|
|
|
 |
Проверочный расчет типа парового котла |
|
 |
БОЛЬШАЯ ЛЕНИНГРАДСКАЯ БИБЛИОТЕКА - РЕФЕРАТЫ - Проверочный расчет типа парового котла
Проверочный расчет типа парового котла
Содержание
Введение
1. Исходные данные
2. Выбор способа шлакоудаления
3. Выбор расчетных температур
4. Расчет объемов воздуха и продуктов сгорания
5. Объемы продуктов горения в поверхностях нагрева
6. Расчет энтальпий воздуха и продуктов сгорания
7. Расчет КПД котла и потерь в нем
8. Определение расхода топлива
9. Тепловой расчет топочной камеры
10. Тепловой расчет остальных поверхностей нагрева
10.1 Расчет ширмового ПП
10.2 Расчет фесона
10.3 Расчет конвективного ПП
10.3.1 Расчет ПП 1 ступени
10.3.2 Расчет ПП 2 ступени
10.4 Расчет ВЭК и ВЗП
10.4.1 Расчет ВЭК 2 ступени
10.4.2 Расчет ВЗП 2 ступени
10.4.3 Расчет ВЭК 1 ступени
10.4.4 Расчет ВЗП 1 ступени
11. Определение неувязки котлоагрегата
Список используемой литературы
Введение
Паровой
котел - это основной агрегат тепловой электростанции (ТЭС). Рабочим телом в нем
для получения пара является вода, а теплоносителем служат продукты горения
различных органических топлив. Необходимая тепловая мощность парового котла
определяется его паропроизводительностью при обеспечении установленных
температуры и рабочего давления перегретого пара. При этом в топке котла
сжигается расчетное количество топлива.
Номинальной
паропроизводительностью называется наибольшая производительность по пару,
которую котельный агрегат должен обеспечить в длительной эксплуатации при номинальных
параметрах пара и питательной воды, с допускаемыми по ГОСТ отклонениями от этих
величин.
Номинальное
давление пара - наибольшее давление пара, которое должно обеспечиваться
непосредственно за пароперегревателем котла.
Номинальные
температуры пара высокого давления (свежего пара) и пара промежуточного
перегрева (вторично-перегретого пара) - температуры пара, которые должны
обеспечиваться непосредственно за пароперегревателем, с допускаемыми по ГОСТ
отклонениями при поддержании номинальных давлений пара, температуры питательной
воды и паропроизводительности.
Номинальная
температура питательной воды - температура воды перед входом в экономайзер,
принятая при проектировании котла для обеспечения номинальной
паропроизводительности.
При
изменении нагрузки котла номинальные температуры пара (свежего и
вторично-перегретого) и, как правило, давление должны сохраняться (в заданном
диапазоне нагрузок), а остальные параметры будут изменяться.
При
выполнении расчета парового котла его паропроизводительность, параметры пара и
питательной воды являются заданными. Поэтому цель расчета состоит в определении
температур и тепловосприятий рабочего тела и газовой среды в поверхностях
нагрева заданного котла. Этот тепловой расчет парового котла называется
поверочным расчетом.
Поверочный
расчет котла или отдельных его элементов выполняется для существующей
конструкции с целью определения показателей ее работы при переходе на другое
топливо, при изменении нагрузки или параметров пара, а также после проведенной
реконструкции поверхностей нагрева. В результате поверочного расчета
определяют:
-
коэффициент полезного действия парового котла;
- расход
топлива;
-
температуру продуктов сгорания по газовому тракту, включая температуру уходящих
газов;
-
температуру рабочей среды (пара, воды) за каждой поверхностью нагрева.
Надежность
работы поверхности нагрева устанавливают расчетом ожидаемой температуры стенки
и сравнением ее с допустимой для использованного металла. Для выполнения
расчета приходится предварительно задаваться температурой уходящих газов и
температурой горячего воздуха, правильность выбора которых определяется лишь по
завершении расчета.
Задание
на поверочный расчет включает в себя следующие данные:
- тип
парового котла (его заводская маркировка);
- номинальную
паропроизводительность (Dnп,
т/ч (кг/с)) и параметры
перегретого пара (первичного (Рпп, МПа, tnп, °C) и вторичного перегрева);
-
месторождение и марку энергетического топлива;
-
температуру питательной воды (tnв,
°C), поступающей в котел после
регенеративного подогрева, и дополнительно - конструктивные данные поверхностей
котла. По этому расчету предшествует определение по чертежам геометрических
характеристик поверхностей (диаметров и шагов труб, числа рядов труб, размеров
проходных сечений для газов и рабочей среды, габаритных размеров газоходов и
поверхностей нагрева и т. д.). При поверочном расчете котла вначале определяют
объемы и энтальпии воздуха и продуктов сгорания, КПД и расход топлива, а затем
выполняют расчет теплообмена в топочной камере и других поверхностях в
последовательности, соответствующей их расположению по ходу газов.
При
поверочном расчете поверхности нагрева приходится задаваться изменением
температуры одной из теплообменивающихся сред (разностью температур на входе и
выходе). Этим определяется тепловосприятие поверхности в первом приближении.
Далее можно вычислить температуры другой среды на концах поверхности нагрева,
температурный напор, скорости газового потока и рабочей среды и все другие
величины, необходимые для вычисления тепловосприятия во втором приближении. При
расхождении принятого и расчетного тепловосприятий выше допустимого повторяют
расчет для нового принятого тепловосприятия. Таким образом, поверочный расчет
поверхности нагрева выполняют методом последовательных приближений.
1. Исходные данные
Таблица 1 – Таблица
исходных данных
|
Тип
котла
|
БКЗ-320-140
|
|
Паропроизводительность
Dпп
|
315
т/ч
|
|
Давление
перегретого пара Рпп
|
13,9
МПа
|
|
Температура
перегретого пара tпп
|
545оС
|
|
Температура
питательной воды tпв
|
240оС
|
|
Месторождение
топлива
|
Куучекинская
Р.
|
|
Температура
начала деформации
|
1230
оС
|
|
Температура
размягчения
|
>1500
оС
|
|
Температура
плавкого состояния
|
>1500
оС
|
|
Состав
топлива
|
|
2. Выбор
способа шлакоудаления и типа углеразмольных мельниц
Определяем приведенную
зольность топлива:
Исходя из значения
температуры плавления золы t3 >1500°C и приведенной зольности топлива,
согласно рекомендациям [1,
с.11] принимаем твердое шлакоудаление и
волковые среднеходные мельницы СМ.
3. Выбор расчетных
температур по дымовым газам и воздуху
тогда согласно рекомендациям [1, с.13-15 и таблиц 1.4;1.5;1.6] принимаем:
температура уходящих
газов Vуг =120°C
температура подогрева
воздуха tгв =300°C
температура воздуха на
входе в воздухоподогреватель tВП =20°C
4. Расчет объемов воздуха
и продуктов сгорания
4.1 Теоретический объем
воздуха
4.2 Теоретические объемы
продуктов сгорания
Расчеты выполнены по
рекомендациям [1, с.20-21]
5. Объемы продуктов
сгорания в поверхностях нагрева
Таблица 2 - Таблица
объемов продуктов сгорания в поверхностях нагрева
|
Наименование
величин
|
Топка,
ширма
|
ПП
II
|
ПП
I
|
ВЭК
II
|
ВЗП
II
|
ВЭК
I
|
ВЗП
I
|
|
1.
Коэффициент избытка воздуха за поверхностью нагрева
|
1,2
|
1,23
|
1,26
|
1,28
|
1,31
|
1,33
|
1,36
|
|
2.
Средний коэффициент избытка воздуха
|
1,2
|
1,215
|
1,245
|
1,27
|
1,295
|
1,32
|
1,345
|
|
3.
Суммарный присос воздуха
|
0,8608
|
0,9254
|
1,0545
|
1,1621
|
1,2697
|
1,3773
|
1,4849
|
|
4.
Действительный объем водяных паров
|
0,4586
|
0,4596
|
0,4617
|
0,4634
|
0,4651
|
0,4669
|
0,4686
|
|
5.Полный
объем газов ,
|
5,50672
|
5,5713
|
5,7004
|
5,8080
|
5,9156
|
6,0232
|
6,1308
|
|
6.
Объемная доля трехатомных газов
|
0,1443
|
0,1428
|
0,1395
|
0,1369
|
0,1314
|
0,1321
|
0,1297
|
|
7.
Объемная доля водяных паров
|
0,0807
|
0,0798
|
0,0780
|
0,0766
|
0,0752
|
0,0738
|
0,0725
|
|
8.
Суммарная объемная доля
|
0,2250
|
0,2226
|
0,2175
|
0,2135
|
0,2097
|
0,2059
|
0,2022
|
|
9.
Масса дымовых газов
|
7,3364
|
7,4207
|
7,5893
|
7,7299
|
7,8704
|
8,0109
|
8,1515
|
|
10.
Безразмерная концентрация золовых частиц
|
0,0557
|
0,0669
|
0,0671
|
0,0672
|
0,0673
|
0,0674
|
0,0675
|
|
11.
Удельный вес дымовых газов
|
1,3322
|
1,33195
|
1,3314
|
1,3309
|
1,3304
|
1,3300
|
1,3296
|
6. Расчет
энтальпий воздуха и продуктов сгорания
Энтальпии
теоретических объемов воздуха и продуктов сгорания, а также энтальпия золы в
кДж/кг при расчетной температуре оС определяются
по формулам:
где , , ,
, - теплоемкости воздуха,
трехатомных газов, водяных паров, азота и золы, кДж/м3 и кДж/кг.
Энтальпии продуктов
сгорания, кДж/кг определяются по формуле:
.
Результаты
расчетов свели в таблицу 3
|
|
|
|
|
Топка
|
ПП 2
|
|
2300
|
15344,1165
|
18316,4594
|
1422,3384
|
22807,6211
|
|
|
2100
|
13919,4594
|
16509,9186
|
1298,6568
|
20592,46728
|
|
|
1900
|
12430,2408
|
14793,7002
|
1146,9996
|
18426,74796
|
|
|
1700
|
10975,455
|
13094,2432
|
1009,5756
|
16,298,9098
|
|
|
1500
|
9619,6635
|
11370,4935
|
853,992
|
14148,4182
|
|
|
1300
|
8225,1351
|
9729,5458
|
663,5616
|
12038,13442
|
12161,5115
|
|
1100
|
6912,3846
|
8084,6678
|
539,88
|
10007,02472
|
10110,7104
|
|
1000
|
6219,4245
|
7263,6315
|
483,438
|
8990,9544
|
9084,2458
|
|
900
|
5539,3767
|
6459,8085
|
428,4684
|
7996,15224
|
8079,2429
|
|
800
|
4872,2412
|
5639,1322
|
376,9344
|
6990,51458
|
7063,5985
|
|
700
|
4218,018
|
4887,099
|
326,882
|
|
6120,3549
|
|
600
|
3576,7071
|
4137,9747
|
275,3388
|
|
|
|
500
|
2948,3085
|
3405,8395
|
225,760
|
|
|
|
400
|
2332,8222
|
2687,5118
|
176,688
|
|
|
|
300
|
1730,2482
|
1975,833
|
129,5712
|
|
|
|
200
|
1144,8906
|
1313,6665
|
82,9452
|
|
|
|
100
|
568,1412
|
644,2323
|
39,7548
|
|
|
|
|
ПП 1
|
ВЭК 2
|
ВЗП 2
|
ВЭК 1
|
ВЗП 1
|
|
2200
|
|
|
|
|
|
|
2100
|
|
|
|
|
|
|
2000
|
|
|
|
|
|
|
1900
|
|
|
|
|
|
|
1800
|
|
|
|
|
|
|
1700
|
|
|
|
|
|
|
1600
|
|
|
|
|
|
|
1500
|
|
|
|
|
|
|
1400
|
|
|
|
|
|
|
1300
|
|
|
|
|
|
|
1200
|
|
|
|
|
|
|
1100
|
10318,082
|
|
|
|
|
|
1000
|
9270,8285
|
9426,3141
|
|
|
|
|
900
|
8245,4242
|
8383,9086
|
8522,3930
|
|
|
|
800
|
7209,7657
|
7331,5717
|
7453,3778
|
|
|
|
700
|
6246,8954
|
6352,3459
|
6457,7963
|
6563,2468
|
|
|
600
|
5289,6067
|
5379,0244
|
5468,4421
|
557,8598
|
5647,2775
|
|
500
|
4353,9351
|
4427,6428
|
4501,3505
|
4575,0582
|
4648,7659
|
|
400
|
3418,2635
|
3494,0618
|
3552,3823
|
3610,7029
|
3669,0235
|
|
300
|
|
|
2615,8274
|
2659,0836
|
2702,3398
|
|
200
|
|
|
1734,3544
|
1762,9767
|
1791,5989
|
|
100
|
|
|
811,8339
|
865,7923
|
879,9958
|
7. Расчет КПД котла и потери теплоты в нем
Этот расчет выполняется согласно рекомендациям [1, с.26-27] и введен в таблицу 4.
|
Наименование
величин
|
Расчетная
формула или страница [1]
|
Результат
расчета
|
|
КПД,
hпг ,%
|
hпг=100-(q2+ q3+ q4+ q5+ q6)
|
100-(4,6498+0+0,5+0,48+0,9615) =93,4087
|
|
Потери
тепла от химического недожога, q3, %
|
[1,
с.36, таблица 4.6]
|
q3=0
|
|
Потери
тепла от механического недожога, q4, %
|
[1,
с.36, таблица 4.6]
|
q4=0,5
|
|
Потери
тепла в окр. Среду от наружного охлождения, q5, %
|
|
|
|
Потери
тепла с физическим теплом шлаков, q6, %
|
|
|
|
Энтальпия
шлаков, Сtшл,
|
Сtшл = Сшл
*tшл
|
1952
|
|
Тем-ра
вытекающ. шлака, tшл, °С
|
tшл= t3 +100
|
tшл, =1500+100=1600
|
|
Теплоемкость
шлака, Сшл,
|
[1,
с.23, таблица 2.2]
|
Сшл=1,22
|
|
Доля
шлакоулавли-вания в топке, ашл
|
ашл=1-
аун
|
ашл=1-
0,8=0,2
|
|
доля
уноса лет. золы, аун
|
[1,
с.36, таблица 4.6]
|
аун=0,8
|
|
Располагаемое
тепло, ,
|
|
=1658000+26,154=16606,154
|
|
Физ.
тепло топлива, Qтл,
|
Qтл=С тл t тл
|
Qтл=1,3077∙20=26,154
|
|
Температура
топлива, T Тл, °С
|
[1,
с.26]
|
t тл =20°
|
|
Теплоемкость
топлива, С Тл,
|
С
тл = 0,042*Wр+С°тл*(1-0,01*W)
|
0,042∙7+1,09(1-0,01∙7)=1,3077
|
|
Теплоемкость
сухой массы топлива, С°тл,
|
[1,
с.26]
|
С°тл=1,09
|
|
Энтальпия
теор. объема воздуха на входе в воздухоподогреватель, ,
|
по
t’вп=20°С из расчета энтальпий
|
|
|
Энтальпия
теор. объема холодного воздуха, ,
|
39,5V°в
|
=39,5*4,3041=170,01195
|
|
Потеря
тепла с ух. газами, q2, %
|
|
=4,6498
|
|
Энтальпия
уходящих газов, Нух, кДж\кг
|
по
nух=120 из расчета энтальпий
|
=778,1191
|
|
Коэффициент
избытка воздуха в уходящих газах, aух
|
Из
таблицы 3.1 расчета 3.6
|
=1,45
|
8. Определение
расхода топлива
Данный расчет выполняется
согласно рекомендациям [1,
с. 28-29]
Таблица 5
|
Наименование
величин
|
Расчетная
формула или страница[1]
|
Результат
расчета
|
|
Расход
топлива, В,
|
|
|
|
Энтальпия
перегретого пара на выходе из котла, hпе,
|
На
основе заданных значений параметров пара
|
hпе=3434,7
|
|
Энтальпия
питательной воды, hп.в,
|
По
табл. 3 [7]
|
Hп.в=903
|
|
Расчетный
расход топлива, Вр,
|
Вр=В∙(1-0,01∙q4)
|
=14,5045×(1-0,01×0,5)=14,4319
|
9.
Тепловой расчет топочной камеры
9.1 Определение размеров топочной камеры и размещения горелок
Для последующего расчета топочной камеры составляем
предварительный эскиз по выданным чертежам заданного котла.
При выполнении эскиза
руководствуемся отдельными указаниями [1, с. 29-37], где берем рекомендованные данные, которые не уясняются из чертежей.
На эскиз топочной камеры
наносим обозначения длин и площадей, необходимых для дальнейшего расчета.
Рисунок 1.1 - Эскиз топки
Таблица 6 - Тепловой расчет топочной
камеры
|
Наименование величин
|
Расчетная формула
|
Расчет
|
|
Тепло воздуха, QВ, кДж/кг
|
|
|
|
Энтальпия гор. воздуха после ВЗП, , кДж/кг
|
Из
табл. №6 расчета
|
=2771,54976
|
|
Полезное тепловыделение в топке, QТ, кДж/кг
|
|
|
|
Адиабатная температура горения, , оС
|
|
=2018,5686
|
|
Коэф-т
сохр. тепла,
|
|
=
|
|
Угловой
коэффициент, х
|
[1],
стр.41,
|
=1-0,2(1,06-1)=0,988
|
|
Коэффициент
загрязнения,
|
[1],
стр.41, табл. 4.8
|
=0,45
|
|
Ср.
коэф-т тепловой эффективности экранов,
|
|
=0,45∙0,988=0,4446
|
|
Величина,
характер.отн. высоту полож. зоны макс.тем-р, ХТ
|
Эскиз топки
|
0,46
|
|
Коэф-т,
учитывающий относ. положение ядра факела по высоте топки, М
|
|
|
|
Температура
газов на выходе из топки, ,оС
|
[1],
стр.38, табл. 4.7
|
1250
|
|
Средняя
температура газов в топке, ,оС
|
|
|
|
Коэффициент
ослабления лучей с частицами кокса,
|
[1],
стр.43
|
0,5
|
|
Коэффициент
ослабления лучей частицами летучей золы,
|
[1],
стр.140, рис. 6.13
|
58
|
|
Эффективная
толщина излучающего слоя в топке, , м
|
|
|
|
Объемная доля водяных паров,
|
табл. №5 расчета
|
0,0807
|
|
Суммарная объемная доля,
|
табл. №5 расчета
|
0,225
|
|
Давление
дымовых газов в топочной камере, Р, МПа
|
-
|
0,1
|
|
Коэффициент
ослабления лучей газовой средой, КГ,
|
[1],
стр.138, рис. 6.12 по ,
VГ, рS
|
1,5
|
|
Коэффициент
ослабления лучей топочной средой, К,
|
|
|
|
Коэффициент
излучения факела,
|
|
0,71
|
|
Проверка
,оС
|
[1],
стр.45, рис. 4.4
|
1250,
равна принятой
|
|
Удельное
тепловосприятие топки, ,
кДж
|
|
|
|
Тепловое
напряжение топочного объема, ,
|
|
|
|
Среднее
лучевое напряжение топочных экранов, ,
|
|
|
10. Тепловой расчет
остальных поверхностей нагрева
Этот тепловой расчет
выполняется согласно указаниям [1, гл.5;6]
10.1 Расчет ширмового
пароперегревателя
Для упрощения расчета
ширмовый пароперегреватель рассчитываем без дополнительных поверхностей нагрева
в последовательности изложенной в [1, с.87-90]. Исключен из расчета ширм и
пароохладитель.
Перед началом расчета
составляем предварительный эскиз ширмового пароперегревателя. Ширмовый
пароперегреватель включен прямоточно как предварительная ступень перегрева пара
после барабана перед конвективным пароперегревателем. Ходом ширм считается ход
пара лишь в одну сторону.
Рисунок 1.2 - Эскиз
ширмового пароперегревателя
Таблица 7 - Расчет
ширмового пароперегревателя
|
Диаметр
труб и толщина труб d, м, б, мм
|
d= dвнутр*б,
четеж
|
=32*4=40мм=0,04м
б=4мм
|
|
Кол-во
парал. включенных труб, n, шт.
|
По
чертежу котла
|
9
|
|
Шаг
между ширмами S1, м
|
По
чертежу котла
|
0,6
|
|
Количество
ширм, Z1, шт
|
чертеж
|
20
|
|
Продольный
шаг труб в ширме, S2, м
|
[1]
с 86
|
0,044
|
|
Глубина
ширм, С, м
|
C=[(n-1)S2+d]Zx+d(Zx-1)
|
[(9-1)∙0,044+0,04]∙4+0,04(9-1)
=1,68
|
|
Высота
ширм
|
По
чертежу
|
7,9
|
|
Относительный
поперечный шаг, s1
|
|
|
|
Относительный
продольный шаг, s2
|
|
1,1
|
|
Расчетная
поверхность нагрева ширм, Fш, м2
|
Fш=2×hш×С×Z1×xш
|
2×7,9×20×0,96=
=510
|
|
Угловой
коэффициент ширм, Xш
|
[1,
с.112, рисунок 5.19 по s2]
|
0,96
|
|
Площадь
входного окна газохода ширм, Fп.вх, м2
|
Fп.вх.=(nx+c)×a
|
(7,9+1,68)×12
=114,96=115
|
|
Лучевоспринимающая
поверхность ширм, Fл.ш, м2
|
Fл.ш.= Fвх
|
115
|
|
Живое
сечение для прохода газов, Fг.ш. м2
|
Fг.ш.=а× hш-Z1× hш×d
|
12×7,9-20×7,9× ×0,04=88,48
|
|
Эффективная
толщина излучающего слоя , S,м
|
|
0,76
|
|
Тем-ра
газов на входе в ширму, V’ш, °С
|
V’ш
= V’т
|
1050
|
|
Энтальпия
газов на входе в ширмы, H’ш,
|
H’ш
= H"ш
|
9498,9896
|
|
Лучистая
теплота воспринятая плоскостью входного окна ширм, Qп.вх,
|
|
|
|
Коэффициент,
учитывающий взаимный теплообмен между топкой и ширмами,
|
|
|
|
Температурный
коэффициент, А
|
[1],
стр.42
|
1100
|
|
Коэффициент
неравномерности распределения лучистого тепловосприятия,
|
[1],
стр.47, табл. 4.10
|
0,8
|
|
Поправочный
коэффициент,
|
[1],
стр.55
|
0,5
|
|
Температура
газов за ширмами, ,оС
|
[1]
стр.38 табл,4,7
|
960
|
|
Энтальпия
газов за ширмами, ,кДж/кг
|
по
|
8593,0335
|
|
Ср.
тем-ра газов в ширмах, , оС
|
|
|
|
Коэффициент
ослабления лучей частицами летучей золы,
|
[1],
стр.140, рис. 6.13
|
70
|
|
Объемная доля водяных паров,
|
Из табл. №5 расчета
|
0,0807
|
|
Давление дымовых газов в среде ширм, Р, МПа
|
-
|
0,1
|
|
Коэффициент
ослабления лучей газовой средой, КГ,
|
[1],
стр.138, рис. 6.12 по ,
VГ, рS
|
5
|
|
Коэффициент
ослабления лучей средой ширм, К,
|
|
|
|
Коэффициент
излучения газовой среды в ширмах,
|
|
0,33
|
|
Угловой
коэффициент ширм с входного на выходное сечение,
|
|
0,16
|
|
Лучевоспринимающая
поверхность за ширмами, Fл.вых, м2
|
|
81,5
|
|
Абсолютная
средняя температура газов ширм, Тш, К
|
+273 оС
|
1005
+ 273 = 1278
|
|
Теплота,
излучаемая из топки и ширм на поверхности за ширмами, Qл.вых,
кДж/кг
|
|
527,2149
|
|
Тепловосприятие
ширм излучением, Qлш, кДж/кг
|
|
|
|
Тепловосприятие
ширм по балансу, ,кДж/кг
|
|
|
|
Температура
пара на входе в ширмы, ,
оС
|
-
|
342
|
|
Энтальпия
пара на входе в ширмы, ,
кДж/кг
|
[2],
табл.7.13 , по МПа и
|
2606
|
|
Температура
пара после ширм, ,оС
|
[7]
табл. 3 по Рб
|
362
|
|
Энтальпия
пара на выходе из ширм, ,
кДж/кг
|
+
|
2606+214,2060=820,206
|
|
Прирост
энтальпии пара в ширме,,
|
|
=214,2060
|
|
Ср.
тем-ра пара в ширмах, tш,
оС
|
|
|
|
Скорость
газов в ширмах, , м/с
|
|
|
|
Поправка
на компоновку пучка ширм, CS
|
[1],
стр.122
|
0,6
|
|
Поправка
на число поперечных рядов труб, СZ
|
[1],
стр.122
|
1
|
|
Поправка
,Сф
|
[1],
стр.123
|
1
|
|
Нормативный
коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов к ширмам, ,
|
[1],
стр.122 график 6,4
|
41
|
|
Коэффициент
теплоотдачи конвекцией от газов к ширмам , ,
|
|
|
|
Коэффициент
загрязнения ширм, ,
|
[1],
стр.143, граф. 6,15
|
0,0075
|
|
Коэффициент
теплоотдачи от стенки к пару, ,
|
, [1], стр.132
|
1463,9582
|
|
Температура
наружной поверхности загрязнения, tз, оС
|
|
|
|
Скорость
пара в ширмах, , м/с
|
|
|
|
Средний
удельный объем пара в ширмах, , м3/кг
|
[7]
табл. 3, по и
|
0,01396
|
|
Коэффициент
использования ширм,
|
[1],
стр.146
|
0,9
|
|
Коэффициент
теплоотдачи излучением в ширмах, ,
|
, [1], стр.141
|
|
|
Угловой
коэффициент для ширм,
|
[1],
стр.112, рис. 5.19, кривая 1 (брать )
|
0,96
|
|
Коэффициент
теплоотдачи от газов к стенке, ,
|
|
|
|
Коэффициент
теплопередачи для ширм, k,
|
|
|
|
Тепловосприятие
ширм по уравнению теплопередачи, , кДж/кг
|
|
|
|
Большая
разность температур, , оС
|
Из
прилагаемого графика
|
708
|
|
Меньшая
разность температур , оС
|
Из
прилагаемого графика
|
598
|
|
Средний
температурный напор, , оС
|
|
|
|
Необходимое
тепловосприятие ширм, , %
|
|
|
Рисунок 1.3 - График
изменения температур в ширмах при прямотоке
10.2
Расчет фестона
При расчете фестона не
учитывать теплообмен через подвесные трубы и др. дополнительные поверхности. Фестон
обыкновенно располагают между ширмами, висящими над топкой, и конвективным
пароперегревателем. Фестон выполняют из разряженного пучка труб большего
диаметра.
Расчет фестона сведен в
нижеследующую таблицу.
Таблица 8
|
Диаметр
и толщина труб, d, м
|
d=dвнут×d
|
0,114
|
|
Относительный
поперечный шаг, s1
|
S1/d
|
5,3
|
|
Поперечный
шаг труб, S1, м
|
По
чертежу котла
|
0,6
|
|
Число
труб в ряду, Z1, шт
|
По
чертежу котла
|
20
|
|
Продольный
шаг труб, S2, м
|
По
чертежу котла
|
0.3
|
|
Относительный
продольный шаг, s2
|
S2/d
|
2,65
|
|
Число
рядов труб по ходу газов, Z2, шт
|
По
чертежу
|
2
|
|
Теплообменные
поверхности нагрева, Fф, м
|
П∙d∙Н∙ Z2∙ Z1
|
100
|
|
Лучевоспринимающая
поверхность Fл.., м2
|
aН
|
94
|
|
Высота
фестона, Н, м
|
По
чертежу
|
7,8
|
|
Живое
сечение для прохода газов, Fг.., м2
|
Fг..=а× Н-Z1× Н×d
|
76,216
|
|
Эффективная
толщина излучающего слоя, S, м
|
Из
расчета топки
|
5,95
|
|
Температура
газов на входе в фестон, V’ф, °С
|
V’ф = V"ш
|
960
|
|
Энтальпия
газов на входе в фестон, H’ф,
|
H’ф = H"ш
|
8593,0335
|
|
Температура
газов за фестоном, V"ф, °С
|
Принимаем
с последующим уточнением
|
934
|
|
Энтальпия
газов на выходе из фестона, H"ф,
|
H"ф
|
8334,3849
|
|
Тепловосприятие
ширм по балансу, Qбф,
|
Qбф =(H’ф-H"ф)×j
|
(8593,0335-8334,3849)0,99=256,0620
|
|
Угловой
коэффициент фестона, Xф
|
[1,
с.112, рисунок 5.19 по s2]
|
0,45
|
|
Средняя
температура газов в фестоне, Vф, °С
|
|
947
|
|
Скорость
газов в фестоне, wгф,
|
|
|
|
Коэффициент
теплоотдачи конвекцией от газов к ширмам, dк,
|
dк =Сs× Сz× Сф×aн
|
0,46×0,91×0,94×29=11,4110
|
|
Объемная
доля водяных паров, rн2о
|
№5
расчета
|
=0,0807
|
|
Поправка
на компоновку пучка, Сs
|
[1,
с.122-123]
Сs=¦(s1,s2)
|
=0,46
|
|
Поправка
на число попереч
ных
труб, Сz
|
[1,
с.122-123]
|
=91
|
|
Поправка,
Сф
|
[1,
с. 123]
график
Сф=¦(nш× rн2о)
|
=0,94
|
|
Нормативный
коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов к фестону, aн,
|
[1,
с. 122,
график
6.8]
|
29
|
|
Температура
наружной поверхности загрязнения, tз, °С
|
tcред+Δt
|
422
|
|
Коэффициент
теплоотдачи излучением фестона, aл,
|
aл =aн ×Еш
|
62,37
|
|
Нормативный
коэффициент теплоотдачи излучением, aп.н,
|
[1,
с.141, граф 6.14]
|
189
|
|
Тепловосприятие
фестона по уравнению теплопередачи, Qтф,
|
|
|
|
Необходимость
тепловосприятия фестона, dQф,
%
|
|
(256,0621-268,3986)
/256,0621·100
=4,8178<5
%
|
10.3 Расчет конвективного
пароперегревателя
Конвективный пароперегреватель двухступенчатый, в первую
ступень по ходу пара поступает пар из ширмового пароперегревателя и далее он
проходит во вторую ступень, из которой уходит на работу паровых турбин и на другие
потребности.
Дымовые газы же идут в
начале через вторую ступень пароперегревателя, а потом через первую ступень. По
этой причине тепловой расчет осуществляется сначала второй, а потом первой
ступени пароперегревателя. Поскольку для упрощения расчета не рассчитывается
потолочный пароперегреватель и другие поверхности нагрева, конвективный
пароперегреватель выполняется в значительной степени конструктивным расчетом.
Теплосъем конвективного
пароперегревателя примерно пополам разделим по первой и второй ступеням.
Расчет ведем согласно
указаниям [1, с.92-98] со ссылками на другие страницы. В начале рассчитываем
геометрические размеры конвективного пароперегревателя общие для обеих его
ступеней.
Рисунок 1.4 - Эскиз конвективного пароперегревателя второй
ступени
Таблица 9- Расчет пароперегревателя
второй ступени
|
Наименование
величины
|
Расчетная
формула или страница[1]
|
Результат
расчета
|
|
Наружный
диаметр труб, d, м
|
Из чертежа
|
0,04
|
|
Поперечный
шаг, S1, м
|
Из чертежа
|
0,12
|
|
Продольный
шаг, S2, м
|
Из чертежа
|
0,1
|
|
Относительный
поперечный шаг, s1
|
|
3
|
|
Относительный
продольный шаг, s2
|
|
2,5
|
|
Расположение
труб
|
Из чертежа
|
Коридорное
|
|
Температура
газов на входе во вторую ступень, V’п2, °С
|
V’п2=
V"ф
|
934
|
|
Энтальпия
газов на входе во вторую ступень, Н’п2,
|
Н’п2=
Н"ф
|
8334,3849
|
|
Температура
газов на выходе из второй ступени, V"п2, °С
|
Принимаем
на 200 °С ниже
|
700
|
|
Энтальпия
газов на выходе из второй ступени, Н"п2,
|
Из
таблицы расчета №6
|
6120,3549
|
|
Тепловосприятие
по балансу, Qбп2,
|
Qбп2=j×( Н’п2- Н"п2+Ùa×H°пр)
|
0,99×(8334,3849-6120,3549+
+0,03×173,0248)= 2197,0285
|
|
Присос
воздуха , Ùa
|
[1,
с.52] и №5 расчета
|
0,03
|
|
Энтальпия
присасываемого воздуха, H°пр,
|
№6
расчета
|
173,0248
|
|
Тепловосприятие
излучением, Qлп2,
|
|
|
|
Лучевоспринимающая
поверхность, Fлп2, м2
|
Fлп2=а×hгп2
|
12,0513×5=60,26
|
|
Высота
газохода, Hгп2, м
|
По
чертежу
|
5
|
|
Теплота
воспринятая паром, Ùhп2,
|
|
=391,5557
|
|
Снижение
энтальпии в пароохладителе, Ùhпо,
|
[1, с.78]
|
75
|
|
Энтальпия
пара на выходе из пароперегревателя, h"п2,
|
По
tпе и Рпе [7 Таблица 3]
|
3447
|
|
Энтальпия
пара на входе в пароперегреватель, h’п2,
|
H’п2=
h"п2-Ùhп2+Ùhпо
|
3434,37-391,5537+75=
=3117,8163
|
|
Температура
пара на выходе из ПП, t"п2, °C
|
t"п2=
t"пе
|
545
|
|
Тем-ра
пара на входе в ПП, t’п2, °C
|
[7
таблица 3] по Рпе и h’п2
|
454
|
|
Средняя
температура пара, tп2, °C
|
|
499,5
|
|
Удельный
объем пара, Vп2,
|
По
tпе и Рпе [7]
|
0,0225
|
|
Число
рядов труб по ходу газов в одном ходу пара, Z2, шт
|
Z2=ZP [1 , с.95]
|
3
|
|
Живое
сечение для прохода пара, fп2, м2
|
|
0,202
|
Скорость пара, wп2,
|
|
|
|
Ср.
температура газов, Vп2, °C
|
|
|
|
Скорость
дымовых газов, wгп2,
|
|
|
|
Живое
сечение для прохода газов, Fгп2, м2
|
Fгп2=d×hгп2-Z1×hпп2×d
|
12,0513×5-99×4,5× ×0,04=42,4365
|
|
Высота
конвективного пучка, hпп2, М
|
По
чертежу
|
4,5
|
|
Число
труб в ряду, Z1, шт
|
|
99
|
|
Коэф-т
теплоотдачи конвекцией от газов к пучку, aк,
|
aк =СS×CZ× CФ×aнг
|
1×0,92×0,95×60=52,44
|
|
Поправка
на компоновку пучка, СS
|
[1, с.122] СS=¦(s1×s2)
|
1
|
|
Поправка
на число поперечных труб, CZ
|
[1, с.123] СZ =¦(z2)
|
0,92
|
|
Поправка,
CФ
|
[1, с.123] СФ=¦(zН2О,Vп2)
|
0,95
|
|
Объемная
доля водяных паров, rН2О
|
№5
расчета
|
0,0798
|
|
Нормативный
коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов, aнг,
|
[1,
с.122, график6.4]
|
60
|
|
Температура
загрязненной стенки, tз, °С
|
|
719,025
|
|
Коэф-т
загр., e,
|
[1,
с.142]
|
0,0043
|
|
Коэффициент
теплоотдачи конвекцией от стенки к пару, a2,
|
[1,
с.132 график6.7]
a2=Сd×aнп
|
2160
|
|
Теплообменная
поверхность нагрева, Fп2, , м2
|
Fп2=Zx×p×d×hпп2×Z1×Z2
|
1680
|
|
Число
ходов пара, Zx, шт
|
Принято
конструктивно
|
10
|
|
Коэффициент
теплоотдачи излучением, aл,
|
aл=aнл×eП2
|
188∙0,26=48,88
|
|
Эффективная
толщина излучающего слоя, S, м
|
|
0,31
|
|
Коэф-т
ослабления лучей в чистой газовой среде, Kг,
|
[1, с.138 рисунок
6.12]
|
9,5
|
|
Коэффициент
ослабления лучей частицами летучей золы, Kз,
|
[1, с.140 рисунок
6.13]
|
90
|
|
Объемная
доля трехатомных газов, Rп
|
№5
расчета
|
0,2226
|
|
Концентрация
золовых частиц, mзл
|
№5
расчета
|
0,0669
|
|
Оптическая
толщина, КРS,
|
KPS=( kг× rп+
kз×mзл)× ×РS
|
(9,5×0,2226+90×0,0669)
×0,1×0,31=0,2522
|
|
Коэффициент
излучения газовой среды, eП2
|
[1,
с.44 рисунок 4.3]
|
0,26
|
|
Нормативный
коэффициент теплоотдачи излучением, aнл,
|
[1, с.144 рисунок
6.14]
|
188
|
|
Коэффициент
теплоотдачи от газов к стенке, a1,
|
a1=aк+aл
|
52,44+48,88=161,32
|
|
Коэффициент
теплопередачи, Кп2,
|
|
=62,9072
|
|
Коэффициент
тепловой эффективности, y
|
[1, с.145 таблица
6.4]
|
0,65
|
|
Большая
разность температур на границах сред, Ùtб, °С
|
Из
прилагаемого графика
|
480
|
|
Меньшая
разность температур на границах сред, Ùtм, °С
|
Из
прилагаемого графика
|
155
|
|
Температурный
напор (прямоток) ÙtП2, °С
|
|
|
|
Тепловосприятие
второй ступени пароперегревателя, Qт.п2,
|
|
1680×62,9072×288
/14431,9=2109,0099
|
|
Несходимость
тепловосприятия, dQт.п2,
%
|
|
/(2197,0285-2109,0099) ×100/2197,0285/∙100
=4,01
расчет
окончен
|
Рисунок 1.5 - График
изменения температур в ПП II
10.3.1 Расчет
конвективного пароперегревателя первой ступени
Таблица 10
|
Наименование
величины
|
Расчетная
формула или страница[1]
|
Результат
расчета
|
|
Температура
газов на входе в первую ступень, V’п1, °С
|
V’п1=
V" п2
|
700
|
|
Энтальпия
газов на входе в первую ступень, Н’п1,
|
Н’п1=
Н" п2
|
6120,3549
|
|
Энтальпия
пара на входе в пароперегреватель, h’п1,
|
h’п1=
h"ш
|
2852,2
|
|
Энтальпия
пара на выходе из ПП, h"п1,
|
h"п1=
h’п2
|
2820,206
|
|
Теплота
восприятия пара, Ùhп1,
|
Ùhп1=
h"п1- h’п1
|
3130,4443-2820,206=310,2383
|
|
Тепловосприятие
по балансу, Qбп1,
|
|
|
|
Присос
воздуха на первую ступень, Ùa
|
№5
расчета
|
0,03
|
|
Энтальпия
газов на выходе из первой ступени, Н"п1,
|
|
|
|
Температура
пара на выходе из пароперегревателя, t"п1,
°C
|
t"п2=
t’п2
|
454
|
|
Температура
пара на входе в пароперегреватель, t’п1, °C
|
t’п2=
t"ш
|
362
|
|
Средняя
температура пара, Tп1 °C,
|
|
408
|
|
Удельный
объем пара, Vп1,
|
По
tпе и Рпе [7]
|
0,01774
|
|
Число
рядов труб по ходу газов в одном ходу пара, Z2, шт
|
Как
во второй ступени
|
2
|
|
Число
труб в ряду, Z1, шт
|
Как
во второй ступени
|
99
|
|
Живое
сечение для прохода пара, fп1, м2
|
Fп1=
fп2
|
0,202
|
|
Скорость
пара, wп1,
|
|
=7,8
|
|
Коэффициент
теплоотдачи конвекцией от газов к пучку, aк,
|
aк =СS×CZ× CФ×aнг
|
1×0,92×0,98×69=56,8
|
|
Поправка
на компоновку пучка, СS
|
[1, с.122] СS=¦(s1×s2)
|
1
|
|
Поправка
на число поперечных труб, CZ
|
[1, с.123] СZ =¦(z2)
|
0,92
|
|
Поправка CФ,
|
[1, с.123] СФ=¦(zН2О,Vп2)
|
0,98
|
|
Объемная
доля водяных паров, rН2О
|
№5
расчета
|
0,0780
|
|
Температура
газов на выходе из первой ступени, V"п1, °С
|
№6
расчета по Н"п1
|
448
|
|
Средняя
температура газов, Vп1, °С
|
|
|
|
Скорость
дымовых газов, wгп1,
|
|
|
|
Живое
сечение для прохода газов, Fгп1, м2
|
Fгп1=
Fгп2
|
42
|
|
Нормативный
коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов, aнг,
|
[1,
с.122 , график6.4]
|
63
|
|
Температура
загрязненной стенки , tз, °С
|
|
=411
|
|
Коэффициент
загрязнения, e,
|
[1, с.142]
|
0,0038
|
|
Коэффициент
теплоотдачи конвекцией от стенки к пару, a2,
|
[1,
с.132, график6.7]
a2=Сd×aнп
|
2540
|
|
Теплообменная
поверхность нагрева, Fп1, м2
|
Fп1=Zx×p×d×hпп1×Z1×Z2
|
22×3,14×0,04×4,5×99×3=3693
|
|
Число
ходов пара, Zx, шт
|
Принято
конструктивно
|
22
|
|
Высота
конвективного пучка, hпп1, м
|
Hпп1= hпп2
|
4,5
|
|
Коэффициент
теплоотдачи излучением, aл,
|
aл=aнл×eП2
|
95∙0,26=24,7
|
|
Эффективная
толщина излучающего слоя, S, м
|
Принимаем
из расчета второй ступени
|
0,31
|
|
Коэф.
ослабле ния лучей в чистой газовой среде, Kг,
|
[1,
с.138, рисунок 6.12]
|
2,3
|
|
Коэф-т
ослабл. лучей частицами летучей золы,
Kз,
|
[1, с.140, рисунок 6.13]
|
100
|
|
Объемная
доля трехатомных газов, Rп
|
№5
расчета
|
0,2175
|
|
Концентрация
золовых частиц, mзл
|
№5
расчета
|
0,0671
|
|
Оптическая
толщина, КРS,
|
KPS=( kг× rп+
kз×mзл)× ×РS
|
(2,3×0,2175+100×0,0671)
×0,031=0,2235
|
|
Коэф-т
излуч. газовой среды, eП1
|
[1,
с.44, рисунок 4.3]
|
0,19
|
|
Нормативный
коэф-т излучением, aнл,
|
[1,
с.144, рисунок 6.14]
|
95
|
|
Коэффициент
теплоотдачи от газов к стенке, a1,
|
a1=aк+aл
|
56,8+24,7=81,5
|
|
Коэффициент
теплопередачи, Кп1,
|
|
=51,33
|
|
Коэффициент
тепловой эффективности, y
|
[1,
с.145, таблица 6.4]
|
0,65
|
|
Большая
разность температур на границах сред, Ùtб, °С
|
V’п1-t"п1
|
246
|
|
Меньшая
разность температур на границах сред, Ùtм, °С
|
V"п1-t’п1
|
86
|
|
Температурный
напор (прямоток), ÙtП2, °С
|
|
|
|
Тепловосприятие
второй ступени пароперегревателя, Qт.п1,
|
|
3693·51,33·153
/14431,9=2001,8914
|
|
Несходимость
тепловосприятия, dQт.п1,
%
|
|
(1910,6272-2001,8914)
·100/1910,6272=4,78<5%
расчет
окончен
|
10.4 Расчет водяного
экономайзера и воздухоподогревателя
10.4.1 Расчет второй
ступени экономайзера
Таблица 11- Расчет ВЭК II
|
Наименование
величины
|
Расчетная
формула или страница [1]
|
Результат
расчета
|
|
Наружный
диаметр труб, d, м
|
Из чертежа
|
0,032
|
|
Внутренний
диаметр труб, dвн, м
|
Из чертежа
|
0,025
|
|
Поперечный
шаг, S1, мм
|
Из чертежа
|
80
|
|
Продольный
шаг, S2, мм
|
Из чертежа
|
64
|
|
Эффективная
толщина излучающего слоя, S, м
|
|
|
|
Число
рядов труб, ZР, шт.
|
[1, с.99]
|
4
|
|
Число
труб в ряду при параллельном расположении Z1, шт.
|
|
=150
|
|
Живое
сечение для прохода воды, Fвх, м2
|
|
|
|
Скорость
воды, wвх,
|
|
88,88·0,00134/0,294=0,4051
|
|
Средний
удельный объем воды, Vвэ,
|
[7, таблица 3] по
Рпв и tэ
|
0,00134
|
|
Число
рядов труб по ходу газа, Zг, шт.
|
По чертежу
|
4
|
|
Глубина
конвективной шахты, bшк, м
|
По чертежу
|
6,450
|
|
Длинна
труб по глубине конвективной шахты, Lэ2, м
|
По чертежу
|
6,2
|
|
Живое
сечение для прохода газов, Fжэ2, м2
|
а×bшк- ×Z1×d×Lэ2
|
12,0513×6,45-150× ×0,032×6,2=48,2592
|
|
Поверхность
нагрева, Fэ2, м2
|
Fэ2=p× Lэ2×Z1×Z2× ZР
|
3,14×0,032×6,2×150×4××4=1495,1424
|
|
Температура
газов на входе во вторую ступень, V’э2, °С
|
V’э2=
V"п1
|
448
|
|
Энтальпия
газов на входе во вторую ступень, Н’э2,
|
Н’э2=
Н"п1
|
4195,6192
|
|
Температура
газов на выходе из второй ступени, V"э2, °С
|
Принимаем
с последующим уточнением
|
420
|
|
Энтальпия
газов на выходе из второй ступени, Н"э2,
|
№6
расчета
|
3680,778
|
|
Энтальпия
воды на выходе из водяного экономайзера, h" э2,
|
Hпе+Ù hпо-×
×(Qлт+Qш+Qп1+Qп2)
|
3434,37+75-14,4319/88,88×
×(7849,8419+268,39+
+883,809+2109,0099+2001,8914)=
=1380,1545
|
|
Температура
воды на выходе из водяного экономайзера, t"э2,
°С
|
[7, таблица 3] по Рпв и
h"э2
|
282
|
|
Тепловосприятие
по балансу, Qбэ2,
|
Qбэ2=j×( Н’э2- Н"э2+Ùa×H°пр)
|
0,99×(4195,6192-3680,778
+ 0,02×173,0248)=513,1187
|
|
Присос
воздуха, Ùa
|
[1,
с.52] и №3.6 расчета
|
0,02
|
|
Энтальпия
присасываемого воздуха, H°пр,
|
№5
расчета
|
173,0248
|
|
Энтальпия
воды на входе во вторую ступень, h’э2,
|
|
1380,1545-(513,1187·14,4319/88,88)=1296,8368
|
|
Температура
воды на входе в экономайзер, t’э2, °С
|
[7, таблица 3]
|
264
|
|
Температурный
напор на выходе газов, , °С
|
V’э2- t"э2
|
166
|
|
Температурный
напор на входе газов, , °С
|
V"э2- t’э2
|
156
|
|
Средне
логарифмическая разность температур, Ùtэ2,
°С
|
|
161
|
|
Средняя
температура газов, Vэ2, °С
|
|
|
|
Средняя
тем-ра воды, tэ2, °С
|
|
|
|
Тем-ра
загрязненной стенки, tзэ2, °С
|
Tзэ2= tэ2+Ùt
|
273+60=333
|
|
Средняя
скорость газов, wгэ2,
|
|
|
|
Коэффициент
теплоотдачи конвекцией от газов к шахматному пучку, aк,
|
aк =СS×CZ× CФ×aнг
|
0,7×0,75×0,98×56= =28,2975
|
|
Поправка
на компоновку пучка, СS
|
[1,
с.122] СS=¦(s1×s2)
|
0,7
|
|
Поправка
на число поперечных труб, CZ
|
[1, с.123] СZ =¦(z2)
|
0,75
|
|
Поправка,
CФ
|
[1,
с.123] СФ=¦(zН2О,Vп2)
|
0,98
|
|
Объемная
доля водяных паров, rН2О
|
№5
расчета
|
0,0766
|
|
Относ.
попереч. шаг, s1
|
|
2,5
|
|
Относ.
продольный шаг, s2
|
|
2
|
|
Норм.
Коэф-т теплоотдачи конвекцией от газов, aнк,
|
[1,
с.124]
|
56
|
|
Коэффициент
теплоотдачи излучением, a1,
|
aнл×eэ2
|
56∙0,180=10,08
|
|
Коэффициент
ослабления лучей в чистой газовой среде, Kг,
|
[1,
с.138, рисунок 6.12]
|
14,5
|
|
Коэффициент
ослабления лучей частицами летучей золы, Kз,
|
[1,
с.140, рисунок
6.13]
|
108
|
|
Объемная
доля трехатомных газов, rп
|
№5
расчета
|
0,2135
|
|
Концентрация
золовых частиц, mзл
|
№5
расчета
|
0,0672
|
|
Оптическая
толщина, КРS,
|
KPS=( kг× rп+
kз×mзл)× ×РS
|
(14,5×0,2135+108×0,0672)× 0,1×0,156=0,1615
|
|
Коэффициент
излучения газовой среды, eэ2
|
[1,
с.44, рисунок 4.3]
|
0,180
|
|
Нормативный
коэффициент теплоотдачи излучением, aнл,
|
[1,
с.144, рисунок 6.14]
|
58
|
|
Коэффициент
теплоотдачи от газов к стенке, a1,
|
a1=aк+aл
|
28,2975+10,08=38,3775
|
|
Коэффициент
теплопередачи, Кэ2,
|
|
=31,2149
|
|
Коэффициент
загрязнения стенки, e,
|
[1, с.143, рисунок 6.16]
|
0,0059
|
|
Тепловосприятие
второй ступени пароперегревателя, Qт.э,
|
|
=520,6512
|
|
Несходимость
тепловосприятия dQтэ2,
%
|
|
(513,1187-520,6512)
·100/513,1187=1,47<2
расчет
окончен
|
10.4.2 Расчет второй
ступени воздухоподогревателя
Весь воздухоподогреватель
выполнен двухпоточным двухступенчатым. Расчет выполняется согласно
рекомендациям. Расчет второй ступени выполняется и вводится в ниже следующую таблицу.
Таблица 12- Расчет ВЗП II
|
Наименование
величины
|
Расчетная
формула или страница[1]
|
Результат
расчета
|
|
Наружный
диаметр труб, d, мм
|
Из чертежа
|
40
|
|
Внутренний
диаметр труб, dвн, мм
|
Из чертежа
|
37
|
|
Поперечный
шаг, S1, мм
|
Из чертежа
|
60
|
|
Продольный
шаг, S2, мм
|
Из чертежа
|
45
|
|
Глубина
установки труб, bвп, м
|
Из чертежа
|
42
|
|
Число
труб в ряду, Z1, шт
|
|
=200
|
|
Число
рядов труб, Z2, шт
|
|
=92
|
|
Длина
труб воздухоподогревателя, Lвп2, м
|
Из чертежа
|
2,5
|
|
Поверхность
нагрева, Fвп2, м2
|
Fвп2=p×d× Lвп2× Z1× Z2
|
3,14× 0,04×2,5×200× 92=6066,48
|
|
Сечение
для прохода газов по трубам, Fгвп2, м2
|
|
=19,7738
|
|
Температура
воздуха на выходе из второй ступени воздухоподогревателя, t"вп2,
°С
|
№3 расчета
|
300
|
|
Энтальпия
этого воздуха, h"вп2,
|
№6 расчета
|
2615,8274
|
|
Температура
газов на входе во вторую ступень, V’ вп2, °С
|
V’ вп2= V"э2
|
420
|
|
Энтальпия
газов на входе во вторую ступень, Н’вп2,
|
Н’вп2= Н"э2
|
3680,778
|
|
Температура
воздуха на входе во вторую ступень, t’вп2, °С
|
Принимаем с последующим уточнением
|
220
|
|
Энтальпия
этого воздуха, h’вп2,
|
№6 расчета
|
1910,649
|
|
Тепловосприятие
первой ступени, Qбвп2,
|
|
|
|
Отношение
количества воздуха за вп к теоретически необходимому, bвп
|
bвп=aт-Ùa т -Ùa пл +0,5×Ùa вп
|
1,2-0,08-0,04+
+0,5×0,03=1,11
|
|
Присос
воздуха в топку, Ùa т
|
[1, с.19, таблица 1.8]
|
0,08
|
|
Присос
воздуха в вп, Ùa вп
|
[1, с.19, таблица 1.8]
|
0,03
|
|
Присос
воздуха в пылесистему, Ùa пл
|
[1, с.18]
|
0,04
|
|
Энтальпия
газов на выходе из вп, Н"вп2,
|
|
|
|
Температура
этих газов, V"вп2 °С
|
№6 расчета
|
328
|
|
Средняя
температура газов, Vвп2, °С
|
|
|
|
Скорость
дымовых газов, wвп2,
|
|
=9,0635
|
|
Коэффициент
теплоотдачи конвекцией от газов, aк,
|
aк = CL× CФ×aн
|
33×1×1,05=34,65
|
|
Нормативный
коэффициент теплоотдачи конвекцией , aн,
|
[1,
с.130] aн=¦(wвп2,dвн)
|
33
|
|
Поправка
на относительную длину трубок, CL
|
[1,
с.123]
СL =¦(Lвп2/dвн)
|
1
|
|
Поправка, CФ
|
[1,
с.130] СФ=¦(rН2О,Vвп2)
|
1,05
|
|
Объемная
доля водяных паров, rН2О
|
№5
расчета
|
0,0752
|
|
Коэффициент
теплоотдачи излучением от газов к поверхности, aл,
|
aл=0,5×(aнл×э2)
|
10,08/2=5,04
|
|
Коэффициент
теплоотдачи от газов к поверхности, a1,
|
a1=aк+aл
|
34,65+5,047=39,69
|
|
Коэффициент
теплоотдачи от поверхности к воздуху, a2,
|
a2=aк
[1,
с.177, таблица 6.2]
|
34,65
|
|
Коэффициент
теплопередачи, К,
|
|
|
|
Коэффициент
использования ВЗП, z
|
[1,
с.147, таблица 6.6]
|
0,9
|
|
Температурный
напор на входе газов, Ùtб, °С
|
V’вп2-t"вп2
|
420-300=120
|
|
Температурный
напор на выходе газов, Ùtм, °С
|
V" вп2-t’
вп2
|
328-220=144
|
|
Средний
температурный напор, Ùtвп2,
°С
|
|
|
|
Тепловосприятие
второй ступени пароперегревателя, Qт.вп2,
|
|
18,4996·114·5700/14431,9=832,9492
|
|
Несходимость
тепловосприятия, dQт.вп2, %
|
|
(793,3257-832,9492)
·100/793,3257=4,99<5 %
расчет
окончен
|
10.4.3
Расчет первой ступени водяного экономайзера
Расчет проводится согласно рекомендациям данным для расчета
второй ступени экономайзера
Таблица 13
|
Наименование
величины
|
Расчетная
формула или страница[1]
|
Результат
расчета
|
|
Наружный
диаметр труб, d, мм
|
Из чертежа
|
32
|
|
Внутр.
диаметр труб, dвн, мм
|
Из чертежа
|
25
|
|
Поперечный
шаг, S1, мм
|
Из чертежа
|
80
|
|
Продольный
шаг, S2, мм
|
Из чертежа
|
64
|
|
Число
рядов труб на выходе из коллектора, ZР, шт
|
[1, с.99]
|
2
|
|
Число
труб в ряду, Z1, шт
|
|
(12,0513-0,08)0,08=150,2
|
|
Число
рядов труб, Z2, шт
|
Принимаем с последующим уточнением
|
28
|
|
Живое
сечение для прохода газов, Fжэ1, м2
|
Fжэ1= Fжэ2
|
48,2592
|
|
Поверхность
нагрева, Fэ1, м2
|
Fэ1=p× Lэ1×Z1×Z2× ZР
|
3,14×0,032×6,2×150,2×28×
×2=5239,9757
|
|
Длина
трубок в экономайзере, L э1, м
|
из чертежа
|
4,3
|
|
Температура
газов на входе в первую ступень, V’э1, °С
|
V’э1=
V"вп2
|
328
|
|
Энтальпия
газов на входе в первую ступень, Н’э1,
|
Н’э1=
Н"вп2
|
2874,3385
|
|
Тем-ра
воды на входе в первую ступень, t’э1, °С
|
t’э1= tпв
|
240
|
|
Энтальпия
воды на входе в первую ступень, h’э1,
|
[1, таблица 3] по Рпв
|
1239,5
|
|
Тем-ра
воды на выходе из первой ступени, t’’э1, °С
|
t’’э1= t’э1 [1, с.72]
|
264
|
|
Энтальпия
воды на выходе из первой ступени, h’’э1,
|
h’’э1= h’э1
|
1296,8368
|
|
Тепловосприятие
по балансу, Qбэ1,
|
|
88,88·(1296,8368-1239,5)/14,4319=353,1132
|
|
Энтальпия
газов на выходе из ВЭК, Н"э1,
|
|
2874,3385+0,02·173,0248-353,1132/0,99=2531,3735
|
|
Изменение
избытка воздуха в первой ступени, Ùaэ1
|
№5 расчета
|
0,02
|
|
Температура
газа на выходе из вэ, V"э1, °С
|
№5 расчета
|
251
|
|
Средняя температура
воды, tэ1, °С
|
|
(240+264)/2=252
|
|
Средняя
температура газов, Vэ1, °С
|
|
|
|
Средняя
скорость газов, wгэ1,
|
|
14,4319·5,24·(374+273)/
(273·48,2592)=3,7138
|
|
Коэффициент
теплоотдачи конвекцией от газов к шахматному пучку, aк,
|
aк =СS×CZ× CФ×aн
|
58×0,75 ×0,7×99=30,1455
|
|
Поправка
на компоновку пучка, СS
|
Из
расчета второй ступени
|
0,7
|
|
Поправка
на число поперечных труб, CZ
|
[1, с.125] СZ =¦(z2)
|
0,75
|
|
Поправка,
CФ
|
[1,
с.123] СФ=¦(rН2О,Vэ1)
|
0,99
|
|
Объемная
доля водяных паров, rН2О,
|
№5
расчета
|
0,0738
|
|
Нормативный
коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов, aн,
|
[1,
с.124]
aн=¦(w гэ1×d)
|
58
|
|
Коэффициент
теплоотдачи излучением, a1,
|
a1=aк
|
30,1455
|
|
Коэффициент
теплопередачи, Кэ1,
|
|
30,1455/(1+0,0063·30,1455)=25,3349
|
|
Коэффициент
загрязнения стенки, e,
|
[1, с.143, рисунок 6.16]
|
0,0063
|
|
Температурный
напор на выходе газов, , °С
|
V’э1- t"э1
|
328-264=64
|
|
Температурный
напор на входе газов, , °С
|
V"э1- t’э1
|
251-240=11
|
|
Средний
температурный напор, Ùtэ1,
°С
|
|
(64+11)/2=37,5
|
|
Тепловосприятие
первой ступени экономайзера, Qт.э,
|
|
55239,9757·25,3349·37,5/14431,9=344,95
|
|
Несходимость
тепловосприятия, dQтэ1,
%
|
|
(353,1132-344,95)
·100/353,1132=2,31
расчет
окончен
|
10.4.4
Расчет первой ступени воздухоподогревателя
Диаметры трубок, их длину шага и количество, а так же глубину
установки в конвективной шахте принять из расчета второй ступени воздухоподогревателя.
Таблица 14
|
Наименование
величины
|
Расчетная
формула или страница[1]
|
Результат
расчета
|
|
Поверхность
нагрева, Fвп1, м2
|
Fвп1= 3×p×d× Lвп1× Z1× Z2
|
18200,34
|
|
Сечение
для прохода газов по трубам, Fгвп1, м2
|
Из расчета второй ступени
|
19,7738
|
|
Температура
газов на входе в первую ступень, V’вп1, °С
|
V’вп1=
V’’э1
|
251
|
|
Энтальпия
газов на входе в первую ступень, Н’вп1,
|
Н’вп1=
Н’’э1
|
2531,3735
|
|
Температура
воздуха на входе в первую ступень, t’вп1, °С
|
№6 расчета
|
30
|
|
Энтальпия
воздуха на входе в первую ступень, h’вп1,
|
№6 расчета
|
267,2652
|
|
Температура
воздуха на выходе из первой ступени, T’’вп1, °С
|
t’’вп1= t’вп2
|
170
|
|
Энтальпия
этого воздуха, H’’вп1,
|
№6 расчета
|
1539,0148
|
|
Тепловосприятие
первой ступени, Qбвп1,
|
|
|
|
Отношение
количества воздуха за вп к теоретически необходимому, bвп
|
Из расчета второй ступени воздухоподогревателя
|
1,11
|
|
Присос
воздуха в воздухоподогреватель, Ùa вп1
|
Ùa вп1=Ùa вп2
|
0,03
|
|
Энтальпия
газов на выходе из взп, Н"вп1,
|
|
2531,3735+0,03·173,0248-1430,7183/0,99=1091,3942
|
|
Температура
газов на выходе, V’’вп1, °С
|
№6
расчета по Н"вп1
|
121
|
|
Средняя
температура газов, Vвп1, °C
|
|
(251+121)/2=186
|
|
Ср.
скорость газов, wгвп1,
|
|
14,4319·5,24·(186+273)/(273·19,7738)=6,43
|
|
Коэффициент
теплоотдачи конвекцией от газов к поверхности, aк,
|
aк =СL× CФ×aн
|
1,1×1×26= 28,6
|
|
Нормативный
коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов, aн,
|
[1,
с.130, рис. 6.6 ]
aн=¦(w гэ1×dвн)
|
26
|
|
Поправка
на относительную длину трубок, CL
|
[1,
с.123]
СL =¦(Lвп1/dвн)
|
1,1
|
|
Поправка, CФ
|
[1,
с.130] СФ=¦(zН2О,Vвп1)
|
1
|
|
Объемная
доля водяных паров, rН2О
|
№5
расчета
|
0,0725
|
|
Коэффициент
теплоотдачи излучением от газов к поверхности, aл,
|
aл=0,5×(aнл×ξэ2)
|
0,5∙0,180∙26=2,34
|
|
Коэффициент
теплоотдачи от газов к поверхности, a1,
|
a1=aк+aл
|
28,6+2,34=30,94
|
|
Коэффициент
теплоотдачи от поверхности к воздуху, a2,
|
a2=aк
[1,
с.177, таблица 6.2]
|
28,6
|
|
Коэффициент
теплопередачи, К,
|
|
0,9·30,94·28,6/(30,94+28,6)=13,3758
|
|
Коэффициент
использования воздухоподогревателя, z
|
[1,
с.147, таблица 6.6]
|
0,9
|
|
Температурный
напор на входе газов, Ùtб, °С
|
V’вп1-t"вп1
|
251-170=81
|
|
Температурный
напор на выходе газов, Ùtм, °С
|
V"вп1-t’вп1
|
121-30=91
|
|
Средний температурный
напор, Ùtвп1,
°С
|
|
(81+91)/2=86
|
|
Тепловосприятие
первой ступени пароперегревателя, Qт.вп1,
|
|
18200,34·13,3758·86/14431,9=1450,6895
|
|
Несходимость
тепловосприятия, dQт.вп1, %
|
|
(1430,7183-1450,6895)
·100/1430,7183=1,39% расчет окончен
|
11. Определение неувязки
котлоагрегата
Расчет сведен в таблицу
15
|
Потеря
тепла с уходящими газами, q2, %
|
|
=4,6498
|
|
КПД,
hпг, %
|
hпг=100-(q2+ q3+ q4+ q5+ q6)
|
100-(4,6498+0+0,5+0,48+0,9615)=93,4087
|
|
Расход
топлива, В,
|
|
|
|
Тепло
воздуха, Qв,
|
|
|
|
Полезное
тепловыделение в топке, Qт,
|
|
|
|
Удельное
тепловосприятие топки, Qлт,
|
|
|
|
Определение
неувязки, /ΔQ/
|
×hпг - (Qлт+Qш+Qп1+Qп2 + QЭ1+ QЭ2+ QП1+ QП1)(100 –q4/100)
|
16606,154*0.934087
–
(7849,841972+883,809+2109,0099+2001,8914+520,6512+344,95+832,9492+1450,6895)*(100-1.5/100)=-426,6607
|
|
Несходимость
баланса, /dQ/, %
|
/ΔQ/*100/
|
426,6607*100/16606,154=2,5733%
|
Список используемой
литературы
1.
Компоновка и
тепловой расчет парового котла: Учеб. пособие для вузов/ Ю.М. Липов, Ю.Ф.
Самойлов, Т.В. Виленский. – М.: Энергоатомиздат, 1988.- 208 с.: ил.
2.
Теплоэнергетика и
теплотехника. Общие вопросы. Справочник. //Под ред. Григорьев В.А., Зорин В.М.
– М.: Энергия, 1980.
3.
Котельные
установки и парогенераторы (тепловой расчет парового котла): Учебное пособие /
Е.А. Бойко, И.С. Деринг, Т.И. Охорзина. Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2005. 96 с.
4.
Котельные
установки и парогенераторы (конструкционные характеристики энергетических
котельных агрегатов): Справочное пособие для курсового и дипломного
проектирования студентов специальностей 1005 – "Тепловые электрические
станции", 1007 – "Промышленная теплоэнергетика" / Сост. Е.А.
Бойко, Т.И. Охорзина; КГТУ. Красноярск, 2003. 223с.
|
|
 |
НОВОСТИ |
 |
|
| Изменения |
|
| Прошла модернизация движка, изменение дизайна и переезд на новый более качественный сервер |
|
