Курсовая работа (т): Тепловой расчет паровых котлов малой мощности
Тепловой расчет паровых котлов малой мощности
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Ивановский государственный политехнический университет»
Кафедра
«Гидравлики, теплотехники и инженерных сетей»
Курсовая работа
«Тепловой расчет паровых котлов малой мощности»
по курсу
«Теплогенерирующие установки»
Разработал:
студент гр. ТГВ-31
Герасименко В.А.
Руководитель: ст. преподаватель
Зиновьева Е.В.
Иваново 2013
Содержание
Исходные данные
. Состав и характеристика топлива
.Определение состава и энтальпий дымовых газов
.1 Расчёт при коэффициенте расхода воздуха α =1
2.2 Расчет при коэффициенте расхода воздуха α >1
2.3 Расчёт энтальпий
. Тепловой баланс
. Расчёт топки
.1 Определение конструктивных размеров и характеристик топочной камеры
.2 Расчёт теплообмена в топке
. Определение тепловосприятий
.1 Тепловосприятие пароперегревателя
.2 Тепловосприятие котельного пучка
.3 Тепловосприятие водяного экономайзера
.4 Сведение теплового баланса котла
. Поверочно-конструктивный расчёт пароперегревателя
. Поверочно-конструктивный расчёт котельного пучка
. Поверочно-конструктивный расчёт водяного экономайзера
. Аэродинамический расчёт газового тракта котла
Библиографический список
Приложение
Исходные данные
. Тип котла - ДЕ-10-1.4 ГМ
. Топливо - природный газ.
. Состав топлива:
= 94.42%
= 2.5 %
= 0.4 %
= 0.2 %
= 0.1 %
= 2.6 %
= -
1. Состав и характеристика топлива
Определяем низшую теплоту сгорания:
Для сравнения эффективности различных топлив используют понятия условного топлива и топливного эквивалента .
Условным называется топливо, имеющее теплоту сгорания 29.3 МДж/м³ (МДж/кг)
Топливный эквивалент:
топливо является высококалорийным.
2. Определение состава и энтальпий дымовых газов
.1 Расчёт при коэффициенте расхода воздуха α=1
Дымовые газы образуются в результате горении горючих компонентов
топлива: углерода, водорода, серы. Кислород топлива используется для горения.
Азот не участвует в горении. Зола топлива также не участвует в горении, а
выпадает в осадок, и частично уносится с дымовыми газами. Влага топлива при его
горении испаряется и в виде водяного пара присутствует в дымовых газах. В
результате горения образуются газы 
, 
и водяной пар. Кислород , необходимый для
горения, подается в составе воздуха, где он занимает объем равный 21%.
По реакциям горения можно рассчитать необходимое количество кислорода, а через него и необходимое количество воздуха. Расчет количество продуктов сгорания и воздуха производится на 1 кг твердого или жидкого топлива и на 1м³ газообразного топлива.
Теоретическое количество воздуха:
Теоретическое количество трёхатомных газов:
Теоретическое количество водяных паров:
Здесь 
влагосодержание газообразного топлива,
принимаемое чаще всеинженерных расчетах 10 
Теоретическое количество азота:
Теоретическое количество дымовых газов:
Процентный состав дымовых газов находим по формуле.
2.2 Расчёт при коэффициенте расхода воздуха α>1
Определяем коэффициенты расхода воздуха
последовательного по всему газовому тракту котла по формуле:
а также среднее значение коэффициента избытка воздуха в
соответствующем газоходе:
где
- начальный и конечный коэффициенты
расхода воздуха в соответствующем газоходе.
Топка: - α′=1.1, ∆α=0.05
α″=1.15; αср=1.125
Пароперегреватель - α′=1.15, ∆α=0.05
α″=1.2; αср=1.175.
Котельный пучок - α′=1.2, ∆α=0.05
α″=1.25; αср=1.225
Экономайзер - α′=1.25, ∆α=0.1
α″=1.35; αср=1.3
Воздухоподогреватель - α′=1.35, ∆α=0.05
α″=1.4; αср=1.375
Количество трехатомных газов:
Количество водяных паров:
при αср=1.125 
при αср=1.175 
при αср=1.225 
при αср=1.3 
Количество азота:
при αср=1.125 
при αср=1.175 
при αср=1.225 
при αср=1.3 
Количество кислорода:
при αср=1.125 
при αср=1.175 
при αср=1.225 
при αср=1.3 
Действительное количество дымовых газов при
в газоходе будет
при αср=1.125 
при αср=1.175 
при αср=1.225 
при αср=1.3 
Действительное процентное соотношение дымовых газов:
Топка.
Пароперегреватель.
Котельный пучок.
Экономайзер.
Масса дымовых газов:
-
плотность газового топлива;
-
влажность газового топлива.
при =1.125 
при =1.175 
при =1.225 
при =1.3 
Плотность дымовых газов:
Т.
ПП
К.П.
ВЭ.
Средняя объёмная теплоёмкость продуктов сгорания при
постоянном давлении:
где 
средние объемные теплоемкости при
постоянном давлении соответствующих газов,
объемные доли газов в процентах.
Топка: 
Пароперегреватель: 
Котельный пучок: 
Экономайзер: 
Средняя массовая теплоёмкость: 
Результаты расчетов сводим в таблицу 1. (см. приложение)
2.3 Расчёт энтальпий
Расчёт энтальпий продуктов сгорания для
всех видов топлива при α=1 проводят по формуле:
Энтальпии газов вычисляются:
300 °С 
400 °С 
°С 
°С 
°С 
°С 
°С 
°С 
°С 
°С 
°С 
°С 
°С 
°С 
°С 
°С 
°С 
°С 
°С 
°С 
300 °С 
°С 
°С 
°С 