Котлы(ПК-19) (Пример курсового проекта)

1. ЗАДАНИЕ Спроектировать реконструкцию котельной установки ПК-19 в связи с переходом ее на новый вид топлива - УГОЛЬ ДОНЕЦКИЙ АШ Влажность - WP= 12.50 % Зольность - АР= 24.00 % Паропроизводительность парогенератора - D = 120 т/ч Давление пара - 9.81 Мпа Температура перегретого пара - P = tПП= Температура питательной воды - tПВ= 215 °С Температура холодного воздуха - tХВ= 30 °С 510 °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 : Вещество Кол-во,% WP АР SP 13 24 3 CP HP NP OP Итого 50.8 3.5 0.9 5.336 100 Низшая теплота сгорания - QНР= 22024 ,КДж/кг Приведенная влажность - WП = 0.377 ,кг.влаги/КДж Выход летучих на горючую массу - VГ = 3.5 ,% Температурные характеристики золы : Начало деформации Начало размягчения t1 t2 -1- Начало плавления t3 >1500 1100 1200 1250 Химический состав золы на бессульфатную массу : Вещество SiO2 Al2O3 TiO2 Кол-во,% 52 22 0 Fe2O3CaO 15 4 -1- MgO K20 Na2O Итого 2 3.5 1.5 100 о.

будем -1- Cледующие параметры берем из типового расчета N1: Удельный выход сухих трехатомных газов - V0 = 5.36 VRO2= 0.97 Удельный выход азота (α = 1) - VN20 = 4.24 м3/кг Удельный выход водяных паров (α = 1) - VH2O0= 0.39 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 ПК-19 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: 1050 ,°С Олаждение газов в фестонированной части: tT = ΔtФ= 50 ,°С Температура газов перед конв. пучками: tОШ’= 800 ,°С 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 = 2.33 МВт/м2 Скорость пылевоздушной смеси ω1 для двухулиточных или прямоточно-улиточных горелок составит 15 м/c, а скорость вторичного воздуха ω2= 19 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 = 0.38 ,кг.влаги/КДж воды 215 °С , таким образом при темперауре питательной темп.

уходящих газов составит tУГ= 120 °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= 130 °С. Температуру подогретого воздуха выбираем по таблице II-10.

Для топки с твердым шлакоудалением при замкнутой схеме пылеприго- tГВ= 350 °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= 1.2 . Теперь воспользуемся таблицей XVI для определения присосов воздуха в газоходах: Δα Газоход Пароперегреватель 0.03 Ступень экономайзера 0.02 Ступень воздухоподогревателя 0.03 Определим температуру насыщенных паров на выходе из барабана котла по известному давлению пара P = 9.81 Мпа и таблицам [2]: tНП= 310 °С.

По таблице XVII берем долю золы топлива, уносимую газами: аУН= 0.95 Изобразим схему парогенератора на рисунке 1: -3- Рис.1 Схема парогнератора -3- 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'ПВ230 = °С t 230 > °С Da 0,02 = -3-= a 1,35 t ХВ30 = °С tПВ230 = °С t 230 > °С Da 0,02 = a 1,35 = t ХВ30 = °С t у г 130 = °С Da 0,03 = a 1,38 = -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= 0.9502 VH2O0= 0.5173 3 4 5 6 7 8 1.2 1.23 1.25 1.28 1.3 1.33 1.200 1.215 1.240 1.265 1.290 1.315 экономайзер I ступени экономайзер II ступени 1 м3/кг пароперегреватель размерность величин топка и фестон V0 = 5.0693 VN20 = 4.012 Обозначения Коэффициент избытка воздуха за газоходом - α” Средний коэффициент избытка воздуха - α Суммарный присос воздуха (α-1)V0 м3/кг 1.0139 1.0899 1.2166 1.3434 1.4701 1.5968 м3/кг 0.5336 0.5348 0.5369 0.5389 0.5410 0.5430 м3/кг 6.5097 6.5869 6.7157 6.8445 6.9733 7.1020 - 0.1460 0.1443 0.1415 0.1388 0.1363 0.1338 - 0.0820 0.0812 0.0799 0.0787 0.0776 0.0765 - 0.2279 0.2255 0.2214 0.2176 0.2138 0.2103 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 кг/кг GГ=1-АР/100+ 8.678 8.777 8.942 9.108 9.274 9.439 1,306αV0 Массовая доля золы кг/кг в дымовых газах 0.0292 0.0289 0.0284 0.0279 0.0274 0.0269 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 и ПГ при α=1 в зависимости от т-ры. Р Р Приведенная величина уноса 1000аУНА /QН = 5.37 < 6, поэтому эптальпией золы можем пренебречь. Резулататы занесем в табл.2. -4- Таблица 2. (H-t) таблица Теоретич. Т-ра количество За газоходами элементов парогенератора, МДж/кг.т. t HГ0 HВ0 °С МДж кг МДж кг HГ 2200 2000 1800 1600 1400 1200 1100 1000 900 800 700 600 500 400 300 20.976 18.863 16.774 14.713 12.685 10.67 9.695 8.7265 7.7559 6.8089 5.8766 4.9702 4.0962 3.2256 2.386 17.249 15.549 13.85 12.193 10.536 8.9006 8.0934 7.286 6.4996 5.7355 4.9707 4.2103 3.471 2.7488 2.0435 24.426 21.973 19.544 17.152 14.792 12.45 8.0763 10.184 9.0558 7.956 6.8707 5.8123 4.7904 3.7754 2.7947 αТ=αФ= 1.2 αПП”2= ΔHГ HГ 2.453 2.429 2.392 2.359 2.342 4.374 -2.11 1.128 1.1 1.085 1.058 1.022 1.015 0.981 24.68 24.32 19.75 17.33 14.95 12.58 11.44 10.29 9.153 8.042 6.945 5.875 4.842 3.817 2.825 1.215 αПП”1= 1.23 ΔHГ HГ 0.365 4.567 2.417 2.384 2.367 1.149 1.142 1.14 -8.04 1.097 1.07 4.311 1.026 0.991 17 22.4 20 17.5 8.3 12.7 11.6 10.4 9.25 8.13 7.02 5.94 4.89 3.86 2.86 αЭК”2= 1.25 αВП”2= 1.28 αЭК”1= ΔHГ HГ -5.43 2.48 2.442 9.218 -4.42 1.161 1.154 1.151 1.123 1.108 1.081 1.044 1.037 1.002 25.3 22.8 20.2 17.8 15.3 12.9 11.7 22.8 6.13 8.24 7.12 6.02 4.96 3.91 2.9 ΔHГ HГ 2.54 2.51 2.48 2.44 28.2 1.18 -11 16.7 -2.1 1.12 1.1 1.06 1.05 1.02 25.8 23.2 20.7 18.1 15.6 13.2 12 10.8 9.58 8.41 7.27 6.15 5.07 4 2.96 ΔHГ HГ 2.59 2.57 2.52 2.49 2.47 157 1.19 1.19 1.16 1.15 1.12 1.08 1.07 1.04 26.151 23.528 20.929 18.371 15.846 13.34 12.123 10.912 9.7058 8.5296 7.3678 6.2333 5.1375 4.0502 2.9991 1.3 αУГ= 1.33 ΔHГ HГ ΔHГ 2.62267 2.599 2.55804 2.52516 2.50562 1.21716 1.21071 1.20654 1.17623 1.16174 1.13452 1.09579 1.08726 1.05119 26.668 23.994 21.345 18.737 16.162 13.607 12.366 11.131 9.9008 8.7016 7.5169 6.3596 5.2416 4.1327 3.0604 2.674 2.65 2.608 2.575 2.555 1.241 1.235 1.23 1.199 1.185 1.157 1.118 1.109 1.072 200 100 1.5665 1.351 1.8367 0.958 1.857 0.968 1.88 0.979 1.9 0.99 1.94 1.01 1.9718 1.02725 2.0123 1.048 0.7732 0.6713 0.9075 0.929 0.918 0.939 0.93 0.95 0.94 0.96 0.96 0.98 0.9746 0.99721 0.9947 1.018 7.