Содержание
Введение………………………………………………………………….…… | |
1 Исходные данные для расчёта ……….…………………………………… | |
2 Расчёт предвключенного испарительного пакета……………………....... | |
3 Расчёт пароперегревателя…………………………………………..…........ | |
4 Расчёт испарительных секций………………………………………..……. | |
5 Расчёт водяного экономайзера……………………………………….……. | |
6 Определение паропроизводительности котла и температуры перегрева пара………………………………………………………………………. | |
Контрольные вопросы …………………………………………………….… | |
Список литературы ………………………………………………………...... |
Введение
Целью расчёта котлов-утилизаторов является определение количества и температуры производимого пара.
Выбор типа котла производится по количеству поступающих из печи дымовых газов с учётом подсоса атмосферного воздуха в газоходах котла.
Исходя из принципиальной схемы котла-утилизатора (см. рисунок 1), расчёт его элементов выполняем последовательно по ходу дымовых газов в следующей очерёдности: первый (предвключенный) испарительный пакет, пароперегреватель, испарительные пакеты, водяной экономайзер.
1 – барабан котла; 2 – первый (предвключенный) испарительный пакет; 3 – пароперегреватель; 4, 5, 6 – второй, третий, четвёртый испарительный пакет; 7, 8 – водяной экономайзер; 9 – циркуляционный насос; 10 – насыщенный пар; 11 – перегретый пар; 12 – питательная вода.
Рисунок 1 - Принципиальная схема водотрубного котла-утилизатора П – образ-ной компоновки
|
Исходные данные для расчёта
Часовой расход дымовых газов перед котлом Vо=100000 м3/ч.
Температура дымовых газов на входе в котёл =830°С.
Состав дымовых газов: СО2=10,5%; Н2О=9,5%; О2=6,3%; N2=73,7%.
Давление пара в барабане котла Р=1,8 МПа.
Доля подсасываемого воздуха от количества дымовых газов, поступающих в котёл, α=0,05.
Для упрощения расчёта допускаем, что среднее количество дымовых газов, проходящих через секции котла, одинаково и с учётом присосов атмосферного воздуха равно:
,
где - количество дымовых газов на выходе из котла –
утилизатора, м3/ч;
α – доля подсасываемого воздуха от количества дымовых газов, поступающих в котёл (принимаем α=0,05).
м3/с.
Выбираем для установки за печью котёл-утилизатор типа КУ-100. Основ-ные конструктивные параметры этого котла приведены ниже.
Поверхность нагрева:
первого (предвключенного) испарительного пакета –85 м2;
пароперегревателя – 110 м2;
второго испарительного пакета - 285 м2;
третьего испарительного пакета - 315 м2;
четвёртого испарительного пакета - 295 м2;
водяного экономайзера - 460 м2.
Поверхность нагрева всего котла - 1550 м2.
Живое сечение для прохода дымовых газов:
первого (предвключенного) испарительного пакета – 10,8 м2;
пароперегревателя –8,04 м2;
второго испарительного пакета – 8,04 м2;
третьего испарительного пакета – 7,35 м2;
четвёртого испарительного пакета – 7,35 м2;
водяного экономайзера – 7,67 м2.
Живое сечение для прихода пара – 0,0212 м2.
Число рядов труб в пакете по ходу дымовых газов:
первого (предвключенного) испарительного пакета – 12;
пароперегревателя –8;
второго испарительного пакета – 22;
|
третьего испарительного пакета – 22;
четвёртого испарительного пакета – 22;
водяного экономайзера – 2×20.
Шаг труб по ширине пучка испарительных пакетов – 172 мм.
Шаг труб по ширине пучка пароперегревателя и экономайзера – 86 мм.
Шаг труб по глубине пучка – 70 мм.
По заданному составу дымовых газов рассчитываем и строим it – диаграмму (см. рисунок 2). Расчёт it – диаграммы производится по формуле:
где i – энтальпия дымовых газов при заданной температуре, кДж/м3;
,
,
,
- энтальпия СО2, Н2О, О2, N2 при заданной температуре дымовых газов, кДж/м3;
,
,
,
- содержание СО2, Н2О, О2, N2 в дымовых газах, %.
Произведем расчет энтальпии смеси газов при температуре от 100 до 900оС:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Значения энтальпий представим в виде таблицы и на графике.
Таблица 1 – энтальпия газов при различных температурах, кДж/м3
Температура, 0С | СО2 | N2 | O2 | H2O | Смесь газов |
172,00 | 130,13 | 131,93 | 150,18 | 150,42 | |
361,67 | 260,60 | 267,38 | 303,47 | 303,23 | |
564,24 | 392,41 | 407,48 | 461,36 | 462,21 | |
777,44 | 526,89 | 551,85 | 623,63 | 626,06 | |
1001,78 | 664,58 | 700,17 | 791,55 | 795,8 | |
1236,76 | 805,06 | 851,64 | 964,68 | 970,96 | |
1475,41 | 940,36 | 1005,24 | 1143,64 | 1150,44 | |
1718,95 | 1094,65 | 1162,32 | 1328,11 | 1336,52 | |
1972,43 | 1243,55 | 1319,67 | 1517,87 | 1527,05 |
Рисунок 2 - Энтальпия дымовых газов