Тепловой поверочный расчет котла БГМ 35

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Институт/

Факультет – ЭНИН

Направление – 140100 Теплоэнергетика и теплотехника

Кафедра – Теоритической и промышленной теплотехники

ТЕПЛОВОЙ ПОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЕТ КОТЛА БГМ - 35

Курсовой проект по курсу «Котельные установки и парогенераторы»

ФЮРА.311232.001.ПЗ

Выполнил студент гр. 5Б1Б ________ _______ Н.А.Рашковец

^{Подпись Дата И.О.Фамилия}

Проверил доцент ________ _______ К.В. Буваков

^{Подпись Дата И.О.Фамилия}

Томск – 2014

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

УТВЕРЖДАЮ:

Зав. кафедрой ПГС и ПГУ

_____________А.С. Заворин

(подпись)

«____»_____________2013г.

ЗАДАНИЕ

На выполнение курсового проекта

Студенту гр.

1. Тема курсового проекта

Тепловой поверочный расчет котла БГМ 35

2. Срок сдачи студентом готовой работы 12.05.14

3. Исходные данные к работе

Сжигаемое топливо – высокосернистый мазут:

состав газа по объему (%) смотрите в книге: Тепловой расчет котлов (Нормативный метод).

Издание 3-е, переработанное и дополненное. Издательство НПО ЦКТИ, Спб, 1998.

Паропроизводительность D = (29 т/ч)

Давление в барабане Р_б = 3.9 МПа

Давление перегретого пара Р_пп = 3.7 МПа

Температура перегретого пара t_пп = 445 °С

Температура питательной воды t_пв = 142 °С

Величина продувки р = 3 %

Температура уходящих газов выбирается самостоятельно студентом.

4. Содержание текстового документа

4.1. Титульный лист.

4.2. Задание.

4.3. Реферат.

4.4. Содержание.

4.5. Введение.

4.6. Расчетные характеристики топлива.

4.7. Объемы и энтальпии воздуха и продуктов сгорания.

4.8. Тепловой баланс котельного агрегата.

4.9. Тепловой расчет топочной камеры.

4.10. Расчет пароперегревателя.

4.11. Тепловой расчет низкотемпературных поверхностей нагрева.

4.12. Расчетная невязка теплового баланса котельного агрегата.

4.13. Заключение.

4.14 Список использованных источников.

4.15. Приложения.

Содержание

Содержание С.

Реферат 4

Введение 5

1 Расчетные характеристики топлива 7

2 Расчет объемов воздуха и продуктов сгорания 7

3 Расчет энтальпий воздуха и продуктов сгорания 12

4 Тепловой баланс котла 14

5 Определение расхода топлива 17

6 Расчет топки 20

7 Расчет фестона 31

8 Расчет пароперегревателя II ступени 39

9 Расчет пароперегревателя I ступени 47

10 Расчет экономайзера 55

11 Расчет воздухоподогревателя 63

12 Тепловой баланс котла 69

Заключение 70

Список литературы 72

Приложения 73

Реферат

Курсовой проект 79 страниц, 7 рисунков, 4 таблицы, 4 источника, 7 приложений, 2 графические части формата А1.

Ключевые слова: котельные установки, тепловой баланс, топка, фестон, пароперегреватель, экономайзер, воздухоподогреватель, поверочный тепловой расчет, мазут.

Объектом исследования является котельный агрегат БГМ-35.

Цель работы - определение температур и тепловосприятий рабочего тела и газовой среды в поверхностях нагрева котла, по заданным параметрам пара, питательной воды и паропроизводительности.

Установка может применяться на промышленных предприятиях. Водяной пар, образуемый в котле, используют для производственных нужд промышленности и отопления помещений. Горячую воду используют для отопления производственных, общественных и жилых зданий, а также для коммунально-бытовых нужд населения.

Выпускная квалификационная работа выполнена в текстовом редакторе Microsoft Word 2013.

Введение

Котельная установка представляет собой совокупность устройств и механизмов, предназначенных для производства водяного пара или приготовления горячей воды. Теплоносителем в котельной установке служат продукты горения различных органических топлив.

Котёл типа БГМ-35 предназначен для получения насыщенного или перегретого пара, идущего на удовлетворение потребности в паре промышленности, строительства, транспорта, сельского и других отраслей народного хозяйства, на технологические и отопительно-вентиляционные нужды, а так же для малых электростанций. Котёл работает на газе и мазуте.

Котёл - однобарабанный, вертикально-водотрубный, с естественной циркуляцией, выполнен по П-образной схеме компоновке поверхностей нагрева, двухходовой по движению продуктов сгорания. Котёл работает с уравновешенной тягой.

Топочная камера объёмом 150,52 м³ экранирована трубами Ø 60×3 мм, расположенными с шагом 80 мм на задней стенке и 110 мм на фронтовой и боковых стенках. Под топочной камерой не экранирован. На фронтовой стенке расположены 4 основные газомазутные горелки.

Схема испарения двухступенчатая, рассчитана на питательную воду.

Барабан котла внутренним диаметром 1500 мм с толщиной стенки 40 мм и длиной 7844 мм выполнен из стали 20К. Первая ступень испарения барабана оборудована внутрибарабанными циклонами. Второй ступенью испарения служат выносные циклоны.

Пароперегреватель, вертикального типа с коридорным расположением труб, установлен в горизонтальном газоходе котла. Состоит из двух частей, в рассечке между которыми включён поверхностный пароохладитель. Обе части пароперегревателя выполнены из труб Ø 38×3 мм (сталь 20), кроме выходной петли первой по ходу газовой части пароперегревателя, изготовленной из стали 15ХМ.

Очистка пароперегревателя осуществляется при помощи стационарных обдувочных устройств, установленных перед первым и между первым и вторым пакетами пароперегревателя.

В конвективном газоходе размещены: гладкотрубный змеевиковый водяной экономайзер с шахматным расположением труб Ø 32×3 мм и трубчатый вертикальный воздухоподогреватель, изготовленный из труб Ø 40×1,5 мм.

При работе котла на мазуте очистка конвективных поверхностей нагрева может производиться при помощи дробеочистки.

Котлы снабжены всей необходимой регулирующей и запорной арматурой, предохранительными клапанами, устройствами для контроля температуры и давления пара и уровня воды в барабане.

Для удобства обслуживания котлоагрегат оборудован помостами и лестницами, а топочная камера - лазами и гляделками. Каркас котла рассчитан на сейсмичность 7 баллов. Обмуровка - тяжелая без обшивки. В топке и районе пароперегревателя толщина обмуровки составляет 510 мм, из них внутренний слой толщиной 125 мм - шамотный кирпич, наружный слой толщиной 385 мм - красный кирпич. В конвективной шахте котла, в районе водяного экономайзера, толщина обмуровки 380 мм - красный кирпич.

При выполнении расчета парового котла, его паропроизводительность, параметры пара и питательной воды являются заданными. Расчет является поверочным, и цель расчета состоит в выборе и определении температур и тепловосприятий рабочего тела и газовой среды в поверхностях нагрева заданного котла.

1 Расчетные характеристики топлива

Необходимо провести анализ характеристик топлива по заданию, на соответствие с табличными характеристиками, так как возможны отклонения от табличных значений.

1.1 Сжигаемое топливо: мазут 40 и 100, сернистый.

1.2 Средний (табличный) состав топлива для рабочего состояния, % для заданного твердого или жидкого топлива [1, таблица III].

Таблица 1 – Расчетные характеристики топлива

Wrт	Аrт	Sr(о+р)т	Сrт,	Нrт	Nrт	Оrт
%	%	%	%	%	%	%
	0,06	2,55	85,04	10,64	0,71	0,71

1.3 Проверка правильности перерасчета состава топлива

1.4 Низшая теплота сгорания [1, таблица III]

2 Расчет объемов воздуха и продуктов сгорания

2.1 Теоретическое количество сухого воздуха, необходимого для полного сгорания топлива [1, п.4-02]

2.2 Теоретические (минимальные) объемы продуктов сгорания, полученные при полном сгорании мазута [1, п.4-02]

- азота

- трехатомных газов

- водяных паров

Следующие величины подсчитываются раздельно для топки и расположенных за ней поверхностей нагрева по заранее выбранным средним значениям коэффициента избытка воздуха. Необходимо определить по чертежам и эскизам заданного котла число поверхностей нагрева. Котлы средней мощности в соответствии с рисунком 1 состоят из следующих поверхностей нагрева:

1 - топка и фестон;

2 - конвективный пароперегреватель 2 ступени;

3 - конвективный пароперегреватель 1 ступени;

4 - водяной экономайзер;

5 - воздухоподогреватель.

Рисунок 1 - Компоновка поверхностей нагрева парового котла

После определения компоновки поверхностей нагрева по газоходам котла, необходимо принять величину коэффициента избытка воздуха на выходе из топки , и присосы воздуха в газоходах , где располагаются поверхности нагрева котла.

Эти величины определяются по рекомендациям [1, таблица XX] в зависимости от типа топочных устройств и рода сжигаемого топлива.

2.3 Коэффициент избытка воздуха в топке при сжигании попутных газов принимается .

Принимаем .

Коэффициент избытка воздуха за i-ой поверхностью по ходу движения дымовых газов после топки определится как

,

где – присосы воздуха в i-ой поверхности нагрева.

2.4 По рекомендациям [1, таблица XVII] принимаем следующие значения присосов по поверхностям нагрева:

За фестоном

;

.