Первый и второй типовой расчёт (Конструирование топочной камеры2)

Посмотреть архив целиком

Московский Энергетический Институт

(Технический Университет)





Кафедра Котельных установок и Парогенераторов

Типовой расчет по теме



Конструирование топочной камеры”


Студент:


Группа:

Преподаватель:

















Москва 2003

Исходные данные и выбор расчетных характеристик:

- Паропроизводительность котла Dn = 670 т/ч = 186.11 кг/с

- Полезная тепловая мощность, воспринятая рабочей средой в котле Q1 = 616 МДж/с

- Тип сжигаемого топлива Антрацит

- Шлакоудаление жидкое


По таблице 1. (Расчетные топлива и их рабочие характеристики) находим:

Гр = 59,1 % ; Wр = 8,5 %; Ар = 30,2 %; Qрн = 19,97 МДж/кг;

Гр – суммарное содержание горючих элементов в рабочей массе топлива.


По таблице 2. (Расчетные коэффициенты и температуры воздуха и газов) находим

- оптимальные коэффициенты избытка воздуха в газовом потоке αт = 1,2; αух = 1,45;

- коэффициенты расхода горячего воздуха в горелках топки βг.в. = 1,15;

- температуры газовоздушного тракта tх.в. = 30 оС; tг.в. = 400 оС; υт`` = 1180 оС;

υух = 130 оС;

- Найдем коэффициент располагаемой теплоты kq

kq = 1 + Qдоп/Qнр = 1 т.к. Qдоп = 0


Расход топлива на котел и объемные расходы воздуха и дымовых газов


- Тепловые потери при сжигании топлива находим по таблице 3. (Значения коэффициентов при расчете КПД котла и объемов воздуха и газов)

q3 = 0; q4 = 3,5 %;

- Потери теплоты со шлаком q6 = 0,3 %;

- Потери с теплотой массы дымовых газов на выходе из котла

%;

- По таблице 3, находим коэффициенты зависящие от топлива и изменения теплоемкости газов С = 0,38; lc = 0,12;

- Потери теплоты на внешнее охлаждение

% - формула выбрана для Dn < 250 кг/с

- Сумма потерь тепла при работе котла

%

- Расчетный КПД котла

;

- Полная тепловая мощность котла

МДж/с

- Расход натурального топлива на котел

кг/с

где Qрр=Qнp1,01=19,97 1,01=20,17 МДж/кг м3

- Этому значению соответствует расход у.т.

кг/с

- На основе приведенных характеристик топлива теоретические объемы воздуха, необ. для смешения 1 кг тв. топлива определяемого по формулам

м3/кг тл.

м3/кг тл.

удельные приведенные объемы воздуха ав = 0,263 м3/МДж; вг = 0,278 м3/МДж;

- Полный расход воздуха на сжигание топлива в топке, подаваемый дутьевыми вентиляторами при температуре tх.в.

м3

где Δβ учитывает долю перетока воздуха в газовый поток в воздухе в газовый поток в воздухе подогревателе Δβ = 0,05 (по табл. 3)

- Полный расход продуктов сгорания на выходе из котла, удаляемый в дымовую трубу дымососами

м3

- Соотношения характеризует объемные расходы газов и воздуха и при близких значениях развиваемых напоров в газовом и воздушном трактах – относительную степень загрузки (затрат мощности) дымососов и дутьевых вентиляторов котла

- производительность ДВ м3

- производительность ДС м3


Тепловые характеристики топочной камеры


- Полное тепловыделение в топке складывается из теплоты сгорания 1 кг топлива, теплоты горячего воздуха, поступающего через горелки и дополнительных источников теплоты


кДж/кг

- Теплота поступающего горячего воздуха

кДж/кг

- Теплоемкость поступающего горячего воздуха

кДж/(кг К)

- Теплоемкость газов в топочном объеме

кДж/(м3 К)

  • Ожидаемая температура

оС

- По таблице 4 (Значение параметров при конструировании топки в зависимости от типа топлива) kt = 0,14; to = 1500 oC;


- Расчетная температура дымовых газов в топочной камере – адиабатная температура

оС



значение, υа окончательно


  • Средний воспринятый экранами тепловой поток, кВт/м2



где Ат – коэффициент, учитывающий излучение газовой среды в топке и загрязнением экранов на теплообмен Ат = 0,63 (по табл. 4). - относительная температура газов на выходе из топки.



  • Удельное тепловосприятие экранов в топочной камере


кДж/кг

  • Энтальпия газов на выходе из топки


кДж/кг


кДж/(м3 К)

- Условная степень радиационности котла


Конструктивные размеры топочной камеры


- Расчетная поверхность стен, потолка и пода (холодной воронки) топочной камеры

м2

- Расчетный объем топочной камеры

м3

- коэффициент, учитывающий, связь формы и размеров поверхности топки с ее объемом находим по таблице 5 (Значения параметров при конструировании топки в зависимости от паропроизводительности котла) kф = 0,054

- Необходимое сечение топки, исключающее шлакование стен или перегрев металла труб экранов

м2

- Расчетное тепловое напряжение сечения

МВт/м2

- По таблице 4 находим максимально допускаемое напряжение - = 4.4 МВт/м2

- Рекомендуемая ширина фронтовой стены топочной камеры

м, при Dn > 185 кг/с

- По таблице 5 находим коэффициент

- Глубина топочной камеры

м;

Т.к. отношение aт / bm >2.2, то для попадания в этот интервал уменьшаю aт на 10% ,а bm увеличиваю на 10 %. bm =8,833м aт=19,12м aт / bm =2,165<2.2

м

Проверка:

- Высота верхней части топки

м

- Глубина верхней части

м

- Объем верхней части

м3

- При угле наклона скатов холодной воронки 35 – 60 оС высота холодной воронки составит

м


  • Объем верхней половины холодной воронки


м3


  • Объем призматической части топочной камеры


м3


- Высота м

Проверка: → расчет верен.

- Расчетная высота топочной камеры от уровня половины холодной воронки до потолка топки составит

м

- Полная высота (от нижних коллекторов до потолка топки)

м

- Среднее тепловое напряжение топочного объема, характеризующее возможность полного сжигания топлива в топочной камере

кВт/м3

кВт/м3 – максимально допустимое напряжение qv, взятое из таблицы 4.

qv < qvм 109,75 < 145 → расчет верен.


Выбор и размещение горелочных устройств


- Число горелок nгор = 8

- Размещение – встречное двухфронтальное

- Тепловая мощность каждой горелки Qгор = 100 МВт

- Суммарная тепловая мощность всех горелок