Курсовые работы / Курсовой проект. Поверочный расчет котла-утилизатора Г-420. / Г-420.doc. Котел утилизатор курсовая
Курсовая работа - Тепловой расчет котла-утилизатора П-83
СОДЕРЖАНИЕ
1. Описание котла утилизатора П-83
2. Исходные данные
3. Расчет энтальпий газов
4. Расчет коэффициента использования тепла
5. Расчет пароперегревателя высокого давления
6. Расчет испарителя высокого давления
7. Расчет второй ступени экономайзера высокого давления
8. Расчет пароперегревателя низкого давления
9. Расчет испарителя низкого давления
10. Расчет экономайзера низкого давления
11. Расчет первой ступени экономайзера низкого давления
12. Расчет кипящего экономайзера
13. Расчет дополнительного экономайзера
1. ОПИСАНИЕ КОТЛА УТИЛИЗАТОРА П-83
Котел предназначен для работы в составе газотурбинной установки мощностью 345 МВТ.
Котел двухкорпусный, с естественной циркуляцией, выполнен в туннельной компановке.Два корпуса котла между собой функционально не связаны.
Газоход заполнен поверхностями нагрева, представляющими собой шахматные пакеты труб, расположенных вертикально. Пакеты труб собираются из типовых секций шириной 2340 мм и высотой 11800 мм. Каждая секция представляет собой два ряда труб, замкнутых вверху и внизу коллекторами. Все поверхности нагрева выполнены из труб 32×4 мм, с наружным спирально-ленточным ореберением.
Каждая поверхность набирается из одинакового количества секций по ширине котла, но разного по ходу газов.
Пароперегреватель высокого давления – 4 блока типовых секций по ширине газохода, в каждом блоке по 4 секции, соединенных последовательно.
Испаритель высокого давления – 4 блока по ширине газохода, 6 секций в блоке по глубине.
Экономайзер высокого давления, вторая ступень – 4 блока по ширине газохода, 4 секции по глубине.
Пароперегреватель низкого давления – 4 блока по ширине газохода, 4 секции по глубине.
Испаритель низкого давления – 4 блока по ширине газохода, 6 секций по глубине.
Экономайзер высокого давления, первая ступень – 2 бока по ширине газохода и 2 ряда секций по глубине.
Экономайзер низкого давления – 2 блока по ширине по 2 секции в каждом.
Кипящий экономайзер – один ряд типовых секций.
Дополнительный экономайзер – 4 блока по ширине газохода по 3 ряда секций.
2. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
1. Расход охлаждаемых газов через котел 1142·103 м3/ч
2. Температура газов перед котлом 519 0С
3. Темература уходящих газов 96 0С
4. Давление газов перед котлом 3,0 КПа
5. Состав газов: N2=75,0 %, CO2=3,0 %, h3O=8,0 %, O2=14,0 %
6. Давление перегретого пара 8/0,7 МПа
7. Температура перегретого пара 470/220 0С
8. Паропроизводительность 170/43 т/ч
9. Расход пара через пароперегреватель 165/37,5 т/ч
10. Расход воды через ЭНД 95 т/ч
11.Расход воды через кипящий экономайзер 30 т/ч
12. Расход воды через дополнительный экономайзер 267 т/ч
13. Паросодержание пароводяной смеси
На выходе из кипящего экономайзера 0,16
3. РАСЧЕТ ЭНТАЛЬПИЙ ГАЗОВ
Объемные доли
ri=ki/100; (3.1)
rN2=75/1=0,75;
rCO2=3/100=0,03;
rh3O=8/100=0,08;
rO2=14/100=0,14.
Расчет энтальпий
Iг=∑(ri+Ci)∙υг, где (3.2)
υг — температура газов 0С,
Ci — средняя теплоемкость, кДж/(м3·К).
Энтальпия газов при температуре 100 0С, кДж/м3:
Iг=(0,75·1,295+0,03·1,702+0,08·1,506+0,14·1,318)·100=132,7.
Энтальпии газов в интервале температур 0 – 100 0С приведены в таблице 1.
Таблица 1 – Энтальпии газов.
υг, 0С
Iг, кДж/м3
ΔIг, кДж/м3
-
100
132,7
132,7
200
267,2
134,5
300
404,1
136,9
400
544,4
140,3
500
688,5
144,1
500
835,8
147,4
4. РАСЧЕТ КОЭФФИЦИЕНТА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТЕПЛА
Коэффициент использования тепла, %:
/>где
I’ку=716,48 кДж/кг – энтальпия газов на входе в котел (табл.1) ,
I’’ку=127, 39 кДж/кг – энтальпия газов на выходе из котла (табл.1).
/>
Потери тепли в окружающую среду, %:
q5=0,63.
Коэффициент сохранения тепла:
/>
/>
5. РАСЧЕТ ПАРОПЕРЕГРЕВАТЕЛЯ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ
Геометрические характеристики:
Диаметр и толщина стенок труб:
/>мм.
Поперечный шаг между трубами:
S1=72 мм.
Продольный шаг между трубами:
S2=85 мм.
Относительный поперечный шаг:
σ1=S1/d ,
σ1=0,072/0,032=2,52 м.
Относительный продольный шаг:
σ2=S2/d ,
σ2=0,085/0,032=2,65 м.
Компановка труб – шахматная.
Высота ребра:
hрб=13 мм.
Толщина ребра:
/>мм.
Шаг между ребрами:
Sрб=5,0 мм.
--PAGE_BREAK--Диаметр оребрения:
D=d+2∙hрб ,
D=32+2·13=58 мм.
Количество труб по ширине газохода:
z1=132.
Условный диаметр:
/>
/> мм.
Длина труб:
l=11,5 мм.
Сечение для прохода газов:
Fг=a·b-z1·dy·l,
Fг=(10,55-0,9674)·11,5-0,0372·132·11,5=53,5 м2.
Число труб в одном сдвоенном ряду:
Nтр=z1·2,
Nтр=132·2=264.
Сечение для прохода пара:
fп=0,785·d2вн·Nтр,
fп=0,785·0,0242·264=0,119 м2.
Внутренняя поверхность теплообмена одного сдвоенного ряда:
Hвн=π∙dвн∙lтр∙Nтр,
Hвн=3,14∙0,028∙11,5∙264=266,9 м2.
Количество сдвоенных рядов: z=3.
Поверхность нагрева ребер одного сдвоенного ряда:
/>
/> м2.
Гладкая поверхность нагрева одного сдвоенного ряда:
/>
/>м2.
Полная поверхность нагрева одного сдвоенного ряда:
h2р=Hрб+Hгл,
h2р=2341,3+244=2585,3 м2.
Полная поверхность нагрева пароперегревателя:
H=h2р∙z,
H=2585,3∙3=7755,9 м2.
Тепловой расчет
Температура газов перед ППВД, 0С: />
Энтальпия газов перед ППВД, кДж/м3:
Iг=716,48.
Температура перегретого пара, 0С:
tпе=470.
Давление перегретого пара, МПа:
Pпе=8.
Энтальпия перегретого пара, кДж/кг:
iпе=3328,53.
Давление в барабане, МПа:
Pб=8,4.
Температура насыщенного пара, 0С:
tн=300,3.
Энтальпия насыщенного пара, кДж/кг:
iн’’=2749,9.
Уравнение баланса, кДж/м3:
/> (5.1)
/>
Энтальпия газов после ППВД, кДж/м3:
/> (5.2)
/>
Температура газов после ППВД, 0С:
/>
Температурный напор (перекрестное движение сред), 0С:
/>, где (5.3)
Ψ – коэффициент пересчета от противоточной схемы к более сложной,
Δtпрт – температурный напор при противотоке.
Ψ=1.
Температурный напор при противотоке, 0С:
/> (5.4)
Температурный напор на входе при противотоке, 0С:
/> (5.5)
/>
Температурный напор на выходе при противотоке, 0С:
/> (5.6)
/>
Температурный напор при противотоке, 0С:
/>
продолжение --PAGE_BREAK--Температурный напор, 0С:
Δt=1·95=95.
Средняя температура газов, 0С:
/> (5.7)
/>
Скорость газов, м/с:
/> (5.8)
/>
Коэффициент теплоотдачи конвекцией, />:
/> где (5.9)
n=0,7+0,08·φ+0,005·Ψр, где
Ψр=8,48,
/>
/>
/>
/>
n=0,7+0,08·(-0,86)+0,005·8,48=0,67.
CS – коэффициент, определяемый в зависимости от относительных поперечного и продольного шагов труб в пучке, типа пучка.
/> (5.10)
/>
CZ – поправка на число рядов труб по ходу газов.
При z2=6<8 и /><2,0, то
/> (5.11)
/>
Коэффициент теплопроводности, Вт/м·к:
λ=5,57·10-2.
Коэффициент кинематической вязкости, м2/сек:
ν=71,63·10-6.
Критерий Прандтля:
Pr=0,62.
/>
Средняя температура пара, 0С:
/> (5.12)
/>
Скорость пара, м/с:
/> где (5.13)
υ=0,03287 м3/кг – средний удельный объем пара.
/>
Коэффициент теплоотдачи от стенки к пару, />:
/> (5.14)
Коэффициент теплопроводности, Вт/м·к: λ=6,34·10-2
Коэффициент кинематической вязкости, м2/сек:
/> где (5.15)
μ – коэффициент динамической вязкости, (кгс·сек)/м2:
μ=2,86·10-6.
/>
Критерий Прандтля: Pr=1,135.
Эквивалентный диаметр, м:
/> (5.16)
/>
Поправка Ct. В элементах котла температура стенки при течении пара мало отличается от температуры среды. поэтому Ct=1.
Поправка Cd=1.
Cl=1, l/d>50.
продолжение --PAGE_BREAK--/>
Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке, />:
/> (5.17)
/>
/>
Коэффициент теплопередачи, />:
/> где (5.18)
Ψ=0,8 – коэффициент эффективности.
α1пр – приведенный коэффициент теплоотдачи.
/> где (5.19)
/> (5.20)
/> м.
/> (5.21)
/> м.
Е – коэффициент эффективности ребра.
/> где (5.22)
λрб=45,5 Вт/(м·к) – коэффициент теплопроводности материала ребра.
/>
φЕ – коэффициент, учитывающий неравномерность теплоотдачи по поверхности ребра.
φЕ=1-0,058·m·hрб, (5.23)
φЕ=1-0,058·56,3·0,013=0,958.
μ – коэффициент, учитывающий влияние уширения ребра к основанию.
μ=1,03 (1, номограмма 6).
Е=0,78 (1, номограмма 6).
/>
/>
Уравнение теплопередачи, кДж/м3:
/> (5.24)
/>
Погрешность, %:
/> (5.25)
/>
6. РАСЧЕТ ИСПАРИТЕЛЯ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ
Геометрические характеристики.
Геометрические характеристики такие же как и у ППВД за исключением:
Количество сдвоенных рядов: z=9.
Полная поверхность нагрева испарителя, м2:
H=h2р∙z,
H=2585,3∙9=23267.
Тепловой расчет
Температура газов перед ИСПВД, 0С:
/>(из расчета ППВД).
Энтальпия газов перед ИСПВД, кДж/м3:
Iг=634,9
Давление в барабане, МПа:
Pб=8,4.
Температура насыщенного пара, 0С:
tн=297.
Энтальпия насыщенного пара, кДж/кг:
iн’’=2756,2.
Температура насыщенной воды, 0С:
tн’=297.
Энтальпия насыщенной воды, кДж/кг:
i’н=1329,9.
Температура недогрева до кипения, 0С:
Δtнед=4.
Температура воды на выходе из экономайзера, 0С:
t’’эвд=tн’- Δtнед,
t’’эвд=297-4=293.
Энтальпия воды на выходе из экономайзера, кДж/кг:
i’’эвд=1306,9.
Величина недогрева до кипения, кДж/кг:
Δiнед=i’н-i’’эвд,
Δiнед=1329,9-1306,9=23.
Скрытая теплота парообразования, кДж/кг:
продолжение --PAGE_BREAK--r=1426.
Уравнение баланса, кДж/м3:
/> (6.1)
/>
Энтальпия газов после ИСППВД, кДж/м3:
/> (6.2)
/>
Температура газов после ИСППВД, 0С:
/>
Температурный напор (перекрестное движение сред), 0С:
/>, где (6.3)
Ψ – коэффициент пересчета от противоточной схемы к более сложной,
Δtпрт – температурный напор при противотоке.
Ψ=1.
Температурный напор при противотоке, 0С:
/> (6.4)
Температурный напор на входе при противотоке, 0С:
/> (6.5)
/>
Температурный напор на выходе при противотоке, 0С:
/> (6.6)
/>
Температурный напор при противотоке, 0С:
/>
Температурный напор, 0С:
Δt=1·54=54.
Средняя теипература газов, 0С:
/> (6.7)
/>
Скорость газов, м/с:
/> (6.8)
/>
Коэффициент теплоотдачи конвекцией, />:
/> где (6.9)
n=0,7+0,08·φ+0,005·Ψр, где
Ψр=8,48,
/>
/>
/>
n=0,7+0,08·(-0,86)+0,005·8,48=0,67.
CS – коэффициент, определяемый в зависимости от относительных поперечного и продольного шагов труб в пучке, типа пучка.
/> (6.10)
/>
CZ – поправка на число рядов труб по ходу газов.
При z2=18>8, то СZ=1.
Коэффициент теплопроводности, Вт/м·к:
λ=5,58·10-2.
Коэффициент кинематической вязкости, м2/сек:
ν=55,85·10-6.
Критерий Прандтля:
Pr=0,64.
/>
Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке, />:
/> (6.11)
/>
продолжение --PAGE_BREAK--/>
Коэффициент теплопередачи, />:
/> где (6.12)
Ψ=0,8 – коэффициент эффективности.
α1пр – приведенный коэффициент теплоотдачи.
/> где (6.13)
/> (6.14)
/> м.
/> (6.15)
/> м.
Е – коэффициент эффективности ребра.
/> где (6.16)
λрб=45,5 Вт/(м·к) – коэффициент теплопроводности материала ребра.
/>
φЕ – коэффициент, учитывающий неравномерность теплоотдачи по поверхности ребра.
φЕ=1-0,058·m·hрб, (6.17)
φЕ=1-0,058·60,3·0,013=0,955.
μ – коэффициент, учитывающий влияние уширения ребра к основанию.
μ=1,03 (1, номограмма 6).
Е=0,78 (1, номограмма 6).
/>
/>
Уравнение теплопередачи, кДж/м3:
/> (6.18)
/>
Погрешность, %:
/> (6.19)
/>
7. РАСЧЕТ ЭКОНОМАЙЗЕРА ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ, ВТОРАЯ СТУПЕНЬ
Геометрические характеристики.
Геометрические характеристики такие же как и у ППВД за исключением:
Количество сдвоенных рядов: z=6.
Полная поверхность нагрева испарителя, м2:
H=h2р∙z,
H=2585,3∙6=15512.
Тепловой расчет
Температура газов перед ЭВД, 0С:
/>(из расчета ИСПВД).
Энтальпия газов перед ЭВД, кДж/м3:
Iг=417,3.
Температура воды после ЭВД, 0С:
t’’эвд=293 (из расчета ИСПВД).
Энтальпия воды после ЭВД, кДж/кг:
i’’эвд=1306,9.
Температура воды перед ЭВД, 0С:
t’эвд=161,7.
Энтальпия воды перед ЭВД, кДж/кг:
i’эвд=688,2.
Уравнение баланса, кДж/м3:
/> (7.1)
/>
Энтальпия газов после ЭВД, кДж/м3:
/> (7.2)
/>
Температура газов после ЭВД, 0С:
/>
Температурный напор (перекрестное движение сред), 0С:
/>, где (7.3)
Ψ – коэффициент пересчета от противоточной схемы к более сложной,
Δtпрт – температурный напор при противотоке.
Ψ=1.
продолжение --PAGE_BREAK--Температурный напор при противотоке, 0С:
/> (7.4)
Температурный напор на входе при противотоке, 0С:
/> (7.5)
/>
Температурный напор на выходе при противотоке, 0С:
/> (7.6)
/>
Температурный напор при противотоке, 0С:
/>
Температурный напор, 0С:
Δt=1·40=40.
Средняя температура газов, 0С:
/> (7.7)
/>
Скорость газов, м/с:
/> (7.8)
/>
Коэффициент теплоотдачи конвекцией, />:
/> где (7.9)
n=0,7+0,08·φ+0,005·Ψр, где
Ψр=8,48,
/>
/>
/>
/>
n=0,7+0,08·(-0,86)+0,005·8,48=0,67.
CS – коэффициент, определяемый в зависимости от относительных поперечного и продольного шагов труб в пучке, типа пучка.
/> (7.10)
/>
CZ – поправка на число рядов труб по ходу газов.
При z2=12>8, то СZ=1.
Коэффициент теплопроводности, Вт/м·к:
λ=4,63·10-2.
Коэффициент кинематической вязкости, м2/сек:
ν=40,88·10-6.
Критерий Прандтля:
Pr=0,65.
/>
Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке, />:
/> (7.11)
/>
/>
Коэффициент теплопередачи, />:
/> где (7.12)
Ψ=0,8 – коэффициент эффективности.
α1пр – приведенный коэффициент теплоотдачи.
/> где (7.13)
/> (7.14)
/> м.
продолжение --PAGE_BREAK--/> (7.15)
/> м.
Е – коэффициент эффективности ребра.
/> где (7.16)
λрб=45,5 Вт/(м·к) – коэффициент теплопроводности материала ребра.
/>
φЕ – коэффициент, учитывающий неравномерность теплоотдачи по поверхности ребра.
φЕ=1-0,058·m·hрб, (7.17)
φЕ=1-0,058·57,3·0,013=0,957.
μ – коэффициент, учитывающий влияние уширения ребра к основанию.
μ=1,03 (1, номограмма 6).
Е=0,78 (1, номограмма 6).
/>
/>
Уравнение теплопередачи, кДж/м3:
/> (7.18)
/>
Погрешность, %:
/> (7.19)
/>
8. РАСЧЕТ ПАРОПЕРЕГРЕВАТЕЛЯ НИЗКОГО ДАВЛНЕНИЯ
Температура газов перед ППНД, 0С:
/>(из расчета ЭВД).
Энтальпия газов перед ППНД, кДж/м3:
Iг=324,4.
Температура перегретого пара, 0С:
tпе=220.
Давление перегретого пара, МПа:
Pпе=0,7.
Энтальпия перегретого пара, кДж/кг:
iпе=2891,9.
Давление в барабане, МПа:
Pб=0,73.
Температура насыщенного пара, 0С:
tн=165.
Энтальпия насыщенного пара, кДж/кг:
iн’’=2764,14.
Уравнение баланса, кДж/м3:
/> (8.1)
/>
Энтальпия газов после ППНД, кДж/м3:
/> (8.2)
/>
Температура газов после ППНД, 0С:
/>
9. РАСЧЕТ ИСПАРИТЕЛЯ НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ
Температура газов перед ИСПНД, 0С:
/>(из расчета ППНД).
Энтальпия газов перед ИСПНД, кДж/м3:
Iг=320.
Давление в барабане, МПа:
Pб=0,73.
Температура насыщенной воды, 0С:
tн’=165.
Энтальпия насыщенной воды, кДж/кг:
i’н=694,3
Температура недогрева до кипения, 0С:
Δtнед=4.
Температура воды на выходе из экономайзера, 0С:
t’’энд=tн’- Δtнед,
t’’энд=165-4=161.
Энтальпия воды на выходе из экономайзера, кДж/кг:
i’’энд=676,3.
Величина недогрева до кипения, кДж/кг:
Δiнед=i’н-i’’энд,
Δiнед=694,3-676,4=18.
Скрытая теплота парообразования, кДж/кг:
r=2069,8.
Уравнение баланса, кДж/м3:
/> (9.1)
/>
Энтальпия газов после ИСПНД, кДж/м3:
/> (9.2)
продолжение --PAGE_BREAK--/>
Температура газов после ИСПНД, 0С:
/>
10. РАСЧЕТ ЭКОНОМАЙЗЕРА НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ
Температура газов перед ЭНД, 0С:
/>(из расчета ИСПНД).
Энтальпия газов перед ЭНД, кДж/м3:
Iг=240,5.
Температура воды после ЭНД, 0С:
t’’энд=161 (из расчета ИСПНД).
Энтальпия воды после ЭНД, кДж/кг:
i’’энд=676,3.
Температура питательной воды, 0С:
tПВ=110.
Энтальпия питательной воды, кДж/кг:
iПВ=462,15.
Уравнение баланса, кДж/м3:
/> (10.1)
/>
11. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ЭКОНОМАЙЗЕРА ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ, ПЕРВАЯ СТУПЕНЬ
Температура газов перед ЭНД, 0С:
/>(из расчета ИСПНД).
Энтальпия газов перед ЭНД, кДж/м3:
Iг=240,5.
Температура воды после ЭВД, 0С:
t’’эвд=161,7.
Энтальпия воды после ЭВД, кДж/кг:
i’’эвд=680,45.
Температура питательной воды, 0С:
tПВ=110.
Энтальпия питательной воды, кДж/кг:
iПВ=467,2.
Уравнение баланса, кДж/м3:
/> (11.1)
/>
Энтальпия газов после ЭНД и ЭВД, кДж/м3:
/> (11.2)
/>
Температура газов после ЭВД и ЭНД, 0С:
/>
12. РАСЧЕТ КИПЯЩЕГО ЭКОНОМАЙЗЕРА
Температура газов перед КипЭ, 0С:
/>(из расчета ЭНД и ЭВД).
Энтальпия газов перед КипЭ, кДж/м3:
Iг=190,2.
Давление в деаэраторе, МПа:
Рд=0,15.
Температура воды после КипЭ, 0С:
t’’КипЭ=110.
Энтальпия воды после КипЭ, кДж/кг:
i’’КипЭ=462,15.
Температура воды перед КипЭ, 0С:
t’КипЭ=110.
Энтальпия воды перед ЭВД, кДж/кг:
i’КипЭ=419,83.
Паросодержание пароводяной смеси на выходе их КипЭ:
x=0,16.
Уравнение баланса, кДж/м3:
/> (12.1)
/>
Энтальпия газов после КипЭ, кДж/м3:
/> (12.2)
/>
Температура газов после КипЭ, 0С:
/>
13. РАСЧЕТ ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО ЭКОНОМАЙЗЕРА
Температура газов перед ДопЭ, 0С:
/>(из расчета КипЭ).
Энтальпия газов перед ДопЭ, кДж/м3:
Iг=180,8.
Температура воды после ДопЭ, 0С:
t’’допэ=100,6.
Энтальпия воды после ДопЭ, кДж/кг:
i’’допэ=419,4.
Температура воды перед ДопЭ, 0С:
t’допэ=60.
Энтальпия воды перед ЭВД, кДж/кг:
i’эвд=251,4.
Уравнение баланса, кДж/м3:
/> (13.1)
/>
Энтальпия газов после ДопЭ, кДж/м3:
/> (13.2)
/>
Температура газов после ДопЭ, 0С:
/>
www.ronl.ru
Котел утилизатор Г 250П, Теплоэнергетика и теплотехника
Пример готовой курсовой работы по предмету: Теплоэнергетика и теплотехника
Содержание
1. Исходные данные для расчета.
2. Принципиальная расчетная схема котла.
3. Тепловой расчет котла-утилизатора
4. Тепловой баланс и паропроизводительность котла
5. Расчет пароперегревателя
6. Расчет испарителя
7.
Список используемой литературы.
Выдержка из текста
Описание котла-утилизатора.
Котел-утилизатор предназначен для получения перегретого пара за счет использования теплоты технологических газов в химической, нефтехимической, металлургической и других отраслях промышленности
Котел — газотрубный, горизонтальный, однобарабанный, с естественной циркуляцией.
Отходящие газы технологического агрегата поступают во входную камеру, омывают пароперегреватель, проходят через трубы и через выходную камеру удаляются в атмосферу.
Испарительная поверхность выполнена из труб диаметром
5. мм. с толщиной стенки 3 мм. (сталь 20) и расположена в барабане. Площадь испарительной поверхности нагрева котла 250 м 2 Трубы крепятся к трубным решеткам барабана развальцовкой и приваркой. Сепарационное устройство, представляющее собой пароприемный короб и дырчатые листы, расположено в том же объеме, что и испарительная поверхность.
К фланцам барабана привариваются входная и выходная газовые камеры.
Во входной газовой камере расположен пароперегреватель, выполненный из труб диаметром
3. мм. с толщиной стенки 3 мм. (сталь 20).
Питательная вода поступает в барабан котла через подводящую трубу; насыщенный пар через паропровод подводится к пароперегревателю. Входная камера имеет двухслойную футеровку, выходная — изоляцию.
Котел-утилизатор снабжен необходимой арматурой, гарнитурой, устройством для отбора проб пара и воды и контрольно-измерительными приборами.
Котел поставляется транспортабельными блоками: барабан с испарительной поверхностью нагрева и сепарационным устройством, входная газовая камера с пароперегревателем, выходная газовая камера, помосты, лестницы, арматура, соединительные короба и газоходы.
Список использованной литературы
1. Вукалович М. П. Таблицы термодинамических свойств воды и водяного пара. М.: Машгиз, 1963, 245 с.
2. Мунц В. А., Павлюк Е. Ю. Поверочный расчет котлов-утилизаторов: Методическое руководство к курсовой работе по дисциплине «Энергосбережение в энергетике и теплотехнологиях». Екатеринбург, 2001, 29 с.
3. Тепловой расчет котельных агрегатов (нормативный метод) под редакцией: Волковой В.А., Мальцевой Л.М., Соколовой И.К. М.: Энергия, 1973, 295с.
referatbooks.ru
Поверочный теплотехнический расчет котла-утилизатора — курсовая работа
Министерство образования и науки Российской Федерации
Нижегородский Государственный Технический Университет
Дзержинский Политехнический Институт
Кафедра «Процессы и аппараты химической и пищевой технологии»
Курсовая работа
Тема «Поверочный теплотехнический расчет котла-утилизатора»
Преподаватель:
Студент:
Дзержинск 2012 г.
Аннотация
Цель данной курсовой работы - проведение поверочного теплотехнического расчета котла-утилизатора для конкретного энерготехнологического процесса, а именно, производства слабой азотной кислоты, риформинга, производства серной кислоты и др. В задании к курсовой работе указывается: количество и состав технологических газов, подлежащих охлаждению в КУ и их начальная температура, а также температура и давление вырабатываемого насыщенного или перегретого водяного пара.
Первый этап работыподбор КУ с учетом характера соответствующего химического производства и задания курсового проекта. Котельный агрегат без топочного устройства представляет собой, в сущности, специфический вариант теплопередающего аппарата. В основе расчета КУ в курсовой работе лежит тепловой расчет. В основе же расчета теплопередающих поверхностей лежат два уравнения- баланса энергии (теплового баланса) и теплопередачи.
Кроме поверочного теплового расчета КУ выполняется расчет тепловой изоляции котла и гидравлический (аэродинамический) расчет со стороны газов; эскиз КУ со спецификацией его основных элементов; подбор насоса и емкости для питательной воды.
Поверочный тепловой расчет проводится для конкретного КУ с известными величинами поверхностей нагрева. Гидравлический расчет проводится с целью определения гидравлического сопротивления. Результат выполнения курсовой работы- установление возможности использования выбранного КУ без переделок и доработок в данном случае ( в соответствии с заданием курсовой работы).
Содержание
Аннотация | 1 |
Введение | 3 |
1. Исходные данные | 4 |
2. Описание схемы КУ | 5 |
3. Техническая характеристика КУ | 6 |
4. Тепловой баланс | 7 |
5. Тепловой расчет | 9 |
расчет испарительной поверхности | |
6. Гидравлический расчет | 13 |
7. Расчет толщины тепловой изоляции | 15 |
8. Подбор вспомогательного оборудования | 16 |
9. Подбор конструкционных материалов | 17 |
10. Пуск и остановка КУ | 18 |
11. Выводы | 20 |
Паровой реформинг и конверсия CO (принципиальная схема) | 21 |
Принципиальная схема котла-утилизатора типа Н-433 | 22 |
Литература | 23 |
Введение
Химическая промышленность-одна из энергоемких отраслей народного хозяйства. На ее долю приходится 4,7 % промышленного потребления электроэнергии и 6 % всей вырабатываемой теплоты. Из общего расхода топлива в химической промышленности только 27 % используется в качестве сырья, а 73 % – на энергетические нужды. Соответственно большой роли энергетики в промышленном производстве современные промышленные предприятия имеют сложные и многообразные энергетические системы, состоящие из комплексов установок и устройств, предназначенных для сжигания топлива и производства, распределения и потребления электроэнергии и т.д.
Одно из важнейших направлений повышения энергетической эффективности процессов химической технологии заключается в наиболее рациональном использовании тепловой энергии высокотемпературных газов, получающих на различных стадиях технологического процесса и являющихся, по сути вторичными энергоресурсами (ВЭР). Простой способ использования этой энергии представляет собой применение котлов-утилизаторов (КУ), в которых за счет охлаждения технологических газов производится насыщенный или перегретый водяной пар. В дальнейшем этот пар используется на другой стадии данного технологического процесса, либо в другом процессе, либо поступает в общезаводскую сеть.
Котлы-утилизаторы химических производств могут быть газотрубного (охлаждение технологических газов идет внутри труб) и водотрубного (внутри труб движется вода и пар) типа. Они также могут дополняться экономайзерами (для подогрева питательной воды) и пароперегревателями (для перегрева насыщенного пара) различных конструкций.
1. Исходные данные
|
Объем газов, м3/ч |
Давление газов, МПа |
Температура газов, °С |
Состав газов, % | ||||||
|
начальн. |
конечн. |
Н2 |
N2 |
СO |
СO2 |
СН4 |
Н2О | ||
|
12600 |
0.38 |
550 |
330 |
27.3 |
11.7 | 9.6 |
1.1 |
0.4 |
49.9 |
Источник газа: Конвертор СО первой ступени
|
Параметры пара | |
Давление пара, МПа | Температура, °С |
|
1.4 |
194 |
По характеру источника газа, расходу и составу газовой смеси, температуре газов на входе в котел-утилизатор, а также по давлению и температуре вырабатываемого насыщенного пара выбираем по каталогу котел-утилизатор Н-433 и включаем его в технологическую линию конвертора СО первой ступени.
2. Описание схемы котла–утилизатора
Котел-утилизатор типа Н-433 предназначен для использования тепла конверторных газов. Разработан для установки в закрытом помещении. Котел – газотрубный, с естественной циркуляцией, вертикальный, двухкорпусной, с вынесенным барабаном-паросборником. Внутренний диаметр барабана испарительной поверхности – 1580 мм, толщина стенки обечайки – 10 мм, днищ – 20 мм.
Газ проходит по 1184 дымогарным трубам (по 592 в каждой поверхности) диаметром 38×3 мм. Подвод газов нижний. Оба барабана испарительной поверхности установлены под углом 10° к вертикали. К каждому барабану приварены входная и выходная газовые камеры, а также кронштейны, на которые опирается барабан-паросборник внутренним диаметром 1200 мм, толщиной стенки 16 мм. Последний изготовлен из стали 20 К. Барабан-паросборник имеет внутрибарабанное устройство в виде дырчатого листа и жалюзи.
Входная и выходная газовые камеры барабана имеют только наружную теплоизоляцию. Котел снабжен необходимой арматурой, устройством для отбора проб пара и воды, контрольно-измерительными приборами.
3. Техническая характеристика КУ
Н-433
Паропроизводительность, т/ч | 9.272 |
Давление насыщенного пара, МПа | 0.8 |
Температура насыщенного пара, °С | 194 |
Температура газов на входе в КУ, °С | 550 |
Температура газов на выходе из КУ, °С | 330 |
Расход газов через КУ, м3/ч | 12600 |
Испарительная поверхность нагрева, м2 | 433 |
Число дымогарных труб, шт. | 1184 |
Габаритные размеры, м | |
длина | 6.2 |
ширина | 4.0 |
высота | 6.3 |
Вес металлической части котла с арматурой, т | 22.8 |
4. Тепловой баланс
Изменение энтальпии газов обусловлено только изменением температуры газовой смеси по мере движения через котел–утилизатор.
4.1 Состав газовой смеси на выходе из КУ
Компонент | Объем, м3/ч | Масса, кг/ч | Количество, кмоль/ч | Объемная доля, ri,%(об) | Массовая доля,gi,%(мас) |
Н2 | 3439.8 | 309.2 | 154.6 | 27.3 | 3.12 |
N2 | 1474.2 | 1844.2 | 65.86 | 11.7 | 18.61 |
СO | 1209.6 | 1169.7 | 41.77 | 9.6 | 11.8 |
СO2 | 138.6 | 273.0 | 6.2 | 1.1 | 2.76 |
СН4 | 50.4 | 36.3 | 2.3 | 0.4 | 0.37 |
Н2О | 6287.4 | 6276.1 | 348.7 | 49.9 | 63.3 |
Всего | 12600 | 9908.5 | 619.43 | 100 | 100 |
4.2 Уравнение теплового баланса
объемные теплоемкости исходной смеси газов, средние в интервале температур от 0 °С до t2 и от 0 °С до t1, соответственно, КДж/м3.К
объем газов на входе в КУ при н.у.
По данным [1], стр. 40-41 находим
Н2:
N2:
СO:
СO2:
СН4:
h3O:
При °С
Н2:
N2:
СO:
СO2:
СН4:
h3O:
Примем предварительно температуру газовой смеси на выходе из КУ °С
Н2:
N2:
СO:
СO2:
СН4:
h3O:
4.3 Расчет паропроизводительности D, т/ч
тепловые потери
hнп–энтальпия насыщенного пара ( Р=1.4 МПа, Т=194°С), КДж/кг
hпв–энтальпия питательной воды, КДж/кг
КДж/ч
По данным [1], стр. 341 находим, что при Р=1.4 МПа и Т=194 °С
энтальпия hнп=830 КДж/кг
КДж/кг
кг/ч=9.272 т/ч
Из технической характеристики находим Dном=9.4 т/ч
< 2%
Принимаем рабочую паропроизводительность D=9.272 т/ч = 2.57 кг/с
5. Тепловой расчет
Расчет испарительной поверхности.
5.1 Температура газовой смеси на входе в испарительную поверхность
Т1=550 °С=823 К
5.2 Температура газовой смеси на выходе из испарительной поверхности (принимаем с последующим уточнением)
Т2=330 °C=603 К
5.3 Средняя температура газовой смеси
°C =713 К
5.4 Действительный расход газов
параметры газовой смеси при н.у.
параметры газовой смеси при рабочих условиях
5.5 Живое сечение для прохода газов
где
число труб испарителя; внутренний диаметр трубы, мм
5.6 Средняя скорость газовой смеси
5.7 Коэффициент конвективной теплоотдачи
[4], стр. 206
коэффициент теплопроводности газовой смеси, Вт/м.К
коэффициент кинематической вязкости смеси, м2/с
диаметр трубы, м
коэффициенты, учитывающие геометрические характеристики труб; принимаем Сz=1.0, Cs= 0.9 [2], стр. 199
Pr- критерий Прандтля,
удельная теплоемкость смеси, КДж/кг.К
мольная теплоемкость компонента смеси, КДж/кмоль.К
yaneuch.ru
Курсовой проект по дисциплине «Камеры сгорания газотурбинных установок и спецкотлы» на тему «Поверочный расчет котла-утилизатора типа КУ (вариант )»
ПОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЕТ КОТЛОВ-УТИЛИЗАТОРОВ
Министерство образования Российской Федерации Уральский государственный технический университет - УПИ ПОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЕТ КОТЛОВ-УТИЛИЗАТОРОВ Методическое руководство к курсовой работе по дисциплинам «Вторичные
Котлы-утилизаторы для ПГУ
0510226 ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО ТАГАНРОГСКИЙ КОТЛОСТРОИТЕЛЬНЫИ ЗАВОД КРАСНЫЙ КОТЕЛЬЩИК Котлы-утилизаторы для ПГУ Освоение парогазовых (ПГУ) и газотурбинных (ГТУ) установок - наиболее перспективное
Котёл паровой КЕ С(ТЧМ) (Е-25-3,9-400Р)
Котёл паровой КЕ-25-39-400С(ТЧМ) (Е-25-3,9-400Р) для работы на антраците производительностью 25 т/ч Котёл паровой КЕ-25-39-400С(ТЧМ) (Е-25-3,9-400Р) - паровой котел, основными элементами которого являются
Не стоит выбрасывать прибыль в трубу
Не стоит выбрасывать прибыль в трубу Утилизация тепла промышленных уходящих газов дает уникальную возможность уменьшить расходы на электро- и тепловую энергию или компенсировать рост их стоимости и одновременно
11 КЛАССИФИКАЦИЯ КОТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК
11 КЛАССИФИКАЦИЯ КОТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК Котельные установки в зависимости от типа потребителей разделяются на энергетические, производственно отопительные и отопительные. По виду вырабатываемого теплоносителя
1. Цель и задачи дисциплины:
1 1. Цель и задачи дисциплины: Целью изучения дисциплины является изучение физико-химических основ рабочих процессов протекающих в современных паровых котлах; рассмотрении и влияния рабочих процессов
ÎÁÙÀß ÝÍÅÐÃÅÒÈÊÀ. ÎÑÍÎÂÍÎÅ ÎÁÎÐÓÄÎÂÀÍÈÅ
Ã. Ô. Áûñòðèöêèé, Ã. Ã. Ãàñàíãàäæèåâ, Â. Ñ. Êîæè åíêîâ ÎÁÙÀß ÝÍÅÐÃÅÒÈÊÀ. ÎÑÍÎÂÍÎÅ ÎÁÎÐÓÄÎÂÀÍÈÅ УЧЕБНИК ДЛЯ АКАДЕМИЧЕСКОГО БАКАЛАВРИАТА 2-е издание, исправленное и дополненное Êíèãà äîñòóïíà â ýëåêòðîííîé
СИСТЕМЫ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЙ
ТЕРМОДИНАМИКА Первый закон термодинамики; второй закон термодинамики. Реальные газы; водяной пар; термодинамические свойства реальных газов; PV - диаграмма; таблицы термодинамических свойств веществ. Истечения
Кафедра «Промышленная теплоэнергетика»
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ ТАТАРСТАН ГБОУ ВПО «АЛЬМЕТЬЕВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЯНОЙ ИНСТИТУТ» Кафедра «Промышленная теплоэнергетика» ПРОГРАММА вступительного испытания профессиональной
РАСЧЕТ ТЕПЛОВЫХ СХЕМ ПАРОГАЗОВЫХ УСТАНОВОК
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ
КОНЦЕПЦИЯ КОТЛОВ-УТИЛИЗАТОРОВ...
КОТЛЫ - УТИЛИЗАТОРЫ СОДЕРЖАНИЕ 1 ВВЕДЕНИЕ... 3 2 КОНЦЕПЦИЯ КОТЛОВ-УТИЛИЗАТОРОВ... 4 2.1 Комплексное решение... 4 2.2 Виды теплопередачи... 5 2.3 Утилизационные установки и их применение... 6 2.4 Конструкционные
Г.Ф. Быстрицкий. Основы энергетики
Г.Ф. Быстрицкий Основы энергетики Допущено УМО по образованию в области энергетики и электротехники в качестве учебника для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлениям 654500 «Электромеханика,
КОТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ И ПАРОГЕНЕРАТОРЫ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ
1. ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
1. ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА Цель преподавания дисциплины изучение теоретических основ работы энергетических установок, их количественных и качественных характеристик, необходимое специалистам электроэнергетического
ПАРОВЫЕ И ВОДОГРЕЙНЫЕ КОТЛЫ
Parovye_Kotly_Badaguev.qxd 09.03.2010 11:01 Page 1 Б. Т. Бадагуев ПАРОВЫЕ И ВОДОГРЕЙНЫЕ КОТЛЫ Безопасность при эксплуатации Приказы, инструкции, журналы, положения Москва 2010 Parovye_Kotly_Badaguev.qxd
Котёл водогрейный КЕВ-2, О (КВ-Д-1,74-115)
Котёл водогрейный КЕВ-2,5-14-115-О (КВ-Д-1,74-115) для работы на древесных отходах производительностью 1,74 МВт Котёл водогрейный КЕВ-2,5-14-115-О (КВ-Д-1,74-115) водогрейный котёл, разработанный на базе
RU (11) (51) МПК F22B 21/08 ( )
РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ (19) RU (11) (51) МПК F22B 21/04 (2006.01) F22B 21/08 (2006.01) 172 718 (13) U1 R U 1 7 2 7 1 8 U 1 ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ (12) ОПИСАНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
ВЫСШАЯ ШКОЛА ТЕХНОЛОГИИ И ЭНЕРГЕТИКИ
Министерство образования и науки Российской Федерации федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПРОМЫШЛЕННЫХ
ПОСТАВОЧНАЯ ПРОГРАММА
ПОСТАВОЧНАЯ ПРОГРАММА ОСНОВНЫЕ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ КОТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ - ПОСТАВКИ ПОД КЛЮЧ Проекты, поставка, монтаж, испытания и введение в эксплуатацию ТЭЦ Энергетические центры для нефтеперегонных, сахарных
SCHNEIDER-KESSEL BERLIN
SCHNEIDER-KESSEL BERLIN Паровые и водогрейные котлы Водотрубные котлы - серии ERK (ЕРК) Конструкция и описание процесса работы котла SCHNEIDER - Eckrohrkessel из серии ERK(ЕРК) это водотрубный котёл с
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
599 ЗАКЛЮЧЕНИЕ Завершая учебное пособие, считаем целесообразным привести ряд соображений по постановке и методике преподавания курса «Котельные установки и парогенераторы», которые основаны на опыте преподавания
ОСНОВЫ ТЕПЛОТЕХНИКИ. Е.А. Бойко
Федеральное агентство по образованию РФ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Красноярский государственный технический университет Е.А. Бойко ОСНОВЫ ТЕПЛОТЕХНИКИ
docplayer.ru
Г-420.doc
9
Федеральное агентство по образования Российской Федерации
Уральский Государственный Технический Университет – УПИ
Кафедра промышленной теплоэнергетики
курсовая работа по дисциплине
«Энергосбережение в энергетике и теплотехнологиях»
Студент: Калинин И.В.
Группа: Т-44021
Преподаватель: Мунц В.А.
Екатеринбург 2008
ХАРАКТЕРИСТИКА КОТЛА-УТИЛИЗАТОРА Г-420
Основным производителем котлов-утилизаторов является Белгородский котельный завод, разработавший совместно с НПО ЦКТИ более 200 конструкций различных типов котлов-утилизаторов.
Котёл Г-420 предназначен для охлаждения технологических газов с целью конденсации паров серы и получения насыщенного пара в процессе обезвреживания сероводородных газов. Котлы-утилизаторы – горизонтальные, газотрубные, с естественной циркуляцией, состоят из входной и выходной газовых камер и газотрубного барабана.
Испарительная поверхность выполнена из труб диаметром 32 мм с толщиной стенки 3 мм и расположена в барабане. По ходу газов испарительная поверхность разделена на две отдельные равные ступени. Технологические газы проходят параллельно в каждой ступени входную газовую камеру, испарительный пучок и выходную газовую камеру. Испарительный пучок по обеим ступеням имеет общий водяной и паровой объём с сепарационным устройством. Сепарационное устройство расположено внутри парового объёма барабана и выполнено в виде пароприёмного щелевого короба и дырчатых листов.
В верхней части газовых камер расположены патрубки для подвода и отвода газов, а в нижней части выходной газовой камеры установлена ванна для сбора расплавленной серы из обеих ступеней. Для отвода серы смонтирован обогреваемый штуцер. Перед выходом газа из камеры установлен отбойный щиток для стока серы. Обе газовые камеры имеют внутри изоляцию.
Котлы-утилизаторы устанавливаются на опорах в открытой компоновке. Котлы снабжены необходимой арматурой, гарнитурой, устройством отбора проб пара и воды.
Котлы-утилизаторы поставляются транспортабельными блоками в следующем объёме: барабан, входная и выходная газовые камеры, помосты, лестницы, опоры и арматура.
РАСЧЕТА КОТЛА-УТИЛИЗАТОРА
Задание на проектирование
Провести тепловой и конструктивный расчет котла-утилизатора Г-420 при следующих исходных данных: расход газов через котел-утилизатор G0=7257 м3/ч; давление пара Рпп=0,5МПа; температура пара tпп=tнас°С; температура газов перед котлом t=280°С; температура питательной воды tпв=105°С. Газы имеют следующий состав: С02=9%, СО=2%, N2=75%, h3=2%, O2=2%, h3O=10%.
Тепловой расчет котла-утилизатора
| № п/п | Формула или рекомендация | ||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | ||||
| 1 | Теплоемкость газов на входе в котел | сp = ∑ сp,i ·ri | 1,30990,75+1,35230,02+1,85610,09+1,53830,10+1,31350,02+ +1,29980,02=1,3827 кДж/(м3·К) | ||||
| 2 | Задаемся температурой газов на выходе из котла | 165ºС | |||||
| 3 | Теплоемкость газов на выходе из котла | сp = ∑ сp,i ·ri | 1,3289850,02+1,304130,75+ +1,67057 0,09+1,5016450,10+1,2861 0,02+ +1,3005720,02=1,3569кДж/(м3·К) | ||||
| 4 | Энтальпия газов при входе в котел |
| 1,3827280=387,16кДж/м3 | ||||
| 5 | Энтальпия газов на выходе из котла |
| 1,3569165=223,89кДж/м3 | ||||
| 6 | Энтальпия перегретого пара | По таблице свойства воды и водяного пара | 2749 кДж/кг | ||||
| 7 | Давление пара в барабане | Рб=Р | 0,5Мпа | ||||
| 8 | Температура пара в барабане | tsпо таблице свойства воды и водяного пара | 151,8 ºС | ||||
| 9 | Энтальпия пара в барабане | iпо таблице свойства воды и водяного пара | 2749 кДж/кг | ||||
| 10 | Энтальпия кипящей воды в барабане | iпо таблице свойства воды и водяного пара | 640 кДж/кг | ||||
| 11 | Энтальпия питательной воды | iпв= 4,19tпв | 4,19105=440 кДж/кг | ||||
| 12 | Расход дымовых газов | G0 | 7257/3600=2,016 м3/с | ||||
| 13 | Коэффициент сохранения тепла | φ, принимаем значение | 0,98 | ||||
| 14 | Теплота, отданная дымовыми газами |
| 0,982,016(387,16-223,89)= =322,56кВт | ||||
| 15 | Расход продувочной воды из барабана |
|
| ||||
| 16 | Паропроизводительность | / | 322,56/[(2749-440)+0,05 (640-440)]=0,139 кг/с | ||||
| Расчет испарителя | |||||||
| 17 | Температура газов за испарителем | Принимаем значение | 165C | ||||
| 18 | Энтальпия газов за испарителем | По Iг-tгдиаграмме | 223,89 кДж/м3 | ||||
| 19 | Количество теплоты, отданное газами пароводяной смеси |
| 2,0160,98(387,16-223,89)= =322,56 кВт | ||||
| 20 | Средний температурный напор |
| [(280-151,8)-(165-151,8)]/ln[(280-151,8)/ /(165-151,8)]=50,58 ºC | ||||
| 21 | Средняя температура газов |
| (280+165)/2=222,5 ºС | ||||
| 22 | Живое сечение для прохода газов | По конструктивным характеристикам
| 0,839 м2 | ||||
| 23 | Скорость прохода газов |
| 2,016/0,839(222,5+273)/ 273 = 4,36 м/с | ||||
| 24 | Коэффициент теплоотдачи | 1– по номограмме 13 [1] | 17,611,1=19,36 Вт/ (м2·К) | ||||
| 25 | Коэффициент использования | Принимаем
| 0,819,36=15,49 Вт/ (м2·К) | ||||
| 26 | Тепловосприятие испарителя |
| 15,4942050,5810-3=329 кВт | ||||
| 27 | Невязка тепловосприятий |
| (322,56-329)/322,56 100=1,9% | ||||
| Расчет закончен | |||||||
Р
ис. 4. Коэффициент теплоотдачи конвекцией при продольном омывании дымовых газов
Рис.4а. Поправочные коэффициенты для расчета коэффициента теплоотдачи к рис. 4
Список литературы:
Котлы-утилизаторы и энерготехнологические агрегаты / А.П. Воинов, В.А. Зайцев, Л.И. Куперман, Л.Н. Сидельковский . М.: Энергоатомиздат, 1989. 272 с.
Воинов А.П., Куперман Л.И., Сушон С.П. Паровые котлы на отходящих газах. Киев: Вища школа, 1983. 176 с.
Котлы-утилизаторы и котлы энерготехнологические (отраслевой каталог) / НИИИНФОРМЭНЕРГОМАШ. М., 1985. 84 с.
Газотрубные котлы-утилизаторы и энерготехнологические котлы / НИИЭкономики. М., 1986. 41 с.
5.Поверочный расчет котлов-утилизаторов: Методическое руководство к курсовой работе по дисциплинам «Вторичные энергоресурсы», «Энергосбережение в энергетике и теплотехнологиях» / В.А. Мунц, Е.Ю. Павлюк. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2001. 30 с.
studfiles.net
Поверочный расчет котлов - утилизаторов — курсовая работа
Федеральное агентство по образования Российской Федерации
Уральский Государственный Технический Университет – УПИ
Кафедра промышленной теплоэнергетики
ПОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЕТ КОТЛОВ-УТИЛИЗАТОРОВ
курсовая работа по дисциплине
«Энергосбережение в энергетике и теплотехнологиях»
Студент: Калинин И.В.
Группа: Т-44021
Преподаватель: Мунц В.А.
Екатеринбург 2008
ХАРАКТЕРИСТИКА КОТЛА-УТИЛИЗАТОРА Г-420
Основным производителем котлов-утилизаторов является Белгородский котельный завод, разработавший совместно с НПО ЦКТИ более 200 конструкций различных типов котлов-утилизаторов.
Котёл Г-420 предназначен для охлаждения технологических газов с целью конденсации паров серы и получения насыщенного пара в процессе обезвреживания сероводородных газов. Котлы-утилизаторы – горизонтальные, газотрубные, с естественной циркуляцией, состоят из входной и выходной газовых камер и газотрубного барабана.
Испарительная поверхность выполнена из труб диаметром 32 мм с толщиной стенки 3 мм и расположена в барабане. По ходу газов испарительная поверхность разделена на две отдельные равные ступени. Технологические газы проходят параллельно в каждой ступени входную газовую камеру, испарительный пучок и выходную газовую камеру. Испарительный пучок по обеим ступеням имеет общий водяной и паровой объём с сепарационным устройством. Сепарационное устройство расположено внутри парового объёма барабана и выполнено в виде пароприёмного щелевого короба и дырчатых листов.
В верхней части газовых камер расположены патрубки для подвода и отвода газов, а в нижней части выходной газовой камеры установлена ванна для сбора расплавленной серы из обеих ступеней. Для отвода серы смонтирован обогреваемый штуцер. Перед выходом газа из камеры установлен отбойный щиток для стока серы. Обе газовые камеры имеют внутри изоляцию.
Котлы-утилизаторы устанавливаются на опорах в открытой компоновке. Котлы снабжены необходимой арматурой, гарнитурой, устройством отбора проб пара и воды.
Котлы-утилизаторы поставляются транспортабельными блоками в следующем объёме: барабан, входная и выходная газовые камеры, помосты, лестницы, опоры и арматура.
РАСЧЕТА КОТЛА-УТИЛИЗАТОРА
Задание на проектирование
Провести тепловой и конструктивный расчет котла-утилизатора Г-420 при следующих исходных данных: расход газов через котел-утилизатор G0=7257 м3/ч; давление пара Рпп=0,5МПа; температура пара tпп=tнас°С; температура газов перед котлом t¢=280°С; температура питательной воды tпв=105°С. Газы имеют следующий состав: С02=9%, СО=2%, N2=75%, h3=2%, O2=2%, h3O=10%.
Тепловой расчет котла-утилизатора
№ п/п | Параметр | Формула или рекомендация | Расчет | ||||
1 | 2 | 3 | 4 | ||||
1 | Теплоемкость газов на входе в котел | сp = ∑ сp,i ·ri | 1,3099×0,75+1,3523×0,02+1,8561´0,09+1,5383×0,10+1,3135×0,02+ +1,2998×0,02=1,3827 кДж/(м3·К) | ||||
2 | Задаемся температурой газов на выходе из котла | 165ºС | |||||
3 | Теплоемкость газов на выходе из котла | сp = ∑ сp,i ·ri | 1,328985×0,02+1,30413×0,75+ +1,67057´ ´0,09+1,501645×0,10+1,2861× ×0,02+ +1,300572×0,02=1,3569кДж/(м3·К) | ||||
4 | Энтальпия газов при входе в котел | 1,3827×280=387,16 кДж/м3 | |||||
| 5 | Энтальпия газов на выходе из котла | 1,3569×165=223,89 кДж/м3 | |||||
| 6 | Энтальпия перегретого пара | По таблице свойства воды и водяного пара | 2749 кДж/кг | ||||
7 | Давление пара в барабане | Рб=DР | 0,5Мпа | ||||
8 | Температура пара в барабане | ts по таблице свойства воды и водяного пара | 151,8 ºС | ||||
9 | Энтальпия пара в барабане | i²по таблице свойства воды и водяного пара | 2749 кДж/кг | ||||
10 | Энтальпия кипящей воды в барабане | i¢ по таблице свойства воды и водяного пара | 640 кДж/кг | ||||
11 | Энтальпия питательной воды | iпв= 4,19tпв | 4,19×105=440 кДж/кг | ||||
12 | Расход дымовых газов | G0 | 7257/3600=2,016 м3/с | ||||
Тепловой баланс и паропроизводительностькотла | |||||||
13 | Коэффициент сохранения тепла | φ, принимаем значение | 0,98 | ||||
14 | Теплота, отданная дымовыми газами | 0,98×2,016×(387,16-223,89)= =322,56кВт | |||||
15 | Расход продувочной воды из барабана | ||||||
| 16 | Паропроизводительность | / | 322,56/[(2749-440)+0,05´ ´(640-440)]=0,139 кг/с | ||||
| Расчет испарителя | |||||||
17 | Температура газов за испарителем | Принимаем значение | 165°C | ||||
18 | Энтальпия газов за испарителем | По Iг-tг диаграмме | 223,89 кДж/м3 | ||||
| 19 | Количество теплоты, отданное газами пароводяной смеси | 2,016×0,98(387,16-223,89)= =322,56 кВт | |||||
20 | Средний температурный напор | [(280-151,8)-(165-151,8)]/ln[(280-151,8)/ /(165-151,8)]=50,58 ºC | |||||
21 | Средняя температура газов | (280+165)/2=222,5 ºС | |||||
22 | Живое сечение для прохода газов | По конструктивным характеристикам | 0,839 м2 | ||||
| 23 | Скорость прохода газов | 2,016/0,839×(222,5+273)/ 273 = 4,36 м/с | |||||
|
24 |
Коэффициент теплоотдачи |
a1 – по номограмме 13 [1] |
17,6×1×1,1=19,36 Вт/ (м2·К) | ||||
25 | Коэффициент использования | Принимаем | 0,8×19,36=15,49 Вт/ (м2·К) | ||||
26 | Тепловосприятие испарителя | 15,49×420×50,58×10-3=329 кВт | |||||
27 | Невязка тепловосприятий | (322,56-329)/322,56´ ´100=1,9% | |||||
Расчет закончен | |||||||
Рис. 4. Коэффициент теплоотдачи конвекцией при продольном омывании дымовых газов
Рис.4а. Поправочные коэффициенты для расчета коэффициента теплоотдачи к рис. 4
Список литературы:
- Котлы-утилизаторы и энерготехнологические агрегаты / А.П. Воинов, В.А. Зайцев, Л.И. Куперман, Л.Н. Сидельковский . М.: Энергоатомиздат, 1989. 272 с.
- Воинов А.П., Куперман Л.И., Сушон С.П. Паровые котлы на отходящих газах. Киев: Вища школа, 1983. 176 с.
- Котлы-утилизаторы и котлы энерготехнологические (отраслевой каталог) / НИИИНФОРМЭНЕРГОМАШ. М., 1985. 84 с.
- Газотрубные котлы-утилизаторы и энерготехнологические котлы / НИИЭкономики. М., 1986. 41 с.
5.Поверочный расчет котлов-утилизаторов: Методическое руководство к курсовой работе по дисциплинам «Вторичные энергоресурсы», «Энергосбережение в энергетике и теплотехнологиях» / В.А. Мунц, Е.Ю. Павлюк. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2001. 30 с.
referat911.ru
Котлы утилизаторы - Рефераты для всех
Основные утилизационные установки, использующие ВЭР
В утилизационных установкахмогут вырабатываться: водяной пар, горячая вода, электроэнергия, высокотемпературные теплоносители, охлажденная вода, горячий воздух, механическая энергия для непосредственного привода машин.
От энерготехнологических установок утилизационные установки отличаются тем, что основной технологический процесс может осуществляться и без них.
Основной технической базой утилизационных установок являются различные теплообменники - аппараты для передачи теплоты от среды с более высокой температурой (греющие тело, теплоноситель) к среде с более низкой температурой (нагреваемое тело).
Наиболее распространенными утилизационными установками являются: котлы - утилизаторы, использующие высокопотенциальные дымовые газы промышленных печей и технологические газы химических производств, а также экономайзерыи воздухоподогреватели.
Утилизация ВЭР осуществляется также в регенераторах, рекуператорах, парогенераторах, сушильных установках, холодильных и расширительных машинахи других установках.
Котел-утилизатор– это паровой или водонагревательный котел, не имеющий собственной топки и обогреваемый отходящими газами какой-либо промышленной или энергетической установки. Чаще всего применяются водотрубные котлы-утилизаторы с многократной принудительной циркуляцией, реже – с естественной циркуляцией и прямоточные. В зависимости от температуры отходящих газов различают низкотемпературные (менее 800–900 оС) и высокотемпературные (свыше 1000 оС) котлы-утилизаторы. Их паропроизводительность составляет от 2 до 40 т/ч при давлении пара до 3,9 МПа. Котлы-утилизаторы бывают горизонтального и вертикального исполнения (рисунок 9.2).
Рисунок 10.2 - Вертикальный (а) и горизонтальный (б) котел-утилизатор
Котлы-утилизаторы предназначены:
1) для охлаждения технологических газов с целью конденсации паров серы и получения насыщенного пара;
2) для использования теплоты технологических и отходящих газов в химической, нефтехимической, металлургической и других отраслях промышленности;
3) для использования теплоты отходящих газов после нагревательных, мартеновских и других технологических печей.
Применение котлов - утилизаторов, устанавливаемых за крупными печами или технологическими установками для использования теплоты отходящих газов, позволяет вырабатывать значительное количество пара. Однако необходимо считаться со значительно большей металлоемкостью котлов - утилизаторов по сравнению с современными паровыми котлами. Кроме того, котлы - утилизаторы требуют значительных площадей для их размещения.
Поэтому эффективность их применения рассматривается в каждом конкретном случае с учетом дополнительных капиталовложений и стоимости сэкономленного топлива.
referat-4all.ru
