Каменный уголь в свою очередь подразделяется на ряд разновидностей. Длиннопламенные и газовые угли имеют повышенный внутренний балласт, затрудняющий спекание кокса. В процессе коксования эти угли отличаются повышенным выходом летучих. При горении образуется характерное длинное пламя.

Имеются сорта каменного угля, приближающиеся по своему составу к чистому углероду, с минимальным количеством Н, О и высоким СО, так называемые тощие угли, они дают неспекающийся кокс, так как углерод при коксовании не расплавляется.

В промежутке между длиннопламенными углями и коротко-пламенными — тощими — находятся жирные коксующиеся, они в первую очередь и используются для получения металлургического кокса, а также коксовального газа и высокоценных погонов.

Для внесения известной систематизации при маркировке предлагались схемы классификации углей по тем или иным признакам. Следует отметить затруднительность создания всеобъемлющей классификации, так как каждое месторождение имеет свои специфические, ему присущие особенности.

Каменные угли Донбасса имеют свою классификацию, разбиваясь по признакам коксуемости и выхода летучих. В отличие от бурого угля каменный уголь обладает высокой теплотворной способностью органической массы, превышающей по своей величине таковую для всех родов твердого топлива Теплотворная способность рабочего топлива также высокая и доходит до 7 000 ккал/кг и более, главным образом из-за малой гигроскопичности каменного угля, вследствие чего его влажность редко превышает 10%.

Кокс и полукокс. Как уже указывалось, наиболее целесообразно используется топливо в том случае, если предварительно оно подвергается воздействию термических процессов, сопровождающихся выходом летучих. В зависимости от того, какие цели ставят себе предприятия, перерабатывающие уголь, из каменного угля при температурах порядка 900° получают кокс, генераторный газ или смолу с последующей выработкой из нее ценных химических продуктов.

Для производства металлургического и литейного кокса берут угли, дающие плотный сплавленный кокс; для газификации идет длиннопламенный газовый уголь, а для получения большого количества высококачественной смолы расходуются жирные угли, причем процесс коксования предпочтительнее вести при низких температурах (550°); в этом случае за счет повышенных качеств погонов получается полукокс — продукт непрочный, идущий на сжигание, но не используемый в металлургических печах.

Методом полукоксования пользуются также для получения из низкосортного твердого топлива значительного количества высокоценных побочных продуктов.

Наиболее прочный и плохо поддающийся истиранию кокс называется металлургическим, он используется на доменную плавку. Более слабый кокс — литейный — направляют в вагранки для переплавки уже готового чугуна.

Объемный вес кокса зависит от его плотности, в среднем равен примерно 450 кг/м3.

Брикеты. Спрессовывая мелочь кокса и полукокса углей, фрезерного торфа, опилок в форму кирпича, шара, яйцевидную и пр., можно получить удобное для транспортировки и хранения топливо. Если не удастся спрессовать мелочь без примеси связующего элемента, то при формовке добавляют каменноугольный пек — остаток смолы после ее переработки. Размеры брикета бывают и меньше — до 30X60X55 мм.

Антрацит. Антрацит по своему составу более всех углей приближается к чистому углероду. Он отличается большой прочностью, хорошо выдерживает перегрузки и перевозки. Выход летучих у антрацита ничтожный (несколько процентов), поэтому при горении угли этого рода почти не дают факела, а также и дыма, обычно сигнализирующего о неправильной работе топки при сжигании длиннопламенного топлива.

Рабочий состав антрацита в большинстве случаев имеет относительно невысокую зольность и малую влажность, объемный вес его выше других углей.

Все эти особенности характеризуют антрацит наравне с хорошими каменными углями как топливо, весьма теплоплотное, вследствие чего и радиус его использования, считая от места добычи, может определяться уже тысячами километров.

Антрацит расходуется преимущественно на цели сжигания, так как выход летучих у него невелик, кокс его рассыпается и, следовательно, не может использоваться, например, для целей выплавки металла.

Теплотворная способность органической массы антрацита достаточно высокая, близкая к углероду, и уступает только некоторым сортам каменных углей вследствие сниженного процента водорода в органической массе

Маркировка углей. Один и тот же тип угля в зависимости от размеров кусков и количества мелочи подразделяется на несколько сортов. Угли других месторождений имеют свою маркировку.

Объемный вес воздушносухих ископаемых углей колеблется в пределах от 600 до 1 000 кг/м3. Объемный вес большинства углей приближается к 900 кг/м3, меньшие цифры относятся к некоторым бурым углям (исключая подмосковный), наивысший объемный вес принадлежит антрациту.

Исходные данные. [2]

Котел:  ДКВР 4-14

Объём топки:  13,7м²

Поверхность стен топки:  41,4 м²

Диаметр экранных труб:  512,5 мм

Относительный шаг экранной трубки: 1,56 мм

Площадь лучевоспренимающей поверхность нагрева: 19,5 м²

Площадь поверхности нагрева конвективных пучков: 117 м²

Диаметр труб конвективных пучков: 512,5 мм

Расположение труб конвективных пучков: коридорное

Поперечный шаг труб:  110 мм

Продольный шаг труб:  100 мм

Площадь живого сечения для прохода продуктов сгорания: 0,375 мм

Число рядов труб по ходу продуктов сгорания (1пучок /2 пучок): 20/20

Топливо:  кузнецкий

Марка топлива:  Д

Класс:  Р, СШ

:  12,0

:  13,2

:  0,3

:  58,7

:  4,2

:  1,9

Низшая теплота сгорания : 9,7

Максимальная:  22,82

 влажность:  13,5

зольность :  25,0

Температура плавкости золы tº:

:  1130ºС

:  1200ºС

:  1250ºС

Приведенные: 

Влажность:  0,576

Зольность:  0,578

Выход летучих на горючую массу: 42,0

2. Расчет объемов продуктов сгорания

котел экономайзер топливо

2.1 Определить теоретический объем воздуха необходимого для полного сгорания

 (м³/кг)

2.2 Определить теоретический объем азота в продуктах сгорания

  (м³/кг) [2] (м³/кг)

2.3. Определить теоретический объем 3-х атомных газов при сжигании твердого топлива

  [2]

  (м³/кг)[2]

2.4 Определить теоретический объем водяных паров при сжигании твердого топлива

 (м³/кг) [2]

   (м³/кг) [2]

2.5 Определить средний коэффициент избытка воздуха в газоходе

  ()[2]

  ()[2]

  [2]

  [2]

Таблица №1 Объемная доля продуктов горения

2.6 Определить избыточное количество воздуха.

2.7 Определить действительный объем водяных паров для твердого

топлива

 [2]

2.8 Определить действительный суммарный объем продуктов сгорания

 [2]

Для топки 1,1+4,77+3,314+0,7633=9,9273

Для к.п. 1,1+4,77+5,126+0,7925=1,7885

Для ВЭК 1,1+4,77+9,656+0,865=16,391

Определить объемные доли 3-х атомных газов и водяных паров

1. Объемная доля 3-х атомных газов

  [2]

Топки 1,1/9,947=0,11058

К.п. 1,1/11,7889=0,0933

В.Э.К. 1,1/16,391=0,0671

2 Объемная доля водяных паров

  [2]

Топка 0,71/9,947=0,0713

К.П. 0,71/11,78=0,0602

В.Э.К.0,71/16,391=0,0433

3 Суммарная объемная доля

  [2]

2.9 Концентрация золы в продуктах горения

  [2]

2.10 Расчет энтальпии и продуктах сгорания

2.10.1 Энтальпия теоретического объема воздуха для всего выбранного диапазона температур

  [2]

133*6,02=800,66

267*6,02=1607,34

404*6,02=2432,08

543*6,02=3268,86

686*6,02=4129,72

832*6,02=5008,64

982*6,02=5911,64

1134*6,02=6826,68

1285*6,02=7735,7

1440*6,02=8668,8

1600*6,02=9632

1760*6,02=1595,2

1919*6,02=11552,38

2083*6,02=12539,66

2247*6,02=13526,94

2411*6,02=14514,22

2574*6,02=15495,48

2738*6/02=16482,76

2906*6,02=17494,12

3074*6,02=18505,48

2.10.2 Энтальпия теоретического объема продуктов сгорания для выбора диапазона температур

 [2]

1,1*170+4,77*130+0,71*151=914

1,1*359+4,77*261+0,71*305=1856

1,1*561+4,77*393+0,71*464=2821

1,1*774+4,77*528+0,71*628=3815

1,1*999+4,77*666+0,71*797=4841

1,1*1226+4,77*806+0,71*790=5881

1,1*1466+4,77*949+0,71*1151=6956

1,1*1709+4,77*1096+0,71*1340=8059

1,1*1957+4,77*1247+0,71*1529=9186

1,1*2209+4,77*1398+0,71*1730=10326

1,1*2465+4,77*1550+0,71*1932=11476

1,1*2726+4,77*1701+0,71*2138=12630

1,1*2986+4,77*1856+0,71*2352=13807

1,1*3251+4,77*2016+0,71*2566=15014

1,1*3515+4,77*2171+0,71*2789=16202

1,1*3780+4,77*2331+0,71*3011=17414

1,1*4049+4,77*2490+0,71*3238=18630

1,1*4317+4,77*2650+0,71*3469=19852

1,1*4586+4,77*2814+0,71*3700=21094

1,1*4859+4,77*2973+0,71*3939=21845

2.10.3 Энтальпия избыточного количества воздуха.

[2]

0,433*800=346

0,433*1607=695

0,433*2432=1053

0,433*3268=1415

0,414*1607=665

0,414*2432=1006

0,414*3268=1353

0,414*4129=1709

0,414*5008=2073

0,414*5911=2447

0,404*6826=2757

0,404*7735=3125

0,404*8668=3502

0,404*9632=3891

0,404*10595=4280

0,404*11552=4667

0,404*12539=5066

0,404*13526=5464

0,404*14514=5863

0,404*15495=6260

0,404*16482=6659

0,404*17494=7067

0,404*18505=7476

2.10.4 определить энтальпию продуктов сгорания при коэффициенте избытка воздуха

346+914+10=1270

695+1856+21=2573

1053+2821+33=3907

1415+3815+45=5276

665+1856+21=2543

1006+2821+33=3861

1353+3815+45=5214

1709+4841+57=6608

2073+5881+70=8012

2447+6956+83=9486

2757+8059+96=10913

3125+9186+109=12421

3502+10326+123=13952

3891+11476+137=15381

4280+12630+151=17061

4667+13807+170=18645

5066+15014+198=20278

5464+16202+220=21887

5863+17414+235=23513

6260+18630+258=25149

6659+19852+274=26785

7067+21094+366=28528

7476+21845+315=29637

  [2]

0,125*81=10

0,125*170=21

0,125*264=33

0,125*361=45

0,125*460=57

0,125*562=70

0,125*664=83

0,125*769=96

0,125*878=109

0,125*987=123

0,125*1100=137

0,125*1209=151

0,125*1365=170

0,125*1587=198

0,125*1764=220

0,125*1881=235

0,125*2070=258

0,125*2192=274

0,125*2934=366

0,125*2520=315

Таблица энтальпий №2

2.11 Расчет КПД и расход топлива

2.11.1 определит располагаемую теплоту

[2]

2.11.2 Вычислить полезную мощность парового котла

2.11.3. Вычислить КПД брутто

[2]

Находим по таблице

[2]

[2]

2.11.4 Вычислить расход топлива

[2]

2.11.5 Расчетный расход топлива

[2]

2.11.6.Коофициент сохранения теплоты

[2]

2.12 Поверочный расчет топки

2.12.2 Теплота воздуха складывается из теплоты горячего воздуха и холодного

2.12.3 Определить коэффициент тепловой эффективности экранов

[2]

2.12.4 эффективная толщина слоя

[2]

S=3,6*13,7/41,4=1,5

2.12.5 Коэффициент ослабления лучей 3-х атомными газами

[2]

14,29*0,181+0,55*1,26+0,3=5.303

2.12.6 Суммарная общая толщина среды

[]

2.12.7 Суммарная оптическая толщина среды

[2]

2.12.8 Степень черноты топки

[2]

2.12.9 Зависимость от относительного положения max температуры пламени по высоте топки

[2]

=0,48

2.12.10 Определяется зависимость

[2]

2.12.11 Действительная температура на выходе

[2]

2.13 Конвективные пучки

2.13.1 Теплота отданная продуктами сгорания

[2]

Для 700

0,966*(10426-8012+1,85*239,5)=3527(кДж/кг)

Для 400

0,966*(10426-5214+1,85*239,5)=8729

2.13.2 Расчет температуры потока продуктов сгорания в конвективном газоходе.

[2]

Для 700

(961,5+700)/2=768

Для 400

(961,5+400)/2=618

2.13.3 Расчет температурного напора

[2]

Для 700

768-340=428

Для 400

618-340=278

2.13.4 Расчет скорости продуктов сгорания в поверхности нагрева

[2]

Для 700

Для 400

2.13.5 Расчет коэффициента теплоотдачи конвекцией от продуктов сгорания к поверхности нагрева

[2]

Для 700

57,5*1,2*1*1=69

Для 400

51*1*1*1,2=61,2

2.13.6 Для запыленного потока

[2]

Для 700

57,5*0,689=39,61

Для 400

51*0,689=35,139

2.13.7 Для запыленного потока

[2]

340+60=400

2.13.7 Суммарный коэффициент теплоотдачи от продуктов сгорания

[2]

Для 700

1*(39,6+69)=208,6

Для 400

1*(35,1+61,2)=96,3

2.6.8 Коэффициент теплопередачи

[2]

Для 700

0,146*108,6=15,8

Для 400

0,146*96,3

2.13.9 Определяется количество теплоты воспринимающей поверхности нагрева.

[2]

Для 700

Для 400

2.14 Расчет водяных экономайзеров

2.14.1 Расчет количества теплоты

[2]

0,966*(5276-5214+1,2*3268)=2880

2.14.2 Расчет энтальпии воды после В.Э.К.

[2]

(0,12*3665)/(3,88+0,0776)+419=28737

2.14.3 Расчет параллельно включенных змеевиков

[2]

(3,88*1000000)/(0,785+600+5776)=1,42

2.14.4 Расчет скорости продуктов сгорания в водяном экономайзере

[]

2.14.5 Расчет площади живого сечения

[2]

5*0,184=0,92

2.14.6 Коофицент теплопередачи

[2]

0,65*108=70,5

2.14.7 Температура загрязненной стенки

[2]

260+60=320

2.14.8 Площадь поверхности нагрева

[2]

2.17.9 Расчет общего числа труби числа рядов

[2]

n=109,4/2,95

m=165,1/5=7,4

2.14.10 Определитть невязку теплового баланса

[2]

384-100

176 -х

(176*100)/35384=0.497 %

Заключение

В ходе курсового проекта был выполнен тепловой расчет котла ДКВР 4-14, работающего на твердом топливе Кузнецкий Д с прилежащими к нему частями, такими как водяной экономайзер.

После расчета в результате были выявлены недоработки и плюсы: такие как степень заводской готовности. Характеристика поведения котла при работе.

Благодаря чему можно создать более лучшие котлы близкие 100% кпд.

Естественно абсолютный котел без потерь не возможен.

Список использованной литературы

1. Александров «Вопросы проектирования паровых котлов ср. и малой производительности»

2. Вукалович. Ривкин. «Таблицы термодинамических свойств воды и водяного пара».

3. Котельные установки и их обслуживание

4. Эстеркин «Курсовое и дипломное проектирование»

5. Эстеркин «Промышленные котельные установки»

 .ru

Страницы: 1, 2