Исходные данные для расчета котельных установок

При конструировании котельных агрегатов в проектных органи­зациях в основу принимаются компоновочные схемы котлов ДКВР. Поэтому поверочный тепловой расчет котлоагрегата целесообразно выполнять для котлов типа ДКВР. При поверочном расчете компоновка сводится к выбору типа топки и сочетанию ее с топочной камерой котла, а также выбору вида низкотемпературной поверхности нагрева и сочетанию ее с выходным газоходом котла.

Поверочный расчет котлоагрегата или отдельных его элементов выполняется для существующей конструкции с целью определения пока­зателей ее работы при переходе на другое топливо, при изменении нагрузки или параметров пара, а также после проведения реконструк­ции поверхностей нагрева. При поверочном расчете, при наличии го­тового котлоагрегата проверяются соответствие величин всех поверх­ностей нагрева его заданным параметрам работы. Элементы котельного агрегата рассчитываются последовательно, начиная с топки, с после­дующим переходом к конвективным поверхностям нагрева.

При выполнении расчета котельного агрегата его паропроизводи-тельность, параметры пара и питательной воды являются заданными. Поэтому, цель расчета состоит в выборе рациональной компоновки и определении температур и тепловосприятий рабочего тепла и газовой среды в поверхностях нагрева заданного котла.

Порядок выполнения поверочного теплового расчета котлоагрегата:

- привести конструктивные характеристики котлоагрегата, поверэчный расчет которого выполняется; описать общее устройство, прин­цип действия и применение котлов типа ДКВР, отразить их достоинство и недостатки;

- найти основные параметры рабочих сред (питательной воды, на­сыщенного и перегретого пара) и дать полную характеристику используемого в расчете топлива;

- выбрать тип топочного устройства, коэффициент избытка в топке
и присосы воздуха по газоходам котла;

- определить теоретически необходимый и действительный объемы
воздуха для процесса сгорания, теоретические и действительные
объемы продуктов сгорания, а также энтальпии воздуха и продуктов
сгорания;

- задаться температурой уходящих газов, выбрать способ шлакоудаления при сжигании твердого топлива;

- представить общую схему котлоагрегата и на ней нанести значе­ние параметров рабочих сред, коэффициенты избытка воздуха и присосы
воздуха;

- построить I - V диаграмму для различных коэффициентов избытка воздуха, по ней определить теоретическую температуру горения.

Для выбранного топочного устройства найти тепловые потери, а

также потери с уходящими газами и в окружающую среду через об­муровку котла. Составить тепловой баланс котлоагрегата, подсчитать его к.п.д., расход топлива и его испарительную способность.

Выполнить тепловой расчет топки, принимая ее размеры по ти­повому котлу, а также тепловые расчеты конвективных поверхностей нагрева. Расчеты конвективных поверхностей нагрева выполняются методом последовательных приближений.

При расчете и компоновке хвостовых поверхностей нагрева иногда отпадает необходимость в одной из них. Если в экономайзере вода подогревается всего лишь на 10-15°С возникает вопрос о его целесообразности в данном котлоагрегате. Или, если температура уходящих газов после воздухоподогревателя получается ниже допусти­мой по условиям антикоррозийности хвостовых поверхностей, отпадает необходимость в воздухоподогревателе.

Тепловой расчет котла должен заканчиваться составлением его теплового баланса и определением его невязки.

Необходимая тепловая мощность котлоагрегата определяется его паропроизводительностью при обеспечении установленных темпе­ратуры и рабочего давления перегретого пара. При этом, в топке котла сжигается расчетное количество топлива.

Номинальной паропроизводительностью называется наибольшая производительность по пару, которую котел должен обеспечивать в длительной эксплуатации при номинальных параметрах пара и пита­тельной воды.

Номинальное давление - наибольшее давление пара, которое должно обеспечиваться непосредственно за пароперегревателем котла.

Номинальная температура пара - это та, которая должна обес­печиваться, непосредственно за пароперегревателем с допускаемыми по ГОСТ отклонениями при поддержании номинальных давлений пара, температуры питательной воды и паропроизводительности.

Номинальная температура питательной воды - температура воды перед входом в экономайзер, принятая при проектировании котла для обеспечивания номинальной паропроизводительности. При изменении нагрузки котла номинальные температуры пара и давление должны сохраняться, а остальные параметры будут изменять­ся.

При поверочном тепловом расчете топочной камеры известны ее объем, лучевоспринимающая поверхность, степень экранирования. Рас­четом определяется температура газов на выходе из топки.

После завершения расчета топки, рассчитываются конвективные поверхности в последовательности, соответствующей движению газов от топки до экономайзера. Для этого оценивают неизвестную конеч­ную энтальпию одной из сред и с помощью соответствующих уравнений

теплового баланса определяют по известной и принятой энтальпиям тепловосприятие поверхности , а также энтальпию второй среды; далее находят температуры сред. По температурам сред и ско­ростям рассчитывается коэффициент теплопередачи, температурный на-.пор, а по уравнению теплообмена – тепловосприятие . Расчет повторяется до получения близких значений обоих тепловосприятий и .

При поверочном расчете поверхности нагрева приходится зада­ваться изменением температуры одной из теплообменивающихся сред (разностью температур на входе и выходе). Этим определяется тепло­восприятие поверхности в первом приближении. Далее можно вычислить температуры другой среды на концах поверхности нагрева, темпера­турный напор, скорости газового потока и рабочей среды, и все дру­гие величины, необходимые для вычисления тепловосприятия во втором приближении.

Расчет конвективных поверхностей нагрева сопровождается построением графиков, иллюстрирующих направления взаимного движе­ния и изменения температур греющих газов и рабочей среды в преде­лах каждой поверхности нагрева. Эскизная компоновка поверхностей нагрева должна иметь основные размеры газоходов (ширину, высоту, глубину) и габаритные размеры поверхностей.

Так как, выполнение последовательных приближений сильно ус­ложняет расчет, ниже даются некоторые рекомендации о порядке и последовательности расчета отдельных конвективных поверхностей на­грева и всего агрегата в целом.

Расчет котельного агрегата должен обеспечивать необходимую точность определения основных параметров, в первую очередь темпе­ратур перегретого пара и уходящих газов.

Если при поверочном расчете конвективных поверхностей полу­ченные из уравнения теплообмена значения тепловосприятия отличаются от определенного по уравнению баланса отличают­ся не более, чем на 2%, расчет поверхности больше не уточняется. Окончательными считаются температура и тепловосприятие, вошедшие в

уравнение баланса.

При большем расхождении Qr и да принимают новое значение конечной температуры и повторяют расчет.

Если при первом приближении величина Qr оказалась боль­ше Qs» то значение конечной температуры для второго приближе­ния принимается таким, чтобы разница дымовых газов на входе и на выходе была больше, чем при первом приближении и наоборот.

Для второго приближения целесообразно выбирать значение тем­пературы, отличающееся от принятого при первом приближении не ­

более, чем на - 50°С. В этом случае коэффициент теплопередачи не пе­ресчитывав тся, но пересчитывается температурный напор и тепловос-приятие излучением Qsi и заново решаются уравнения баланса и теплообмена.

Расчет тепловосприятия экономайзера производится также путем последовательных приближений. В этом случае известны температура газов на входе в экономайзер, определенная из расчета предыдущей поверхности нагрева, и температура воды на входе в экономайзер. Рассчитываются температуры газов и воды за экономайзером.

При расчете воздухоподогревателя известны температура газов на входе (из расчета экономайзера) и температура воздуха, подовае-мого в агрегат. Путем последовательных приближений определяются температуры уходящих газов и горячего воздуха.

Если полученная температура уходящих газов отличается от при­нятой в начале расчета не более чем на - 10 С, а температура го­рячего воздуха - не более чем на - 40°С, расчет теплообмена в котло-агрегате считается законченным и найденные температуры окончатель­ными.

Уточняются с учетом полученного значения температуры уходящих газов потери тепла с уходящими газами, к.п.д. котлоагрегата и рас­ход топлива, по расчетному значению температуры горячего воздуха и полученной ранее температуре газов на выходе из топки - тепловос-приятие лучевоспринимающих поверхностей, отнесенное к 1 кг (1м³) топлива.

Затем определяется расчетная невязка теплового баланса агрегата:

где , , , - количества тепла, воспри­нятые лучевоспринимающими поверхностями топки, котельными пучка­ми, первичным перегревателем и экономайзером; в формулу подстав­ляются значения, определенные из уравнения баланса.

При правильном выполнении расчета, величина невязки не должна превышать 0,5 %

Если температура уходящих газов отличается от принятой в на­чале расчета более чем на - 10°С или расхождение между принятым и расчетным значениями температуры горячего воздуха больше -40 С, расчет необходимо повторить. Для этого задаются новыми значениями температур уходящих газов и горячего воздуха, равными найденным из первого расчета, или близкими к ним, в зависимости от полученного при первом расчете расхождения этих величин.

Если расхождение значений температуры уходящих газов, принятые при первом и втором приближениях, приводят к изменению расчетного расхода топлива не более чем на 2%, коэффициенты теплопередачи кон­-

вективных поверхностей нагрева при втором приближении не пересчитываются: уточняются только температура и температурные напоры и тепловосприятие по всему тракту.

I. КОНСТРУКТИВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ КОТЕЛЬНОГО АГРЕГАТА, ПАРАМЕТРЫ-РАБОЧИХ СРЕД И ХАРАКТЕРИСТИКА ТОПЛИВА.

В этом разделе необходимо дать общее описание конструкций, работы и применения котлов ДКВР, используя приведенную литературу (7,8 и др.)

Затем, пользуясь приложением I, привести конструктивные ха­рактеристики котельного агрегата указанного в задании. Конструк­тивные характеристики представить в виде таблицы (см. табл. при­ложения I)

Для расчета котлоагрегата следует определить параметры рабо­чих сред (питательной воды, насыщенного пара, перегретого пара) и информацию дать в виде таблицы (см.табл.11)

Пользуясь приложением 2 привести информацию о топливе, задан­ном в условии для выполнения курсового проекта и представить ха­рактеристику топлива в виде таблицы, указав его месторождение, мар­ку (сорт), а для твердого топлива - выход летучих, характеристику кокса и золы.

Параметры питательной воды и насыщенного пара определяются

По таблицам насыщения водяного пара, а параметры перегретого пара по і – S диаграмме водяного пара с учетом того, что насыщенный пар превращается в перегретый при достижения температуры .

Таблица 1.1

Параметры рабочих сред

Дата добавления: 2015-07-26