Автор: Пользователь скрыл имя, 11 Января 2011 в 10:46, курсовая работа
Целью курсовой работы является расширение и углубление теоретических знаний по дисциплине «Теплотехника», приобретение практических навыков по решению инженерных теплотехнических задач, ознакомление с теплоэнергетическими системами в сельском хозяйстве, а также приобретение опыта использования нормативной, справочной и учебной литературы.
Введение………………………………………………………………….
3
1
Расчёт тепловых нагрузок производственных и коммунально-бытовых потребителей тепла…………………………………………....
4
2
Построение теплового графика нагрузки………………………………
7
3
Расчёт принципиальной тепловой схемы производственно-отопительной котельной………………………………………………...
10
4
Составление теплового баланса котельной………………………….....
19
5
Выбор типа размера и определение количества котлоагрегатов……..
20
6
Расчёт теоретических и действительных объемов продуктов сгорания………………………………………………………………………...
21
7
Определение энтальпий продуктов сгорания и воздуха……………....
22
8
Тепловой баланс котельного агрегата………………………………….
23
9
Определение годового расхода топлива………………………………..
25
10
Тепловой и конструктивный расчёт водного экономайзера………….
26
11
Расчёт и подбор вспомогательного оборудования котельной………..
32
12
Компоновка котельной…………………………………………………..
35
13
Индивидуальное задание. Продувка котла……………………………...
36
Заключение…………………………………………………………….....
38
Список используемой литературы……………………………………...
39
Стальные гладкотрубные экономайзеры выполняют в виде горизонтальных змеевиков из бесшовных труб с наружным диаметром 28, 32, 38 мм и толщиной стенки 3-3,5 мм.
Основные величины, которыми следует руководствоваться при разработке конструкций стальных экономайзеров следующие:
Наружный диаметр труб dнар, мм 28, 30, 32, 38.
Расположение труб в пучке шахматное.
Скорость дымовых газов при
номинальной производительности wг, м/с 6-12 (оптимальная 8-10).
Скорость воды в трубах wв, м/с:
экономайзеров не кипящего типа 0,4;
экономайзеров не кипящего типа 0,8.
Относительный шаг труб:
поперек хода газов s1/d 2-3 (оптимальный 2,3 -2,5)
по ходу газов s2/d 1-1,5.
Радиус изгиба труб, м (1-1,5)dнар.
Радиус пакета труб, м 0,9 - 1,2.
Методика
Согласно выбранным размерам определяют площадь сечения для прохода газов
где Z1 - количество труб в горизонтальном ряду, шт.
Скорость дымовых газов находят по отношению объемного секундного расхода газов Vc к площади живого сечения газохода F.
Если скорость газов выходит за допустимые пределы, то производят соответствующую корректировку размеров живого сечения газохода экономайзера.
Скорость движения в трубах рассчитывают по формуле:
где Dк – количество воды проходящей через экономайзер котлоагрегата, кг/с;
νв – удельный объём воды, м3/кг;
dвн – внутренний диаметр трубы, мм;
Z0 – общее количество параллельно включённых труб по воде, шт.
При шахматном расположении труб в пучке Z0=2Z1.
Если скорость движения водя в трубах пучка будет меньше рекомендуемых значений, необходимо изменить расстановку труб в пучке. Увеличение скорости воды в трубах достигается уменьшением общего количества параллельно включённых труб Z0 или уменьшением диаметра dвн. В ряде случаев уменьшение количества змеевиков ведёт к чрезмерному увеличению экономайзера по высоте.
Количество петель в одном змеевике рассчитывают по формуле:
где Hэ – расчетная площадь поверхности экономайзера, м2;
l – длина одной петли, м;
dнар – наружный диаметр трубы, мм;
Z – количество змеевиков, установленных в газоходе, шт.
При одноходовом (по воде) экономайзере Z=Z0 , при двухходовом Z=2Z0.
Расчетная высота экономайзера равна
Если расчетная высота будет больше 1,5 м, то экономайзер делят на отдельные пакеты высотой1 0,8 – 1,2 м с разрывом для ремонта и обслуживания экономайзера.
tпв1=103,87
˚C; tух1=330˚С; tух2=165˚С; Iг
Iгб=6572,05кДж/кг; ηкабрс =75,98%; q5c=1,3 %.
Коэффициент сохранения тепла
Тепловосприятие экономайзера
Энтальпия питательной воды на выходе из экономайзера
В курсовом проекте допускается условно определять температуру воды на выходе из экономайзера по ее энтальпии через теплоемкость (Св = 4,19 кДж/кг∙˚С)
Имеем :
Температурный напор:
Поверхность экономайзера (Кэ = 0,019 кВт/м2∙К):
Далее производится конструктивный расчет.
Наружный диаметр труб dнар=32 мм.
Расположение труб в пучке шахматное.
Скорость дымовых газов при номинальной производительности: Wг=8-10 м/с.
Скорость воды в трубах: Wв=0,8 м/с.
Относительнй шаг труб
поперек хода газов s1/d=2,1
по ходу газов s2/d=1
Радиус изгиба труб, м: 1,5dнар=1,5*32=48
Радиус пакета труб, м b=2180 мм.
Согласно выбранным размерам определяют площадь сечения для прохода газов: F=(А+Z1dнар)b,
Z1=A/S1=540/70,4=8 труб.
F=(2100+832)1,5=3,342 м2.
Расположение труб экономайзера
tудср=(tух1+tух2)/2=247,5
Vc=0,7215,168(273+247,5)/273=
wг=
wг=
n=
Выбираем двухходовой экономайзер. Расчётная высота экономайзера равна:
h=4033+0,54057
мм.
11 Расчёт и подбор вспомогательного оборудования котельной
Для паровых котлов с избыточным давлением устанавливают конденсатные и питательные баки.
Вместимость конденсатных баков рассчитывают по формуле
Vк.б=3,6*Мпв*р=3,6*12,838*
Мпв=1,05*Dсум=1,05*12,227=
(р=0,7)
Вместимость питательных баков
Vп.б=3,6* Мпв=3,6*12,227=44,017 м3
В качестве питателных насосов устанавливают один центробежный с электроприводом. Подача каждого насоса должна быть не менее 50% суммарной паропроизводительности всех котлов, то есть 8,34 кг/с=30 м.куб./ч.
Выбираем Кс-32-50 с подачей 32 м /ч и напором 1470 кПа, мощность такого двигателя равна
, значит двигатель для такого насоса выберем
АИР160S2УЗ
В качестве парового питательного насоса выбираем 46-А.
Подача сетевого насоса, м3/ч, равна часовому расходу сетевой воды в подающей магистрали Gn. Напор, развиваемый сетевым насосом, зависит от общего сопротивления тепловой сети. Ориентировочно принимают Рпн = 200...400 кПа.
м3/ч, следовательно выбираем насос Кc-80/155 с напором 1520 кПа и подачей 80 м3/ч.
Следовательно двигатель выбираем АИР180М2У3.
Напор развиваемый подпиточными насосами Рпн = 200...600 кПа.В котельной должно быть не менее двух, один находится в резерве.
Подача определяется по формуле
м3/ч.Выбираем насос К-8/18 с напором 180кПа и подачей 8м3/ч
Электродвигатель к нему выбираем исходя
из мощности АИР63В2У3
Технические данные асинхронных электродвигателей
Мощность,
кВт |
Синхронная частота вращения, мин -1 | |||
3000 | 1500 | 1000 | 750 | |
0,06
0,09 0,12 0,18 0,25 0,37 0,55 0,75 1.1 1.5 2,2 3,0 4,0 5,5 7,5 11,0 15,0 18,5 22,0 30,0 |
-
4АА50А2УЗ 4АА50В2УЗ АИР56А2УЗ АИР56В2УЗ 4АА63А2УЗ АИР63В2У3 АИР71А2УЗ АИР71В2УЗ 4АМ80А2УЗ 4АМ80В2УЗ 4АМ90L2У3 АИР100S2УЗ АИР100L2УЗ АИР112М2УЗ АИР132М2УЗ АИР160S2УЗ АИР160М2У3 АИР180S2У3 AИР180М2УЗ |
4АА50А4УЗ
4АА50А4У3 АИР56А4УЗ АИР56В4УЗ АИР63А4УЗ АИР63В4УЗ АИР71А4УЗ АИР71В4УЗ 4АМ80А4УЗ 4АМ80В4УЗ 4АМ90L4УЗ АИР100S4УЗ АИР100L4УЗ АИР112М4УЗ АИР132S4УЗ АИР132М4УЗ АИР160S4УЗ АИР160М4УЗ АИР180S4У3 АИР180M4УЗ |
-
- - 4АА63А6УЗ 4АА63В6УЗ
4А71А6УЗ АИР71В6УЗ 4АМ80A6УЗ 4АМ80В6УЗ
АИР90L6УЗ АИР100L6УЗ АИР112МА6УЗ АИР112MВ6УЗ АИР132S6УЗ АИР132М6УЗ АИР160S6УЗ АИР160М6УЗ АИР180М6УЗ 4АМН180М6У3 5А200L6УЗ |
-
- - - 4А71В8УЗ 4А80А8УЗ 4А80В8УЭ
4А90LА8УЗ 4А90LB8УЭ 4А100L8УЗ 4А112MА8УЗ 4А112MУЗ АИР132S8УЗ АИР132М8УЗ 5А160S8УЗ 5А160M8УЗ АИР180М8УЗ 5А200М8УЗ 5А200L8У3 5А225М8УЗ |
Основные технические данные центробежных и вихревых насосов
Марка
насоса |
Подача,
м3/ч |
Напор,
Мпа |
Частота
вращения, об/ мин |
Мощность
электродвига- теля, кВт |
Центробежные насосы | ||||
ЦВ-4/85 | 14,4 | 0,83 | 2900 | 17 |
ЦВ-5/105 | 18 | 1,03 | 2900 | 21,2 |
ЦВ-5/140 | 180 | 1,47 | 2900 | 30 |
ЦВ-6,3/160 | 22,7 | 1,57 | 2900 | 40 |
К-8/18 | 8 | 0,18 | 2900 | 1,5 |
К-20/18 | 20 | 0,18 | 2900 | 1,5 |
К-20/30 | 20 | 0,29 | 2900 | 2,2 |
К-45/30 | 45 | 0,29 | 2900 | 7,5 |
К-45/55 | 45 | 0,54 | 2900 | 15,0 |
К-90/20 | 90 | 0,20 | 2900 | 7,5 |
Кс-12-50/2 | 12 | 0,49 | 3000 | 5,5 |
Кс-12-110/4 | 12 | 1,08 | 3000 | 10,0 |
Кс-20-50/2 | 20 | 0,49 | 3000 | 7,5 |
Кс-20-110/4
Кс-32-50 |
20
32 |
1,08
1,47 |
3000
2900 |
17
22 |
Кс-50-55 | 50 | 0,54 | 1450 | 17 |
Кс-50-110 | 50 | 1,08 | 1450 | 30 |
Кс-80-155 | 80 | 1,52 | 2940 | 75 |
Кс-125-140 | 125 | 1,37 | 1500 | 100 |
НКу-90 | 90 | 0,37 | 1450 | 22 |
НКу-150 | 150 | 0,34 | 1450 | 30 |
НКу-250 | 250 | 0,31 | 1450 | 45 |
Вихревые насосы | ||||
ВК-1/16 | 1,1-3,7 | 0,10-0,14 | 1450 | 1,5 |
ВК-2/26 | 2,7-8,0 | 0,59-0,20 | 1450 | 2,2-5,5 |
ВК-4/24 | 5,7-15,8 | 0,69-0,20 | 1450 | 2,2-5,5 |
ВК-5/24 | 8,5-18,4 | 0,69-0,20 | 1450 | 5,5-10 |