Тепловой поверочный расчет котла КЕ-25-14-255С

Размещено на http://www.allbest.ru/

Исходные данные

Паропроизводительность котла

Давление перегретого пара

Температура перегретого пара

Температура питательной воды

Величина непрерывной продувки

Давление в барабане

Топливо № 28 [4, стр. 129]

Реферат

Ключевые слова: котёл, топка, топочная камера, фестон, камера дожигания, пароперегреватель, котельный пучок, воздухоподогреватель, водяной чугунный экономайзер, топливо.

Объектом исследования является двухбарабанный паровой котёл КЕ_25-14-225С.

Цель работы - поверочный тепловой расчет котла КЕ_25-14-225С с целью определения теплотехнических свойств сжигаемого топлива, и КПД котла.

В процессе работы производился расчет теплотехнических свойств топлива, тепловой поверочный расчет.

В результате работы была определена работоспособность котла на данном виде топлива.

Курсовая работа выполнена в текстовом редакторе Microsoft Word 10.0. Графические материалы выполнены в графическом редакторе КОМПАС-3D v13. Для расчетов использовалась математическая программа Mathcad.

Содержание

Введение

1. Технические характеристики котла КЕ-25-14-225С

2. Расчетные характеристики топлива

3. Расчет объёмов воздуха и продуктов сгорания

4. Расчет энтальпий воздуха и продуктов сгорания

5. Предварительный тепловой баланс котла

6. Определение расхода топлива

7. Поверочный тепловой расчет водяного чугунного экономайзера

8. Поверочный тепловой расчет воздухоподогревателя

9. Поверочный тепловой расчет котельного пучка II ступени

10. Поверочный тепловой расчет котельного пучка I ступени и пароперегревателя

11. Поверочный тепловой расчет камеры дожигания

12. Поверочный тепловой расчет фестона

13. Поверочный тепловой расчет топки

14. Сведение теплового баланса котла

Заключение

Список использованных источников

Введение

Основной целью курсового проекта является тепловой поверочный расчет котла КЕ-25-14-225С, с целью определения теплотехнических свойств сжигаемого топлива и КПД котла. Для этого в процессе выполнения работы были собраны все необходимые данные (расчетные характеристики топлива, технические характеристики котла) которые необходимы для расчетов. На основе этих расчетов будет определена пригодность расчетного топлива для сжигания в данном котле.

В заключении будет сделан подробный анализ полученных результатов.

1. Технические характеристики котла КЕ-25-14-225С

1.1 Общие положения

Котёл КЕ-25-14-225С производительностью 25 т/ч с рабочим давлением 1,4 МПа (Рис. 1.1) предназначен для производства перегретого пара, используемого на технологические нужды промышленных предприятий, в системах отопления, вентиляции и горячего водоснабжения.

Технические характеристики котла представлены в таблице 1.1.

Рисунок 1.1 - Паровой котёл КЕ-25-14-225С

Топочная камера котла шириной 2710 мм полностью экранирована трубами диаметром 51х2,5 мм (степень экранирования ~ 0,8). Трубы всех экранов приварены к верхним и нижним камерам диаметром 219х8 мм. Топочная камера по глубине разделена на два блока. Каждый из боковых экранов (правый и левый) переднего и заднего топочных блоков образует самостоятельный циркуляционный контур. Верхние камеры боковых экранов в целях увеличения проходного сечения на входе в пучок расположены ассиметрично относительно оси котла. Шаг труб боковых и фронтового экранов 55 мм, шаг труб заднего экрана 100 мм. Трубы заднего экрана выделяют из топочного объёма камеру догорания. На наклонном участке труб уложен слой огнеупорного кирпича толщиной 65 мм. Объём топочной камеры 61 м³.

Для улучшения циркуляционных характеристик фронтового экрана на нем устанавливаются шесть рециркуляционных труб диаметром 76х3 мм. Площадь лучевоспринимающей поверхности нагрева 91 м².

Третьим поставочным блоком котла является блок конвективного пучка с двумя барабанами (верхним и нижним) внутренним диаметром 1000 мм. Длина верхнего барабана 7000 мм, нижнего - 5500 мм. Толщина стенки барабана котлов с рабочим давлением 1,4 МПа - 13 мм, материал - сталь 16ГС. Ширина конвективного пучка по осям крайних труб 2320 мм.

Поперечный шаг труб в пучке составляет 110 мм (за исключением среднего, равного 120 мм), продольный - 95 мм. Площадь поверхности нагрева конвективного пучка равна 395 м².

Первые три ряда труб на входе в котельный пучок имеют шахматное расположение с поперечным шагом 220 мм. Увеличение шага в два раза по сравнению с остальными рядами позволяет увеличить проходное сечение на входе в пучок, частично перекрытое потолком топочной камеры.

Все блоки котла КЕ-25-14-225С (два топочных и один конвективный) собираются на отдельных опорных рамах. На раму передаётся через опоры камер экранов и барабана вес элементов блока котла под давлением, вес обвязочного каркаса, а так же вес обмуровки с обшивкой. Распределение нагрузок на фундамент котла представлено на рис. 1.2.

При транспортировке объёмных блоков котла КЕ-25-14-225С для большей жесткости их по торцевым стенкам приварены раскосы из швеллеров, которые после монтажа котла срезаются.

Площадки котла КЕ-25-14-225С расположены на местах, необходимых для обслуживания арматуры котла.

Рисунок 1.2 - Распределение нагрузок на фундамент котла КЕ-25-14-225С

Сепарационное устройство располагается в верхнем барабане. Первичная сепарация осуществляется в отбойных щитах с козырьками. Окончательно очищается пар от влаги горизонтальным жалюзийным сепаратором, расположенным на расстоянии 300 мм от среднего уровня воды в барабане. Равномерный подвод пара к жалюзийному сепаратору обеспечивается размещенным над сепаратором дырчатым листом с отверстиями диаметром 8 мм.

Хвостовые поверхности состоят из одноходового по воздуху воздухоподогревателя с поверхностью нагрева 228 м², обеспечивающего подогрев воздуха до 145⁰С, и установленного следом за ним по ходу газов чугунного экономайзера с поверхностью нагрева 646 м².

Для сжигания каменных и бурых углей под котлом устанавливается механическая топка ТЧЗМ-2,7/5,6 которая состоит из чешуйчатой цепной решетки обратного хода и двух пневмомеханических забрасывателей с пластинчатым питателем ЗП-600. Активная площадь зеркала горения равна 13,4 м². Топочные устройства ТЧЗМ-2,7/5,6 предназначены для сжигания каменных и бурых углей с максимальным размером куска до 50 мм и с содержанием мелочи 0-6 мм не более 50%. Допустимая влажность каменного угля не более 8%, бурого - не более 40%.

Решётка приводится в движение при помощи привода ПТ-1200, обеспечивающего регулирование 8 ступеней скорости движения в пределах 2,4-18 м/ч, или ПТБ-1200, который имеет бесступенчатое регулирование частоты вращения изменением числа оборотов двигателя постоянно тока. Скорость движения решетки с приводом ПТБ-1200 изменяется в пределах 0,92-18,4 м/ч.

Котел оборудован системой возврата уноса и острого дутья. Выпадающий в конвективном пучке унос оседает в четырех зольниках и возвращается в топочную камеру для дожигания при помощи воздушных эжекторов по прямым трубам диаметра 76х3 мм через заднюю стенку. Шесть сопл острого дутья диаметром 29 мм расположены в задней стенке топки на высоте 1150 мм от решетки. Воздух в систему острого дутья и возврата уноса подается от высоконапорного вентилятора производительностью 2000 м³/ч и полным напором 3,8 кПа (380 кгс/м²).

Котёл снабжен контрольно-измерительными приборами и необходимой арматурой. Схема расположения арматуры котла представлена на рис. 1.3.

Котёл имеет два предохранительных клапана, один из которых контрольный. В котлах с пароперегревателем контрольный предохранительный клапан устанавливается на выходном коллекторе пароперегревателя.

На котле устанавливается один водоуказательный прибор прямого действия и два сниженных указателя уровня, из которых одни поставляется комплекте с котлом, а второй - с автоматикой. На верхнем барабане котла установлен манометр, а при наличии пароперегревателя манометр устанавливается и на выходном коллекторе пароперегревателя. На верхнем барабане размещается главный паровой вентиль или задвижка (у котлов без пароперегревателя), вентили для отбора проб пара, отбора пара на собственные нужды и ввода химикатов. На заднем днище верхнего барабана на патрубке непрерывной продувки установлены запорный и регулирующий вентили. На днище нижнего барабана установлены вентиль и обратный клапан на патрубке прогрева, на патрубке периодической продувки установлены два запорных вентиля или запорный и регулирующий вентили.

Рисунок 1.3 - Схема расположения арматуры котла КЕ-25-14-225С: 1кп - Периодическая продувка; 2п - Насыщенный пар; 1к - Котловая вода; 1п - Питательная вода; 1кн - непрерывная продувка; 1ф - ввод фосфатов; 2но - отбор проб пара; 1ко - отбор проб воды; 2нс - пар на собственные нужды

На линиях периодической продувки из всех нижних камер экранов установлено по два запорных вентиля. На паропроводе обдувки установлены дренажные вентили для отвода конденсата при прогреве линии и запорные вентили для подачи пара к обдувочному прибору.

На питательных трубопроводах перед экономайзером устанавливаются обратные клапаны и запорные вентили; на питательной линии, идущей через экономайзер, перед обратным клапаном установлен регулирующий клапан питания, который соединяется с исполнительным механизмом автоматики котла.

Обмуровка топочных блоков котла состоит из слоя шамотобетона толщиной 25 мм по металлической сетке и известково-кремнеземистых плит толщиной 105 мм.

Обмуровка боковых стен конвективного блока котла состоит из плит толщиной 105 мм газоуплотнительной штукатурки из асбозуритосовелитовой мастики по сетке толщиной 17 мм.

Обмуровка задней стенки предусмотрена толщиной 100 мм. Материал обмуровки - асбовермикулитовые плиты.

Для очистки дымовых газов применяется золоуловитель БЦ-2х6х7.

Нормы качества питательной воды и пара должны соответствовать требованиям ГОСТа 20995-75. Солесодержание котловой воды первой ступени испарения не должно быть более 3000 мг/кг для котлов без пароперегревателя и не более 2000 мг/кг - для котлов с пароперегревателем. Солесодержание котловой воды второй ступени испарения должно быть не более 4500 мг/кг.

Таблица 1.1 - Техническая характеристика парового котла КЕ-25-14-225С

Паропроизводительность, т/ч	25
Давление пара, МПа (кгс/см2) абс.	1,4 (14)
Температура насыщенного (перегретого) пара, ОС	(225)
Температура питательной воды, ОС	100
Радиационная поверхность нагрева, м2	91
Конвективная поверхность нагрева, м2	395
Поверхность нагрева пароперегревателя, м2	30
Водяной объём котла, м3	15,6
Паровой объём котла, м3	4,63
КПД на буром угле, %	87,9
Внутренний диаметр барабанов, мм	1000
Толщина стенки барабанов, мм	13
Длина цилиндрической части верхнего барабана, мм	7000
Длина цилиндрической части нижнего барабана, мм	5500
Габаритные размеры котла, мм	длина	12640
	ширина	5628
	высота	7660
Число транспортабельных блоков, шт	3
Масса котла в объеме заводской, кг	37715
Удельный расчетный расход условного топлива, кг/(т*ч-1)	91,7
Топка	ТЧЗМ-2.7/5.6

Паровой котёл КЕ-25-14-225С производительностью 25 т/ч со слоевым топочным устройством выпускается ПО “Бийскэнергомаш” в соответствии с ТУ 108.778-89.

1.2 Краткое описание пароперегревателя

Пароперегреватель котла КЕ-25-14-225С (рис. 1.4) изготавливается из труб диаметром 32х3 мм. Данная поверхность нагрева выполнена трехниточной, регулируемая с вертикальным расположением труб.

Рисунок 1.4 - Пароперегреватель котла КЕ-25-14-225С.

Для обеспечения возможности демонтажа перегревателя при ремонте через боковую стенку крайние трубы пучка в области пароперегревателя расположены с шагом 150 мм, а трубы и змеевики пароперегревателя - с неравномерными шагами по длине пучка 60 и 90 мм. На нижних камерах пароперегревателя имеются штуцеры для их продувки.

1.3 Краткое описание водяного экономайзера

Для стационарного парового котла КЕ-25-14-225С применяется экономайзер ЭБ1-646, с поверхностью нагрева 646 м².

Общий вид чугунного ребристого экономайзера представлен на рис. 1.5, схема соединения труб экономайзера ЭБ1-646 изображена на рис. 1.6.

Технические характеристики представлены в таблице 1.2.

Рисунок 1.5 - Общий вид чугунного ребристого экономайзера

Обычно чугунный ребристый экономайзер котла размещается в вертикальном газоходе. Трубы экономайзера располагают горизонтально. Их соединяют при помощи чугунных колен (калачей) таким образом, чтобы питательная вода могла последовательно пройти по всем трубам снизу вверх.

Движение вверх обязательно по той причине, что при нагревании из воды выделяются пузырьки растворенных ранее газов, которые должны из экономайзера котла удалиться. С целью надежного смывания пузырьков, скорость движения воды должна быть более 0,3 м/с, а скорость газов, во избежание чрезмерного засорения экономайзера с внешней стороны золой и сажей, не менее 5 м/с.

Рисунок 1.6 - Схема соединения труб экономайзера ЭБ1-646

Чугунные ребристые экономайзеры применяют в котлах низкого и среднего давления. При давлении более 60 атм их никогда не ставят, ввиду невысокой прочности чугуна.

Чугунные ребристые экономайзерные трубы имеют по краям прямоугольные фланцы, что дает возможность, набирая группу труб, ограничить газоход с двух сторон металлическими стенками. Возможность присоса воздуха через щели между фланцами ликвидируется асбестовым шнуром, укладываемым в особые канавки, находящиеся во фланцах.

Основное преимущество ребристых чугунных экономайзерных труб перед гладкотрубными чугунными - меньший расход металла, компактность, а следовательно, и дешевизна.

Чугунные экономайзеры котлов КЕ состоят из пакетов чугунных ребристых труб (чугунная ребристая экономайзерная труба). Несколько горизонтальных рядов труб (до восьми) образуют группы, которые компонуют в одну или две колонки, разделённые металлической перегородкой. Группы труб (в чугунном экономайзере - чугунные экономайзерные трубы, в стальном экономайзере - стальные трубы) собирают в каркасе с глухими стенками, состоящими из изоляционных плит, обшитых металлическими листами. Торцы экономайзеров закрывают съёмными металлическими щитами. Вода, нагнетаемая насосом в крайнюю нижнюю трубу нижнего ряда экономайзера, последовательно проходит все трубы и отводится из крайней трубы верхнего ряда через соединительную трубу в барабан котла . Для улучшения теплообмена, движение воды в экономайзере происходит снизу вверх, а газов в газоходе - сверху вниз.

Кроме того, необходим манометр, а в самой верхней части экономайзера - краники или приспособления для автоматического выпуска воздуха. Предохранительный клапан ставят на входной линии экономайзера перед запорным вентилем для защиты напорной линии от гидравлических ударов, которые могут возникнуть, например, при быстром пуске в ход поршневого нагнетательного насоса. Второй предохранительный клапан устанавливают в самой верхней точке экономайзера на выходной линии для выпуска воды при повышении давления.

Питательная линия присоединяется к экономайзеру котла таким образом, чтобы была возможность осуществлять питание котла, минуя экономайзер. Следует особо отметить ответственное значение обводного вентиля. Случайное открытие его при не переключенном потоке дымовых газов может вызвать вскипание воды в экономайзере котла и аварию, поэтому его следует запломбировать в закрытом состоянии. Срывать пломбу и открывать обводной вентиль можно только в случае необходимости выключения экономайзера для ремонта или осмотра.

Закипание воды в чугунном экономайзере вызывает нарушение питания котельной установки, сопровождается гидравлическими ударами и приводит к аварии.

По нормам, при входе воды в экономайзер и выходе её из него должны быть установлены два предохранительных клапана и два запорных вентиля, причем, при перекрытии запорных вентилей в системе экономайзера, не отключенным от него должен оставаться хотя бы один из предохранительных клапанов.

Использование паровой или газоимульсной очистки (обозначается, "П" и "И" соответственно) позволяет постоянно иметь чистые поверхности нагрева экономайзера котла, что позволит экономить топливо при минимальном уровне обслуживании и практически полном исключении ручного труда. Экономайзер котла может комплектоваться устройством очистки поверхностей нагрева - ГУВ (генератор ударных волн).

При монтаже, чугунный экономайзер котла устанавливается на фундамент, отдельные блоки соединяются между собой калачами, каркасы экономайзеров свариваются, изготавливается и устанавливается подводящий газовый короб с взрывными предохранительными клапанами, экономайзер подключается к питательным трубопроводам котла. Монтаж системы очистки производится в соответствии с проектом котельной и паспортом. Чтобы обеспечить газоплотность между экономайзером и фундаментом должен прокладываться листовой или шнуровой асбест. При креплении к фундаменту, нижняя рама экономайзера приваривается к закладным элементам. Верхний газовый короб приваривается сплошным швом. У двухколонковых экономайзеров перегородки экономайзера и газового короба должны быть сварены между собой. По окончании монтажа экономайзер котла подвергается гидравлическому испытанию.

Таблица 1.2 - Характеристика чугунного экономайзера ЭБ1-646

Поверхность нагрева, м2	646
Число колонок	1
Длина экономайзерной трубы, м	3
Температура воды, мин. oС вх./вых.	100/170
Номинальный расход воды, т/ч	27,5
Масса, кг	19750
Импульсная камера	Диаметр, мм	219
	количество	2
Габариты (без импульсной камеры и короба)	Длина, мм	3530
	Ширина, мм	1620
	Высота, мм	3518

1.4 Краткое описание воздухоподогревателя

Анализируемый котёл снабжается воздухоподогревателем ВП-0-228. Он выполнен из стальных труб, располагаемых в шахматном порядке, и представлен на рис. 1.7, технические характеристики представлены в таблице 1.3.

Рисунок 1.7 - Воздухоподогреватель ВП-0-228, общий вид

Воздухоподогреватели предназначены для подогрева воздуха, подаваемого в топки паровых котлов для горения топлива. Подогрев воздуха в воздухоподогревателях производиться до температуры 150 - 250 ? за счет тепла уходящих из котла газов. Применение воздухоподогревателей в паровых котлах позволяет повысить коэффициент полезного действия котлов за счет снижения температуры уходящих газов и интенсифицировать процесс горения топлива.

Трубчатые воздухоподогреватели представляют собой газовоздушные теплообменники, у которых уходящие газы котла движутся внутри труб, а нагреваемый воздух, необходимый для дутья, движется в межтрубном пространстве при поперечном омывании труб.

Воздухоподогреватель состоит из пучка тонкостенных труб размерами 40х1,5 мм, концы которых приварены к трубным доскам. Трубный пучок снабжается обвязочным каркасом из стального проката, к которому присоединяются подводящие и перепускной воздушные короба. Боковые стены воздухоподогревателя закрываются щитами со стальной обшивкой и тепловой изоляцией. На перепускные короба также наноситься слой тепловой изоляции толщиной 50 мм.

Для компенсации температурных расширений вследствие различного нагрева труб и обвязочного каркаса воздухоподогреватель снабжается приварными линзовыми компенсаторами. В целях предотвращения перетекания воздуха помимо трубного пучка предусмотрены уплотнения и направляющие перегородки.

Таблица 1.3 - Технические характеристики воздухоподогревателя ВП-0-228

Поверхность нагрева, м2	228
Диаметр наружный и толщина стенки трубы , мм ГОСТ 10705-80	40x1,5
Длина трубы, мм	1530±2
Шаг трубы в поперечном направлении, мм	60±2
Шаг трубы в продольном направлении, мм	42
Общее количество труб, шт	1349
Количество кубов, шт	1
Количество ходов воздуха, шт	1
Количество ходов газов, шт	1
Сечение для прохода газов, м2	1,45
Сечение для прохода воздуха, м2	1,23
Длина, мм	2830
Ширина, мм	1600
Высота, мм	1605
Масса в объеме поставки, кг	3440

1.5 Краткое описание топочного устройства [1]

Для парового котла КЕ-25-14-225С применяется механическая топка типа ТЧЗМ (рис. 1.8--1.10).

Рисунок 1.8 - Механическая топка типа ТЧЗМ продольный разрез

Технические характеристики топки представлены в таблице 1.4.

Топливом для этой топки служат грохоченые и рядовые каменные и бурые угли, по качеству соответствующие государственным стандартам на угли для слоевого сжигания. Содержание мелочи 0-6 мм в дробленом топливе не должно превышать 60 %, а максимальный размер куска - 50 мм. При этом топка ТЧЗМ обеспечивает устойчивую работу паровых и водогрейных котлов в диапазоне от 25 до 100 % номинальной производительности.

В топках ТЧЗМ применяется колосниковое полотно чешуйчатого типа (рис. 1.11). Оно состоит из стальных ведущих цепей, в которых закреплены держатели колосников. Колосники вставляются в держатели таким образом, что с целью очистки от шлака поворачиваются при движении полотна вокруг ведущей звездочки. Колосники заменяются без разборки полотна.

Верхняя ветвь полотна катится по настилу рамы с помощью роликов, а нижняя скользит по опорным балкам. Живое сечение колосникового полотна составляет 5-7 %.

Рисунок 1.9 - Механическая топка типа ТЧЗМ вид с фронта



Рисунок 1.10 - Механическая топка типа ТЧЗМ поперечный разрез

Рисунок 1.11 - Полотно колосниковое чешуйчатое

Валы устанавливаются в пазах боковых щёк рамы на подшипниках качения. Натяг полотна осуществляется перемещением ведущего вала натяжными винтами. На переднем валу закреплены ведущие звездочки. Задний вал имеет шкивы и служит опорой колосникового полотна в хвостовой части топки.

Рама цепной решетки представляет собой цельносварную конструкцию и поставляется потребителю в собранном виде с задним валом и системой удаления провала. При монтаже рама устанавливается на заливаемые в бетонный фундамент башмаки и имеет свободное тепловое расширение в продольном (от фронта) и поперечном (от привода) направлениях. На переднем башмаке со стороны привода рама жестко крепится болтами.

Под верхней ветвью колосникового полотна располагается дутьевой короб, разделенный поперечными балками на отдельные зоны. В передней и задней частях дутьевого короба, а также между зонами смонтированы уплотнения, препятствующие перетечке воздуха. На подводящих патрубках устанавливаются клапаны, при помощи которых можно регулировать количество воздуха отдельно по каждой зоне. Воздух подводится под решетку с одной стороны. Дутьевые зоны выполнены с откосами, образующими желоба, в которых расположены шнеки. Концами шнеки закреплены в подшипниках качения. Провалившаяся через полотно мелочь транспортируется к правой щеке рамы, где в желобах имеются отверстия, через которые она ссыпается на нижнюю ветвь колосникового полотна и далее в систему шлакоудаления. Чтобы исключить утечку воздуха из-под решетки, выпускные отверстия перекрываются специальными заслонками.

Привод шнеков во вращение производится мотор-редуктором МПз2-50 через цепные передачи.

Передняя часть рамы закрыта предтопком, футерованным изнутри огнеупорным кирпичом, подвесной свод выполнен из кирпичей, которые продольными пазами опираются на чугунные балки таврового сечения, а передняя и боковые стенки предтопка обмурованы прямоугольным кирпичом.

Топливо на колосниковое полотно подается двумя пневмомеханическими забрасывателями ЗП-600. Пневмомеханический забрасыватель состоит из пластинчатого питателя, забрасывающего механизма ротационного типа, каскадно-лоткового угольного ящика и привода питателя. Ротор забрасывателя вращается от электродвигателя через клиноременную передачу. Регулирование дальности заброса топлива производится изменением числа оборотов ротора (505; 710; 980 об/мин) и угла наклона регулирующей плиты. Пластинчатый питатель приводится в движение от вала ротора через клиноременную передачу и импульсный вариатор, соединенный с ведущим валом питателя цепной передачей. Подача топлива в топку регулируется изменением скорости движения пластинчатой цепи. Имеется вал группового управления забрасывателями, к которому может быть подключена система автоматического регулирования или дистанционного управления процессом горения.

Под лотком ротора устанавливаются фурменные колосники системы пневмозаброса, к которым от главного воздушного короба подводится воздух под давлением 490 Па (50 кгс/м²).

Для перемещения колосникового полотна применяется привод ПТБ-1200, который имеет бесступенчатое регулирование скоростей вращения за счет изменения числа оборотов двигателя постоянного тока.

Редуктор имеет предохранительную муфту, которая настраивается на передачу определенного крутящего момента, зависящего от размера топки. По требованию заказчика топки могут изготовляться с правым и левым расположением привода.

В топках ТЧЗМ процесс горения полностью механизирован. Уголь из угольного ящика поступает на питатель пневмомеханического забрасывателя, который непрерывно подает топливо на вращающийся ротор. Крупные фракции разбрасываются по всей площади решётки, а мелкие отвеиваются в топочный объём воздухом, поступающим из системы пневмозаброса. Горение на решетке происходит в тонком слое, толщина которого устанавливается в зависимости от сорта топлива и форсировки. Хорошая продувка тонкого слоя воздухом обусловливает отсутствие спекания угля и сплавления шлака, а интенсивное нижнее зажигание - возможность устойчивой работы на высоковлажных бурых углях и трудновоспламеняющихся топливах.

Топки могут работать на холодном дутье и на горячем воздухе. Подогрев воздуха применяется при сжигании высоковлажных бурых углей для обеспечения надежного воспламенения свежего топлива. По условиям надежности элементов решетки температура горячего воздуха не должна превышать 250 ?.

Шлак с решётки удаляется непрерывно при перемещении колосникового полотна в направлении к фронту котла. В зависимости от сорта топлива и форсировки топочного устройства изменением скорости движения толщина слоя шлака в конце решётки поддерживается в пределах 50-100 мм.

В объем поставки топок ТЧЗМ входят: рама решетки в сборе с задним валом и устройством удаления провала, полотно колосниковое чешуйчатое, вал передний, направляющее устройство, пневмомеханические забрасыватели с угольными ящиками, привод колосникового полотна с электродвигателем и пускорегулирующей аппаратурой, клапаны, метизы (в том числе фундаментные болты), запасные части по ведомости ЗИП, фасонные и огнеупорные материалы.

Топки ТЧЗМ разработаны НПО ЦКТП им. И.П. Ползунова и Кусинским машиностроительным заводом им. 60-летня Октября.

Изготовитель - Кусинский машиностроительный завод им. 60-летия Октября.

Таблица 1.4 - Технические характеристики топки ТЧЗМ 2,7/5,6

Рекомендуемое теплонапряжение зеркала горения, МВт/м2	1,16-1,63
Рекомендуемое теплонапряжение топочного объема, МВт/м3	0,29-0,465
Давление воздуха под решеткой, Па (кгс/м2)	490 (50)
Коэффициент избытка воздуха в конце топки	1,3--1,5
Тип забрасывателей	ЗП-600
Ширина решетки В, мм	2700
Расстояние между валами А, мм	5600
Площадь решетки, м2	13,4
Тип привода	ПТБ-1200
Скорость колосникового полотна, м/ч	0,92. ..18,4
Масса, т	26

2. Расчетные характеристики топлива

Основные расчетные характеристики топлива [4] представлены в таблице 2.1.

Таблица 2.1 - Основные расчетные характеристики топлива

Бассейн, месторождение	Кузнецкий бассейн
Марка	Д
Класс или продукт обогащения	Р, СШ
Рабочая масса топлива состав, %		11,5
		15,9
		0,4
		56,4
		4,0
		1,9
		9,9
Низшая теплота сгорания	МДж/кг	21,90
Выход летучих	, %	40,5

3. Расчет объемов воздуха и продуктов сгорания [4]

Средний состав топлива для рабочего состояния

W^r=11,5 %; А^r =15,9 %; S^r_(о+р)=0,4 %; С^r=56,4 %;

Н^r=4,0 %; N^r=1,9 %; О^r=9,9 %.

Низшая теплота сгорания для рабочего состояния топлива Q =21,90 МДж/кг=21900 кДж/кг.

Теоретический объём воздуха, необходимый для полного сгорания топлива,

Теоретический объём азота при сжигании твёрдого топлива

Объём трёхатомных газов при сгорании твёрдого топлива

еоретический объём водяных паров

Коэффициент избытка воздуха на выходе из топки б_т = 1,5.

Значение присосов воздуха по принятой компоновке поверхностей нагрева по отдельным газоходам (Дб) (рис. 3.1) представлены в таблице 3.1.

Коэффициент избытка воздуха за каждой поверхностью нагрева в соответствии с компоновкой поверхностей нагрева

где i - номер поверхности нагрева по ходу дымовых газов.

Рисунок 3.1 - Схема газового тракта котла: КД - камера дожигания; ПП - пароперегреватель; КПI - котельный пучок I; КПII - котельный пучок II; ВП - воздухоподогреватель; ВЭК - водяной экономайзер

Таблица 3.1 - Присосы воздуха по газоходам котла

Элементы газового тракта	?б
Топочная камера	0,1
Камера дожигания	0
Пароперегреватель + Котельный пучок I	0,08
Котельный пучок II	0,1
Воздухоподогреватель трубчатый (ВП)	0,06
Водяной экономайзер чугунный (ВЭК)	0,1

Коэффициент избытка воздуха на выходе из камеры дожигания

Коэффициент избытка воздуха на выходе из пароперегревателя и котельного пучка I

Коэффициент избытка воздуха на выходе из котельного пучка II

Коэффициент избытка воздуха на выходе из ВП

Коэффициент избытка воздуха на выходе из ВЭК

Средний коэффициент избытка воздуха в газоходе каждой поверхности нагрева в соответствии с принятой их компоновкой

где

В газоходе камеры дожигания



В газоходе пароперегревателя и котельного пучка I

В газоходе II котельного пучка

В газоходе ВП

В газоходе ВЭК

Объём водяных паров при избытке воздуха б"_Т =1,5

Полный объём дымовых газов при избытке воздуха б"_Т =1,5



Объёмная доля трехатомных газов при избытке воздуха б"_Т =1,5

Объёмная доля водяных паров при избытке воздуха б"_Т =1,5

Суммарная доля трехатомных газов и водяных паров при б"_Т =1,5

Доля золы топлива, уносимой дымовыми газами из топки, при б"_Т=1,5, а_ун=0,15.

Масса дымовых газов при сжигании твёрдого топлива при б"_Т=1,5

Безразмерная концентрация золы в дымовых газах

Расчеты по п. 3.23…3.30 для отдельных газоходов опускаются. Результаты расчетов представлены в таблице 3.2.

Таблица 3.2 - Средние объёмные характеристики продуктов сгорания

Расчётные величины	Размерность	; ; ; ;
		Топка, фестон	КД	ПП+КПI	КПII	ВП	ВЭК
Среднее значение коэффициента в газоходе	-	1,5	1,5	1,54	1,63	1,71	1,79
	м3/кг	0,726	0,726	0,730	0,738	0,746	0,753
	м3/кг	9,226	9,226	9,460	9,987	10,455	10,924
	-	0,114	0,114	0,111	0,105	0,100	0,096
	-	0,079	0,079	0,077	0,074	0,071	0,069
	-	0,193	0,193	0,188	0,179	0,171	0,165
	кг/кг	12,125	12,125	12,426	13,103	13,705	14,306
	кг/кг	0,00197	0,00197	0,00192	0,00182	0,00174	0,00167

4 Расчет энтальпий воздуха и продуктов сгорания

Энтальпия теоретически необходимого количества воздуха,

кДж/кг,

где - это удельная энтальпия влажного воздуха, кДж/м³.

Энтальпия теоретического объёма дымовых газов

кДж/кг,

где - удельная энтальпия углекислого газа, кДж/м³;

- удельная энтальпия азота, кДж/м³;

- удельная энтальпия водяных паров, кДж/м³.

Энтальпия золы в дымовых газах

, кДж/кг,

- удельная энтальпия 1кг золы, кДж/кг.

Энтальпия дымовых газов на выходе из i-той поверхности нагрева

, кДж/кг.

Расчёты по п.п. 4.1…4.4 для отдельных газоходов опускаются. Результаты расчетов представлены в таблице 4.1.

Таблица 4.1 - Сводная таблица результатов расчетов по п.п. 4.1…4.4 для отдельных газоходов (I-таблица)

, oC	Теоретическое значение	По газоходам
				б"Т =1,5	б"КД =1,5	б”ПП+КПI =1,58	б"КПII =1,68	б"ВП =1,74	б"ВЭК =1,84
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
100	877,2	764,4	1,9	1261,3	1261,3	1322,452	1398,892	1444,756	1521,196
200	1777,5	1537,9	4	2550,45	2550,45	2673,482	2827,272	2919,546	3073,336
300	2706,6	2321,3	6,3	3873,55	3873,55	4059,254	4291,384	4430,662	4662,792
400	3658	3121,9	8,6	5227,55	5227,55	5477,302	5789,492	5976,806	6288,996
500	4637,7	3945,6	10,9	6621,4	6621,4	6937,048	7331,608	7568,344	7962,904
600	5644	4780,8	13,4	8047,8	8047,8	8430,264	8908,344	9195,192	9673,272
700	6674,4	5639	15,8	9509,7	9509,7	9960,82	10524,72	10863,06	11426,96
800	7722,6	6503	18,3	10992,4	10992,4	11512,64	12162,94	12553,12	13203,42
900	8795,5	7390	20,9	12511,4	12511,4	13102,6	13841,6	14285	15024
1000	9884,2	8282,9	23,5	14049,15	14049,1	14711,78	15540,07	16037,05	16865,34
1100	10978	9187,2	26,2	15597,8	15597,8	16332,77	17251,49	17802,73	18721,45
1200	12094,5	10103	28,8	17174,8	17174,8	17983,04	18993,34	19599,52	20609,82
1300	13188	11024,6	32,5	18732,8	18732,8	19614,76	20717,22	21378,7	22481,16
1400	14322,2	11957,8	37,8	20338,9	20338,9	21295,52	22491,30	23208,77	24404,55
1500	15466,5	12896,4	41,9	21956,6	21956,6	22988,31	24277,95	25051,74	26341,38
1600	16619,5	13831,3	44,7	23584,85	23584,8	24692,15	26076,28	26906,76	28290,89
1700	17785,4	14785,9	49,2	25227,55	25227,5	26410,42	27889,01	28776,17	30254,76
1800	18954,8	15736,3	52,1	26875,05	26875,0	28133,95	29707,58	30651,76	32225,39
1900	20126,2	16698,2	56,9	28532,2	28532,2	29868,05	31537,87	32539,77	34209,59

5. Предварительный тепловой баланс котла

Температура рабочего топлива (принимается) tтл =20 ⁰С.

Теплоемкость сухой массы топлива [4] кДж/кг·К.

Теплоемкость рабочей массы топлива

Физическое тепло топлива

Располагаемое тепло рабочей массы топлива

Потеря тепла от механической неполноты сгорания [4] q4=6,0%.

Потеря тепла от химической неполноты сгорания [4] q3=0,1%.

Температура уходящих газов (принимается) ух=168°С.

Энтальпия уходящих газов (табл. 4.1) Iух =2576,65 кДж/кг.

Температура холодного воздуха (принимается) tх.в. =20 °С.

Энтальпия холодного воздуха (табл. 4.1) I0. х.в.=152,9 кДж/кг.

Потери тепла с уходящими газами



Потеря тепла от наружного охлаждения [4] .

Температура шлака (принимается) t_шл=600 ^°С.

Энтальпия шлака (принимается по t_шл) [4, стр. 153] (c?)_зл=560 кДж/кг.

Потеря с теплом шлака

Суммарная потеря тепла в котле

Коэффициент полезного действия котла

Коэффициент сохранения тепла газоходах котла

6. Определение расхода топлива

Паропроизводительность котла

Давление в барабане

Давление перегретого пара

Температура перегретого пара

Энтальпия перегретого пара [4] .

Гидравлическое сопротивление ВЭК (принимается)

Давление питательной воды на входе в котел (на входе в экономайзер; принимается)

Температура питательной воды

Энтальпия питательной воды [4]. .

Величина непрерывной продувки

Расход воды на продувку

Энтальпия продувочной воды [4] .

Полное количество тепла, полезно использованное в котле,

Фактический расход топлива, подаваемого в топку,



Расчетный расход топлива

7. Поверочный тепловой расчет водяного чугунного экономайзера

Парциальное давление водяных паров

Температура конденсации влаги

Приведенное содержание серы на 1000 кДж/кг теплоты сгорания топлива

Приведенное содержание золы на 1000 кДж/кг теплоты сгорания топлива

Температура точки росы

Минимально допустимая температура питательной воды на входе в чугунный водяной экономайзер по условию предотвращения конденсации водяных паров

Примечание: должно соблюдаться условие t_пв>t_пв^min. Видно что данное условие соблюдается.

Расход воды в ВЭК

Температура воды на входе в ВЭК

Энтальпия воды на входе в ВЭК (см. п. 6.9)

Давление воды на выходе из ВЭК

Температура воды на выходе воды из ВЭК (принимается)

Энтальпия воды на выходе из ВЭК [4]

Температура газов на выходе из ВЭК

Энтальпия газов на выходе из ВЭК (таблица 4.1)

Тепловосприятие ВЭК со стороны рабочего тела

Энтальпия газов на входе в ВЭК

Температура газов на входе в ВЭК (таблица 4.1)

Средняя температура дымовых газов в ВЭК

Основные конструктивные характеристики ВЭК [5]

Расчетная поверхность нагрева H=646 м².

Схема соединения труб ВЭК представлена на рис. 1.6.

Число рядов труб поперек газохода (см. рис. 1.6, 7.1) Z₁=9 шт.

Эскиз ВЭК представлен на рисунке 7.1. [5]

Число рядов труб вдоль движения газов (рис 7.1) Z₂=16 шт.

Поперечный и продольный шаги труб (рис 7.1) S₁=150 мм; S₂=150 мм.

Диаметр и толщина стенки труб ВЭК d_вэк=76 мм; д=8 мм.

Толщина одного фланца

Длина одной трубы l_тр=3000 мм.

Зазор между ребром трубы и обмуровкой (принимается)

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 7.1 - Эскиз водяного чугунного экономайзера ЭБ1-646

Живое сечение для прохода дымовых газов для одной трубы [6] F_тр=0,181 м².

Суммарное живое сечение для прохода дымовых газов ВЭК

Определение температурного напора [4]

Температурный напор на входе дымовых газов в ступень (наибольший)

Температурный напор на выходе дымовых газов из ступени (наименьший)

Средний температурный напор в водяном экономайзере

Средний удельный объём дымовых газов в районе ВЭК (табл. 3.2)

Средняя скорость дымовых газов

Определение коэффициента теплопередачи [4, стр. 218]

Поправка на среднюю температуру потока газов

Коэффициент, учитывающий тип обдувочного устройства, (принимается что установлены паровые обдувочные аппараты) а=0,1.

Значение номограммного коэффициента теплопередачи

Реальное значение коэффициента теплопередачи

Тепло, воспринимаемое ВЭК по уравнению теплообмена,

Относительная невязка баланса (погрешность расчета)

Тепловой расчет ВЭК во втором приближении

Балансовое тепловосприятие ВЭК (принимается)

Энтальпия газов на входе в ВЭК

Температура дымовых газов на входе в ВЭК (таб. 4.1)

Примечание: Видно что значение ?'_вэк отличается от значения данной величины в первом приближении не более чем на 50 °С. Поэтому согласно [4, стр. 101] разрешается не пересчитывать коэффициент теплопередачи.

Энтальпия воды на выходе из ВЭК

Температура воды на выходе из ВЭК [4]

Определение температурного напора

Температурный напор на входе дымовых газов в ступень

Температурный напор на выходе дымовых газов из ступени

Средний температурный напор в ВЭК

Тепло, воспринимаемое ВЭК по уравнению теплообмена,

Относительная невязка баланса

Примечание: так как допустимая невязка баланса (±2%) [4, стр. 101] соблюдается, то тепловой расчет ВЭК окончен.

котел топливо воздухоподогреватель фестон

8. Поверочный тепловой расчет воздухоподогревателя

8.1 Основные конструктивные характеристики воздухоподогревателя [ВП]

Наружный диаметр и толщина стенки труб

d_вп=40 мм;

д_вп=1,5 мм.

Внутренний диаметр труб

ВП выполнен по классической компоновке, когда дымовые газы движутся внутри труб, а воздух снаружи. Таким образом дымовые газы омывают трубы продольно, а воздух поперечно.

Расположение труб - шахматное (см. п. 1.4). Оно представлено на рисунке 8.1.

Рисунок 8.1 - Компоновка пучка труб ВП

Поперечные и продольные шаги труб (см. рис. 8.1, табл. 1.3)

S₁=60 мм;

S₂=42 мм.

Живое сечение для прохода дымовых газов (см. табл. 1.3)

Живое сечение для прохода воздуха (см. табл. 1.3)

Расчетная поверхность нагрева ВП (см. табл. 1.3) H_вп=228 м².

Чертеж ВП представлен на рисунке 1.7.

В ВП использована перекрестная схема взаимного движения дымовых газов и воздуха. При этом число ходов воздуха: (см. табл. 1.3).

Температура и энтальпия дымовых газов на выходе из ВП

Температура и энтальпия воздуха на входе в ВП

Коэффициент избытка воздуха на выходе из топки

Присосы воздуха в топку (табл 3.1)

Отношение реального количества воздуха на выходе из ВП к теоретически необходимому

Присосы воздуха в ВП (табл 3.1)

Отношение реального количества воздуха на входе в ВП к теоретически необходимому

Среднее значение величины в для ВП

Температура воздуха на выходе из ВП (принимается)

Энтальпия воздуха на выходе из ВП

Тепло, воспринятое воздухом, [4, стр. 46]

Средняя температура воздуха в ВП

Энтальпия воздуха при средней температуре

Энтальпия дымовых газов на входе в ВП

Температура дымовых газов на входе в ВП

Примечание: необходимое условие отсутствия интенсивного окисления верхней трубной доски соблюдается.

Определение температурного напора

Наибольший температурный напор при чистом противотоке

Наименьший температурный напор при чистом противотоке

Средний температурный напор при чистом противотоке

Наибольший перепад температур у одной из сред

Наименьший перепад температур у одной из сред

Безразмерные параметры P и R

Коэффициент, учитывающий переход от противоточной схемы к однократному перекрестному току, [4, стр. 241]

Средний температурный напор для ВП

Определение коэффициента теплоотдачи (КТО) от стенки к воздуху

Средняя скорость воздуха



Относительный поперечный шаг труб

Относительный продольный шаг труб

Число рядов труб по ходу воздуха (см. рис. 1.7)

Поправка на геометрическую компоновку пучка труб [4, стр. 223]

Поправка на число рядов труб по ходу воздуха [4, стр. 222]

Поправка на физические свойства воздуха [4, стр. 221]

Значение номограммного КТО [4, стр. 222]

Значение КТО от стенки к воздуху [4, стр. 222]

Определение КТО излучением от дымовых газов к стенке трубы

Эффективная толщина излучающего слоя [4, стр. 67]



Средняя температура дымовых газов

Примечание: так как ?_ср < 300 °С коэффициент б_л не учитывается [4, стр. 65]

Определение КТО конвекцией от дымовых газов к стенке трубы

Удельный объём дымовых газов в районе ВП (табл. 3.2)

Средняя скорость дымовых газов [4, стр. 54]

Средняя длина одной трубы ВП (см. рис. 1.7)

Отношение

Поправка на длину омываемого канала [4, стр. 229]

Поправка на физические свойства дымовых газов [4, стр. 229]

Значение номограммного КТО конвекцией [4, стр. 228]



Значение КТО конвекцией от дымовых газов к стенке трубы [4, стр. 229]

Коэффициент использования поверхности нагрева [4, стр. 50]

Суммарный КТО от дымовых газов к стенке трубы [4, стр. 50]

Коэффициент тепловой эффективности воздухоподогревателя [4, стр. 71]

Коэффициент теплопередачи [4, стр. 50]

Тепло, воспринятое ВП по уравнению теплообмена, [4, стр. 44]

Относительная невязка баланса



Тепловой расчет ВП во втором приближении

Тепло, воспринятое воздухом, (принимается)

Энтальпия воздуха на выходе из ВП

Температура воздуха на выходе из ВП (табл. 4.1)

Средняя температура воздуха в ВП

Энтальпия воздуха при средней температуре

Энтальпия дымовых газов на входе в ВП

Температура дымовых газов на входе в ВП

Примечание: необходимое условие отсутствия интенсивного окисления верхней трубной доски соблюдается.

Определение температурного напора

Наибольший температурный напор при чистом противотоке



Наименьший температурный напор при чистом противотоке

Средний температурный напор при чистом противотоке

Наибольший перепад температур у одной из сред

Наименьший перепад температур у одной из сред

Безразмерные параметры P и R

Коэффициент, учитывающий переход от противоточной схемы к однократному перекрестному току, [4, стр. 241]

Средний температурный напор для ВП



Примечание: видно, что значение ?'_вп=335,42 °С в первом приближении отличается от значения ?'_вп=333,64 °С во втором приближении не более чем на 50 °С. Поэтому согласно [4, стр. 101] разрешается не пересчитывать коэффициент теплопередачи.

Тепло, воспринятое ВП по уравнению теплообмена, [4, стр. 44]

Относительная невязка баланса

Примечание: так как допустимая невязка баланса (±2%) [4, стр. 101] соблюдается, то тепловой расчет ВП окончен.

9. Поверочный тепловой расчет котельного пучка II

Котельные пучки (I и II), а так же пароперегреватель, разрезанные горизонтально, представлены на рисунке 9.1

Диаметр и толщина стенки трубы (см. п. 1.1)

Поперечный шаг труб в пучке (раздел 1)

Относительный поперечный шаг труб

Продольный шаг труб в пучке (раздел 1)

Относительный продольный шаг труб

Число труб в одном ряду поперек газохода

Число рядов труб вдоль движения дымовых газов

Расчетная поверхность нагрева (по наружному диаметру)

Примечание: величина H_кпII определена с помощью непосредственного измерения длин труб (использовалась программа КОМПАС-3D v12). Расчеты опускаются.

Среднее живое сечение для прохода дымовых газов

Примечание величина определена с помощью программы КОМПАС-3D v12.

Температура и энтальпия дымовых газов на выходе из ступени (см. п. 8.28.6; п. 8.28.7)



Температура дымовых газов на входе в ступень (принимается)

Энтальпия дымовых газов на входе в ступень

Присосы холодного воздуха в ступень

Энтальпия холодного воздуха

Коэффициент сохранения тепла в газоходах котла

Тепловосприятие котельного пучка II

Давление в барабане котла (по заданию)

Средняя температура рабочего тела в котельном пучке

Расчет среднего температурного напора

Температурный напор на входе дымовых газов в ступень

Температурный напор на выходе дымовых газов из ступени

Средний температурный напор в ступени



Рисунок 9.1 - Котельные пучки и пароперегреватель (горизонтальный разрез): ПП - пароперегреватель; КПI - котельный пучок №1; КПII - котельный пучок №2

Расчет коэффициента теплопередачи

Согласно [4, стр. 50] для испарительных поверхностей нагрева разрешается пренебрегать термическим сопротивлением по внутренней стороне , т.е. коэффициент б₂ рассчитывать не требуется.

Расчет коэффициента теплоотдачи (КТО) от дымовых газов к стенке трубы за счет излучения

Средняя температура дымовых газов

Эффективная толщина излучающего слоя

Величины (табл. 3.2)

Давление в газоходе котла [4, стр. 66]

Коэффициент поглощения лучей газовой фазой продуктов сгорания [4, стр. 37]

9.21.2.6 Коэффициент А_зл [4, стр. 38]

А_зл=0,8.

Коэффициент поглощения лучей частицами золы [4, стр. 38]

Коэффициент поглощения дымовых газов [4, стр. 38]

Степень черноты потока газов [4, стр. 66]

Прибавка Дt_з [4, стр. 67] Дt_з=60 ^°C.

Температура стенки трубы [4, стр. 67]

Номограммный КТО излучением [4, стр. 238]

КТО излучением [4, стр. 238]

Расчет КТО конвекцией от дымовых газов к стенке трубы

Удельный объём дымовых газов (табл. 3.2)

Средняя скорость дымовых газов [4, стр. 54]

Поправка на число рядов труб по ходу газов [4, стр. 221]

Поправка на свойства дымовых газов [4, стр. 221]

Поправка на геометрическую компоновку пучка

Значение номограммного КТО конвекцией при поперечном омывании коридорного пучка труб [4, стр. 220]

КТО конвекцией [4, стр. 220]



Коэффициент использования для поперечно омываемых пучков труб [4, стр. 50]

КТО от газов к стенке трубы [4, стр. 50]

Коэффициент тепловой эффективности [4, стр. 71]

Коэффициент теплопередачи [4, стр. 50]

Тепловосприятие второго конвективного пучка по уравнению конвективного теплообмена [4, стр. 44]

Относительная невязка баланса

Тепловой расчет КПII во втором приближении

Тепловосприятие котельного пучка II (принимается)

Энтальпия дымовых газов на входе в ступень



Температура дымовых газов на входе в ступень (табл. 4.1)

Примечание: видно, что значение ?'_вп=570 °С в первом приближении отличается от значения ?'_вп=586,69 °С во втором приближении не более чем на 50 °С. Поэтому согласно [4, стр. 101] разрешается не пересчитывать коэффициент теплопередачи.

Средняя температура рабочего тела в котельном пучке

Расчет среднего температурного напора

Температурный напор на входе дымовых газов в ступень

Температурный напор на выходе дымовых газов из ступени

Средний температурный напор в ступени

Тепловосприятие второго конвективного пучка по уравнению конвективного теплообмена [4, стр. 44]



Относительная невязка баланса

Примечание: так как допустимая невязка баланса (±2%) [4, стр. 101] соблюдается, то тепловой расчет КПII окончен.

10. Поверочный тепловой расчет котельного пучка I ступени и пароперегревателя

Конструкция первого по ходу газов котельного пучка (КПI) и пароперегревателя представлена на рисунках 1.1, 1.4 и 9.1.

Основные конструктивные характеристики пароперегревателя (ПП)

Наружный диаметр и толщина стенки трубы ПП (см. п. 1.2)

Внутренний диаметр трубы

Живое сечение для прохода пара одной трубы

Число рядов труб по ходу газов (см. рис. 9.1)

Число рядов труб поперек газохода (см. рис. 9.1)

Средняя длина трубы ПП (определена по чертежу, с учетом масштаба)

Расчетная поверхность нагрева ПП (определена по наружному диаметру)

Примечание: Согласно данным таблицы 1.1 значение величины H_пп составляет 30 м². Далее в расчетах будет использоваться это значение (30 м²).

Согласно рисунку 9.1 через последние 10 змеевиков по ходу газов (т.е. через 60 труб) пар опускается вниз, а через первые 10 змеевиков по ходу газов (т.е. через 60 труб) пар поднимается вверх. Таким образом:

1) Общая схема движения противоточная (двух кратный перекрест);

2) Количество параллельно включенных труб для прохода пара (Z_п) равняется 60.

Суммарное живое сечение для прохода пара в ПП

Поперечный шаг труб (по прямым измерениям)

Относительный поперечный шаг труб

Расположение труб - коридорное с неравномерными продольными шагами по глубине пучка (см. п. 1.2):

Средний продольный шаг труб

Средний относительный продольный шаг труб

Основные конструктивные характеристики КПI

Основные конструктивные характеристики совпадают с таковыми у КПII (см. п. 9.2-9.6):



Расчетная поверхность нагрева КПI по наружному диаметру (определена с помощью прямых измерений (и расчетов) в программе КОМПАС-3D v12)

Для облегчения входа дымовых газов из камеры дожигания в КПI первые три ряда котельного пучка расфестонированны - т.е. являются шахматным пучком (см. рис. 9.1). Поверхность труб с шахматной компоновкой (по прямым измерениям)

Так как отношение меньше 10% то весь котельный пучок считается коридорным.

Суммарная расчетная поверхность нагрева первого и второго котельных пучков (см. табл. 1.1)

Расчетная поверхность нагрева КПI с учетом информации, изложенной в п. 9.9 и 10.3.5

Погрешность определения величины H_кпI

Примечание: значение полученной погрешности допустимо для инженерных расчетов. Далее в расчетах используется значение:

Живое сечение для прохода дымовых газов в районе ПП и КПI (определено с помощью расчетов и измерений в программе КОМПАС_3D v12)

Обе поверхности нагрева (ПП и КПI) являются основными и требуют отдельного расчета коэффициента теплопередачи.

Тепловой расчет пароперегревателя

Энтальпия и температура сухого насыщенного пара (определяется по P_б; [4, стр. 179])

Температура и энтальпия перегретого пара

Расход пара в ПП (см. п. 6.1)

Тепловосприятие ПП со стороны пара [4, стр. 45]

Температура дымовых газов на входе в ПП-КПI (принимается)

Энтальпия дымовых газов на входе в ПП-КПI

Температура и энтальпия дымовых газов на выходе из ПП-КПI (см. п. 9.24.2 и 9.24.3)

Расчет температурного напора

Наибольший температурный напор при чистом противотоке

Наименьший температурный напор при чистом противотоке

Температурный напор при чистом противотоке

Полный перепад температур у той среды, у которой он больше,

Полный перепад температур у той среды, у которой он меньше,

Безразмерные параметры P и R

Коэффициент пересчет от противоточной схемы к перекрестному току [4, стр. 241]

Температурный напор в пароперегревателе

Расчет коэффициента теплоотдачи (КТО) от дымовых газов к стенке трубы за счет конвекции

Параметры (табл. 3.2)

Средняя температура дымовых газов

Скорость дымовых газов

Поправка на физические свойства дымовых газов [4, стр. 221]

Поправка на число труб по ходу газов [4, стр. 221]

Поправка на геометрическую компоновку пучка [4, стр. 57]

Значение номограммного коэффициента КТО [4, стр. 220]

КТО конвекцией от дымовых газов к стенке трубы [4, стр. 220]

Расчет КТО от стенки трубы к пару

Давление пара на входе в ПП

Давление пара на выходе в ПП