Тепловой расчёт парового котла де-25-14 гмо. Паровой котел де 25 14гм


Основные контуры естественной циркуляции котлов де-25-14 гм.

Питательная вода подается в водный объем чистого отсека верхнего барабана, где смешивается с котловой водой. В котле шесть контуров естественной циркуляции: три в чистом и три в солевом отсеке:

1-й контур (по кипятильным трубам чистого отсека). Котловая вода из верхнего барабана опускается в нижний барабан, по кипятильным трубам расположенным ближе к фронту котла в области более низких температур топочных газов, а по кипятильным трубам, расположенным ближе к перегородке в области более высоких температур, вода и пароводяная смесь (ПВС) поднимаются в верхний барабан.

2-й контур (по фронтовому экрану) – котловая вода из нижнего барабана по четырем трубам поднимается вверх и в виде ПВС поступает в верхний барабан.

3-й контур (по подовому, правому боковому и потолочному экрану, расположенным до перегородки) – котловая вода из нижнего барабана заполняет трубы и в виде ПВС поступает в верхний барабан.

4-й контур (по кипятильным трубам солевого отсека) – котловая вода из верхнего барабана по трем опускным необогреваемым трубам идет в нижний барабан, а по кипятильным трубам, расположенным за перегородкой, образующаяся ПВС поднимается в верхний барабан.

5-й контур (по заднему топочному экрану) – котловая вода из нижнего барабана поступает в нижний коллектор экрана, распределяется по экранным трубам, а образующаяся в них ПВС поднимается в верхний коллектор. За счет расслоения потока в верхнем коллекторе пар идет в верхний барабан, а отделившаяся из ПВС вода опускается в нижний коллектор по опускной необогреваемой трубе.

6-й контур (по подовому, правому боковому и потолочному экрану, расположенным за перегородкой) – котловая вода из нижнего барабана заполняет трубы и в виде ПВС поступает в верхний барабан. Влажно-насыщенный пар в верхнем барабане проходит паросепарационные устройства, а полученный сухой насыщенный пар отбирается из чистого отсека и по паропроводу идет к потребителю.

В таблице представлены основные характеристики котла.

Таблица

Наименование

Обозначение

Значение

Номинальная паропроизводительность

т/ч

25

Расчетное давление:

в барабане котла

МПа

1,1

Температура готового пара

185

Топливо

Природный газ

Объем топочной камеры

м3

29

Площадь поверхностей нагрева:

-радиационной

-испарительной

м2

м2

64

242

Температура уходящих газов

160

КПД при сжигании газа

%

91,7

Колличество горелок

шт.

1

Паровой объем, при максимально допустимом уровне воды в барабане

м2

2,62

Водяной объем,при максимально допустимом уровне воды в барабане.

м2

16,5

Габаритные размеры:

-высота

-ширина

-длина

м

м

м

4,72

4,63

11,55

Масса металлической части

т

23,3

studfiles.net

Введение

Паровым или водогрейным котлом называется устройство, в котором для получения пара или нагрева вода под давлением выше атмосферного используется теплота, выделяющаяся при сгорании органического топлива.

Поверочный расчет парового котла выполняется для оценки показателей экономичности, выбора вспомогательного оборудования, получения исходных данных для последующих расчетов: аэродинамических, гидравлических, прочностных.

При выполнении поверочного расчета парового котла его паропроизводительность, параметры пара и питательной воды являются заданными. Поэтому цель расчета состоит в определении температур газовой среды и тепловосприятий рабочего тела в поверхностях нагрева заданного котла.

  1. Описание парового котла типа ДЕ

Газо-мазутные вертикально-водотрубные паровые котлы типа ДЕ паропроизводительностью 4; 6,5; 10 и 25 т/ч предназначены для выработки насыщенного или слабонасыщенного пара давлением 1,4 Мпа. Топочная камера котлов размещена сбоку от конвективного пучка, образованного вертикальными трубами, развальцованных в верхнем и нижнем барабанах. Ширина топочной камеры изменяется в зависимости от номинальной паропроизводительности котла.

Основными составными частями этих котлов являются: верхний и нижний барабаны, конвективный пучок, фронтальный, боковой и задний экраны, образующие топочную камеру. Трубы перегородки и правого бокового экрана, образующего также под и потолок топочной камеры, вводятся непосредственно в верхний и нижний барабаны. Концы труб заднего экрана приварены к верхнему и нижнему коллекторам диаметром 159х6мм. Трубы фронтального экрана котлов паропроизводительностью 4; 6,5 и 10 т/ч приварены к коллекторам диаметром 159х6мм, а на котлах паропроизводительностью 16 и 25 т/ч они развальцованы в верхнем и нижнем барабанах. Шаг труб вдоль барабана 90 мм., поперечный - 110мм. Для поддержания необходимого уровня скоростей газов в конвективных пучках котлов производительностью 4; 6,5 и 10 т/ч установлены продольные ступенчатые перегородки.

Плотное экранирование боковых стен, потолка и пода топочной камеры позволяет на котлах применять легкую изоляцию в 2-3 слоя изоляционных плит толщиной 100мм, укладываемую на слой шамотобетона по сетке толщиной 15-20мм. Обмуровка фронтальной и задней стен выполнена из шамотного кирпича толщиной 65мм. и изоляционных плит общей толщиной 100мм. для котлов 4; 6,5 и 10 т/ч. Для котлов 16 и 25 т/ч обмуровка фронтальной стены выполнена из шамотного кирпича толщиной 125мм. и нескольких слоев изоляционных плит толщиной 175мм., общая толщина обмуровки фронтальной стены 300мм. Обмуровка задней стены состоит из слоя шамотного кирпича толщиной 65 мм. и нескольких слоев изоляционных плит толщиной 200мм.; общая толщина обмуровки составляет 265мм. Для уменьшения присосов в газовый тракт котла снаружи изоляцию покрывают металлической листовой обшивкой толщиной 2мм., приваренной к обвязочному каркасу. В качестве хвостовых поверхностей нагрева котлов применяют стандартные чугунные экономайзеры из труб ВТИ.

studfiles.net

Тепловой расчёт парового котла де-25-14 гмо

  1. Исходные данные для расчёта

Котёл ДЕ-25-14 паропроизводительностью 25 т/ч вырабатывает насыщенный пар с рабочим абсолютным давлением Р=1,4 МПа. Питательная вода поступает при температуре tпв=100°С. Котёл оборудован индивидуальным экономайзером системы ВТИ БВЭС-IV-I. Непрерывная продувка котля составляет 3%. Основное топливо - природный газ, резервное топливо – мазут марки М100.

Характеристика топлива:

Ch5 – 94,9%

C2H6 – 3,2%

C3H8 – 0,4%

С4Н10 – 0,1%

С5Н12 (и более тяжёлые) – 0,1%

N2 – 0,9%

СО2 – 0,4%

Теплота сгорания низшая сухого газа:

Плотность газа при 0°С и 760 мм. рт. ст.:

Влагосодержание на 1 м3 сухого газа при t=10°C принимаем

dг=10 г/м3

  1. Определение присосов воздуха

Таблица

Участки газового тракта.

Δα

α’’

топка

0,1

1,1

первый конвективный пучок

0,05

1,15

второй конвективный пучок

0,1

1,25

экономайзер

0,1

1,35

  1. расчёт объёмов воздуха и продуктов сгорания

Теоретический объём воздуха необходимого для полного сгорания топлива:

где m – число атомов углерода,

n – число атомов водорода.

Теоретический объём азота в продуктах сгорания:

С учётом избыточного воздуха:

(теоретический объём двухатомных газов равен теоретическому объёму азота).

Объём водяных паров:

С учётом избыточного воздуха:

Объем трёхатомных газов:

Определяем объёмы продуктов сгорания, объёмные доли трёхатомных газов и другие характеристики продуктов сгорания в участках нагрева котла.

Результаты сводим в таблицу:

Таблица

Наименование величины

Расчётная формула

топка

1-й конвективный пучок

2-й конвективный пучок

Экономайзер

Коэффициент избытка воздуха за газоходом, α

пункт 2 таблица

1,1

1,15

1,25

1,35

Коэффициент избытка воздуха средний, αср

1,1

1,125

1,2

1,3

Избыточное количество воздуха,

0,973

1,217

1,947

2,92

Действительный объём водяных паров,

2,199

2,202

2,214

2,23

Действительный суммарный объём продуктов сгорания,

11,903

12,15

12,892

13,880

Объёмная доля трёхатомных газов,

0,087

0,085

0,08

0,074

Объёмная доля водяных паров,

0,185

0,181

0,172

0,161

Суммарная объёмная доля трёхатомных компонентов

0,271

0,266

0,252

0,235

Энтальпии теоретического объёма воздуха и продуктов сгорания.

таблица

Температура, °С

V0=9,734м3

VRO2=1,034м3

VN20=7,697м3

Vh3O0=2,183м3

Iг0=VRO2+VN20+Vh3O0м3

Iв0=V0·(ct)в

IRO2=VRO2·(cυ)RO2

I0N2=VN20·(cυ)N2

I0h3O=Vh3O0·(cυ)N2

30

379,63

100

1284,89

174,75

1000,61

329,63

1504,99

200

2589,24

369,14

2001,22

663,63

3033,99

300

3922,8

578

3017,22

1010,73

4605,96

400

5275,83

798,25

4056,32

1366,56

6221,13

500

6658,06

1029,86

5110,81

1733,3

7873,97

600

8079,22

1263,55

6188,39

2110,96

9562,89

700

9529,59

1510,67

7281,36

2503,9

11295,94

800

10999,42

1761,94

8412,82

2914,30

13089,06

900

12469,25

2017,33

9567,37

3326,89

14911,59

1000

13978,02

2276,87

10729,62

3765,68

16772,16

1100

15525,73

2540,54

11891,87

4204,46

18636,861

1200

17073,436

2809,38

13046,42

4651,97

20507,77

1300

18796,35

3077,18

14239,45

5116,96

22433,59

1400

20207,78

3350,16

15463,27

5584,11

24397,55

1500

21794,426

3623,14

16656,3

6066,56

26346

1600

23390,802

3895,08

17880,13

6551,18

28326,39

1700

24977,44

4172,19

19103,95

7044,54

30320,69

1800

26564,09

4449,3

20335,47

7548,81

32333,59

1900

28199,398

4726,41

21590,09

8050,9

34367,4

2000

29824,98

5007,66

22813,9

8570,46

36392,03

2100

31528,43

5288,91

24068,52

9083,46

38440,89

2200

33085,87

5570,16

25323,13

9603,02

40496,31

Энтальпии продуктов сгорания при α>1.

Таблица

t

Участки газового тракта и коэф. избытка воздуха

топка α=1,1

первый конвективный пучок α=1,15

второй конвективный пучок α=1,25

экономайзер α=1,35

I, кДж/м3

ΔI, кДж/м3

I, кДж/м3

ΔI, кДж/м3

I, кДж/м3

ΔI, кДж/м3

I, кДж/м3

ΔI, кДж/м3

100

1284,89

1504,99

-

-

-

-

-

-

1954,70

-

200

2589,24

3033,99

-

-

-

-

3681,3

-

3940,22

1985,52

300

3922,80

4605,96

-

-

-

-

5586,66

1905,36

5978,94

2038,72

400

5275,83

6221,13

-

-

7012,50

-

7540,09

1953,43

8067,67

2088,73

500

6658,06

7873,97

-

-

8872,68

1860,17

9538,49

1998,40

10204,29

2136,62

600

8079,22

9562,89

-

-

10774,77

1902,09

11582,70

2044,21

12390,62

2186,33

700

9529,59

11295,94

-

-

12725,38

1950,61

13678,34

2095,64

14631,30

2240,68

800

10999,42

13089,06

14189,00

-

14738,97

2013,59

15838,92

2160,58

16938,86

2307,56

900

12469,25

14911,59

16158,52

1969,51

16781,98

2043,00

18028,90

2189,99

19275,83

2336,97

1000

13978,02

16772,16

18169,96

2011,45

18868,86

2086,89

20266,67

2237,76

21664,47

2388,64

1100

15525,73

18636,86

20189,43

2019,47

20965,72

2096,86

22518,29

2251,63

24070,87

2406,40

1200

17073,44

20507,77

22215,11

2025,68

23068,79

2103,06

24776,13

2257,84

26483,47

2412,61

1300

18796,35

22433,59

24313,23

2098,11

25253,04

2184,26

27132,68

2356,55

29012,31

2528,84

1400

20207,78

24397,55

26418,33

2105,10

27428,72

2175,67

29449,50

2316,82

31470,27

2457,96

1500

21794,43

26346,00

28525,44

2107,11

29615,16

2186,45

31794,61

2345,11

33974,05

2503,78

1600

23390,80

28326,39

30665,47

2140,03

31835,01

2219,85

34174,09

2379,48

36513,17

2539,12

1700

24977,44

30320,69

32818,43

2152,96

34067,31

2232,30

36565,05

2390,96

39062,79

2549,62

1800

26564,09

32333,59

34990,00

2171,57

36318,20

2250,90

38974,61

2409,56

41631,02

2568,23

1900

28199,40

34367,40

37187,34

2197,34

38597,31

2279,11

41417,25

2442,64

44237,19

2606,17

2000

29824,98

36392,03

39374,53

2187,19

40865,78

2268,47

43848,28

2431,03

46830,77

2593,58

2100

31528,43

38440,89

41593,73

2219,21

43170,15

2304,38

46323,00

2474,72

49475,84

2645,07

2200

33085,87

40496,31

43804,90

2211,16

45459,19

2289,04

48767,78

2444,78

52076,36

2600,52

studfiles.net