Смекни!
smekni.com

Поверочный тепловой расчет топки парового котла (стр. 1 из 7)

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

«Поверочный тепловой расчет топки парового котла»

Вариант № 29


Задание

Произвести поверочный тепловой расчет отдельных поверхностей нагрева и свести тепловой баланс котла ТП-230:

Характеристика котла ТП-230

1. Номинальная паропроизводительность Dном=229 т/ч= 63,6 кг/с;

2. Температура перегретого пара tпп=509°С;

3. Давление перегретого пара рпп=12,6 МПа;

4. Давление в барабане котла рбар=13,6 МПа;

5. Температура питательной воды tпв=219°С;

6. Давление питательной воды рпв=11,5 МПа;

7. Вид топлива: бурый уголь, месторождение Анадырское, марка-3Б, класс-Р;

8. Топка имеет металлическую наружную обшивку.


1. Описание конструкции котла

По характеру движения рабочей среды парогенератор ТП-230 относится к агрегатам с естественной циркуляцией. Рабочая среда непрерывно движется по замкнутому контуру, состоящему из обогреваемых и не обогреваемых труб, соединенных между собой промежуточными камерами - коллекторами и барабанами. В обогреваемой части контура вода частично испаряется, образовавшийся пар отделяется от воды в барабанах и, пройдя через пароперегреватель, подается на турбину. Испарившаяся часть котловой воды возмещается питательной водой, подаваемой питательным насосом в водяной экономайзер и далее в барабан.

Парогенератор ТП-230 выполнен по П-образной схеме. В одной его вертикальной шахте расположена топочная камера, в другой экономайзер и воздухоподогреватель, вверху в поворотном горизонтальном газоходе размещается конвективный пароперегреватель.

Характерной особенностью парогенераторов этой серии является наличие двух барабанов, соединенных по пару и воде между собой пароперепускными трубами. Начальная стадия отделения пара от воды происходит в основном в разделительном барабане меньшего диаметра. Последующее осушение пара происходит в основном барабане большего диаметра. Водоопускные трубы включены в основной барабан около его нижней образующей.

Размещение над топочной камерой двух барабанов хорошо компонуется с конструкцией топочных экранов. Сверху топка ограничивается потолочными трубами, которые являются продолжением труб фронтального экрана и включаются верхними концами непосредственно в разделительный барабан.

Дымовые газы выходят из топочной камеры через разведенные (фестонированные) в 4 ряда трубы заднего экрана, также включенные верхними концами в разделительный барабан.

Подъемные трубы работают друг с другом параллельно, однако их конфигурация, длина, освещенность факелом различна. Для обеспечения надежной циркуляции их группируют в отдельные контуры. В контур циркуляции включают подъемные трубы, идентичные по своему гидравлическому сопротивлению и тепловой нагрузке. Каждый отдельный контур имеет свои опускные трубы. В котле ТП-230 16 контуров циркуляции: по 3 контура на боковых экранах и по 5 на фронтовом и заднем экранах.

Пароперегреватель чисто конвективного типа. Регулирование температуры перегретого пара производится двумя пароохладителями поверхностного типа. Охлаждение и частичная конденсация пара осуществляется за счет нагрева части питательной воды, отводимой с этой целью из питательной линии в пароохладитель.

Двухступенчатый экономайзер, служащий для подогрева питательной воды уходящими газами, состоит из отдельных пакетов змеевиков.

Трубчатый воздухоподогреватель, предназначенный для нагрева дутьевого воздуха, транспортирующего угольную пыль при сжигании твёрдого топлива и подаваемого в зону горения топлива, состоит из двух ступеней, между которыми размещается нижняя часть (ступень) экономайзера.


2. Расчет объемов продуктов сгорания, объемных долей трехатомных газов и концентраций золовых частиц в газоходах котла. Расчет энтальпий воздуха и продуктов сгорания топлива

2.1 Расчетные характеристики топлива

По табл. I [2], определяем состав рабочей массы топлива, %:

− влажность WP=22,0;

− зольность AP=13,3;

− сера

+
=0,6;

− углерод CP=47,9;

− водород HP=3,7;

− азот NР=0,7;

− кислород OP=11,8.

Низшая теплота сгорания

=17,92 МДж/кг.

Приведенные характеристики, %∙кг/МДж:

− влажность WП=5,14;

− зольность АП=3,10.

Коэффициент размолоспособностиКло=1,0.

Выход летучих на горючую массу

=47,0 %.

Температура начала размягчения золы t2=1460°С; начала жидкоплавкого состояния золы t3=1500 °С.

2.2 Теоретический объем воздуха

Теоретический объем воздуха

, м3 возд/кг, необходимый для сжигания 1 кг топлива при a=1 и нормальных физических условиях (t=0 °С, р=101325 Па), определяем по формуле (2.1) [2]:

м3/кг.

2.3 Теоретические объемы продуктов сгорания

Теоретические объемы продуктов сгорания, получаемые при полном сжигании 1кг топлива с теоретическим количеством воздуха, м3/кг, определяем по формулам (2,2)¸(2,5) [2]:

2.4 Коэффициент избытка воздуха

Коэффициент избытка воздуха на выходе из топки для камерной топки с твердым удалением шлака принимаем по таблице, 1.7 [2], aт=1,2.

Присосы воздуха в газоходах котла (на выходе из газохода) принимаем по табл. табл. 1.8 [2]:

− присосы воздуха в топку

;

− присосы воздуха в фестон

;

− присосы воздуха в пароперегреватель I ст.

;

− присосы воздуха в пароперегреватель II ст.

;

− присосы воздуха в экономайзер II ст.

;

− присосы воздуха в воздухоподогреватель II ст.

;

− присосы воздуха в экономайзер I ст.

;

− присосы воздуха в воздухоподогреватель I ст.

;

− присосы воздуха в систему пылеприготовления

.

2.5 Объемы продуктов сгорания

Объемы продуктов сгорания, объемные доли трехатомных газов и концентрации золовых частиц по газоходам котла представлены в табл. 2.1

Таблица 2.1

Объемы продуктов сгорания, объемные доли трехатомных газов и концентрации золовых частиц

Величина и

расчетная

формула

Газоход
топка,фес- тон

п/п

I ст.

п/п

II ст.

эк.

II ст.

вп.

II ст.

эк.

I ст.

вп.

I ст.

1. Коэффициент избытка воздуха за поверхностью нагрева

a¢¢=aт+ ΣΔai

1,2 1,215 1,23 1,25 1,28 1,3 1,33

2.Средний коэффициент избытка воздуха в поверхности нагрева

aср=(a¢+a¢¢)/2

1,2

(1,2+

+1,215)/2= 1,2075

(1,215+

+1,23)/2=

=1,2225

(1,23+

+1,25)/2=

=1,24

(1,25+

+1,28)/2=

=1,265

(1,28+

+1,3)/2=

=1,29

(1,3+

+1,33)/2=

=1,315

3.Объём водяных паров, м3/кг

=
+ +0,0161(aср-1)∙
0,778 0,778 0,779 0,781 0,783 0,785 0,787

4.Полный объём газов, м3/кг

VГ=

+

+1,0161(aср-1)∙

6,500 6,537 6,612 6,698 6,822 6,945 7,069

Величина и

расчетная

формула

Газоход
топка,фес- тон

п/п

I ст.

п/п

II ст.

эк.

II ст.

вп.

II ст.

эк.

I ст.

вп.

I ст.

5. Объёмная доля водяных паров
=
/VГ
0,120 0,119 0,118 0,117 0,115 0,113 0,111
6. Доля трёхатомных газов и доля водяных паров rП=
+
0,258 0,257 0,254 0,251 0,247 0,243 0,239

7. Масса дымовых газов при сжигании твёрдого и жидкого топлива

Gг=1-0,01AP +

+1,306∙aср∙

, кг/кг

При сжигании газа:

Gг=

+(dГ/1000)+

+1,306 ∙aср ∙

, кг/м3
8,493 8,540 8,636 8,747 8,906 9,065 9,357

8. Безразмерная концентрация золовых частиц, кг/кг

µзл= APaун/(100∙Gг),

где aун– доля уноса золы из топки (см. табл. 4.6[2]),

aун= 0,95.

0,0149 0,0148 0,0146 0,0144 0,0142 0,0139 0,0135

2.6 Энтальпии теоретических объемов воздуха и продуктов сгорания