Определение состава и энтальпий дымовых газов

Курсовая работа по курсу: «Теплогенерирующие установки»

 

Выполнил: студентка гр. ТГВ-31

Бобровская А.В.

Проверил: ст. преп. кафедры ТГВ

Котков А.А.

 

Иваново 2015

СОДЕРЖАНИЕ

Исходные данные............................................................................................................. 3

1. Состав и характеристика топлива.............................................................................. 4

2.Определение состава и энтальпий дымовых газов................................................... 4

2.1. Расчёт при коэффициенте расхода воздуха α =1................................................. 4

2.2. Расчет при коэффициенте расхода воздуха α >1................................................. 5

2.3. Расчёт энтальпий.................................................................................................... 10

3. Тепловой баланс........................................................................................................... 17

4. Расчёт топки.................................................................................................................. 18

4.1. Определение конструктивных размеров и характеристик топочной камеры

4.2. Расчёт теплообмена в топке.................................................................................. 20

5. Определение тепловосприятий.................................................................................. 22

5.1. Тепловосприятие пароперегревателя................................................................... 22

5.2. Тепловосприятие котельного пучка..................................................................... 22

5.3. Тепловосприятие водяного экономайзера.......................................................... 22

5.4. Сведение теплового баланса котла....................................................................... 23

6. Поверочно-конструктивный расчёт пароперегревателя.......................................... 24

7. Поверочно-конструктивный расчёт котельного пучка............................................ 28

8. Поверочно-конструктивный расчёт водяного экономайзера.................................. 31

9. Аэродинамический расчёт газового тракта котла.................................................... 33

Библиографический список............................................................................................ 35

Приложение

Таблица 1.

Таблица 2.

Рис. Распределение температур и энтальпий по газоходам котла

Диаграмма зависимости энтальпии газов от температуры при >1

 

ИВГПУ ИИТиИс ТГВ-32 09412

Лист

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

 

1. Тип котла – ДКВР-10-13 ГМ

2. Топливо – газ.

3. Газопровод – Щебелинка-Брянск-Москва

3. Состав топлива:

= 94.1%

= 3.1 %

= 0.6 %

= 0.2 %

= 0.8 %

= 1.2 %

= ?

 

 

 

 

ИВГПУ ИИТиИС ТГВ-32

Лист

1. СОСТАВ И ХАРАКТЕРИСТИКА ТОПЛИВА.

 

1. Определяем низшую теплоту сгорания:

Топливный эквивалент:

 

топливо является высококалорийным.

Определение состава и энтальпий дымовых газов.

2.1. Расчёт при коэффициенте расхода воздуха α=1

Теоретическое количество воздуха:

Теоретическое количество трёхатомных газов:

Теоретическое количество водяных паров:

Здесь влагосодержание газообразного топлива, принимаемое чаще всего в инженерных расчетах 10

Теоретическое количество азота:

Теоретическое количество дымовых газов:

Процентный состав дымовых газов находим по формуле.

 

ИГАСУ ФИС ТГВ-31** 06406

Лист

 

2.2. Расчёт при коэффициенте расхода воздуха α>1

Определяем коэффициенты расхода воздуха последовательного по всему газовому тракту котла по формуле:

а также среднее значение коэффициента избытка воздуха в соответствующем газоходе:

где - начальный и конечный коэффициенты расхода воздуха в соответствующем газоходе.

 

Топка: - α′=1.1, ∆α=0.05

α″=1.15; α_ср=1.125

Пароперегреватель - α′=1.15, ∆α=0.05

α″=1.2; α_ср=1.175.

Котельный пучок- α′=1.2, ∆α=0.05

α″=1.25; α_ср=1.225

Экономайзер - α′=1.25, ∆α=0.1

α″=1.35; α_ср=1.3

Количество трехатомных газов:

Количество водяных паров:

 

при α_ср=1.125

при α_ср=1.175

при α_ср=1.225

при α_ср=1.3

 

Количество азота:

ИГАСУ ФИС ТГВ-31* 09412

Лист

при α_ср=1.125

при α_ср=1.175

при α_ср=1.225

при α_ср=1.3

 

Количество кислорода:

 

при α_ср=1.125

при α_ср=1.175

при α_ср=1.225

при α_ср=1.3

 

Действительное количество дымовых газов при в газоходе будет

 

 

 

при α_ср=1.125

при α_ср=1.175

при α_ср=1.225

при α_ср=1.3

Действительное процентное соотношение дымовых газов:

 

Топка.

 

Пароперегреватель.

ИВГПУ ИИТиИС ТГВ-32 09412

Лист

Котельный пучок.

Экономайзер.

Масса дымовых газов:

ИВГПУ ИИТиИС ТГВ-32 09412

Лист

- плотность газового топлива;

- влажность газового топлива.

при =1.125

при =1.175

при =1.225

при =1.3

 

Плотность дымовых газов:

Т.

П.

К.П.

Э.

 

Средняя объёмная теплоёмкость продуктов сгорания при постоянном давлении:

где средние объемные теплоемкости при постоянном давлении соответствующих газов,

объемные доли газов в процентах.

ИВГПУ ИИТиИС ТГВ-32 09182

Лист

Топка:

Пароперегреватель:

Котельный пучок:

Экономайзер:

Средняя массовая теплоёмкость:

 

Результаты расчетов сводим в таблицу 1. (см. приложение)

 

ИВГПУ ИИТиИС ТГВ-32 09182

Лист

2.3. Расчёт энтальпий.

Расчёт энтальпий продуктов сгорания для всех видов топлива при α=1 проводят по формуле:

Энтальпии газов вычисляются:

300 °С

400 °С

500 °С

600 °С

700 °С

800 °С

900 °С

1000 °С

1100 °С

1200 °С

1300 °С

1400 °С

1500 °С

1600 °С

1700 °С

1800 °С

1900 °С

2000 °С

2100 °С

2200 °С

 

 

ИВГПУ ИИТиИС ТГВ-32 09182

Лист

300 °С

400 °С

500 °С

600 °С

700 °С

800 °С

900 °С

1000 °С

1100 °С

1200 °С

1300 °С

1400 °С

1500 °С

1600 °С

1700 °С

1800 °С

1900 °С

2000 °С

2100 °С

2200 °С

 

 

ИВГПУ ИИТиИС ТГВ-32 09182

Лист

 

300 °С

400 °С

500 °С

600 °С

700 °С

800 °С

900 °С

1000 °С

1100 °С

1200 °С

1300 °С

1400 °С

1500 °С

1600 °С

1700 °С

1800 °С

1900 °С

2000 °С

2100 °С

2200 °С

 

 

ИВГПУ ИИТиИС ТГВ-32 09182

Лист

300 °С

400 °С

500 °С

600 °С

700 °С

800 °С

900 °С

1000 °С

1100 °С

1200 °С

1300 °С

1400 °С

1500 °С

1600 °С

1700 °С

1800 °С

1900 °С

2000 °С

2100 °С

2200 °С

 

 

ИВГПУ ИИТиИС ТГВ-32 09182

Лист

 

300 °С

400 °С

500 °С

600 °С

700 °С

800 °С

900 °С

1000 °С

1100 °С

1200 °С

1300 °С

1400 °С

1500 °С

1600 °С

1700 °С

1800 °С

1900 °С

2000 °С

2100 °С

2200 °С

 

 

ИВГПУ ИИТиИС ТГВ-3209182

Лист

При коэффициенте расхода воздуха расчет энтальпий производят по формуле

Топка: 800-2200 °С α_ср=1,125

 

800 °С

900 °С

1000 °С

1100 °С

1200 °С

1300 °С

1400 °С

1500 °С

1600 °С

1700 °С

1800 °С

1900 °С

2000 °С

2100 °С

2200 °С

 

Пароперегреватель: 700-1200 °С α_ср=1,175

 

700 °С

800 °С

900 °С

1000 °С

1100 °С

1200 °С

Котельный пучок: 500-1000 °С α_ср=1,225

500 °С

600 °С

700 °С

800 °С

900 °С

1000 °С

ИВГПУ ИИТиИС ТГВ-32 09182

Лист

Экономайзер: 300-700 °С α_ср=1,3

 

300 °С

400 °С

500 °С

600 °С

700 °С

Расчет энтальпий продуктов сгорания по газоходам котла сводим в таблицу 2.

(см. приложение)

ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС

Для газообразного топлива располагаемая теплота равна

кДж/

Уравнение теплового баланса:

Потери теплоты при сжигании попутного газа определяются:

ИГАСУ ФИС ТГВ-31* 09182

Лист

Составим пропорцию для нахождения

 

теплота, потерянная из-за химической неполноты горения топлива.

потери теплоты котлом в окружающую среду.

Расход топлива на котельный агрегат:

 

– паропроизводительность котла т/ч

– энтальпия перегретого пара,

– энтальпия питательной воды,

энтальпия кипящей воды,

процент непрерывной продувки, равный обычно 2 5

расход топлива на котельный агрегат,

Коэффициент сохранения тепла:

 

 

РАСЧЁТ ТОПКИ.

 

Конструктивные размеры и характеристики топочной камеры.

 

№ п/п	Наименование величин	Обозначение	Единицы измерения	Топочные экраны
Фронт	Задний	Лев. бок.	Прав. Бок.	Потолочный	На поду
	Расчетная ширина экранной стены			1.79	1.79	3.41	3.85	3.85	3.85
	Освещенная длина			1.8	2.3	1.75		1.8	1.8
	Площадь стены			3.22	4.117		7.7	6.93	6.93
	Площадь участка стены не закрытого экранами			2.55	-	-	-	-	-
	Наружный диаметр труб			0.051	0.051	0.051	0.051	0.051	0.051
	Число труб в экране
	Шаг экранных труб			0.055	0.055	0.0525	0.055	0.055	0.055
	Относ-ный шаг труб			1.078	1.078	1.0294	1.078	1.078	1.078
	Расстояние от оси трубы до обмуровки			0.076	0.076		0.076	0.076	0.076
	Относительные расстояния до обмуровки			1.49	1.49		1.49	1.49	1.49
	Угловой коэффициент экрана			0.98	0.98	0.99	0.98	0.98	0.98
	Коэффициент учитывающий загрязнение			0.7	0.7	0.7	0.7	0.7	0.7
	Коэффициент тепловой эффективности экрана			0.686	0.686	0.693	0.686	0.686	0.686