Содержание

1. Поверочный тепловой расчет котельного агрегата.

Определение количества устанавливаемых котлов и максимального расхода топлива котельной…………………………………………………4

2. Аэродинамический расчет теплогенерирующей установки…………6

3. Расчет питательной установки………………………………………….17

4. Расчет водоподготовки и выбор оборудования………………………19

5. Расчет диаметров трубопроводов……………………………………..24

6. Графическая часть проекта…………………………………………….26

7. Список используемой литературы……………………………………. 27

1. Поверочный тепловой расчет котельного агрегата. Определение количества устанавливаемых котлов и максимального расхода топлива котельной

1.1. Потребление пара из собственных нужд и потери:

т/ч (1.1)

т/ч

1.2. Общий максимальный отпуск пара из паропроводов котельной:

т/ч (1.2)

30+30+3,6=63,6 т/ч

1.3. Необходимое число устанавливаемых котлов:

, (1.3)

где D_к – расчетная паропроизводительность котла, т/ч (кг/с).

= 63,6/20=4

1.4. Принимаются к установке котельные агрегаты:

Тип ДКВр-20-13

Паропроизводительность (D_к ) 20 т/ч (кг/с).

Количество 4 шт.

1.5. Максимальный расход питательной воды:

т/ч (1.5)

где П – продувка котлов ориентировочно принимается 35%.

т/ч

1.6. Максимальный отпуск тепла из паропровода котельной:

кДж/кг (1.6)

= 63,6*2786*0,28=49613,09 кДж/кг

где i_n – теплосодержание пара на выходе из котла, определяется по термодинамическим таблицам воды и водяного пара или по данным проекта №1, кДж/кг.

1.7. Потери тепла с продувкой:

кДж/кг (1.7)

где - теплосодержание котловой воды, кДж/кг;

- теплосодержание питательной воды (из проекта №1), кДж/кг.

кДж/кг

1.8. Количество воды, возвращаемое с питательной водой:

кДж/кг (1.8)

кДж/кг

1.9. Расчетный расход тепла:

кДж/кг (1.9)

кДж/кг

1.10.Максимальный расчетный расход топлива котельной.

В качестве топлива используется уголь с теплотой сгорания

=21075,7 кДж/кг (кДж/м³).

К.п.д. по данным теплового расчета =82%.

. (1.10)

2. Аэродинамический расчет теплогенерирующей установки

Первый конвективный пучок:

- плотность текущей среды;

- местные сопротивления;

- коэффициент сопротивления для гладкотрубного пучка;

- коэффициент сопротивления, отнесенный к одному ряду пучка;

W – скорость дымовых газов;

W=5,395 м/с, d=51мм, T=797^С ,

= 1,2 кг/м³ = 797 ^С кг/м³

Па

Второй конвективный пучок:

W=4,768 м/с, d=51мм, T=600^С ,

кг/м³ = 1,2 кг/м³ = 600 ^С кг/м³

Па

Местные сопротивления конвективных пучков:

Первый конвективный пучок

• поворот на 180 - =2,0;

• поворот на 90 - =1,0;

Па

Второй конвективный пучок:

Па

2.1.5. Определяется общее сопротивление собственно котла:

Па (2.12)

где - поправка на истинное давление в котле (В_бар для котлов с уравновешенной тягой составляет  10⁵ Па (750 мм. рт. ст.));

₀ – удельный вес дымовых газов. Можно принять ₀ по среднему составу дымовых газов из таблицы 5 нормативного метода теплового расчета теплогенераторов.

Па

2.1.6. Сопротивление трубчатого воздухонагревателя при движении дымовых газов внутри труб рассчитывается по номограмме рис. П.3. Сопротивление чугунного экономайзера определяется следующим образом:

а) рассчитывается коэффициент потерь на трение чугунных ребристых труб:

, (2.13)

где ₀ =0,5 – коэффициент потерь на трение 1 ряда труб;

z₂ - число рядов труб по ходу газа;

б) динамический напор h_д находится по средней скорости дымовых газов W_эк по номограмме рис. П.4;

в) сопротивление на трение:

Па

Сопротивление 1 обдувочного устройства можно принять равным Н/м² (2 кг/м²). Потери напора от h_об обдувочных устройств составляют

Па (2.14)

Неучтенные потери напора в экономайзере (вход и выход из экономайзера) составляют не более =30 Н/м² (3 кг/м²).

Тогда полное сопротивление чугунного экономайзера будет равно

Па (2.15)

d = 76 мм; Т = 300^С; W = 4 м/с; z₂ = 20

Па

Па

Па

Па = 2*20=40 Па

Па

2.1.8. Сопротивление шибера, если такой имеется, можно принять

=1020 Н/м² (12 кг/м²). Количество шиберов 2

= 15*2=30 Н/м²

2.1.9. Сопротивление газопроводов складывается из потерь напора на трение и в местных сопротивлениях.

Газопроводы на участке воздухонагреватель – золоуловитель рассчитывается по расходу и температуре уходящих газов за воздухонагревателем, принятым из теплового расчета. Газопроводы на участках золоуловитель – дымосос и за дымососом рассчитываются по расходу и температуре газов у дымососа:

м³/ч (2.16)

где В_р – расчетный расход топлива с учетом механического недожога, м³/с (кг/с, кг/ч, м³/ч);

V_{г. ух} – объем продуктов горения на 1 кг (м³) топлива при избытке воздуха за воздухонагревателем;

- присосы воздуха за воздухонагревателем, =0,01 на каждые 10 м длины кирпичных боровов, для золоуловителей циклонного типа или скрубберов =0,05;

n – число теплогенераторов.

Температура газов у дымососа при 0,1 определяется по приближенной формуле:

^С (2.17)

= 0,582 м³/с; =8,1736 м³/ч; =0,36; =5,521 м³/ч; =1,36; =100 ^С ; n =3

^С

м³/ч

2.1.10. Для вентиляторов и дымососов одностороннего всасывания подсоединяемых с помощью карманов, =1020 Н/м² (12 кг/м²). Динамический напор определяется по рис. П.4., а местные сопротивления дымососа по формуле (2.2).

2.1.11. Коэффициент сопротивления типового входа в дымовую трубу, отнесенный к скорости в подводящем газоходе, принимается равным =0,69 (двусторонний подвод газоходов). В случае другой схемы подвода газоходов принимается по п. 2-34 норм. метода [5].

С достаточной точностью можно считать, что сопротивление 10 м футерованных газоходов равно h_б=1,5 Н/м² (0,15 кг/м²)

h_б=1,5x2,5=3,75 Н/м².

2.1.12. Расчет золоуловителей производится в следующей последовательности.

а) определяется объем газов, проходящих через один элемент (циклон):

м³/с

м³/с

Условная скорость W_усл, отнесенная ко всему сечению элемента, принимается в зависимости от величины сопротивления золоуловителя h_зол=590637 Н/м² (5964 кг/м²), принятого при расчете тяги [8]:

Па (2.18)

откуда м/с

м/с (2.19)

где  - коэффициент гидравлического сопротивления при условной скорости для блока циклонов НИИОГАЗ ЦН-15 равен 125, ЦКТИ Ц-16 равен 110; для батарейного циклона с d_усл=0,25 м при обычной розетке =25 =90, при розетке профилирования ЦКТИ =25 =65.

Плотность потока:

кг/м³ (2.20)

кг/м³

где - выбирается из таблицы нормативного метода теплового расчета по среднему составу газов;

t_тр – температура дымовых газов в дымовой трубе, С.

б) рассчитывается число циклонных элементов:

, (2.21)

где м³/с;

м³/с

где V_ух – объем продуктов сгорания, при , нм³/кг (нм³/нм³).

2.1.13. Расчет дымовой трубы для теплогенераторов с уравновешенной тягой производится по следующей схеме:

1). Температура газов в дымовой трубе принимается равной температуре газов у дымососа, определяемой по формуле (2.17);

2). Высота трубы при искусственной тяге, выбирается по условиям отвода газов и рассеивания содержащихся в них SO₂ и NO, летучей золы и других вредных выбросов.

Расчет высоты дымовых труб производится по формуле [5]:

м (2.22)

где А – коэффициент, зависящий от температурной стратификации (слоистого строения) атмосферы, С^2/3 град^1/3 А=200 (Средняя Азия, Казахстан, нижнее Поволжье, Кавказ, Сибирь, Дальний Восток), А=160 (Север, Северо-запад Европейской территории России, Среднего Поволжья, Урала и Украины), А=120 (Центральная часть Европейской территории России);

V_{д. тр} – суммарный объем дымовых газов, выбрасываемых из всех труб, м³/с;

z – число труб в котельной;

t – разность температур выбрасываемых газов и воздуха (последняя принимается по средней температуре летних месяцев в дневные часы);

m – коэффициент, учитывающий условия выхода из устья трубы.

Значения коэффициента m в зависимости от W_c:

Wc	10-15	20-25	30-35
m	1,0	0,9	0,8

ПДК – предельно допустимая концентрация в атмосфере SO₂ или золы, согласно санитарным нормам (ПДК)=0,5 мг/м³;

С_ф – фоновая концентрация SO₂ или золы (значение С_ф устанавливается санинспекцией района);

F – безразмерный коэффициент, учитывающий влияние скорости осаждения примеси в атмосфере:

, а при среднем эксплуатационном коэффициенте золоулавливания, меньшем 90%, , при коэффициенте меньшем 75% ;

М – выброс SO₂ или золы из всех труб котельной, г/с.

м

Сравниваем h_{д. тр.} с высотой дымовых труб котельных по СНиП-2-35-76,

ч.2-я (Таблица 2), принимаем высоту трубы h=45, м

В формулу подставляется наибольшее значение расчетного содержания (г/с) вредной примеси.

(г/с) (3.23)

где А ^р, S ^р – содержание золы и серы, %;

В – расход топлива, т/ч;

- доля SO₂, уносимая с летучей золой в газоходах котла, ориентировочные значения принимаются в зависимости от вида топлива

Таблица 1

Доля SO₂, содержащаяся в летучей золе

Топливо	Канско-Ачинские угли	Экибастузский уголь	Сланцы	Торф	Остальн. твердое топливо	Мазут	Газ
	0,2	0,02	0,5	0,15	0,1	0,02	0

В формуле (2.23):

b – удельный расход условного топлива брутто, кг/кВт. ч;

N – полная мощность электростанции, кВт.

(г/с)

4). Внутренний диаметр трубы на выходе рассчитывается по формуле:

м (2.24)

где V_тр – определяется по формуле (2.16). Диаметр трубы уточняется согласно СНиП – II-35-76 [7] (d₂=1,24 1,5; 1,8; 2,1; 2,4 м, то есть кратный 0,3 м).

м

Принимаем диаметр d₂=2,1, м

По уточненному диаметру рассчитывается скорость на выходе из трубы по формуле:

м/с (2.25)

м/с

5). Средний уклон внутренних стенок кирпичной дымовой трубы принимается равным i=0,02.

6). Внутренний диаметр трубы у основания:

м (2.26)

м

7). Сопротивление трения в трубе определяется по скорости W_ср температуре t_д.т по уравнению (2.1).

Коэффициент потерь на трение принимается равным _м=0,2, а потери напора:

Па (2.27)

Па

Коэффициент местного сопротивления =1,1, тогда потери напора на выходе из трубы составят:

Па (2.28)

Па

8). Суммарное сопротивление дымовой трубы равно:

Па (2.29)

Па

9). Рассчитывается самотяга дымовой трубы по формуле:

Па (2.30)

Па

2.1.14. Для расчета дымососа определяется производительность его с учетом 10% запаса:

V_дым=1,1V_д м³/ч (2.31)

V_дым=1,132,063600=126957,6 м³/ч

а также полное расчетное давление дымососа с 20% запасом:

Па

Па

мощность на валу дымососа:

кВт (2.32)

где К=1,2, если D_к20 т/ч и К=1,1, если D_к20 т/ч;

_дым =0,650,7.

кВт

Тип дымососа, обороты определяются по [5, 8]. Напор дымососа необходимо привести к t₀=t_{д. зав.}, так как заводы-изготовители дают характеристику дымососа для воздуха при t_{д. зав.}.

Мощность электродвигателя:

кВт (2.33)

кВт

Тип электродвигателя выбирается на основе [8].

2.1.15. Расчет дутья:

1). Производительность дутьевого вентилятора рассчитывается по формуле: м³/кг (3.34)

где - теоретический расход воздуха, нм³/кг (нм³/нм³);

t_xв – температура холодного воздуха;

_г – коэффициент избытка воздуха.

м³/кг

2). Потери напора воздушного тракта складываются из напора, затрачиваемого на преодоление сопротивления воздуховодов. Для расчета необходимо предоставить аксонометрическую схему воздушного тракта. Расчет производится по формулам (3.1), (3.2). Коэффициенты потерь на трение и в местных сопротивлениях определяются по номограммам рис. П. 1-П. 7. Потери напора при поворотах рассчитываются по методике, изложенной выше.

К местным сопротивлениям относятся:

• сопротивления слоя топлива: при сжигании твердого топлива в слое можно принять h_сл=800 Н/м² (80 кг/м²);

• при сжигании газа и мазута сопротивление газовой горелки составляет не более h_гор=800 Н/м² (80 кг/м²).

3). Напор вентилятора складывается из потерь напора на трение в местных сопротивлениях:

Па (2.35)

Па

где h_в.з.д. – сопротивление воздухонагревателя, определяемое по номограмме рис. П. 5-П. 6. Динамический напор воздуха в воздухонагревателе рассчитывается по скорости воздуха W_в.з.д. (тепловой расчет котельного агрегата)

по рис. П. 4.

4). Выбор дутьевого вентилятора производится по номограмме [5], [8].

5). Мощность на валу вентилятора определяется в виде:

кВт (2.36)

где _вент =0,6-0,7.

кВт

6). Мощность электродвигателя

. (2.37)

кВт

7). Тип электродвигателя определяется по [8].