Материал: Тепловой расчет паровых котлов малой мощности

Тепловой расчет паровых котлов малой мощности

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования "Ивановский государственный политехнический университет"

Институт информационных технологий и инженерных систем

Кафедра: Гидравлики, теплотехники и инженерных сетей

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовой работе по дисциплине «Теплогенерирующие установки»

на тему: «Тепловой расчет паровых котлов малой мощности»

Выполнил:

ст. группы бТГВ-31

Семеновой В.А.

Проверил:

ст. пр. Зиновьева Е.В.

Иваново 2013

СОДЕРЖАНИЕ

Исходные данные

. Состав и характеристика топлива

. Определение состава и энтальпий дымовых газов

2.1 Расчёт при коэффициенте расхода воздуха=1

.2 Расчёт при коэффициенте расхода воздуха>1

.3 Расчёт энтальпий

. Тепловой баланс

. Расчёт топки

.1 Определение конструктивных размеров и характеристик топочной камеры

.2 Расчёт теплообмена в топке

.Определение тепловосприятий

.1 Тепловосприятие пароперегревателя

.2 Тепловосприятие котельного пучка

.3 Тепловосприятие водяного экономайзера

.4 Сведение теплового баланса котла

. Проверочно-конструктивный расчёт пароперегревателя

. Проверочно-конструктивный расчёт котельного пучка

. Проверочно-конструктивный расчёт водяного экономайзера

. Аэродинамический расчёт газового тракта котла

Библиографический список

ПРИЛОЖЕНИЕ: Распределение температур и энтальпий по газоходам котла

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Газопровод: Бухара-Урал

%

%

%

%

%

%

%

1.     
СОСТАВ И ХАРАКТЕРИСТИКА ТОПЛИВА

Энергетическая характеристика топлива определяется его теплотой сгорания.

Различают низшую () и высшую () теплоту сгорания топлива, которые находят по формулам (для газообразного топлива):

Содержание компонентов рабочего топлива имеет размерность в процентах.

Для сравнения эффективности различных топлив используют понятия условного топлива и топливного эквивалента.

Условным называется топливо, имеющее теплоту сгорания 29,3  ().

Топливный эквивалент находят по формуле:

где  низшая теплота сгорания топлива,  ().

Высококалорийными топливами считаются такие, у которых

В нашем случае:

2.     
ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОСТАВА И ЭНТАЛЬПИЙ ДЫМОВЫХ ГАЗОВ

2.1 Расчет при коэффициенте расхода воздуха

пароперегреватель котельный экономайзер топочный

Дымовые газы образуются в результате горения горючих компонентов топлива: углерода, водорода, серы. Кислород топлива используется для горения. Азот не участвует в горении. Зола топлива также не участвует в горении а выпадает в осадок, и частично уносится с дымовыми газами. Влага топлива при его горении используется и в виде водяного пара присутствует в дымовых газах.

В результате горения образуются ,  и водяной пар. Кислород, необходимый для горения, подаётся в составе воздуха, где он занимает объем равный 21%.

По реакциям горения можно рассчитать необходимое количество кислорода, а через него и необходимое количество воздуха. Расчет количества продуктов сгорания и воздуха производится на 1 кг твердого или жидкого топлива и на 1 м3 газообразного топлива.

Теоретическое количество воздуха:

Теоретическое количество трехатомных газов:

Теоретическое количество водяных паров:

Теоретическое количество азота в дымовых газах:

Теоретический объем дымовых газов:

Процентный состав дымовых газов при сжигании любого топлива находят по формуле:

где  теоретическое количество соответствующего газа в дымовых газах,  или.

2.2 Расчет при коэффициенте расхода воздуха

Для обеспечения полного сжигания топлива необходимо подавать воздух на горение в большем количестве, чем требуется его теоретически.

Газовый тракт котельного агрегата работает под разрежением, и поэтому окружающий котел воздух, находящийся под атмосферным давлением, стремится в газоходы котла. Попадая в газоходы котла, атмосферный воздух снижает температуру дымовых газов, изменяет их состав, увеличивая долю азота и водяных паров и снижая долю трехатомных газов. Атмосферный воздух, попавший в газоходы котла, снижает его КПД. Для борьбы с присосами атмосферного воздуха:

поддерживают разрежение в топке котла не более 15÷20 Па;

весь котел по попериметру снаружи обшивают стальными листами, снижая воздухопроницаемость тепловой изоляции;

делают минимальное количество отверстий в обмуровке котла, необходимых для наблюдения за его работой, и предусматривают их плотное заерытие.

Но, несмотря на эти рекомендуемые мероприятия, подсосов воздуха в газоходы котла избежать не удается.

Пользуясь вышеприведенными рекомендациями, можно определить коэффициенты расхода воздуха последовательно по всему газовому тракту котла по формуле:

а также среднее значение коэффициента избытка воздуха в соответствующем газоходе:

где  начальный и конечный коэффициенты расхода воздуха в газоходе.

Для топки

Для факельной топки при сжигании газа необходим начальный коэффициент расхода воздуха  Рекомендуемый подсос равен  .

Из-за изменения количества воздуха в газоходе котла изменяется и соотношение компонентов в данных газах. Количество трехатомных газов остается постоянным.

Количество водяных паров:

Количество азота:

Количество кислорода:

Действительное количество дымовых газов при средней величине коэффициента избытка воздуха  в газоходе будет:

Действительное процентное соотношение компонентов в дымовых газах находят также как и для теоретического, но только для действительных количеств соответствующих газов:

При сжигании газового топлива массу дымовых газов рассчитывают по формуле:

где  плотность газового топлива,()

 влажность газового топлива, равная 10

Плотность дымовых газов находят по формуле:

Среднюю объемную теплоемкость продуктов сгорания при постоянном давлении определяют по формуле:

,

где  ,средние объемные теплоемкости при постоянном давлении соответствующих газов

 объемные доли в процентах.

: