Методические указания к выполнению курсового проекта для студентов специальности 290700 "Теплогазоснабжение и вентиляция"
Смотрите также:
- Методические указания «общие требования к оформлению дипломных проектов и работ» для студентов
- Методические указания «общие требования к оформлению курсовых проектов и работ» для студентов
- Методические указания по изучению отдельных тем курса
- Методические указания по выполнению курсовой работы «Определение тепло- и влагозащитных свойств
- Методические указания к лабораторной работе по вентиляции «Определение гидравлического
- Методические указания по выполнению курсового проекта для студентов специальности 260902
- Методические указания по выполнению курсового проекта по дисциплине «Производственная
КОМПОНОВКА ОБОРУДОВАНИЯ ГЛАВНОГО КОРПУСА ТГУ
Компоновка оборудования котельного зала, трассировка газо-воздушного тракта котлов
Компоновка оборудования ХВО, деаэрационно-питательного участка, насосного оборудования
Определение площадей производственных и бытовых помещений ТГУ
^
Расчетная аксонометрическая схема газовоздушного тракта
Определение сечений воздуховодов и газоходов
Аэродинамический расчет котла, экономайзера (воздухоподогревателя), воздуховодов и газоходов.
Расчет выбросов загрязняющих веществ и подбор дымовой трубы
Окончательный подбор дымососов и дутьевых вентиляторов.
значения температур газов и воздуха до и после отдельных поверхностей нагрева, С;
строительный объем здания главного корпуса котельной;
удельная мощность котельной на куб м строительного объема;
себестоимость производства тепловой энергии.
основные результаты расчетов;
характеристика основных решений по компоновке оборудования и трассировке газоходов и воздуховодов;
результаты технико-экономических расчетов.
Проект теплогенерирующей установки системы централизованного теплоснабжения: Методические указания к выполнению курсового проекта для студентов специальности 290700 "Теплогазоснабжение и вентиляция" заочной ускоренной форм обучения. /Сост. Ю.В. Хоничев. - Хабаровск: Хабар. Гос. техн. университет, 2001, - 11 c. В методических указаниях сформулированы требования к содержанию пояснительной записки и графической части курсового проекта. Даны рекомендации по выполнению и оформлению пояснительной записки и чертежей. Печатается в соответствии с решениями кафедры "Теплотехника, теплогазоснабжение и вентиляция" и методического совета архитектурно - строительного института. С Издательство Хабаровского Государственного Технического университета, 2001 г. ^ ХАБАРОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Проект теплогенерирующей установки системы централизованного теплоснабжения ^ КУРСОВОГО ПРОЕКТА ДЛЯ СТУДЕНТОВ ЗАОЧНОГО УСКОРЕННОГО ОТДЕЛЕНИЯ СПЕЦИАЛЬНОСТИ 290700 "ТЕПЛОГАЗОСНАБЖЕНИЕ, И ВЕНТИЛЯЦИЯ " ХАБАРОВСК Издательство ХГТУ, 2001 3 В В Е Д Е Н И Е В будущей практической деятельности инженера по специальности 290700 "Теплогазоснабжение и вентиляция " весьма вероятна его специализация в области прикладной теплотехники, а именно - работа по проектированию, пуску, наладке и эксплуатации теплогенерирующих установок. В этом смысле успешное освоение курса "Теплогенерирующие установки" является ответственным этапом, определяющим компетентность будущего инженера при решении данного круга вопросов. Однако даже в случае выбора другой специализации, полученные знания и опыт чрезвычайно необходимы, так как составляют значительный объем прикладной подготовки. В учебный план самостоятельной работы по курсу "Теплогенерирующие установки" включено выполнение курсового проекта "Поверочный тепловой расчет котла" и курсового проекта " Проект теплогенерирующей установки системы централизованного теплоснабжения ". Цель настоящих методических указаний - сформулировать требования и оказать помощь в выполнении курсового проекта " Проект теплогенерирующей установки системы централизованного теплоснабжения ". ^ Курсовой проект, представляемый студентом к защите, включает в себя пояснительную записку и чертежи, выполненные по индивидуальному заданию в полном объеме и оформленные в соответствии с требованиями [1]. 1.1. Пояснительная записка Пояснительная записка должна включать в указанной ниже последовательности: титульный лист (оформляется на лицевой стороне обложки); задание по подготовке курсовой работы; реферат; содержание (оглавление); введение; основную часть; заключение; список использованной литературы. Титульный лист, содержание и список использованной литературы выполняются в соответствии с требованиями [1]. Задание на проектирование включает в себя типовой бланк с основной исходной информацией (тип котла, параметры теплоносителя, вид топлива, тепловые нагрузки и другие характеристики) и дополнительный раздаточный информационный материал (описание конструкции котла, его чертежи и техническая характеристика; описание, технические данные и эскиз горелки, гидравлическая схема циркуляции теплоносителя). 4 Рекомендуются следующие последовательность и содержание поясни- тельной записки к курсовому проекту: ВВЕДЕНИЕ ^ 1.1 Конструкция и характеристики котла 1.1.1. Техническая характеристика теплогенератора 1.1.2. Описание конструкции котла 1.1.3. Описание топочного или горелочного устройства 1.1.4. Расчетная схема котла 1.1.5. Гидравлическая схема циркуляции теплоносителя 1.2. Состав, количество и теплосодержание продуктов сгорания 1.2.1. Выбор расчетных избытков воздуха по газовому тракту котла, расчетная схема котла 1.2.2. Состав и количество продуктов сгорания 1.2.3. Теплосодержание продуктов сгорания 1.3. Составление теплового баланса котла 1.4. Поверочный тепловой расчет топочной камеры 1.4.1. Определение лучевоспринимающей поверхности 1.4.2. Расчет теплообмена в топочной камере 1.5. Поверочный тепловой расчет конвективных поверхностей нагрева 1.5.1. Расчет первого конвективного пучка 1.5.2. Расчет второго конвективного пучка ^ НАГРЕВА 3. ПРОВЕРКА ТЕПЛОВОГО БАЛАНСА 4. ТЕПЛОВАЯ СХЕМА ТГУ И ЕЕ РАСЧЕТ 4.1. Выбор тепловой схемы ТГУ и ее описание 4.2 Расчет тепловой схемы ТГУ 4.3 Определение производительности ТГУ и числа устанавливаемых котлов 4.4 Подбор оборудования тепловой схемы 4.4.1 Подбор насосного оборудования 4.4.2 Подбор деаэрационной колонки и бака аккумулятора деаэратора ^ 6. ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ ПОДБОР ДЫМОСОСОВ И ДУТЬЕВЫХ ВЕНТИЛЯТОРОВ 5 ^ 10 РАСЧЕТ СЕБЕСТОИМОСТИ ВЫРАБАТЫВАЕМОЙ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ 11 СПЕЦИФИКАЦИЯ ОБОРУДОВАНИЯ ЗАКЛЮЧЕНИЕ ^ 1.2. Графическая часть Графическая часть курсового проекта выполняется в выбранном масштабе (обычно 1:20; 1:25; 1:40; 1:50; 1:100), исходя из наиболее наглядного изображения при общем объеме чертежей 2.5 листа формата А1. Обязательный состав: горизонтальный, вертикальный и поперечный разрезы котла с показом присоединяемых хвостовых поверхностей нагрева (экономайзера или воздухоподогревателя); план ТГУ на отм 0,00, продольный и два поперечных разреза ТГУ; расчетная тепловая схема ТГУ с указанием расходов и температур теплоносителя на каждой линии; расчетная аксонометрическая схема газо-воздушного тракта. При симметричном относительно оси котла расположении элементов рекомендуются совмещенные изображения разреза и вида. Допускается упрощенное изображение поверхностей нагрева котла показом только осей труб или габаритов поверхностей с соответствующими пояснениями (диаметр труб, количество рядов, шаг экранирования). 6 ^ 2.1 Общие сведения Целью настоящей курсового проекта является выполнение в соответствии с заданием поверочного расчета парового или водогрейного котла, конструктивный расчет хвостовой поверхности нагрева, проект главного корпуса ТГУ на базе заданного типа котлов. Различают конструктивный и поверочный тепловые расчеты. Их методика в основном общая. Разница заключается в целях расчета, искомых величинах и последовательности его выполнения. Целью конструктивного расчета является разработка проекта нового котла, экономайзера, воздухоподогревателя и т.п. на заданные производительность (тепловую мощность), параметры теплоносителя и вид сжигаемого топлива. Поверочный расчет выполняют для существующей конструкции котла или хвостовых поверхностей нагрева. По имеющимся конструктивным характеристикам при заданных нагрузке и топливе определяют температуры воды, пара, воздуха и продуктов сгорания на границах между поверхностями нагрева, КПД агрегата, расход топлива. В результате поверочного расчета получают исходные данные, необходимые для выбора вспомогательного оборудования и выполнения гидравлических и аэродинамических расчетов. Необходимость конструктивной проработки хвостовой поверхности нагрева объясняется тем, что котлы малой производительности поставляются котлостроительными заводами без комплектации их экономайзерами или воздухоподогревателями. Вид последних и их компоновка определяются при разработке проекта. В агрегатах малой мощности применяются как комбинированные хвостовые поверхности, состоящие из экономайзера и воздухоподогревателя,так и один только экономайзер или воздухоподогреватель. В котлах мощностью менее 10 МВт устанавливать комбинированные хвостовые поверхности нагрева нецелесообразно, так как их трудно компоновать с маломощными агрегатами, а их установка увеличивает капитальные и эксплуатационные затраты. Поэтому такие котлы имеют лишь одну поверхность нагрева - экономайзер или воздухоподогреватель. Воздухоподогреватель устанавливают при сжигании высоковлажных топлив (бурые угли марки Б1, фрезерный торф, древесные отходы...), когда подогрев воздуха необходим для интенсификации и устойчивости процесса горения и повышения КПД. В выполняемой студентом курсовом проекте вид хвостовой поверхности нагрева оговаривается в задании на проектирование. В большинстве случаев для котлов, работающих на твердом топливе, задается воздухоподогреватель, а для остальных - экономайзер. 7 2.2 Введение Во введении необходимо отразить: - существующий уровень развития теплоснабжения и место теплогенерирующих установок при решении вопросов теплоснабжения; - актуальность и значимость решаемых вопросов; - цель и задачи курсового проекта. Проведение поверочного расчета котла - необходимое действие при проектировании и реконструкции теплогенерирующих установок. Результаты расчета являются базой для проведения последующих расчетов по подбору оборудования, определению теплотехнических, экономических и экологических показателей работы теплогенерирующей установки. Теплогенерирующие установки являются дорогостоящим сооружением, требующим привлечения больших капитальных и эксплуатационных затрат. Кроме того, эти объекты активно загрязняют окружающий воздушный бассейн. Достаточно подсчитать экономию средств за год при повышении коэффициента полезного действия котла на 0.1...0.3 % (это рекомендуется сделать самостоятельно на основе сегодняшних цен на топливо), чтобы убедиться в важной роли профессионального подхода к решению вопросов проектирования и эксплуатации данного вида техники. 2.3 Конструкция и характеристики котла Важнейшим условием, обеспечивающим правильный ход расчета, является верное понимание особенностей конструкции котла, взаиморасположения поверхностей нагрева и их омывания продуктами сгорания. Поэтому для избежания грубых ошибок необходимо подробно ознакомиться с чертежами и описанием конструкции. Наиболее подробно эта информация представлена в [3], а также в [4-8]. При написании пунктов 1.1.1-1.1.4 пояснительной записки рекомендуется пользоваться [3,4] и раздаточным материалом. В пункте 1.1.4 приводятся описание и гидравлическая схема циркуляции теплоносителя в котле. На гидравлической схеме (для паровых котлов она приводится в [3] в виде схемы расположения арматуры, а для водогрейных в виде развертки схемы циркуляции) необходимо выделить основные циркуляционные контуры, выяснить назначение всех дополнительных линий и хорошо представить себе последовательность поступления теплоносителя в поверхности нагрева на чертежах котла. Для газомазутных котлов к гидравлической схеме котла надо присоединить схему обвязки экономайзера. 8 2.4 Состав, количество и теплосодержание продуктов сгорания. Последовательность действий при проведении поверочного расчета котла является общепринятой и хорошо изложенной в методических пособиях [5,7]. Здесь же приведена основная часть справочного и теоретического материала, дан пример расчета. Расчеты начинают с выбора коэффициента избытка воздуха на выходе из топки т и величин нормативных присосов воздуха по элементам газового тракта котла . Значения т принимаются в зависимости от типа топочного или горелочного устройства, вида сжигаемого топлива и конструкции топки в соответствии с разделом 7 [4]. Величины расчетных присосов воздуха выбираются по [7] (раздел 3), или по [9] (раздел 4Б). Коэффициент избытка воздуха за каждой поверхностью нагрева после топочной камеры отсчитывается прибавлением к соответствующих присосов воздуха: = т + , где i - номер поверхности нагрева после топочной камеры по ходу движения продуктов сгорания. Для определения коэффициента избытка воздуха горелочного (топочного) устройства от величины т отнимается значение присоса воздуха в топочной камере т . Расчетная схема газовоздушного тракта котла строится с целью определения направления потоков воздуха и продуктов сгорания, определения взаиморасположения и последовательности омывания газами поверхностей нагрева, а также с целью представления основной информации для последующих расчетов топочной камеры, конвективной части котла и хвостовых поверхностей нагрева. На схеме условно показываются: подвод к котлу топлива и его марка (месторождение); подвод воздуха к котлу; линии тока продуктов сгорания в топочной камере, камере догорания, конвективных пучках и хвостовых поверхностях нагрева; значение коэффициента избытка воздуха за горелкой (г ), на выходе из топки ( т ), за котлом ( к ), на входе и выходе экономайзера или воздухоподогревателя (э , э или вп , вп ); тип применяемых горелок или топочного устройства. Как правило, построение схемы осуществляется на основе продольного вертикального профиля котла с присоединением к нему хвостовых поверхностей нагрева. Для котлов типа ДE более наглядным является продольный 9 горизонтальный профиль. Пример схемы приведен на рисунке.  Расчетная схема газо-воздушного тракта где 1 - поворотный экран: трубы 60х3, s/d = 1.0; 2 - конвективные пакеты из труб 28х3; S1 = 50 ; S2 = 45; 3 - воздухоподогреватель При выполнении пунктов 1.2.2 и 1.2.3 необходимо руководствоваться методикой расчета [5,7]. Надо заметить, что в справочной литературе [4,9] по большинству видов топлива приводятся результаты расчета состава и количества продуктов сгорания. 2.5. Тепловой баланс котла Основной целью данного раздела является правильное составление 10 теплового баланса котла и расчет на его основе коэффициента полезного действия брутто бр, а также расхода топлива при номинальной нагрузке котла. Используя последовательность расчетов [5,7], основное внимание следует обратить на обоснование выбора значений параметров, определяющих величины тепловых потерь котла q2 - q6 . При определении тепловых потерь с уходящими газами q2 необходимо обосновать температуру уходящих газов (см. например разд. 4.2 [7]). При обосновании тепловых потерь с химическим q3 и механическим q4 недожогом необходимо использовать обобщенные данные испытаний топочных устройств для различных видов твердых топлив со слоевым сжиганием либо расчетные характеристики камерных топок при сжигании газа , мазута и пылевидного топлива (см. разд. 7 [4]). Здесь же приводятся данные по значению доли золы в уносе аун , необходимой при расчете тепловых потерь с физической теплотой шлакa q6 . Тепловые потери за счет наружного охлаждения q5 определяются как для котла с хвостовыми поверхностями нагрева по графикам или таблицам в соответствии с [5,7]. 2.6. Поверочный тепловой расчет топочной камеры и конвективных поверхностей нагрева Поверочный тепловой расчет топочной камеры имеет своей целью определение тепловосприятия лучистыми поверхностями нагрева котла Qл и проверку соответствия температуры на выходе из топочной камеры оптимальным температурам 950...1100 С. Условие оптимальных температур на выходе из топочной камеры необходимо для выполнения расчетных показателей ведения топочного процесса и теплового баланса котла, рационального использования поверхностей нагрева. Расчет ведется методом последовательных приближений по методике [5,7]. Поверочный тепловой расчет конвективных поверхностей нагрева выполняется с целью определения тепловосприятий конвективных пучков Q1, Q11 и температур газов на входе и выходе. Расчет, в соответствии с [5], выполняется упрощенным графоаналитическим методом. Для обеспечения требуемой точности расчета всю конвективную поверхность нагрева котла необходимо разделить не менее чем на два расчетных трубных пучка (по терминологии [5] - "газохода") примерно равных по поверхности нагрева. 11 2.7. Конструктивный расчет хвостовых поверхностей нагрева Цель конструктивного расчета: определить величину поверхности нагрева и произвести конструирование поверхности (определить число труб в ряду по ходу газов и воздуха, количество рядов труб, количество ходов газов и воздуха, габаритные размеры поверхности нагрева и др.) по известным значениям температуры греющих газов на входе и выходе экономайзера, а также температуры воздуха - при расчете воздухоподогревателя. Расчет ведется методом последовательных приближений. Рекомендации и описание методики конструктивного расчета хвостовых поверхностей нагрева приведены в [5,7,10]. При расчете воздухоподогревателей температуру горячего воздуха принимают на основе рекомендуемых температур воздуха, поступающего в топку. Для слоевых топок эти температуры приведены в таблице. Рекомендуемые температуры воздуха, поступающего в топку, при слоевом сжигании твердого топлива  Тепловая мощность котла  Вид топлива менее 20 МВт более 20 МВт Тощие угли и антрацит 100 - 150 150 - 200 Каменные и бурые угли марки Б2 и Б3 150 - 200 150 - 200 Бурые угли марки Б1 150 - 200 200 - 250 Торф и древесные отходы 200 - 250 200 - 250 2.8. Проверка теплового баланса По окончании поверочного теплового расчета котла и конструктивного расчета хвостовых поверхностей нагрева определяется величина невязки теплового баланса, которая не должна превышать 0.5% 100[Qрр бр - (Qл + Q1 + Q11 + Qэ )] / Q нр бр 0.5%, где Q - располагаемое количество теплоты, вносимое в топочную камеру на 1 кг (м ) подаваемого на сжигание топлива, МДж/кг, МДж/м3 ; n - КПД "брутто" котла; Qл , Q1 , Q11 , Qэ - количество теплоты, воспринятое лучистыми поверхностями нагрева котла, первым и вторым конвективными пучками и поверхностями нагрева экономайзера, МДж/кг, МДж/м3 . 12 Количество теплоты, воспринятое воздухоподогревателем, не учитывается исходя из особенностей его работы: воздухоподогреватель увеличивает энтальпию газов в топочной камере и за счет этого, увеличивает тепловосприятие поверхностей нагрева котла, то есть вклад воздухоподогревателя в тепловой баланс учтен тепловосприятием поверхностей нагрева котла. При этом необходимо проверить соответствие температур воздуха, принятых в расчетах (cм. п.1.2 и разд. 3 пояснительной записки). Следующие разделы, указанные ниже выполняются в объеме, представленном в примере курсового проекта №2 «Компановка теплогенерирующей установки» с использованием примеров расчетов, помещенных в [7]. 2.10. Выбор и расчет тепловой схемы ТГУ 2.11. Подбор оборудования 2.12. Расчет системы ХВО и подбор оборудования 2.13. Трассировка газо-воздушного тракта и компоновка оборудования котельного зала 2.14. Компоновка оборудования системы ХВО, деаэрационно-питательного участка и другого оборудования тепловой схемы ТГУ 2.15. Производственные, вспомогательные и бытовые помещения котельной 2.16. Аэродинамический расчет 2.17. Топливоподача и золошлакоудаление 2.18. Расчет себестоимости вырабатываемой тепловой энергии 2.19. Заключение В заключении необходимо привести основные результаты теплового расчета котла: - расчетный расход топлива при номинальной мощности, кг/ч, кг/с; - КПД "брутто" котла, %; - значения тепловых потерь котла q2 ...q6 , %; - значения тепловосприятий отдельных поверхностей нагрева котла и хвостовых поверхностей нагрева в единицу времени при номинальной мощности котла; ^ ЗАЩИТЕ КУРСОВОГО ПРОЕКТА При выполнении курсового проекта непосредственно перед проведени 13 ем отдельных расчетов необходимо изучить теоретические вопросы, посвященные данному расчету. В удобной и компактной форме эта информация приведена в [5 - 8]. Результаты всех расчетов должны быть приведены в СИ. Вместе с тем студент должен знать и техническую систему измерений и уметь переводить основные теплотехнические параметры из одной системы в другую. Все основные расчеты курсовой работы необходимо приводить в табличной форме. При использовании справочной и нормативной информации дается точная ссылка на литературный источник и обосновывается выбор той или иной величины. Защита курсовой работы принимается комиссией. Студентом готовится сообщение (доклад) на 6...10 мин, в котором указываются: - тип котла и вид топлива, принятые к расчету; - характеристика конструкции котла; - краткая характеристика выполненной работы; - характеристика разработанной конструкции экономайзера или воздухопо-догревателя; По окончании сообщения студенту задаются вопросы в объеме вопро- сов, затронутых при выполнении курсовой работы. ^ 1. Методические указания по оформлению пояснительной записки курсовых и дипломных проектов.- Хабаровск, ХГТУ, 1999 г - опубл. http://tgv.khstu.ru/ 3. Котлы малой и средней мощности и топочные устройства. Отраслевой каталог. - М, НИИИНФОРМЭНЕРГОМАШ, 1987.- 208 с. 4. Роддатис К.Ф., Полтарецкий А.Н. Справочник по котельным установкам малой производительности. /Под ред. К.Ф.Роддатиса.- М.: Энергоатомиздат, 1989.- 488 с. 5. Гусев Ю.Л. Основы проектирования котельных установок. 2-е изд. - М.: Стройиздат, 1973. - 248 с. 6. Сидельковский Л.Н., Юренев В.Н. Котельные установки промышленных предприятий. 3-е изд. - М.: Энергоатомиздат, 1988.- 312 с. 7. Эстеркин Р.И. Котельные установки. Курсовое и дипломное проектирование. - Л.: Энергоатомиздат, 1989.- 280 с. 8. Делягин Г.Н. и др. Теплогенерирующие установки.- М.: Стройиздат , 1986.- 559 с. 9. Тепловой расчет котельных агрегатов ( Нормативный метод ). /Под ред. Н.В. Кузнецова и др. - М.: Энергия, 1973. - 296 с. 10.Тепловой расчет промышленных парогенераторов: Учеб. пособие для втузов/ Под ред. В.И. Частухина. - Киев: Вища школа, 1980.- 184 с. Проект теплогенерирующей установки системы централизованного теплоснабжения Методические указания к выполнению и оформлению курсового проекта для студентов специальности 29.07 "Теплогазоснабжение, вентиляция и охрана воздушного бассейна". Юрий Васильевич Хоничев Уч.-изд. л. Тираж 100 экз. Заказ . Бесплатно. Редакционно-издательский отдел Хабаровского политехнического института. 680035, Хабаровск, ул. Тихоокеанская 136. Фотоофсетная лаборатория Хабаровского политехнического института. 680035, Хабаровск, ул. Тихоокеанская 136.
|
