Котельные установки ТЭЦ_вар.6

Работа содержит две контрольные работы с рисунками и расчетами, декабрь 2013 г., Томусинский техникум,отлично. ...

Контрольная работа № 1
Контрольная работа № 2
Список использованной литературы

Введения нет

Q5 = = 87,55кДж/кг.
7. Потери с теплом шлаков, кДж/кг, определяются по формуле
Q6 = 0,01αшл(сυ)шл∙Аr,
где αшл = 1 – αун = 1 – 0,95 = 0,05;
(сυ)шл – энтальпия шлака, кДж/кг; определяется по таблице 9 при температуре шлака равной 600оС при твердом шлакозолоудалении (сυ)шл = 560кДж/кг;
Q6 = 0,01∙0,05∙560∙15,94 = 4,46кДж/кг;
q6 = = 0,02%
8. Суммарные потери тепла в котле
Σq = q2 + q3 + q4 + q5 + q6 = 3,84 + 1,5 + 0,4 + 0,02 = 5,76%.
9. Определяем коэффициент полезного действия котла (брутто)
ηк = q1 = 100 - Σq = 100 – 5,76 = 94,24%;
Q1 = = 20617кДж/кг.
10. Полное количество тепла, полезно использованного в котле, кВт, определяется по формуле
Qк = Dпе(iпе – iп.в.) + Dпп(t'пп' - t'пп) + Dпр(i's – iп.в.),
где Dпе = 500/3,6 = 138,9кг/с – количество перегретого пара;
Dпп – расход пара в промежуточный перегреватель, кг/с, для заданного барабанного котла, отсутствует;
Dпр – расход пара на продувку котла, кг/с, определяется
Dпр = ,
где αпр = 2,6% - величина непрерывной продувки;
Dпр = = 3,6кг/с;
iпе – энтальпия перегретого пара, кДж/кг; определяется по таблице 10 по давлению Рпе =13,8МПа и температуре перегретого пара tпе = 560оС iпе = 3489,5кДж/кг;
iп.в – энтальпия питательной воды, кДж/кг; определяется по таблице 11 по давлению Рп.в. = 18МПа и температуре tп.в = 235оС питательной воды путем интерполяции
iп.в = = 1016,75кДЖ/кг;
i's – энтальпия кипящей воды, кДж/кг; определяется по таблице 13 по давлению в барабане Рб = 15,9МПа i's = 1647,55кДж/кг
Qк = 138,9(3489,5 – 1016,75.) + 3,6(1647,55 – 1016,75.) = 387027кВт.
11. Тепло, внесенное в топку воздухом при его подогреве вне котла, кДж/кг, определяется по формуле
Qв.вн = β'(I'о.вп – Iо.х.в),
где β' - количество воздуха, подаваемого в воздухоподогреватель, отнесенное к теоретическому для сгорания топлива, определяется
β' = αт – Δαт – Δαпл + Δαвп,
где αт = 1,2 – коэффициент избытка воздуха в топке;
Δαт – присосы воздуха в топку, принимаются для барабанных котлов Δαт = 0,07;
Δαпл – присосы воздуха в пылесистему, принять для каменных углей Δαпл = 0,1;
Δαвп = 0,23 – присосы воздуха в воздухоподогреватель;
β' = 1,2 – 0,07 – 0,1л + 0,23 = 1,26;
I'о.вп – энтальпия воздуха на входе в воздухоподогреватель, кДж/кг, определяется
I'о.вп = ,
где t'вп – температура воздуха на входе в воздухоподогреватель, задается по таблице 14 по Sпрr = 0,0178% и из вида топлива t'вп = 30оС;
I'о.вп = = 231,3кДж/кг;
Qв.вн = 1,26(231,29 – 231,24) = 0,063кДж/кг.
12. Расход топлива, подаваемого в топку, кг/с, определяется по формуле
В = ,
где Qф = 0 – тепло, внесенное в топку с паровым дутьем (учитывается только для мазута)
В = = 187,6кг/с.
13. Уравнение теплового баланса
Qр + Qв.вн + Qф = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6;
Поступившее в котел тепло
Qп = Qр + Qв.вн + Qф = 21886,4 + 0,063 = 21886,463кДж/кг.
Использованное тепло
Qи = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6 =
20617 + 840,85 + 328,3 + 87,55 + 4,46 = 21878,16;
= 0,038% < 0,1%.
14. Определяем расчетный расход топлива
Вр = В = 184,8кг/с.


Контрольная работа № 2
1. Назначение непрерывной и периодической продувки парового котла. Ступенчатое испарение в барабанных котлах.
Поддержание допустимого по нормам солесодержания в котловой воде осуществляется продувкой отопительного котла, т. е. удалением из него некоторой части котловой воды, всегда имеющей более высокую концентрацию солей, чем питательная вода.
Различают периодическую и непрерывную продувку. В отопительных котлах малой мощности обычно ограничиваются применением периодической продувки, в котлах средних и больших мощностей применяют и непрерывную, и периодическую продувки. Периодическая продувка применяется в основном для удаления шлама и производится из нижних коллекторов и барабанов отопительных котлов, являющихся шламоотстойниками. Непрерывная продувка предназначена для удаления избыточной щелочности и снижения солесодержания котловой воды, и она осуществляется из верхнего барабана. Для уменьшения потерь воды с продувкой, снижения тепловых потерь при обеспечении выработки пара заданного качества в котлах используется ступенчатое испарение воды.
Для осуществления ступенчатого испарения воды барабан отопительного котла делят перегородкой на несколько отсеков, имеющих самостоятельные контуры циркуляции. В один из отсеков, называемый чистым, поступает питательная вода. Проходя через контур циркуляции, вода испаряется, а солесодержание котловой воды в чистом отсеке повышается до определенного уровня. Для поддержания солесодержания в этом отсеке часть котловой воды из чистого отсека самотеком направляют через специальное отверстие-диффузор в нижней части перегородки в другой отсек, называемый солевым, так как солесодержание в нем существенно выше, чем в чистом отсеке.
Непрерывная продувка воды осуществляется из места с наибольшей концентрацией солей, т.е. из солевого отсека. Пар, образующийся на обеих ступенях испарения, смешивается в паровом пространстве и выходит из барабана через ряд труб, расположенных в его верхней части.
С повышением давления возрастает способность пара растворять некоторые примеси котловой воды (кремниевую кислоту, оксиды металлов). Для снижения солесодержания пара в некоторых котлах применяется промывка пара питательной водой. При этом содержание кремниевой кислоты в паре снижается в десятки раз.
2. Типы воздухоподогревателей. Принцип работы, устройства, достоинство и недостатки воздухоподогревателей различных типов.
Воздухоподогреватели располагают, как правило, за водяным экономайзером, утилизируя тепло уходящих газов. Поскольку температура питательной воды в котлах высокого давления превышает 200 0C, охладить уходящие газы до нужной температуры невозможно. Однако при размещении воздухоподогревателей учитывается еще и то, что воздух нагревается быстрее, чем охлаждаются дымовые газы, и температурный напор уменьшается.
Учитывая это, при подогреве воздуха до температуры 300 – 3500C применяют одноступенчатую компоновку воздухоподогревателя), при более высоком подогреве часть воздухоподогревателя переносится в зону более высоких температур. Для этого экономайзер разделяется на две части: I и II ступени), а в промежуток между ступенями экономайзера монтируется II ступень воздухоподогревателя.
Рисунок 3 – Компоновка низкотемпературных поверхностей нагрева
а) – одноступенчатая, б) – двухступенчатая 1 и 3 – первая и вторая ступени воздухоподогревателей; 2 и 4 – первая и вторая ступени экономайзера
По месту установки различают воздухоподогреватели центральные и индивидуальные. В зависимости от применяемого материала для изготовления различают стальные, чугунные и стеклянные воздухоподогреватели.
По принципу действия воздухоподогреватели разделяют на регенеративные и рекуперативные.
В рекуперативных воздухоподогревателях передача тепла происходит через неподвижную металлическую стенку. Рекуперативные воздухоподогреватели, в свою очередь, разделяют на пластинчатые, трубчатые и чугунно - ребристые.
В регенеративных воздухоподогревателях передача тепла от газа к воздуху осуществляется через промежуточное тело, которое попеременно то разогревается газами, то охлаждается воздухом.
Задача.
По данным таблиц 4, 5 и результатам задач 1 – 3 из контрольной работы 1 определить:
- сопротивление поверхностей нагрева, дымовой трубы, самотягу опускной шахты и дымовой трубы;
- полное сопротивление тракта;
- расчетную производительность и полное давление дымососа.
Произвести выбор дымососа.
Таблица 4 – Исходные данные к задаче
Участок тракта
Диаметр труб (наружный) d, мм
Число рядов по ходу газов z
Поперечный шаг труб s1, мм
Продольный шаг труб s2, мм
Длина продольных омываемых труб ℓ, мм
Средняя температура газов t, оС
Средняя скорость газов w, м/с
Расположение труб
Пароперегре-ватель
38
48
85
80
-
830
7,4
Коридорное
Экономайзер, II ступень
38
38
90
60
-
580
7,6
Шахматное
Воздухоподо-греватель, II ступень
40×1,5
-
70
43
5,4
410
7,4
Шахматное
Экономайзер, I
ступень
32
4×18
80
60
-
345
7,5
Шахматное
Воздухоподо-
греватель, I ступень
40×1,5
-
62
43
5×2
205
7,5
Шахматное
Таблица 5 – Исходные данные к задаче
Наименование, условное обозначение и единица измерения величин
Вариант 6
Температура газов у дымососа υд, оС
130
Присосы воздуха в газоходы и золоуловители Δαг.зу.
0,19
Тип золоуловителя
Электрофильтры
Сопротивление золоуловителей и газоходов Δhг.зу, кг/м2
80
Высота опускной шахты Ншахты, м
38
Высота дымовой трубы Нтрубы, м
180
Тип дымовой трубы
Железобетонная
одноствольная
Решение:
Разряжение на выходе из топки обычно принимается
h''т = 2 -3кгс/м2.
1. Эскиз котельной установки по газовому тракту в соответствии с исходными данными см. рисунок 4.
Рисунок 4 – Схема газового тракта для аэродинамического расчета
2. Определение сопротивления газового тракта.
2.1 Относительный поперечный и продольный шаги
σ1 = = 2,237;
σ2 = = 2,105.
2.2 Коэффициент сопротивления, отнесенный к одному ряду пучка при σ1 > σ2
ξо = СσСReξгр ,
где Сσ = 0,7 – поправочный коэффициент; определяется по σ1 (4, рисунок VII-6);
ξгр – коэффициент сопротивления гладкотрубных пучков при продольном омывании; определяется по w, d (4, рисунок VII-6) ξгр = 0,28 ;
СRe – поправочный коэффициент, определяемый по ξгр и ψ (4, рисунок VII-6)
Ψ = = 1,12, СRe = 0,82;
ξо = 0,7∙0,82∙0,28 = 0,16.
2.3 Коэффициент сопротивления пучка
ξ = ξoz = 0,16∙48 = 7,68.
2.4 Сопротивление пароперегревателя, кгс/м2
Δhпе = Кξhд,
где К = 1,2 – поправочный коэффициент к расчетным сопротивлениям (4, таблица VII-5);
hд – динамическое давление, кгс/м2; определяется по w, t (4, рисунок VII-2), hд = 12кгс/м2;
Δhпе = 1,2∙7,68∙12 = 110,6кгс/м2.
3. Определение сопротивление поворота
Δhпов = ξhд,
где ξ – коэффициент сопротивления; при повороте на 90о ξ = 1;
hд – динамическое давление, кгс/м2
hд =,
где h'д и h''д динамические давления в начале и в конце поворота, кгс/м2, определяются по w, t (4, рисунок VII-2), h'д = 12кгс/м2; h''д = 14кгс/м2;
hд = = 13кгс/м2;
Δhпов = 1∙13 = 13кгс/м2.
4. Определение сопротивление водяного экономайзера II ступени
4.1 Относительный поперечный и продольный шаги
σ1 = = 2,368;
σ2 = = 1,579.
4.2 Сопротивление, отнесенное к одному ряду, кгс/м2
Δho = ΔhгрСsСд.
где Δhгр – сопротивление гладкотрубных пучков при поперечном омывании; определяется по w, t (4, рисунок VII-7), Δhгр = 6кгс/м2;
Сs, Сд – поправочные коэффициенты; определяются по σ1, σ2 и d (4, рисунок VII-7) Сs = 1,05; Сд = 0,94;
Δho = 6∙1,05∙0,94 = 5,9кгс/м2.
4.3 Сопротивление шахматных гладких пучков при поперечном омывании
Δh = Δhо(z – 1) = 5,9∙(38 – 1) = 218,3кгс/м2.
4.4 Сопротивление водяного экономайзера II ступени, кгс/м2
ΔhэкII = КΔh,
где К = 1,0 – поправочный коэффициент к расчетным сопротивлениям (4, таблица VII-5);