Войти на сайт

или
Регистрация

Навигация


Определение эксплуатационных параметров котельной установки Е-500

18909
знаков
5
таблиц
2
изображения
Содержание

Задание

Исходные данные

Описание котельного агрегата

1. Определение расхода топлива по нормативным значениям топлива

2. Определение расхода топлива по измененным значениям топлива

3. Определение типоразмера мельницы

4. Построение рассевочной кривой

5. Определение расхода сушильного агента при нормативных и измененных значениях топлива

5. Определение удельного расхода электроэнергии на размол топлива

Список литературы


Задание

 

1.  В соответствии с нормативными значениями топлива определить расход топлива на котел.

2.  Определить расход топлива на котел при изменении зольности и влажности, зольность увеличивается на 2%, влажность увеличивается на 3%.

3.  Определить типоразмер мельницы по расходу топлива.

4.  Построить по заданным остаткам R90, R200 рассевочную кривую.

5.  По заданной влажности пыли определить расход сушильного агента при нормативных значениях и при измененных.

6.  Определить удельный расход электроэнергии на размол мельницы.


Исходные данные

Топливо: Боготольский уголь;

Котел: Е-500-140;

Влажность пыли Wпл = 13%;

Мельница: МВ;

Остатки на ситах: R90 = 60%, R200 = 24%;

Температуры сушильного агента: t1 = 220 °C, t2 = 90 °C;

Температура холодного воздуха: 30 °C;

Температура топлива: 20 °C.

Характеристики топлива [1]:

состав топлива на рабочую массу: влажность , зольность , содержание углерода , содержание кислорода , содержание водорода , содержание азота , содержание серы ;

низшая теплота сгорания МДж/кг;

зольность на сухую массу ;

влажность гигроскопическая ;

приведенные значения: влажности %∙(МДж/кг), зольности %∙(МДж/кг);

выход летучих ;

температуры плавкости золы: температура начала деформации °С, температура начала размягчения °С, температура плавления °С, температура начала шлакования °С;

состав золы на бессульфатную массу: SiO2 = 37 %, Al2O3 = 13 %, TiO2 = - %, Fe2O3 = 15 %, СаO = 28%, MgO = 5 %, K2O = 1 %, Na2O = 1 %;

объемы воздуха и продуктов сгорания при , температуре 0 °С и давлении 760 мм рт. ст. (таблица XII [1]): количество сухого воздуха  5,10 м³/кг, объем трехатомных газов  0,97 м³/кг, объем азота 4,03 м³/кг, объем водяных паров  0,78 м³/кг, объем сухих газов  5,78 м³/кг;

энтальпии 1 м3 влажного воздуха  кДж/м3, трехатомных газов  кДж/м3, азота  кДж/м3, водяных паров  кДж/м3 и 1 кг золы  кДж/кг определяются по табл. XIV [1] при температуре уходящих газов 171 °С.


1.  Описание котельного агрегата

Котел блочной конструкции предназначен для работы на каменном и буром угле, фрезерном торфе, номинальной производительностью по пару 75 т/ч. Давление за главной парозапорной задвижкой 3,9 МПа, температура перегрева 440 °С.

Котел с естественной циркуляцией, однобарабанный, П - образной компоновки (см. рис. 1). Основными элементами котла являются полностью экранированная топочная камера объемом 454 м3. Фронтовой и задний экраны образуют скаты «холодной воронки». На выходе из топки трубы заднего экрана разведены в четырехрядный, шахматный пучок – фестон, отделяющий топочную камеру от газохода пароперегревателя.

При сжигании каменного угля топочная камера оборудуется тремя турбулентными горелками, а при сжигании бурых углей и фрезерного торфа – двумя шахтными мельницами. Пылеугольные горелки и мельницы располагаются на фронтовой стене. На каждой стене экраны секционированы на три независимых циркуляционных контура. Экранные трубы расположены с шагом 75 мм на задней стене топки и на одной трети части боковых стен, примыкающей к задней стене. На фронтовой и остальной части боковых стен шаг экранных труб составляет 90 мм.

Пароперегреватель конвективный, вертикально-змеевикового типа, двухступенчатый, с поверхностным регулятором перегрева, включенным в рассечку между ступенями. Первая по ходу пара и газа часть пароперегревателя с поверхностью нагрева 220 м2 при сжигании различных марок топлива остается неизменной. Поверхность нагрева второй ступени в зависимости от вида топлива изменяется в пределах 220-400 м2. Змеевики пароперегревателя изготовлены из труб диаметром 38 х 3. Вторая ступень пароперегревателя по ширине котла состоит из трех пакетов. Пар из пароохладителя поступает в крайние противоточные секции пароперегревателя, а затем переходит в среднюю - прямоточную. Выходная часть змеевиков пароперегревателя, выполнена из низколегированной стали 12ХМ, а остальные трубы изготовлены из углеродистой стали.

В опускной шахте котла в рассечку расположены конвективные поверхности нагрева – водяной экономайзер и воздухоподогреватель, - двухступенчатая компоновка хвостовых поверхностей нагрева. В зависимости от вида сжигаемого топлива поверхности нагрева водяного экономайзера и воздухоподогревателя могут быть различными по величине. Пакеты змеевиков экономайзера выполнены из стальных труб диаметром 32 х 3 мм.

Водяной экономайзер – кипящего типа, гладкотрубный, скомпонован из двухзаходных змеевиков, расположенных в шахматном порядке с шагом S1 = 80 мм, S2 = 55 мм в первой ступени и S1 = 100 мм, S2 = 55 мм во второй ступени водяного экономайзера.

Воздухоподогреватель трубчатый, вертикального типа, изготовлен из труб диаметром 40 х 1,5 мм с шагами в первой ступени S1/ S2 = 70/40 мм, во второй S1 /S2 = 60/42 мм.

Схема испарения котла – трехступенчатая, рассчитана на питание водой с солесодержанием до 350 мг/л.

Топочные экраны разделены на отдельные контуры циркуляции, которые вместе с барабаном котла образуют циркуляционную систему.

В барабане имеется чистый отсек – первая ступень испарения и два соленых отсека второй ступени испарения, расположенные по торцам барабана. Первая и вторая ступени оборудованы внутрибарабанными циклонами. Третья ступень испарения - два выносных циклона диаметром 337 мм. Пар из циклонов поступает в чистый отсек барабана. Фронтовой и задний экраны включены в первую ступень испарения. Два контура боковых экранов и часть третьего, прилежащего к заднему экрану, включены во вторую ступень испарения. Часть труб контура бокового экрана, прилежащего к заднему экрану, включены в третью ступень испарения на выносные циклоны.

Обмуровка топки выполнена из трехслойных плит с металлическим армированием: шамотобетон толщиной 80 мм, диатомобетон толщиной 60 мм и шлаковата толщиной 120 мм. Теплоизоляционные плиты из шлаковаты в области пароперегревателя имеют толщину 160 мм. Каркас котла представляет собой пространственную раму с колоннами до пола зольного помещения.

Котлоагрегат оборудован устройством дробеочистки поверхностей нагрева водяного экономайзера и воздухоподогревателя, а также защитой от дробевого наклепа. Очистка экранов топки и пароперегревателя производится стационарными обдувочными устройствами.

Общие характеристики котлоагрегата [2] приведены в табл. 1.

Таблица 1

Общие характеристики котлоагрегата БКЗ-75-39 ФБ

Наименование характеристики Значение
Номинальная производительность, т/ч 75

Избыточное давление пара, кгс/см2

39
Температура, °С:
 перегретого пара 440
 питательной воды 145
 воздуха на выходе из воздухоподогревателя 317

Площадь поверхности нагрева, м2:

 радиационная экранов и фестона 296
 котельного пучка 62
 пароперегревателя 620
 водяного экономайзера 940
 воздухоподогревателя 3900
Наименование характеристики Значение
Диаметр и толщина стенок, мм:
 барабана котла 1580 х 40
 труб экрана и фестона 60 х 3
 труб пароперегревателя 38 х 3
 труб водяного экономайзера 32 х 3
 труб воздухоподогревателя 40 х 1,5
Расчетное топливо Бурые угли
Теплонапряжение объема топки, кВт/м3 130

Объем топочного пространства, м3

454
Температура уходящих газов, °С 125
Расчетный КПД, % 84
Газовое сопротивление котла, Па 1090
Габаритные размеры (в осях колонн), мм:
 длина 11200
 ширина 7430
 высота 24540
Масса, т:
 металла котла 340
 обмуровки 304
 общая 644

Рис. 1. Котлоагрегат БКЗ-75-39 ФБ

 
2.  Определение расхода топлива по нормативным значениям топлива

Энтальпия уходящих газов определяется по формуле

 кДж/кг,

где  кДж/м3 – энтальпия газов при избытке воздуха ;

 – фактический коэффициент избытка воздуха на выходе из котла;

 кДж/м3 – энтальпия воздуха при избытке воздуха ;

кДж/м3 – энтальпия золы;

 – доля золы, уносимой газами;

кДж/кг – энтальпия холодного воздуха.

Таблица 2

Тепловой баланс парового котла

Рассчитываемая величина Обозначение Размерность Формула или обоснование Результат
Тип котлоагрегата Е-500-140
Вид сжигаемого топлива бурый уголь Боготульского месторождения
Располагаемая теплота топлива

кДж/кг Принимается равной низшей теплоте сгорания топлива 11810
Температура уходящих газов

tух

°С принимается 171
Энтальпия

Iух

кДж/кг -

Температура холодного воздуха

tхв

°С принимается 30
Энтальпия

кДж/кг - 201,96
Фактический коэффициент избытка воздуха на выходе из котла

Характеристика котла 1,33
Потери теплоты:
с уходящими газами

q2

%

от хим. недожога

q3

% [1] 0
от мех. недожога

q4

% [1] 1
Потери теплоты:
в окружающую среду

q5

% [1] 0,4
Доля золы топлива:
в уносе

[1] 0,95
в шлаке

1 –

1 - 0,95 = 0,05

0,05
Температура шлака

tшл

°С при твердом шлакоудалении – 600 °С; 600
Энтальпия шлака

кДж/кг табл. ХIV [1] 560
Потери с теплотой шлака

q6

%

0,0159
Сумма тепловых потерь

%

q2+q3+q4+q5+q6

14,11
КПД котла брутто

%

100-14,11 = 85,49

85,89
Паропроизводительность т/ч Характеристика парового котла 500
Давление перегретого пара за котлом

МПа характеристика котла 13,8
Температура

tо

°C характеристика котла 560
Энтальпия

iо

кДж/кг табл. 3 [7] 3489,547
Температура питательной воды

tпв

°C Характеристика котла 230
Энтальпия

iпв

кДж/кг табл. 3 [7] 990,21
Теплота с продувочной водой

МДж/ч

715,089
Теплота, полезно используемая в котлоагрегате

МДж/ч

Расход топлива
полный В кг/ч

расчетный

Вр

кг/ч

условный

Ву

кг у.т./ч

3.  Определение расхода топлива по измененным значениям топлива

Измененное значение зольности составляет , влажности - .

Измененное значение теплоты сгорания

кДж/кг.

Определим теоретические объемы воздуха и продуктов сгорания при измененном составе топлива.

Теоретически необходимое количество воздуха для полного сгорания топлива при α=1 и объем трехатомных газов остаются неизменными.

Теоретические объемы продуктов сгорания при α=1:

объем водяных паров

 м3/кг;

объем азота

 м3/кг;

объем газов

 м3/кг.

Энтальпия уходящих газов определяется по формуле

 кДж/кг,

где  кДж/м3 – энтальпия газов при избытке воздуха ;

 – фактический коэффициент избытка воздуха на выходе из котла;

 кДж/м3 – энтальпия воздуха при избытке воздуха ;

кДж/м3 – энтальпия золы;

 – доля золы, уносимой газами;

кДж/кг – энтальпия холодного воздуха.

Таблица 3

Тепловой баланс парового котла

Рассчитываемая величина Обозначение Размерность Формула или обоснование Результат
Тип котлоагрегата Е-500-140
Вид сжигаемого топлива бурый уголь Боготульского месторождения
Располагаемая теплота топлива

кДж/кг Принимается равной низшей теплоте сгорания топлива 11810
Температура уходящих газов

tух

°С принимается 171
Энтальпия

Iух

кДж/кг - 1856,45
Температура холодного воздуха

tхв

°С принимается 30
Энтальпия

кДж/кг - 201,96
Фактический коэффициент избытка воздуха на выходе из котла

Характеристика котла 1,33
Потери теплоты:
с уходящими газами

q2

%

от хим. недожога

q3

% [1] 0
от мех. недожога

q4

% [1] 1
в окружающую среду

q5

% [1] 0,4
Доля золы топлива:
в уносе

[1] 0,95
в шлаке

1 –

1 - 0,95 = 0,05

0,05
Рассчитываемая величина Обозначение Размерность Формула или обоснование Результат
Температура шлака tшл °С при твердом шлакоудалении – 600 °С; 600
Энтальпия шлака

кДж/кг табл. ХIV [1] 560
Потери с теплотой шлака q6 %

Сумма тепловых потерь

%

q2+q3+q4+q5+q6

КПД котла брутто

%

100-= 85,269

85,269
Паропроизводительность т/ч Характеристика парового котла 500
Давление перегретого пара за котлом

МПа характеристика котла 13,8
Температура

tо

°C характеристика котла 560
Энтальпия

iо

кДж/кг табл. 3 [7] 3489,547
Температура питательной воды

tпв

°C Характеристика котла 230
Энтальпия

iпв

кДж/кг табл. 3 [7] 990,21
Теплота с продувочной водой

МДж/ч

715,089
Теплота, полезно используемая в котлоагрегате

МДж/ч

Расход топлива
полный В кг/ч

расчетный

Вр

кг/ч

Рассчитываемая величина Обозначение Размерность Формула или обоснование Результат
Расход топлива
условный

Ву

кг у.т./ч

4.  Определение типоразмера мельницы-вентилятора

При проектировании выбор мельниц производиться с запасом. При установке трех мельниц на котёл, при выходе из строя одной мельницы две оставшиеся должны обеспечивать 60% номинальной производительности котла при работе последнего на топливе нормального качества.

Выбираем две мельницы марки М-В 2700/850/590.

Таблица 4

Наименование

Размерность

МВ2700/850/590

Диаметр ротора мм 2700
Номинальная скорость вращения об/мин 590
Окружная скорость ротора м/сек 83,5
Рабочая ширина лопаток мм 850
Отношение ширины лопаток к диаметру ротора - 0,32
Высота лопаток мм 300
Количество лопаток шт. 12
Минимальное расстояние между осями соседних мельниц при перпендикулярном их расположении к фронту мм -
Вес мельницы без электрооборудования т 68,3
Маховый момент ротора

кгм2

44700
Мощность электродвигателя квт 800
Производительность сушильного агента за мельницей

тыс.м3

153

Коэффициент расхода

- 0,089

Напор для преодоления внешней сети на незапылённом потоке (при t=135 оС)

мм вод. ст. 261
Производительность т/ч 44,0
5.  Построение рассевочной кривой

Остатки на ситах определяются по формуле

,

где  - коэффициент, характеризующий однородность угольных частиц;

 - коэффициент, характеризующий размер фракции;

 - размер фракции.

Определим значения коэффициентов при остатках на ситах  и .

.

.

Таким образом, формула для определения остатка на сите определенного размера примет вид

.

79,4187%

60%

55,47857%

22%

7,363211%

2,124832%

0,545924%

0,126867%

0,026969%

0,005289%

0,000963%

0,000164%

Рассевочная кривая приведена на рис. 3.

Рис. 3. Рассевочная кривая

6.  Определение расхода сушильного агента при нормативных и измененных значениях топлива

 

При нормативных значениях.

Тепловой баланс пылеприготовительной установки составляется на 1 кг сырого топлива.

Граничными сечениями для составления теплового баланса и расчета количества сушильного агента являются в начале установки: по топливу — течка сырого угля; по сушильному агенту — сечение трубопровода, подводящего агент к мельнице; в конце установки для систем, имеющих мельничные вентиляторы, — вентилятор; при работе установки под наддувом при отсутствии мельничного вентилятора — сечение за сепаратором.

Начальные значения величин обозначаются индексом 1, а конечные — индексом 2.

Выбор расчетных параметров, входящих в тепловой баланс, производится из условия получения необходимой подсушки топлива. Факторами, определяющими выбор расчетных параметров, являются:

1) надежность установки по условиям взрывобезопасности и работы подшипников мельницы и вентилятора;

2) допустимая относительная влажность отработавшего сушильного агента, при которой отсутствует конденсация водяных паров в пылепроводах, а также обеспечивается нормальная транспортировка пыли в схемах с пылевым бункером;

3) соответствие между равновесной влажностью топлива, относительной влажностью сушильного агента и его температурой;

4) рекомендуемые скорости сушильного агента в отдельных элементах мельничной установки;

5) рекомендуемые количества первичного воздуха.

Для определения расхода сушильного агента определим значения приходных и расходных статей теплового баланса и выразим из уравнения теплового баланса пылеприготовительной установки расход сушильного агента.

Уравнение теплового баланса пылеприготовительной установки имеет вид

.

Статьи теплового баланса:

Приходные статьи:


Информация о работе «Определение эксплуатационных параметров котельной установки Е-500»
Раздел: Физика
Количество знаков с пробелами: 18909
Количество таблиц: 5
Количество изображений: 2

Похожие работы

Скачать
157736
17
0

... установки. Для них характерны высокая термическая эффективность, хорошие маневренные и экологические характеристики, высокая надежность и относительно низкая стоимость установленного киловатта. Парогазовые установки, предназначенные для С.-Петербурга, должны быть адаптированы к особенностям работы энергосистемы Ленэнерго. Это существенная неравномерность суточного и недельного потребления ...

Скачать
55765
12
2

... жилья. Схема хозяйственных отношений участников процесса эксплуатации жилищного фонда. Договор Подчинение 3. Расчет эксплуатационных расходов на производство тепловой энергии котельной установкой. Расчет эксплуатационных расходов на производство тепловой энергии производится на основе следующих данных (табл. 1) Таблица 1 – Исходные ...

Скачать
121703
23
4

... средств автоматизации. 61 11. Экономический расчет. 65 12. Безопасность и экологичность работы.. 87 Заключение. 95 Conclusion. 96 Литература. 97 Реферат Дипломный проект на тему «Автоматизация котельной установки производства мономеров» состоит из 81 страницы. В ней содержится 2 рисунка, 8 таблиц и приложение. Для составления этой работы было использовано 20 источников литературы, ...

Скачать
113819
12
2

... теплопередачу. В крупных установках используют паротурбонасосы, конденсат их выходного пара маслом не загрязнён, поэтому его можно направлять в котёл. Инжекторы для питания котлов в отопительно-производственных котельных непригодны, так как они плохо засасывают горячую воду. Производительность насосов определяется по формуле, т/ч: z – число котлов, шт, k – коэффициент ...

0 комментариев


Наверх