Курсовая работа (т): Расчет парового котла на сернистом мазуте

Расчет парового котла на сернистом мазуте

Оглавление

Введение

. Задание

. Расчетные характеристики топлива

. Объемы и энтальпии воздуха и продуктов сгорания

3.1 Расчет объема воздуха и продуктов сгорания при

.2 Расчет объема воздуха и продуктов сгорания при

.3 Расчет энтальпий по газоходам

. Определение КПД и расхода топлива

. Расчет топочной камеры

. Расчет фестона

. Расчет пароперегревателя II ступени

. Расчет пароперегревателя I ступени

. Расчет экономайзера

. Расчет воздухоподогревателя

. Тепловой баланс котельного агрегата

Заключение

Список использованных источников

Приложение 1 - Эскиз топки (продольный разрез)

Приложение 2 - Эскиз топки (вид сверху)

Приложение 3 - Эскиз фестона

Приложение 4 - Эскиз пароперегревателя II-ой ступени

Приложение 5 - Эскиз пароперегревателя I-ой ступени

Приложение 6 - Эскиз экономайзера

Приложение 7 - Эскиз воздухоподогревателя

Введение

Паровой котел - это системы различных поверхностей нагрева для производства пара из непрерывно поступающей в него воды за счет подвода теплоты, выделяющейся при сжигании топлива, которое подается в топку вместе с необходимым для горения воздухом. Поступающая в паровой котел питательная вода подогревается до температуры насыщения, испаряется, а выделившийся из котловой воды насыщенный пар перегревается.

Продукты сгорания (теплоноситель), образованные при сжигании топлива отдает в поверхностях нагрева теплоту воде и пару (рабочему телу). После поверхностей нагрева теплоноситель при относительно низкой температуре удаляется из котла в атмосферу.

В соответствии с законами фазового перехода получение перегретого пара характеризуется последовательным протеканием следующих процессов: подогрев

питательной воды до температуры насыщения, парообразование, перегрев насыщенного пара до заданной температуры. Эти процессы осуществляются в трех группах поверхностей нагрева. Подогрев воды происходит в экономайзере, образование пара в испарительных поверхностях нагрева, перегрев пара в пароперегревателе.

Паровые котлы в зависимости от осуществления движения рабочего тела подразделяются на котлы с естественной циркуляцией и принудительной циркуляцией.

Отличительной особенностью паровых котлов с естественной и многократной принудительной циркуляцией является наличие барабана - емкости, организующей циркуляцию в замкнутом гидравлическом контуре и обеспечивающее отделение воды от пара.

Прямоточные котлы не имеют барабана, и через парообразующие трубы рабочее тело проходит однократно.

Паровые котлы могут иметь П-, Т-, N-, U-образную, четырех ходовую и башенную компоновки. В отечественной энергетике наиболее широкое применение получили котлы с П-образным профилем.

Котёл типа БГМ-35 предназначен для получения насыщенного или  перегретого пара, идущего на удовлетворение потребности в паре промышленности, строительства, транспорта, сельского и других отраслей народного хозяйства, на технологические и отопительно-вентиляционные нужды, а так же для малых электростанций. Котёл работает на газе и мазуте.

Котёл - однобарабанный, вертикально-водотрубный, с естественной циркуляцией, выполнен по П-образной схеме компоновке поверхностей нагрева, двухходовой по движению продуктов сгорания. Котёл работает с уравновешенной тягой.

Топочная камера объёмом 147 м3 экранирована трубами Ø 60×3 мм, расположенными с шагом 80 мм на задней стенке и 110 мм на фронтовой и боковых стенках. Под топочной камерой не экранирован. На фронтовой стенке расположены 4 основные газомазутные горелки.

Схема испарения двухступенчатая, рассчитана на питательную воду.

Барабан котла внутренним диаметром 1500 мм с толщиной стенки 40 мм и длиной 7844 мм выполнен из стали 20К. Первая ступень испарения барабана оборудована внутрибарабанными циклонами. Второй ступенью испарения служат выносные циклоны.

Пароперегреватель, вертикального типа с коридорным расположением труб, установлен в горизонтальном газоходе котла. Состоит из двух частей, в рассечке между которыми включён поверхностный пароохладитель. Обе части пароперегревателя выполнены из труб Ø 38×3 мм (сталь 20), кроме выходной петли первой по ходу газовой части пароперегревателя, изготовленной из стали 15ХМ.

Очистка пароперегревателя осуществляется при помощи стационарных обдувочных устройств, установленных перед первым и между первым и вторым пакетами пароперегревателя.

В конвективном газоходе размещены: гладкотрубный змеевиковый  водяной экономайзер с шахматным расположением труб Ø 32×3 мм и трубчатый вертикальный воздухоподогреватель, изготовленный из труб Ø 40×1,5 мм.

При работе котла на мазуте очистка конвективных поверхностей нагрева может производиться при помощи дробеочистки.

Котлы снабжены всей необходимой регулирующей и запорной арматурой, предохранительными клапанами, устройствами для контроля температуры и давления пара и уровня воды в барабане.

Для удобства обслуживания котлоагрегат оборудован помостами и лестницами, а топочная камера - лазами и гляделками. Каркас котла рассчитан на сейсмичность 7 баллов. Обмуровка - тяжелая без обшивки. В топке и районе пароперегревателя толщина обмуровки составляет 510 мм, из них внутренний слой толщиной 125 мм - шамотный кирпич, наружный слой толщиной 385 мм - красный кирпич. В конвективной шахте котла, в районе водяного экономайзера, толщина обмуровки 380 мм - красный кирпич.

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

1. Задание

Топливо - сернистый мазут;

Величина непрерывной продувки - П=4,0 % ;

Тип котла - БГМ - 35;

Паропроизводительность - D=8,33 кг/с = 30т/ч;

Давление перегретого пара - Рпп=3,7 МПа;

Давление в барабане - Рб=3,8 МПа;

Температура питательной воды - tпв=140ºС;

Температура перегретого пара - tпп=440ºС;

Температура холодного воздуха - tхв=30ºС.

Таблица 1.1

Технические характеристики поверхностей нагрева

2. Расчетные характеристики топлива

Состав рабочей массы топлива [1, табл. III]:

Низшая теплота сгорания - .

3. Объемы и энтальпии воздуха и продуктов сгорания

3.1 Расчет объема воздуха и продуктов сгорания при

Определение теоретического количества сухого воздуха, необходимого для полного сгорания топлива.

;

Определение объёмов продуктов сгорания на 1 кг топлива.

Теоретический объём азота:

;

Объём трёхатомных газов:

;

Теоретический объём водяных паров:

;

Следующие величины подсчитываются раздельно для топки и расположенных за ней поверхностей нагрева по заранее выбранным средним значениям коэффициента избытка воздуха. Необходимо определить по чертежам и эскизам заданного котла число поверхностей нагрева. Котлы БГМ-35 в соответствии с рис. 1 состоят из следующих поверхностей нагрева:

Топка и фестон;

Конвективный пароперегреватель 2 ступени;

Конвективный пароперегреватель 1 ступени;

Водяной экономайзер;

Воздухоподогреватель.

Схема барабанного котла БГМ-35 представлена ниже.

Рис.3.1 Схема барабанного котла с естественной циркуляцией БГМ - 35

Котел БГМ-35 имеет камерную топку.

Выбираем температуру уходящих газов по [1, табл. II-4]. Т.к. по заданию топливо - сернистый мазут , то : υуг=160 0С.

Выбираем температуру нагрева воздуха по [1, табл. II-2]. Т.к имеем топку для газа и мазута: tгв=250 0С.

Выбираем коэффициент избытка воздуха на выходе из топки по [1, табл. XX]: α’’т=1,02. Определяем присосы воздуха по [1, табл. XVII]:

- присос воздуха в фестоне,

 - присос воздуха в пароперегревателе I и II,

 - присос воздуха в экономайзере,

 - присос воздуха в воздухоподогревателе.

3.2 Расчет объема воздуха и продуктов сгорания при

Объем водяных паров [1, п.4-02]:

;

.

Объем дымовых газов [1, п.4-02]:

;

.

Объемная доля трехатомных газов и водяных паров [1, п.4-02]:

;

;

;

.

Суммарная объемная доля трехатомных газов и водяных паров:

;

.

Расчеты для остальных поверхностей нагрева аналогичны, результаты сведены в табл. 3.1.

Таблица 3.1

Средние объемные характеристики продуктов сгорания

Расчетные величины       размерность       ;;