Расчет кожухотрубчатого двухходового воздухоподогревателя парового котла температура газов на входе в воздухоподогреватель -380C

Содержание

Введение

Глава 1. Раздел 1 Технологическая часть

1.1. Классификация теплообменников, применяемых в ЦПБ.

1.2. Назначение воздухоподогреватели.

1.3. Описание схемы работы кожухотрубчатого двухходового воздухоподогревателя парового котла

Глава 2. Раздел 2 Расчетная часть проекта

2.1. Расчет проточной части трубного пространства.

2.2. Выбор и размещение трубок в трубных плитах.

Глава 3. Раздел 3 Охрана труда и техника безопасности

3.1. Организация охраны труда и техники безопасности производства.

3.2. Противопожарная безопасность.

Глава 4. Раздел 4 Графическая часть проекта

4.1. 4.1 Чертеж кожухотрубного теплообменника.

Заключение

Список использованной литературы

КУРСОВАЯ РАБОТА

Расчет кожухотрубчатого двухходового воздухоподогревателя парового котла температура газов на входе в воздухоподогреватель-380°C

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы курсовой работы обусловлена необходимостью повышения энергоэффективности тепловых электрических станций и котельных установок, что является приоритетным направлением в российской теплоэнергетике согласно «Энергетической стратегии Российской Федерации на период до 2035 года». Воздухоподогреватели занимают ключевое место в схеме утилизации теплоты дымовых газов парового котла, обеспечивая предварительный нагрев воздуха, подаваемого в топочную камеру. Применение кожухотрубчатых теплообменных аппаратов в схемах котельных установок позволяет повысить коэффициент полезного действия котлоагрегата на 4–6%, снизить удельный расход условного топлива и сократить выбросы вредных веществ в атмосферу за счет улучшения условий горения топлива. Использование воздухоподогревателей с температурой газов на входе 380°C характерно для современных паровых котлов средней и высокой паропроизводительности, работающих на твердом и газообразном топливе.

Степень разработанности проблемы достаточно высока: вопросы проектирования, расчета и эксплуатации воздухоподогревателей освещены в трудах российских ученых и специалистов НИУ «МЭИ», АО «НПО ЦКТИ», в стандартах и нормативных документах Минэнерго России. Кожухотрубчатые воздухоподогреватели широко применяются в котельных установках промышленных предприятий, ТЭЦ и районных котельных, обеспечивая надежную работу в условиях высоких температур дымовых газов и абразивного воздействия золовых частиц.

Цель курсовой работы – выполнить тепловой и конструктивный расчет кожухотрубчатого двухходового воздухоподогревателя парового котла при температуре газов на входе 380°C.

Задачи курсовой работы:

• изучить классификацию теплообменников, применяемых в цепи парового блока (ЦПБ), и выбрать рациональную конструктивную схему воздухоподогревателя;
• определить назначение воздухоподогревателя в тепловой схеме парового котла и обосновать выбор кожухотрубчатой конструкции;
• описать принцип работы кожухотрубчатого двухходового воздухоподогревателя и его конструктивные особенности;
• выполнить расчет проточной части трубного пространства, включая определение гидравлического сопротивления и скорости движения теплоносителей;
• осуществить выбор и размещение теплообменных трубок в трубных плитах с учетом требований прочности, компактности и технологичности изготовления.

Объект исследования: кожухотрубчатый двухходовой воздухоподогреватель парового котла.

Предмет исследования: тепловые и гидравлические процессы в проточной части воздухоподогревателя при температуре дымовых газов на входе 380°C.

Методологическая база: теоретическую основу исследования составляют положения теории теплообмена, гидродинамики двухфазных потоков, методы расчета рекуперативных теплообменных аппаратов. Расчетные методы включают тепловой расчет поверхности нагрева, гидравлический расчет трубного и межтрубного пространства, конструктивный расчет элементов теплообменника. Нормативно-техническая база представлена СП 89.13330.2016 «Котельные установки», ГОСТ Р 55173-2012, Правилами технической эксплуатации тепловых энергоустановок (Приказ Минэнерго № 115), типовыми методиками расчета теплообменных аппаратов АО «НПО ЦКТИ».

Научная новизна работы заключается в адаптации типовой методики расчета кожухотрубчатых теплообменников к условиям работы воздухоподогревателя при повышенной температуре дымовых газов (380°C) и обосновании выбора рациональной компоновки трубного пучка.

Теоретическая и практическая значимость состоит в разработке инженерных решений по конструкции и компоновке воздухоподогревателя, применимых в проектной и эксплуатационной деятельности котельных установок промышленных предприятий и ТЭЦ.

Структура работы: курсовая работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы и графической части проекта. В первой главе рассматриваются теоретические основы применения теплообменников в тепловых схемах паровых котлов. Во второй главе выполняется расчетная часть проекта, включающая тепловой и гидравлический расчет воздухоподогревателя. Третья глава посвящена вопросам охраны труда и техники безопасности. Четвертая глава содержит описание графической части проекта – чертеж кожухотрубного теплообменника.

ГЛАВА 1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1.1. Классификация теплообменников, применяемых в ЦПБ

Теплообменные аппараты являются неотъемлемой составной частью цепи парового блока (ЦПБ) тепловых электрических станций и промышленных котельных установок. Основное назначение теплообменников в ЦПБ – утилизация теплоты отработавших дымовых газов, нагрев теплоносителей (воды, пара, воздуха), охлаждение рабочих сред и поддержание оптимальных температурных режимов работы оборудования. Классификация теплообменных аппаратов, используемых в котельных установках, осуществляется по нескольким признакам, важнейшими из которых являются принцип действия, конструктивное исполнение, характер движения теплоносителей и назначение в тепловой схеме [1, c. 45].

По принципу действия теплообменники подразделяются на рекуперативные, регенеративные и смесительные. Рекуперативные теплообменники представляют собой аппараты поверхностного типа, в которых теплообмен между горячим и холодным теплоносителями происходит через разделяющую их твердую стенку. К данному типу относятся экономайзеры, воздухоподогреватели трубчатого типа, подогреватели сетевой воды и другие элементы паровых котлов. Регенеративные теплообменники работают по принципу периодического аккумулирования теплоты в твердой насадке, попеременно омываемой горячим и холодным теплоносителями; типичным представителем является вращающийся регенеративный воздухоподогреватель (РВП) типа Люнгстрема. Смесительные теплообменники осуществляют передачу теплоты путем непосредственного контакта и смешения теплоносителей, что применяется в деа

…