Компоновка и конструкция водогрейных котлов

Введение

 

Котельной установкой называют совокупность устройств и механизмов, предназначенных для производства водяного пара или приготовления горя­чей воды. Водяной пар используют для привода в движение паровых двигателей, для нужд промышленности и сельского хозяйства, и отопления поме­щения. Горячую воду предназначают для отопления производственных, об­щественных и жилых зданий, для коммунально-бытовых нужд населения.

 

По роду производимого теплоносителя различают установки с паровыми н водогрейными котлами. По назначению паровые котельные агрегаты делят на промышленные, устанавливаемые в производственных, и отопительных котельных, которые устанавливают в котельных тепловых электрических станций. По типу паровые котлы можно разделить на вертикально- цилиндрические, вертикально-водотрубные с развитой испарительной по­верхностью нагрева и экранные. Современная паровая котельная установка представляет собой сложное сооружение. Основной ее частью является паровой котел, в котором осуществляется превращение воды в на­сыщенный пар. Однако в настоящее время паровой котел с целью повышения экономичности котельной установки дополняется пароперегре­вателем, водяным экономайзером и воздухоподогревателем.

Целью курсового проекта является тепловой расчет парового котла ДКВР 20-13.

 

Задачи данной работы:

 

1. Узнать краткое описание котла ДКВР 20-13;
2. Определить характеристику топлива;
3. Вычислить объемы и энтальпии воздуха и продуктов сгорания, сведения в таблице и диаграмме, которая выполняется на миллиметровке формата А4;
4. Произвести тепловой баланс котла и расчет топлива;
5. Определить геометрическую характеристику топки;
6. Составить специальный вопрос;

После завершения всех расчетов, подвести итоги о проделанной работе.

 

УТЭК.13.02.02.КП.01.10.000.ПЗ Лист             Изм. Лист № докум Подп. Дата

 

 

1.

УТЭК.13.02.02.КП.01.10.000.ПЗ Лист             Изм. Лист № докум Подп. Дата

Краткое описание конструкции котла заданного типа

Котёл ДКВР20-13 - паровой котёл, основными элементами которого являются два барабана: верхний короткий и нижний, а также экранированная топочная камера.

У котлов этого типа топка делится на две части: собственно, топку и камеру догорания, отделённую от топки задним экраном котла. Горячие газы омывают кипятильные трубы котла прямым током по всей ширине пучка без перегородок. При наличии пароперегревателя часть этих труб не устанавливается. Пароперегреватель состоит их двух пакетов, расположенных с двух сторон котла. Перегретый пар отводится из обоих пакетов в сборный коллектор. Питательная вода подаётся в верхний барабан.

Стенки верхнего барабана охлаждаются потоком пароводяной смеси, выходящим из труб боковых экранов и труб передней части конвективного пучка.

Предохранительные клапаны, главный паровой вентиль или задвижка, вентили для отбора проб пара, отбора пара на собственные нужды (обдувку) располагаются на верхней образующей верхнего барабана.

Питательная труба находится в водном пространстве верхнего барабана, в паровом объёме - сепарационные устройства. В нижнем барабане размещены перфорированная труба для продувки, устройство для прогрева барабана при растопке и штуцер для спуска воды.

Для наблюдения за уровнем воды в верхнем барабане устанавливаются два указателя уровня.

Для отбора импульсов уровня воды на автоматику на переднем днище верхнего барабана установлено два штуцера.

Опускные и пароотводящие трубы привариваются к коллекторам и барабанам (или к штуцерам на барабанах). При питании экранов из нижнего барабана для предотвращения попадания в них шлама, концы опускных труб выведены в верхнюю часть барабана.

Шамотная перегородка, отделяющая камеру догорания от пучка, опирается на чугунную опору, укладываемую на нижний барабан.

Чугунная перегородка между первым и вторым газоходами собирается на болтах из отдельных плит с предварительным промазыванием стыков специальной замазкой или с прокладкой асбестового шнура, пропитанного жидким стеклом.

В перегородке имеется отверстие для прохода трубы стационарного обдувочного прибора.

УТЭК.13.02.02.КП.01.10.000.ПЗ Лист             Изм. Лист № докум Подп. Дата

Окно для выхода газов из котла расположено на задней стенке.
В котле температура перегретого пара не регулируется.
Площадки котла расположены в местах, необходимых для обслуживания арматуры и гарнитуры котла:

- боковая площадка для обслуживания водоуказательных приборов;

- боковая площадка для обслуживания предохранительных клапанов и запорной арматуры на барабане котла;

- площадка на задней стенке котла для обслуживания доступа в верхний барабан при ремонте котла.

На боковые площадки ведут лестницы, а на заднюю площадку - вертикальный трап.

Пароохладитель, установленный в нижнем барабане, имеет дренажный вентиль на соединительных паропроводах. Для регулирования количества поступающего в пароохладитель пара на перемычке между прямым и обратным паропроводами поставлен вентиль.

Для доступа в топочную камеру имеется лаз. Для шуровки топлива вблизи боковых стен, в зависимости от топочного устройства, сделаны шуровочные лючки. Два таких лючка установлены на боковых стенах камеры догорания в её нижней части. На боковых стенах котлов в области конвективного пучка предусмотрены лючки для очистки конвективных труб переносным обдувочным аппаратом.

Для контроля за состоянием изоляции нижней части верхнего барабана в топочной камере устанавливается лючок в месте разрежения труб бокового экрана.

В нижней части газохода с левой стороны котла размещены лазы для периодического удаления золы, осмотра пучка и эжекторов возврата уноса. Для наблюдения за изоляцией верхнего барабана в верхней части топки котлов предусматривается установка лючков.

Перевод парового котла ДКВР20-13 в водогрейный режим позволяет, кроме повышения производительности котельных установок и уменьшения затрат на собственные нужды, связанные с эксплуатацией питательных насосов, теплообменников сетевой воды и оборудования непрерывной продувки, а также сокращения расходов на подготовку воды, существенно снижать расход топлива.

 

УТЭК.13.02.02.КП.01.10.000.ПЗ Лист             Изм. Лист № докум Подп. Дата

Среднеэксплуатационный КПД котлоагрегатов, использованных в качестве водогрейных, повышается на 2,0-2,5%.

Котельные с котлами ДКВР комплектуются вентиляторами и дымососами типа ВДН и ДН, блочными водоподготовительными установками ВПУ, фильтрами для осветления и умягчения воды ФОВ и ФиПА, термическими деаэраторами типа ДА, теплообменными устройствами, насосами, а также комплектами

В котле ДКВР20-13 применяется двухступенчатая схема испарения с установкой во второй ступени выносных циклонов. Это позволяет уменьшить процент продувки и улучшить качество пара при работе на питательной воде с повышенным солесодержанием. Во вторую ступень испарения входит часть труб боковых экранов переднего топочного блока. В котельный пучок вода подаётся из верхнего барабана через обогреваемые трубы последних рядов самого пучка.

Питание второй ступени испарения осуществляется из нижнего барабана. Выносные циклоны используются в качестве сепарационных устройств. Вода из циклонов поступает в нижние коллекторы экранов, а пар направляется в верхний барабан вместе с паром первой ступени испарения и дополнительно очищается, проходя через жалюзи и дырчатый лист. Непрерывная продувка второй ступени испарения ведётся из выносных циклонов.

В первой и второй ступенях испарения для постоянного контроля за соблюдением норм котловой воды на каждом котле должны быть установлены по два холодильника для отбора проб питательной воды.

Котлы ДКВР 20-13 снабжены рециркуляционными трубами, которые расположены в обмуровке боковых стенок топки, что повышает надежность работы циркуляционных контуров боковых экранов. В верхних барабанах размещаются сепарационные и питательные устройства, нижние барабаны являются шламоотстойниками. По окружности верхнего барабана, в области труб экранов и подъемных труб котельного пучка, установлены щитки, подающие пароводяную смесь на зеркало испарения.

Для сжигания топлива котёл комплектуется газомазутными горелками типа ГМ.

Котёл ДКВР20-13 имеет три опорные рамы: две – под два топочных блока и одна – под конвективный блок.

Неподвижной, жестко закреплённой точкой котла ДКВр-20-13 является передняя опора нижнего барабана. Остальные опоры нижнего барабана и камер боковых экранов выполнены скользящими.

Для контроля за перемещением элементов котла выполняется установка реперов.

УТЭК.13.02.02.КП.01.10.000.ПЗ Лист             Изм. Лист № докум Подп. Дата

Камеры фронтового и заднего экранов крепятся кронштейнами к обвязочному каркасу, при этом одна из опор может быть неподвижной, а другая – подвижной. Камеры боковых экранов крепятся к специальным опорам.

Завод поставляет котлы ДКВР20-13 с тремя блоками:

- конвективный блок, состоящий из верхнего и нижнего барабанов с питательными и паросепарационными устройствами, кипятильного пучка и опорной рамы,

- два блока топочной камеры, состоящие из экранных труб, камер экранов и опорных рам,в комплекте с КИП, арматурой и гарнитурой в пределах котла, лестницами, площадками, пароперегревателем (по требованию заказчика). Изоляционные и обмуровочные материалы в комплект поставки не входят.

 

Рисунок 1. Котёл ДКВР 20-13:

1 – газомазутная горелка; 2 – боковые экраны; 3- выносной циклон; 4 – короб взрывного предохранительного клапана; 5- задний топочный блок; 6 - конвективная поверхность нагрева (конвективный блок); 7 – изоляция верхнего барабана; 8 – нижний барабан; 9 – задний экран.

 

УТЭК.13.02.02.КП.01.10.000.ПЗ Лист             Изм. Лист № докум Подп. Дата

2. Характеристика топлива

Составляем таблицу «Расчётные характеристика газообразного топлива». Значения принимаем по[1]приложения стр.61. табл. IV.

Таблица 1. «Расчётные характеристика газообразного топлива».

Попутные газы газопровод Мострансгаз (кольцо)

Состав газа по объему, %

Низшая теплота сгорания

Плотность при 0°С и 101.3 кПа

CH4

С2H6

C3H8

C4H10

C5H12

C6H14

CO

CO2

N2

O2

H2S.

H2

Qi кДж/м3

Qi ккал/м3

Р кг/м3

38.00

25.10

12.50

3.30

1.30 1.30 |

|

|

|

18.70

|

1.10

|

46.89

1.196

 

Описание топлива:

В качестве топлива в котельном агрегате используется попутные газы, поступающий из газопровода Мострансгаз (кольцо)

Попутный газ считается побочным веществом, образующимся при добыче нефти. Он является смесью неорганических и углеводородных соединений, которые выделяет "черное золото". Основные сложности с его использованием вызваны отсутствием в районах добычи перерабатывающей и транспортной инфраструктуры, крупных местных потребителей. В связи с этим до недавнего времени попутный газ, как правило, сжигался, загрязняя окружающую среду.

Нефть и газ по выходе из скважины проходят через газосепараторы, в которых попутный газ отделяется от не­стабильной нефти, направляемой на дальнейшую переработку.

Попутные газы являются ценным сырьем для промышленного нефтехимического синтеза. Качественно они не отличаются по составу от природных газов, однако количественное отличие весьма существенное.

УТЭК.13.02.02.КП.01.10.000.ПЗ Лист             Изм. Лист № докум Подп. Дата

3. Объемы и энтальпии воздуха и продуктов сгорания

Состав и теплота сгорания.

Топливом для проектированных котлов является природный или попутный газ. Расчетные характеристики газа на сухую массу принимаются по таблице и заносятся в таблицу расчетных характеристик газообразного топлива.
Составляем таблицу «Коэффициент избытка воздуха и присосы в газоходах котла». Значения принимаем по[1]приложения с.67. табл. XVII.
Коэффициент избытка воздуха в топке принимаем пределах α_т=1.1.

 

Таблица 2. «Коэффициент избытка воздуха и присосы в газоходах котла».

Показатель	Условное обозначение	Величина
1. Коэффициент избытка воздуха в топке	αт	1.1
2 Присосы: - в топку;	∆αт	0.07
- в первый конвективный пучок и пароперегреватель;	∆αк.пI	0.05
- во второй конвективный пучок;	∆αк.пII	0.1
- в водяной экономайзер и газоходы за котлом	∆αэк	0.08

 

Где, α_т - коэффициент избытка воздуха в топке;

∆α_т – присосы в топку;

∆α_к.пI– присосы в первый конвективный пучок и пароперегреватели;

∆α_к.пII– присосы во второй конвективный пучок;

∆α_эк– присосы в водяной экономайзер и газоходы за котлом.

 

 

УТЭК.13.02.02.КП.01.10.000.ПЗ Лист             Изм. Лист № докум Подп. Дата

Составляем таблицу «Избытки воздуха и присосы по газоходам котла».

Значения ∆αпринимаем из таблицы 2.

 

Таблица 3.«Избытки воздуха и присосы по газоходам котла»

Наименование котла	α"	∆α	αср
1.Топка	1.1	0.07	1.1
2.Первый конвективный пучок и пароперегреватель	1.15	0.05	1.125
3.Второй конвективный пучок	1.25	0.1	1.2
4.Экономайзер и газоходы за котлом	1.33	0.08	1.29

 

α"_т=α_т;

α"_к.пI= α_т+∆α"_к.пI= 1.1+0.05=1.15;(1)

α"_к.пII=α_т+∆α"_к.пI++∆α"_к.пII=1.1+0.05+0.1=1.25;(2)

α"_эк=α"_т+∆α"_к.пI++∆α"_к.пII=1.1+0.05+0.1+0.08=1.33.(3)

α^ср_т=α_т=1.1;(4)

α^ср_к.пI=α_т+α"_к.пI/2=1.1+1.15/2=1.125;(5)

α^ср_к.пII=α"_к.пI+α"_к.пII/2=1.15+1.25/2=1.2;(6)

α^ср_эк=α"_к.пII+α"_эк/2=1.25+1.33/2=1.29.(7)

 

Где, α"_т – коэффициент избытка воздуха в сечении за поверхностью нагрева топки;

α"_к.пI- коэффициент избытка воздуха в сечении за поверхностью нагрева первого конвективного пучка;

α"_к.пII- коэффициент избытка воздуха в сечении за поверхностью нагрева

второго конвективного пучка;

α"_эк - коэффициент избытка воздуха в сечении за поверхностью нагрева

экономайзера.

α^ср_т – средний избыток воздуха в газоходе котла топки;

 

α^ср_к.пI-средний избыток воздуха в газоходе котлапервого конвективного пучка;

УТЭК.13.02.02.КП.01.10.000.ПЗ Лист             Изм. Лист № докум Подп. Дата

α^ср_к.пII- средний избыток воздуха в газоходе котла второго конвективного пучка;

α^ср_{эк -} средний избыток воздуха в газоходе котла экономайзера;

α"_т – коэффициент избытка воздуха в сечении за поверхностью нагрева топки;

α"_к.пI- коэффициент избытка воздуха в сечении за поверхностью нагрева первого конвективного пучка;

α"_к.пII- коэффициент избытка воздуха в сечении за поверхностью нагрева

второго конвективного пучка;

α"_эк - коэффициент избытка воздуха в сечении за поверхностью нагрева экономайзера.

 

Составляем таблицу «Объемы воздуха и продуктов сгорания газообразных топлив».Значения принимаем по[1]приложения стр.62. табл. XIII.

 

Таблица 4.«Объёмы воздуха и продуктов сгорания газообразных топлив».

Газопровод	Vн0	VнRO2	Vн0.N2	Vн0.Н2О
м3/м3 при α =1, t =0 °C и p =101,3 кпа
Мострансгаз (кольцо)	12.37	1.47	9.96	2.47

 

УТЭК.13.02.02.КП.01.10.000.ПЗ Лист             Изм. Лист № докум Подп. Дата

Составляем таблицу«Действительные объёмы газов» (м³/ м³).

 

Таблица 5.«Действительные объёмы газов» (м³/ м³).

Величина	Поверхность нагрева
топка	Первый конвективный пучок	Второй конвективный пучок	Экономайзер
1. α=αср	1.1	1.125	1.2	1.29
2.VнН2О=Vн0.H2O+0.0161×(α-1)×Vн0, М3/М3(8)	2.489	2.494	2.509	2.527
3. Vгн=VнRO2+ Vн0.N2+ Vн0.H2O+(α-1)×Vн0(9)	14.676	14.99	15.933	17.064
4. rH2O= VнН2О/ Vгн(10)	0.169	0.166	0.157	0.148
5. rRO2= VнRO2/Vгн(11)	0.067	0.066	0.062	0.058
6. rn=rH2O+rRO2	0.236	0.232	0.219	0.206
7. Gг=ρсг.тл+dг.тл/1000+1.306×α×Vн0	18.504	18.908	20.120	21.574

 

1. α=α^ср;

 

2. V^н_Н2О=V^н_0.H2O+0.0161× (α-1)×V^н₀=2.47+0.0161×(1.1-1)×12.37=2.489 м³/кг;

V^н_Н2О=V^н_0.H2O+0.0161× (α-1)×V^н₀=2.47+0.0161×(1.125-1)×12.37=2.494 м³/кг;

V^н_Н2О=V^н_0.H2O+0.0161× (α-1)×V^н₀=2.47+0.0161×(1.2-1)×12.37=2.509 м³/кг;

V^н_Н2О=V^н_0.H2O+0.0161× (α-1)×V^н₀=2.47+0.0161×(1.29-1)×12.37=2.527 м³/кг;

 

V_г ^н=V^н _RO2+ V^н_0.N2+V^н _H2O+(α -1)×V^н₀=0.99+9.96+2.489+(1.1-1)× 12.37=14.676м³/кг;

V_г^н=V^н_RO2+ V^н_0.N2+_V^н_H2O +(α -1)×V^н₀=0.99+9.96+2.494+(1.125-1)× 12.37=14.99м³/кг;

V_г^н=V^н_RO2+ V^н_0.N2+V^н_H2O+(α-1)×V^н₀=0.99+9.96+2.509+(1.2-1)× 12.37=15.933м³/кг;

V_г^н=V^н_RO2+V^н_0.N2+V^н_H2O+(α-1)×V^н₀=0.99+9.96+2.527+(1.29-1)× 12.37=17.064м³/кг;

4.r_H2O= V^н_Н2О/_Vг^н=2.489/14.676=0.169;

УТЭК.13.02.02.КП.01.10.000.ПЗ Лист             Изм. Лист № докум Подп. Дата

r_H2O= V^н_Н2О/_Vг^н=2.494/14.99=0.166;

r_H2O= V^н_Н2О/_Vг^н=2.509/15.933=0.157;

r_H2O= V^н_Н2О/_Vг^н=2.527/17.064=0.148;

 

5. r_RO2= V^н_RO2/_Vг^н=0.99/14.676=0.067:

r_RO2= V^н_RO2/_Vг^н=0.99/14.99=0.066;

r_RO2= V^н_RO2/_Vг^н=0.99/15.933=0.062;

r_RO2= V^н_RO2/_Vг^н=0.99/17.064=0.058;

 

6.r_n=r_H2O+r_RO2=0.169+0.067=0.236;

r_n=r_H2O+ r_RO2=0.166+0.066=0.232;

r_n=r_H2O+ r_RO2=0.157+0.062=0.219;

r_n=r_H2O+ r_RO2=0.148+0.058=0.206;

 

7.G_г=ρ^с_г.тл+d_г.тл/1000+1.306×α×V^н₀=0.724+10/1000+1.306×1.1×12.37=18.504кг/м³;

G_г=ρ^с_г.тл+d_г.тл/1000+1.306×α×V^н₀=0.724+10/1000+1.306×1.125×12.37=18.908кг/м³;

G_г=ρ^с_г.тл+d_г.тл/1000+1.306×α×V^н₀=0.724+10/1000+1.306×1.2×12.37=20.120кг/м³;

G_г=ρ^с_г.тл+d_г.тл/1000+1.306×α×V^н₀=0.724+10/1000+1.306×1.29×12.37=21.574кг/м³.

Где, α=α^ср – коэффициент избытка воздуха;

V^н_Н2О – объём водяных паров;

V_г^н– объёмы дымовых газов;

r_H2O– объёмная доля водяных паров;

r_RO2– объёмная доля трёхатомных газов;

r_n– объёмная доля водяных паров и трёхатомных газов;

G_г – масса дымовых паров.

УТЭК.13.02.02.КП.01.10.000.ПЗ Лист             Изм. Лист № докум Подп. Дата

Составляем таблицу «Энтальпия 1м³ воздуха и продуктов сгорания». Значения принимаем по [1] приложения стр.63. табл. XIV.

 

Таблица 6. «Энтальпия 1м³ воздуха и продуктов сгорания».

ϑ, t°C	(c ϑ)CO2	(c ϑ)N2	(c ϑ)Н2О	(c ϑ)в
кДж/м3
	360,0	261,0	304,0	267,0
	171,7	130,1	150,5	132,7

 

 

УТЭК.13.02.02.КП.01.10.000.ПЗ Лист             Изм. Лист № докум Подп. Дата

Составляем таблицу «Энтальпия воздуха и продуктов сгорания при α>1»

Значение ϑ(t), °C, I₀._г, I_0.впринимаем по [1] приложения стр.65. табл. XVI

 

Таблица 7. «Энтальпия воздуха и продуктов сгорания при α>1».

Поверхности Нагрева	ϑ(t), °C	I0.г	I0.в	(α-1)I0.в	Iг	∆Iг
кДж/м3
Топка, вход в первичный конвективный пучок и пароперегреватель αт=1.1				3792.3	50097.3	---
			3379.2	44544.2	5553.1
			2972.2	39040.2
			2567.8	33629.8	5410.4
			2169.5	28386.5	5243.3
			1778.6	22891.6	5494.9
			1396.4	18128.4	4763.2
Первый конвективный пучок и пароперегреватель (вход во второй конвективный пучок) αк.пI=1.125				2223.25	23336.25	---
			1745.5	18477.5	4858.75
			1283.25	13522.25	4955.25
					4765.25
			412.75	4288.75	4468.25
Второй конвективный пучок(вход в экономайзер) αк.пII=1.2				2053.2	14292.2	---
			1340.8	9259.8	5032.4
			660.4	4536.4	4723.4
Экономайзер αэк=1.29				1944.16	9863.16	---
			957.58	4833.58	5029.58
			475.89	2393.89	2439.69

 

I_г= I₀._г+(α-1)× I_0.в=46305+(1.1-1)×37923=50097.3; (15)

I_г= I₀._г+(α-1)×I_0.в=41165+(1.1-1)×33792 =44544.2;

I_г= I₀._г+(α-1)× I_0.в=36068+(1.1-1)×29722=39040.2;

I_г= I₀._г+(α-1)× I_0.в=31062+(1.1-1)×25678=33629.8;

I_г= I₀._г+(α-1)×I_0.в=26217+(1.1-1)×21695=28386.5;

 

УТЭК.13.02.02.КП.01.10.000.ПЗ Лист             Изм. Лист № докум Подп. Дата

I_г= I₀._г+(α-1)× I_0.в=21113+(1.1-1)× 17786=22891.6;

I_г= I₀._г+(α-1)×I_0.в=16732+(1.1-1)× 13964=18128.4;

 

I_г= I₀._г+(α-1)×I_0.в=21113+(1.125-1)× 17786=23336.25;

I_г= I₀._г+(α-1)× I_0.в=16732+(1.125-1)× 13964=18477.5;

I_г= I₀._г+(α-1)× I_0.в=12239+(1.125-1)× 10266=13522.25;

I_г= I₀._г+(α-1)× I_0.в=7919+(1.125-1)× 6704=8757;

I_г= I₀._г+(α-1)× I_0.в=3876+(1.125-1)× 3302=4288.75;

 

 

I_г= I₀._г+(α-1)× I_0.в=12239+(1.2-1)× 10266=14292.2;

I_г= I₀._г+(α-1)× I_0.в=7919+(1.2-1)× 6704=9259.8;

I_г= I₀._г+(α-1)× I_0.в=3876+(1.2-1)× 3302=4536.4;

 

I_г= I₀._г+(α-1)× I_0.в=7919+(1.29-1)× 6704=9863.16;

I_г= I₀._г+(α-1)× I_0.в=3876+(1.29-1)× 3302=4833.58;

I_г= I₀._г+(α-1)× I_0.в=1918+(1.29-1)× 1641=2393.89.

 

∆I_г=I_гi-1-I_гi=50097.3-44544.2=5553.1; (16)

∆I_г=I_гi-1-I_гi=44544.2-39040.2=5504;

∆I_г=I_гi-1-I_гi=39040.2-33629.8=5410.4;

∆I_г=I_гi-1-I_гi=33629.8-28386.5=5243.3;

∆I_г=I_гi-1-I_гi=28386.5-22891.6=5494.9;

∆I_г=I_гi-1-I_гi=22891.6-18128.4=4763.2.

 

∆I_г=I_гi-1-I_гi=23336.25-18477.5=4858.75;

∆I_г=I_гi-1-I_гi=18477.5-13522.25=4955.25

∆I_г=I_гi-1-I_гi=13522.25-8757=4765.25;

∆I_г=I_гi-1-I_гi=8757-4288.75=4468.25.

УТЭК.13.02.02.КП.01.10.000.ПЗ Лист             Изм. Лист № докум Подп. Дата

∆I_г=I_гi-1-I_гi=14292.2-9259.8=5032.4;

∆I_г=I_гi-1-I_гi=9259.8-4536.4=4723.4.

 

∆I_г=I_гi-1-I_гi=9863.16-4833.58=5029.58;

∆I_г=I_гi-1-I_гi=4833.58-2393.89=2439.69.

 

Где, I_г –энтальпия газа;

I_0.в – энтальпия воздуха;

I_гi– расчётное значение энтальпии;

I_гi-1 – предыдущие по отношению к расчётному значение энтальпии.

 

УТЭК.13.02.02.КП.01.10.000.ПЗ Лист             Изм. Лист № докум Подп. Дата

4. Тепловой баланс котла и расчёт топлива

Составляем таблицу «Тепловой баланс котла и расчёт топлива».

Таблица 8. «Тепловой баланс котла и расчёт топлива».

Расчётная величина	Формула	Номер формулы	Расчёт
Низшая теплота сгорания топлива, Qip=Q, кДж/м3	Из таблицы 1
Температура воздуха в помещении(холодного воздуха), tх.в., °C	Задано
Коэффициент избытка воздуха за экономайзером, αух=α"эк	Из таблицы 3, пункт 4		1.33
Теоретический объём воздуха, V0н, м3/м3	Из таблицы 4		12.37
Энтальпия холодного воздуха, I0.х.в, кДж/м3	I0.х.в=(сϑ)вV0н=39,8×V0н	(17)	I0.х.в=39.8×12.37=492.326
Температура уходящих газов, ϑух, °C	Задано		160.0
Энтальпия уходящих газов Iух=I"эк, кДж/м3	Iух= (ϑух-ϑmin)+ Imin	(18)	Iух= ×(163-100)+ =3026.42
Потеря теплоты с уходящими газами, q2, %	q2= × 100%	(19)	q2= ×100%=7.09
Потеря теплоты от химического недожога, q3, %	Задано		0.5
Потеря тепла от наружного охлаждения, q5, %	Определяем по [1] табл. 6.1, с.19		1.3
Сумма потерь теплоты, Σq, %	Σq=q2+q3+q5	(20)	Σq=7.09+0.5+1.3=8.89
КПД котла (брутто), ηк, %	ηк= 100-Σq	(21)	ηк=100-8.89=91.11
Энтальпия перегретого пара, iпе, кДж/кг	Определяем по [1] табл. XXIV, стр.68 при Pпе=1,27tпе=225 °C		2859.9
Теплоёмкость воды, сп.в, кДж/(кг×°C)	Задано по методичке, стр. 20		4.19
Температура питательной воды, tп.в, °C	Задано
Энтальпия питательной воды, iп.в, кДж/кг	Iп.в= cп.вtп.в	(22)	iп.в=4.19×80=335.2
Доля непрерывной продувки котла, αпр, %	Задано		2.3
Количество выбранного перегретого пара, Dпе=D, кг/с	Определяем по [1] табл. 6.1, стр.19		5.55
Расход воды на продувку котла, Dпр, кг/c	Dпр= D	(23)	Dпр= ×5.55=0.12
Энтальпия кипящей воды, i's=iкип=i', кДж/кг	Определяем по [1] табл. 6.2, стр.20 При Рпе=1.27 МПа
Теплота полезно используемая в котле Qк, кВт	Qк=Dпе(iпе-iп.в)+Dпр(i's-iп.в)	(24)	Qк=5,55×(2859.9-332,267)+ 0,12×(810 -335,2)=14085.339
Расход топлива, подаваемого в топку котла, В, м3/с	В=	(25)	В= =0,43

 

УТЭК.13.02.02.КП.01.10.000.ПЗ Лист             Изм. Лист № докум Подп. Дата

5. Геометрические характеристики топки

Для определения границ расчетного объема топочной камеры котла ДКВР 20-13 необходимы размеры с рис. 2, численное значение которых определяем по чертежам с учетом масштаба.

Рисунок 2.К определению границ расчетного объема топочной камеры котла ДКВР с коротким верхним барабаном и высокой компоновкой.

Составляем таблицу «Геометрические данные топочной камеры».   Таблица 9.«Геометрические данные топочной камеры».
Условное обозначение, мм	Размер
α1
α2
α3
α4
α5
α6
H
hг
hт.к
h1
h2
h3
h4
h5
h6
h7
h8
b

 

 

Составляем таблицу «Геометрические характеристики топочной камеры».   Таблица 10. «Геометрические характеристики топочной камеры».
Расчетная величина, м2	Формула	Расчет
1. Площадь боковых стен,	(26)
2. Площадь фронтовой стены,	(27)
3. Площадь задней стены и выходного окна топки,	(28)
4. Площадь двух стен камеры догорания,	(29)
5. Площадь пода топочной камеры,	(30)
6. Площадь потолка топочной камеры,	(31)
7. Общая площадь ограждающих поверхностей,	(32)

 

 

Составляем таблицу «Геометрические характеристики топочных экранов и выходного окна топки».   Таблица 11. «Геометрические характеристики топочных экранов и выходного окна топки».
Наименование, условное обозначение, единицы измерения величин	Фрон-товой экран	Задний экран	Боковой экран	Выход-ное окно топки
топки	камеры догора-ния	левый	правый
1.Наружный диаметр труб, d, мм	53,5	53,5	53,5	53,5	53,5	̶
2.Шаг экранных труб, S, мм						̶
3.Относительный шаг экранных труб, σ						̶
4.Расстояние от оси экранной трубы до обмуровки, е, мм						̶
5.Относительное расстояние от оси экранной трубы до обмуровки, ẽ						̶
6.Угловой коэффициент,	0,78	0,78	0,78	0,94	0,94
7.Расчетная ширина экрана, , мм
8.Число труб экрана, z, шт.						̶
9.Средняя освещенная длина труб экрана , мм
10.Площадь стены, , занятой экрана, м2
11.Лучевоспринимающая поверхность экрана, , м2

 

 

 

УТЭК.13.02.02.КП.01.10.000.ПЗ Лист             Изм. Лист № докум Подп. Дата

Где, d, S ̶ диаметр и шаг экранных труб, мм; принимаем по [1] таблице 1 Приложения с.59;

̶ относительный шаг экранных труб; (33)

e ̶ расстояние от оси экранной трубы до обмуровки, мм. Принимается для котлов типа ДКВР 40 мм;

̶ относительное расстояние от оси трубы до обмуровки; (34)

x ̶ угловой коэффициент гладкотрубных одноядерных настенных экранов котлов. Опреде­ляется по [1] номограмме 1а Приложения по кривой 2 по относительному шагу и = 0,8 d. Угловой коэффициент газоплотных экранов и выходного окна топочной ка­меры равен единице (х = 1);

̶ расчетная ширина экрана - это расстояние между осями крайних труб экрана. Для экрана, заполняющего не всю стену, ширина определяется суммирова­нием отдельных частей экрана. Рассчитываем по следующей формуле:

,мм, (35)

где ̶ ширина стены, на которой расположен экран, мм; принимаем по

чертежам;

̶ ширина стены в свету, т. е. расстояние от обмуровки до обмуровки стен,

мм; принимается по чертежам;

е и S расстояние от оси экранной трубы до обмуровки и шаг экранных труб соответственно, мм;

z — число труб экрана, шт; определяем по чертежам;

̶ ширина выходного окна топочной камеры, не занятого трубами экрана,

мм. Для котлов ДКВР ,

где ̶ширина газового коридора, принимается по [1] таблице 1

Приложения стр.59;

̶ средняя освещенная длина трубы экрана, мм; определяется измерением

по черте­жам;

 

площадь стены, занятой экран