Котельные установки и парогенераторы
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
Котельные установки и парогенераторы
Введение
Промышленные предприятия и жилищно-коммунальный сектор потребляют огромное количество теплоты на технологические нужды, вентиляцию, отопление и горячее водоснабжение. Тепловая энергия в виде пара и горячей воды вырабатывается теплоэлектроцентралями, производственными и районными отопительными котельными.
В настоящее время введены в эксплуатацию значительные объекты общественных, жилых и промышленных зданий и сооружений, которые требуют больших затрат тепловой энергии. Эти объекты снабжаются тепловой энергией от крупных теплоэлектроцентралей, работающих на органическом топливе.
К числу крупных котельных агрегатов относятся установки с паропроизводительностью до 4000 т/ч, давлением пара до 25 МПа и температурой пара 570 0С.
Однако наряду с мощными современными котельными установками в стране имеется большое число котельных с агрегатами небольшой производительности для снабжения паром и горячей водой промышленных предприятий, предприятий сельского и коммунального хозяйства.
Пар в промышленности, сельском и коммунальном хозяйстве применяют для технологических нужд, вентиляционных установок, в сушилках, для отопления производственных и жилых помещений, а также для нагрева воды, используемой в производстве и для бытовых нужд.
Для удовлетворения потребности в паровых котлах отечественная промышленность выпускает котлы, которые различают по давлению:
?низкого давления (0,9 и 1,4 МПа);
?среднего давления (2,4 и 3,9 МПа);
?высокого давления (9,8 и 13,8 МПа);
?закритического давления (25 МПа).
Котельный агрегат включает топочное устройство, трубную систему с барабанами, пароперегреватель, водяной экономайзер, воздухоподогреватель, а также каркас с лестницами и помостами для обслуживания, обмуровку, газоходы и арматуру.
К вспомогательным механизмам и устройствам относят дымососы и дутьевые вентиляторы, питательные, водоподогревательные и пылеприготовительные установки, системы топливоподачи, золоулавливания (при сжигании твёрдого топлива), мазутное хозяйство (при сжигании жидкого топлива), газорегуляторную станцию (при сжигании газообразного топлива), контрольно - измерительные приборы и автоматы.
Т. о. паровой котёл представляет собой устройство с топкой, обогреваемое продуктами сжигаемого в ней топлива и предназначенное для получения пара давлением выше атмосферного.
1. Исходные данные
.Расчётная паропроизводительность котла D = 11 т/ч = 3,055 кг/с.
2.Основное топливо - природный газ газопровода Оренбург -
Совхозное.
.Абсолютное давление пара на выходе из пароперегревателя р = 1,4 МПа.
4.Температура перегретого пара tпп = 240 0С.
.Температура питательной воды tпв = 40 0С.
.Продувку принять равной 3%.
2. Определение состава топлива
Таблица 1 - Основные расчётные параметры топлива
Состав газа, % по объемуQнс, МДж/м3 (ккал/м3)р, кг/м3СН4С2Н6С3Н8С4Н10С5Н12N2СО291,44,11,90,6-0,20,738,02 (9080)0,883
3. Расчёт объёмов и энтальпий воздуха и продуктов сгорания
.1 Определение присосов воздуха и коэффициентов избытка воздуха по отдельным частям газохода
Коэффициент избытка воздуха по мере движения продуктов сгорания по газоходам котельного агрегата увеличивается. Это обусловлено тем, что давление в газоходах (для котлов, работающих под разрежением) меньше давления окружающего воздуха и через неплотности в обмуровке происходят присосы атмосферного воздуха в газовый тракт агрегата.
Выбор способа сжигания топлива и конструкции (типа) топочного устройства производится в зависимости от паропроизводительности конструкции котельного агрегата, а также физико-химических свойств топлива.
Выбираем камерную (факельную) топку для сжигания газа и мазута (с двухступенчатым испарением) с облегчённой обмуровкой.
Таблица 2 - Расчётные значения присосов воздуха в газоходы котельного агрегата при номинальной нагрузке
Газоходы котла производительностью D?50 т/чПрисос воздухаВерх топочной камеры, фестон0Первый котельный пучок конвективной поверхности нагрева 0,05Второй котельный пучок конвективной поверхности нагрева0,1Пароперегреватель0,03Водяной экономайзер, чугунный без обшивки0,2
Расчетное значение коэффициента избытка воздуха на выходе из топки для камерной (факельной) топки и природного газа ? = 1,1.(2, табл. 3.2)
3.2 Расчёт объёмов воздуха и продуктов сгорания
.2.1 Теоретический объём воздуха, необходимого для полного сгорания при сжигании природного газа
гдеm - число атомов углерода;- число атомов водорода.
(1, табл. 2.9)
.2.2 Теоретический объём азота в продуктах сгорания при сжигании природного газа
(1, табл. 2.9)
.2.3 Объём трёхатомных газов при сжигании природного газа
(1, табл. 2.9)
При расчёте учитывается, что диоксид углерода и сернистый газ принято объединять и называть сухие трёхатомные газы, обозначая через RO2, т.е.
RO2 = CO2 +SO2.
.2.4 Теоретический объём водяных паров при сжигании природного газа
(1, табл. 2.9)
.2.5 Средний коэффициент избытка воздуха в газоходе для каждой поверхности нагрева
где? - коэффициент избытка воздуха перед газоходом;
?, - коэффиц