Диплом - Проектирование котельной

|25.|Степень черноты газов |а |рис. 5-4 [4] | |0,095 |

|26.|Температура загрязненной |tз | |оС |195+60=255 |

| |стенки | | | | |

|27.|Коэффициент теплоотдачи |(1 |рис. 6-12 [4] |Вт/ |9,36 |

| |излучением | | |(м2*оС)| |

|28.|Коэффициент использования |( |0,9(0,95 | |0,93 |

|29.|Коэффициент теплоотдачи от |(1 |(((к-(л) |Вт/ |0,93*(58,95+9,36)=63,53 |

| |газов к стенке | | |(м2*оС)| |

|30.|Коэффициент тепловой |( |табл. 6-2 | |0,6 |

| |эффективности | | | | |

|31.|Коэффициент теплопередачи |К |(*(1 |Вт/ |0,6*63,53=38,5 |

| | | | |(м2*оС)| |

|32.|Тепловосприятие пучка |Qткп |К*Н*(t/Вр*103 |КДж/кг |38,5*417,8*459,15/(0,836*103)|

| | | | | |=7907 |

|33.|Расхождение величин |(Н |(Qткп-Qбкп)/Qткп*100% |% |(7907-7663,1)/7907*100=3,1 |

| |Расчет воздухоподогревателя | | | | |

|1. |Температура газов на входе в|(’вп |из расчета конвективного |оС |400 |

| |воздухонагреватель | |пучка | | |

|2. |Энтальпия газов на входе в |I’вп |из расчета конвективного |КДж/кг |3747 |

| |воздухонагреватель | |пучка | | |

|3. |Температура газов на выходе |(’’вп |по предварительному выбору |оС |270 |

| |из воздухонагревателя | | | | |

|4. |Энтальпия газов на выходе из|I’’вп |I( - диаграмма |КДж/кг |2538 |

| |воздухонагревателя | | | | |

|5. |Температура холодного |tх*в | |оС |30 |

| |воздуха | | | | |

|6. |Тепловосприятие по балансу |Qбвп |((I’-I’’+((*I*L) |КДж/кг |0,95*(3747-2538+0,08*227,2)=8|

| | | | | |28,7 |

| | | | | | |

|1 |2 |3 |4 |5 |6 |

|7. |Температура воздуха на |tгв |по предварительному выбору |оС |120 |

| |выходе из | | | | |

| |воздухоподогревателя | | | | |

|8. |Энтальпия воздуха на выходе |Iгв |диаграмма |КДж/кг |925,5 |

| |из воздухоподогревателя | | | | |

|9. |Тип воздухоподогревателя | |Прил. 1 [1] | |Тип Ш, площадь поверхности |

| | | | | |нагрева 166 |

|10.|Диаметр труб |dн |Прил. 1 [1] |мм |40*1,5 |

|11.|Относительный шаг | | | | |

| |поперечный |S1 |Прил. IV | |1,5 |

| |продольный |S2 | | |2,1 |

|12.|Отношение |(’ |(вп-((вп | |1,35-0,1=1,25 |

|13.|Энтальпия воздуха на выходе |I’’вп |Qбвп/((’+((/2)+I0вх |КДж/кг |828,7/(1,25+0,08/2)+227,3=869|

| |из воздухоподогревателя | | | |,7 |

|14.|Температура воздуха на |t’’вп |по I( - таблице |оС |115 |

| |выходе из | | | | |

| |воздухоподогревателя | | | | |

| |Полученная температура | | | | |

| |горячего воздуха t=115оС, | | | | |

| |отличается от выбранной | | | | |

| |t=120оС на 5оС, что | | | | |

| |находится в норме | | | | |

|15.|Средняя температура газов |(ср |0,5*((’+(’’) |оС |0,5*(400+270)=335 |

|16.|Средняя температура воздуха |tср |0,5*(t’+t’’) |оС |0,5*(115+30)=72,5 |

|17.|Средняя скорость воздуха |(в |6(8 |м/с |8 |

|18.|Средняя скорость газов |(г |12(16 |м/с |12 |

|19.|Большая разность температур |(tб |(’-t’’ |оС |400-115=285 |

|20.|Меньшая разность температур |(tм |(’’-t’ |оС |270-30=240 |

|21.|Средний температурный напор |(t |((tб-(tм)/Ln((tб/(tм) |оС |(285-240)/Ln(285/240)=262 |

|22.|Секундный расход газа |V’г |Вр*Vг*((ср+273)/273 |м3/с |0,836*9,832*(335-273)/273=18,|

| | | | | |3 |

|23.|Секундный расход воздуха |V’в |Вр*Vв*((’ср+273)/273 |м3/с |0,836*8,162*(725-273)/273=8,6|

| | | | | |3 |

|24.|Коэффициент теплоотдачи с |(к |рис. 6-5 [4] |Вт/ |72*0,9*0,88*1,02=62,7 |

| |воздушной стороны | | |(м2*оС)| |

|25.|Коэффициент теплоотдачи от |(л |рис. 6-7 [4] |Вт/ |35*1,03*1,02=36,8 |

| |газов с стенке | | |(м2*оС)| |

|1 |2 |3 |4 |5 |6 |

|26.|Коэффициент использования |( |табл. 6-3 | |0,7 |

| |воздухоподогревателя | | | | |

|27.|Коэффициент теплопередачи |К |(*((к*(л)/ ((к-(л) |Вт/ |0,7*(62,7*36,8)/(62,7-36,8)=1|

| | | | |(м2*оС)|6,2 |

|28.|Тепловосприятие по уравнению|Qтвп |К*Н*(t/(Вр*103) |КДж/кг |16,2*262*166/(0,836*103)=842,|

| |теплообмена | | | |7 |

|29.|Расхождение |(Q | |% |100*(842,7-828,7)/842=1,6% 2%|

| |Расчет водяного экономайзера| | | | |

|1. |Температура газов перед |(’эк |из расчета |оС |270 |

| |экономайзером | |воздухоподогревателя | | |

|2. |Энтальпия газов перед |I’эк |из расчета |КДж/кг |2538 |

| |экономайзером | |воздухоподогревателя | | |

|3. |Температура газов за |(’’эк |принимаем |оС |135 |

| |экономайзером | | | | |

|4. |Энтальпия газов за |I’’эк |диаграмма |КДж/кг |1320 |

| |экономайзером | | | | |

|5. |Тепловосприятие экономайзера|Qбэк |((I’-I’’+(*I*L) |КДж/кг |0,96*(2538-1320+0,1*277,4)=12|

| | | | | |41 |

|6. |Температура питательной воды|tпв |по заданию |оС |104 |

|7. |Энтальпия питательной воды |Iпв |по заданию |КДж/кг |439,2 |

|8. |Энтальпия воды за |Iэк |Iпв+Qбэк*Вр/D |КДж/кг |439,2+1241*0,876/6,94=568,5 |

| |экономайзером | | | | |

|9. |Тип экономайзера | |прил. V1 [4] | |ЭП-646 |

|10.|Температура воды за |t’’в |табл. V1-6 [4] |оС |136 |

| |экономайзером | | | | |

|11.|Большая разность температур |(tб |(’-t’’в |оС |270-135=134 |

|12.|Меньшая разность температур |(tм |(’’-tпв |оС |135-100=35 |

|13.|Средний температурный напор |(t |((tб-(tм)/Ln((tб/(tм) |оС |(134-35)/Ln(134/35)=62,8 |

|14.|Средняя температура газов |(ср |0,5*((’+(’’) |оС |0,5*(270+135)=202,5 |

|15.|Длина труы |L |табл. 1V-2 [4] |м |2 |

|16.|Средняя скорость газов |( |принимается 6(12 |м/с |11 |

|17.|Секундный расход газов |Vсек |Вр*Vг*((ср+273)/273 |м3/с |0,836*10,011*(202+273)/273=14|

| | | | | |,24 |

|1 |2 |3 |4 |5 |6 |

|18.|Живое сечение всего |( |Vсек/(эк |м2 |14,24/8=1,78 |

| |экономайзера | | | | |

|19.|Коэффициент теплопередачи |k |рис. 6-4 [4] |Вт/ |25,8 |

| | | | |(м2*оС)| |

|20.|Типовая поверхность нагрева |Нэк |табл.1У-2 [4] |М2 |646 |

| |экономайзера | | | | |

|21.|Расчетная поверхность |Нэк |Q*Вр*103/(К*(t) |м2 |1241*0,816*103/(62,8*25,8)=64|

| |нагрева экономайзера | | | |0 |

|22.|Тепловосприятие ступени по |Qт |К*Н*(t/(Вр*10-3) |КДж/кг |25,8*646*62,8/(0,836*103)=125|

| |уравнению теплообмена | | | |2 |

|23.|Расхождение | | |% |(1252-1241)/1252*100=0,0882% |

| | | |Расчет окончен | | |

Таблица 1.12

Сводная таблица теплового расчета котлоагрегата КЕ-25-14с

| | |Обозна|Ед. | |

|№ |Наименование |чение |изм. |Расчетное значение |

|1 |2 |3 |4 |5 |

| |Тепловой баланс | | | |

|1. |Распологаемая теплота топлива |Qрр |КДж/Кг |22040 |

|2. |Температура уходящих газов |(ух |oC |135 |

|3. |Потеря теплоты с уходящими газами|q2 |% |6,25 |

|4. |К.П.Д. |( |% |83,96 |

|5. |Расход топлива |Bр |Кг/с |0,836 |

| |Топка | | | |

|1. |Температура воздуха |tв |oC |120 |

|2. |Теплота, вносимая воздухом |Qв |КДж/Кг |346,6 |

|3. |Полезное тепловыделение |Qт |КДж/Кг |22126,4 |

|4. |Температура газов на выходе |(т |oC |1050 |

|5. |Энтальпия газов на выходе |Iт |КДж/Кг |10458,7 |

|6. |Тепловосприятие |Qт |КДж/Кг |11202,9 |

| |Конвективный пучок | | | |

|1. |Температура газов: | | | |

| |на входе |(’ |oC |1050 |

| |на выходе |(’’ |oC |400 |

|2. |Энтальпия газов: | | | |

| |на входе |I’ |КДж/Кг |104587 |

| |на выходе |I’’ |КДж/Кг |3747 |

|3. |Тепловосприятие поверхности |Qбкп |КДж/Кг |7663,1 |

| |нагрева | | | |

| |Воздухоподогреватель | | | |

|1. |Температура газов: | | | |

| |на входе |(’ |oC |400 |

| |на выходе |(’’ |oC |270 |

|2. |Энтальпия газов: | | | |

| |на входе |I’ |КДж/Кг |3747 |

| |на выходе |I’’ |КДж/Кг |2538 |

|3. |Температура воздуха: | | | |

| |на входе |t’в |oC |30 |

| |на выходе |t’’в |oC |115 |

|4. |Энтальпия воздуха: | | | |

| |на входе | |КДж/Кг |227,2 |

| |на выходе | |КДж/Кг |869,7 |

|5. |Тепловосприятие поверхности |Qбвп |КДж/Кг |828,7 |

| |нагрева | | | |

| |Экономайзер | | | |

|1. |Температура газов: | | | |

| |на входе |(’ |oC |270 |

| |на выходе |(’’ |oC |135 |

|2. |Энтальпия газов: | | | |

| |на входе |I’ |КДж/Кг |2538 |

| |на выходе |I’’ |КДж/Кг |1320 |

|3. |Тепловосприятие поверхности |Qбэк |КДж/Кг |1241 |

| |нагрева | | | |

Расчетная невязка теплового баланса парогенератора, КДЖ/кг

Q=Qрр*(-(Qтл+Qкп+Qэк)*(1-Q4/100)

Q = 22040*0,8396-(11202,9+7663,1+1241)*(1-5/100)=59,7

Q/Qрр = 59,7/22040*100 = 0,27% 0,5%

1.8. АЭРОДИНАМИЧЁСКИЙ РАСЧЕТ

ТЯГОДУТЬЕВОГО ТРАКТА

В условиях проектируемого объекта каждый котлоагрегат должен иметь

свой дутьевой вентилятор и дымосос. Основными параметрами тягодутьевых

машин являются их производительность и создаваемый напор. Дымососы и

вентиляторы поставляются комплектно к котлоагрегату. Нам необходимо

произвести аэродинамический расчет тягодутьевого тракта и определиться:

достаточно ли будет рабочих давлений вентилятора и дымососа для преодаления

аэродинамических сопротивлении тракта.

В этом расчете определяются также сечения воздуховодов и газоходов.

Аксонометрические схемы дутьевого тракта и тракта для удаления продуктов

сгорания представлены на рис. 1.3 и рис. 1.4.

Схема дутьевого тракта

Рис. 1.3.

1-вентилятор, 2-воздухозаборник, 3-воздухоподогреватель, 4-зоны дутья

Схема тракта для продуктов сгорания

рис .1.4.

1-дымосос, 2-котлоагрегат, 3-воздухоподогреватель, 4-экономайзер,

5-циклон, 6-дымовая труба

1.8.1. АЭРОДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ

ДУТЬЕВОГО ТРАКТА

1. Действительное количество воздуха, необходимое для полного сгорания

топлива, м3/с.

Vв =Vo*Вр*(т*(tв+273)/273=5,83*0,836*1,35*(115+273)/273=9,35

где Вр - расчетный расход топлива. Вр=0,836 кг/с - из теплового

расчета

Vo - теоретический расход воздуха для сгорания 1кг топлива

Vo=5,83 м3/кг - из теплового расчета

(т - коэффициент избытка воздуха в топке, (т=1,35

2. Скорость воздуха по тракту, м/с

(=10 (принимаем)

3. Сечение главного тракта, м2

F=Vв/(в=9,35/10 = 0,935 ахв=0,95*0,95

4. Сечение рукавов к дутьевым зонам, м2

f ‘=f /4 =0,935/4=0,234 ахв=0,4*0,6

5. Плотность воздуха при данной температуре, кг/м3

(в=(ов*273/(273+115)=1,293*273/(273+115)=0,91

6. Сумма коэффициент местных сопротивлений по тракту воздуха:

патрубок забора воздуха (=0,2; плавный поворот на 90°(5 шт.) (=0,25*5=1,25;

резкий поворот на 90° (=l,l; поворот через короб f =2, направляющий аппарат

(=0,1; диффузор (=0,1; тройник на проход - 3 шт. (=0,35*3=1,05

((=5,8

7. Потеря давления на местные сопротивления, Па

(hме=((*(/2*( = 5,8*102/2*0,91=263,9

8. Сопротивление воздухоподогревателя, Па

(hвп=400

9. Аэродинамическое сопротивление топочного оборудования, Па

(hто=500

10. Полное аэродинамическое сопротивление воздушного тракта, Па

(hв=(hме+(hвп+(hто=263,9+400+500=1163,9

11. Производительность вентилятора, м3/с (м3/ч)

Qв=1,1*Vв=1,1*9,35=10,285 (37026) кг/с (м3/ч)

12. Полный напор вентилятора, Па

Нв=1,2*(hв=1,2*1163,9=1396,68

13. Тип и маркировка вентилятора выбирается из табл. 1.4.1 [3]. Принимаем

дутьевой вентилятор ВДН-12,5 с характеристиками: производительность 39,10

тыс. м3/ч; полное давление 5,32 кПа, максимальный К.П.Д. 83%, мощность

электродвигателя А02-92-4

N=100 кВт.

1.8.2. АЭРОДИНАМИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ

ТРАКТА ПРОДУКТОВ СГОРАНИЯ

1. Действительное количесгво продуктов сгорания, м3/с

Vr=Vп*Вр=l0,0ll*0,836=8,37

где Vп - суммарный объем продуктов сгорания 1кг топлива =

10,011м3/кг(табл.1.7)

2. Температура продуктов сгорания за экономайзером, oC

(ух=135 oC (табл.1.10)

3. Объем продуктов сгорания перед дымососом, м3/с

Vдг= Vг *(273+(ух)/273=8,37*(273+135)/273=12,51

4. Плотность пропуктов сгорания при соответствующих температурах, кг/м3

(=273/(273+(i)

- перед дымососом (д=1,34*273/(273+132)=0,897

- перед дымовой трубой (дт=1,34*273/(273+132)=0,903

5. Средняя скорость продуктов сгорания по тракту, м/с

(= 10 (принимается)

6. Сечение газоходов, м2

F=12,51/10=1,25 ахв=1,1*1,1

7. Сумма коэффициентов местных сопротивлений:

- плавный поворот на 90°(2 шт.) (=7*0,25=1,75; поворот на 90° через короб

(=2; направляющий аппарат (=0,1; диффузор (=0,1; поворот на 135°(3шт.)

(=3*1,5=4,5; тройник на проход (=0,35; выход в дымовую трубу (=1,1

(( =9.9

8. Потери напора в местных сопротивлениях, Па

(hме=((*(/2*(=9,9*102/2*0.9 =445,5

9. Высота дымовой трубы, м

H=8О

10. Скорость газов в дымовой трубе, м/с

(д=16

11. Внутренний диаметр устья трубы, м

dу=SQRT(12,51*2*4/(3,14*16))=2

12. Диаметр основания трубы, м

dосн=dу+0,02*Hтр=2+0,02*80=3,6

13. Средний диаметр трубы, м

dср=dу+dосн=(2+3,6)/2=2,8

14. Потеря напора на трение в дымовой трубе, Пa

(hтр=(*H/dср*(2/2*(=0,02*80/2,80*162/2*0,903=92,47

15. Сопротивление котлоагрегата, Па

(hк=1227

16. Самотяга в дымовой трубе, Па

(hсам=H*((в-(г)*g=80(l,16-0,903)*9,8l=20l,7

17. Полное аэродинэмическое сопротивление тракта продуктов сгорания, Па

(h=(hмс+(hтр+(hк-(hсам=445,5+92, 47+1227-201,7=1563,27

18. Расчетная производительность дымососа, м3/с (М3/2)

Qд=1,1*Vгд=1,1*12,51=13,81 (49702)

19. Расчетный напор дымососа, Па

Hд=l,2*(h=1,2*1563,27=1876

20. Тип и маркировка дымососа выбирается по табл. 14.4 [3]. Принимаем к

установке дымосос ДН-15 с характеристиками: производительность 50 тыс.

м3/ч; полное давление 2,26 кПа; максимальный К.П.Д. 82%; мощность

электродвигателя А02-92-6 N= 75 кВт.

2. СПЕЦЧАСТЬ

РАЗРАБОТКА БЛОЧНОЙ СИСТЕМЫ ПОДОГРЕВАТЕЛЕЙ

В связи с реконструкцией котельной, которая заключается в переводе

паровых котлоагрегатов КЕ-25 с производственного назначения на отопительно-

производственное назначение, водогрейные котлы ТВГ-3 консервируются, а для

получения тепловой энергии на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение

административно-бытовых зданий шахтоуправлеия и жилых домов поселка шахты

«Кочегарка» в специальной части дипломного проекта разрабатывается блочная

система подогревателей сетевой воды на отопление и подогревателей горячего

водоснабжения, состаящая из пароводяных и водоводяных теплообменников.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10