Учебно-методическое пособие к курсовому проектированию по дисциплине «Стационарные паровые и водогрейные котлы»




НазваниеУчебно-методическое пособие к курсовому проектированию по дисциплине «Стационарные паровые и водогрейные котлы»
страница1/11
Дата конвертации20.03.2013
Размер1.15 Mb.
ТипУчебно-методическое пособие
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11


ФЕДЕРАЛЬНОЕАГЕНТСТВО
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО РЫБОЛОВСТВУ

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего

профессионального образования

«Мурманский государственный технический университет»



Кафедра Энергетики и транспорта


Тепловой расчет стационарного котла




Учебно-методическое пособие к курсовому проектированию по дисциплине

«Стационарные паровые и водогрейные котлы»

для студентов очно - заочной формы обучения

специальности 140106 «Энергообеспечение предприятий»


Мурманск

2009


Составитель - Герман Иванович Томский, доцент кафедры «Энергетики и транспорта».


Методическое пособие рассмотрено и одобрено кафедрой 15 апреля 2009 года, протокол №5.


Рецензент - Владимир Александрович Пименов, доцент кафедры «Энергетики и транспорта».


  1. Тепловой расчет стационарного котла.


    1. Введение.

Курсовой проект является завершающим этапом изучения дисциплины «Стационарные паровые и водогрейные котлы» и имеет целью - научить студентов самостоятельно решать инженерные задачи, анализировать и разрабатывать рекомендации по повышению эффективности работы котлов.

Тепловой расчет может быть конструктивным или поверочным. При конструктивном расчете задается производительность котла, параметры пара, экономичность котла. Для этих величин выполняется компоновка поверхности нагрева, определяются размеры конвективных и радиационных поверхностей, обеспечивающих требуемую производительность с заданным КПД.

Студенты специальности 140106 «Энергообеспечение предприятий», как правило, выполняют проверочный расчет. Проверочный расчет котла или отдельных его элементов выполняется для заданной существующей конструкции с целью определения показателей ее работы. В результате поверочного расчета определяется: коэффициент полезного действия котельного агрегата, расход топлива, температура газов за рассчитываемыми поверхностями нагрева, температура уходящих газов, энтальпия пара и воды за пароперегревателем и водяным экономайзером, температура горячего воздуха за воздухоподогревателем.

Студентам выдаются индивидуальные задания, которые включают в себя необходимые исходные данные для выполнения расчета: тип котельного агрегата, производительность, рабочее давление, параметры вырабатываемого пара, температура питательной воды и воздуха поступающего в котел, вид топлива и основные данные по его составу.

По согласованию с руководителем проекта тема может быть изменена, если студентом будет предложена разработка проекта по повышению эффективности работы котельной установки или ее элементов.

Проект состоит из расчетной записки и графической части.

Расчетная записка включает в себя следующие разделы:

  • задание на проектирование котла (См. приложение А).

  • описание котельного агрегата с указанием конструкции различных узлов котла и схемы движения греющих и нагреваемых сред.

  • краткая характеристика заданного топлива и расчет объемов воздуха и продуктов сгорания и построение I-t диаграммы.

  • составление теплового баланса и определение расхода топлива.

  • расчет теплообмена в топке.

  • расчет теплообмена в конвективных пучках.

  • окончательный тепловой баланс.

  • аэродинамический расчет.

  • выводы.

Графическая часть проекта представляет чертежи общего вида, выполненные на 1-2 листах формата А-1, иллюстрирующие данные, использованные в расчетной части.

Выполненный проект сдается на кафедру, и после проверки руководителем, допускается к защите.


    1. Описание котельного агрегата.

Прежде, чем приступать к расчетной части котельного агрегата, студент должен отчетливо представлять его конструкцию и схему работы. С этой целью выполняется эскиз с указанием габаритных и основных размеров котла (прототипа) и его элементов.

Описание конструкции котельного агрегата следует выполнять, используя данные рекомендованного прототипа и прилагаемого эскиза.

В описание должно быть включено:

  • тип котла, вид топлива, на котором работает котел;

  • основные рабочие характеристики котла (прототипа);

  • элементы испарительной поверхности нагрева, поверхности пароперегревателя, водяного экономайзера, воздухоподогревателя;

  • вид топочного процесса, способ сжигания топлива;

  • внутрибарабанные устройства;

  • тягодутьевые устройства;

  • количество ступеней испарения;

Тепловая схема котельного агрегата должна отражать движение сред по газовому и водопаровому тракту с указанием вида термодинамических процессов в каждом газоходе.


    1. Краткая характеристика топлива. Определение энтальпий воздуха, продуктов сгорания и построение I-t диаграммы.

Вид и элементарный состав топлива дается в задании. В данном разделе следует представить характеристику топлива, его основные физико-технические свойства.

Топливо может быть задано в сухой, горючей или рабочей массе, а расчет ведется только на рабочую массу. Поэтому первоначально необходимо сухую или горючую массу пересчитать в рабочую. Сумма элементов на рабочую массу должна составлять 100 %. Формулы пересчета и определение количества воздуха, необходимого для горения и объемов продуктов сгорания подробно изложены в /1/. Там же приводится пример расчета газообразного топлива. Расчет твердого и жидкого топлива ведется по одинаковой методике. В таблице 3.1 представлен пример определения объемов воздуха и газов в случае сжигания каменного угля. Формулы для расчета объемов представлены в таблице 1.4.4. /1/. В таблице 3.1 приведены, так же, расчеты по определению объемных долей и парциальных давлений трехатомных газов. Для котлов с уравновешенной тягой давление в топке принимается равным 0,1 МПа абсолютных или 1,0 ата.

Пример 1.


Определение количества воздуха, продуктов сгорания и их парциальных давлений.

Для расчета задано топливо - каменный уголь Экибазстузского бассейна Куученского месторождения следующего состава:


Марка

Класс

Ср

Нр

Sрл

Np

Ор

Ар

Wр



СС

Р

42,5

2,6

0,7

0,7

5,6

40,9

7,0

1,3

Коэффициент избытка воздуха постоянный по всему газоходу.

Расчет выполняется в табличной форме (см. табл. 3.1)


Таблица 3.1



п/п

Наименование величины

Обоз

начение

Един.измер

Расчетная формула или источник

Расчет

Результат

1

Элементарный состав рабочей массы топлива

углерод

водород

сера

азот

кислород

зола

влага



Ср

Нр

Spл

Np

Ор

Ар

Wр



%

%

%

%

%

%

%



По заданию

-"-

-"-

-"-

-"-

-"-

-"-






42,5

2,6

0,7

0,7

5,6

40,9

7,0

2

Коэффициент избытка воздуха







задан





1.3

3

Теоретическое количество сухого воздуха, необходимого для горения.

Vo

нм3/кг

0,089(Ср + 0,375Sрл)+

0,267Hр-0,033Ор

0,089(42,5+0,3750,7)+0,2672,6-0,0335,6

4,315

4

Объем трехатомных газов



нм3/кг

1,86



0,80

5

Теоретическое количество влажного воздуха



нм3/кг

Vо + 0,016 Vо

4,315+0,0164,315

4,384

6

Теоретический объем азота



нм3/кг

0,79Vо+ 0,008Nр

0,794,315+

0,0080,7

3,41

7

Теоретический объем водяных паров



нм3/кг

0,112 Нр +0,0124Wр +0,016Vо

0,1122,6+0,0124

7,0+0,0164,315

0,447

8

Избыточный объем воздуха

Vизб

нм3/кг

(-1)Vо

(1,3-1) 4,315

1,295




9

Действительный объем водяных паров



нм3/кг



0,447+0,016(1,3-1) 4,315

0,468

10

Полный объем продуктов сгорания

Vг

нм3/кг



0,8+3,42+0,447+(1,3-1) 4,315

5,96

11

Объемная доля трехатомных газов








0,8/5,96

0,134

12

Объемная доля водяных паров








0,468/5,96

0,078

13

Суммарная объемная доля водяных паров и трехатомных газов

rn






0,134+0,078

0,212

14

Давление в топке

Рт


МПа


Принимается




0,1


15

Парциальное давление трехатомных газов




МПа





0,1340,1


0

0,0134


16

Парциальное давление водяных паров




МПа





0,0780,1


0,0781

0,0078


0,078

17

Суммарное парциальное давление

Рn



МПа





0,0134 +0,0078



0,0212




Определение энтальпий продуктов сгорания и построение I-t диаграммы ведется по методике, изложенной в /1/. Здесь энтальпия газов Iг при температуре t находится по формуле:



При составлении таблицы изменения энтальпии газов от температуры (табл. 1.4.6) /1/ средние изобарные объемные теплоемкости продуктов сгорания и влажного воздуха () при различных температурах выбирают из таблицы 1.4.5 /1/ или из других источников /2/, /3/ и др.

Кривая зависимости энтальпии газов Iг от температуры t строится на миллиметровке в масштабе, удобном для пользования, например, по ординате в 1 см - 1 МПа, по абсциссе 1 см - 100 0С. Зависимость должна представлять плавную кривую, проходящую через большинство точек.

Для рассматриваемого в примере 1 топлива определение энтальпий продуктов сгорания при различных температурах показано в таблице 3.2, а зависимость Iг от t представлена на рис. 3.1.


Таблица 3.2.

t, 0С

= 0,8 нм3/кг

= 3,41 нм3/кг



,

кДж/кг

Влажный воздух



,

кДж/кг

,

кДж/кг

,

кДж/м3град

, кДж/кгград

, кДж/м3град

, кДж/кгград

, кДж/м3град

, кДж/кгград

,

кДж/м3град

,

кДж/кг

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

0

1,599

1,279

1,294

4,413

1,494

0,668

0

1,318

0

0,3

0

0

200

1,787

1,430

1,299

4,430

1,522

0,680

1308

1,331

1167

0,3

350

1658

400

1,929

1,543

1,316

4,488

1,566

0,700

2692

1,354

2374

0,3

712

3404

600

2,041

1,633

1,340

4,569

1,614

0,721

4154

1,362

3583

0,3

1075

5229

800

2,131

1,705

1,367

4,664

1,668

0,746

5690

1,411

4949

0,3

1485

7175

1000

2,203

1,784

1,391

4,743

1,722

0,770

7297

1,437

6300

0,3

1890

9187

1200

2,263

1,810

1,414

4,822

1,776

0,794

8911

1,461

7686

0,3

2306

11217

1400

2,313

1,850

1,434

4,890

1,828

0,817

10580

1,483

9102

0,3

2731

13311

1600

2,355

1,884

1,452

4,951

1,876

0,839

12278

1,501

10529

0,3

3159

15437

1800

2,391

1,913

1,468

5,006

1,921

0,859

14000

1,517

11971

0,3

3591

17591

2000

2,422

1,938

1,482

5,053

1,962

0,877

15736

1,532

13433

0,3

4030

19766

2200

2,448

1,958

1,495

5,098

2,000

0,894

17490

1,546

14911

0,3

4473

21963






Рисунок 3.1- Зависимость энтальпии газов от температуры





Рисунок 3.2 - I-t диаграмма с учетом присосов воздуха


I - район топки и камеры догорания, =1,30

II - первый газоход, =1,33

III - второй газоход, =1,38

IV - экономайзер, =1,45
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11

Добавить в свой блог или на сайт

Похожие:

Учебно-методическое пособие к курсовому проектированию по дисциплине «Стационарные паровые и водогрейные котлы» iconУчебно-методическое пособие по курсовому проектированию
Данное учебно-методическое пособие предназначено для студентов специальности "Строительство автомобильных дорог", выполняющих курсовую...

Учебно-методическое пособие к курсовому проектированию по дисциплине «Стационарные паровые и водогрейные котлы» iconПаровые котлы Miura
Паровые котлы Miura — это прямоточные, вертикально-водотрубные экономичные котлы с сепаратором, установленным на выходе пароводяной...

Учебно-методическое пособие к курсовому проектированию по дисциплине «Стационарные паровые и водогрейные котлы» iconПоложение по проведению экспертизы промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых используются паровые и водогрейные котлы, сосуды, работающие под давлением, трубопроводы пара и горячей воды рд 10-520-02
Торых используются паровые и водогрейные котлы, сосуды, работающие под давлением, трубопроводы пара и горячей воды (далее Положение),...

Учебно-методическое пособие к курсовому проектированию по дисциплине «Стационарные паровые и водогрейные котлы» iconПаровые котлы Miura
Паровые котлы Miura — это прямоточные, вертикально-водотрубные экономичные котлы с сепаратором, установленным на выходе пароводяной...

Учебно-методическое пособие к курсовому проектированию по дисциплине «Стационарные паровые и водогрейные котлы» iconУчебно-методическое пособие по курсовому проектированию Рекомендовано к использованию
Методическое пособие предназначено для оказания помощи студентам при выполнении курсовой работы по дисциплине «Радионавигационные...

Учебно-методическое пособие к курсовому проектированию по дисциплине «Стационарные паровые и водогрейные котлы» iconМетодические рекомендации по техническому освидетельствованию трубопроводов тепловых сетей систем коммунального теплоснабжения
Методических указаний по обследованию предприятий, эксплуатирующих паровые и водогрейные котлы, сосуды

Учебно-методическое пособие к курсовому проектированию по дисциплине «Стационарные паровые и водогрейные котлы» icon1. Область применения
Об утверждении Положения по проведению экспертизы промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых используются...

Учебно-методическое пособие к курсовому проектированию по дисциплине «Стационарные паровые и водогрейные котлы» iconМетодическое пособие по курсовому проектированию по дисциплине «Конструирование и расчёт автомобиля»
Рассмотрено и утверждено методической комиссией кафедры автомобилей и двигателей мгиу в составе: д т н., проф. Вольская Н. С

Учебно-методическое пособие к курсовому проектированию по дисциплине «Стационарные паровые и водогрейные котлы» iconУчебное пособие по курсовому проектированию
Булатов Б. Г. Сапр и модели оптимального развития энергосистем: Учебное пособие по курсовому проектированию. – Челябинск: Изд. ЮурГУ,...

Учебно-методическое пособие к курсовому проектированию по дисциплине «Стационарные паровые и водогрейные котлы» iconОоо «нпо «бзко» ул. Бриллиантовая, 22В, г. Барнаул, Алтайский край, Россия, 656037
Предприятие выпускает паровые и водогрейные котлы, работающие на твердом, жидком топливе и газе, передвижные и модульные котельные...


Разместите кнопку на своём сайте:
lib.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©lib.convdocs.org 2012
обратиться к администрации
lib.convdocs.org
Главная страница