Главная
Рефераты по авиации и космонавтике
Рефераты по административному праву
Рефераты по безопасности жизнедеятельности
Рефераты по арбитражному процессу
Рефераты по архитектуре
Рефераты по астрономии
Рефераты по банковскому делу
Рефераты по сексологии
Рефераты по информатике программированию
Рефераты по биологии
Рефераты по экономике
Рефераты по москвоведению
Рефераты по экологии
Краткое содержание произведений
Рефераты по физкультуре и спорту
Топики по английскому языку
Рефераты по математике
Рефераты по музыке
Остальные рефераты
Рефераты по биржевому делу
Рефераты по ботанике и сельскому хозяйству
Рефераты по бухгалтерскому учету и аудиту
Рефераты по валютным отношениям
Рефераты по ветеринарии
Рефераты для военной кафедры
Рефераты по географии
Рефераты по геодезии
Рефераты по геологии
Рефераты по геополитике
Рефераты по государству и праву
Рефераты по гражданскому праву и процессу
Рефераты по кредитованию
Рефераты по естествознанию
Рефераты по истории техники
Рефераты по журналистике
Рефераты по зоологии
Рефераты по инвестициям
Рефераты по информатике
Исторические личности
Рефераты по кибернетике
Рефераты по коммуникации и связи
Рефераты по косметологии
Рефераты по криминалистике
Рефераты по криминологии
Рефераты по науке и технике
Рефераты по кулинарии
Рефераты по культурологии
Рефераты по авиации и космонавтике
Рефераты по административному праву
Рефераты по безопасности жизнедеятельности
Рефераты по арбитражному процессу
Рефераты по архитектуре
Рефераты по астрономии
Рефераты по банковскому делу
Рефераты по сексологии
Рефераты по информатике программированию
Рефераты по биологии
Рефераты по экономике
Рефераты по москвоведению
Рефераты по экологии
Краткое содержание произведений
Рефераты по физкультуре и спорту
Топики по английскому языку
Рефераты по математике
Рефераты по музыке
Остальные рефераты
Рефераты по биржевому делу
Рефераты по ботанике и сельскому хозяйству
Рефераты по бухгалтерскому учету и аудиту
Рефераты по валютным отношениям
Рефераты по ветеринарии
Рефераты для военной кафедры
Рефераты по географии
Рефераты по геодезии
Рефераты по геологии
Рефераты по геополитике
Рефераты по государству и праву
Рефераты по гражданскому праву и процессу
Рефераты по кредитованию
Рефераты по естествознанию
Рефераты по истории техники
Рефераты по журналистике
Рефераты по зоологии
Рефераты по инвестициям
Рефераты по информатике
Исторические личности
Рефераты по кибернетике
Рефераты по коммуникации и связи
Рефераты по косметологии
Рефераты по криминалистике
Рефераты по криминологии
Рефераты по науке и технике
Рефераты по кулинарии
Рефераты по культурологии
|
Курсовая работа: Проверочный расчет типа парового котла
Курсовая работа: 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.
|
|