Выполнил студент гр.374 Овсянников Д.С

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовому проекту

по дисциплине «Теплогенерирующие установки»
по теме «Производственно-отопительные котельные установки
с паровыми котлами ДКВР и экономайзером ВТИ»;
часть I «Теплогенератор»

 

 

Выполнил студент гр.374 Овсянников Д.С.

 

Проверил Болдин С.В.

 

 

Нижний Новгород

Содержание

1. Исходные данные 2

2. Характеристика рабочих тел котельного агрегата 3

2.1. Топливо 3

2.2. Пересчёт состава топлива 4

3. Описание конструкции котла и принимаемой компоновки
котельного агрегата. Техническая характеристика выбранного котла 5

4. Расчет объемов и энтальпий воздуха и продуктов сгорания 7

4.1. Определение присосов и коэффициентов избытка воздуха по
отдельным газоходам. 7

4.2. Определение объемов воздуха и продуктов сгорания 7

4.3. Определение энтальпий воздуха и продуктов сгорания 12

5. Тепловой баланс котельного агрегата и расход топлива 14

5.1. Расчёт потерь теплоты 14

5.2. Расчёт КПД и расхода топлива 16

6. Тепловой расчет топки 18

7. Расчет конвективных поверхностей нагрева 22

7.1. Расчет конвективных пучков котла 22

7.2. Расчет водяного экономайзера 30

8. Определение невязки теплового баланса котельного агрегата 34

Список литературы 36

 

 

1. Исходные данные

 

§ тип теплогенератора ДКВР-10-13;

§ располагаемый источник тепловой энергии: сернистый мазут
марки 100;

§ средний элементарный состав:

= 1,5%

= 2,0%

= 83,8%

= 11,2%

= 0,5%

= 0,5%;

§ зольность не более 0,14%;

§ содержание механических примесей не более 1,5%;

§ плотность при 20 ⁰С и более 1015 ;

§ теплота сгорания =40,40 = 9650 ;

§ среднее значение =41,22 = 9845 ;

 

 

2. Характеристика рабочих тел котельного агрегата.

 

Роль рабочих тел, участвующих в процессе тепловых преобразований, играют топливо, воздух и вода.

В качестве источника тепла мы применяем паровой теплогенератор. Он вырабатывает насыщенный пар. Для того чтобы пар вырабатывался, мы должны сжигать топливо. Для того чтобы происходил процесс горения, в топку подается окислитель (воздух). Топливо, сгорая в топке, образует горячие газы, которые движутся по газоходам котельного агрегата, отдавая тепло поверхностям нагрева. После чего газы охлаждаются и выбрасываются в окружающую среду.

В качестве теплоносителя в котельных установках обычно используются пар или вода.

Котельный агрегат представляет собой генератор, в котором химическая энергия топлива преобразуется в тепло.

В данной работе выполняется поверочный расчет теплогенератора типа
ДКВР-10-13.

Задачей расчета является определение температуры воды, пара, воздуха, дымовых газов на границах между определенными поверхностями котельного агрегата, а также расход топлива, КПД котлоагрегата, расхода и скорости дымовых газов по заданным конструкциям и размерам теплогенератора.

Также выполняется конструктивный расчет водяного чугунного экономайзера некипящего типа системы ВТИ с целью определения его конструкции и размеров.

Общей задачей курсовой работы является создание эффективной компоновки теплогенерирующего агрегата из отдельных его частей.

 

2.1. Техническая характеристика топлива.

§ располагаемый источник тепловой энергии: сернистый мазут
марки 100;

§ средний элементарный состав:

= 1,5%

= 2,0%

= 83,8%

= 11,2%

= 0,5%;

= 0,5%.

§ зольность не более 0,14%;

§ содержание механических примесей не более 1,5%;

§ плотность при 20 ⁰С и более 1015 ;

§ теплота сгорания =40,40 = 9650 ;

 

 

2.2. Пересчёт состава топлива.

Пересчёт состава топлива с одной массы на другую производится при помощи множителей, приведённых в табл.2.6 [1]. Для пересчёта одной массы в другую каждый элемент заданной массы умножают на множитель, соответствующий искомой массе из табл.2.6.

Так как задан элементарный химический состав сухого топлива, то для определения элементарного состава рабочей массы топлива, необходимого для расчётов, находим множитель пересчёта: ; умножая его на каждый элемент сухой массы топлива, получаем:

= 1,5%

= 1,97%

= 82,543%

= 11,032%

= 0,5%;

= 0,5%.

 

3. Описание конструкции котла и принимаемой компоновки
котельного агрегата. Техническая характеристика выбранного котла

 

Паровой котел ДКВР-10-13 имеет унифицированный верхний и нижний барабаны с внутренним диаметром 1000 мм с толщиной стенок 13 мм и расстоянием между ними 2750 мм, а также боковые экраны и два конвективных пучка. Диаметр и толщина стенки экранных и кипятильных труб Æ51×2,5 мм. Диаметр и толщина стенки коллекторов экранов Æ219×8 мм.

Шаг труб боковых экранов в топке и камере догорания 80 мм. Шаг труб заднего экрана в камере догорания и фестоне 110 мм. Шаг кипятильных труб по длине котла 100 мм, по ширине котла – 110 мм.

Боковые стены топочной камеры экранированы, фронтовая и задняя стены выполнены из огнеупорного кирпича (без экранов).

С правой стороны задней стенки топочной камеры котлов имеется окно, через которое продукты сгорания поступают в камеру догорания и далее в конвективный пучок.

Трубы конвективного пучка, развальцованные в нижнем и верхнем барабанах.

В конвективном пучке разворот газов осуществляется в горизонтальной плоскости при помощи шамотной и чугунной перегородок.

Боковые экраны и крайние боковые ряды труб конвективного пучка имеют общий нижний коллектор.

В котлах применены схемы одноступенчатого испарения. Питательная вода из экономайзера подается в верхний барабан под уровень воды по перфорированной трубе. В нижний барабан котловая вода опускается по задним трубам конвективного пучка. Передние трубы конвективного пучка являются испарительными.

Из нижнего барабана вода по перепускным трубам поступает в камеры левого и правого экранов. Кроме того, котловая вода из верхнего барабана по опускным стоякам, расположенным на фронте котла, поступает в нижние коллекторы боковых экранов. Пароводяная смесь выходит из испарительных труб в верхний барабан, где происходит барботаж пара через слой воды. Пар, отсепарированный в паровом пространстве барабана, проходит через пароприемный дырчатый потолок, установленный на расстоянии 50 мм от верхней образующей барабана, и направляется в паропровод.

Боковые стены котлов закрыты натрубной обмуровкой, состоящей из слоя шамотобетона толщиной 25 мм по сетке из нескольких слоев изоляционных плит толщиной около 100 мм.

Котлы оборудуются системой возврата уноса и острым дутьем. Унос, оседающий в четырех зольниках котла, возвращается в топку при помощи эжекторов и вводится в топочную камеру на высоте 400 мм от решетки.

Смесительные трубы возврата уноса выполнены прямыми, без поворотов, что обеспечивает надежную работу систем.

Воздух острого дутья вводится в топку через заднюю стенку. Сопла установлены на высоте 500мм от уровня колосникового полотна.

Техническая характеристика котла ДКВР-10-13 (Л-6, т. 8.17):
- паропроизводительность, т/ч - давление, кгс/см2 - температура пара, ОС - конвективная поверхность нагрева, м2 - КПД (при сжигании мазута), % - площадь зеркала горения, м2	- 10 - 13 - насыщенный - 235 - 90,3 - 6,3
Конструктивные характеристики котлоагрегатов серии ДКВР 10-13 (2, т.2.8):
- объем топки, м3 - площадь поверхности стен топки, м2 - диаметр экранных труб, мм - шаг труб боковых экранов, мм - площадь лучевоспринимающей поверхности нагрева, м2 - площадь поверхности нагрева конвективных пучков, м2 - диаметр труб конвективных пучков, мм - расположение труб конвективных пучков - поперечный шаг труб, мм - продольный шаг труб, мм - площадь живого сечения для прохода продуктов сгорания, м2 - число рядов труб по ходу продуктов сгорания - диаметр верхнего и нижнего барабана, мм - толщина стенки барабана, мм	- 20,4 - 84,77 - 51´2,5 - 80   - 40   - 235 - 51´2,5 - коридорное - 100 - 110   - 1,24 - 22 - 1000 - 13