- •Объемы и энтальпии воздуха и продуктов сгорания
- •Избытки воздуха в газовом тракте котла
- •Кпд котла и расход топлива
- •Тепловой расчет топочной камеры
- •Расчет ширмового пароперегревателя
- •Расчет конвективных поверхностей нагрева
- •Тепловой баланс перегревателя
- •Расчет второй ступени перегревателя
- •Расчет первой ступени перегревателя
- •2) Определяем тепло переданное газами на участке испарения по формуле: кДж/кг;
- •Расчет водяного экономайзера
- •Расчет поверхности воздухоподогревателя
- •1) Рекуперативный трубчатый воздухоподогреватель (твп)
- •Регенеративный воздухоподогреватель (рвп)
- •Проходные сечения рвп по газу и воздуху
Поверочный расчет парового котла
Поверочный расчет парового котла выполняется для существующей его конструкции с целью определения экономичности и показателей его работы при переходе на другое топливо, изменении расчетной нагрузки (0,5-1,0)Дном или параметров пара, а также после проведенной реконструкции поверхностей нагрева.
В результате поверочного расчета определяют:
- коэффициент полезного действия парового котла;
- расход топлива;
- температуру продуктов сгорания по газовому тракту, включая температуру уходящих газов;
- температуру рабочей среды (пара, воды, если ПР водогрейного котла) за каждой поверхностью нагрева.
Задание на выполнение проекта содержит следующие данные:
- тип парового котла (барабанный или прямоточный);
- номинальная паропроизводительность и параметры перегретого пара (основного и промежуточного);
- температура питательной воды;
- температура воздуха на входе в ВЗП;
- температура горячего воздуха, поступающего из ВЗП в топку для горения.
Месторождение, маркировку и пласт котельного топлива. Способ сжигания твердого топлива и система пылеприготовления. Делается выбор оптимальных t0 уходящих газов из котла, горячего воздуха после ВЗП, t0С питательной воды в зависимости от рабочего давления парового котла.
Поверочный расчет заканчивается составлением пояснительной записки, которая включает в себя:
а) задание на проектирование котла и его исходные данные;
б) описание котла, компоновку его поверхностей нагрева с указанием их связей по рабочей среде;
в) технические характеристики сжигаемого топлива, обоснование выбора необходимых для расчета величин и значений;
г) определение КПД парового котла, расчет расхода сжигаемого топлива;
д) тепловой расчет топки и поверхностей нагрева котла (в последовательности их расположения вдоль газового тракта);
е) сводную таблицу основных результатов теплового расчета.
В записке приводятся краткие пояснения и обоснования выбираемым для расчета значениям величин, расчетных формул, порядка выполнения расчета.
Расчет поверхностей нагрева сопровождается построением графиков, иллюстрирующих направления взаимного движения и изменений t0С греющих газов и рабочей среды в пределах каждой поверхности нагрева.
Пояснительная записка завершается построением тепловой схемы парового котла, сводной таблицей расчетных величин уточнением теплового баланса и заключением.
Тепловая схема котла - отображает распределение тепловосприятия рабочей среды между поверхностями нагрева котла и устанавливает последовательность их размещения вдоль газового тракта. По оси ординат откладываются значения t0 газов и рабочей среды на концах каждой поверхности нагрева. По оси абсцисс откладываются значения теплоты. В результате тепловая схема дает представление об условиях работы каждой поверхности нагрева, позволяет определить t0ные напоры и оценить в дальнейшем надежность работы металла поверхностей нагрева.
Сводная таблица расчетных величин должна содержать основные показатели, характеризующие условия работы каждой поверхности нагрева: t0С газов и рабочей среды на концах поверхности, средние скорости газов и рабочей среды, коэффициенты теплопередачи, t0ные напоры, расчетные тепловые напряжения и размер поверхности нагрева.
Уточнение теплового баланса - невязку теплового баланса определяют по формулам: , где q4 = 0 (котел работает на газе); – относительная повязка на тепловом балансе, - тепло переданное излучением в топке, - тепловосприятие п/п-ля и ВЭК.
Особенностью поверочного расчета является отсутствие данных о t0С уходящих газов (следовательно, и q2). Нет возможности в связи с этим в начале расчета определить КПД котла и расход топлива. Поэтому приходится предварительно задаваться t0С уходящих газов и t0С перегретого пара tп.п. по которым предварительно определяют и Bp (КПДкотла и расход топлива) t0С уходящих газов оказывает решающее влияние на экономичность работы парового котла, т.к. потеря теплоты с уходящими газами является наибольшей даже в сравнении с суммой других потерь. Снижение t0ух.газов на 12-16 0С приводит к повышению КПД котла на 1 %. Однако глубокое охлаждение газов требует увеличение размеров конвективных поверхностей нагрева и во многих случаях связано с развитием низкотемпературной коррозии. Оптимальные значения t0Сух.газов для различных топлив и параметров пара устанавливаются на основании технико-экономических расчетов. При выборе температур соблюдать условие обеспечения нормального температурного напора на «холодном» конце ВЗП в пределах 70-110 0С. Существует несколько способов подогрева воздуха до входа в ВЗП:
за счет рециркуляции части горячего воздуха на всас дутьевого вентилятора (менее экономично);
Подача горячего воздуха в короб холодного воздуха перед ВЗП (более экономично, но требует специальный низконапорный вентилятор);
Более высокую t0С – t1ВП получают путем нагрева холодного воздуха t1ВП в паровых или водяных калориферах, установленных перед ВЗП.
Экономически выгодно подогревать воздух выше t0С питательной воды, поступающей в экономайзер. Минимальный температурный напор за экономайзером (разность t0С между газовым потоком и питательной водой) принимают . Минимальный температурный напор перед ВЗП (разность t0С между дымовыми газами на входе ВЗП и горячим воздухом) принимается . Снижение t0 напора ниже минимального приводит и неоправданному росту размеров поверхности нагрева.
Объемы и энтальпии воздуха и продуктов сгорания
Для обозначения объемов соответствующих теоретическим условиям горения, вводится индекс «0». Теоретические объемы воздуха и продуктов сгорания определяются составом сжигаемого топлива по следующим формулам:
теоретическое количество воздуха для твердого и жидкого топлива
для газового топлива
.
объем трехатомных газов для твердого и жидкого топлива
для газового топлива .
теоретический объем азота для твердого и жидкого топлива
для газового топлива .
теоретический объем водяных паров для твердого и жидкого топлива
- для газового топлива ; dг - влагосодержание газа.
Избытки воздуха в газовом тракте котла
Необходимый избыток воздуха в верхней части точки принимают с целью обеспечения практически полного сгорания топлива в топке за столь короткое время горения. Его значение рекомендуют для сжигания твердого топлива т = 1,15-1,25. При сжигании природного газа т = 1,05. При сжигании мазута т = 1,03. Избыток воздуха т включает в себя присосы холодного воздуха извне при работе топки под разряжением т , происходящим в основном в нижней части топки. При выбранном значении т избыток воздуха, поступающих через горелки в зону горения топлива
В газоплотных котлах, работающих под наддувом, присосы воздуха в топку исключены
Присосы холодного воздуха в топках и газоходах котлов принимают следующими:
топочная камера при сжигании твердого топлива
топочная камера для газомазутных котлов
Поверхности расположенные на выходе из топки
Поверхности пароперегревателя в горизонтальном газоходе
Поверхности пароперегревателе в конвективной шахте
Водяной экономайзер при одноступенчатом выполнении или на каждую ступень при 2-х ступенчатом выполнении
Трубчатый ВЗП на каждую ступень
РВП
Избыток воздуха за каждой поверхностью нагрева после топочной камеры получается прибавлением к соответствующих присосов воздуха т.е.
Ввиду небольшой разницы давлений между газовым потоком в горизонтальном газоходе к окружающей средой присосы здесь принимают .
При сжигании мазута и природного газа для сжигания максимального теплового потока в зоне ядра факела и уменьшения образования оксидов азота используют рециркуляцию части дымовых газов из газохода после ВЭК Vрц в топочную камеру. Доля рециркулирующих газов
Определяется по отношению и объему газов за местом отбора по рециркуляцию . При полной нагрузке котла рекомендуется принимать . При снижении нагрузки котла для поддержания t0С перегретого пара и вторично - перегрев пара рециркуляция увеличивается до . Если газы на рециркуляцию отбирают из газохода за ВЭК то предварительно для расчетов принимают t0С рециркулирующих газов , но не выше 380-400 0С, а коэффициент избытка в них составляет
Среднее значение коэффициента в газоходе принимаем
Объем водяных паров определяем по формуле
м3/кг
Полный объем газов
, м3/кг
Объемная доля трехатомных газов
;
Объемная доля водяных паров
Суммарная объемная доля .
Рассчитываем энтальпию дымовых газов на 1 м3 топлива, газов, энтальпию необходимого количества воздуха в зависимости от t0С (t0С принимаем от 100 0С до 2200 0С)
полученные данные заносим в таблицу.
ккал/кг при .