Тепловой расчёт промышленного парогенератора ГМ-50-1 (стр. 1 из 9). Гм 50 1 котел

Поверочно-конструкторский расчёт парового котла ГМ-50-1

Министерство образования и науки РФ

Федеральное агентство по образованию

НГТУ

Кафедра ТЭС

Курсовой проект

на тему:

Поверочно-конструкторский расчёт            парового котла ГМ-50-1

Факультет: Энергетики

Группа: ТЭ-32

Преподаватель: Баранов В.Н.

Студент: Кошкаров А.С.

Отметка о защите:

Новосибирск 2006 г.

Содержание:

Введение                                                                                                                    3

Краткое описание парового котла ГМ-50                                                              4

   Глава I. Определение коэффициента полезного действия парового

 котла ГМ-50                                                                                                              5

1.1.Составление расчетно-технологической схемы трактов парового котла.

Выбор коэффициентов избытка воздуха                                                                5

1.2. Топливо и продукты горения                                                                            6

1.3.Расчет энтальпии по газоходам котла.                                                            7

1.4.Тепловой баланс парового котла. Определение расчётного

 расхода топлива                                                                                                       8

   Глава 2. Поверочный тепловой расчёт топочной камеры и фестона парового котла ГМ-50                                                                                                              10

2.1Выбор схемы топливосжигания.                                                                       10

2.2Поверочный тепловой расчёт.                                                                            10

2.3. Расчет теплообмена в топке.                                                                            14

2.4.Поверочный расчет фестона                                                                              18

   Глава 3. Поверочно - конструкторский расчет пароперегревателя и хвостовых поверхностей нагрева парового котла ГМ – 50.                                                            25

3.1. Определение тепловосприятия пароперегревателя и сведение теплового

баланса парового котла.                                                                                           25

3.2. Поверчно-конструкторский расчет пароперегревателя.                     27

3.3. Поверочно-конструкторский расчет хвостовых поверхностей нагрева.

Расчет водяного экономайзера.                                                                              33

3.4. Расчет воздушного подогревателя                                                                  40

   Глава 4. Пуск и останов котла                                                                              44

Список литературы                                                                                                  46

Введение

Целью конструкторского расчета является выбор рациональной компоновки парового котла, определение размеров топки и всех поверхностей нагрева. В результате получаем данные, необходимые для:

s  расчета на прочность;

s  выбора материала поверхностей нагрева;

s  выполнения гидравлического и аэродинамического расчетов;

s  выбора вспомогательного оборудования.

Поверочный расчет выполняют для существующей конструкции парового котла. Целью поверочного расчета является определение параметров рабочих сред: воды, пара, воздуха и продуктов сгорания, - на границах поверхностей нагрева при заданных конструктивных карактеристиках поверхностей.

В данном курсовом проекте выполняется поверочно-конструкторский расчет парового котла ГМ-50-1, включающий поверочный расчет топки и фестона, поверочно - конструкторский расчет пароперегревателя, экономайзера, воздухоподогревателя. Выполняются расчеты по топливу, воздуху, продуктам сгорания, тепловому балансу.

Газомазутный паровой котел ГМ-50-1 паропроизводительностью 50т/ч (D = 50т/ч, t =  = 4500С, Рк = 44кг/см2) имеет П-образную компановку поверхностей нагрева. Все стены топки экранированы трубами О60х3мм с естественной циркуляцией рабочей среды в них. обмуровка топочной камеры состоит из двух слоев: внутренний огнеупорный выполнен из шахматного кирпича, внешний тоже из кирпича.

Пароводяная смесь из экранов топки (кроме секций бокового экрана) поступает в барабан. Барабан выполнен из стали 16ГНМА внутренним диаметром 1500мм, толщиной стенки 100мм и установлен на роликовых опорах, обеспечивающих его тепловое удлинение в обе стороны. В котле учтена возможность периодического ухудшения качества питательной воды и организована система двухступенчатого испарения с использованием выносных циклонов на боковых стенах топки.

vunivere.ru

Тепловой расчёт промышленного парогенератора ГМ-50-1

Пояснительная записка к курсовому проекту

по курсу “Котельные установки промышленных предприятий”

Тема: Тепловой расчёт промышленного парогенератора ГМ-50-1

РЕФЕРАТ

Пояснительная записка к курсовому проекту: 46 с., 5 рис., 23 табл.Графическая часть содержит 1 лист формата А0 и А1.

Объектом исследования является парогенератор К-50-40-1. Тепловой расчет парового котла может быть конструктивным и поверочным. Задача конструктивного теплового расчета котла заключается в выборе компоновки поверхностей нагрева в газоходах котла, определении размеров радиационных и конвективных поверхностей нагрева, обеспечивающих номинальную паропроизводительность котла при заданных номинальных параметрах пара, надежность и экономичность его работы. При этом обеспечение надежности работы поверхностей нагрева предполагает получение расчетных тепловых характеристик, исключающих увеличение максимальной температуры стенки сверх допустимого значения по условиям прочности, а на экономичность работы котла определяющее влияние оказывают температура уходящих газов и присосы холодного воздуха в газовый тракт.

Выполнение конструктивного теплового расчета производится на основании исходных данных: тип парового котла (барабанный или прямоточный, его заводская маркировка), номинальную паропроизводительность и параметры перегретого пара, месторождение и марку энергетического топлива, способ сжигания твердого топлива (с твердым или жидким удалением шлаков), температуру питательной воды, поступающей в котел после регенеративного подогрева. Кроме указанных могут быть заданы и другие характеристики, например непрерывная продувка, доля рециркуляции газов в топку, работа котла под наддувом или при разряжении в газовом тракте и др.

Задание не поверочный расчет включает в себя практически те же исходные данные, что и при конструктивном расчете, и дополнительно – конструктивные данные поверхностей котла. Поэтому расчету предшествует определение по чертежам геометрических характеристик поверхностей (диаметров и шагов труб, числа рядов труб, размеров проходных сечений для газов и рабочей среды, габаритных размеров газоходов и поверхностей нагрева и т.д.).

При поверочном расчете котла, так же как при конструктивном, вначале определяют объемы и энтальпии воздуха и продуктов сгорания, КПД и расход топлива, а затем выполняют расчет теплообмена в топочной камере и других поверхностях в последовательности, соответствующей их расположению по ходу газов.

КОТЕЛ, ПАР, ТОПЛИВО, ТЕПЛОТА, КПД, ПАРОПЕРЕГРЕВАТЕЛЬ, ЭКОНОМАЙЗЕР, ВОЗДУХОПОДОГРЕВАТЕЛЬ.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Общее описание котлоагрегата и вспомогательного оборудования

2. Расчет топлива

2.1 Характеристики топлива

2.2 Теплота сгорания смеси топлив.

2.3 Объёмы воздуха и продуктов сгорания

2.4 Энтальпии воздуха и продуктов сгорания.

3. Расчет теплового баланса парогенератора и расход топлива

4. Расчет теплообмена в топке

5. Расчет фестона

6. Расчет пароперегревателя

7. Расчет хвостовых поверхностей нагрева

8. Расчет невязки теплового баланса парогенератора

Выводы

Список литературы

ВВЕДЕНИЕ

Паровой котел – это основной агрегат тепловой электростанции (ТЭС). Рабочим телом в нем для получения пара является вода, а теплоносителем служат продукты горения различных органических топлив. Необходимая тепловая мощность парового котла определяется его паропроизводительностью при обеспечении установленных температуры и рабочего давления перегретого пара. При этом в топке котла сжигается расчетное количество топлива.

Номинальной паропроизводительностью называется наибольшая производительность по пару, которую котел должен обеспечить в длительной эксплуатации при номинальных параметрах пара и питательной воды с допускаемыми по ГОСТ отклонениями от этих величин.

Номинальное давление пара – наибольшее давление пара, которое должно обеспечиваться непосредственно за пароперегревателем котла.

Номинальные температуры пара высокого давления (свежего пара) и пара промежуточного перегрева (вторично-перегретого пара) – температуры пара, которые должны обеспечиваться непосредственно за пароперегревателем с допускаемыми по ГОСТ отклонениями при поддержании номинальных давлений пара, температуры питательной воды и паропроизводительности.

Номинальная температура питательной воды – температура воды перед входом в экономайзер, принятая при проектировании котла для обеспечения номинальной паропроизводительности.

При изменении нагрузки котла номинальные температуры пара (свежего и вторично перегретого) и, как правило, давление должны сохраняться (в заданном диапазоне нагрузок), а остальные параметры будут изменяться.

Оборудование котельной установки условно разделяют на основное (собственно котел) и вспомогательное. Вспомогательными называют оборудование и устройства для подачи топлива, питательной воды и воздуха, для удаления продуктов сгорания, очистки дымовых газов, удаления золы и шлака, паропроводы, водопроводы и др.

Современный котел оснащается системами автоматизации, обеспечивающими надежность и безопасность его работы, рациональное использование топлива, поддержание требуемой производительности и параметров пара, повышение производительности труда персонала и улучшение условий его работы, защиту окружающей среды от вредных выбросов.

1. Общее описание котлоагрегата и вспомогательного оборудования

Парогенератор ГМ-50-1.

Топочная камера обьемом 144 м

На боковых стенах топочной камеры размещены по три основные газомазутные горелки, с фронта – две дополнительные. В барабане находится чистый отсек первой ступени испарения с внутрибарабанными циклонами. Вторая ступень вынесена в выносные циклоны Ш 377 мм.

Пароперегреватель – конвективный, горизонтального типа, змеевиковый, двухступенчатый, с шахматным расположением труб Æ 32´3 мм и поперечным шагом 75 мм.

Экономайзер – стальной, гладкотрубный, змеевиковый, кипящего типа, двухблочный, с шахматным расположением труб Æ 28´3 мм. Продольный шаг – 50 мм, поперечный – 70 мм.

Воздухоподогреватель - стальной, трубчатый, одноступенчатый, трехходовый, с шахматным расположением труб 40´1,5мм. Поперечный шаг труб - 60 мм, продольный – 42 мм.

Технические и основные конструктивные характеристики парогенератора приведены в аннотации.

Исходные данные представлены в таблице 1и 1.1

Таблица 1. Исходные данные.

Таблица 1.1

2. Расчёт топлива

2.1 Характеристики топлива

Расчётные характеристики для заданных видов топлива предоставлены в таблицах 2.1 и 2.2

Таблица 2.1 Характеристики твёрдого топлива.

Таблица 2.2 Характеристики газа.

2.2 Теплота сгорания смеси топлив

При сжигании смеси жидкого и газообразного топлив расчёт с целью упрощения условно ведется на 1 кг жидкого топлива с учётом количества газа (м3 ), приходящегося на 1 кг жидкого топлива. Поскольку доля жидкого топлива в смеси задана по теплу, то теплота сгорания жидкого топлива и является этой долей.

Следовательно, удельная теплота сгорания смеси определиться как

где

Количество теплоты, вносимое в топку с газом:

Тогда расход газа (в м3 ) на 1 кг твёрдого топлива будет равен:

где

Проверка:

2.3 Объёмы воздуха и продуктов сгорания

Необходимое для полного сгорания топлива количество кислорода, объёмы и массовые количества продуктов сгорания определяются из нижеследующих стехиометрических уравнений:

mirznanii.com

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ - Тепловой расчёт промышленного парогенератора ГМ-50-1

n1.docx

Кафедра " Промышленная

теплоэнергетика"

КУРСОВАЯ РАБОТАпо дисциплине «Котельные установки промышленных предприятий»на тему "Тепловой расчёт промышленного парогенератора ГМ-50-1"

Выполнил Проверил

Донецк 2012

Реферат.

Пояснительная записка к курсовому проекту: 40 с., 8 рис., 15 табл.Графическая часть содержит 2 листа формата А1.

Объектом исследования является парогенератор К-50-40-1. Тепловой расчет парового котла может быть конструктивным и поверочным. Задача конструктивного теплового расчета котла заключается в выборе компоновки поверхностей нагрева в газоходах котла, определении размеров радиационных и конвективных поверхностей нагрева, обеспечивающих номинальную паропроизводительность котла при заданных номинальных параметрах пара, надежность и экономичность его работы. При этом обеспечение надежности работы поверхностей нагрева предполагает получение расчетных тепловых характеристик, исключающих увеличение максимальной температуры стенки сверх допустимого значения по условиям прочности, а на экономичность работы котла определяющее влияние оказывают температура уходящих газов и присосы холодного воздуха в газовый тракт.

Выполнение конструктивного теплового расчета производится на основании исходных данных: тип парового котла (барабанный или прямоточный, его заводская маркировка), номинальную паропроизводительность и параметры перегретого пара, месторождение и марку энергетического топлива, способ сжигания твердого топлива (с твердым или жидким удалением шлаков), температуру питательной воды, поступающей в котел после регенеративного подогрева. Кроме указанных могут быть заданы и другие характеристики, например непрерывная продувка, доля рециркуляции газов в топку, работа котла под наддувом или при разряжении в газовом тракте и др.

Задание на поверочный расчет включает в себя практически те же исходные данные, что и при конструктивном расчете, и дополнительно – конструктивные данные поверхностей котла. Поэтому расчету предшествует определение по чертежам геометрических характеристик поверхностей (диаметров и шагов труб, числа рядов труб, размеров проходных сечений для газов и рабочей среды, габаритных размеров газоходов и поверхностей нагрева и т.д.).

При поверочном расчете котла, так же как при конструктивном, вначале определяют объемы и энтальпии воздуха и продуктов сгорания, КПД и расход топлива, а затем выполняют расчет теплообмена в топочной камере и других поверхностях в последовательности, соответствующей их расположению по ходу газов.

КОТЕЛ, ПАР, ТОПЛИВО, ТЕПЛОТА, КПД, ПАРОПЕРЕГРЕВАТЕЛЬ, ЭКОНОМАЙЗЕР, ВОЗДУХОПОДОГРЕВАТЕЛЬ.

Содержание.

Введение

1. Исходные данные.
   1. Описание и техническая характеристика котла.
   2. Расчётные характеристики топлива.
   3. Расчётные характеристики топочной камеры.
2. Расчёт объёмов воздуха и продуктов сгорания.

2.2 Количество продуктов сгорания на выходе из топки.

2.3 . Объём продуктов сгорания в газоходах.

3. Определение энтальпии воздуха и продуктов сгорания.

4. Тепловой баланс котла и расход топлива.

5. Расчет теплообмена в топочной камере.

5.1. Конструктивные характеристики топки

5.2.Адиабатическая температура горения.

5.3. Определение температуры газов на выходе из топки.

6. Расчёт фестона.

7. Расчёт пароперегревателя.

8. Расчёт хвостовых поверхностей нагрева.

8.1. Расчёт водяного экономайзера.

8.2. Расчёт воздушного подогревателя.

9. Расчёт невязки теплового баланса парогенератора.

Выводы

Список литературы

1.Исходные данные

В данном курсовом проекте производится расчет парогенератора ГМ-50-1, исходя из следующих данных:

1. Тип котла ГМ-50-1__________________________

2. Номинальная паропроизводительность ДК = 50 т/ч

3. Рабочее давление на выходе из пароперегревателя РПЕ = 4 МПа

4. Температура перегретого пара tПЕ = 440 °С

5. Температура питательной воды tПВ = 145 °С

6. Вид и марка топлива- газ Ставропольский 1Н1.1.Описание и техническая характеристика котла

Парогенератор ГМ-50-1.

Топочная камера объемом 144 м полностью экранирована трубами 603мм, расположенными с шагом 70 мм. Трубы фронтового и заднего экранов образуют под топки. Экраны разделены на восемь самостоятельных циркуляционных контуров.

На боковых стенах топочной камеры размещены по три основные газомазутные горелки, с фронта – две дополнительные. В барабане находится чистый отсек первой ступени испарения с внутрибарабанными циклонами. Вторая ступень вынесена в выносные циклоны Ш 377 мм.

Пароперегреватель – конвективный, горизонтального типа, змеевиковый, двухступенчатый, с шахматным расположением труб  323 мм и поперечным шагом 75 мм.

Экономайзер – стальной, гладкотрубный, змеевиковый, кипящего типа, двухблочный, с шахматным расположением труб  283 мм. Продольный шаг – 50 мм, поперечный – 70 мм.

Воздухоподогреватель - стальной, трубчатый, одноступенчатый, трехходовый, с шахматным расположением труб 401,5мм. Поперечный шаг труб - 60 мм, продольный – 42 мм.

Продольный разрез котла ГМ-50-1

1.2.Расчётные характеристики топлива.

Соответствие состава топлива теплоте сгорания проверяется по формуле для газообразного топлива ( 1 м3 чистого сухого газа при нормальных условиях ( давление 0,1 МПа и температура 200С )) :

QCO, Qh3, QCmHm, Qh3S-теплота сгорания отдельных газов, входящих в состав газообразного топлива, КДж/м3,

СО, Н2, CmHm, h3S – компоненты, составляющие газовую смесь, % по объему.

Расхождение с калориметрическим значением теплоты сгорания, приведенным в таблице, не превышает предельно допустимого и составляет 37,0 КДж/м3.

1.3.Расчётные характеристики топочной камеры.

Топливо - природный газ - Ставропольский 1Н.

Коэффициент избытка воздуха на выходе из топки 1,1

Допустимое тепловое напряжение объёма топки для агрегатов производительностью ДК = 50 т/ч, =150

Потери тепла от недожога - химического 0,5 %.

2.Расчёт объёмов воздуха и продуктов сгорания.2.1. Теоретический объём воздуха и продуктов сгорания при 1.

Расчет объёмов производится по составу сухого газа в %.

Теоретический объём воздуха, м3/ м3.V0 = 0,0476· ( ?(m + 0,25· n)· CmHn + 0,5· (CO + h3) + 1,5·h3S – O2)=9,58 м3/м3,

где m и n – число атомов углерода и водорода в химической формуле углеводородов, входящих в состав топлива.

Теоретический объём в продуктах сгорания:

- трехатомных газов, м3/ м3.

VRO2 = 0,01 · (?m CmHn + CO2 + СО + h3S)= 1,02 м3/м3-азота

V0N2 = 0,79 · V0 + 0,01·N2 =7,59 м3/м3-водяных паров

V Н2О =0,01· (h3S + h3 + (?0,5n CmHn + 0,124 · dr) + 0.0161· V0= 2,16 м3/м3,где dr – влагосодержание газообразного топлива, отнесенное к 1 м3 сухого газа (г/м3), при расчетной температуре 100С можно считать, что dr = 10 г/м3.

Теоретический объём продуктов сгорания10,77 м3/ м3.2.2. Количество продуктов сгорания на выходе из топки.

Действительный расход воздуха

Объём избыточного воздуха

Объём водяных паров в избыточном воздухе

Полный объем продуктов сгорания на выходе из топки

Vг = V0г + 1,0161· (?т – 1)·V0=11,74 м3/м3Массовое количество продуктов сгорания на выходе из топки

G = ?г + 1,306 * ?т * V0,

где ?г - плотность газообразного топлива, кг /м3, определяется для заданной газовой смеси

?г = ((0,717·93,8) + (1,34·2,0) + (1,96·0,8) + (2,59·0,3) + (3,22·0,1) + (1,165·2,6) + (1,839·0,4)) / 100 = 0,76 кг /м3.G = ?г + 1,306·?т·V0 = 0,76+1,306·1,1·9,58= 14,52

Плотность продуктов сгорания (дымовых газов)? = G / Vг = 14,52 /11,74 = 1,23Объёмные доли трёхатомных газов и водяных паров в продуктах сгорания

Суммарная объёмная доля2.3. Объём продуктов сгорания в газоходах.

Для выбора присосов изображается схема расположения поверхностей нагрева по газоходам и наносятся обозначения присосов.

Определение коэффициента избытка воздуха

1-Топочная камера

2-Барабан

3-Фестон

4-Пароперегреватель

5-Экономайзер

6-Воздухоподогреватель

Схема выбора присосов котла ГМ-50-1.

Присосы воздуха по газовому тракту.

Энтальпия теоретических объемов воздуха и продуктов сгорания

где Св , СRO, СНО, СN- теплоёмкости воздуха, трёхатомных газов, водяных паров и азота при постоянном давлении.

Энтальпия продуктов сгорания при избытке воздуха, т.е.

Таблица 3.1. Расчет энтальпии продуктов сгорания по газоходам.

4. Тепловой баланс котла и расход топлива.

Приходная часть баланса при сжигании

36137 кДж/кг

Потери тепла с уходящими газами

где

, 30˚С ,

9,58·39=371,62 кДж/м3

0,01·(1850-1,29·371,62)·(100-0)=1370,61

(1370,61/36137)·100%=3,7 %

0,5 , 0% , 1,35%

Суммарное значение потерь тепла

5,55 %

Полезное использование топлива

94%

К.П.Д. котла по обратному балансу

Фактический расход топлива на работу парового котла с учетом продувки

где Дс- производительность котла, Дс=50 т/ч=13,9 кг/с

Дпр- количество продувной воды, определяемой по величине продувки ( Рпр,% ) кг/с

Давление питательной и продувочной воды можно принять

4,4Мпа

(13,9·4,5)/100=0,63 кг/с=2,27т/ч

Расход условного топлива

5. Расчет теплообмена в топочной камере.

5.1. Конструктивные характеристики топки

150м3

165,57м2

Тепловое напряжение объёма топки

Топочная камера

ТАБЛИЦА 5.1 Расчет полной площади стен топочной камеры (Fст) и суммарной лучевоспринимающей поверхности топки (Hл)

ТАБЛИЦА 5.2 Расчёт конструктивных характеристик топки

Лучевая поверхность топки: =165,57

Xi=0.99 – угловой коэффициент экрана

Нл=Нст

5.2.Адиабатическая температура горения.

r – коэффициент рециркуляции газов r=0

Iro – энтальпия продуктов сгорания за местом отбора газов на рециркуляцию

QB – тепло, вносимое в топку воздухом:

, присосы воздуха в топках и системах пылеприготовления

– коэффициент избытка воздуха

и - теоретические энтальпии горячего воздуха при tГВ и присосов при

tхв=30єС , tгв=250єС

=1597

=0 – воздух вне котла не подогревается

aq=1944,56 єС , Ia=QT=37700,27 кДж/кг

5.3. Определение температуры газов на выходе из топки.

Средняя суммарная теплоёмкость продуктов сгорания:

Принимаем температуру на выходе из топки тогда:

Коэффициент сохранения тепла

Толщина излучающего слоя газа в топке

Принимаем работу котла с уравновешенной тягой, тогда Р=0,1 Мпа

Средний коэффициент тепловой эффективности экранов:

Угловой коэффициент для поверхности топки равен 1

Fi– часть поверхности активного объёма топки, равна 116,1

- коэффициент снижения тепловой эффективности равен 0,55

Коэффициент ослабления лучей топочной средой при сжигании газообразного топлива:

К= Кr+Kсж

Кr- коэффициент ослабления лучей трёхатомными газами

и – суммарная объёмная доля трёхатомных газов и объёмная доля водяных паров в продуктах сгорания, определяемые при расчетах количества и состава дымовых газов для ?Т

Р=0,1- давление в топочной камере

S=2,69- толщина излучающего слоя газа в топочной камере

К=1,67+1,24=2,91

Степень черноты факела при сжигании газообразного топлива

m=0,6- для газообразного топлива

Степень черноты камерной топки

Относительное положение максимума температуры топочных газов

=0,072

perviydoc.ru

• 
  Война котлы на украине
• 
  Пиролизный котел для теплицы
• 
  Котел со стеклянной дверцей
• 
  Расчет клапана предохранительного котла
• 
  Водонагревательные и отопительные котлы
• 
  Турбированный или дымоходный котел
• 
  Протерм бобер 30 котел
• 
  Карагандинский котел длительного горения
• 
  Котел лемакс 40 лидер
• 
  Котел гелиос аогв 10
• 
  Газовые котлы 63 квт