Техническая характеристика водогрейного котла. Расчет процессов горения топлива: определение объемов продуктов сгорания и минимального объема водяных паров. Тепловой баланс котельного агрегата. Конструкторский расчет и подбор водяного экономайзера.
Аннотация к работе
Котельная установка представляет собой комплекс устройств, размещенных в помещениях и служащих для преобразования химической энергии топлива в тепловую энергию пара и горячей воды. Котел - теплообменное устройство, в котором теплота от горячих продуктов сгорания топлива передается воде. Питательные устройства (насосы, инжекторы) предназначены для подачи воды в котел. Тягодутьевые устройства состоят из дутьевых вентиляторов, системы газовоздуховодов, дымососов и дымовой трубы, с помощью которых обеспечивается подача необходимого количества воздуха в топку и движение продуктов сгорания по газоходам котла, а также удаление их в атмосферу. Для обеспечения более экономичной работы современные котельные установки имеют вспомогательные элементы: водяные экономайзеры и воздухоподогреватели, служащие для подогрева воды и воздуха, устройства для подачи топлива и удаления золы, для очистки дымовых газов и питательной воды, приборы теплового контроля и средства автоматизации, обеспечивающие нормальную работу всех элементов котельной.Вычисление коэффициента избытка воздуха с учетом присоса воздуха по элементам котельного агрегата. а) в конце топкиМинимальный или теоретический объем сухих газов при определяется по формуле: -Дальнейший расчет представлен в виде таблицы 1. Расчет продуктов сгорания Коэффициент избытка воздуха в конце газохода ? 1,100 1,150 1,250 Коэффициент избытка воздуха средний ?ср 1,075 1,125 1,200Теплосодержание дымовых газов определяется как сумма теплосодержаний продуктов сгорания 1 кг () топлива при и избыточного воздуха, взятого при температуре продуктов сгорания. Теплосодержание дымовых газов определяется по формуле: , где В расчете теплосодержаний коэффициент избытка воздуха принимают в конце газохода.Экономичность работы котельного агрегата определяют величину его КПД. Для того, чтобы определить КПД составляем тепловой баланс. Он заключается в установлении равенства между внесенным в топку теплом Qpp и суммой полезно-используемого тепла q1 и тепловых потерь q2, q3, q4, q5, q6. q2 - потери с уходящими газами; q3 - потери от химического неполноты сгорания топлива; Qpp - располагаемое тепло твердого, жидкого, газообразного топлива на расчетную или сухую массу.Расчитываемая величина Обозначение Размерность Формула или обоснование Результаты расчета Располагаемое тепло топлива Qpp ккал/нм3 Qpp=Qнс 8910 Температура уходящих газов тух 0С По типу котла 185 Температура холодного воздуха тхв 0С Принимается по заданию 28 Потери тепла от химического недожога q3 % Принимается по нормативному методу по виду сжигаемого топлива и виду топуи 1,5Qt-количество тепла выделившееся в топке при сжигании топлива; Qтл - количество тепла, отданное лучистым теплообменом, отданное экраном топки стенкам; Qкпк-тепло отданное конвективным теплообменом котельному пучку или водяному экономайзеру. Составим уравнения теплового баланса между теплом, выделяющимся в топке и теплосодержанием дымовых газов. По принятой ориентировочной температуре дымовых газов на выходе из топки определяют количество тепла, отданное лучистым теплообменом: ккал/нм3По справочным данным подбираем для заданного типа котла экономайзер ЭП2-236 со следующими характеристиками: а) поверхность нагрева Аэк=236м2 б) число труб в горизонтальном ряду nгор=5 шт в) число вертикальных рядов nверт=16 г) количество колонок - 2 д) длина трубок экономайзера - 2 мКоэффициент избытка воздуха в конце газохода: ?=1,35 Составим тепловой баланс водяного экономайзера: Вр.Qэкк=Dпв.?iпв. Определяем энтальпию питательной воды на выходе из водяного экономайзера: іпв//=104,32 41,78=172,8 ккал/кг Проверим условие надежности работы водяного экономайзера: В котлах типа ДЕ и КЕ устанавливаются водяные экономайзеры системы ВТИ не кипящего типа.Температура газов перед экономайзером °СИЗ справочника273 Теплосодержание газов перед экономайзером ккал/ нм3Табл.3 по 2 кп1210,403 Теплосодержание уходящих газов ккал/ НМТАБЛ.3 по экономайзеру626,689 Расход питательной воды через экономайзер Дпв т/ч 11000 Температура воды на выходе из экономайзера °СНОРМАТИВНЫЙ метод XXIV146,1Для котла КВГМ - 10 предусмотрено 4 котла. nka=4шт. Qрасч=Qmax - Qc.
План
Содержание
Введение
1. Водяные котлы типа КВ. Исходные данные
2. Расчет процессов горения топлива
3. Определение объемов продуктов сгорания
4. Определение минимального объема водяных паров
5. Расчет теплосодержания воздуха и продуктов сгорания
6. Тепловой баланс котельного агрегата
7. Тепловой расчет поверхности нагрева
8. Задача: расчет водяного экономайзера. Исходные данные
9. Подбор водяного экономайзера
10. Расчет надежности водяного экономайзера
11. Конструкторский расчет водяного экономайзера
12. Расчет количества котлов
Библиографический список
Введение
Котельная установка представляет собой комплекс устройств, размещенных в помещениях и служащих для преобразования химической энергии топлива в тепловую энергию пара и горячей воды. Основные элементы котельной установки: котел, топка, питательные и тягодутьевые устройства, устройства топливоподачи и автоматического регулирования.
Котел - теплообменное устройство, в котором теплота от горячих продуктов сгорания топлива передается воде. В результате этого в паровых котлах вода превращается в пар, а в водогрейных котлах нагревается до требуемой температуры.
Топочное устройство служит для сжигания топлива и превращения его химической энергии в теплоту нагретых газов.
Питательные устройства (насосы, инжекторы) предназначены для подачи воды в котел.
Тягодутьевые устройства состоят из дутьевых вентиляторов, системы газовоздуховодов, дымососов и дымовой трубы, с помощью которых обеспечивается подача необходимого количества воздуха в топку и движение продуктов сгорания по газоходам котла, а также удаление их в атмосферу.
Продукты сгорания, перемещаясь по газоходам и соприкасаясь с поверхностями нагрева, передают теплоту воде. Для обеспечения более экономичной работы современные котельные установки имеют вспомогательные элементы: водяные экономайзеры и воздухоподогреватели, служащие для подогрева воды и воздуха, устройства для подачи топлива и удаления золы, для очистки дымовых газов и питательной воды, приборы теплового контроля и средства автоматизации, обеспечивающие нормальную работу всех элементов котельной.
Классификация котельных установок.
Котельные установки в зависимости от типа потребителей разделяются на: - энергетические;
- производственно-отопительные;
- отопительные.
По виду вырабатываемого теплоносителя котельные установки делятся на: - паровые;
- водогрейные.
В зависимости от масштаба теплоснабжения отопительные котельные разделяются на: - местные;
- групповые;
- районные.
В данной работе представлен расчет котельной с водогрейными котлами типа КВ-ГМ.
1. Водогрейные котлы типа КВ
Стальные водогрейные прямоточные котлы унифицированной серии КВ-ГМ и КВ-ТС изготавливаются с 1970 г. для установки в отопительных котельных, на ТЭЦ и в отопительно-производственных котельных.
Газо-мазутные котлы КВ-ГМ выпускаются со следующей теплопроизводительностью 4; 6,5; 10; 20; 30; 50; 100; 180 Гкал/ч. Котлы этой серии собираются из однотипных элементов и выполняются в горизонтальной компоновке, блочно-транспортабельные и состоят из двух блоков: горизонтально-топочного, вертикально-конвективного. Боковые стены топочной камеры полностью экранированы трубами диаметром 60*3 мм с шагом 64 мм.
Конвективный блок состоит из конвективного пакета, фестона и заднего экрана. Конвективный пакет набирается из U-образных змеевиков диаметром 29*3 мм. Трубы располагаются в шахматном порядке с шагом 64 и 40 мм. Змеевики привариваются к вертикальным стоякам диаметром 83*3,5 мм. Фестон и задний экран конвективного блока выполнены из труб диаметром 60*3 мм с шагом 64 мм.
Котлы теплопроизводительностью 4 и 6,5 Гкал/ч не имеют камеры догорания, и дымовые газы попадают в конвективный блок сверху изпод перекрытия топки. Отвод дымовых газов из котла осуществляется снизу.
В котлах теплопроводностью 10, 20 и 30 Гкал/ч имеется внутри топочная перегородка, делящая топочную камеру на собственно топку и камеру догорания. Дымовые газы в конвективный блок попадают снизу, а отводятся из него сверху. Топочные камеры котлов КВ-ГМ оборудованы ротационными газо-мазутными горелками, а конвективные поверхности нагрева снабжены дробеструйной очисткой.
Исходные данные
1) Тип котла: КВГМ-10
2) Производительность по теплу: Qk.а=9 Гкал/ч
3) Температура холодного воздуха: тхв=29 0С
4) Топливо: газ, Брянск - Москва
СН4 = 92,8%
C2H6= 3,9%
C3H8= 1,1%
C4H10= 0,4%
C5H12= 0,1%
N2=1,6%
CO2=0,1%
Теплота сгорания низшая сухого газа
Плотность при 0?С и 760 мм. рт. ст.
Список литературы
1. Ю.Л. Гусев: Основы проектирования котельных установок, издание 2-е. дополненное и переработанное. Москва 1973 г.
2. С.А. Минкина: Тепловой расчет поверхностей котельных агрегатов, методические указания. Куйбышев 1986 г.
3. С.А. Минкина, В.М. Полонский: Расчет процессов горения, методические указания. Куйбышев 1986 г.