Краткое описание энергетического котла БКЗ-420-140 НГМ. Котел бкз 420 140

Краткое описание энергетического котла БКЗ-420-140 НГМ

Котлоагрегат типа БКЗ-420-140 НГМ-3 однобарабанный, вертикально-водотрубный, с естественной циркуляцией, предназначен для производства пара при сжигании газа или мазута под наддувом.

Котел спроектирован для работы со следующими параметрами:

Компоновка котлоагрегата выполнена по П-образной сомкнутой схеме. Топка представляет собой первый восходящий газоход. Вверху топки расположена II ступень пароперегревателя - ширмы, во втором (опускном) газоходе расположены конвективный пароперегреватель (III, IV и I ступени) и водяной экономайзер (I, II ступени). Подогрев воздуха осуществляется в вынесенном регенеративном воздухоподогревателе. Топка и конвективная шахта имеют общую газоплотную стенку, которая является экраном топки.Водяной объем котла - 130 м3.Паровой объем котла - 87 м3.

Топочная камера открытого типа призматической формы полностью экранирована гладкими трубами dнхS = 60х6 мм с шагом 80 мм с варкой полосы между ними. Материал труб СТ20 и 15ХМ. Трубы из стали 15ХМ установлены на задних экранах котлов. Топка в горизонтальном сечении по осям труб противоположных экранов имеет следующие размеры: 5930х13180 мм, объем топочной камеры 1427 м3.

Экранные трубы сварены между собой в сплошные мембранные панели. Задний экран в верхней части образует трехрядный фестон из гладких труб; в нижней части вместе с фронтовым экраном образует под топки, который закрыт шамотным кирпичом. Фронтовой экран в верхней части переходит в наклонный потолок топки (угол к горизонтали 15 °С), а в нижней части образует порог. Боковые экраны имеют плоскую конструкцию. Экраны разделены на 15 циркуляционных контуров, из которых 13 относятся к чистому отсеку, а 2 – к солевому. На фронтовой стене топки расположены 8 комбинированных газомазутных горелок производительностью 3,5 т/ч (0,97 кг/с) по мазуту и 3800 нм3/ч (1,06 нм3/с) по газу. Горелки размещены в два яруса по 4 в каждом.

Барабан котла с внутренним диаметром 1600 мм выполнен из стали 16ГНМА. Для получения качественного пара в котле применена схема двух-ступенчатого испарения. Первую ступень испарения (чистый отсек) составляют: барабан с фронтовыми, задними и боковыми экранами, кроме передних секций задних блоков боковых экранов, которые совместно с выносными циклонами составляют вторую ступень испарения (солевой отсек). Каждый блок выносных циклонов состоит из трех камер 426х36 мм (сталь 20) с расположенными в них дырчатыми подпорными листами, антикавитационными крестовинами и улитками.

Сепарационными устройствами I ступени испарения являются внутри-барабанные циклоны с барботажной промывкой пара и дырчатый пароприемный потолок.

Пароперегреватель котла по характеру тепловосприятия полурадиационно - конвективного типа. Полурадиационную часть пароперегревателя составляют ширмы, расположенные в верхней части топки (II ступень пароперегревателя). Конвективная часть состоит из третьей, четвертой и первой ступеней пароперегревателя, расположенных в опускном газоходе, также включены панели, которые образуют опускной газоход котла (потолок, задняя и боковые стенки конвективной шахты). По ходу движения пара первая ступень пароперегревателя – противоточная, третья и четвертая ступени - прямоточные (относительно движения дымовых газов). Для уменьшения температурных разверток пара применены перемешивание и переброс пара с левой стороны котла на правую и наоборот. Регулирование температуры пара осуществляется в пароохладителях первой, второй и третьей ступени.

Конвективная шахта представляет собой опускной газоход с расположенными в нем пароперегревателем и водяным экономайзером. Передней стенкой конвективной шахты является задний экран топочной камеры, боковые и задние стенки образованы газоплотными панелями, которые включены в контур пароперегревателя. В верхней части конвективной шахты расположены третья, четвертая и первая ступени пароперегревателя.

Водяной экономайзер находится в нижней части конвективной шахты и разделен по высоте на два пакета. Змеевики экономайзера выполнены из труб dнхS = 32х4 мм (Сталь 20). Питательная вода входит в четыре камеры 219х25 мм (Сталь 20) нижнего пакета водяного экономайзера, проходит первый пакет и направляется к установке "собственного" конденсата. Из конденсаторов вода поступает в нижние камеры верхнего пакета экономайзера 219х25 мм (Сталь 20), проходит по змеевикам до верхних камер, затем направляется в барабан котла. Для осуществления химического контроля качества котловой воды, питательной воды, пара и впрыскиваемого конденсата на котле имеются устройства для отбора проб. На котле применена однониточная схема питания. Узел питания состоит из основной питательной линии с регулирующим клапаном условным диаметром 250 мм (основной клапан) и регулирующими клапанами Д1-100 мм, предназначенными для работы на сниженных нагрузках.

Обмуровка котла представляет собой пространственную конструкцию из вулканитных плит и азбестоперлитовой массы. Огнеупорные материалы применены только в амбразурах и гарнитуре.

www.ateffekt.ru

Краткое описание энергетического котла БКЗ-420-140 НГМ

stydopedia.ru

Производство котла парового БКЗ-420-140

ООО "Асбестовский котельно-машиностроительный завод" производит котлы паровые БКЗ-420-140, а так же комплектующие для котлов.

Технические характеристики котла БКЗ-420-140:

• Типоразмер котла по ГОСТ - Е-420-13,8-560КТ для БКЗ-420-140, Е-420-13,8-560БЖ для БКЗ-420-140-ПТ-2, Е-420-13,8-560БТ для БКЗ-420-140-6 (7), Е-420-13,8-560ГМН для БКЗ-420-140-ГМН4
• Температура подогрева воздуха, °C - 418
• Температура уходящих газов, °C - 129
• Температура питательной воды, °C - 230
• КПД, % - 91,0
• Тип воздухоподогревателя - трубчатый воздухоподогреватель ТВП
• Вид топлива - каменный уголь (экибастузский), бурый уголь и лигниты (азейский, райчихинский), газ в зависимости от типоразмера и заводской маркировки котла.
• Ширина, м - 11,1
• Глубина, м - 25,4
• Высота, м - 38,9
• Общая масса котла, т - 2130
• Масса поверхностей под давлением, т - 810
• Масса легированной стали котла, т - 120
• Масса аустенитной стали, т - 23,5
• Масса каркаса котла, т - 332
• Компановка котла - Т-образная (П-образная)

В зависимости от типоразмера и маркировки котла его характеристики могут слегка отличатся. Для получения более подробной информации обращайтесь к нашим специалистам.

Комплектующие для котла БКЗ-420-140

• Радиационные поверхности нагрева, воспринимающие тепло от газов за счет излучения
• Конвективные поверхности нагрева
• Топочные камеры
• Топочные экраны, которые обеспечивают охлаждение стенок труб
• Горелки для котла
• Экономайзер для котла БКЗ-420-140
• Ширмовый пароперегреватель БКЗ-420-140, располагаемый в верхней части топки

Так же завод АКМЗ производит змеевик котла БКЗ-420-140, ширмы котла БКЗ-420-140, зоны максимальной теплоемкости и переходные зоны.

Удобные подъездные Ж/Д пути и развязки, а так же большая производственная территория завода обеспечивают возможность быстрой и качественной сборки котла БКЗ-420-140 из отдельных произведенных элементов, с последующей погрузкой в Ж/Д вагоны и отправкой заказчику.

akmz.net

Расчет котла БКЗ 420-140-1

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 паропроизводительность 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.

При выполнении расчета парового котла его паропроизводительность, параметры пара и питательной воды являются заданными. Поэтому цель расчета состоит в выборе рациональной компоновки и определении размеров всех поверхностей нагрева котла (конструктивный расчет) или же в определении температур и тепловосприятий рабочего тела и газовой среды в поверхностях нагрева заданного котла (поверочный расчет).

В процессе расчета парового котла используется большое количество буквенных обозначений различных параметров и величин. Чтобы по возможности исключить одинаковые обозначения для различных величин, используются латинский, греческий и русский алфавиты, а также верхние и нижние индексы. Одинаковые обозначения могут допускаться в тех случаях, когда они укоренились в различных областях техники.

Современный энергетический котлоагрегат большой мощности представляет собой очень большое и сложное сооружение. Так, например, агрегат обслуживающий турбину мощностью 100 МВт, производит в час около 400 т пара давлением 100-140 ата и температурой 510-560°С и потребляет в час 50-100 т угля (в зависимости от качества последнего), более 300 000 нм3 воздуха и около 400 т воды.

Все рабочие процессы такого агрегата полностью механизированы и в основном автоматизированы. Агрегат обслуживается многочисленными вспомогательными механизмами, приводимыми в движение десятками электродвигателей, причем мощность некоторых из них достигает тысяч киловатт.

Габариты такого агрегата весьма внушительны: высота порядка 35-40 м, ширина и глубина до 15-20 м. Вес только металлических частей агрегата доходит до 1500-2000 т. Еще более крупными являются агрегаты, обслуживающие турбины по 200-300 МВт.

Современные котлоагрегаты большой мощности (свыше 200 т/ч) вырабатывают пар высокого давления 140-240 ата, и высокой температуры 550-580° С. Как правило, пар таких котлов, пройдя часть высокого давления турбины, где его давление снижается до 25-35 ата, а температура примерно до 350° С, снова возвращается в котлоагрегат для вторичного перегрева до температуры, близкой к начальной.

В ряде стран имеется несколько крупных котлоагрегатов, вырабатывающих пар и более высоких параметров: до 300 ата и выше и до 650° С. Однако такие котлоагрегаты еще пока не нашли широкого применения.

Котлоагрегаты меньшей паропроизводительности, обслуживающие турбины малой и средней мощности, обычно вырабатывают пар более низких начальных параметров и не имеют вторичного перегрева.

Исходные данные

Тип котла: по ГОСТ 3619-69 БКЗ 420

Заводская маркировка БКЗ 420-140-1

Производительность котлоагрегата Dne = 420 т/ч = 116,7 кг/с

Давление перегретого пара Рne = 15 Мпа

Температура перегретого пара tne = 540°С

Температура питательной воды tne = 250°С

Месторождение и марка топлива: Ткварчельское, Ж каменный уголь с зольностью Ар = 35%

1.Выбор основных характеристик топлива

топливо энтальпия шлакоудаление дымовой

Топливо: Ткварчельское Ж с выходом Vг=45%

Составляющие этого угля:

Wр=11,5% Ар=35%Sр =1,3%

Ср=42,5%Нр=3,2%Nр=0,9%

Ор=5,6%Vг=45%Qрн=16,31 МДж/кг

Температура плавления золы t1 =1450°C

t2 =1500°C t3 =1500°C

2.Выбор способа шлакоудаления и типа углеразмольных мельниц

Определяем приведенную зольность топлива:

Исходя из значения температуры плавления золы t3 =1500°C и приведенной зольности топлива, согласно рекомендациям [1, с.11] принимаем твердое шлакоудаление и молотковые мельницы ММ.

3.Выбор расчетных температур по дымовым газам и воздуху

тогда согласно рекомендациям [1, с.13-15 и таблиц 1.4; 1.5; 1.6] принимаем:

температура уходящих газов Vуг =120°C

температура подогрева воздуха tгв =250°C

температура воздуха на входе в воздухоподогреватель tВП =20°C

4.Расчет объемов воздуха и продуктов сгорания

Теоретический объем воздуха:

Теоретический объем сгорания продуктов:

Расчеты выполнены по рекомендациям [1, с.20-21]

5. Объемы продуктов сгорания в поверхностях нагрева

Наименование величинРазмерностьТопкаПП 2 ступениПП 1 ступени2 ст. ВЭК2 ст. ВЗП1 ст. ВЭК1 ст. ВЗПКоэф. Избытка воздуха за поверхностью нагрева aн =aт+eai-1,221,251,281,31,331,351,38Средний коэф. Избытка воздуха в поверхности нагрева aсрi =a4е+1+-1,221,2351,2651,291,3151,341,365Объем водяных паров VН2О=V°Н2О+ 0,0161 (aср-1) V°в0,570,5760,5780,580,5820,5840,586Полный объем газа Vг=Vro2+VN2+(Lср-1)*Vo5,875,946,076,186,36,416,52Объемная доля трехатомных газов -0,1340,1320,130,1270,1250,1230,121Объемная доля водяных паров -0,0950,0940,0920,090,0880,0870,085Суммарная объемная доля -0,2290,2260,2220,2170,2130,990,997Безразмерная концентрация золотых частиц

0,0440,0440,0430,0420,0410,0410,04

6. Расчет энтальпии воздуха и продуктов сгорания

Для всех видов топлив энтальпии теоретических объемов воздуха и продуктов сгорания в кДж/кг, а так же энтальпия золы при расчетной температуре, согласно [1, с.23-24] определяется по формуле:

где Св, СRO2, СН2О, СN2, Сзл - теплоемкости соответственно воздуха, трехатомных газов, водяных паров, азота и золы, кДж/м3К и кДж/(кг*К) - для золы. Энтальпии продуктов сгорания при избытке воздуха a>1 кДж/кг определяются по формуле:

Результаты расчетов сведены в таблицу, в которой приведен расчет по топке и другим поверхностям нагрева

Расчет энтальпий воздуха и продуктов сгорания топлива, кДж/кг

Тем-раJо, газJо, воздJо, золыLт=1,22Lпп2=1,235122001927415971,2764,7523552,4123791,982210017344,3214488,32879,7921411,5421628,86320001644313708,8731,520190,4320396,064190015549,2212938,24777,0519172,6819366,755180013307,412176,64730,1716716,4316889,086170013767,2811424683,9516964,5117135,877160012836,810716,16627,7611582,1115982,858150011950,0510012,8578,5514731,4114881,6089140011073,869282,56512,0513628,0713767,31110130010231,268561,28449,5412564,2812692,71112009332,167875,84438,911503,74411621,8821211008493,547194,88365,7510442,16310550,08613100076466451,2325,859391,1149487,882149006781,685765,76290,278340,418426,903158005935,845053,44255,367302,957378,75167005130,34390,4221,116317,296383,154176004328,163709,44191,525335,755391,398185003574,13068,8152,954402,184448,218194002813,122437,12118,373467,653504,213203002087,221800,9687,782571,212598,22212001371,941191,6856,521690,621708,50422100677,2591,3626,93834,22843,0923

7. Расчет КПД котла и потерь теплоты на нем

Этот расчет выполняется согласно рекомендациям [1, с.26-27] и введен в таблицу.

Наименование величиныОбоз-наче-нияЕдиницы измеренияРасчетная формула или страница [1]Результат расчетаКПДhпг%hпг=100 - (q2+ q3+ q4+ q5+ q6)100- (3,66+0,5+1,5+ +0,347+0,15)=93,8Потери тепла от химического недожогаq3%[1, с.36, таблица 4.6]q3=0,5Потери тепла от механического недожогаq4%[1, с.36, таблица 4.6]q4=1,5Потери тепла в окр. Среду от наружного охложденияq5%Потери тепла с физическим теплом шлаковq6 %Энтальпия шлаковСtшлСtшл = Сшл *tшлСtшл = 1,04·1420=1476.8Температура удаляемого шлакаtшл°С[1, с.28]tшл =1420°СТеплоемкость шлакаСшл[1, с.23, таблица 2.2]Сшл=1,04Доля шлакоулавли-вания в топкеашл-ашл=1 - аун ашл=1 - 0,95=0,05доля уноса летучей золыаун-[1, с.36, таблица 4.6]аун=0,95Располагаемое тепло= 16310+ +28,86=16338,8Физическое тепло топливаQтлQтл=С тл +t тлQтл=1,443*20=28,86Температура топливаT тл°С[1, с.26]t тл =20°Теплоемкость топливаС тлС тл = 0,042*Wр+С°тл*(1-0,01*W)1,443Теплоемкость сухой массы топливаС°тл[1, с.26]С°тл=1,09Энтальпия теоретического объема воздуха на входе в воздухоподогревательпо tвп=50°С из расчета энтальпийЭнтальпия теоретического объема холодного воздуха

39,5V°в=176,96потеря тепла с уходящими газамиq2%3,66Энтальпия уходящих газовНухпо nух=125 из расчета энтальпий849Коэффициент избытка воздуха в уходящих газахaух_Из таблицы 3.1 расчета 3.61,365

8. Определение расхода топлива

Данный расчет выполняется согласно рекомендациям [1, с. 28-29]

Наименование величиныОбоз-наче-нияЕдиницы измеренияРасчетная формула или страница[1]Результат расчетаРасход топливаВ18,6Энтальпия перегретого пара на выходе из котлаhпеНа основе заданных параметров пара по таблице 3 [1]

tп.пара=560°С

tп.воды=230°Сhпе=3350,1Энтальпия питательной водыhп.в[1, c.72 ]

Hп.в=975,5Расчетный расход топливаВрВр=В*(1-0,01*q4)18,32

9. Тепловой расчет топочной камеры

Определение размеров топочной камеры и размещения горелок.

Для последующего расчета топочной камеры составляем предварительный эскиз по выданным чертежам заданного котла.

При выполнении эскиза руководствуемся отдельными указаниями [1, с. 29-37], где берем рекомендованные данные, которые не уясняются из чертежей.

На эскиз топочной камеры наносим обозначения длин и площадей, необходимых для дальнейшего расчета.

Наименование величиныОбоз-наченияЕдиницы измеренияРасчетная формула или страница[1]Результат расчетаГлубина топочной камерывМПо чертежу8,98Ширина топки в светуаМПо чертежу15,42Высота газового окнаhгоМhго=(0,6¸0,7)*в0,7×8,98=6,286Высота вертикальных ширмhшМhш=(1,1¸1,2)× hго6,286×1,2=7,54Открытая площадь топкиFоткм2Fотк= Fок+ Fгор96,93+8,31=105,24Площадь газового окнаFокм2Fок= hго×а6,286×15,42=96,93Площадь горелокFгорм2=8,3Минимальный допустимый объем топкиVminм31733,52Допустимое тепловое напряжение топочного объемаqv[1, с.36, таблица 4,6]qv=175Расчетный объем топкиVртм31907,26Температура газов на выходе из топкиvт°С[1, с.38 таблицы 4.7]vт=1200Расчетное тепловое напряжение топочного объема159,05Объем верхней половины холодной воронкиVхвм3

=301,03Длина приемного отверстия в нижней части холодной воронкивМ[1, с.34]в=1,2Полная высота холодной воронкиhхвМhхв =0,5 (в-в)× tga0,5×(8,98-1,2)×1,428= =5,55Объем верхней части топочной камерыVвчм 3Vвч=а×в»×hвч15,42×3,75×11,35= =656,3Глубина верхней части топки за вычетом аэродинамических выступовв»мИз чертежа3,75Объем призматичной части топкиVпрм3Vпр = Vрт - Vхв - Vв949,93Высота призматической части топкиhпрм 3hпр = Vпр/fт3,98 Расчетная высота топочной камерыHртмhрт =0,5×hхв+hпр+hвч18,1Высота верхней части топочной камерыhвчмИз чертежа11,35Полная поверхность стен топким27×1947,262/3=1094,31Открытая площадь топкиFоткм2Fотк = Fго+ Fтор96,93+8,31=105,24

Тепловые характеристики топочной камеры.

Эти характеристики рассчитываются согласно рекомендациям [1, с. 37-39]

Наименование величиныОбоз-наченияЕдиницы измеренияРасчетная формула или страница [1]Результат расчетаПолезное тепловыделение в топкеQт18979,49Тепло воздухаQв(aт-Ùaт-Ùaпл) × ×Н°гв+(Ùaт+aпл)× Н°хв2746,9Присос воздуха в топкуÙaт_[1, с. 19, таблица 1.8]0,03Присос воздуха в пылесистемуÙaпл_[1, с.18]0,04Энтальпия горячего воздухаН°гв№3.7 расчета по vгв2380,5Адиабатная температураvа°Cпо Q=Нт в №3.7 расчета1750,8Температура газов на выходе из топкиvт°C[1, с.38, таблица 4.7]1210Энтальпия газов на выходе из топкиНтПо расчету энтальпий11655,5Удельное тепловосприятие топкиQлтQлт=j×(Qт - Нт)3002,83Коэффициент сохранения теплаj_0,41Энтальпия холодного воздухаН°хвиз расчета энтальпий по tхв=30°С134,4Расчет теплообмена в топочной камере

Расчет выполняется на основе рекомендаций [1, с.39-49], которые предназначены для конструктивного и проверочного расчетов.

Наименование величиныОбоз-наче-нияЕдиницы измеренияРасчетная формула или страница [1]Результат расчетаАбсолютная адиабатная температура горенияТа°Кvа+2732023,8Абсолютная температура газов на выходе из топкиТт°КVт+2731483Средний коэффициент тепловой активности экранаyср_yср =x×х0,465Коэффициент загрязненияx_[1, с.41, таблица 4.8]0,5Тепловой коэффициентХ_0,93Коэффициент, учитывающий относительное положение ядра факела по высоте топкиМ_0,59-0,5×хт0,36Величина, характеризующая относительную высоту положения зоны максимальных температурХт_0,46Степень черноты топочной камерыeт_0,953Эффективная степень чернотыeф_eф =1 - e-kps0,904Коэффициент ослабления лучей топочной средойKK=kr× rn+ kзл×m зл+kx3,54Коэффициент ослабления лучей газовой средойKr_По zн2о; РS [1 с.138, рисунок 6.12]3,12Объемная зона водяных паровrн2о_№3.6 расчета0,095Объемная доля трехатомных газовRп_№3.6 расчета0,229Средняя температура газов в топкеVг°С1480,84

Эффективная толщина излучающего слояSМ6,2Давление газов в топочной камереРМПаДля котлов без наддува0,1Концентрация золовых частицmзл№3.6 расчета 0,044Коэффициент ослабления лучей частицами летучей золыkзл_[1, с.140, рисунок 6.13]70Коэффициент ослабления лучей частицами коксаkк_[1, с.43]0,5Степень экранированияc_0,84Луче воспринимающая поверхность топкиFлМ2Fл=Fст р×c919,22Величина для проверки Vт_317,73Проверка VтVт°С[1, с.45, рисунок. 44]1210Тепловое напряжение топочного объема156,66

Среднее лучевое напряжение топочных экрановqл59,84

10. Расчет ширмового пароперегревателя

Для упрощения расчета ширмовый пароперегреватель рассчитываем без дополнительных поверхностей нагрева в последовательности изложенной в [1, с.87-90]. Исключен из расчета ширм и пароохладитель.

Перед началом расчета составляем предварительный эскиз ширмового пароперегревателя. Ширмовый пароперегреватель включен прямоточно как предварительная ступень перегрева пара после барабана перед конвективным пароперегревателем. Ходом ширм считается ход пара лишь в одну сторону.

Наименование величиныОбоз-наченияЕдиницы измеренияРасчетная формула или страница [1]Результат расчетаДиаметр трубdМd=dвнут×d0,032×5=0,042Толщина трубsМмs-толщина стенки5Количество параллельно включенных труб в лентеnШтПо чертежу котла12Шаг между ширмойS1МПо чертежу котла0,7Количество ширмZ1Шт[1, с. 25]48Продольный шаг труб в ширмеS2МS2=d+(0,003¸0,004)0,042+0,004=0,046Глубина ширмLМL=[(n-1)×S2+d]×zx+ d × ×(zx-1)[(12-1)×0,046+0,042] × × 4+0,042×(4-1)=2,3Число ходов лентыzxШт[1, с.86]4Высота ширмhшМПо чертежу7,54Относительный поперечный шагs1_Относительный продольный шагs2_Расчетная поверхность нагрева ширмFшм2Fш=2×hш×С×Z1×xш2×7,54×2,3×48×0,96= =1595,459Угловой коэффициент ширмXш_[1, с.112, рисунок 5.19 по s2]0,96Площадь входного окна газохода ширмFп.вх.м2Fп.вх.=(nx+c)×a(7,54+2,3)×15,42= =151,67Лучевоспринимающая поверхность ширмFл.ш.м2Fл.ш.= Fвх151,67Живое сечение для прохода газовFг.ш.м2Fг.ш.=а× hш-Z1× hш×d15,42×7,54-48×7,54× ×0,042=101,07Живое сечение для прохода параFп.ш.м2Эффективная толщина излучающего слояSМ=

=0,901Температура газов на входе в ширмуVш°СVш = Vт1210Энтальпия газов на входе в ширмыHшHш = H»ш11615,81Лучистая теплота воспринятая плоскостью входного окна ширмQп.вх809,02Коэффициент, учитывающий теплообмен между топкой и ширмамиb_1100/1220=0,9Температурный коэффициентА_[1, с.42]1100Среднее лучевое напряжение топочных экрановqлИз расчета топки59,84Коэффициент неравномерности распределения тепловосприятияnв_[1, с.47, т.4.10]0,8Поправочный коэффициентжп_[1, с.55]0,5Температура газов за ширмамиV»ш°С[1, с.38, таблица 4.7]960Верхняя температура газов в ширмахVш°С1085Оптическая толщинаKPSK×P×S0,34Коэффициент ослабления лучей газовой средойККг×rп+ Кзл×mзл3,8Коэффициент ослабления лучей чистой газовой средойКг[1, с.138, таблица 6.12] по rн2о Vш и PS3,5Коэффициент ослабления лучей частицами летучей золыКзл[1, с.140, рисунок 6.13]70Объемная доля трехатомных газовrп_№3.6 расчета 0,229 Концентрация золовых частицmзл№3.6 расчета0,044Давление топочных газовРМПа№3.11 расчета0,1Коэффициент излучения газовой средыЕш_[1, с.44, рисунок 4.3]0,24Угловой коэффициент с входного на выходное сечение ширмjш_Теплота, излучаемая из топки и ширм на поверхности за ширмамиQл.выхЕп - поправочный коэффициент [1, с.55]635,5Высота газохода за ширмамиМИз чертежа котла6,28Лучевоспринимающая поверхность за ширмамиFл.выхМ26,28×15,42=96,83Абсолютная средняя температура газовТш°КVш+2731483Тепловосприятие ширм излучениемQл.шQл.вх - Qл.вых173,5Энтальпия газов за ширмамиH»ш№3.7 расчета по V»ш8965,3Тепловосприятие ширм по балансуQбшQбш =(Hш-H»ш)×j2385,45Коэффициент сохранения теплотыj_№3.11 расчета0,95Прирост энтальпии пара в ширмеhшhш = hн.п =2602-на выход из барабана котла [7, таблица 3] по Рб= 15,3МПа и температуре насыщения

260,6Температура пара на входе в ширмыtш°С[7 таблица 3 по Рб]343,7Энтальпия пара после ширмh»шh»ш = hш +Ù h3510,6Температура пара после ширмt»ш°С[7, таблица 3] по Рб и h»ш420Средняя температура в ширмахtш°С370

Большая разность температур на границах сред в ширмахÙtб°СИз прилагаемого графика866,3Меньшая разность температур на границах сред в ширмахÙtм°СИз прилагаемого графика540Температурный напор в ширмахÙtш°С703Скорость газов в ширмахwгш4,0Коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов к ширмамdкdк =Сs× Сz× Сф×aн40,9Объемная доля водяных паровrн2о_№3.6 расчета0,095Поправка на компоновку пучкаСs_[1, с.122-123] Сs=¦(s1,s2)0,96Поправка на число поперечных трубСz_[1, с.122-123]0,935ПоправкаСф_[1, с. 123] график Сф=¦(nш× rн2о)0,97Нормативный коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов к ширмамaн[1, с. 122,

график 6.4]45Коэффициент загрязнения ширмЕМ2×К[1, с. 143, график 6.15]0,013Температура наружной поверхности загрязненияtз°C

490Коэффициент теплоотдачи излучением в ширмахaлaл =aн ×Еш100,8Нормативный коэффициент теплоотдачи излучениемaп.н[1, с.141, граф 6.14]420Коэффициент использования ширмовых поверхностейx_[1, с.146, график6.17]0,85Коэффициент от газов к стенке ширмa1136,8

Коэффициент теплопередачи для ширмКш44,85Коэффициент теплоотдачи от стенки к паруa2[1, с.139, рис12.6]942,3Кинематическая вязкость параn[1, с.127, таблица 6.2]0,469×10-6Теплопроводность параl[1, с.127] по Рб и tш8,31×10-2Критерий Прантля для параPr_[1, с.127, таблица 6.2]1,42Эквивалентный диаметр трубdэМdэ = dвн0,032Температура стенки труб ширмtст.ш°C727

Поправка, учитывающая температурный факторCt_0,643Поправка на относительную длину ширмCl_[1, с.128]1Поправка на форму канала трубCd_[1, с.128]1Скорость пара в ширмовых трубахwпш4,2Средний удельный объем пара в ширмахVшпо Рб и tш [таблица 37]0,01699Тепловосприятие ширм по уравнению теплопередачиQтш1332,96Несходимость тепловосприятия ширмdQш%0,4

11. Расчет фестона

При расчете фестона не учитывать теплообмен через подвесные трубы и др. дополнительные поверхности.

Фестон обыкновенно располагают между ширмами, висящими над топкой, и конвективным пароперегревателем.

Фестон выполняют из разряженного пучка труб большего диаметра.

Расчет фестона сведен в нижеследующую таблицу.

Диаметр трубDМd=dвнут×d0,114Относительный поперечный шагs1S1/d5.3Поперечный шаг трубS1МПо чертежу котла0,6Число труб в рядуZ1ШтПо чертежу котла20Продольный шаг трубS2МПо чертежу котла0,3Относительный продольный шагs2-S2/d2,65Продолжение таблицы 1.1112345Число рядов труб по ходу газаZ2ШтПо чертежу2Т/обменные пов-ти нагреваFфМ2По чертежу121,1Лучевоспринимающая поверхностьFл..м2ah215Высота фестонаHмПо чертежу8,9Живое сечение для прохода газовFг..м2Fг..=а× h-Z1× h×d90Эффективная толщина излучающего слояSМИз топки6,4Температура газов на входе в фестонVфVф = V» ш960Энтальпия газов на входе в фестонHфHф = H»ш8965,3Температура газов за фестономV» ф°Суточняем940Энтальпия газов на выходе из фестонаH» фH» ф8783,69Тепловосприятие ширм по балансуQбфQбф =(Hф-H» ф)×j173,21Угловой коэффициент фестонаXф_[1, с.112, рисунок 5.19 по s2]0,44Верхняя температура газов в фестонеVф°С950Скорость газов в фестонеwгф4,4Коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов к ширмамбкбк =Сs× Сz× Сф×aн54,32Объемная доля водяных паровrн2о_№3.6 расчета0,095Поправка на компоновку пучкаСs_[1, с.122-123] Сs=¦(s1,s2)1,81Поправка на число попереч ных трубСz_[1, с.122-123] 0,91ПоправкаСф_[1, с. 123] график Сф=¦(nш× rн2о)0,97 Нормативный коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов к фестонуaн[1, с. 122,

график 6.4]34Температура наружной поверхности загрязненияtз°Ctcред+Дt423,7Коэффициент теплоотдачи излучением в ширмахaлaл =aн ×Еш

8,16Нормативный коэффициент теплоотдачи излучениемaп.н[1, с.141, граф 6.14]195Тепловоспр фестона по ур. теплопередачиQтф217,36Несходимость тепловосприятия фестонаdQф%2,0

Список литературы

1 Липов Ю.М., Самойлов Ю.Ф., Виленский Т.В. Компоновка и тепловой расчет парового котла. - М.: Энергоатомиздат, 1988.

Теплоэнергетика и теплотехника. Общие вопросы. Справочник. / Под общей ред. Григорьева В.А. и Зорина В.М. - М.: Энергия, 1980.

Бойко Е.А., Деринг И.С., Охорзина Т.И. Котельные установки и парогенераторы (тепловой расчет парового котла). - Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2005.

Стырикович М.А., Катковская К.Я., Серов Е.П. Котельные агрегаты. - М.: Госэнергоиздат, 1959.

Эстеркин Р.И. Котельные установки. Курсовое и дипломное проектирование. - Л.: Энергоатомиздат. Ленинградское отделение, 1989.

. Мейкляр М.В. Паровые котлы электростанций. - М.: Энергия, 1974.

. Ривкин С.Л., Александров А.А. Термодинамические свойства воды и водяного пара (справочник). - М.: Энергоатомиздат, 1984.

yamiki.ru

Тепловой расчёт котла БКЗ-420-140НГМ - Дипломная работа

Министерство образования Республики Беларусь

Белорусский национальный технический университет

Энергетический факультет

Кафедра "Тепловые электрические станции"

Курсовой проект

по дисциплине "Котельные установки и парогенераторы"

Тема: Тепловой расчёт котла БКЗ-420-140НГМ

Исполнитель: студент 4 курса группы 106418

Куленок Евгений Васильевич

Руководитель проекта: доцент, к.т.н.

Жихар Георгий Иосифович

Минск 2011

Белорусский национальный технический университет

Кафедра "Тепловые электрические станции"

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовому проекту

по дисциплине "Котельные установки и парогенераторы"

Тема:"Тепловой расчёт котла БКЗ-420-140НГМ"

Исполнитель: Куленок Е.В., студент 4 курса группы 106418

Руководитель: Жихар Г.И., профессор, д.т.н.

Минск 2011

Содержание

1. Краткое описание котельного агрегата БКЗ-420-140ГМ

. Тепловой расчёт котла

.1 Исходные данные

.2 Расчётные характеристики газообразного топлива

.3 Объёмы воздуха и продуктов сгорания газообразного топлива

.4 Коэффициент избытка воздуха

. Расчёт объёмов и энтальпий продуктов сгорания

.1 Расчёт объёмов продуктов сгорания

.2 Расчёт энтальпий продуктов сгорания

4. Тепловой баланс котла

5. Тепловой расчет топочной камеры

6. Расчёт пароперегревателя

. Расчёт воздухоподогревателя

. Регенеративный воздухоподогреватель (горячая часть)

. Исходные данные для аэродинамического расчёта

. Расчет невязки теплового баланса парогенератора

. Общие сопротивления по участкам газового тракта

. Общее сопротивление по участкам воздушного тракта

Литература

котельный агрегат пароперегреватель сопротивление

Введение

При поверочном расчёте по принятой конструкции и размерам и компоновочным решениям котельного агрегата для заданных нагрузки и вида топлива определяют температуру сред (пара, воды, газов, воздуха) на границе между поверхностями нагрева, коэффициент полезного действия, расход топлива, расход сред.

Данный тип расчёта производят для оценки показателей экономичности и надёжности агрегата при работе на заданном топливе, выявления необходимых реконструктивных мероприятий, выбора вспомогательного оборудования и получения данных для других разновидностей расчёта котла (гидравлического, аэродинамического, на прочность и т. д.).

1.Краткое описание БКЗ-420-140ГМ

Компоновка поверхностей нагрева котлоагрегата БКЗ-420/140 НГМ выполнена по П-образной сомкнутой схеме. Топка представляет собой первый восходящий газоход. Вверху топки расположена II ступень пароперегревателя - ширмы, во втором (опускном) газоходе расположены конвективный пароперегреватель (III, IV и I ступени) и водяной экономайзер (I и II ступени). Подогрев воздуха осуществляется в вынесенных регенеративных воздухоподогревателях. Топка и конвективная шахта имеют общую газоплотную стенку, которая является экраном топки.

Для очистки радиационных поверхностей и части конвективных поверхностей пароперегревателя на котле БКЗ-420 установлены стационарные обдувочные приборы. Топочная камера оборудована обдувочными аппаратами типа ОПР - 5, для очистки конвективной части пароперегревателя установлены обдувочные аппараты типа ОГ. Предусмотрена виброочистка ширм. Очистка конвективных поверхностей нагрева, размещённых в опускном газоходе, производится с помощью дробеструйной установки.

При работе котла БКЗ-420-140 на мазуте для очистки поверхностей нагрева , расположенных в конвективной шахте, применяется устройство очистки металлической дробью.

Для очистки поверхностей нагрева регенеративного вращающегося воздухоподогревателя применяются обдувочные аппараты типа ОП и устройства для промывки горячей водой.

Котельный агрегат может быть оборудован дутьевым вентилятором. Регулирование производительности вентилятора осуществляется осевым направляющим аппаратом и переключением скорости электродвигателя.

Котлоагрегат оборудован дымососом. Регулирование производительности дымососа осуществляется направляющим аппаратом осевого типа. Для поддержания номинальной температуры перегретого пара при работе на мазуте на котле предусмотрена рециркуляция дымовых газов, отбираемых за водяным экономайзером, в нижнюю часть топки с помощью двух вентиляторов горячего дутья, используемых в качестве дымососов рециркуляции типа ВГДН-15.

2. Тепловой расчёт котла

.1 Исходные данные

Паропроизводительность котла D = 420 т/ч

Давление пара в барабане рб = 160 ата

Давление пара на выходе рвых = 140 ата

Температура питательной воды tпв =230С

Энтальпия питательной воды iпв = 998,1 кДж/кг

Температура насыщения tкип = 346 С

Энтальпия насыщенного пара iнп = 2594 кДж/кг

Температура перегретого пара tпп = 560 С

Энтальпия перегретого пара iпп =3491,1 кДж/кг

Температура холодного воздуха tхв = 30 С

Температура уходящих газов tух = 120 С

Температура воды, впрыскиваемой в пароохладитель tвпр = 346 С

Энтальпия впрыскиваемой воды в па

www.studsell.com

Курсовая работа (теория): Расчет котла БКЗ 420-140-1

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 паропроизводительность 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.

При выполнении расчета парового котла его паропроизводительность, параметры пара и питательной воды являются заданными. Поэтому цель расчета состоит в выборе рациональной компоновки и определении размеров всех поверхностей нагрева котла (конструктивный расчет) или же в определении температур и тепловосприятий рабочего тела и газовой среды в поверхностях нагрева заданного котла (поверочный расчет).

В процессе расчета парового котла используется большое количество буквенных обозначений различных параметров и величин. Чтобы по возможности исключить одинаковые обозначения для различных величин, используются латинский, греческий и русский алфавиты, а также верхние и нижние индексы. Одинаковые обозначения могут допускаться в тех случаях, когда они укоренились в различных областях техники.

Современный энергетический котлоагрегат большой мощности представляет собой очень большое и сложное сооружение. Так, например, агрегат обслуживающий турбину мощностью 100 МВт, производит в час около 400 т пара давлением 100-140 ата и температурой 510-560°С и потребляет в час 50-100 т угля (в зависимости от качества последнего), более 300 000 нм3 воздуха и около 400 т воды.

Все рабочие процессы такого агрегата полностью механизированы и в основном автоматизированы. Агрегат обслуживается многочисленными вспомогательными механизмами, приводимыми в движение десятками электродвигателей, причем мощность некоторых из них достигает тысяч киловатт.

Габариты такого агрегата весьма внушительны: высота порядка 35-40 м, ширина и глубина до 15-20 м. Вес только металлических частей агрегата доходит до 1500-2000 т. Еще более крупными являются агрегаты, обслуживающие турбины по 200-300 МВт.

Современные котлоагрегаты большой мощности (свыше 200 т/ч) вырабатывают пар высокого давления 140-240 ата, и высокой температуры 550-580° С. Как правило, пар таких котлов, пройдя часть высокого давления турбины, где его давление снижается до 25-35 ата, а температура примерно до 350° С, снова возвращается в котлоагрегат для вторичного перегрева до температуры, близкой к начальной.

В ряде стран имеется несколько крупных котлоагрегатов, вырабатывающих пар и более высоких параметров: до 300 ата и выше и до 650° С. Однако такие котлоагрегаты еще пока не нашли широкого применения.

Котлоагрегаты меньшей паропроизводительности, обслуживающие турбины малой и средней мощности, обычно вырабатывают пар более низких начальных параметров и не имеют вторичного перегрева.

Исходные данные

Тип котла: по ГОСТ 3619-69 БКЗ 420

Заводская маркировка БКЗ 420-140-1

Производительность котлоагрегата Dne = 420 т/ч = 116,7 кг/с

Давление перегретого пара Рne = 15 Мпа

Температура перегретого пара tne = 540°С

Температура питательной воды tne = 250°С

Месторождение и марка топлива: Ткварчельское, Ж каменный уголь с зольностью Ар = 35%

1.Выбор основных характеристик топлива

топливо энтальпия шлакоудаление дымовой

Топливо: Ткварчельское Ж с выходом Vг=45%

Составляющие этого угля:

Wр=11,5% Ар=35%Sр =1,3%

Ср=42,5%Нр=3,2%Nр=0,9%

Ор=5,6%Vг=45%Qрн=16,31 МДж/кг

Температура плавления золы t1 =1450°C

t2 =1500°C t3 =1500°C

2.Выбор способа шлакоудаления и типа углеразмольных мельниц

Определяем приведенную зольность топлива:

Исходя из значения температуры плавления золы t3 =1500°C и приведенной зольности топлива, согласно рекомендациям [1, с.11] принимаем твердое шлакоудаление и молотковые мельницы ММ.

3.Выбор расчетных температур по дымовым газам и воздуху

тогда согласно рекомендациям [1, с.13-15 и таблиц 1.4; 1.5; 1.6] принимаем:

температура уходящих газов Vуг =120°C

температура подогрева воздуха tгв =250°C

температура воздуха на входе в воздухоподогреватель tВП =20°C

4.Расчет объемов воздуха и продуктов сгорания

Теоретический объем воздуха:

Теоретический объем сгорания продуктов:

Расчеты выполнены по рекомендациям [1, с.20-21]

5. Объемы продуктов сгорания в поверхностях нагрева

Наименование величинРазмерностьТопкаПП 2 ступениПП 1 ступени2 ст. ВЭК2 ст. ВЗП1 ст. ВЭК1 ст. ВЗПКоэф. Избытка воздуха за поверхностью нагрева aн =aт+eai-1,221,251,281,31,331,351,38Средний коэф. Избытка воздуха в поверхности нагрева aсрi =a4е+1+-1,221,2351,2651,291,3151,341,365Объем водяных паров VН2О=V°Н2О+ 0,0161 (aср-1) V°в0,570,5760,5780,580,5820,5840,586Полный объем газа Vг=Vro2+VN2+(Lср-1)*Vo5,875,946,076,186,36,416,52Объемная доля трехатомных газов -0,1340,1320,130,1270,1250,1230,121Объемная доля водяных паров -0,0950,0940,0920,090,0880,0870,085Суммарная объемная доля -0,2290,2260,2220,2170,2130,990,997Безразмерная концентрация золотых частиц

0,0440,0440,0430,0420,0410,0410,04

6. Расчет энтальпии воздуха и продуктов сгорания

Для всех видов топлив энтальпии теоретических объемов воздуха и продуктов сгорания в кДж/кг, а так же энтальпия золы при расчетной температуре, согласно [1, с.23-24] определяется по формуле:

где Св, СRO2, СН2О, СN2, Сзл - теплоемкости соответственно воздуха, трехатомных газов, водяных паров, азота и золы, кДж/м3К и кДж/(кг*К) - для золы. Энтальпии продуктов сгорания при избытке воздуха a>1 кДж/кг определяются по формуле:

Результаты расчетов сведены в таблицу, в которой приведен расчет по топке и другим поверхностям нагрева

Расчет энтальпий воздуха и продуктов сгорания топлива, кДж/кг

Тем-раJо, газJо, воздJо, золыLт=1,22Lпп2=1,235122001927415971,2764,7523552,4123791,982210017344,3214488,32879,7921411,5421628,86320001644313708,8731,520190,4320396,064190015549,2212938,24777,0519172,6819366,755180013307,412176,64730,1716716,4316889,086170013767,2811424683,9516964,5117135,877160012836,810716,16627,7611582,1115982,858150011950,0510012,8578,5514731,4114881,6089140011073,869282,56512,0513628,0713767,31110130010231,268561,28449,5412564,2812692,71112009332,167875,84438,911503,74411621,8821211008493,547194,88365,7510442,16310550,08613100076466451,2325,859391,1149487,882149006781,685765,76290,278340,418426,903158005935,845053,44255,367302,957378,75167005130,34390,4221,116317,296383,154176004328,163709,44191,525335,755391,398185003574,13068,8152,954402,184448,218194002813,122437,12118,373467,653504,213203002087,221800,9687,782571,212598,22212001371,941191,6856,521690,621708,50422100677,2591,3626,93834,22843,0923

7. Расчет КПД котла и потерь теплоты на нем

Этот расчет выполняется согласно рекомендациям [1, с.26-27] и введен в таблицу.

Наименование величиныОбоз-наче-нияЕдиницы измеренияРасчетная формула или страница [1]Результат расчетаКПДhпг%hпг=100 - (q2+ q3+ q4+ q5+ q6)100- (3,66+0,5+1,5+ +0,347+0,15)=93,8Потери тепла от химического недожогаq3%[1, с.36, таблица 4.6]q3=0,5Потери тепла от механического недожогаq4%[1, с.36, таблица 4.6]q4=1,5Потери тепла в окр. Среду от наружного охложденияq5%Потери тепла с физическим теплом шлаковq6 %Энтальпия шлаковСtшлСtшл = Сшл *tшлСtшл = 1,04·1420=1476.8Температура удаляемого шлакаtшл°С[1, с.28]tшл =1420°СТеплоемкость шлакаСшл[1, с.23, таблица 2.2]Сшл=1,04Доля шлакоулавли-вания в топкеашл-ашл=1 - аун ашл=1 - 0,95=0,05доля уноса летучей золыаун-[1, с.36, таблица 4.6]аун=0,95Располагаемое тепло= 16310+ +28,86=16338,8Физическое тепло топливаQтлQтл=С тл +t тлQтл=1,443*20=28,86Температура топливаT тл°С[1, с.26]t тл =20°Теплоемкость топливаС тлС тл = 0,042*Wр+С°тл*(1-0,01*W)1,443Теплоемкость сухой массы топливаС°тл[1, с.26]С°тл=1,09Энтальпия теоретического объема воздуха на входе в воздухоподогревательпо tвп=50°С из расчета энтальпийЭнтальпия теоретического объема холодного воздуха

39,5V°в=176,96потеря тепла с уходящими газамиq2%3,66Энтальпия уходящих газовНухпо nух=125 из расчета энтальпий849Коэффициент избытка воздуха в уходящих газахaух_Из таблицы 3.1 расчета 3.61,365

8. Определение расхода топлива

Данный расчет выполняется согласно рекомендациям [1, с. 28-29]

Наименование величиныОбоз-наче-нияЕдиницы измеренияРасчетная формула или страница[1]Результат расчетаРасход топливаВ18,6Энтальпия перегретого пара на выходе из котлаhпеНа основе заданных параметров пара по таблице 3 [1]

tп.пара=560°С

tп.воды=230°Сhпе=3350,1Энтальпия питательной водыhп.в[1, c.72 ]

Hп.в=975,5Расчетный расход топливаВрВр=В*(1-0,01*q4)18,32

9. Тепловой расчет топочной камеры

Определение размеров топочной камеры и размещения горелок.

Для последующего расчета топочной камеры составляем предварительный эскиз по выданным чертежам заданного котла.

При выполнении эскиза руководствуемся отдельными указаниями [1, с. 29-37], где берем рекомендованные данные, которые не уясняются из чертежей.

На эскиз топочной камеры наносим обозначения длин и площадей, необходимых для дальнейшего расчета.

Наименование величиныОбоз-наченияЕдиницы измеренияРасчетная формула или страница[1]Результат расчетаГлубина топочной камерывМПо чертежу8,98Ширина топки в светуаМПо чертежу15,42Высота газового окнаhгоМhго=(0,6¸0,7)*в0,7×8,98=6,286Высота вертикальных ширмhшМhш=(1,1¸1,2)× hго6,286×1,2=7,54Открытая площадь топкиFоткм2Fотк= Fок+ Fгор96,93+8,31=105,24Площадь газового окнаFокм2Fок= hго×а6,286×15,42=96,93Площадь горелокFгорм2=8,3Минимальный допустимый объем топкиVminм31733,52Допустимое тепловое напряжение топочного объемаqv[1, с.36, таблица 4,6]qv=175Расчетный объем топкиVртм31907,26Температура газов на выходе из топкиvт°С[1, с.38 таблицы 4.7]vт=1200Расчетное тепловое напряжение топочного объема159,05Объем верхней половины холодной воронкиVхвм3

=301,03Длина приемного отверстия в нижней части холодной воронкивМ[1, с.34]в=1,2Полная высота холодной воронкиhхвМhхв =0,5 (в-в)× tga0,5×(8,98-1,2)×1,428= =5,55Объем верхней части топочной камерыVвчм 3Vвч=а×в»×hвч15,42×3,75×11,35= =656,3Глубина верхней части топки за вычетом аэродинамических выступовв»мИз чертежа3,75Объем призматичной части топкиVпрм3Vпр = Vрт - Vхв - Vв949,93Высота призматической части топкиhпрм 3hпр = Vпр/fт3,98 Расчетная высота топочной камерыHртмhрт =0,5×hхв+hпр+hвч18,1Высота верхней части топочной камерыhвчмИз чертежа11,35Полная поверхность стен топким27×1947,262/3=1094,31Открытая площадь топкиFоткм2Fотк = Fго+ Fтор96,93+8,31=105,24

Тепловые характеристики топочной камеры.

Эти характеристики рассчитываются согласно рекомендациям [1, с. 37-39]

Наименование величиныОбоз-наченияЕдиницы измеренияРасчетная формула или страница [1]Результат расчетаПолезное тепловыделение в топкеQт18979,49Тепло воздухаQв(aт-Ùaт-Ùaпл) × ×Н°гв+(Ùaт+aпл)× Н°хв2746,9Присос воздуха в топкуÙaт_[1, с. 19, таблица 1.8]0,03Присос воздуха в пылесистемуÙaпл_[1, с.18]0,04Энтальпия горячего воздухаН°гв№3.7 расчета по vгв2380,5Адиабатная температураvа°Cпо Q=Нт в №3.7 расчета1750,8Температура газов на выходе из топкиvт°C[1, с.38, таблица 4.7]1210Энтальпия газов на выходе из топкиНтПо расчету энтальпий11655,5Удельное тепловосприятие топкиQлтQлт=j×(Qт - Нт)3002,83Коэффициент сохранения теплаj_0,41Энтальпия холодного воздухаН°хвиз расчета энтальпий по tхв=30°С134,4Расчет теплообмена в топочной камере

Расчет выполняется на основе рекомендаций [1, с.39-49], которые предназначены для конструктивного и проверочного расчетов.

Наименование величиныОбоз-наче-нияЕдиницы измеренияРасчетная формула или страница [1]Результат расчетаАбсолютная адиабатная температура горенияТа°Кvа+2732023,8Абсолютная температура газов на выходе из топкиТт°КVт+2731483Средний коэффициент тепловой активности экранаyср_yср =x×х0,465Коэффициент загрязненияx_[1, с.41, таблица 4.8]0,5Тепловой коэффициентХ_0,93Коэффициент, учитывающий относительное положение ядра факела по высоте топкиМ_0,59-0,5×хт0,36Величина, характеризующая относительную высоту положения зоны максимальных температурХт_0,46Степень черноты топочной камерыeт_0,953Эффективная степень чернотыeф_eф =1 - e-kps0,904Коэффициент ослабления лучей топочной средойKK=kr× rn+ kзл×m зл+kx3,54Коэффициент ослабления лучей газовой средойKr_По zн2о; РS [1 с.138, рисунок 6.12]3,12Объемная зона водяных паровrн2о_№3.6 расчета0,095Объемная доля трехатомных газовRп_№3.6 расчета0,229Средняя температура газов в топкеVг°С1480,84

Эффективная толщина излучающего слояSМ6,2Давление газов в топочной камереРМПаДля котлов без наддува0,1Концентрация золовых частицmзл№3.6 расчета 0,044Коэффициент ослабления лучей частицами летучей золыkзл_[1, с.140, рисунок 6.13]70Коэффициент ослабления лучей частицами коксаkк_[1, с.43]0,5Степень экранированияc_0,84Луче воспринимающая поверхность топкиFлМ2Fл=Fст р×c919,22Величина для проверки Vт_317,73Проверка VтVт°С[1, с.45, рисунок. 44]1210Тепловое напряжение топочного объема156,66

Среднее лучевое напряжение топочных экрановqл59,84

10. Расчет ширмового пароперегревателя

Для упрощения расчета ширмовый пароперегреватель рассчитываем без дополнительных поверхностей нагрева в последовательности изложенной в [1, с.87-90]. Исключен из расчета ширм и пароохладитель.

Перед началом расчета составляем предварительный эскиз ширмового пароперегревателя. Ширмовый пароперегреватель включен прямоточно как предварительная ступень перегрева пара после барабана перед конвективным пароперегревателем. Ходом ширм считается ход пара лишь в одну сторону.

Наименование величиныОбоз-наченияЕдиницы измеренияРасчетная формула или страница [1]Результат расчетаДиаметр трубdМd=dвнут×d0,032×5=0,042Толщина трубsМмs-толщина стенки5Количество параллельно включенных труб в лентеnШтПо чертежу котла12Шаг между ширмойS1МПо чертежу котла0,7Количество ширмZ1Шт[1, с. 25]48Продольный шаг труб в ширмеS2МS2=d+(0,003¸0,004)0,042+0,004=0,046Глубина ширмLМL=[(n-1)×S2+d]×zx+ d × ×(zx-1)[(12-1)×0,046+0,042] × × 4+0,042×(4-1)=2,3Число ходов лентыzxШт[1, с.86]4Высота ширмhшМПо чертежу7,54Относительный поперечный шагs1_Относительный продольный шагs2_Расчетная поверхность нагрева ширмFшм2Fш=2×hш×С×Z1×xш2×7,54×2,3×48×0,96= =1595,459Угловой коэффициент ширмXш_[1, с.112, рисунок 5.19 по s2]0,96Площадь входного окна газохода ширмFп.вх.м2Fп.вх.=(nx+c)×a(7,54+2,3)×15,42= =151,67Лучевоспринимающая поверхность ширмFл.ш.м2Fл.ш.= Fвх151,67Живое сечение для прохода газовFг.ш.м2Fг.ш.=а× hш-Z1× hш×d15,42×7,54-48×7,54× ×0,042=101,07Живое сечение для прохода параFп.ш.м2Эффективная толщина излучающего слояSМ=

=0,901Температура газов на входе в ширмуVш°СVш = Vт1210Энтальпия газов на входе в ширмыHшHш = H»ш11615,81Лучистая теплота воспринятая плоскостью входного окна ширмQп.вх809,02Коэффициент, учитывающий теплообмен между топкой и ширмамиb_1100/1220=0,9Температурный коэффициентА_[1, с.42]1100Среднее лучевое напряжение топочных экрановqлИз расчета топки59,84Коэффициент неравномерности распределения тепловосприятияnв_[1, с.47, т.4.10]0,8Поправочный коэффициентжп_[1, с.55]0,5Температура газов за ширмамиV»ш°С[1, с.38, таблица 4.7]960Верхняя температура газов в ширмахVш°С1085Оптическая толщинаKPSK×P×S0,34Коэффициент ослабления лучей газовой средойККг×rп+ Кзл×mзл3,8Коэффициент ослабления лучей чистой газовой средойКг[1, с.138, таблица 6.12] по rн2о Vш и PS3,5Коэффициент ослабления лучей частицами летучей золыКзл[1, с.140, рисунок 6.13]70Объемная доля трехатомных газовrп_№3.6 расчета 0,229 Концентрация золовых частицmзл№3.6 расчета0,044Давление топочных газовРМПа№3.11 расчета0,1Коэффициент излучения газовой средыЕш_[1, с.44, рисунок 4.3]0,24Угловой коэффициент с входного на выходное сечение ширмjш_Теплота, излучаемая из топки и ширм на поверхности за ширмамиQл.выхЕп - поправочный коэффициент [1, с.55]635,5Высота газохода за ширмамиМИз чертежа котла6,28Лучевоспринимающая поверхность за ширмамиFл.выхМ26,28×15,42=96,83Абсолютная средняя температура газовТш°КVш+2731483Тепловосприятие ширм излучениемQл.шQл.вх - Qл.вых173,5Энтальпия газов за ширмамиH»ш№3.7 расчета по V»ш8965,3Тепловосприятие ширм по балансуQбшQбш =(Hш-H»ш)×j2385,45Коэффициент сохранения теплотыj_№3.11 расчета0,95Прирост энтальпии пара в ширмеhшhш = hн.п =2602-на выход из барабана котла [7, таблица 3] по Рб= 15,3МПа и температуре насыщения

260,6Температура пара на входе в ширмыtш°С[7 таблица 3 по Рб]343,7Энтальпия пара после ширмh»шh»ш = hш +Ù h3510,6Температура пара после ширмt»ш°С[7, таблица 3] по Рб и h»ш420Средняя температура в ширмахtш°С370

Большая разность температур на границах сред в ширмахÙtб°СИз прилагаемого графика866,3Меньшая разность температур на границах сред в ширмахÙtм°СИз прилагаемого графика540Температурный напор в ширмахÙtш°С703Скорость газов в ширмахwгш4,0Коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов к ширмамdкdк =Сs× Сz× Сф×aн40,9Объемная доля водяных паровrн2о_№3.6 расчета0,095Поправка на компоновку пучкаСs_[1, с.122-123] Сs=¦(s1,s2)0,96Поправка на число поперечных трубСz_[1, с.122-123]0,935ПоправкаСф_[1, с. 123] график Сф=¦(nш× rн2о)0,97Нормативный коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов к ширмамaн[1, с. 122,

график 6.4]45Коэффициент загрязнения ширмЕМ2×К[1, с. 143, график 6.15]0,013Температура наружной поверхности загрязненияtз°C

490Коэффициент теплоотдачи излучением в ширмахaлaл =aн ×Еш100,8Нормативный коэффициент теплоотдачи излучениемaп.н[1, с.141, граф 6.14]420Коэффициент использования ширмовых поверхностейx_[1, с.146, график6.17]0,85Коэффициент от газов к стенке ширмa1136,8

Коэффициент теплопередачи для ширмКш44,85Коэффициент теплоотдачи от стенки к паруa2[1, с.139, рис12.6]942,3Кинематическая вязкость параn[1, с.127, таблица 6.2]0,469×10-6Теплопроводность параl[1, с.127] по Рб и tш8,31×10-2Критерий Прантля для параPr_[1, с.127, таблица 6.2]1,42Эквивалентный диаметр трубdэМdэ = dвн0,032Температура стенки труб ширмtст.ш°C727

Поправка, учитывающая температурный факторCt_0,643Поправка на относительную длину ширмCl_[1, с.128]1Поправка на форму канала трубCd_[1, с.128]1Скорость пара в ширмовых трубахwпш4,2Средний удельный объем пара в ширмахVшпо Рб и tш [таблица 37]0,01699Тепловосприятие ширм по уравнению теплопередачиQтш1332,96Несходимость тепловосприятия ширмdQш%0,4

11. Расчет фестона

При расчете фестона не учитывать теплообмен через подвесные трубы и др. дополнительные поверхности.

Фестон обыкновенно располагают между ширмами, висящими над топкой, и конвективным пароперегревателем.

Фестон выполняют из разряженного пучка труб большего диаметра.

Расчет фестона сведен в нижеследующую таблицу.

Диаметр трубDМd=dвнут×d0,114Относительный поперечный шагs1S1/d5.3Поперечный шаг трубS1МПо чертежу котла0,6Число труб в рядуZ1ШтПо чертежу котла20Продольный шаг трубS2МПо чертежу котла0,3Относительный продольный шагs2-S2/d2,65Продолжение таблицы 1.1112345Число рядов труб по ходу газаZ2ШтПо чертежу2Т/обменные пов-ти нагреваFфМ2По чертежу121,1Лучевоспринимающая поверхностьFл..м2ah215Высота фестонаHмПо чертежу8,9Живое сечение для прохода газовFг..м2Fг..=а× h-Z1× h×d90Эффективная толщина излучающего слояSМИз топки6,4Температура газов на входе в фестонVфVф = V» ш960Энтальпия газов на входе в фестонHфHф = H»ш8965,3Температура газов за фестономV» ф°Суточняем940Энтальпия газов на выходе из фестонаH» фH» ф8783,69Тепловосприятие ширм по балансуQбфQбф =(Hф-H» ф)×j173,21Угловой коэффициент фестонаXф_[1, с.112, рисунок 5.19 по s2]0,44Верхняя температура газов в фестонеVф°С950Скорость газов в фестонеwгф4,4Коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов к ширмамбкбк =Сs× Сz× Сф×aн54,32Объемная доля водяных паровrн2о_№3.6 расчета0,095Поправка на компоновку пучкаСs_[1, с.122-123] Сs=¦(s1,s2)1,81Поправка на число попереч ных трубСz_[1, с.122-123] 0,91ПоправкаСф_[1, с. 123] график Сф=¦(nш× rн2о)0,97 Нормативный коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов к фестонуaн[1, с. 122,

график 6.4]34Температура наружной поверхности загрязненияtз°Ctcред+Дt423,7Коэффициент теплоотдачи излучением в ширмахaлaл =aн ×Еш

8,16Нормативный коэффициент теплоотдачи излучениемaп.н[1, с.141, граф 6.14]195Тепловоспр фестона по ур. теплопередачиQтф217,36Несходимость тепловосприятия фестонаdQф%2,0

Список литературы

1 Липов Ю.М., Самойлов Ю.Ф., Виленский Т.В. Компоновка и тепловой расчет парового котла. - М.: Энергоатомиздат, 1988.

Теплоэнергетика и теплотехника. Общие вопросы. Справочник. / Под общей ред. Григорьева В.А. и Зорина В.М. - М.: Энергия, 1980.

Бойко Е.А., Деринг И.С., Охорзина Т.И. Котельные установки и парогенераторы (тепловой расчет парового котла). - Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2005.

Стырикович М.А., Катковская К.Я., Серов Е.П. Котельные агрегаты. - М.: Госэнергоиздат, 1959.

Эстеркин Р.И. Котельные установки. Курсовое и дипломное проектирование. - Л.: Энергоатомиздат. Ленинградское отделение, 1989.

. Мейкляр М.В. Паровые котлы электростанций. - М.: Энергия, 1974.

. Ривкин С.Л., Александров А.А. Термодинамические свойства воды и водяного пара (справочник). - М.: Энергоатомиздат, 1984.

dodiplom.ru

Инструкция по эксплуатации котла БКЗ-380-140

МИНИСТЕРСТВО  ЭНЕРГЕТИКИ  РФ

ОАО «Красноярскэнерго»

Филиал «Красноярская ТЭЦ-2»

УТВЕРЖДАЮ:

Главный инженер КТЭЦ-2

__________В.А. Лприошкин

«_____»___________2004г.

И Н С Т Р У К Ц И Я

по  эксплуатации  котла   БКЗ-380-140

КП-01

Срок действия установлен:

С «_____» _________ 2004г.

По «_____»_________2007г.

Начальник ПТО

___________А. К. Малашенко

Начальник  КЦ

___________О.А. Ворошилов

Главный  инженер КТЭЦ-2

___________Е.В. Липатов срок действия продлен:

с «______» __________  _____г.

по «_____» __________ _____г.

Начальник ПТО___________

Начальник  КЦ ___________

Красноярск, 2004г.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Данную  инструкцию по эксплуатации котла БКЗ-420-140 (КП-01) должны знать :руководящий персонал котельного цеха ; начальник смены котельного цеха; начальник смены станции; старший машинист котельного оборудования; машинист котлов; машинист-обходчик по котельному оборудованию VI, V группы; слесарь по обслуживанию котельного оборудования.

1. КРАТКОЕ  ОПИСАНИЕ  КОТЛОАГРЕГАТА.

Котельный агрегат БКЗ–420–140ПТ1 вертикально-водотрубный с естественной циркуляцией, крупноблочной конструкции, предназначен для получения пара высо-кого давления при сжигании Ирша-Бородинского бурого угля с жидким шлако-удалением.

Основные расчетные характеристики котла БКЗ–420–140ПТ1:

( Котлы БКЗ-420-140ПТ1  с 25.12.91.г. перемаркированы в БКЗ-380-140 ПТ1

из-за превышения  расчетных температур металла трубных досок ВЗП II ступени при номинальных нагрузках.

vunivere.ru

• 
  Брикеты для котла цена
• 
  Котел из водонагревателя проточного
• 
  Регулировка газового котла аогв
• 
  Котлы на пропан бутане
• 
  Котлы бакси сервисный центр
• 
  Котлы на пропан бутане
• 
  Котел электрический 21 квт
• 
  Газовый котел наружного размещения
• 
  Плата управления котла baxi
• 
  Котел эвпм 3 квт
• 
  Как выбрать котел бакси