Котлы(БГ-35) (Пример курсового проекта)

1. ЗАДАНИЕ Спроектировать реконструкцию котельной установки БГ-35 в связи с переходом ее на новый вид топлива - УГОЛЬ КУЗНЕЦКИЙ Т Влажность - WP= 6.50 % Зольность - АР= 16.80 % Паропроизводительность парогенератора - D = 40 т/ч Давление пара - 3.92 Мпа Температура перегретого пара - P = tПП= Температура питательной воды - tПВ= 150 °С Температура холодного воздуха - tХВ= 30 °С 450 °С Тепловой расчет котельного агрегата провести до фестона. 2. РАСЧЕТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТОПЛИВА Харакеристики угля выбираем по [1] (c.

156-159). Заданные зольность и влажность идентичны табличным, т.о. будем использовать табличные характеристики в дальнейших расчетах. Элементарный состав топлива : АР SP CP HP NP Вещество WP Кол-во,% 6.5 16.8 0.4 68.6 3.1 1.5 OP 3.1 Итого 100 Низшая теплота сгорания - QНР= 26169 ,КДж/кг Приведенная влажность - WП = 1.04 ,кг.влаги/КДж Выход летучих на горючую массу - VГ = 13 ,% Температурные характеристики золы : Начало деформации Начало размягчения t1 t2 -1- Начало плавления t3 >1500 1250 1300 1400 Химический состав золы на бессульфатную массу : Вещество SiO2 Al2O3 TiO2 Fe2O3CaO MgO K20 Na2O Итого Кол-во,% 55 25 0.8 12 3.5 1 1.3 1.4 100 -1- о.

будем -1- Cледующие параметры берем из таблицы на стр. 176 [1]. : Удельный выход сухих трехатомных газов - V0 = 6.83 VRO2= 1.28 Удельный выход азота (α = 1) - VN20 = 5.41 м3/кг Удельный выход водяных паров (α = 1) - VH2O0= 0.53 м3/кг Теоретический расход воздуха на горение - м3/кг м3/кг 3. Выбор способа сжигания угля Для выбора параметров сжигания топлива будем пользоваться рекомендациями нормативного метода [1]. Парогенератор БГ-35 имеет камерную топку для сжигания угольной пыли. Это в полной мере соответствует рекомендациям [1] (стр. 65). В соответствии с данными на стр. 66-67 [1] выбираем следующие параметры: tT = 1050 ,°С Охлаждение газов в фестонированной части: ΔtФ= 45 ,°С tОШ’= 800 ,°С Температура газов перед конв. пучками: Температура газов перед фестоном: Тип горелочных устройств: яруса на фронте парогенератора.

вихревые, расположенные в два Количество горелок - 2. При твердом шлакоудалениии максимальное допустимое тепловое max напряжение сечения топочной камеры должно составлять qF = 2.3 МВт/м2 Скорость пылевоздушной смеси ω1 для прямоточно-улиточных горелок составит 18 м/c, а скорость вторичного воздуха ω2= 22 м/с. Расход первичного воздуха для транспортировки угольной пыли составляет 20% от теоретически необходимого количества воздуха. 4. Расчетная схема компоновки парогенератора Температура уходящих газов выбирается по таб. II-8 (с.

71 [1]). Из расчетных характеристик топлива известно, что: -2- WП = 1.04 ,кг.влаги/КДж воды 150 °С , таким образом при темперауре питательной темп. уходящих газов составит tУГ= 110 °С. При реконструкции существующего котельного агрегата трудно достигнуть рекомендуемых значений температуры уходящих газов без значительного изменения соотношения радиационных и конвективных -2- поверхностей нагрева.

Но существенная реконструкция влечет повышение затрат. В связи с этим рекомендуется принимать температуру уходящих газов на 10-15 градусов выше рекомендуемой. Таким образом принимаем tУГ= 120 °С. Температуру подогретого воздуха выбираем по таблице II-10. Для топки с твердым шлакоудалением при замкнутой схеме пылеприго- tГВ= 310 °С.

товления и воздушной сушке Так как температура горячего воздуха превышает 300 граусов, то выбираем двухступенчатую схему воздухоподогревателя. По таблице XVII (с. 200 [1]) выбираем коэффициент избытка воздуха на выходе из топки: αТ= 1.22 . Теперь воспользуемся таблицей XVI для определения присосов воздуха в газоходах: Δα Газоход Пароперегреватель 0.03 Ступень экономайзера 0.08 Ступень воздухоподогревателя 0.06 Определим температуру насыщенных паров на выходе из барабана котла по известному давлению пара P = 3.92 Мпа и таблицам [2]: tНП= 250 °С.

По таблице XVII берем долю золы топлива, уносимую газами: аУН= 0.95 Изобразим схему парогенератора на рисунке 1: t ПП510 = °С t НП310 = °С t 800 = °С Da 0,03 = a 1,28 = t 530 < °С t Т 1050 = °С Da 0,02 = a 1,3 = '' t ПВ 516 ~ = °С tГВ350 = °С a 1,25 = Т Da 0,07 = Т Da 0,03 = a 1,33 = t 230 > °С t'ПВ230 = °С Da 0,02 = a 1,35 = t ХВ30 = °С t у г 130 = -3-Da 0,03 = a 1,38 = °С t ХВ30 = °С t у г 130 = °С Da 0,03 = a 1,38 = Рис.1 Схема парогнератора -3- 5. Расчет выхода газов и золы Здесь мы рассчитаем выходы продуктов сгорания, расход воздуха и золы по общепринятой методике. Названия, формулы и результаты расчетов занесем в таблицу 1. Таблица 1 2 м3/кг м3/кг воздухоподогреватель I ступени воздухоподогреватель II ступени м3/кг VRO2= 1.28 VH2O0= 0.53 3 4 5 6 7 8 1.22 1.25 1.33 1.39 1.47 1.53 1.220 1.235 1.290 1.360 1.430 1.500 экономайзер I ступени экономайзер II ступени 1 м3/кг пароперегреватель размерность величин топка и фестон V0 = 6.83 VN20 = 5.41 Обозначения Коэффициент избытка воздуха за газоходом - α” Средний коэффициент избытка воздуха - α Суммарный присос воздуха (α-1)V0 м3/кг 1.5026 1.6051 1.9807 2.4588 2.9369 3.4150 м3/кг 0.5542 0.5558 0.5619 0.5696 0.5773 0.5850 м3/кг 8.7468 8.8509 9.2326 9.7184 10.204 10.690 - 0.1463 0.1446 0.1386 0.1317 0.1254 0.1197 - 0.0634 0.0628 0.0609 0.0586 0.0566 0.0547 - 0.2097 0.2074 0.1995 0.1903 0.1820 0.1744 кг/кг 11.714 11.848 12.339 12.963 13.588 14.212 кг/кг 0.0136 0.0135 0.0129 0.0123 0.0117 0.0112 VH2O=VH2O0+ 0,0161(α-1)V0 VГ= VRO2+ VN20+ VH2O+(α-1)V0 rRO2= VRO2/VГ rH2O= VH2O/VГ rП=rRO2+rH2O Масса дымовых газов GГ=1-АР/100+ 1,306αV0 Массовая доля золы в дымовых газах μЗЛ=0.01АРаУН/GГ 6.

Расчет энтальпии продуктов сгорания -4- (H-t) диаграмма В данном пункте воспользуемся таблицей XIV из [1], в которой приведены энтальпии воздуха при α=1 в зависимости от т-ры. Р Р Приведенная величина уноса 1000аУНА /QН = 0.61 < 6, поэтому эптальпией золы можем пренебречь. Резулататы занесем в табл.2. -4- Таблица 2. (H-t) таблица Теоретич. Т-ра количество Действ.энтальпия продуктов сгорания: HГ=HГ0+(α”-1)HВ0 Изменение энтальпии ПГ по t: ΔHГ(i) = HГ(i)-HГ(i+1) МДж/кг.т.

МДж/кг.т. За газоходами элементов парогенератора, МДж/кг.т. t HГ0 HВ0 αТ=αФ= 1.22 αПП”2= 1.235 αПП”1= 1.25 αЭК”2= 1.33 αВП”2= 1.39 αЭК”1= 1.47 αУГ= 1.53 °С МДж кг МДж кг HГ ΔHГ HГ ΔHГ 2200 2000 1800 1600 1400 1200 1100 1000 900 800 700 600 500 400 27.08 24.37 21.68 19.02 16.4 13.81 12.55 11.3 10.05 8.816 7.609 6.436 5.296 4.177 23.24 20.59 18.66 16.43 14.2 11.99 10.9 9.817 8.757 7.726 6.696 5.673 4.676 3.704 32.2 28.89 25.78 22.63 19.53 16.44 14.94 13.45 11.98 10.52 9.082 7.684 6.325 4.992 3.964 3.598 3.705 3.662 3.637 1.773 1.759 1.741 1.721 1.691 1.654 1.609 1.576 39.4 35.28 31.56 27.73 23.93 20.16 18.32 16.5 14.69 12.91 11.16 9.443 7.774 6.14 4.122 3.714 3.838 3.795 3.769 1.839 1.824 1.805 1.782 1.753 1.715 1.668 1.634 ΔHГ HГ 3.302 3.115 3.147 3.104 3.084 1.501 1.488 1.476 1.463 1.434 1.398 1.359 1.333 32.54 29.2 26.06 22.88 19.74 16.62 15.11 13.6 12.11 10.63 9.183 7.769 6.395 5.047 ΔHГ HГ 3.341 3.144 3.181 3.138 3.117 1.517 1.505 1.492 1.478 1.449 1.413 1.374 1.347 32.89 29.51 26.34 23.13 19.95 16.8 15.27 13.75 12.24 10.75 9.283 7.854 6.465 5.103 ΔHГ HГ 3.381 3.173 3.214 3.171 3.151 1.534 1.521 1.508 1.494 1.465 1.429 1.389 1.362 34.75 31.16 27.83 24.44 21.09 17.76 16.14 14.53 12.94 11.37 9.819 8.308 6.839 5.399 ΔHГ HГ 3.593 3.328 3.393 3.35 3.327 1.621 1.607 1.593 1.576 1.547 1.511 1.469 1.44 36.15 32.4 28.95 25.43 21.94 18.48 16.8 15.12 13.47 11.83 10.22 8.648 7.12 5.622 ΔHГ HГ 3.752 3.443 3.526 3.483 3.46 1.686 1.672 1.656 1.638 1.609 1.572 1.529 1.498 38.01 34.04 30.44 26.74 23.08 19.44 17.67 15.91 14.17 12.45 10.76 9.102 7.494 5.918 300 200 100 3.084 2.753 3.69 1.302 3.731 1.316 3.772 1.331 3.992 1.407 4.158 1.464 4.378 1.54 4.543 1.597 2.028 1.818 2.428 1.262 2.455 1.276 2.483 1.29 2.628 1.365 2.737 1.421 2.882 1.495 2.992 1.552 1.001 0.905 1.2 1.228 1.214 1.242 1.227 1.255 1.3 1.328 1.354 1.383 1.426 1.456 1.481 1.511 7.

Тепловой баланс и расход топлива Расчет теплового баланса расхода топлива приведен в таблице 3. Обозначение Ед. измерения Таблица 3. Тепловой баланс и расход топлива 1 2 3 Располагаемое тепло топлива QРР Кдж/кг QРР=QНР 26169 Температура уходящих газов tУГ °С Принята ранее 120 Энтальпия уходящих газов HУГ Кдж/кг По (H-t) таблице 1782.8 Энтальпия теоретически необходимого кол-ва холодного воздуха HХВ Кдж/кг По (H-t) таблице (отсчет от нуля градусов Ц.) 271.5 Потери тепла от механического недожога q4 % По таблице XVII [1] стр.200 2 Потери тепла с уходящими газами q2 % Потери тепла от химического недожега q3 % Потеря тепла от наружного охлаждения q5 % Потеря тепла с физ. теплом шлака q6шл % Потеря тепла на охл.

панелей и балок q6охл % Сумма тепловых потерь q∑ % КПД котла η % Энтальпия перегретого пара iПП Кдж/кг по таблицам [2] 3402.35 Давление питательной воды PПВ Мпа 1,1*1,065РПП 4.6 Энтальпия питательной воды iПВ Кдж/кг по таблицам [2] 923.6 Энтальпия кипящей воды в барабане котла iКВ Кдж/кг по таблицам [2] 1400 Полезно использованное тепло с учетом продувки QПОЛ Наименование 0 Расчетные формулы или способ определения 4 5 (HУГ-αУГHХВ0)(100-q4)/QРР По таблице XVII [1] стр.200 Рисунок 5-1 на стр.21 [1] Не учитываем т.к. АР<QНР/100 100*103Hохл/QРР q2+q3+q4+q5+q6шл+q6охл 100- q∑ КВт D(iПП-iПВ)+0.05D(iКВ-iПВ) -6- Расчет 5.12 0 1 0 0 8.12 91.88 27806.33 РАСХОД ТОПЛИВА B Расчетный расход топлива BP кг/с кг/с 100QПОЛ/(QРРη) B*(100-q4)/100 -6- 1.16 1.14 аблице 3.

-6- 8. Расчет топки Изобразим топочную камеру котла БГ-35 и укажем ее размеры на рисунке 2. 3350 4200 F4 4850 o 45 F3 1050 o 30 4400 F5 15500 13400 B= 7170 (глубина) 10050 6690 2225 F2 1850 3700 3785 F1 1850 o 52 880 -7- Рисунок 2. Размеры топочной камеры -7- Поверхность стен топочной камеры : - боковая стена : F1 = 6,69+3,785 1,85=9,7 м 2 2 F 2=6,69⋅10,05=67,2 м 2 F3 = 6,69+ 4,85 1,05=6,06 м 2 2 F 4= 4,85+ 4,2 2,3=10,4 м 2 2 F5 = 4,2⋅2,1 =4,41 М 2 2 площадь боковой стенки : F ст. б . =F 1 +F 2+F 3 +F 4 +F 5= =9,7+67,2+6,06 +10,4+4,41=97,77 м 2 - площадь фронтальной стены (с потолком и частью холодной воронки) : F ст.