Проверочно-конструкторский расчет парового котла БКЗ-75-39ФБ

2.3.1 В котле на выходе из топки расположен четырехрядный испарительный пучок, образованный трубами заднего топочного экрана с увеличенными поперечными и продольными шагами, называемый фестоном. Изменение конструкции фестона связано с большими трудностями и капитальными затратами, поэтому проводится проверочный расчёт фестона, целью которого является определение температуры газов за фестоном .

2.3.2 По чертежам парового котла составляем эскиз фестона в двух проекциях, на котором указываем все конструктивные размеры поверхности.

По чертежам и эскизу составляем таблицу конструктивных размеров и характеристик фестона. Определяем расчётную поверхность и площадь живого сечения для прохода газов.

2.3.3 Определяем длину трубы l_i в каждом ряду и количество труб в ряду z_i. Поперечный шаг S₁ равен учетверенному шагу заднего экрана топки, поскольку экран образует четыре ряда фестона. X_ф принимаем равным единице, тем самым несколько увеличивается конвективная поверхность пароперегревателя (в пределах 5%), но существенно упрощается расчет. Продольные шаги определяем как среднее арифметическое значение, так как поверхности нагрева рядов близки между собой:

2.3.4 По средним значениям и определяем эффективную толщину излучающего слоя в соответствии с формулой [1, формула 4.23]:

2.3.5 Расположение труб в пучке шахматное, омывание газами - поперечное

Высоту газохода определяем в плоскости, проходящей по осям основного направления каждого ряда труб в границах фестона. Достаточно определить высоту газохода и площадь живого сечения для первого и последнего рядов труб, так как расчётная поверхность всех рядов труб близка по величине.

Ширина газохода одинакова для всех рядов фестона, её определяют как расстояние между плоскостями, проходящими через оси труб правого и левого боковых экранов.

Табл. 2.2. Конструктивные размеры и характеристики фестона.

2.3.6 Площадь живого сечения для прохода газов в каждом ряду определяют по формуле:

где

- длина проекции трубы на плоскость сечения, проходящую через ось труб рассчитываемого ряда.

Определим площади живого сечения для первого ряда F_вх и последнего F_вых:

;

В соответствии с [1], так как

то среднюю площадь живого сечения находят как среднеарифметическое их значений:

2.3.7 Расчётная поверхность нагрева каждого ряда равна геометрической поверхности всех труб в ряду по наружному диаметру и полной обогреваемой газами длине трубы, измеренной по её оси с учётом конфигурации (сгибов) в пределах фестона:

где - число труб в ряду, - длина трубы в ряду по её оси.

2.3.8 Расчётную поверхность нагрева фестона определяем как сумму поверхностей всех его рядов:

.

2.3.9 На правой и левой стенах газохода фестона расположена часть боковых экранов, поверхность которых не превышает 5% от поверхности фестона, и поэтому при тепловом расчете фестона дополнительную поверхность экрана в области фестона суммируют с поверхностью фестона:

2.3.10 Дополнительная поверхность экранов определяется как площадь боковых стен (правой и левой), покрытых экранами в газоходе фестона (снизу граница этих площадей проходит по оси первого ряда труб фестона), умноженная на угловой коэффициент бокового экрана х^б (таблица 2.1):

где

=6,58 - поверхность стен боковых экранов, расположенная выше 1-ого ряда фестона, = 0,97.

Составляем таблицу исходных данных для проверочного теплового расчёта.

Табл. 2.3. Исходные данные для проверочного теплового расчёта

2.3.11 Ориентировочно примем температуру газов за фестоном на (30 -100) ⁰С ниже, чем перед ним:

(по табл.1.5)

2.3.12 По уравнению теплового баланса теплоносителя (продуктов горения) определяем балансовое тепловосприятие фестона:

По рекомендациям указаний [1, разд.4, формула (4,4) и (4.34)] определяем коэффициент теплопередачи и температурный напор по [4, формула (1.23)].

2.3.13 Коэффициент теплоотдачи :

Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке для конвективных пучков труб определяется по [1, формула (4.5)]:

где

- коэффициент использования, для поперечно омываемых пучков труб принимается

- коэффициент теплоотдачи конвекцией;

- коэффициент теплоотдачи излучением.

2.3.14 Коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов к стенке труб при поперечном омывании шахматных пучков дымовыми газами находят по номограмме 8 [1, стр. 129]. Для этого нужно определить среднюю скорость газового потока в фестоне по [1, формула 4.6]:

где

- площадь живого сечения для прохода газов,

- расчетный расход топлива,

- объем газов на 1 кг топлива (табл 1.4).

По средней скорости W, диаметру труб (60 мм) по номограмме 8 [1, стр. 128] находим коэффициент теплоотдачи конвекцией и определяем поправки по номограмме 7 [1, стр. 127] и формулам (4.15в) и (4.14а) [1,стр.91]:

· поправка на число рядов труб по ходу газов или воздуха:

При

· поправка на компоновку трубного пучка, зависящая от относительных шагов труб:

-коэффициент, определяемый в зависимости от относительного поперечного

шага и значения :

Т.о.

При

· поправка на изменение физических свойств среды в зависимости от средней температуры потока и объёмной доли водяных паров в дымовых газах:

при

Тогда согласно [1, стр. 90] коэффициент теплоотдачи конвекцией:

2.3.15 Коэффициент теплоотдачи излучением определяется в зависимости от температур потока и стенки (определяем по номограмме 18 [1, стр. 134] ) и степени черноты продуктов горения :

Для пользования номограммой 18 необходимо знать температуру загрязненной стенки рассчитываемой поверхности нагрева. Учитываем, что для фестона при давлении в барабане:

Тогда .

Степень черноты потока:

где

- суммарная оптическая толщина продуктов сгорания.

где

=40 - коэффициент ослабления лучей трёхатомными газами определили по монограмме 2 [1, стр.124];

Определяем по (2.11):

Тогда получим:

Коэффициент теплоотдачи излучением продуктов горения для запылённого потока:

Таким образом, коэффициент теплоотдачи от газов к стенке для фестона:

2.3.16 Коэффициент теплопередачи:

коэффициент тепловой эффективности по рис.4.1 [1, стр.87].

2.3.17 Температурный напор при постоянной температуре пароводяной смеси в фестоне:

Из уравнения теплопередачи для фестона находим тепловосприятие фестона по [1, формула 4.1]:

Тепловой баланс считаем действительным и принимаем вычисленные значения для дальнейшего расчета.

Раздел 3. Проверочно-конструкторский расчёт пароперегревателя и хвостовых поверхностей нагрева парового котла

В целях уменьшения ошибок тепловосприятие пароперегревателя и воздухоподогревателя определяем по уравнению теплового баланса рабочего тела (пара, воздуха), а тепловосприятие экономайзера - по уравнению теплового баланса продуктов горения.

3.1.1 Тепловосприятие пароперегревателя:

где

- паропроизводительность парового котла;

- расчетный расход топлива;

-энтальпия перегретого пара;

- энтальпия сухого насыщенного пара;

- съём тепла в пароохладителе, служащем для регулирования температуры перегретого пара.

Тепло, воспринимаемое пароперегревателем за счёт излучения факела топки, принимаем равным нулю , угловой коэффициент фестона .

В этом случае полное тепловосприятие пароперегревателя численно совпадает с тепловосприятием конвекцией:

3.1.2 Для газохода пароперегревателя уравнение теплового баланса теплоносителя (дымовых газов) имеет вид:

где

- коэффициент сохранения тепла;

- энтальпия газов за фестоном;

- величина присоса воздуха в пароперегревателе;

- энтальпия холодного воздуха;

Решая его относительно искомой энтальпии газов за пароперегревателем, получим:

Эта энтальпия соответствует температуре (см. табл. 1.5.).

3.1.3 Тепловосприятие воздухоподогревателя

Тепловосприятие воздухоподогревателя определяется по уравнению теплового баланса рабочего тела (воздуха), так как температура горячего воздуха (после воздухоподогревателя) задана. Зависит от схемы подогрева воздуха. При отсутствии рециркуляции горячего воздуха, а также в случае отсутствия предварительного подогрева воздуха , тепловосприятие воздухоподогревателя, определяемое по уравнению теплового баланса:

где

- энтальпия теоретического объема горячего воздуха (

- энтальпия теоретического объёма воздуха перед воздухоподогревателем, подогретого за счёт подачи (рециркуляции) части горячего воздуха на всасывании дутьевого вентилятора или в специально установленных калориферах. Определяется по температуре для твёрдого влажного топлива

- присос воздуха в воздухоподогреватель, принимаемый равным перетечке с воздушной стороны;

- отношения количества воздуха, подаваемого в топку из воздухоподогревателя к теоретически необходимому:

Тепловосприятие воздухоподогревателя по теплоносителю (продуктам сгорания) имеет вид:

где

- энтальпия газов за водяным экономайзером;

- энтальпия уходящих газов;

- энтальпия теоретического объёма воздуха, определяемая температурой присасываемого воздуха:

Уравнение (3.7) решаем относительно энтальпии газов за экономайзером:

Полученное значение энтальпии газов за водяным экономайзером позволяет определить температуру дымовых газов за ним (см. табл.1.5.)

3.1.4 Тепловосприятие водяного экономайзера определяется по уравнению теплового баланса теплоносителя (дымовых газов)

Невязка теплового баланса парового котла:

Определение тепловосприятий поверхностей нагрева, граничных энтальпий и температур газов считается правильным, если неувязка:

невязка не превышает 0,5% от располагаемого тепла, значит расчёты выполнены верно.

3.2 Проверочно-конструкторский расчет пароперегревателя

3.2.1 Целью проверочно-конструкторского расчёта пароперегревателя является определение его расчётной поверхности нагрева при известных тепловосприятиях, конструктивных размерах и характеристиках, заданных чертежом. Решением уравнения теплопередачи определяют требуемую (расчётную) величину поверхности нагрева пароперегревателя, сравнивают её с заданной по чертежу и принимают решение о внесении конструктивных изменений в поверхность.

3.2.2 По чертежам парового котла составляем эскиз пароперегревателя. На эскиз указываем конструктивные размеры поверхности

3.2.3 По чертежам и эскизу составим таблицу конструктивных размеров и характеристик пароперегревателя, определим фактические (по чертежу) поверхности нагрева, площади живых сечений для прохода газов и пара как для отдельных ступеней поверхности, так и в целом для всего пароперегревателя

Целесообразность разделения пароперегревателя на ступени обычно определяется характером взаимного движения сред (газов и пара) и размещением между ступенями пароохладителей. Поверхность нагрева для каждой ступени пароперегревателя определяют по наружному диаметру труб, полной длине змеевика (с учётом гибов) и числу труб в ряду (поперёк газохода) . Поверхность подвесных труб определяют аналогично и включают в поверхность ступени. В неё также включают поверхность труб, примыкающих к обмуровке, называемой дополнительной, которую определяют как произведение площади стены (потолка) , занятой этими трубами, на угловой коэффициент , определяемый по номограмме 1 [1, стр.123].

3.2.4 С учётом особенностей конструкции пароперегревателей поверхность нагрева каждой ступени определяется по формуле:

где

- число труб в ряду (поперёк газохода);

- полная длина змеевика (с учётом гибов), м;

- наружный диаметр трубы;

- поверхность, примыкающая к стене;

- угловой коэффициент, определяемый по номограмме 1 [1, стр.123], .

Табл. 3.1.Конструктивные размеры и характеристики пароперегревателя.

Наименование величин	Обозначение	Единица	Номер ступени по ходу газа	Весь пароперегреватель
			1	2
Наружный диаметр труб		м	0,038	0,038	0,038
Внутренний диаметр труб		м	0,032	0,032	0,032
Число труб в ряду		шт.	72	72	-
Число рядов по ходу газов		шт.	8	16	24
Средний поперечный шаг труб		м	0,115	0,092	0,101
Средний продольный шаг труб		м	0,110	0,110	0,110
Средний относительный поперечный шаг		-	3,03	2,42	2,66
Средний относительный продольный шаг		-	2,89	2,89	2,89
Расположение труб	-	-	коридорное
Характер взаимного движения сред	-	-	Смешанный ток	-
Длина трубы змеевика		м	33,7	46,5	-
Поверхность, примыкающая к стене		м2	28,64	2,18	18,78
Поверхность нагрева		м2	318,34	401,66	720
Высота газохода на входе		м	4,5	2,68	-
Высота газохода на выходе		м	3,12	3,00	-
Ширина газохода		м	6,635	6,635	6,635
Площадь живого сечения для прохода газов на входе		м2	21,65	10,89	-
То же на входе		м2	12,49	13,01	-
То же среднее		м2	15,84	11,86
Средняя эффективная толщина излучающего слоя		м	-	-	0,3352
Глубина газового объёма до пучка		м	0,92	0,335	1,255
Глубина пучка		м	0,985	1,650	2,635
Количество змеевиков, включённых параллельно по пару		шт.	72	72	72
Живое сечение для прохода пара		м2	0,058	0,058	0,058

3.2.5 Площадь живого сечения для прохода газов при поперечном омывании газами пароперегревателя определяют на входе и выходе из каждой ступени:

где

- длина проекции первого или последнего ряда труб на соответствующую (входную или выходную) плоскость сечения, м;

- ширина газохода (между обмуровкой боковых стен), м;

- число труб в ряду для рассматриваемого сечения;

- наружный диаметр труб соответствующей ступени, м;

- высота газохода на входе в ступень и на выходе из нее, принимая в плоскости, проходящей через оси первого и последнего ряда труб, м.

3.2.6 Площадь среднего живого сечения

3.2.7 Площадь среднего живого сечения для прохода газов перегревателя в целом получаем усреднением живых сечений ступеней:

3.2.8 Площадь живого сечения для прохода пара:

Составляем таблицу исходных данных для проверочно-конструкторского расчёта пароперегревателя.

Табл. 3.2. Исходные данные для проверочно-конструктивного расчета пароперегревателя.

Наименование величины	Обозначение	Единица	Величина
Температура газов до пароперегревателя			960
Температура газов за пароперегревателем			592
Температура пара в состоянии насыщения			255
Температура перегретого пара			450
Средний удельный объём пара в пароперегревателе			0,0638
Конвективное тепловосприятие по балансу			4419,34
Средний объём газов в пароперегревателе (при )			7,5583
Объёмная доля водяных паров		-	0,0926
Суммарная объёмная доля трёхатомных газов		-	0,2328
Массовая концентрация золы в газоходе			0,0151

Средний удельный объём пара находится по удельным объёмам пара в состоянии насыщения при давлении в барабане и перегретого пара при его температуре и давлении после пароперегревателя :

Средний удельный объем пара определяем по формуле:

-удельный объем пара в состоянии насыщения при давлении в барабане;

- удельный объем перегретого пара.

3.2.10 Коэффициент теплопередачи определяется для перегревателя в целом по средним значениям необходимых величин из таблиц 3.1 и 3.2 и в соответствии с указаниями в разделе 4 [1].

Средняя температура газов:

При сжигании твёрдых топлив и коридорном расположении труб коэффициент теплопередачи определяется по формуле:

3.2.11 Коэффициент теплоотдачи

Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке для конвективных пучков труб определяется по [1, формула (4.5)]:

где

- коэффициент использования, для поперечно омываемых пучков труб принимается

- коэффициент теплоотдачи конвекцией;

- коэффициент теплоотдачи излучением.

Определим среднюю скорость газового потока в пароперегревателе по:

где

- площадь живого сечения для прохода газов,

- расчетный расход топлива,

- объем газов на 1 кг топлива (табл 1.4).

3.2.11.1 Коэффициент теплоотдачи конвекцией:

где

- коэффициент теплоотдачи конвекцией, определяемый только диаметром труб и скоростью потока;

С_Z - поправка на число рядов труб по ходу газов;

C_S - поправка на компоновку трубного пучка, которую определяют в зависимости от относительных шагов труб;

С_Ф - поправка на изменение физических свойств среды в зависимости от средней температуры потока и объёмной доли водяных паров в дымовых газах;

По средней скорости W, диаметру труб (38 мм) по номограмме 8 [1, стр. 128] находим коэффициент теплоотдачи конвекцией и определяем поправки по номограмме 7 [1, стр. 127] и формулам (4.15в) и (4.14а) [1,стр.91]:

· поправка на число рядов труб по ходу газов или воздуха:

При

· поправка на компоновку трубного пучка, зависящая от относительных шагов труб:

-коэффициент, определяемый в зависимости от относительного поперечного

шага и значения :

Т.о.

При

· поправка на изменение физических свойств среды в зависимости от средней температуры потока и объёмной доли водяных паров в дымовых газах:

при

Тогда коэффициент теплоотдачи конвекцией:

3.2.11.2 Коэффициент теплоотдачи излучением определяется в зависимости от температур потока и стенки (определяем по номограмме 18 [1, стр. 134] ) и степени черноты продуктов горения :

Для определения необходимо знать температуру загрязнённой стенки рассчитываемой поверхности нагрева. При сжигании твердых топлив для конвективных пароперегревателей:

где

, где температура состояния насыщения рабочего тела при давлении в барабане.

Тогда .

Степень черноты потока:

где

- суммарная оптическая толщина продуктов сгорания.

Толщина излучающего слоя для гладкотрубных пучков:

- наружный диаметр труб;

- поперечный шаг труб;

- продольный шаг труб;

где

=70 - коэффициент ослабления лучей трёхатомными газами определили по монограмме 2 [1, стр.124];

Определяем по (2.11):

Тогда получим:

Коэффициент теплоотдачи излучением продуктов горения для запылённого потока:

При расчете пароперегревателя на полученную величинунеобходимо ввести поправку, связанную с наличием газового объёма, свободного от труб перед пароперегревателем и между отдельными пакетами, которые увеличивают передачу тепла излучением:

где

=1,255м и =2,635м - соответственно суммарная глубина пучка и суммарная глубина газового объёма до пучка;

А - коэффициент, при сжигании каменных углей А=0,4 [1, стр.94];

- температура газов в объёме камеры:

Таким образом, коэффициент теплоотдачи от газов к стенке для пароперегревателя:

3.2.12 Определяем коэффициент теплоотдачи от стенки к пару:

Определение средней скорости пара:

где

- средний удельный объём пара;

- паропроизводительность котла;

- площадь живого сечения для прохода пара.

По средней температуре и среднему давлениюопределяем по номограмме 12 и [1, стр.132]:

Тогда:

В итоге коэффициент теплопередачи:

3.2.13 Определение температурного напора в целом для всего пароперегревателя

Средний температурный напор для сложных схем включения ступеней поверхности нагрева определяем по формуле:

- коэффициент пересчёта от противоточной схемы к более сложной, определяется по номограмме 20 [1, стр.136] (один ход многоходовой среды противоточный, а другой - прямоточный):

P, R - безразмерные параметры:

Находим .

- температурный напор для противотока:

Среднеарифметический температурный напор для противотока:

Средний температурный напор:

Расчётная поверхность пароперегревателя по уравнению теплопередачи:

3.2.14 Невязка между расчётной и исходной поверхностью:

таким образом, необходимо увеличить число петель змеевика на величину , определяемую по формуле:



- наружный диаметр труб;

- число труб в ряду;

- высота газохода в изменяемой ступени пароперегревателя.

Данные изменения в компоновке пароперегревателя изображаем на эскизе и чертеже.

3.3 Проверочно-конструкторский расчёт водяного экономайзера

Целью расчёта является определение расчётной поверхности нагрева при известном тепловосприятии и заданных чертежами конструктивных размерах и характеристиках.

Табл. 3.3.Исходные данные к расчёту водяного экономайзера

Наименование величин	Обозначение	Размерность	Величина
Температура газов до экономайзера		0С	592
Температура газов за экономайзером		0С	368,2
Температура питательной воды		0С	110
Давление питательной воды перед экономайзером			47,52
Энтальпия питательной воды			463,9
Тепловосприятие по балансу			2596,04
Объём газов при среднем избытке воздуха	VГ		7,7046
Объёмная доля водяных паров		-	0,0911
Суммарная объемная доля трёхатомных газов	rп	-	0,2287
Массовая концентрация золы в газоходе	мзл		0,0148

Давление воды перед водяным экономайзером :

Определение энтальпии и температуры питательной воды после экономайзера.

3.3.1 Уравнение теплового баланса по рабочему телу:

где

- пропуск воды через экономайзер, при поверхностных пароохладителях, включенных по воде до водяного экономайзера

;

- расчетный расход топлива;

и - энтальпия питательной воды за экономайзером и перед ним соответственно:

где

- съем тепла в пароохладителе [1, стр.50];

Выражаем энтальпию за экономайзером :

Определяем температуру питательной воды до и после экономайзера:

Энтальпия воды (пара) в состоянии насыщения

энтальпия воды на выходе из экономайзера, т. е. поэтому экономайзер некипящего типа.

По чертежам парового котла составляем эскиз экономайзера в двух проекциях и указываем конструктивные размеры поверхности.

По чертежам и эскизу составим таблицу конструктивных размеров и характеристик экономайзера, определим исходные площади живых сечений для прохода газов и воды.

Табл. 3.4.Конструктивные размеры экономайзера.

Наименование величины	Обозначение	Единица	Величина
Наружный диаметр труб		м	0,032
Внутренний диаметр труб		м	0,026
Число труб в ряду		шт.	20
Число рядов труб по ходу газов		шт.	44
Поперечный шаг труб		м	0,1
Продольный шаг труб		м	0,052
Относительный поперечный шаг		-	3,125
Относительный продольный шаг		-	1,625
Расположение труб	-	шахматное
Характер взаимного движения труб	-	противоток	-
Длина горизонтальной части петли змеевиков		м
Длина проекции одного ряда труб на горизонтальную плоскость сечения		м	6,253
Длина трубы змеевика		м	139,8
Поверхность нагрева ЭКО		м2	810
Глубина газохода		м	2
Ширина газохода		м	6,7
Площадь живого сечения для прохода газов		м2	9,398
Эффективная толщина излучающего слоя		м	0,1575
Суммарная глубина газовых объёмов до пучков		м	3,74
Суммарная глубина пучков труб		м	2,226
Количество змеевиков, включённых параллельно по воде		шт.	41
Живое сечение для прохода воды		м2	0,0218

3.3.2 Поперечный шаг (в ряду) труб для всего экономайзера одинаков;

3.3.3 Средний продольный шаг определяют:

где

- суммарная глубина пучков труб;

- число рядов по ходу газа.

3.3.4 Площадь живого сечения для прохода газов:

где

- наружный диаметр труб;

- глубина газохода;

- ширина газохода;

- длина проекции ряда труб на горизонтальную плоскость.

3.3.5 Площадь живого сечения для прохода воды:

- количество змеевиков, включенных параллельно по воде ();

- внутренний диаметр труб.

3.3.6 Проверяем скорость продуктов горения на входе в экономайзер:

- расчетный расход топлива;

- средний объём продуктов горения в пароперегревателе (табл 1.4.);

- температура газов за пароперегревателем;

- площадь живого сечения для прохода газов.

Сравниваем получившуюся скорость с допустимой скоростью сжигания по табл. 3.6 [1, стр.73]:

3.3.7 Скорость воды на входе в экономайзер:

где

- паропроизводительность котла;

- удельный объём питательной воды на входе в экономайзер табл.1.10 [1, стр.18];

- площадь живого сечения для прохода воды.

Проверяем скорость воды на входе в экономайзер. Так как экономайзер некипящего типа, то для смывания пузырьков воздуха и газа с внутренней поверхности труб необходимо, чтобы Условие выполнено.

3.3.8 Поверхность нагрева экономайзера

где

= 0,032 м - наружный диаметр труб;

- количество змеевиков, включенных параллельно по воде

(-число труб в ряду);

- длина змеевика, м:

здесь - длина горизонтальной части петли змеевика.

Тогда:

3.3.9 Коэффициент теплопередачи определяется для перегревателя в целом по средним значениям необходимых величин из таблиц 3.3. и 3.4. и в соответствии с указаниями разд.4[1].

При сжигании твёрдых топлив и шахматном расположении труб коэффициент теплопередачи определяют по формуле:

- коэффициент тепловой эффективности.

- коэффициент теплоотдачи от газов к стенке:

здесь - коэффициент использования поверхности нагрева, учитывающий уменьшение её тепловосприятия за счёт неравномерного омывания поверхности газами, образования застойных зон и частичного перетекания газов мимо поверхности, для поперечно омываемых трубных пучков принимают ;

3.3.9.1 Коэффициент теплоотдачи конвекцией

- коэффициент теплоотдачи конвекцией, определяемый только диаметром труб и скоростью потока;

С_Z - поправка на число рядов труб по ходу газов;

C_S - поправка на компоновку трубного пучка, которую определяют в зависимости от относительных шагов труб;

С_Ф - поправка на изменение физических свойств среды в зависимости от средней температуры потока и объёмной доли водяных паров в дымовых газах;

Определим среднюю скорость газового потока в пароперегревателе по:

- площадь живого сечения для прохода газов,

- расчетный расход топлива,

- объем газов на 1 кг топлива (табл 1.4).

По средней скорости W, диаметру труб (32 мм) по номограмме 8 [1, стр. 128] находим коэффициент теплоотдачи конвекцией и определяем поправки по номограмме 7 [1, стр. 127] и формулам (4.15в) и (4.14а) [1,стр.91]:

· поправка на число рядов труб по ходу газов или воздуха:

При

· поправка на компоновку трубного пучка, зависящая от относительных шагов труб:

-коэффициент, определяемый в зависимости от относительного поперечного

шага и значения :

Т.о.

При

· поправка на изменение физических свойств среды в зависимости от средней температуры потока и объёмной доли водяных паров в дымовых газах:

при

Тогда коэффициент теплоотдачи конвекцией:

3.3.9.2 Коэффициент теплоотдачи излучением определяется в зависимости от температур потока и стенки (определяем по номограмме 18 [1, стр. 134] ) и степени черноты продуктов горения :

Для определения необходимо знать температуру загрязнённой стенки рассчитываемой поверхности нагрева. При сжигании твердых топлив для конвективных пароперегревателей:

Тогда .

Степень черноты потока:

где

- суммарная оптическая толщина продуктов сгорания.

Толщина излучающего слоя для гладкотрубных пучков:

- наружный диаметр труб;

- поперечный шаг труб;

- продольный шаг труб;

=140 - коэффициент ослабления лучей трёхатомными газами определили по монограмме 2 [1, стр.124];

Определяем по (2.11):

Тогда получим:

- находим по монограмме 18 [1, стр.134]

Коэффициент теплоотдачи излучением продуктов горения для запылённого потока:

При расчете пароперегревателя на полученную величинунеобходимо ввести поправку, связанную с наличием газового объёма, свободного от труб перед пароперегревателем и между отдельными пакетами, которые увеличивают передачу тепла излучением:

где

=3,740м и =2,226м - соответственно суммарная глубина пучка и суммарная глубина газового объёма до пучка;

А - коэффициент, при сжигании каменных углей А=0,4 [1, стр.94];

- температура газов в объёме камеры:

Таким образом, коэффициент теплоотдачи от газов к стенке для фестона:

Коэффициент теплопередачи для экономайзера:

Определение температурного напора.

3.3.10 Температурный напор определяем как среднелогарифмическую разность температур:

Расчётная поверхность экономайзера.

3.3.11 Расчетную поверхность экономайзера определяем по уравнению теплопередачи:

3.3.12 Невязка поверхностей нагрева:

Следовательно, нужно внести конструкторские изменения.

Требуемая длина змеевика:

Число рядов:

Принимаем

Высота пакета водяного экономайзера:

3.4 Проверочно-конструкторский расчет воздухоподогревателя

По чертежам парового котла составляем компоновку и эскиз трубного пучка воздухоподогревателя, на котором указываем все конструктивные размеры поверхности.

По чертежам и эскизу составим таблицу конструктивных размеров и характеристик экономайзера, определим исходные площади живых сечений для прохода газов и воды.

Таблица 3.5. Конструктивные размеры и характеристики воздухоподогревателя

Наименование величин	Обозначение	Размерность	Величина
Наружный диаметр труб		м	0,04
Внутренний диаметр труб		м

Страница:

•  1 
•  2 

курсовая работа "Проверочно-конструкторский расчет парового котла БКЗ-75-39ФБ" скачать

Подобные документы

• Компоновка и тепловой расчет парового котла БКЗ-320-140

  Выбор расчетных температур и способа шлакоудаления. Расчет энтальпий воздуха, объемов воздуха и продуктов сгорания. Расчет КПД парового котла и потерь в нем. Тепловой расчет поверхностей нагрева и топочной камеры. Определение неувязки котлоагрегата.
  
  курсовая работа [392,1 K], добавлен 13.02.2011
  

• Расчет котельной установки

  Выбор типа котла. Энтальпия продуктов сгорания и воздуха. Тепловой баланс котла. Тепловой расчет топки и радиационных поверхностей нагрева котла. Расчет конвективных поверхностей нагрева котла. Расчет тягодутьевой установки. Расчет дутьевого вентилятора.
  
  курсовая работа [542,4 K], добавлен 07.11.2014
  

• Тепловой расчет парового котла марки Е-75-40-ФБ

  Расчетно-технологическая схема трактов парового котла. Выбор коэффициентов избытка воздуха. Топливо и продукты горения. Тепловой баланс парового котла. Определение расчетного расхода топлива. Выбор схемы топливосжигания. Проверочно-конструкторский расчет.
  
  курсовая работа [436,4 K], добавлен 23.05.2013
  

• Поверочный тепловой расчет парового котла

  Выполнение теплового расчета стационарного парового котла. Описание котельного агрегата и горелочных устройств, обоснование температуры уходящих газов. Тепловой баланс котла, расчет теплообмена в топочной камере и конвективной поверхности нагрева.
  
  курсовая работа [986,1 K], добавлен 30.07.2019
  

• Тепловой расчет судового парового котла

  Характеристики судовых паровых котлов. Определение объема и энтальпия дымовых газов. Расчет топки котла, теплового баланса, конвективной поверхности нагрева и теплообмена в экономайзере. Эксплуатация судового вспомогательного парового котла КВВА 6.5/7.
  
  курсовая работа [1,1 M], добавлен 31.03.2012
  

• Конструктивный тепловой расчет парового котла

  Особенности определения размеров радиационных и конвективных поверхностей нагрева, которые обеспечивают номинальную производительность котла при заданных параметрах пара. Расчётные характеристики топлива. Объёмы продуктов сгорания в поверхностях нагрева.
  
  курсовая работа [338,5 K], добавлен 25.04.2012
  

• Паровые котлы

  Составление расчётно-технологической схемы трактов парового котла. Выбор коэффициентов избытка воздуха. Определение расчётного расхода топлива. Определение конструктивных размеров и характеристик топки. Расчёт фестона и хвостовых поверхностей нагрева.
  
  курсовая работа [153,7 K], добавлен 12.01.2011
  

• Тепловой расчет парового котла

  Определение объемов воздуха и продуктов сгорания, коэффициента полезного действия и расхода топлива. Расчет топки котла, радиационно-конвективных поверхностей нагрева, ширмового пароперегревателя, экономайзера. Расчетная невязка теплового баланса.
  
  дипломная работа [1,5 M], добавлен 15.11.2011
  

• Расчет теплового баланса парового котла

  Принципиальное устройство парового котла ДЕ-6,5-14ГМ, предназначенного для выработки насыщенного пара. Расчет процесса горения. Расчет теплового баланса котельного агрегата. Расчет топочной камеры, конвективных поверхностей нагрева, водяного экономайзера.
  
  курсовая работа [192,0 K], добавлен 12.05.2010
  

• Компоновка и тепловой расчёт поверхностей нагрева барабанного котла ТП-230

  Общая характеристика котла, его конвективной шахты. Описание основных параметров парообразующих поверхностей нагрева. Устройство пароперегревателя. Рекомендации по проведению теплового расчета, анализ полученных результатов. Составление баланса.
  
  курсовая работа [567,7 K], добавлен 17.02.2015
  

Другие документы, подобные "Проверочно-конструкторский расчет парового котла БКЗ-75-39ФБ"

• главная
• рубрики
• по алфавиту
• вернуться в начало страницы
• вернуться к началу текста
• вернуться к подобным работам