Kotlovi i peci

Mainski fakultet SarajevoKatedra za energetiku

KOTLOVI I PEIProjektni zadatak II - Blok ema kotla; Lentz-ov dijagram

kolska godina: 2012/13

Mainski fakultet SarajevoKatedra za energetikuPredmet: Kotlovi i peiV. ass. mr Nihad Hodi, dipl.ing.Student: ________________________________

Projektni zadatak II: Blok ema kotla; Lentz-ov dijagram

Na osnovu goriva iz projektnog zadatka 1 i zadatog tipa kotla, kao i na osnovu zadatih parametara radnog medija skicirati kotao (raspored ogrjevnih povrina) i definisati njegovu blok emu. Izraunati toplotu prihvaenu u pojedinim elementima kotla (ispariva, pregrija, meupregrija, ekonomajzer, zagrija vazduha) i na osnovu toga odrediti temperaturni tok prijemnika (radnog medija), odnosno predajnika toplote (produkata sagorijevanja). Proraun raditi za nominalno (indeks n) i maksimalno trajno (indeks m) optereenje kotla, i za oba ta sluaja nacrtati Lentz-ov dijagram.

Podaci:

86 / 104

180

140

540

190

240

170 / 180

80 / 96

540

35 / 33

Gorivo za koje se vri proraun je ugalj Ugljevik-TE, koji ima sljedei elementarni sastav:c = 0,2977 n = 0,0056h = 0,0298 o = 0,0955s = 0,0101 w = 0,3654 a = 0,1959

Sarajevo; 13.12.2012 godine

Zadatak izdao:

V. ass. mr Nihad Hodi, dipl.ing.

1. Skica kotlaNa osnovu slike kotla, dobijene uz Projektni zadatak II, crta se skica kotla koja daje prostorni raspored ogrijevnih povrina u kotlu.

2. Blok ema kotlaNa osnovu skice kotla crta se blok ema kotla sa koje se vidi tok strujanja kotlovskih medija (produkti sagorijevanja, napojna voda, vazduh za sagorijevanje, pregrijana para) kroz kotlovske elemente.

3. Koeficijent vika vazduha na pojedinim karakteristinim mjestima u kotlu R.br.Karakteristino mjesto

Nominalno optereenjeMaksimalno optereenje

1.Loite1,150,031,170,03

1,181,20

2.PP31,180,011,200,015

1,191,215

3.PP41,190,011,2150,015

1,201,23

4.PP51,200,011,230,015

1,211,245

5.MP21,210,021,2450,03

1,231,275

6.MP11,230,021,2750,03

1,251,305

7.KPP1,250,021,3050,03

1,271,335

8..EKO1,270,031,3350,04

1,301,375

9.ZZ21,300,031,3750,04

1,331,415

10.ZZ11,330,031,4150,035

1,361,45

Tabela 3.1

4. Odreivanje vrijednosti gubitaka i stepena korisnosti kotla R.br.Gubitak, stepen korisnostiVrijednost,

NominalnoMaksimalno

1.u100

2.u20,240,25

3.u30,080,09

4.99,6899,66

5.u400

6.u50,050,08

7.u622,2

8.97,6397,38

9.u79,7710,95

10.u80,500,30

11.99,5099,70

12.87,3686,13

Tabela 4.1

Napomena: Tablice za gubitke se nalaze u udbeniku autora Smajevi I., Hodi N.: Kotlovi, loita i pei - izvodi iz teorije i zadaci

4.1 Raunsko odreivanje gubitka toplote sa izlaznim gasovima Raunsko odreivanje gubitka toplote sa izlaznim gasovima vri se pomou obrasca:

Za nominalni reim rada kotla je poznato:- Temperatura dimnih gasova na izlazu iz kotla - vidi zadatak : C - Koeficijent vika vazduha na kraju kotla vidi Tabelu 3.1: - Iz I-t dijagrama (Projektni zadatak I), a na osnovu prethodna dva podatka se moe oitati vrijednost entalpije dimnih gasova na kraju kotla: 1183,47 Za maksimalni reim rada kotla je poznato:

- Temperatura dimnih gasova na izlazu iz kotla vidi zadatak: C - Koeficijent vika vazduha na kraju kotla vidi Tabelu 2.1: 1,45- Iz I-t dijagrama (Projektni zadatak I), a na osnovu prethodna dva podatka, se moe oitati vrijednost entalpije dimnih gasova na kraju kotla: 1322,01 Takoer su poznate ili se mogu izraunati i sljedee vrijednosti:- Entalpija okolnog vazduha je: - Minimalno potrebna koliina vazduha za sagorijevanje (Projektni zadatak I): 3,1567

Ukupna entalpija koritenog vazduha za sagorijevanje, raunata za temperaturu okoline je i iznosi: - za nominalni reim rada kotla: 87,49 - za maksimalni reim rada kotla: 93,28 .Konano, gubitak toplote sa izlaznim dimnim gasovima, zavisno od reima rada kotla iznosi: 9,77 10,95 Primjetno je da su raunske vrijednosti manje od preporuenih nuna korekcija gubitaka .

5. Koliina goriva potrebna za sagorijevanje u loituUkupna koliina goriva izraunava se iz relacije:

Za nominalni rad kotla je produkcija svjee pare D1 = 86 kg/s, a za maksimalni D1 = 104 kg/s. Donja toplotna mo goriva je Hd = 11,18 MJ/kg. Na osnovu parametara radnih medija u kotlu, iz tablica se oitavaju vrijednosti entalpija:

Radni medij

Temperatura

Pritisak Entalpija

Napojna voda2401901040,1

Pregrijana para5401403430

Meupregrijana para -ulaz263352863

Meupregrijana para -izlaz535333543

Tabela 5.1

Sada se na osnovu svih poznatih podataka moe izraunati potronja goriva:- nominalni reim rada kotla: 26,61 - maksimalni reim rada kotla: 31,88

Gasifikovana koliina goriva je i iznosi:- nominalni reim 26,53 - maksimalni reim 31,78

6. Proraun toplote unesene u loite i raspored prihvaene toploteUkupno unesena toplota u loite je , to daje sljedee vrijednosti:- nominalni reim : 298- maksimalni reima : 356

Toplota prihvaena u kotlu je , pa je:- nominalni reim 260 - maksimalni reim 307

Toplota prihvaena u zagrijau vode (ekonomajzeru) je , gdje je entalpija vode na izlazu iz zagrijaa, koja se rauna u odnosu na pritisak kotla =180 i temperaturu Temperatura zasienja za kotlovski pritisak je: 357,pa je temperatura napojne vode iza ekonomajzera jednaka: 347 CIz tablica za vodu i vodenu paru se oitava vrijednost entalpije za parametre pk i tE: 1732 Konano, prihvaena toplota u ekonomajzeru je:- nominalni reim : 60 - maksimalni reim : 72

Toplota prihvaena u isparivau je , gdje je - entalpija mokre pare na izlazu iz isparivaa, rauna se kao:

Usvaja se x=0,97 . Za pk=180 bar je i'= 1732 i i= 2510 tako da je:2486,66

Uvrtavanjem poznatih vrijednosti dobija se da je razmjenjena toplota u isparivau, zavisno od reima rada kotla, jednaka:- nominalni reim: 65 - maksimalni reim: 78 Toplota prihvaena u pregrijau pare je - nominalni reim : 81 - maksimalni reim : 98 Toplota prihvaena u meupregrijau je - nominalni reim : 54 - maksimalni reim : 58 Koliina toplote prihvaena u zagrijau vazduha je VazduhTemperatura Specifina toplota Entalpija

Prije zagrijaa201,319726,39

Iza zagrijaa3001,3368406,87

Tabela 6.1Entalpija predgrijanog vazduha se rauna preko izraza , pa je:- nominalni reim : 1477 , 95,8 - maksimalni reim : 1502,7 , 97,4 Prihvaena toplota u zagrijau zraka je:- nominalni reim : 36 - maksimalni reim : 45 Prva provjera prorauna: -nominalni reim : 259,93259,93 -maksimalni reim: 307,03307,03 Zakljuak: Prva provjera zadovoljena.

7. Teorijska temperatura u loitu Adijabatska entalpija (uneena energija u loite kotla) je:

.

- nominalni reim : 12428,15 - maksimalni reim : 12428,12 Koeficijent vika vazduha na ulazu u loite kotla jednak:- nominalni reim : 1,15- maksimalni reim : 1,17Prema tome se iz I-t dijagrama (Projektni zadatak I) oitavaju vrijednosti adijabatskih temperatura u loitu u iznosu od:- nominalni reim: 1725,5 C- maksimalni reim: 1704,6 C

Druga provjera prorauna:

- nominalni reim : - maksimalni reim: Zakljuak: Druga provjera prorauna zadovoljava.

8. Temperatura produkata sagorijevanja na izlazu iz loita Ova temperatura se odreuje raunski u zavisnosti od eksperimentalno utvrene vrijednosti temperature omekavanja pepela:

Zbog nedostatka tane vrijednosti za dati ugalj (urevik-TE) zbog okvirnog prorauna usvajamo temperatura omekavanja pepela 1160 C tako da je temperatura produkata na izlazu iz loita:1130 CObzirom da su vrijednosti koeficijenta vika vazduha na kraju loita:

- nominalni reim : 1,18- maksimalni reim : 1,20

Onda se iz I-t dijagrama mogu oitati vrijednosti entalpija produkata sagorijevanja na kraju loita:

- nominalni reim : 7912,11 - maksimalni reim : 8015,80 Koliina toplote predata ozraenim povrinama rauna se kao - nominalni reim: 119 MW- maksimalni reim: 140 MW

Trea provjera prorauna:-nominalni reim: 0 = 0-maksimalni reim: 4 > 0Zakljuak: Trea provjera prorauna zadovoljava za oba reima rada kotla. , a to znai da je potrebno predvidjeti i ugraditi konvektivne isparivake ogrijevne povrine -koliina toplote potrebna za isparavanje je vea od zraenjem razmijenjene toplote u loitu.

9. Temperatura produkata sagorijevanja po mjestu u kotlu9.1 Temperatura produkata sagorijevanja iza PP3Entalpija produkata sagorijevanja iza prvog kotlovskog elementa, pregrija pare PP3, se rauna kao:Pa je za razliite reime rada kotla:

- nominalni reim : 7655,98 - maksimalni reim : 7757,74

Znajui vrijednosti koeficijenta vika vazduha, za pojedine reime rada kotla, na ovom mjestu u kotlu:- nominalni reim : 1,19- maksimalni reim : 1,215

Onda se iz I-t dijagrama mogu oitati vrijednosti temperatura produkata sagorijevanja na ovom mjestu:- nominalni reim : 1191,1 C- maksimalni reim : 1087,3 C

9.2 Temperatura produkata sagorijevanja iza PP4Entalpija produkata sagorijevanja iza pregrijaa pare PP4 je:Odakle je za date vrijednosti:- nominalni reim : 7399,85 - maksimalni reim : 7499,68

Vrijednosti koeficijenta vika vazduha, za pojedine reime rada kotla, na ovom mjestu u kotlu su:


Iz I-t dijagrama mogu se oitati vrijednosti temperatura produkata sagorijevanja iza pregrijaa pare PP4- nominalni reim : 1051,8 C- maksimalni reim : 1044,8 C

Temperatura produkata sagorijevanja iza PP5Entalpija produkata sagorijevanja iza pregrijaa pare PP5 je:Pa je za:- nominalni reim : 7143,72 - maksimalni reim : 7241,62 Koeficijenta vika vazduha, za pojedine reime rada kotla , na ovom mjestu u kotlu je:- nominalni reim : 1,21 - maksimalni reim : 1,245

Pa se iz I-t dijagrama mogu se oitati vrijednosti temperatura produkata sagorijevanja iza pregrijaa pare PP5:

- nominalni reim : 1013,1 C- maksimalni reim : 1002,8 C

9.4 Temperatura produkata sagorijevanja iza MPP2Entalpija produkata sagorijevanja iza konvektivnog pregrijaa pare je:Pa je za:- nominalni reim : 6113,24 - maksimalni reim : 6318,68

Znajui vrijednosti koeficijenta vika vazduha, za pojedine reime rada kotla , i na ovom mjestu u kotlu:- nominalni reim : 1,23- maksimalni reim : 1,275Iz I-t dijagrama mogu se oitati vrijednosti temperatura produkata sagorijevanja na ovom mjestu:

- nominalni reim : 868,8 C- maksimalni reim: 874,5 C

9.5 Temperatura produkata sagorijevanja iza MPP1Entalpija produkata sagorijevanja iza konvektivnog pregrijaa pare je:Pa je za:- nominalni reim : 5082,75 - maksimalni reim : 5395,73

Znajui vrijednosti koeficijenta vika vazduha, za pojedine reime rada kotla , i na ovom mjestu u kotlu:- nominalni reim : 1,25- maksimalni reim : 1,305Iz I-t dijagrama mogu se oitati vrijednosti temperatura produkata sagorijevanja na ovom mjestu:


9.6 Temperatura produkata sagorijevanja iza KPPEntalpija produkata sagorijevanja iza konvektivnog pregrijaa pare je:Pa je za:- nominalni reim : 4826,62 - maksimalni reim : 5137,67 Znajui vrijednosti koeficijenta vika vazduha, za pojedine reime rada kotla , i na ovom mjestu u kotlu:- nominalni reim : 1,27- maksimalni reim : 1,335

Iz I-t dijagrama mogu se oitati vrijednosti temperatura produkata sagorijevanja na ovom mjestu:


9.7 Temperatura produkata sagorijevanja iza zagrijaa vode- EKOEntalpija produkata sagorijevanja iza zagrijaa vode je:Pa je za:- nominalni reim : 2572,30 - maksimalni reim : 2866,37 Znajui vrijednosti koeficijenta vika vazduha, za pojedine reime rada kotla , i na ovom mjestu u kotlu:- nominalni reim : 1,30- maksimalni reim : 1,375

Iz I-t dijagrama mogu se oitati vrijednosti temperatura produkata sagorijevanja na ovom mjestu:- nominalni reim : 373,6 C- maksimalni reim : 397,1 C

9.8 Temperatura produkata sagorijevanja iza zagrijaa zraka ZZ2Entalpija produkata sagorijevanja iza druge sekcije zagrijaa zraka je: Pa je za:- nominalni reim 1881,68 - maksimalni reim : 2163,73 Znajui vrijednosti koeficijenta vika vazduha, za pojedine reime rada kotla , na ovom mjestu u kotlu:- nominalni reim : 1,33- maksimalni reim : 1,455



9.9 Temperatura produkata sagorijevanja iza zagrijaa zraka- ZZ1Entalpija produkata sagorijevanja iza druge sekcije zagrijaa zraka je:Pa je za:- nominalni reim : 1191,05 - maksimalni reim : 1461,09 Znajui vrijednosti koeficijenta vika vazduha, za pojedine reime rada kotla , na ovom mjestu u kotlu:



- nominalni reim : 171,2 C- maksimalni reim : 198,2 C

etvrta provjera prorauna:Ova provjera treba da zadovoljava uslov:

Zakljuak: Poto ovaj uslov nije ispunjen (razlika projektne i raunske temperature dimnih gasova na kraju kotla nije manja od 5), to znai da treba poveat temperaturu zagrijanog zraka ili smanjiti temperaturu napojne vode.

Documents

Kotlovi i peci