Поверочный расчёт парогенератора БКЗ-210-140
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
гретого пара: tпп=550 0С
Температура уходящих газов: ух=130 0С
- Топливо: природный газ, газопровод Урицк - Старожовка
- Температура воздуха на входе в воздухоподогреватель - 30 0С
- Температура горячего воздуха - 333 0С
2.2 Топливо, воздух и продукты сгорания
Из табл. 2 [1] выписываем расчетные характеристики топлива:
состав газа по объему ,% CH4=91.9%, C2H6=2.4%, C3H8=1.1%, C4H10=0.8%, C5H12=0.1%, N2=3.2%, CO2=0.5%;
теплота сгорания низшая сухого газа Qнс=8710 ккал/м3=36494.9 кДж/м3;
-плотность при 00С и 760 мм.рт.ст.: rг.тл. с=0.789 кг/м3.
1) Теоретическое количество воздуха:
2) Теоретический объем азота:
VN20=0.79V0+N2/100=0.79*9.7+3.2/100=7.67 м3/м3;
) Объем трехатомных газов:
VRO20=0,01(CO2+CO+H2S+mCmHn)=0.01(0.5+91.9+2*2.4+3*1.1++4*0.8+5*0.1)== 1.042 м3/м3;
) Теоретический объем водяных паров:
VH2O0=0.01(H2S+H2+CmHnn/2+0.124*dг.тл.)+0.0161V0=
=0.01(2*91.9+3*2.4+4*1.1+5*0.8+6*0.1+0.124*10)+0.0161*9.7=2.17 м3/м3;
где dг.тл - влагосодержание газообразного топлива, отнесённое к 1 м3 сухого газа, г/м3;
) Теоретический объем продуктов сгорания:
Vг0=VRO20+VN20+VH2O0=1.042+7.67+2.17 = 10.882 м3/м3.
(что соответствует табличным данным XII [1])
По данным расчетных характеристик и нормативных значений присосов воздуха в газоходах (табл. 16[1]) выбираем коэффициент избытка воздуха на выходе из топки aт и присосы воздуха по газоходам и находим расчетные коэффициенты избытка воздуха в газоходах. Результаты расчетов сводим в таблицу 2.1.
Таблица 2.1 Объемы продуктов сгорания по газоходам
Наименование рассчитываемой величины, обозначение, размерностьV0=9.7 м3/м3 Vг0=10.882 м3/м3VRO2= 1.042 м3/м3VN20= 7.67 м3/м3VH2O0= 2.17 м3/м3Коэффициент избытка воздуха за поверхностью нагрева, a,1.11.131.171.23Средний коэффициент избытка воздуха в поверхности нагрева, aср,1.11.1151.151.2Объем избыточного воздуха, (aт-1)V0, м3/м31.0881.4151.852.503Объем водяных паров VH2O=VH2O0+0.0061(a-1)V0, м3/м32.182.182.182.19Объем дымовых газов, Vг=VRO2+VN20+VH2O+(a-1)V0,м3/м311.9812.30712.74213.405Объемные доли трехатомных газов rRO2=VRO2/Vг0.0870.0850.0820.078Объемные доли водяных паров rH2O=VH2O/Vг0.1820.1770.1710.163Суммарная объемная доля r=rRO2+rH2O0.2690.2620.2530.241
2.3 Энтальпии воздуха и продуктов сгорания
Поскольку на данном этапе расчета температура газов за той или иной поверхностью неизвестна, то расчет энтальпий газов выполняем на весь возможный за этой поверхностью диапазон температур.
Полученные данные сведём в таблицу 2.2.
Таблица 2.2 Энтальпии продуктов сгорания
T0CIг0, ккал/м3Iв0, ккал/м3I=Iг0+(a-1)Iв0aт=1.1aпп=1.13aвэ=1.17aвп=1.232200965378731044052921009162748599115272000867470989384522190081916710886252418007706632283385161700722859447822512160067535566731051015006281518768005091400581648096291492130053564431579950412004889406352954845417495110044423694481148049224921000399833264331479443048990035552967385247139414828003119261833814613459471356448570026932269292044929884593079473600227919222471436252944626064605001877158420354272083438214645140014821255160841816454271695439177145930010979331190405121841512564281312447200723617785396803405828418865437100358306389398410428
2.4 Тепловой баланс парогенератора и расход топлива
Тепловой баланс составляем в расчете на 1 кг располагаемой теплоты топлива Qpp. Расчеты выполняем в соответствии с приложением 9[1].
Таблица 2.3 Расчет теплового баланса парогенератора и расход топлива
НаименованиеРасчетная формула или способ определенияРасчетТеплоемкость газообразного топлива, ккал/м3стл =0.01(Ссо2*СО2+ СN2*N2+CCmHn* *CmHn)+0.00124* *Сн2о*aтл0.01(0.4061*0.5+0.3095*3.2+0.392*91.9+0.596*2.4+0.838*1.1+1.124* 0.8+1.394*0.1)+0.00124*0.3595*10=0.408Физическое тепло топлива, кДж/м3iтл=стл*4.19*tтл0.408*4.19*100=170.9Отношение количества воздуха на входе в котел к теоретически необходимомуb=aт-Daт+Daпп1.1-0.05+0.06=1.11Энтальпия теоретически необходимого воздуха на входе в котел, кДж/м3Iох.в=срVосрt1.99*9.7*70=1351.21Энтальпия холодного воздуха, кДж/м3Iх.в=срVосрt1.99*9.7*30=579.09Тепло воздуха, предварительно подогретого в калориферахQв.вн=b[( Iох.в)- Iх.в]1.11*(1351.21-579.09)= =857.1Располагаемая теплота топлива, Qpp, кДж/м3qнp+qв.вн +iтл36494.9+857.1+170.9= =37 522.9 Потеря теплоты от химического недожога, q3,%По табл. ХХ[1]0.5Потеря теплоты от механического недожога, q4, %По табл. ХХ[1]0Температура уходящих газов, ух, 0СПо заданию130Энтальпия уходящих газов ,Iух, кДж/кгПо -таблице2342.6Температура воздуха в котельной ,tх.в, 0СПо выбору30Потеря теплоты с уходящими газами ,q2, %=Потери теплоты q5, %По [1], рис. 5.10.58Сумма тепловых потерь, ?q,%q2+q3+q4+q54.5+0.5+0.58=5.58К.п.д. парогенератора, ?пг, 0-??q100-5.58=94.42Коэффициент сохранения теплоты, ?1-1-=0.9939Паропроизводительность агрегата, D, кг/сПо заданию58.33Температура перегретого пара, tп. п,0СПо заданию550Температура питательной воды, tп. в, 0СПо заданию230Удельная энтальпия перегретого пара, iп. п, кДж/кгПо Н-S диаграмме3459.4Удельная энтальпия питательной воды, iп.в, кДж/кгПо Н-S диаграмме993.6Полезно используемая теплота в агрегате, Qпг, кВтD(iп.п-iп.в)58.33*(3459,4- 993.6)=143 830.1Полный расход топлива, В, м3/с=4.06Расчетный расход топлива, Вр, м3/с4.06
2.5 Основные конструктивные характеристики топки
Определяем активный объем и тепловое напряжение топки. Расчетное тепловое напряжение не должно превышать допустимого. С учетом рекомендаций выбираем количество и тип газомазутных горелок, установленных на боковых стенках. Расчеты приведены в таблице 2.4.
Таблица 2.4 Расчет конструктивных характеристик топки
НаименованиеРасчетная формула или способ определенияРасчетАктивный объём топки, Vт, м3По конструктивным размерам992Тепловое напряжение объема топки: расчетное, qV, кВт/м3 допустимое, qV,кВт/м3 ВQнр/Vт по табл. ХХ[1] 4.06*36494.9/992=149.4 420
2.6 Расчет теплообмена в топке
Стены топки парогенератора БКЗ-210-140 полностью экранированы трубами диаметром 60 * 5.5, сталь 20, с шагом 64 мм. По конструктивным размерам топки рассчитываем полную площадь её стен и площадь лучевоспринимающей