Поверочный расчет парового котла ДКВР-4

Задание на курсовой проект
1. Краткое описание котла
2.Объемы и энтальпии воздуха и продуктов сгорания
2.1 Состав и теплота сгорания топлива
2.2 Присосы воздуха и коэффициенты избытка воздуха по отдельным газоходам
2.3 Объемы воздуха и продуктов сгорания
2.4 Энтальпии воздуха и продуктов сгорания
3. Тепловой баланс котла и расход топлива
3.1 Тепловой баланс котла
3.2 Тепловые потери и КПД котла
4. Геометрические характеристики поверхности нагрева
4.1 Общие указания
4.2 Геометрические характеристики топочной камеры
4.2.1 Расчет площади поверхностей, ограждающих объем топочной камеры
4.2.2 Расчет лучевоспринимающей поверхности топочных экранов и выходного окна топки
4.3 Геометрические характеристики пароперегревателя
4.4 Геометрические характеристики конвективного пучка
4.4.1 Общие указания
4.4.2 Расчет длины труб ряда пучка
4.4.3 Расчет конвективной поверхности нагрева участков конвективного пучка
4.4.4 Расчет живого сечения для прохода газов по участкам конвективных пучков
4.4.5 Характеристики конвективного пучка
5. Поверочный расчет теплообмена в конвективном пучке
5.1 Общие указания
5.2 Тепловосприятие конвективного пучка излучением
5.3 Тепловосприятие пароперегревателя по уравнению теплового баланса
5.4 Тепловосприятие конвективного пучка по уравнению теплообмена
5.4.1 Расход и скорость газа
5.4.2 Коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов к стенке для гладкотрубного коридорного пучка при поперечном омывании
5.4.3 Коэффициент теплоотдачи излучением продуктов сгорания
5.4.4 Коэффициент теплопередачи конвективного пучка
5.4.5 Температурный напор
5.4.6 Тепловосприятие конвективного пучка по уравнению теплообмена
5.5 Проверка точности расчета тепловосприятия конвективного пучка и порядок его расчета во втором приближении
5.6 Уточнение конструктивных характеристик пароперегревателя
6. Тепловосприятие водяного экономайзера и невязка теплового баланса котла
7. Конструктивный расчет экономайзера
7.1 Общие указания
7.2 Геометрические характеристики экономайзера
7.3 Расчетные характеристики экономайзера
7.4 Расчет поверхности нагрева и количества рядов
7.4.1 Расчет скоростей газов и воды
7.4.2 Коэффициент теплопередачи экономайзера
7.4.3 Расчет температурного напора
7.4.4 Расчет высоты экономайзера
Список использованной литературы

1. Краткое описание котла

ДКВР – двухбарабанный паровой котел, вертикально-водотрубный, реконструированный с естественной циркуляцией и уравновешенной тягой, предназначен для выработки насыщенного и перегретого пара.
Расположение барабанов продольное. Движение газов в котлах горизонтальное с несколькими поворотами или без поворотов, но с изменением сечения по ходу газов.
Котлы относятся к системе котлов горизонтальной ориентации, т.е. увеличение паропроизводительности идет за счет их развития в длину и ширину при сохранении высоты.
Котлы выпускаются Бийским котельным заводом производительностью 2,5; 4; 6,5; 10 и 20 т/ч с избыточным давлением пара на выходе из котла 1,3 Мпа и некоторые типы котлов с давлением 2,3 и 3,9 Мпа. Перегрев пара у котлов с давлением 1,3 Мпа до 250 °С, с давлением 2,3 МПА – до 370 °С, с давлением 3,9 Мпа – до 440 °С.
Котлы применяются при работе на твердом, жидком и газообразном топливе. Вид используемого топлива диктует особенности компоновочных решений котла.
...

2.1 Состав и теплота сгорания топлива
Топливом для проектируемого котла является природный газ. Расчетные характеристики газа на сухую массу приведены в таблице 2.1

Таблица 2.1 - Расчетные характеристики газообразного топлива
Газопровод
Состав газа по объему, %
Низшая теплота сгорания , кДж/м3
Плотность при 0°С и 101,3 кПа, кг/м3

СН4
С2Н6
С3Н8
С4Н10
С5Н12
С6Н14
СО
CO2
N2
O2
H2S
H2

Уренгой-Ужгород
98,9
0,12
0,01
0,01
-
-
-
0,06
0,90
-
-
-
35590
0,724

2.2 Присосы воздуха и коэффициенты избытка воздуха по отдельным газоходам
Коэффициент избытка воздуха на выходе из топки для котлов небольшой мощности, в частности для котла ДКВР-4, принимается в пределах . Для котла ДКВР-4 принимаем .

Таблица 2.2 - Коэффициент избытка воздуха и присосы в газоходах котла
Показатель
Условное обозначение
Величина
1. Коэффициент избытка воздуха

1,1

2.3 Объемы воздуха и продуктов сгорания
Объемы воздуха и продуктов сгорания рассчитываются на 1 м3 газообразного топлива при нормальных условиях (0 °С и 101,3 кПа).
Теоретические объемы воздуха и продуктов сгорания заданного топлива при полном его сгорании () приведены в таблице 2.4.

Таблица 2.4 - Теоретические объемы воздуха и продуктов сгорания
Наименование величины
Условное обозначение
Величина, м3/м3
1. Теоретический объем воздуха

9,44
2. Теоретические объемы продуктов сгорания:

- трехатомных газов;

0,99
- азота;

7,47
- водяных паров

2,13

Объемы газов при полном сгорании топлива и >1 определяются для каждого газохода по формулам, приведенным в таблице 2.5. Данные расчетов занесены в эту же таблицу.

Таблица 2.5 - Действительные объемы газов (м3/м3) и их объемные доли при >1
Величина

Поверхность нагрева

топка
конвек-тивный пучок
эконо-майзер
1.
1,10
1,13
1,19
2.
2,15
2,15
2,16
3.
11,55
11,84
12,41
4.
0,19
0,18
0,17

2.4 Энтальпии воздуха и продуктов сгорания
Энтальпии воздуха и продуктов сгорания считаются для каждого значения коэффициента избытка воздуха в области, перекрывающей ожидаемый диапазон температур в газоходе.

Таблица 2.6 - Энтальпии воздуха и продуктов сгорания при >1
Поверхности нагрева
, °С

кДж/м3
Топка
2000
28945
35329
2895
38224
-

1800
25792
31398
2579
33977
4246

1600
22686
27503
2269
29772
4206

1400
19599
23579
1960
25539
4233

1200
16599
19979
1660
21639
3900

1000
13576
16314
1358
17672
3967

800
10659
12746
1066
13812
3860
Конвективный пучок
1000
13576
16314
2036
18350
-

800
10659
12746
1599
14345
4006

600
7836
9324
1175
10499
3845

400
5117
6057
768
6825
3675

200
2521
2955
378
3333
3491
Экономайзер

400
5117
6057
1177
7234
-

200
2521
2955
580
3535
3699

100
1253
1463
288
1751
1784
Пояснения к таблице 2.6
Энтальпия газов при коэффициенте избытка воздуха =1 и температуре газов , °С принимается по таблице XVI Приложения [11].
...

3. Тепловой баланс котла и расход топлива

3.1 Тепловой баланс котла
Составление теплового баланса заключается в установлении равенства между поступившим в котел количеством тепла, называемого располагаемым теплом и суммой полезно использованного тепла и тепловых потерь . На основании теплового баланса вычисляется КПД и необходимый расход топлива.
Тепловой баланс составляется применительно к установившемуся тепловому состоянию котла на 1 кг (м3) топлива при температуре 0 °С и давлении 101,3 кПа.
...

7.1 Общие указания
7.2 Геометрические характеристики экономайзера
7.3 Расчетные характеристики экономайзера
7.4 Расчет поверхности нагрева и количества рядов
7.4.1 Расчет скоростей газов и воды
7.4.2 Коэффициент теплопередачи экономайзера
7.4.3 Расчет температурного напора
7.4.4 Расчет высоты экономайзера