Курсовая работа: Расчет теплового баланса парового котла

Для контроля уровня воды в паровом котле применяют водоуказательные приборы. Паровой котел ДЕ должен иметь не менее двух водоуказателей. Чаще всего используют водоуказатель с плоскими стеклами «клингер», вставленными на прокладке в рамку. Плоские стекла имеют сложное устройство, но удобны и безопасны в работе. Они лопаются редко, оставаясь при этом в металлической рамке и не разлетаясь на куски, вследствие чего для этих стекал, не нужны ограждения. На внутренней сторон стекла имеются продольные риски, благодаря которым вода в стекле кажется темной, а пар – светлым, т.е. создается отчетливая граница между темной полосой пара над ней.

Котел ДЕ должен быть снабжен двумя независимыми предохранительными клапанами, которые устраивают так, чтобы давление пара в котле не могло превышать допускаемое рабочее. Предохранительные клапаны выпускают излишний пар при через в мерном повышении давлении, т.е. когда стрелка манометра переходит за красную черту.

Парозапорные устройства (вентили, задвижки), предназначенные для отключения котла от потребителя воды или пара. В зависимости от параметров протекающей среды и размеров вентили могут соединяться с трубопроводами на фланцах, резьбе или с помощью сварки. Вентили имеют плоский или игольчатый клапан. Вентили с плоским клапаном используют в качестве запорных устройств, а игольчатым клапаном – для дросселирования.

В гарнитуру котельного агрегата входят дверца, лазы, гляделки, взрывные клапаны, шиберы или поворотные заслонки.

Для наблюдения за процессом горения топлива и конвективных газоходов в обмуровке котлоагрегата выполняют гляделки. Взрывные клапаны предохраняют обмуровку от разрушения при случайных хлопках в газоходах котла. С помощью чугунных дымовых шиберов или поворотных заслонок регулируют тягу и перекрывают боров.

2 Расчет процесса горения

Расчет процесса горения выполняем по формулам в соответствии с источником [2].

Из таблицы характеристик топлив [источн.1] выбираем расчетные характеристики природного газа газопровода Кумертау-Ишимбай-Магнитогорск, %: СН₄ =85,9; С₂ Н₆ =6,1; С₃ Н₈ =1,5; С₄ Н₁₀ =0,8; С₅ Н₁₂ =0,6; N₂ =5,0; СО₂ =0,1; Q^р _н = 38380,4 МДж/м³ .

Определяем теоретический объем воздуха V⁰ , м³ /м³ , необходимого для полного сгорания при сжигании газа

V⁰ =0,0476 [0,5 СО+0,5Н₂ +1,5Н₂ S+∑(m+n/4)С_m Н_n -О₂ ], (1)

где m – число атомов углерода;

n – число атомов водорода.

V⁰ =0,0476[(1+4/4)85,9+(2+6/4)6,1+(3+8/4)1,5+(4+10/4)0,8+(5+12/4)0,6]=10,03.

Определяем теоретический объем азота V⁰ _{N 2} , м³ /м³ , в продуктах сгорания при сжигании газа

V⁰ _{N 2} =0,79 V⁰ +N^р / 100. (2)

V⁰ _{N 2} =0,79 * 10,03+5,0 / 100=7,97.

Определяем объём трехатомных газов V_{RO 2} , м³ /м³ , в продуктах сгорания при сжигании газа

V_{RO 2} =0,01(СО₂ +СО+Н₂ S+∑ m С_m Н_n ). (3)

V_{RO 2} =0,01(0,1+(1*85,9+2*6,1+3*1,5+4*0,8+5*0,6)=1,09.

Определяем теоретический объём водяных паров V⁰ _{H 2 O} , м³ /м³ , в продуктах сгорания при сжигании газа

V⁰ _{H 2 O} =0,01(Н₂ S+Н₂ +∑ n/2 С_m Н_n +0,124d_г.тл )+0,0161 V⁰ . (4)

V⁰ _{H 2 O} =0,01(4/2*85,9+6/2*6,1+8/2*1,5+10/2*0,8+12/2*0,6+0,124*10)+0,0161*10,03=2,2.

Определяем средний коэффициент избытка воздухаa_ср , для каждой поверхности нагрев

(5)

где a^′ и a^″ – коэффициент избытка воздуха перед и после газохода;

a^′ _T – коэффициент избытка воздуха на входе в топку; принимаем равным 1,05[источник 3].

a″ = a′+ Da, (6)

где Da – присос воздуха в поверхность нагрева.

Определяем избыточное количество воздуха V^в _изб , м³ /м³ , для каждого газохода

V^в _изб = V⁰ (a_ср –1). (7)