Визначення ККД котельного агрегату нетто

Курсова робота

на тему: «Визначення ККД котельного агрегату нетто»

Завдання на курсову роботу (проект)

1. Визначити ККД котельного агрегату брутто ( ) За даними випробувань і порівняти з нормативним значенням.

2. Визначити годинну витрату палива, що подається в топку котельного агрегату.

3. Визначити температуру точки роси за даними аналізу палива.

4. Визначити потужність електродвигунів тягодуттьових машин (дуттєвого вентилятора, димососа).

5. Визначити потужність електродвигуна живильного насоса.

6. Визначити ККД котельного агрегату нетто ( ).

7. Визначити неточність у визначенні витрати палива, якщо термопара показує температуру гострої пари (t _о) за котлом на 5 ÷ 10 ⁰ С і вище.

8. Для даного котельного агрегату скласти типову схему розміщення точок вимірювань при балансових випробуваннях.

1. Визначення ККД котельного агрегату брутто за даними випробувань

Коефіцієнт корисної дії котельного агрегату брутто визначається по зворотному балансу,%.

,

а) Втрати тепла від механічного недопалювання визначаються за формулою,%

де = 0,1% - зольність палива на робочу масу;

- Частка золи палива в шлаку і провал;

- Частка золи палива в віднесенні;

- Зміст горючих в шлаку;

-Зміст горючих в віднесенні;

Для мазуту ;

- Располагаемое тепло на 1 кг твердого або рідкого палива, кДж / кг

Для технічних розрахунків визначається як = 38799,4 +209,34 = 39008,74 кДж / кг

де = 38799,4 кДж / кг - нижча теплота згоряння палива

- Фізичне тепло палива, кДж / кг,

= 2,326 * 90 = 209,34 кДж / кг,

де - Теплоємність палива

- Температура палива, ^про С.

= кДж / кг ּ До

де = 3,0% - вологість палива на робочу масу

- Теплоємність сухої маси палива, Дж / ​​кг ּ К.

Теплоємність мазуту при температурі t визначається

при t <100 ⁰ С 1,89 +0,0053 t, кДж / кг ּ До

при t <100-150 ⁰ C 1,3 +0,0112 t, кДж / кг ּ До

Температура підігрітого мазуту приймається рівною

Отже, при , 1,89 +0,0053 * 90 = 2,367 кДж / кг ּ До

б) Втрати тепла з димовими газами визначається,%

= %

де = 39008,74 - кДж / кг - располагаемое тепло на 1 кг твердого палива,

- Ентальпія газів, що йдуть за відповідного коефіцієнті надлишку повітря і температурі , КДж / кг,

2620,47 + (1,3167-1) * 2321,97 = 3355,84 кДж / кг

Значення = 2620,47 кДж / кг, = 2321,97 кДж / кг

кДж / кг кДж / кг

= 1,1667 +0,15 = 1,3167 кДж / кг

де ;

= - Коефіцієнт надлишку повітря на виході з топки;

= 3,0% - вміст кисню на виході з топки

= кДж / кг

в) Втрати тепла від хімічного недопалювання,%

= =

, , - Вміст у відхідних газах продуктів неповного згоряння палива,%

де - Обсяг сухих газів

= 14,296-1,408 = 12,888 м ³ / кг

де - Об'єм димових газів

= 1,563 +8,09 +1,408 + (1,3167-1) * 10,214 = 14,296 м ³ / кг

де - Обсяг трьохатомних газів

=

= 0,0186 * (83,0 +0,375 * 2,8) = 1,563 м ³ / кг

де теоретичний об'єм азоту

= 0,79 * 10,214 +0,08 * 0,3 = 8,09 м ³ / кг

де - Теоретично необхідний для повного згорання палива об'єм повітря,

= = 0,0889 (83,0 +0,375 * 2,8) +0,265 * 10,4-0,0333 * 0,4 = 10,214 м ³ / кг

де - Обсяг водяної пари

= 1,356 +0,016 (1,3167-1) * 10,214 = 1,408 м ³ / кг

де - Теоретичний об'єм водяної пари

= 0,111 * 10,4 +0,0124 * 3,0 +0,0161 * 10,214 = 1,356 м ³ / кг

г) Втрати тепла від зовнішнього охолодження q ₅ визначаємо за рис. 1.

Рис. 1. Втрати тепла від зовнішнього охолодження

1 - котельний агрегат (з хвостовими поверхнями); 2 - власне котел (без хвостових поверхонь).

q _{5 =} 0,65%

д) Втрати з фізичним теплом шлаків для твердого палива,%

Для мазуту

Коефіцієнт корисної дії котельного агрегату брутто

=

= 100 - (5,186 +0,596 +0,02 +0,65 +0) = 93,548%

2. Визначаємо годинну витрату палива, що подається в топку котельного агрегату, кг / год

= кг / год = 3,8 кг / с

де - Тепло корисно-використане в котельному агрегаті

=

= 160000 (3476,9-924,24) +0,05 * 160000 (1491,3-924,24) = 499155200 кДж / год

де = 160000 кг / год - паропродуктивність котельного агрегату

- Величина безперервної продувки, приймаємо ;

= 1491,3 кДж / кг - ентальпія продувочной води

= 3476,9 кДж / кг-ентальпія перегрітої пари

= 924,24 кДж / кг - ентальпія живильної води

Ентальпія перегрітого пара i ₀ визначається по тиску Р ₀ = 10 МПа і температурі t ₀ = 5408С

Ентальпія живильної води визначається по температурі живильної води = 215 ^о С і тиску = 13 МПа.

Для барабанних котельних агрегатів = 1,3 * 10 = 13 МПа

Ентальпія продувочной води визначається по тиску в барабані = 1,2 * 10 = 12 МПа

3. Визначення питомої витрати умовного палива на вироблений ГДж (Гкал) тепла

Питома витрата умовного палива на вироблений ГДж (Гкал) тепла визначається за формулою:

де - Витрати умовного палива, кгут / год:

кгут / год,

де - Теплотворна здатність палива, кДж / кг;

- Тепло корисно використане в котельному агрегаті, кДж / год

4. Температура точки роси визначається за формулою:

де = - Приведена сірчистість в робочій масі палива

- Температура, при якій відбувається конденсація водяної пари, що перебувають у складі димових газів, ⁰ С.

= 44,198 ⁰ С

Парціальний тиск водяної пари:

= атм = 0,0098 МПа

5. Визначення потужності електродвигуна тягодуттьових машин (дуттєвого вентилятора і димососа)

Потужність електродвигуна дуттєвого вентилятора і димососа визначається за формулою, кВт

де = 1,2 - коефіцієнт запасу потужності;

= 68% - коефіцієнт корисної дії електродвигуна;

Q - розрахункова подача тягодуттьові машини, м ³ / c.

- Напір, що розвивається тягодуттьових машин.

а) Розрахункова подача дуттєвого вентилятора

=

= 1,1 * 3,799 * 10,214 (1,1667-0,02 +0,03-0,03) 65,87 м ³ / с

де - Коефіцієнт запасу;

= 718 * 13,6 * 9,8 = 95695 Па - барометричний тиск

- Розрахункова витрата палива

= 3,8 (1-0,01 * 0,02) = 3,799 кг / с

= 1,1667 - коефіцієнт надлишку повітря на виході з топки;

= 0,02, = 0,03, = 0,03 - присоси повітря в газоходах котельного агрегату

Напір дуттєвого вентилятора 1,6 кПа

=

б) Розрахункова подача димососа

де = 1,1 - коефіцієнт запасу;

- Коефіцієнт надлишку повітря за димососом

Для мазуту

- Температура димових газів за димососом

Для мазуту

Напір димососа 1,4 кПа

= 238,3 кВт

6. Визначаємо потужність електродвигуна живильного насоса

Розрахункова подача живильного насоса

= 1,2 * 0,053 м ³ / с

де = 44,44 - паропродуктивність котельного агрегату

= 1,2 - коефіцієнт запасу по продуктивності котельного агрегату

ρ - щільність води, кг / м ^3, = 833,33 кг / ; = 0,0012 / Кг

Потужність електродвигуна живильного насоса, КВт:

= = 861,25 КВт

де

= 13 МПа. - Напір живильного насоса.

7. ККД котельного агрегату нетто , Який враховує витрати електроенергії на власні потреби визначається за формулою:

= %

де В = 3,8 кг / с = 13,68 т / год - витрата палива

Q ₁ = 138654,2 Дж / ​​с - тепло корисно використане в котельному агрегаті

W _сн - витрата електроенергії на власний потреби в котельному цеху

W _сн = N _дв + N _дс + N _пн + W _р + W _пл + W _зу = 186 +238,3 +861,25 = 1285,55 кВт

де N _дв = 186 кВт - потужність дуттєвого вентилятора;

N _дс = 238,3 кВт - потужність димососа;

N _пн = 861,25 кВт - потужність живильного насоса;

8. Визначимо на скільки не точно визначений витрата палива, що подається в топку котельного агрегату, якщо термопара показує температуру гострої пари (t _o) за котлом на 10 ⁰ С вище

За умовою завдання змінимо температуру гострої пари:

t ₀ ^* = t ₀ + 10 = 540 + 10 = 550 ° C

За тиском P ₀ і t ₀ ^* визначаємо ентальпію = 3501,9 кДж / кг і з урахуванням нового значення визначаємо витрату палива В.

Визначимо корисно-використане тепло:

Визначимо витрата палива:

>

13678,52 кг / год> 11426,16 кг / год

кг / год

9. Для даного котельного агрегату складаємо типову схему розміщення точок вимірювань при балансових випробуваннях котельного агрегату. На схемі необхідно показати точки вимірювання температур повітря (t _в), живильної води (t _п.в.), перегрітого пара (t _п), газоподібних продуктів згоряння ( ), Точки вимірювання тиску (Р), розрядження (S), відбору проб палива (ОПТ), винесення (ОПП), золи (ОПЗ) і т.д. і т.п.

Рис. 2. Типова схема розміщення точок вимірювань при балансових випробуваннях барабанного газомазутного котла:

Q _рц - витрата газоподібних продуктів згоряння на рециркуляцію; G _np - витрата продувочной води, С _з - солевміст поживною, котлової води і насиченої пари; К _ф - калорифер; ДРГ - димосос рециркуляції газів; t _в, t _пв, t _п, t _вп - температура повітря, живильної води, пари, води на впорскування; υ - температура газоподібних продуктів згоряння, р - тиск; s - розрідження; Q - витрата повітря; G _пв, G _вп, D _п - витрати живильної води, води на уприскування і свіжої пари; R _x - аналіз газів; ОПТ, ОПУ - відбори проб палива, винесення; Е _сн - витрата електроенергії на власні потреби; Д - димосос; ДВ - дутьевой вентилятор.

Список літератури

1. Трембовля В.І., Фігнер Є.Я., Авдєєва А.А. Тепломеханічних випробування котельних установок. - М.: Енергія, 1991. -416 С.

2. Тепловий розрахунок котельних агрегатів. Нормативний метод / Під. ред. А.В. Кузнєцова та ін - М.: Енергія, 1973. - 296 с.

3. Ширяв В.А., Ушаков С.Г. Випробування і налагодження парових котлів. - М.: Вища школа, 1986. - 320 с.

4. Кемельман Д.М., Ескін Н.Б. Наладка котельних установок. Довідник. - К.:. 1989. -320 С.

5. Довідковий посібник теплоенергетика електричних станцій. / Під. ред. А.М. Леонкова, Б.В. Яковлєва. - Мінськ, Білорусь, 1974. - 368 с.