Определение теоретических и действительных объемов воздуха, продуктов сгорания при сжигании газообразного топлива и коэффициента избытка воздуха по газоходам котла

Стр 1 из 9Следующая ⇒

Министерство общего и профессионального образования Свердловской области Государственное автономное профессиональное образовательное учреждение Свердловской области «УРАЛЬСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ- Межрегиональный цент компетенций » (ГАПОУ СО «УПК-МЦК»)

Методические указания по организации и проведению практических работ междисциплинарного курса

МДК 01.01.03 «Котельные установки»

Для специальности

Теплоснабжение и теплотехническое оборудование»

Екатеринбург

2016

Методические указания по организации и проведению практических занятий учебной дисциплины рассмотрены и одобрены предметно-цикловой комиссией теплотехнических дисциплин Председатель предметно-цикловой комиссии ________________ Молокова Н.В. Протокол № _____ от «___»_____________20___г.

Методические указания по организации и проведению практических занятий междисциплинарного курса МДК 01.01.03 «Котельные установки» разработаны на основе рабочей программы ПМ.01 «Эксплуатация теплотехнического оборудования и систем тепло- и топливоснабжения»для специальности 13.02.02 «Теплоснабжение и теплотехническое оборудование» УТВЕРЖДАЮ Заместитель директора по УР ГАПОУ СО «УПК-МЦК» ________________ И.Н.Федорова «____» ____________ 20___ г.

Разработчик: Молокова Н.В. преподаватель теплотехнических дисциплин ГАПОУ СО «УПК»

Задунаева Т.В. преподаватель теплотехнических дисциплин ГАПОУ СО «УПК»

Экспертиза методических указаний по организации и проведению практических работ междисциплинарного курса МДК 01.01.03 «Котельные установки» пройдена.

Эксперты:

Заведующий научно-методической частью

ГАПОУ СО «УПК-МЦК»

____________________И.С. Чинёнова

«___»_______________20___г.

Объем учебной дисциплины и виды учебной работы

№	Практическая работа	Количество часов
1	Определение теоретических и действительных объемов воздуха, продуктов сгорания при сжигании газообразного топлива и коэффициента избытка воздуха по газоходам котла	2
2	Расчет энтальпий воздуха и продуктов сгорания по газоходам	2
3	Определение тепловых потерь, КПД и расхода топлива	2
4	Изучение конструкции топок по чертежам	2
5	Тепловой расчет факельной топки	2
6	Изучение конструкции внутрибарабанных и промывочных устройств составление схемы ступенчатого испарения	2
7	Тепловой расчет поверхности фестона	2
8	Изучение конструктивных особенностей поверхностей нагрева	2
9	Изучение компоновки и конструктивных особенностей паровых котлов	2
10	Изучение компоновки и конструктивных особенностей водогрейных котлов	2
11	Изучение конструкции арматуры различных типов	2
12	Изучение конструкций ТДМ	2
13	Расчет газовоздушного тракта	2
14	Расчет выбросов в атмосферу и выбор высоты дымовой трубы	2
15	Изучение тепловых схем и компоновок оборудования	2

КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ ОТВЕТА

Нормы оценки знаний и умений студентов

При оценке ответов студентов учитываются

знания:

-устройство, принцип действия и характеристики: основного и вспомогательного теплотехнического оборудования котельных;

-правила: устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов, трубопроводов пара и горячей воды, сосудов, работающих под давлением; охраны труда;

- основные положения федерального закона «О промышленной безопасности опасных производственных объектов»; требований нормативных документов (СНиП, ГОСТ, СП) к теплотехническому оборудованию;

- основные направления:развития энергосберегающих технологий; повышения энергоэффективности при производстве тепловой энергии

Оценке подлежат умения:

-составлятьпринципиальные тепловые схемы котельных;

- расчета теплотехнических процессов в котельных установках

Оценка ответов учащихся

Оценка «5» ставится в том случае, если студент:

-отвечает на все вопросы;

-может сделать самостоятельные выводы;

-строит ответ по собственному плану, сопровождает ответ новыми примерами, умеет применить знания в новой ситуации;

-может установить связь материалом, усвоенным при изучении других дисциплин.

Оценка «4»ставится если ответ удовлетворяет основным требованиям к ответу на оценку «5», но нарушены причинно – следственные связи – студент не видит причин изучаемого события.

Учащийся не использует собственный план ответа, новые примеры, не применяет знания в новой ситуации, не использует связи с ранее изученным материалом и материалом, усвоенным при изучении других предметов.

Оценка «3» ставится, если большая часть ответа удовлетворяет требованиям к ответу на оценку «4», но в ответе обнаруживаются отдельные пробелы, не препятствующие дальнейшему усвоению программного материала.

Студент не может провести аналогии.

Оценка «2» ставится в том случае, если студент не овладел основными знаниями и умениями в соответствии с требованиями программы.

Оценка «1» ставится, если студент не может ответить ни на один из поставленных вопросов.

Перечень ошибок

Ошибка считается грубой, если студент:

· не знает смысла теплотехнических процессов КУ;

· не знает принципа работы и конструкций КУ

· не владеет навыками теплового расчета ПК;

· не умеет делать самостоятельные выводы;

К негрубым ошибкам относятся:

· неточности формулировок, определений, понятий, теории, вызванные неполнотой охвата основных признаков определяемого понятия;

· ошибки в речи.

Недочетами считаются:

· отдельные погрешности в формулировке ответа.

Содержание

Практическая работа №1 Определение теоретических и действительных объемов воздуха, продуктов сгорания при сжигании газообразного топлива и коэффициента избытка воздуха по газоходам котла……………………………………………………….7

Практическая работа №2 Расчет энтальпий воздуха и продуктов сгорания по газоходам…………………………………………………………………………..….…….10

Практическая работа №3 Определение тепловых потерь, КПД и расхода топлива…………………………………………………………………………..…….…….12

Практическая работа №4 Изучение конструкции топок по чертежам……………...15

Практическая работа № 5 Тепловой расчет факельной топки...……..………………17

Практическая работа № 6 Изучение конструкции внутрибарабанных и промывочных устройств составление схемы ступенчатого испарения………………..21

Практическая работа № 7 Тепловой расчет поверхности фестона...….…...…………23

Практическая работа №8 Изучение конструктивных особенностей поверхностей нагрева………………………………………………………………………………………28

Практическая работа № 9 Изучение компоновки и конструктивных особенностей паровых котлов….……..…………………………………………………………………...29

Практическая работа № 10 Изучение компоновки и конструктивных особенностей водогрейных котлов…………….………………….…………………………………........30

Практическая работа №11 Изучение конструкции арматуры различных типов…....31

Практическая работа №12 Изучение конструкций ТДМ….……….…………………33

Практическая работа № 13 Расчет газовоздушного тракта………………………......34

Практическая работа № 14 Расчет выбросов в атмосферу и выбор высоты дымовой трубы……………………………………………………………………………………….38

Практическая работа №15 Изучение тепловых схем и компоновок оборудования………………………………………..……………………………………..42

Графики………………………...…………………………………………………………44

Литература……….………………………………………………………………………..51

Практическая работа № 1

Определение теоретических и действительных объемов воздуха, продуктов сгорания при сжигании газообразного топлива и коэффициента избытка воздуха по газоходам котла

Цели и задачи:

1. Формирование умения расчета теоретических объемов воздуха и продуктов сгорания газообразного топлива;

2. Формирование умения определять коэффициенты избытка воздуха за каждой поверхностью нагрева;

3. Формирование умений расчета действительных объемов воздуха и продуктов сгорания газообразного топлива.

Ход работы:

1. Изучить индивидуальное задание;

2. Изучить теоретическую часть;

3. Выполнить расчет теоретических объемов воздуха и продуктов сгорания газообразного топлива;

4. Выполнить схему котла (указать газоходы, поверхности нагрева котла);

5. Выполнить расчет коэффициента избытка воздуха за каждой поверхностью нагрева;

6. Выполнить расчет действительных объемов воздуха и продуктов сгорания газообразного топлива;

7. Выполнить расчет объемных долей трехатомных газов и водяных паров;

8. Результаты расчета свести в таблицу 1.

Теоретическая часть

При сжигании топлива в топках котлов в качестве окислителя используется воздух. Теоретическое количество воздуха – это количество воздуха необходимое для сжигания всех горючих элементов.

При сжигании газа теоретическое количество воздуха, необходимое для полного сгорания, V_B^o , м³/м³, определяется по формуле:

где С0, H₂, H₂S, C_mH_n, O₂– содержание элементов, %

В результате полного сжигания топлива в теоретических условиях образуются продукты сгорания, которые состоят СО₂, SО₂,N₂,H₂0.

Объем трехатомных газов RO₂, образующихся при сгорании газообразного топлива, определяется по формуле:

Теоретический объем азота, образующегося при сгорании газообразного топлива, определяется по формуле:

Наличие водяных паров в продуктах сгорания обусловлено горением водорода и испарением влаги, содержащейся в топливе, а также влаги, поступающей вместе с воздухом.

Теоретический объем водяных паров, образующихся при сгорании газообразного топлива, определяется по формуле:

где d_гтл–влагосодержание газообразного топлива, г/м³

d_гтл= 10 г/м³

Суммарный объем теоретических продуктов сгорания определяется по формуле:

= ,

В реальных топочных камерах для полного экономичного сжигания топлива подается воздуха больше, чем это теоретически необходимо. Чем меньше превышение действительного количества воздуха над теоретическим, тем совершеннее процесс горения топлива.

При эксплуатации и испытании топочных устройств коэффициент избытка воздуха определяют опытным путем, при расчетах по нормативным данным.

Коэффициент избытка воздуха по мере движения продуктов сгорания по газоходам котла увеличивается за счет присосов атмосферного воздуха. Коэффициент избытка воздуха за каждой поверхностью нагрева после топочной камеры определяется по формуле

где - коэффициент избытка воздуха за поверхностью нагрева;

- коэффициент избытка воздуха перед поверхностью нагрева;

- присос воздуха по поверхности нагрева, определяется по таблице

^{Поверхность нагрева}	^{Присос воздуха}
^{Топочная камера}	^0,05
^Фестон	⁰
^{Котельный пучок}	^0,05
^{Пароперегреватель}	^0,03
^{Водяной экономайзер стальнойД>50 т/ч}	^0,02
^{Водяной экономайзер Д} ^{50 т/ч. стальной}	^0,08
^{Водяной экономайзер Д} ^{50 т/ч. чугунный с обшивкой}	^0,1
^{Водяной экономайзер Д} ^{50 т/ч. чугунный без обшивки}	^0,2
^{Воздухоподогреватель Д>50 т/ч}	^0,03
^{Воздухоподогреватель Д} ^{50 т/ч.}	^0,06

Увеличение количества воздуха, подаваемого в топку, приводит к увеличению объемов воздуха и продуктов сгорания.

Действительный объем азота определяется по формуле:

Действительный объем водяных паров определяется по формуле:

Суммарный объем действительных продуктов сгорания определяется по формуле:

Объемная доля трехатомных газов определяется по формуле:

Объемная доля водяных паров определяется по формуле:

Результаты расчетов сводятся в таблицу 1

Таблица 1 – Таблица объемов воздуха и продуктов сгорания

Название величин, формулы для расчета	Обозначение	Размерность	= м₃/м₃; = м₃/м₃. = м₃/м₃; = м₃/м₃.
Название величин, формулы для расчета	Обозначение	Размерность	Топка, фестон	ПП	ВЭ стал.	ВП
Коэффициент избытка воздуха за поверхностью нагрева		-
Средний коэффициент избытка воздуха		-
Действительный объем водяных паров
Действительный объем азота
Суммарный объем продуктов сгорания
Объемная доля трехатомных газов		-
Объемная доля водяных паров		-
Суммарная объемная доля		-