Главная База знаний "Allbest" Физика и энергетика Тепловий розрахунок промислового парогенератора ГМ 50-1

Тепловий розрахунок промислового парогенератора ГМ 50-1

Технічні характеристики парогенератора. Розрахунок палива. Тепловий баланс парогенератора. Основні конструктивні характеристики топки. Розрахунок теплообміну в топці, фестону, перегрівника пари та хвостових поверхонь. Уточнення теплового балансу.

Рубрика Физика и энергетика
Вид курсовая работа
Язык украинский
Дата добавления 09.03.2012
Размер файла 283,3 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України

Кіровоградський національний технічний університет

Кафедра Е.Т.С.

Розрахунково-пояснювальна записка

до курсового проекту з курсу

«Енергетичні установки»

на тему:

«Тепловий розрахунок промислового парогенератора ГМ 50-1»

Виконав

студент гр. ЕНМ 09

Головачук С.В.

Перевірив

Кравченко В.І.

Кіровоград 2011

Зміст

Вступ

1. Технічні характеристики парогенератора

2. Розрахунок палива

2.1 Перерахунок відсоткового складу палива на робочу масу

2.2 Перерахунок нищої теплоти згорання палива на робочу масу

2.3 Розрахунок приведеної вологості

2.4 Характеристика продуктів згорання у поверхнях нагріву

3. Тепловий баланс парогенератора

3.1 Розрахунок теплового балансу та ККД парогенератора

3.2 Розрахунок коефіцієнта збереження теплоти

3.3 Розрахунок витрати палива

4. Основні конструктивні характеристики топки

5. Розрахунок теплообміну в топці

6. Розрахунок фестону

7. Розрахунок перегрівника пари

8. Розрахунок хвостових поверхонь

8.1 Конструктивні характеристики сталевого трубчастого економайзера

8.2 Конструктивні характеристики сталевого трубчастого вертикального повітропідігрівника

8.3 Перевірочний розрахунок другої ступені водяного економайзера

8.4 Перевірочний розрахунок ступені повітропідігрівника

8.5 Конструктивний розрахунок першої ступені економайзера

9. Уточнення теплового балансу

Висновок

Список використаної літератури

Вступ

Паровий котел - це основний агрегат теплової електростанції (ТЭС). Робочим тілом у ньому для отримання пари є вода, а роль теплоносія виконують продукти згорання різних органічних палив. Необхідна теплова потужність парового котла визначається його паропропродуктивністю, за встановлених температури и робочого тиску перегрітої пари. При цьому в топці котла спалюється розрахункова кількість палива.

Номінальною паропропродуктивністю називається найбільше вироблення пари, яку паровий котел повинен забезпечити впродовж тривалої експлуатації при номінальних параметрах пари та живильної води. Будь які відхилення цих параметрів нормовані за ГОСТ.

Номінальний тиск пари - найбільший тиск пари, який повинен забезпечуватися за пароперегрівником котла.

Номінальні температури пари високого тиску і вторинно-перегрітої пари - температури пари, які повинні забезпечуватися за пароперегрівником при витримці номінальних тиску пари, температури живильної води та паропропродуктивності.

Номінальна температура живильної води - температура води перед входом в економайзер.

1. Технічні характеристики парогенератора [1]

Топкова камера об'ємом 144 м повністю екранована трубами 603мм, розташованими з кроком 70 мм. Труби фронтового и заднього екранів утворюють под топки. Екрани розділені на вісім самостійних циркуляційних контурів.

На бокових стенах топкової камери розташовані по три основні газомазутні пальника, з фронту - два додаткових. В барабані знаходиться чистий відсік першого ступеню випаровування з внутрішньобарабанними циклонами. Другий ступінь винесений у виносні циклони 377 мм.

Пароперегрівник - конвективний, горизонтального типу, змієвиковий, двоступінчатий, с шаховим розташуванням труб 323 мм и поперечним кроком 75 мм.

Економайзер - сталевий, гладкотрубний, змієвиковий, киплячого типу, двоблочний, з шаховим розташуванням труб 283 мм. Повздовжній крок - 50 мм, поперечный - 70 мм.

Повітропідігрівник - сталевий, трубчастий, одноступінчатий, триходовий, з шаховим розташуванням труб 401,5 мм. Поперечний крок труб - 60 мм, повздовжній - 42 мм.

Технічні та основні конструктивні характеристики парогенератора :

номінальна паропродуктивність - 50 т/год;

робочий тиск пари - 4 МПа;

температура перегрітої пари - 440°С;

площі поверхонь нагріву:

екрану та фестону - 165 м2;

фестону - 22 м2;

перегрівника - 300 м2;

економайзера - 521 м2;

повітропідігрівника - 1428 м2.

2. Розрахунок палива

Таблиця 2.1. Початкові дані.

№ варіанта

Тип парогенератора

Паливо

Вміст вологості

13

ГМ 50-1

мазут сірчистий

=11%

2.1 Перерахунок відсоткового складу палива на робочу масу, при заданому значенні вологості =11% [1]

Вміст вуглецю у паливі:

Ср=Стабл.р*((100-Wp)/( 100-Wтаблр))=83,8*((100-11)/( 100-3))=76,889%.

Вміст водню у паливі:

Нр=Нтабл.р*((100-Wp)/( 100-Wтаблр))=11,2*((100-11)/( 100-3))=10,276%.

Вміст сірки у паливі:

S(к+ор)р = S(к+ор)табл.р*((100-Wp)/( 100-Wтаблр))=1,4*((100-11)/( 100-3))=1,285%.

Вміст азоту у паливі:

Nр = Nтабл.р*((100-Wp)/( 100-Wтаблр))=0.5*((100-11)/( 100-3))=0,459%.

Вміст кисню у паливі:

Ор = Отабл.р*((100-Wp)/( 100-Wтаблр))=0.5*((100-11)/( 100-3))=0,459%.

Допустима похибка перерахунку не більше 0.5%.

.

Результат перерахунку задовольняє даній вимозі.

Нр +Wp+Ор+Sлр+Nр+Ср= =%.

2.2 Перерахунок нищої теплоти згорання палива на робочу масу, за рівнянням Мендєлєєва

Qнр=1035,91Нр-25Wp-108,86(Ор-Sлр)+339,13Ср=

=.

2.3 Розрахунок приведеної вологості

Wп=Wp/ Qнр=11/ 36.535= 0.301 .

2.4 Характеристика продуктів згорання у поверхнях нагріву

Розрахунок теоретичного обєму повітря та продуктів згорання [1]:

а) теоретичний об'єм повітря необхідний для горіння палива:

V0=0,265Нр+0,0889.(Ср+0,375Sлр)-0,0333Ор =

=0.265.10.276+ 0.0889.(77.669+0.375*1.285)- 0.0333.0.459=9,655 м3/кг;

б) об'єм триатомних газів:

VRO20 =1,866*(Ср+0,375Sлр)/100= 1.866*(76.889+0.375*1.285)/100=1,444 м3/кг;

в) об'єм двоатомних газів:

VN20 =0,008N2+0,79V0= 0.008*0.459+0.79*9.655= 7,631м3/кг;

г) об'єм водяних парів:

VН2О0 = 0.111Hp+0.0124Wp+0.0161V0 = 0.111*10.276+0.0124*11+ 0.0161* 9.655= 1.432 = м3/кг.

Таблиця 2.1. Розрахунок горіння палива по газоходах парогенератора

при б>1 [2].

Величина

Одиниця

Топка

Ділянки конвективних поверхонь нагріву

Дб1=0.05

Дб2=0.04

Дб3=0.04

Дб4=0.06

б1

б2

б3

б4

Розрахунковий коефіцієнт надлишку повітря в газоході

бт"=1,1

1.15

1.19

1.23

1.29

VRO2 = VRO20

м3/кг

1.444

1.444

1.444

1.444

1.444

VN2 = VN20 +(і-1)V0

м3/кг

8.597

9.079

9.465

9.852

10.431

VН2О =VН2О0+0,0161(і-1)V0

м3/кг

1.448

1.455

1.462

1.468

1.477

Vг= VRO2+ VN2+ VН2О

м3/кг

11.489

11.978

12.371

12.764

13.352

rRO2= VRO2/ Vг

-//-

0.126

0.121

0.117

0.113

0.108

rН2О= VН2О/Vг

-//-

0.126

0.121

0.118

0.115

0.111

rп= rRO2+ rН2О

-//-

0.252

0.242

0.235

0.228

0.219

де бі=бт"+УДбі;

бт" - коефіцієнт надлишку повітря на виході з топки [1];

Дбі - присоси повітря у газоході парогенератора [1];

rRO2 ,rН2О-об'ємні частки.

3. Тепловий баланс парогенератора

3.1 Розрахунок теплового балансу та ККД парогенератора

Тепловий баланс складають для усталеного теплового стану парогенератора в розрахунку на 1 кг спалюваного палива. Рівняння теплового балансу, виражене у відносних величинах, для даного парогенератора, має вид [1]:

де q1- корисно використана теплота (ККД парогенератора брутто);

q2- втрата теплоти з відхідними газами ;

q3- втрата теплоти від хімічної неповноти згорання палива (таблична величина);

q4- втрата теплоти від механічної неповноти згорання палива (не враховується в даних розрахунках, використовується для твердих палив);

q5- втрата теплоти від зовнішнього охолодження парогенератора (визначається із графіка для визначення втрати теплоти від зовнішнього охолодження парогенератора);

q6шл- втрата фізичної теплоти шлаками (не враховується в даних розрахунках, використовується для твердих палив).

q2=(Нвих-бвих.Нх.в°).100/Qнр,

де Нвих- ентальпія вихідних газів при коефіцієнті надлишку повітря бвих і температурі ивих, визначається з табл.3- Нвих=2379,229 КДж/кг; Нх.в°- ентальпія теоретично необхідної кількості холодного повітря, визначається з табл.2- Нх.в°=376,545 КДж/кг.

q2=(2379,229-1,29. 376,545).100/36535,296=5%.

ККД парогенератора брутто [1]:

- сумарні втрати теплоти в парогенераторі.

де

Размещено на http://www.allbest.ru/

3.2 Розрахунок коефіцієнта збереження теплоти

Втрату теплоти від зовнішнього охолодження для всіх елементів парогенератора вважають однаковими та враховують коефіцієнтом збереження теплоти ц, який визначається за формулою [1]:

.

3.3 Розрахунок витрати палива

Витрата палива, що подається у топку, визначається за формулою [1]:

,

де D- паропродуктивність агрегату, кг/с; Нп- питома ентальпія пари при тиску та температурі у вихідному колекторі парогенератора, КДж/кг; Нжив- питома ентальпія живильної води, КДж/кг; Нп- питома ентальпія води при температурі кипіння та тиску в барабані, КДж/кг; член не враховується, при продувці парогенератора (кг/с) менше 2%.

кг/с.

В наступних розрахунках у всіх формулах для визначення сумарних об'ємів ті кількості теплоти буде використовуватися величина розрахункової витрати палива з урахуванням механічної неповноти згорання палива [1]:

Вр=В.(1- q4/100). Оскільки величина q4 в даних розрахунках не використовується, то приймаємо Вр=В=1,133 кг/с.

4. Основні конструктивні характеристики топки

Таблиця 4.1. Розрахунок конструктивних характеристик топки [2].

№

Величина

Позна-чення

Розрахункова формула або спосіб визначення

Одини-ця виміру

Розрахунок

1

Активний об'єм топкової камери

Vт

За конструктивними розмірами

м3

144

2

Теплова напруга об'єма топки: розрахункова допустима

qv

qv

За табл. 4-3 [1]

кВт/м3

кВт/м3

=287,46

290

Для камерних топок

3

Кількість пальників

n

За табл. III-10 [1]

шт.

6

4

Теплопродуктивність пальника

Qп

МВт

.1.25.10-3=8.62

5

Тип пальника

--

За табл. III-6 [1]

--

ГМГ-7

5. Розрахунок теплообміну в топці

Таблиця 5.1. Розрахунок загальної площі стін Fст і площі променесприймаючої поверхні топки Hл [2].

Величини

Оди-ниця

Стіни топки

Вихідне вікно

Сумар-на площа

Найменування

Позна-чення

Фронт і склепіння

Бокові

Задня

Загальна площа поверхні стіни та вихідного вікна

Fст

м2

59,54

60,66

38,74

6,2

165,14

Відстань між осями крайніх труб

b

м

4,83

3,22

4,83

4,83

-

Освітлена довжина труб

lосв

м

9,1

9

7,5

0,9

-

Площа, зайнята променеприймаючої поверхнею:

- повна

- відкрита

Fвкр

Fвідкр

м2

м2

58,8

58,8

60,24

60,24

38,45

38,45

6,12

6,12

163,61

163,61

Зовнішній діаметр труб

d

мм

60

60

60

60

-

Крок екранних труб

s

мм

70

70

70

-

-

Відстань від осі екранних труб до кладки стіни

l

мм

50

100

50

-

-

Отношение

s/d

-

1,2

1,2

1.2

-

-

l /d

-

0,167

0,83

0,167

-

-

Кутовий коефіцієнт

x

-

0.98

0.99

0.98

0.98

-

Площа променесприймаючої

поверхні відкритих екранів

Hлвід

м2

Fст.х=

=58,35

Fст.х=

=60,05

Fст.х=

=37,96

Fст.х=

=6,07

162,46

За конструктивними розмірами та характеристиками топки виконується перевірочний розрахунок теплообміну в топці. Розрахунки проводяться згідно з табл. 6.

парогенератор паливо топка фестон тепловий

Таблиця 5.2. Розрахунок теплообміну в топці [2].

Величина

Оди-ниця

Розрахунок

Найменування

Позна- чення

Розрахункова формула або спосіб визначення

1

2

3

4

5

Сумарна площа променесприймаючої поверхні

Hл=Hлвід

За конструктивними розмірами (табл.5)

м2

162,46

Площа променесприймаючої

поверхні відкритих екранів

Hлвід

За конструктивними розмірами (табл.5)

м2

162,46

Загальна площа поверхні стін топкової камери

Fст

За конструктивними розмірами (табл.5)

м2

165,14

Коефіцієнт теплової ефективності промене-сприймаючої поверхні

Шсер

жвід.Нлвід/Fст

--

Для камерних топок

Ефективна товщина випромінюючого шару

S

м

Повна висота топки

Нт

За конструктивними розмірами

м

8,55

Висота розташування пальника

hг

За конструктивними розмірами

м

3,89

Відносний рівень розташування пальника

--

Поправка

Дх

Для газомазутних топок при Д>35т/год Дх=0

Коефіцієнт

хт

Для камерних топок з горизонтальним розташуванням пальників з верхнім відведенням газів з топки хт=чГ+Дх=2,2

Параметр, який враховує характер розподілу температури в топці

М

При спалюванні газу і мазуту

=0,45

Коефіцієнт надлишку повітря на виході з топки

бт"

За табл. 2.3.

--

1,1

Присос повітря в топці

Дбт

За табл. 2-2 [1]

--

0,05

Температура гарячого повітря

tгп

За попереднім вибором

С

300

Ентальпія гарячого повітря

Нгп°

За табл.2.3

кДж/кг

Ентальпія присосів повітря

Нпрс°

За табл.2.2 (при температурі 30?C)

кДж/кг

Кількість теплоти, що

заноситься у топку повітрям

Qв

(бт"-Дбт).Нгп°+ Дбт.Нпрс°

кДж/кг

+=

Корисне тепловиділення в топке

Qт

кДж/кг

+==41788.453

Адіабатична температура горіння

иа

За табл.2.3 по Qт

С

2088

Температура газів на виході з топки

ит"

За попереднім вибором

С

1050

Ентальпія газів на виході з топки

Нт"

За табл.2.3

кДж/кг

Середня сумарна теплоємність продуктів згорання

VCcep

кДж/кг

=

Об'ємна частка:

водяних парів

триатомних газів

За табл. 2.1.

За табл. 2.1.

--

--

0.126

0.126

Сумарна об'ємна частка триатомних газів

--

0.252

Добуток

м·МПа

=

Коефіцієнт послаблення променів

триатомними газами

Kг

=

Для рідкого палива

Коефіцієнт, який враховує заповнення об'єму топки полум'ям, що світиться

m

При qv<

для рідкого палива

--

0,55

Відношення для рідкого палива

--

Для спалюванні газів та рідкого палива

Коефіцієнт послаблення променів сажею

Ксаж

*

=3.27

Коефіцієнт послаблення променів триатомними газами

КНС

Коефіцієнт послаблення променів світлою часткою газомазутного факелу

КСВ

КНС+ Ксаж

Ступінь чорноти сяючої частини факелу

асв

--

Ступінь чорноти не сяючої частини факелу

аг

--

Ефективна ступінь чорноти факелу

аф

--

0.55.0.76+(1-0.55).0.34=0.57

Ступінь чорноти топки

ат

--

=0.71

Теплове навантаження

qF

=286.67

Температура газів на виході з топки

ит"

С

1020

Ентальпія газів на виході з топки

Нт"

Табл. 2.3

кДж/кг

16649.169

Загальне теплосприйняття топки

Qтл

ц(Qт- Нт")

кДж/кг

Середнє питоме теплове навантаження променесприймаючих поверхонь топки

qлсз

=

де ж- умовний коефіцієнт забруднення і закриття екранів (ж=0,55) [1];

Р=0,1 МПа;

Рп=Р. rп МПа.

*

Отримана в результаті перерахунку температура газів на виході з топки відрізняється від попередньо прийнятої менше ніж на 100?C; перерахунок теплообміну не потрібен.

6. Розрахунок фестону

Фестон - це частина труб заднього екрану топкової камери, розташованих на виході з топки. Для збільшення площі прохідного перерізу при русі газів через фестон труби розведені через одну, дві або три труби. Частіше за все фестон складається з одного, двох або трьох рядів.

Таблиця 6.1. Конструктивні розміри фестону [2].

Показники

Одиниця

Фестон

Найменування

Позначення

Зовнішній діаметр труб

d

м

0.06

Кількість труб в ряду

Z1

шт.

35

Кількість рядів труб

Z2

шт.

2

Загальна кількість труб у ділянці, що розраховується

Z

шт.

70

Середня довжна труб

lсер

м

0.8

Розрахункова площа поверхні нагріву

H

м2

23.74

Розміщення труб

-

-

шахове

Крок труб поперек руху газів

S1

мм

395

Крок труб вздовж руху газів

S2

мм

140

Відносний крок труб поперечний

S1/d

6,58

Відносний крок труб повздовжній

S2/d

2,3

Розміри перерізу газоходу поперек руху газів

А

м

1,82

Розміри перерізу газоходу вздовж руху газів

В

м

5,2

Площа живого перерізу для проходу газів

Fг=АВ- Z1dlсер

м2

7,78

Температуру газів и" можна прийняти за даними температурного перепаду газового потоку Ди=и'-и", орієнтовні значення якого для фестону з кількістю рядів труб не більше трьох,- Ди=40-60°С. Для даного агрегату приймаємо Ди=60°С. Відповідно: и"= и'-Ди=1020-60=960°С [1].

Таблиця 6.2. Перевірочний розрахунок фестону [2].

Величина

Оди-ниця

Розрахунок

Найменування

Позначення

Розрахункова формула або спосіб визначення

1

2

3

4

5

Повна площа поверхні нагріву

Н

За табл.7.1

м2

23.74

Площа поверхні труб в зоні фестону

Ндод

За конструктивними розмірами

м2

6,93

Ефективна товщина випромінюючого прошарку

S

м

1

Температура газів перед фестоном

и'

З розрахунку топки, ит'=ит"

°С

1020

Ентальпія газів перед фестоном

Н'

За табл.2.3

кДж/кг

16649.169

Температура газів за фестоном

и"

За попереднім вибором

°С

960

Ентальпія газів за фестоном

Н"

За табл.2.3

кДж/кг

15746.735

Кількість теплоти, яка віддана фестону

Qг

ц(Н'- Н")

кДж/кг

1072.946

Температура кипіння при тиску в барабані Рб=4.4 МПа

tн

За таблицями водяної пари

°С

256

Середня температура газів

исер

0,5(и'+ и")

°С

0,5(1020+960)=990

Середній температурний напір

Дt

исер- tн

°С

990-256=734

Середня швидкість газів

Wг

=7.74

Коефіцієнт тепловіддачі конвекцією

бк

За номограмами,

бнСzСsСф

61.0,85.1.0,95=49,26

Сумарна поглинаюча здатність триатомних газів

,

де Р=0,1 МПа

мМПа

1=0.025

Коефіцієнт послаблення променів триатомними газами

Кг

=9.9

Сумарна оптична товщина запиленого газового потоку

КРS

--

Ступінь чорноти випро-мінюючого середовища

а

--

Температура забрудненої стінки труби

tст

,

Дt=80°С для рідких палив (фестон)

°С

256+80=336

Коефіцієнт тепловіддачі випромінюванням

бл

За номограмами,

л=н аСг

180?0,22.0,97=38,4

Коефіцієнт використання поверхонь нагріву

о

За рекомендаціями літератури [2]

--

1

Коефіцієнт тепловіддачі від газів до стінки

б1

1.( 49,26+ 38,4) =87,66

Коефіцієнт теплопередачі

К

0,6.87,66=52,6

Теплосприйняття фестона

Qф

Теплосприйняття настінних труб

Qдод

Сумарне теплосприйняття газоходів фестону

Qт

807.61+236.15=1043.76

Розходження розрахункових теплосприйняттів

ДQ

%

=

де бн - номінальний коефіцієнт тепловіддачі [2];

Сz - поправка на геометрію пучка[2] ;

Сs - поправка на кількість рядів труб по ходу газоходу [2];

Сф - поправка на фізичні характеристики потоку при зміні температури теплоносія [2];

Сг - поправка, яка враховується для не запиленого золовими частинками потоку [2];

Ш - коефіцієнт ефективності [2].

Розбіжність ДQ не повинна перевищувати ±5%. В результаті проведених розрахунків величина ДQ складає 2.8%. Результат задовольняє даній вимозі. Повторний розрахунок проводити не потрібно.

7. Розрахунок перегрівника пари

Таблиця 7.1. Конструктивні розміри пароперегрівника [2].

Показники

Номера ступеню участков по ходу пара

Найменування

Позначення

Одиниця

I ступінь

1

2

3

4

Зовнішній діаметр

d

мм

32

Внутрішній діаметр

dвн

мм

26

Кількість труб в ряду

Z1

шт.

68

Кількість рядів по ходу газів

Z2

шт.

16

Середній поперечний крок

S1

мм

75

Середній поздовжній крок

S2

мм

56

Розташування труб

--

--

шахове

Сумарна довжина труб

?L

м

1561

Площа повної поверхні нагріву

H

м2

157

Площа живого переріз на входе

F'

м2

a'b'-l'z1d=1,68.5,2-1,2.68.0,032=6,125

То же, на виході

F"

м2

a”b”-l”z1d=

1,68.5,2-1,2.68.0,032=6,125

Середня площа живого перерізу газоходу

Fсер

м2

=6,125

Кількість змійовиків, ввімкнених паралельно (по пару)

m

шт.

68

Живий переріз для проходу пари

fn

м2

=0.0361

де a', b' ,l' ,a” ,b” ,l” - розміри газоходу та довжина одного змійовика у вихідному та вхідному перерізах.

Таблиця 7.2. Перевірочний розрахунок одноступінчастого пароперегрівника [2].

Величина

Оди-ниця

Розрахунок

Найменування

Позна-чення

Розрахункова формула або спосіб визначення

1

2

3

4

5

Температура пари на вході в ступінь

t'

t'=tн , за попереднім вибором

°С

256

Температура пари на виході зі ступені

t"=tnn

За завданням

°С

440

Тиск пари на вході в ступінь

Р'

За вибором

МПа

4,4

Тиск пари на виході зі ступені

Р"

За технічними характеристиками

МПа

4

Паровміст

Х

За вибором

--

0.98

Питома ентальпія киплячої води

h'

За таблицею води і сухої насиченої пари

1115.5

Питома ентальпія сухої насиченої пари

h"

За таблицею води і сухої насиченої пари

2797.2

Питома ентальпія пари на вході в ступінь

hп'

Х.h"+(1-Х).h'

=

Питома ентальпія пари на виході зі ступені

hп"

За таблицею водяної пари по Р" і tnn

3302

Сумарне тепло- сприйняття ступені

Qne

=6394.297

Середнє питоме теплове навантаження променесприймаючих поверхонь топки

З розрахунку топки

173.569

Коефіціент розподілення теплового навантаження по висоті

зв

За графіком

--

1.2

Коефіціент розподілен-ня теплового наванта-ження між стінами

зст

За табличними даними

--

1.0

Питоме теплове

теплосприйняття вихідного вікна топки

qпр

. зв. зст

173.569.1.2.1=208.283

Кутовий коефіцієнт фестона

Хф

За графіками

--

0.93

1

2

3

4

5

Площа поперечного перерізу газоходу перед ступінню

Fг

Fг= a'b'

м2

1.68.5.2=8.74

Променеве тепло- сприйняття ступені

Qnр

=

Конвективне тепло- сприйняття ступені

Qк

Qnе-Qnр

Температура газів перед ступінню

и'

З розрахунку фестону

°С

960

Ентальпія газів на вході в ступінь

Н'

З розрахунку фестону

15746.735

Ентальпія газів на виході із ступіні

Н"

=

Температура газів на виході із ступені

и"

За табл.2.3

°С

608,4

Середня температура газів

исер

0,5(и'+ и")

°С

0,5(960+ 608,4)=

Середня швидкість газів у ступені

Wг

==

Коефіцієнт тепловід-дачі конвекцією

бк

За номограмами

75.1.0.96.0.9=64.8

Середня температура і тиск пари

tсерРсер

°С МПа

0.5(256+440)=3480.5(4.4+4)=4.2

Об'єм пари при середній температурі

нп

За таблицею водяної пари при tсер і Рсер

0,0627

Середня швидкість пари

Wп

Коефіцієнт тепловіддачі від стінки до пари

б2

За номограмою

1

2

3

4

5

Товщина випромінюючого шару

S

м

Сумарна поглинаюча здатність триатомних газів

РrnS

Р.rn.S

м·МПа

0.1.0.242.0.122=0.00295

Коефіцієнт послаблення променів триатомними газами

Кг

За номограмою

31

Сумарна оптична товщина запиленого газового потоку

РКS

--

Ступінь чорноти випромінюючого середовища

а

--

Коефіцієнт забруднення

е

При спалюванні мазутуе=0.003

0.003

Температурний перепад між температурою заб-рудненої стінки і темпера-турою середовища в трубі

Дt

Температура забрудненої стінки

tст

tсер+Дt

348+161.4=509.4

Коефіцієнт тепловіддачі випромінюванням

авипр

За номограмою а.бн

0.09.198=17.82

Коефіцієнт тепловіддачі від газів до стінки

б1

.Для котлів з П-подібною компоновкою о=1

76.9+17.82=94.72

Коефіцієнт теплової ефективності

Ш

Таблична величина

--

0.6

Коефіцієнт теплопередачі

К

Різниця температур між газами и паром

найбільша

Дtб

и'-t"

°С

960-440=520

Різниця температур між газами и паром найменша

Дtн

и"-t'

°С

608.4-256=352.4

Температурний напір при противотоці

Дtпрт

*

°С

Повний перепад температур газів

т1

и'- и"

°С

Повний перепад температур пари

т2

t"- t'

°С

440-256=184

Параметр

R

--

Р

--

Коефіцієнт

ш

За номограмою, для схеми з паралельно-змішаним током #

--

0.93

Температурний перепад

Дt

ш. Дtпрт

°С

Теплосприйняття ступені (ріняння теплообміну)

Qт

м2

Розходження розрахунків теплосприйняття

ДQ

%

=

* У випадку, коли Дtн/Дtб ? 1.7, температурний напір можна вважати середньоариф-метичною різницею температур [1].

# Для схеми з паралельно-змішаним током розраховуються лише коефіцієнти R і Р [2].

Розбіжність теплосприйняття більше 2%. Приймаємо нове значення температури - t'=370°С. Проводимо повторний розрахунок.

Продовження таблиці 7.2.

1

2

3

4

5

Температура пари на вході в ступінь

t'

За вибором

°С

330

Питома ентальпія пари на вході в ступінь

hп'

За таблицею водяної пари

°С

3032

Сумарне тепло- сприйняття ступені

Qne

=

Конвективне тепло- сприйняття ступені

Qк

Qnе-Qnр

- =

Ентальпія газів на виході із ступіні

Н"

=

Температура газів на виході із ступені

и"

За табл.2.3

°С

707.7

Різниця температур між газами и паром

найбільша

Дtб

и'-t"

°С

960-440=520

Різниця температур між газами и паром

найменша

Дtн

и"-t'

°С

707.7-330=377.7

Температурний напір при противотоці

Дtпрт

°С

Температурний перепад

Дt

ш. Дtпрт

°С

Теплосприйняття ступені (ріняння теплообміну)

Qт

м2

=3205.641

Розходження розрахунків теплосприйняття

ДQ

%

=

Похибка розрахунку ДQ складає менше 2%. Розрахунок ступені завершено.

8. Розрахунок хвостових поверхонь

Таблиця 8.1. Конструктивні характеристики сталевого трубчастого економайзера [2].

Показники

Одиниця

Ступінь

Найменування

Позначення

I

ІІ

1

2

3

4

5

Діаметр труб зовнішній

d

мм

28

28

Діаметр труб внутрішній

dвн

мм

22

22

Кількість труб в ряду

Z1

шт.

50

50

Кількість рядів труб

Z2

шт.

20

24

Площа поверхні нагріву

H

м2

234.45

286.55

Розташування труб

-

-

шахове

шахове

Крок труб поперек руху газів

S1

мм

70

70

Крок труб вздовж руху газів

S2

мм

50

50

Відносний крок труб поперечний

S1/d

-

2.5

2.5

Відносний крок труб повздовжній

S2/d

-

1.79

1.79

Розмір перерізу газоходу поперек руху газів

А

м

1.78

1.78

В

м

5.4

5.4

Площа живого перерізу для проходу газів

Fг

м2

5.97

5.97

Площа живого перерізу для проходу води

f

м2

0.062

0.062

Таблиця 8.2. Конструктивні характеристики сталевого трубчастого вертикального повітропідігрівника [2].

Показники

Одиниця

Ступінь

Найменування

Позначення

I

1

2

3

4

Діаметр труб зовнішній

d

мм

40

Діаметр труб внутрішній

dвн

мм

37

Довжина труб

l

м

5.27

Кількість ходів по воздуху

n

-

3

Кількість труб в ряду

Z1

шт.

86

Кількість рядів труб

Z2

шт.

35

Розташування труб

-

-

шахове

Крок труб поперек руху газів

S1

мм

60

Крок труб вздовж руху газів

S2

мм

42

Відносний крок труб поперечний

S1/d

-

1.5

Відносний крок труб повздовжній

S2/d

-

1.05

Площа живого перерізу для проходу газів

Fг

м2

2.55

Кількість паралельно включених труб (по газам)

Z0

шт.

2376

Ширина перерізу повітряного каналу

b

м

5.4

Середня висота повітряного каналу

h

м

2.64

Площа середнього перерізу повітряного каналу

Fв

м2

2.77

Площа поверхні нагріву

H

м2

1428

Таблиця 8.3. Перевірочний розрахунок другої ступені водяного економайзера [2].

Величина

Оди-ниця

Розрахунок

Найменування

Позна-чення

Розрахункова формула або спосіб визначення

1

2

3

4

5

Площа поверхні нагріву ступені

Н

За табл.8.1

м2

234.45

Площа живого перерізу для проходу газів

F

За табл.8.1

м2

5.97

Площа живого перерізу для проходу води

f

За табл.8.1

м2

0.062

Температура газів на входе в ступень

и'

З розрахунку перегрівника

°С

707,7

Ентальпія газів на вході в ступінь

Н'

За табл.2.3

Температура газів на виході зі ступені

и"

За вибором

°С

465

Ентальпія газів на виході зі ступені

Н"

За табл.2.3

Теплосприйняття ступені

Qг

Питома ентальпія пари за пароперегрівником

hп

За табл.7.2

3302

Орієнтовна ентальпія води на виході зі ступені ступени

hек"

Орієнтовна температура води на виході зі ступені

tек"

За таблицею води і сухої насиченої пари при тиску Р"

°С

188.3

Питома ентальпія води на вході в ступінь

hек'

hек"- Qг

421.345

Температура води на вході в ступень

tек'

За таблицею води і сухої насиченої пари

°С

Середня температура

tсер

°С

Питомий об'єм води при середній температурі

нсер

За таблицею питомих обємів та ентальпій води

0.00108

Швидкість води в трубах

W

Середня температура газів

иcep

°С

Середня швидкість газів

Wг

=

1

2

3

4

5

Коефіцієнт тепловід-дачі конвекцією

бк

За номограмами

85.1.0.96.0.92=75.1

Товщина випромінюючого шару

S

м

Сумарна поглинаюча здатність триатомних газів

РrnS

Р.rn.S

м·МПа

0.1.0.235.0.118=0.0028

Коефіцієнт послаблення променів триатомними газами

Кг

За номограмою

38

Сумарна оптична товщина запиленого газового потоку

РКS

--

Ступінь чорноти випромінюючого середовища

а

--

Температура забрудненої стінки труби

tст

tсер+Дt. При рідких паливах для других ступенів економайзерів Дt=60°С

°С

Коефіцієнт тепловіддачі випромінюванням

бвипр

За номограмою а.бнСг

0.1.85.0.96=8.16

Температура газів на входе в ступень

Тк

З розрахунку перегрівника,и'+273

°К

707.7+273=980.7

Коефіцієнт

А

За рекомендаціями, при використанні мазуту

--

0.3

Глибина по ходу газів:

ступені

ln

За конструктивними розмірами

м

1,9

Глибина газового об'єму ступені

lоб

За конструктивними розмірами

м

2

Коефіцієнт тепловіддачі випромінюванням з урахуванням випро-мінювання газового об'єму перед ступіню

бвипр,

Вт/(м2·К)

=

Коефіцієнт тепловіддачі від газів до стінки

б1

.Для котлів з П-подібною компоновкою о=1

75.1+10.6=85.7

Коефіцієнт забруднення

е

е0Сd

0.0009.0.7=0.00063

Коефіцієнт теплової ефективності

Ш

Таблична величина

--

0.6

Коефіцієнт теплопередачі

К

0.6.85.7=51.42

Різниця температур між середовищами найбільша

Дtб

и'-t"

°С

Різниця температур між середовищами найменша

Дtн

и"-t'

°С

Відношення

Дtб/Дtн

Температурний напір

Дt

°С

Теплосприйняття ступені за рівнянням теплообміну

Qт

м2

=

Розходження розрахунків теплосприйнять

ДQ

%

=

Розбіжність складає менше 2%. Розрахунок другої ступені економайзера завершено.

Таблиця 8.4 Перевірочний розрахунок ступені повітропідігрівника [2].

Величина

Оди-ниця

Розрахунок

Найменування

Позна-чення

Розрахункова формула або спосіб визначення

1

2

3

4

5

Температура газів на виході зі ступені

и"

За завданням, ивідх

°С

130

Ентальпія газів на виході зі ступені

Н"

За табл.2.3

2379.229

Температура повітря на вході до ступені

t'

За вибором

°С

30

Ентальпія теоретичної кількості холодного повітря

За табл.2.2

376.545

Температура повітря на виході зі ступені

t"

За вибором

°С

125

Ентальпія теоретичної кіль-кості холодного повітря на виході зі ступені

За табл.2.2

Відношення

вІ"

--

1.1-0.05+0.05=1.1

Теплосприйняття ступені

Q

=

Середня температура повітря в ступені

tсер

°С

Ентальпія теоретичної кіль-кості повітря присосів при середній температурі

За табл.2.2

Ентальпія газів на вході до ступені

Н'

=

Температура газів на вході до ступені

и'

За табл.2.3

°С

204

Середня температура газів

иcep

°С

Середня швидкість газів

W

=

Коефіцієнт тепловіддачі від газів до стінки

За номограмами

Середня швидкість повітря

Wв

.

Коефіцієнт тепловіддачі від стінки до повітря воздушной стороны

б2

За номограмами

Коефіцієнт використання поверхонь нагріву

о

За таблицею[1]

--

0.8

Коефіцієнт теплопередачі

К

Різниця температур між середовищами

найменша

Дtн

и'-t"

Різниця температур між середовищами

найбільша

Дtб

и"-t'

°С

Температурний напір при противотоці

Дtпрт

°С

Перепад температур найменший

тн

и'- и"

°С

Перепад температур найбільший

тб

t"- t'

°С

Параметр

R

--

Р

--

Коефіцієнт

ш

За номограмою

--

0.92

Температурний перепад

Дt

ш. Дtпрт

°С

Теплосприйняття ступені (рівняння теплообміну)

QІ

м2

Розходження розрахунків теплосприйняття

ДQ

%

=

де Сl - поправка на відносну довжину пучка l/dэ;

овп - коефіцієнт використання повітропідігрівача.

Розбіжність складає менше 2%. Розрахунок першої ступені повітропідігрівника завершено.

Таблиця 8.5 Конструктивний розрахунок першої ступені економайзера [2].

Величина

Оди-ниця

Розрахунок

Найменування

Позна-чення

Розрахункова формула або спосіб визначення

1

2

3

4

5

Діаметр труб

За конструктивними даними

мм

Площа живого перерізу для потоку газів

Fг

За конструктивними даними

м2

5.97

Площа живого перерізу для потоку води

f

За конструктивними даними

м2

0.062

Температура газів на вході до ступені

и'

З розрахунку другої ступені економайзера

°С

465

Ентальпія газів на вході до ступені

Н'

З розрахунку другої ступені економайзера

Температура газів на виході з економайзера

и"

З розрахунку ступені повітропідігрівника

°С

204

Ентальпія газів на виході зі ступені

Н"

З розрахунку ступені повітропідігрівника

Кількість теплоти, що віддана газами

Qг

.

Температура води на вході до економайзера

t'

За вибором [3]

140

Питома ентальпія води на виході з економайзера

hек"

Ентальпія киплячої води у барабані за Рб

hкип

За таблицею водяної пари

417.5

Різниця ентальпій

Дh

Коли hкип- hек"?125, то економайзер не киплячого типу

417.5-367,842=49,658

Температура води на виході з економайзера

t"

За таблицею питомих об'ємів та ентальпій води

°С

Середня температура газів

иcep

°С

0.5(465-204)=130,5

Середня швидкість газів

Wг

=

Коефіцієнт тепловіддачі від газів до стінки

б1

За номограмами

52.1.1.7.0.96=84.86

1

2

3

4

5

Коефіцієнт теплопередачі

К

Різниця температур при протитоці найбільша

Дtб

и'-t"

°С

Різниця температур при протитоці найменша

Дtн

и"-t'

°С

204-140=64

Відношення

Дtб/Дtн

Температурний напір

Дt

°С

Необхідна поверхня теплообміну

Н

м2

Загальна кількість пара-лельно ввімкнених змійовиків

Z0

Конструктивно, при шахо-вому розміщенні Z0= 2Z1

шт

100

Довжина однієї петлі

l

Конструктивно

м

10,8

Кількість петель водному змійовику

n

шт

Швидкість руху води в трубах

Wв

9. Уточнення теплового балансу

У зв'язку з тим, що у процесі розрахунку у п.8 отримано нове значення температури гарячого повітря, необхідно уточнити нев'язку теплового балансу топки (табл. 9.1).

Таблиця 9.1. Уточнення теплового балансу

Величина

Оди-ниця

Розрахунок

Найменування

Позна-чення

Розрахункова формула або спосіб визначення

1

2

3

4

5

Розрахункова температура гарячого повітря

t'гп

З розрахунку повітропідігрівача

°С

125

Ентальпія гарячого повітря при розрахунковій температурі

Нєгп

З розрахунку повітропідігрівача

Кількість теплоти, що заноситься в топку з повітрям

Qп

+=

Корисне тепловиділення з топки

Qт

+

Променеве теплосприйняття топки

Qлт

ц(Qт- Нт")

=

Розрахункова нев'язка теплового балансу

+ =

Нев'язка

дQ

%

Значення нев'язки не перевищує 0.5%, що задовольняє заданій вимозі.

Висновок

В ході виконання курсового проекту було проведено тепловий розрахунок промислового парогенератора ГМ-50-1, з використанням у якості палива сірчистого мазуту.

Послідовно були розраховані всі поверхні нагріву даного котла: екранів топки, фестона, пароперегрівника, водяного економайзера, повітропідігрівника.

При проведенні перевірочного розрахунку поверхонь нагріву можна попередньо обрати температуру одного з середовищ . Це дозволить визначити телосприйняття поверхні у першому наближенні. Вподальшому можна визначити всі інші величини, які дадуть змогу визначити телосприйняття у другому наближенні (температурний напір, швидкості потоків, температури іншого робочого тіла).

Перевірочні розрахунки поверхонь нагріву виконуються шляхом послідокних наближень.

Тепловий розрахунок парогенератора закінчується визначенням нев'язки теплового балансу. В даному проекті величина нев'язки складає 0.27 %.

Список використаної літератури

1. Тепловой расчет промышленных парогенераторов. / Под ред. В.И. Частухина. - Киев: Вища шк., 1980. - 184 с.

2. Енергетичне устаткування. Методичні вказівки до курсового проекту для студентів спеціальності 8.090603 «Електротехнічні системи електроспоживання»/ Укл. С.П. Богатирьова, В.І. Кравченко, І.В. Савєлєнко. - Кіровоград, КДТУ, 2001. - 63 с.

3. http://www.kotel.ru.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Тепловий розрахунок парового котла ТП-35У

    Повірочний тепловий розрахунок парового котлоагрегату, його теплові характеристики при різних навантаженнях. Вибір типу і конструктивних характеристик топки, перегрівника, економайзера. Визначення теплового балансу парогенератора й витрати палива.

    курсовая работа [2,2 M], добавлен 26.11.2014

  • Розрахунок парогенератора

    Характеристика роботи парогенератора. Пристрої роздачі живильної води. Розрахунок горизонтального парогенератора, що обігрівається водою. Тепловий розрахунок економайзерної ділянки. Жалюзійний сепаратор, коефіцієнт опору. Визначення маси колектора.

    курсовая работа [304,2 K], добавлен 03.12.2013

  • Тепловий розрахунок котельної установки

    Загальний тепловий баланс котельної установки. Розрахунки палива, визначення об’ємів повітря та продуктів згорання, підрахунок ентальпій. Визначення основних характеристик пальника. Розрахунок теплообміну в топці і конструктивне оформлення будови топки.

    курсовая работа [2,6 M], добавлен 04.06.2019

  • Парогенератор ПГВ-1000

    Тепловий баланс парогенератора, теплообмін зі сторони теплоносія та обчислення площі поверхні нагріву та довжини труб. Режимні та конструктивні характеристики паросепараційного пристрою горизонтального парогенератора та його гідродинамічний розрахунок.

    курсовая работа [723,5 K], добавлен 13.11.2012

  • Тепловий розрахунок парового котла

    Характеристика котла ТП-230. Розрахунок ентальпій повітря і продуктів згоряння палива. Коефіцієнт надлишку повітря. Тепловий баланс котельного агрегату. Геометричні характеристики топки. Розрахунок теплоти, яка сприймається фестоном, теплопередачею.

    курсовая работа [256,5 K], добавлен 18.04.2013

  • Розрахунок теплогенеруючої установки КЄ 10-14

    Розрахунок котельного агрегату, склад і кількість продуктів горіння. Визначення теплового балансу котла і витрат палива. Характеристики та розрахунок конвективної частини. Тепловий розрахунок економайзера і перевірка теплового балансу котельного агрегату.

    курсовая работа [677,6 K], добавлен 17.03.2012

  • Тепловий розрахунок котельного агрегату

    Підрахунок кількості продуктів горіння. Розрахунок ентальпії газів. Тепловий баланс котла. Визначення теплонадходжень в топку. Розрахунок конвективної частини котла. Тепловий розрахунок економайзера. Перевірка теплового балансу котельного агрегату.

    контрольная работа [84,8 K], добавлен 02.04.2013

  • Методика теплового расчёта парогенератора

    Котел с естественной циркуляцией, однобарабанный, однокорпусный, закрытой П-образной компоновки. Определение объемов дымовых газов и их энтальпий. Тепловой баланс парогенератора. Конструктивные характеристики топки. Расчет впрыскивающих пароохладителей.

    курсовая работа [509,0 K], добавлен 04.11.2015

  • Пристрій варильний електричний УЕВ-50

    Основні напрямки в конструюванні теплового устаткування. Тепловий розрахунок котла. Рівняння теплового балансу пристрою електричного варильного. Розрахунок трубчастого нагрівального елемента. Основні технологічні вимоги до конструкцій варильних апаратів.

    курсовая работа [970,0 K], добавлен 13.03.2013

  • Тепловой расчет парогенератора

    Тепловой баланс парогенератора и расход топлива. Основные конструктивные характеристика топки. Тепловой расчет парогенератора типа ТП-55У. Определение фестона, перегревателя и хвостовых поверхностей. Конструктивные размеры и характеристики экономайзера.

    курсовая работа [1,7 M], добавлен 25.08.2014

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.

© 2000 — 2023, ООО «Олбест» Все права защищены