нф= Н1+ Н2+ Н3= 13,04+13,04+13,19 = 39,27 м2;

На правой и левой стене газохода фестона расположена часть боковых экранов, поверхность которых не превышает 5% от поверхности фестона:

Ндоп=Fст*xб=4,5125*0,91=4,11 м2НфI= Нф+ Ндоп= 39,27+4,11 = 43,38 м;

7. Составляем таблицу исходных данных для поверочного теплового расчёта фестона (таблица 7)

Таблица 7.Исходные данные для поверочного теплового расчета фестона.

7. Ориентировачно принимают температуру газов за фестоном на 301000С ниже, чем перед ним:

Энтальпия газов за фестоном

По уравнению теплового баланса определяем тепловосприятие фестона:

7. Уравнение теплопередачи для всех поверхностей нагрева записывают в следующем виде:

где k—коэффициент теплопередачи,

t—температурный напор,

Н—расчётная поверхность нагрева.

При сжигании мазута коэффициент теплопередачи определяем по формуле:

где к - коэффициент теплоотдачи конвекцией;л - коэффициент теплоотдачи излучением газового объёма в трубном пучке;- коэффициент тепловой эффективности поверхности;= 1;

Для определенияк- коэффициента теплоотдачи конвекцией от газов к стенке труб рассчитаем среднюю скорость газового потока:

 для фестона при скорости газов 2,76 м/с равен 0,65;

Для нахождения кпо номограммам определяемн=29,66 ккал/м2чоС и добавочные коэффициенты: Сz=0,9; Сф=0,96; Сs=0,95;к =нСzСфСs= 29,660,90,960,95 = 24,34 ккал/м2чоС;

Для нахождениялиспользуем номограммы и степень черноты продуктов горения ‘a’:

Для незапылённой поверхности kpS=kгrnSp, где р = 1кгс/ см2;rn=0,2463;

рnS=rnS= 0,24630,954 = 0,20032;

По номограмме находим kг= 1,1

По номограмме находим Сг=0,988;н=155,56 ккал/м2чоС;л =наСг =155,560,22780,988=35,01 ккал/м2чоС;

Находим температурный напор:

Если тепловосприятия фестона по уравнениям теплового баланса и теплопередачи отличаются менее чем на 5%, то температура за фестоном задана правильно:

т.о. поверочный расчёт фестона выполнен.

studfiles.net

Общая схема котельной установки с естественной циркуляцией, работающей на пылевидном твердом топливе

Общая схема котельной установки с естественной циркуляцией, работающей на твердом топливе, представлена на рис. 1.

Газовый тракт. Угольная пыль из системы пылеприготовления 1 через горелку 2 поступает в топочную камеру 3, сгорает во взвешенном состоянии, образуя факел, температура которого составляет 1600-2200 °С (в зависимости от вида сжигаемого топлива). Шлак, образующийся в процессе горения топлива, через так называемую холодную воронку 4 поступает в специальный бункер, оттуда водой смывается в шлакопроводы, а затем багерными насосами шлак направляется на золоотвал. От факела тепло излучением передается топочным экранам, при этом дымовые газы охлаждаются и температура их на выходе из топки составляет 900-1100 °С. Проходя последовательно через поверхности нагрева (фестон 27, пароперегреватель 29, расположенный в горизон-тальном газоходе 5, водяные экономайзеры 20, 21 и воздухоподогреватели 14, 15, расположенные в конвективной шахте 6), дымовые газы отдают свое тепло рабочему телу (пар, вода, воздух) и охлаждаются до температуры 120-170 °С за первой ступенью воздухоподогревателя. Затем дымовые газы по газоходу 7 поступают в золоуловитель 8, где происходит улавливание золовых частиц из потока дымовых газов. Зола, уловленная из дымовых газов в золоуловителе воздухом или водой, транспортируется на золоотвал. Очищенные от золы дымовые газы дымососом 9 направляются в дымовую трубу 10. С помощью дымовой трубы происходит рассеивание вредных пылегазовых выбросов в атмосфере.

Воздушный тракт. Холодный воздух из верхней части помещения котельного цеха с температурой 20-30 °С забирается вентилятором 12 через воздухозаборную шахту 11 и направляется в воздухоподогреватель 1-й ступени 14. В некоторых случаях холодный воздух может подогреваться до температуры 50-90 °С. При этом подогрев воздуха до 50 °С осуществляется за счет рециркуляции части горячего воздуха во всасывающий патрубок вентилятора, а до температуры 85-90 °С - в паровом или водяном калорифере 13. Проходя последовательно 1-ю и 2-ю ступени воздухоподогревателя (14, 15), воздух нагревается до температуры 300-350 °С. После воздухоподогревателя 2-й ступени воздух поступает в воздухопровод горячего воздуха 16 и часть его (первичный воздух) по воздухопроводу 17 направляется на мельницу для сушки и транспортировки угольной пыли. Другая часть (вторичный воздух) по воздухопроводу 18 направляется к пылеугольным горелкам.

Рис.1. Общая схема котельной установки с естественной циркуляцией,

работающей на твердом топливе:

топливный тракт:

1 – система пылеприготовления; 2 – пылеугольная горелка;

газовый тракт:

3 – топочная камера; 4 – холодная воронка; 5 – горизонтальный газоход; 6 – конвективная шахта; 7 – газоход; 8 – золоуловитель; 9 – дымосос; 10 – дымовая труба;

воздушный тракт:

11 – воздухозаборная шахта; 12 – вентилятор; 13 – калорифер; 14 – воздухоподогреватель 1-й ступени; 15 – воздухоподогреватель 2-й ступени; 16 – воздуховоды горячего воздуха; 17 – первичный воздух; 18 – вторичный воздух;

пароводяной тракт:

19 – подвод питательной воды; 20 – водяной экономайзер 1-й ступени; 21 – водяной экономайзер 2-й ступени; 22 – трубопровод питательной воды; 23 – барабан; 24 – опускные трубы; 25 – нижние коллекторы; 26 – экранные (подъемные) трубы; 27 – фестон; 28 – паропровод сухого насыщенного пара; 29 – пароперегреватель; 30 – пароохладитель; 31 – главная паровая задвижка (ГПЗ)

Вторичный воздух служит для регулирования топочного процесса с целью поддержания оптимального режима горения в топке. Количество первичного и вторичного воздуха определяется характеристиками топлива.

Пароводяной тракт. Питательная вода после предварительной подготовки (умягчение, деаэрация) питательным насосом подается в коллектор экономайзера 1-й ступени. Температура ее после регенеративного подогревателя 145-220 °С. Если для регулирования температуры пара установлен поверхностный пароохладитель 30, то часть воды предварительно направляется туда, чтобы обеспечить регулирование температуры перегретого пара. Проходя последовательно 1-ю и 2-ю ступени водяного экономайзера 20, 21, вода нагревается либо до температуры кипения (tпв = tкип) – экономайзер кипящего типа, либо до температуры ниже температуры кипения (tпв < tкип) – экономайзер некипящего типа. Затем по трубопроводу 22 питательная вода подается в барабан котла 23, откуда по опускным трубам 24 вода поступает в нижние коллекторы 25 фронтового, заднего и боковых экранов топочной камеры, а из них в экранные (подъемные) трубы. За счет тепловосприятия экранами лучистого тепла от факела вода в них сначала нагревается до температуры кипения, так как в опускных трубах температура ее несколько ниже, а затем образуется пароводяная смесь, которая поступает в барабан 23. Такое движение воды называется естественной циркуляцией и происходит за счет разности плотностей воды в опускных трубах и пароводяной смеси в экранных (подъемных) трубах.

В барабане котла происходит разделение пароводяной смеси на пар и воду. В паровом пространстве барабана установлены сепарационные устройства, с помощью которых происходит улавливание капелек влаги из потока пара. Полученный в барабане сухой насыщенный пар по паропроводу 28 поступает в пароперегреватель 29, сначала в его противоточную часть, затем в прямоточную, где пар перегревается до заданной температуры. Между противоточной и прямоточной частью пароперегревателя устанавливается пароохладитель 30, который служит для регулирования температуры пара. Пар с заданными параметрами через главную паровую задвижку 31 поступает в паропровод и далее – к потребителю (паровые турбины, технологические потребители).

Котел с внешней стороны имеет наружное ограждение – обмуровку, которая включает в себя обшивку из стального листа 3-4 мм со стороны помещения котельной, вспомогательный каркас, и собственно огнеупорную обмуровку – тепловую изоляцию толщиной 50-200 мм. Основное назначение обмуровки и обшивки заключается в уменьшении тепловых потерь в окружающую среду и обеспечении газовой плотности.

Каждый паровой котел снабжается гарнитурой и арматурой. К гарнитуре относятся все приспособления и устройства - лючки, лазы, шиберы, обдувочные устройства и т. п.; к арматуре - все приборы и устройства, связанные с измерением параметров и регулированием рабочего тела (манометры, водоуказатели, задвижки, вентили, предохранительные и обратные клапаны и др.), обеспечивающие возможность и безопасность обслуживания агрегата.

Конструкции котла опираются на несущий стальной каркас, основными элементами которого являются стальные балки и колонны.

studfiles.net

3. Материальный баланс процесса горения. Объемы и энтальпии воздуха и продуктов сгорания

Материальный баланс процесса горения устанавливает математическую связь между веществами, вступившими в реакцию (топливо и окислитель), и конечными продуктами (продукты сгорания).

Материальный баланс составляется на один килограмм твердого или жидкого топлива или на один кубометр газа.

Горючие составляющие топлива вступают в химическую реакцию с кислородом в определенном количественном соотношении, определяемым законом Дальтона.

Реакции полного горения:

С + О2 = СО2 ;

S + О2 = SО2 ;

2Н2 + О2 = 2Н2О .

Расход кислорода и количество образующихся продуктов сгорания определяются из стехиометрических соотношений реакций горения. Суммируя затраты кислорода на сжигание горючих составляющих на 1 кг топлива и учитывая кислород, содержащийся в топливе, получают теоретически необходимое количество кислорода для сжигания 1 кг (1 м3) топлива. Учитывая, что содержание кислорода в воздухе 21 % по объему, теоретически необходимое количество воздуха для горения Vо составляет:

- для твердого и жидкого топлива:

, м3/кг ;

- для газа:

, м3/м3.

Минимальный объем дымовых газов при полном сгорании 1 кг (1 м3) топлива с теоретически необходимым количеством воздуха (α=1) находят по формулам:

- объем сухих трехатомных газов:

для твердого и жидкого топлива:

, м3/кг ;

для газа:

, м3/м3 ;

- объем азота:

для твердого и жидкого топлива:

, м3/кг ;

для газа:

, м3/м3 ;

- объем водяных паров:

для твердого и жидкого топлива:

, м3/кг .

При наличии парового дутья или парового распыливания мазута с расходом пара Gф, кг/кг, к величине добавляется величина 1,24Gф

для газа:

, м3/м3 ,

где dr.тл - влагосодержание газообразного топлива, отнесенное к 1 м3 сухого газа, принимается равным 10г/м3.

Полный объем дымовых газов

, м3/кг (м3/м3) .

В процессе горения по мере расходования топлива и кислорода и уменьшения действующих концентраций выгорание замедляется. В камерах сгорания котлов условия реагирования ухудшаются из-за несовершенства аэродинамики топочных устройств и, как следствие, недостаточно полного смешения вступающих в процесс горения больших масс топлива и воздуха. Поэтому воздуха для горения подается больше его теоретически необходимого количества.

Отношение количества воздуха, действительно поступающего в топку Vв , к теоретически необходимому его количеству называется коэффициентом избытка воздуха

.

Коэффициент избытка воздуха в топке должен обеспечить практически полное сгорание топлива, он выбирается в зависимости от типа топочного устройства и вида сжигаемого топлива. Избыток воздухавключает в себя коэффициент избытка воздуха, подаваемого в горелку, и присосы холодного воздуха извне при работе топки под разрежением. Под присосами воздуха понимают ту часть балластного воздуха, которая поступает в газоходы котла, находящиеся обычно под разряжением, через неплотности в обмуровке.

Избыток воздуха за каждой поверхностью нагрева после топочной камеры i получают прибавлением к тсоответствующих присосов воздуха в отдельных поверхностях нагрева

.

Действительные объемы продуктов сгорания определяются по среднему значению коэффициента избытка воздуха ср в поверхностях нагрева, равному полусумме значений на входе и выходе из нее, м3/кг или м3/м3 .

Действительный объем водяных паров

.

Полный объем газов

.

Безразмерная концентрация золовых частиц в потоке дымовых газов определяется по формуле

,

где аун - доля золы, уносимая потоками газов, зависит от вида топки и способа сжигания:

для камерных топок с твердым шлакоудалением аун= 0,95;

при жидком шлакоудалении аун= 0,5- 0,7;

при слоевом сжигании аун= 0,15- 0,2;

в циклонных топках аун= 0,1- 0,15.

Gг - масса дымовых газов на килограмм топлива, при сжигании твердого топлива и мазута составляет

, кг/кг .

Объемные доли трехатомных газов и водяных паров, равные парциальным давлениям газов

;;.

Расчет энтальпий воздуха и продуктов сгорания. Для всех видов топлив энтальпии теоретических объемов воздуха и продуктов сгорания (кДж/кг или кДж/м3) при коэффициенте избытка воздуха α=1

;

.

Энтальпия продуктов сгорания при избытке воздуха  > 1 равна

.

В приведенных формулах: (с)в , ,,– энтальпии 1 м3 при постоянном давлении соответственно воздуха, трехатомных газов, водяных паров и азота.

Энтальпия золы рассчитывается по формуле

,

где (с )зл – энтальпия 1 кг золы, кДж/кг.

Энтальпия золы невелика по сравнению с другими составляющими и учитывается, когда приведенный унос летучей золы с потоком газов значителен aун> 1,4 (% ·кг)/МДж, где- приведенная зольность топлива.

=, ( % ∙кг)/МДж .

studfiles.net

5. Поверочный расчет фестона

studfiles.net

Введение

В данной работе рассматривается парогенерирующая установка с котлоагрегатом БКЗ-220-100-4С и конденсационная турбина К-200-130.

Выпускная квалификационная работа состоит из двух частей.

В первой части производим тепловой расчёт парогенерирующей установки с котлоагрегатом БКЗ-220-100-4С(на твердом топливе – Уголь – Черновского месторождения). Определяем количество воздуха необходимого для горения, состав и количество; присосы воздуха по участкам; объёмы и энтальпии воздуха и продуктов сгорания; тепловой баланс котельного агрегата; конструктивный и поверочный расчёт теплообмена в топке, в конвективном газоходе.

Во второй части работы проводим тепловой расчёт паровой турбины

К-200-130 с номинальной мощностью 250 МВт. Строим процесс расширения пара в турбине в h-s диаграмме, расчёт регенеративной схемы паротурбинного агрегата, предварительный расчёт турбоагрегата, детальный тепловой расчёт четырех турбинных ступеней (ст.7, ст.8, ст.9, ст.10), расчёт на прочность деталей 7 ступени турбины.

1 Котельные установки

1.1 Описание котла. Схема компоновки поверхности нагрева

Описание и технические характеристики котла БКЗ – 220 – 100-4C.

Котельный агрегат бкз – 220 – 100 -4c обозначение по госТу е – 220/100 Барнаульского котельного завода.

Компоновка котла выполнена по П – образной схеме. Топка расположена в первом восходящем газоходе. Во втором нисходящем газоходе расположены водяной экономайзер и воздухоподогреватель, которые расположены в рассечку. Пароперегреватель расположен в верхнем горизонтальном газоходе.

Топочная камера.

Котел запроектирован для сжигания твердого топлива в пылевидном состоянии. Топочная камера снабжена четырьмя двойными пылеугольными щелевыми горелками, расположенными по углам топочной камеры и направленными по касательной к окружности диаметром 1330 мм.

На фронтовой стенке топки установлены две муфельные горелки. Топочная камера имеет в плане размеры: по осям труб 6656 х 9536 мм, объем топки – 1043 м3. Топочная камера полностью экранирована трубами 60 х 4 мм из стали 20, шаг между трубами 64 мм. Экраны топочной камеры разделены на 14 самостоятельных циркуляционных контуров. На фронте и сзади котла по четыре блока, сбоку по три блока. Экранные трубы входят в верхние и нижние коллекторы  273 х 26 мм, камеры по воде и по пару соединяются с барабаном трубами  133 х 8 мм из стали 20.

В верхней части топки 27 труб каждого блока заднего экрана отогнуты внутрь топочной камеры, образуя «порог», предназначенный для улучшения аэродинамики газового потока и частичного затенения ширм. Десять труб каждого блока заднего экрана проходят прямо в коллектор, эти трубы находятся в необогреваемой зоне. Угол наклона «порога» к горизонтам 500, Из коллекторов (4 шт,) пароводяная смесь заднего экрана по 12 трубам  133 х 8 мм,, образующим фестон, направляется в барабан котла. В нижней части топочной камеры трубы заднего и фронтового экрана образуют холодную воронку, В топочной камере установлены растопочные мазутные форсунки.

На котле установлен радиационно – конвективный пароперегреватель. Радиационная часть пароперегревателя выполнена в виде ширмовых поверхностей, расположенных в топке, и труб потолочного пароперегревателя. Конвективные поверхности пароперегревателя расположены в горизонтальном газоходе котла.

studfiles.net

Смотрите также

• 
  Электродный котел водогрейный
• 
  Гидролизный котел отопления
• 
  Котел отопительный тайга
• 
  Твердотопливный паровой котел
• 
  Водогрейный котел электродный
• 
  Котел стс 950
• 
  Дровяной котел самодельный
• 
  Стс котел 950
• 
  Добрыня 24 котел
• 
  Добрыня 24 котел
• 
  Энергия 3 котел