Средняя температура газов в экономайзере [1, п.7-17]:

єС (Т_эк = 548,5 К)

Поверочный расчет экономайзера выполняется на основании уравнений теплового баланса и теплообмена по известным температуре и энтальпии газов перед экономайзером, конструктивным характеристикам поверхности нагрева [1, п.7-02]:

Q_б^эк = ц?(H'_эк - H"_эк + Дб?Н_0.прс), кДж/кг;

, кДж/кг,

Где Н_эк - расчетная поверхность экономайзера, м²;

z - число труб экономайзера;

d - диаметр труб экономайзера, м;

? - длина труб экономайзера, м.

k - коэффициент теплопередачи, Вт/(м²•К);

Дt - температурный напор, єС.

Тепло, отданное газами экономайзеру:

Q_б^эк = ц•(H'_эк - H"_эк) = 0,985•( 7149,9 - 2846,4) =5027,13 кДж/кг.

Определим тепловосприятие экономайзера по уравнению теплопередачи.

Расчетную поверхность экономайзера определяем по [2, стр.134, ф.(8.3)]:

Н_эк = z₁• z₂•р•d•?;

Н_эк = 21•66•3,14•0,028•3 = 365 м².

Температурный напор:

При P_б=1,4 МПа, t_н=195,05 єС;

Дt=- t_н,

Дt=275,5-195,05 =80,45єС

Для гладкотрубных экономайзеров тепловым сопротивлением с внутренней стороны можно пренебречь и коэффициент теплопередачи определяется по [1, п.7-08]:

, Вт/(м²•К).

Коэффициент тепловой эффективности ш определяется по [1,стр.71, рис.7.16]; ш = 0,78.

Коэффициент теплоотдачи конвекцией зависит от скорости и температуры потока, диаметра и расположения труб в пучке, вида поверхности (гладкая или оребренная) и характера ее омывания (поперечное, продольное или косое), физических свойств омывающей среды.

Расчетная скорость дымовых газов [1, п.7-15]:

, м/с,

где V_г^н - объем продуктов сгорания 1 кг топлива; определяем по табл. 1;

В_р - расчетный расход топлива, кг/с;

F_г - площадь живого сечения для прохода газов, м².

Расчет площади живого сечения для прохода газов ведем по [1, п. 7-16]:

F_г = a•b - z₁•?•d = 2,71•1,5 - 3•0,028•21 = 2,3 м^2.

Тогда

м/с.

Коэффициент теплоотдачи конвекцией при поперечном омывании коридорных гладкотрубных пучков определяется по [2, стр.178, ф. (11.28)]:

б_к = б_н•C_z•C_s•C_ф, Вт/(м²•К),

где C_z - поправка на число рядов труб по ходу газа, [1, стр.221, номограмма 7];

C_z = 1;

C_s - поправка на геометрическую компоновку пучка, [1, стр.221, номограмма 7]; C_s = 1;

C_ф - поправка, учитывающая влияние изменения физических характеристик, [1, стр.221, номограмма 7]; C_ф = 1,04;

б_н - номограммный коэффициент теплоотдачи, [1, стр.220, номограмма 7];

б_н = 54 Вт/(м²•К).

б_к = 54•1•1•1,04 = 56,16 Вт/(м²•К).

Коэффициент теплопередачи равен:

Вт/(м²•К).

Таким образом, величина тепловосприятия экономайзера, рассчитываемая по уравнению теплообмена, будет равна:

кДж/кг.

Расхождение между значением тепловосприятия и значением тепловосприятия составляет [3, п.7.3]:

%.

Полученное расхождение тепловосприятий превышает допустимое (2%), поэтому необходимо изменить расчетную поверхность экономайзера.

Определим достаточную поверхность нагрева:

Н_р =• /;

Н_р =•• /=836 м².

Определим число рядов, которые необходимо добавить для увеличения расчетной поверхности экономайзера:

= (Н_р - Н_эк)/ n•р•d•?_зм;

=(836 - 365)/ 21•3,14•0,028•3=85.

Тогда расхождение между значением тепловосприятия и значением тепловосприятия будет составлять:

%.

Температура после прохождения экономайзера равна = 150 єC.

На основании данного расчета можно сделать вывод, что при заданном топливе и при заданных параметрах котла расхождение между значением тепловосприятия и значением тепловосприятия составляет больше 2%, поэтому было принято конструктивное предложение - увеличили поверхность нагрева экономайзера с 365 м² до 836 м² (добавили 85 рядов). Тогда расчетная невязка теплового баланса котельного агрегата не превышает 0,5 % от Q_р, то есть баланс сходится.

12. Расчетная невязка теплового баланса котельного агрегата

Завершается поверочный тепловой расчет определением невязки теплового баланса котла [1, п.9-05]:

ДQ = Q_p•з_к - (Q_л.т + Q_ф + Q_ко + Q_1кп+Q_пп+Q_2кп+3кп + Q_эк) (1 - 0,01•q₄),

где Q_л.т, Q_ф, Q_1кп, Q_пп, Q_2кп+3кп, Q_эк - количество тепла, воспринятого соответственно в топке, фестоном, первым котельным пучком, пароперегревателем, вторым и третьим котельным пучком и экономайзером, кДж/кг, рассчитанные по уравнению теплового баланса.

Величина невязки составляет

ДQ = •0,855 - ( + + + + ++)(1 - 0,01•4) = 120.

Баланс сходится если величина невязки не превышает 0,5% от Q_р.

д = ДQ/Q_р = (120/25330)100 =0,47%.

Баланс сходится, следовательно, поверочный расчет котла выполнен верно.

Заключение

Проведя поверочный расчет котельного агрегата типа КЕ-25-14-225С по заданному топливу, паропроизводительности котла, параметрам пара и питательной воды были определены температуры и тепловосприятия рабочего тела и газовой среды в поверхностях нагрева котла.

Результаты расчета:

· температура на выходе из топки ==949 С;

· температура на выходе из фестона ==907 С;

· температура на выходе из камеры догорания ==799 С;

· температура на выходе из пароперегревателя ==733С;

· температура на выходе из первого котельного пучка: ==588С;

· температура на выходе из второго и третьего котельного пучка ;

· температура на выходе из экономайзера ==150 С

На основании данного расчета можно сделать вывод, что при заданном топливе и при заданных параметрах котла тепловой баланс котла не сходится, поэтому было принято конструктивное предложение - увеличить поверхность нагрева экономайзера с 365 м² до 836 м² (добавили 85 рядов). Тогда расчетная невязка теплового баланса котельного агрегата не превышает 0,5 % от Q_р, то есть баланс сходится.

Список используемой литературы

1. Тепловой расчет котлов (Нормативный метод). Издание 3-е, переработанное и дополненное / Издательство НПО ЦКТИ, СПб, 2012.

2. Фурсов И.Д., Коновалов В.В. Конструирование и тепловой расчет паровых котлов: Учеб. пособие для студентов вузов. Издание второе, переработанное и дополненное / Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова. - Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2011. - 266 с.

3. Липов Ю.М. Компоновка и тепловой расчет парового котла: Учеб. пособие для вузов. - М.: Энергоатомиздат, 2010. - 208 с.

4. Сидельковский Л.Н., Юренев В.Н. Котельные установки промышленных предприятий / М.: Энергоатомиздат, 2008. - 528 с.

5. «Котлы малой и средней мощности и топочные устройства», отраслевой каталог, Москва, 1987г.

Приложение А

Эскиз топочной камеры

Приложение Б

Эскиз камеры догорания

Приложение В

Эскиз фестона

Приложение Г

Эскиз первого котельного пучка и пароперегревателя

Приложение Д

Эскиз второго и третьего котельного пучка

Приложение Е

Эскиз экономайзера

Размещено на Allbest.ru