Введение
Расчет теплогенерирующей установки (ТГУ) является одним из этапов изучения дисциплины «Теплогенерирующие установки» и важным этапом в подготовке студентов по специальности «Теплогазоснабжение и вентиляция».
Основная задача курсового проекта - освоение методов проектирования ТГУ, ознакомление с нормативной и справочной литературой.
Курсовой проект имеет цель научить решать инженерные задачи, анализировать и разрабатывать рекомендации по повышению эффективности работы котлов.
При конструктивном расчете задается производительность котла, параметры пара, топливо, сжигаемое в токе. Проверочный расчет котла или отдельных его элементов выполняется для заданной существующей конструкции с целью определения показателей ее работы.
Исходные данные для выполнения расчета:
1. Тип котельного агрегата – Котел-ВК-21, 2МВТ.
2. Вид топлива и его месторождение – природный газ, Ставрополь-Москва-3-я нитка.
3. Температура теплоносителя на входе и на выходе из теплогенератора – Т1/Т2-110/70℃.
4. Температура уходящих продуктов сгорания - 140.
Проект состоит из расчетной записки и графической части. Графическая часть проекта представляет чертеж общего вида, выполненный на листе формата А-3. Прежде, чем приступать к расчетной части котельного агрегата, студент должен отчетливо представлять его конструкцию и схему работы.
Краткая характеристика топлива.
Топливо характеризуется элементарным составом в процентах по массе и выбирается из приложения З.
Средний состав природного газа сводим в таблицу:
| Ставрополь - Москва: 3я нитка | |||||||
| Состав газа % по объему | |||||||
| 
| 
| 
| 
| 
| 
|  ,
МДж/ 
|
| 91,2 | 3,9 | 1,2 | 0,5 | 0,1 | 2,6 | 0,5 | 37,01 |
2.Коэффициент избытка воздуха и присосы в газоходах
Значения расчетного коэффициента избытка воздуха в отдельных сечениях газохода определяют суммированием коэффициента избытка воздуха в топке (αт") с присосами воздуха в газоходах, расположенных между топкой и рассмотренным сечением, то есть
α"= αт"+∑Δα (1)
где α" - рассчетный коэффициент избытка воздуха в рассмотренном элементе;
∑Δα - сумма присосов воздуха во всех газоходах, расположенных между топкой и рассмотренным сечением газохода.
Для теплогенераторов малой мощности присосы воздуха учитываются только в том случае, если в топке располагается жарочный настил.
Коэффициент избытка воздуха в топке жаротрубных теплогенераторов, сжигающих газообразное топливо, на их энергоэкологические показатели, наиболее оптимальным является значение
“a” = 1,1.
Расчет объемов воздуха и продуктов сгорания топлива.
Расчеты выполняются для теоретических условий горения (α=1) и для расчетных значений α в зависимости от типа горелочного устройства и вида сжигаемого топлива.
Теоретически необходимый объем воздуха при α=1:
- для газообразного топлива, м3/ м3
[S(m + 0.25n)CmHn ] (2)
где m и n - числа атомов углерода и водорода в химической формуле углеводородов, которые входят в состав топлива.
Теоретические объемы газообразных топлив, м3/ м3:
(3)
(0,5+{(1*91.2)+(2*3.9)+(3*1.2)+(4*0.5)+(5*0.1)}) = 1,06
(4)
(5)
где d в.тл .- влагосодержание топлива, отнесенное к 1 м3 сухого газа (г/м3).
При температуре топлива 10 ºC можно принять
d в.тл . = 10 г/м3.
0,01(0,5{(4*91,2)+(6*3,9)+(8*1,2)+(10*0,5)+(12*0,1)}+0,124*10)=2,19
Объем продуктов сгорания топлива при α >1 сводим в таблицу:
Таблица - Характеристика продуктов сгорания в поверхностях нагрева
| № п.п. | Величина | Ед. изм. | Топка | |
| Расчетный коэффициент избытка воздуха в газоходе α ” | - | 1,1 | ||
| Объем трехатомных газов VRO2=V0 RO2 | м³/кг (м³/ м³) | 1,056 | ||
| Объем двухатомных газов VR2=V0N2+(α”-1)V0 | м³/кг (м³/ м³) | 8,761 | ||
| Объем водяных паров VH2O=V0H2O+0.0161(α”-1)V0 | м3/кг | 2,206 | ||
| Суммарный объем продуктов сгорания Vг = VRO2+V R2+VH2O | м³/кг (м³/ м³) | |||
Объемные части:
- двухатомных газов r  = V N2/Vr;
-трехатомных газов rRO2 = V RO2/Vr;
- водяных паров r  = VH2O/Vr
| - | 0,73 0,088 0,184 | ||
| Суммарная объемная часть rn= r RO2+rH2O | - | 0,272 |