Однокорпусной прямоточный котел ТГМП-344-А

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Kраткое описание конструкции котла

1.1 Назначение и параметры котельного агрегата

Однокорпусной прямоточный котел ТГМП-344-А предназначен для получения пара сверхкритического давления при сжигании природного газа и мазута. Котел выполнен в газоплотном исполнении, что допускает его работу как под давлением, так и под разрежением.

Котел имеет П-образную компоновку и состоит из топочной камеры и конвективной шахты, соединенных в верхней части горизонтальным газоходом, и, вынесенных за пределы здания, 2-х регенеративных вращающихся воздухоподогревателей.

Все стены топочной камеры, горизонтального газохода и конвективной шахты экранированы панелями, выполненными из сваренных между собой плавниковых труб диаметром 32х6мм сталь 12Х1МФ с шагом 46мм.

На выходе из топки, в горизонтальном газоходе, расположены в один ряд ширмы, входной и выходной пакеты конвективного пароперегревателя высокого давления и выходной пакет конвективного пароперегревателя низкого давления. В конвективной шахте расположены, последовательно по ходу газов, входная ступень конвективного пароперегревателя низкого давления и водяной экономайзер.

Котел оборудован 16-ю газомазутными горелками, установленными встречно на фронтовой и задней стенках топки в два яруса (по четыре горелки в ярусе).

Таблица 1.1 - Основные паспортные данные котла ТГМП-344-А

№ п/п	Наименование величин	Обозна-чение	Размер-ность	Величина
1	Паропроизводительность по первичному пару	D	т/ч	1000
2	Давление первичного пара	Рп	кгс/см МПА	255 25,5
3	Температура первичного пара	tп	С	545
4	Температура питательной воды	tпв	С	270
5	Расход вторичного пара	D”	т/ч	800
6	Температура вторичного парана входе	tвп	С	300
7	Температура вторичного парана выходе из котла	t”вп	С	542
8	Давление вторичного парана выходе из котла	Р”вп	кгс/см МПА	38,5 3,85
9	Давление вторичного парана входе в котел	Рвп	кгс/см МПА	41 4,1
10	Температура горячего воздуха	tгв	С	333
11	Температура уходящих газов (газ)	tух	С	125
12	Температура уходящих газов (мазут)	tух	С	138
13	Избыток воздуха на выходе из топки при сжигании мазута		-	1,03
14	Теплота сгорания топлива (мазут)	Qрн	ккал/кг	9350
15	Расход мазута	Gм	т/ч	70
16	Расход природного газа	Gг	м3/ч	77300
17	КПД котла при работе на газе		%	95,1
18	КПД котла при работе на мазуте		%	94,3

1.2 Описание пароводяного тракта

котел камера водяной экономайзер

1.2.1 Тракт высокого давления

Пароводяной тракт сверхкритического давления (СКД) до встроенной задвижки (ВЗ) выполнен однопоточным. Питание котла осуществляется через основной регулирующий клапан Dу300 (РПК). После встроенной задвижки тракт СКД разделен на два нерегулируемых параллельных потока.

После РПК питательная вода двумя трубопроводами подается в четыре входных коллектора экономайзера диаметром 273х40мм - по две трубы в необогреваемую часть каждого коллектора.

Пройдя водяной экономайзер, вода из двенадцати выходных коллекторов диаметром 273х40мм поступает в триста сорок восемь подвесных труб диаметром 36х6 мм поверхностей нагрева конвективной шахты и далее - по перепускным трубам в смеситель 426х50мм.

Из смесительного (раздающего) коллектора (опускной стояк) вода подается в шесть панелей НРЧ первого хода : во вторую, третью и четвертую панели фронтового экрана (счет слева направо) и в третью, четвертую и пятую панели заднего экрана. Далее среда подается в шесть панелей второго хода НРЧ: в первую, пятую и шестую панели фронтового экрана и в первую, вторую и шестую заднего экрана. Затем среда поступает в два смесительных коллектора 325х38мм.Из фронтового смесительного коллектора среда подводится к четырем панелям левого бокового экрана, а из заднего смесительного коллектора к панелям правого бокового экрана.

Пройдя панели третьего хода НРЧ, среда по восьми перепускным трубам 159х18мм поступает в собирающие коллекторы 273х30мм и далее по перепускным трубам 273х30мм подается в смесительный коллектор между НРЧ и ВРЧ 426х50мм.

Из смесительного коллектора среда поступает в десять панелей первого хода ВРЧ: в две панели каждого бокового экрана (первую и вторую-счет от фронтовой стены) и в шесть панелей фронтового экрана. Далее среда поступает в два смесительных коллектора диаметром 325х38мм (12Х1МФ), а из них подводится к панелям второго хода ВРЧ: в две панели каждого бокового экрана и в шесть панелей заднего экрана.

От каждой из боковых панелей среда отводится одной трубой 159х18мм. От каждой панели заднего экрана среда отводится четырьмя трубами 89х14мм, которые образуют фестон. Вся среда после второго хода ВРЧ поступает в два смесительных коллектора 325х38мм, которые расположены в “шатре” над потолочным пароперегревателем. Трубы топочного фестона, образованного отводящими трубами заднего экрана ВРЧ, используются в качестве подвесных труб заднего экрана топки.

Из смесительных коллекторов за ВРЧ среда поступает в шесть раздающих коллекторов 194х22мм экранов конвективной шахты. Из каждого раздающего коллектора среда по трубам 133х15мм поступает в нижние коллекторы фронтового, заднего и боковых экранов. Подвод среды к каждому коллектору осуществляется одной трубой.

Среда, поступающая в задний экран конвективной шахты, проходит панели заднего экрана, панели потолочного экрана (шесть панелей) и дальше через выходные коллекторы потолка поступает в сборные коллекторы 325х38мм. Конструктивно, потолочный пароперегреватель выполнен заодно с задним экраном конвективной шахты.

Среда, поступающая в панели фронтового экрана конвективной шахты, частично поступает в трубы фестона, который образован продолжением каждой третьей трубы фронтового экрана конвективной шахты.Остальная часть среды из шести выходных коллекторов фронтовых панелей поступает в шесть панелей боковых экранов горизонтального газохода (по три панели на каждой из боковых стен) и затем поступает в сборные коллекторы 273х36мм за фестоном конвективной шахты. В эти сборные коллекторы подводится среда из панелей боковых экранов конвективной шахты (в каждый коллектор по три трубы). Сборные коллекторы за экранами конвективной шахты подключены к сборным коллекторам за потолочным пароперегревателем 325х38мм.

Из двух сборных коллекторов среда подается в смесительный коллектор 426х50мм, на котором установлена встроенная задвижка Dу325 и имеется байпас, на котором установлены два встроенных сепаратора и арматура.

После встроенной задвижки движение пара по тракту пароперегревателя выполнено двухпоточным, с перебросом пара с одной стороны котла на другую. После ВЗ пар поступает в два трубопровода (по числу потоков) 325х38мм, в которых установлены пароохладители первого впрыска перед ширмовым пароперегревателем. Из каждого коллектора, после первого впрыска, пар по семи трубам 133х15мм поступает в средние ширмы (всего 14 ширм).

Пар отводится от каждой из средних ширм одной трубой 133х15мм и поступает в коллектор-смеситель 325х38мм каждого потока. Из каждого из смесительных коллекторов пар по шести перепускным трубам 133х15мм поступает в шесть крайних ширм своего потока (всего 12 ширм).

После ШПП осуществляется переброс пара с одной стороны котла на другую и затем пар поступает в КППвд первой ступени, состоящей из шести блоков (по три блока на поток).

После КППвд первой ступени производится переброс пара на противоположную сторону котла. Далее пар идет во вторую ступень КППвд, состоящую из шести блоков.

Пройдя вторую ступень (выходную) КППвд, пар каждого потока по девяти трубам (по три от каждого блока) 159х22мм направляется в сборные коллекторы 377х70 мм своего потока. Из сборных коллекторов, через переходники, по двум трубопроводам 325х60мм осуществляется выход острого пара.

Все трубопроводы тракта высокого давления выполнены из стали 12Х1МФ.

1.2.2 Тракт низкого давления

Пар из ЦВД турбины подается к котлу двумя трубопроводами 465х19мм. Между двумя потоками имеется перемычка. Из подводящих трубопроводов пар поступает в два раздающих коллектора 465х30мм первой ступени КППнд. Пройдя змеевики КППнд-I и отводящие трубы, пар поступает в четыре выходных коллектора 465х30мм. Далее четырьмя перепускными трубопроводами 465х20мм, в каждом из которых установлен впрыскивающий пароохладитель, пар направляется в выходную ступень КППнд.

После пароохладителей пар поступает в четыре входных коллектора 465х30мм КППнд-II ст. и далее, пройдя обогреваемые трубы, направляется в четыре выходных коллектора 465х30мм.

Пар из вторичного пароперегревателя отводится четырьмя трубопроводами 465х30 мм, по два трубопровода на каждую из сторон котла _ на выходе из котла эти трубопроводы объединяются попарно в два общих паропровода 630х40мм, по которым пар направляется в ЦСД турбины.

Трубопроводы входной ступени КППнд выполнены из стали 20, а выходной из стали 12Х1МФ.

1.3 Поверхности нагрева

1.3.1 Ширмовый пароперегреватель

Ширмовый пароперегреватель располагается в верхней части топочной камеры и состоит из одного ряда вертикальных ширм. В ряду установлено 26 ширм с шагом 598мм. Каждая ширма состоит из двух коллекторов: входного и выходного 159х28мми 37 параллельно включенных U-образных змеевиков из труб 32х6мм. Шаг труб в ширме_35мм.

Крепление труб в плоскости ширмы осуществляется путем вывода двух пар труб из плоскости ширмы и обвязки ими остальных змеевиков. Каждая пара обвязочных змеевиков скрепляется посредством упоров, изготовленных из полос толщиной 6мм.

В верхней части ширм, в месте прохода змеевиков ширм через потолок, трубы установлены в шахматном порядке в два ряда с шагом 70мм и к ним приварены гребенки, огибающие каждый змеевик с двух сторон. К гребенкам привариваются специальные листы, образующие уплотнительную коробку, которая наполняется термобетоном.

1.3.2 Конвективный пароперегреватель высокого давления

Конвективный пароперегреватель высокого давления расположен в горизонтальном газоходе и состоит из двух ступеней: входной и выходной. Конструктивно входная и выходная ступени КППвд выполнены одинаково. Каждая ступень состоит из шести блоков. Каждый блок состоит из двух коллекторов: одного входного и одного выходного, а также 19 трехзаходных, двухпетлевых пакетов змеевиков. Входные коллекторы I-ой ступени КППвд выполнены из труб 273х36мм, выходные коллекторы - из труб 273х60мм.

Входные и выходные коллекторы II ступени КППвд выполнены из труб 273х50мм и 273х60мм соответственно.

Змеевики I и II ступеней КППвд выполнены комбинированными: необогреваемая часть на входе в ступень из труб 42х7мм и на выходе из ступени из труб 52х11мм. Обогреваемая часть I ступени КППвд состоит из двух петель: одна из труб 42х7мм, а другая_из труб 42х7мм (12Х18Н12Т). Обогреваемая часть II ступени_из труб 42х7мм. Шаг между змеевиками_65мм. Шаг между пакетами змеевиков_138мм.

Блоки змеевиков подвешены при помощи хомутов, пропущенных под коллекторы, и пружинных подвесок к металлоконструкциям потолка. На расстоянии 360мм от оси труб ППП к змеевикам КППвд приварены уплотняющие гребенки и гнутые листы, образующие коробку. Коробка заполняется термобетоном и уплотняет места прохода змеевиков КППвд через ППП.

1.3.3 Конвективный пароперегреватель низкого давления

Конвективный пароперегреватель низкого давления КППнд состоит из двух ступеней: входной и выходной. Входная ступень КППнд расположена в конвективной шахте и в этом газоходе является первой по ходу газов поверхностью нагрева. Выходная ступень КППнд расположена в горизонтальном газоходе и является последней по ходу газов поверхностью нагрева в этом газоходе.

Входная ступень каждого потока состоит из одного входного и двух выходных коллекторов 465х30мм и 176 четырехзаходных змеевиков из труб 50х4мм. Входные коллекторы расположены внутри газохода параллельно фронту котла, а змеевики перпендикулярно фронту. Выходные коллекторы ступени расположены за пределами обогреваемой зоны над трубами потолочного пароперегревателя. Змеевики ступени после десяти ходов в пакете имеют далее вертикальные участки, располагающиеся в четыре ряда, которые проходят через ППП и входят в выходные коллекторы. Подвеска и дистанцирование змеевиков каждого потока ступени осуществляется при помощи двух рядов подвесных труб, к которым приварены специальные крюки.

Подвод среды к входным коллекторам осуществляется с торца. Движение среды в ступени_противоточное.

Выходная ступень КППнд выполнена двухпоточной. Каждый поток состоит из двух подпотоков. Конструктивно каждый поток состоит из одного входного и одного выходного коллекторов 465х30мм и 29 трехзаходных, трехпетлевых пакетов труб 60х6 мм. Последняя петля змеевиков в обогреваемой зоне выполнена из стали 12Х18Н12Т, а остальные петли_из стали 12Х1МФ.

1.3.4 Подвесная система конвективной шахты

В подвесную систему конвективной шахты входит 348 водоотводящих труб 36х6мм водяного экономайзера. Подвесные трубы расположены в два ряда параллельно фронту котла по 174 трубы в каждом ряду с шагом 92мм. По ширине котла каждый ряд подвесных труб состоит из шести блоков, расположенных в шахматной порядке. Таким образом, каждый ряд делится на два полуряда. В среднем каждый блок состоит из 29 труб, выходящих из каждого выходного коллектора водяного экономайзера.

Половина труб в блоке (через одну) имеют специальные крюки для крепления змеевиков пароперегревателя низкого давления. Вторая половина труб обеспечивает подвеску водяного экономайзера. Расстояние между трубами полуряда 450мм, расстояние от крайних подвесных труб до фронтовой (задней) стены опускного газохода 1000мм.

Трубы каждого ряда подвесной системы проходят через ППП и входят в шесть коллекторов 273х40мм. На расстоянии 360мм от оси труб ППП к подвесным трубам крепятся гребенки, к которым привариваются фигурные листы, образующие коробку. Коробка заполняется термобетоном, обеспечивая уплотнение прохода подвесных труб.

1.3.5 Водяной экономайзер

Водяной экономайзер расположен в нижней части конвективной шахты и является последней поверхностью нагрева по ходу газов. По высоте водяной экономайзер состоит из двух частей с разъемом между ними. Стыковка пакетов экономайзера производится при монтаже. Нижняя часть экономайзера состоит из шести блоков и четырех входных коллекторов 273х40мм.

Верхняя часть состоит из шести блоков и двенадцати выходных коллекторов 273х40 мм. Два средних блока каждой части состоят из 33 четырехзаходных пятиходовых пакетов змеевиков, состоящих из труб 32х6. Остальные четыре блока состоят из 34 таких же пакетов змеевиков. Шаг между пакетами змеевиков_80мм. Шаг между трубами в пакете_80мм. Дистанцирование труб водяного экономайзера осуществляется при помощи пяти рядов стоек, фигурные щеки которых охватывают змеевики с двух сторон. Два ряда стоек являются несущими, они в верхнем пакете при помощи планок привариваются к выходным коллекторам. Стойки нижнего пакета при помощи планок приварены к входным коллекторам. Таким образом осуществляется крепление пакетов экономайзера.

1.3.6 Регенеративный вращающийся воздухоподогреватель РВП-98Г

РВП-98Г представляет собой противоточный теплообменный аппарат для подогрева воздуха за счет тепла дымовых газов. Процесс теплообмена осуществляется путем нагрева набивки ротора в газовом потоке и ее охлаждения в воздушном потоке. Последовательное перемещение нагретой набивки из газового потока в воздушный осуществляется за счет вращения ротора.

Ротор воздухоподогревателя состоит из обечайки цилиндрической формы и 9864мм с толщиной стенки 12 мм и ступицы 1200мм. Ступица и обечайка соединены между собой радиальными ребрами, которые делят весь ротор на 24 равные части (сектора). Каждый сектор разделен по радиусу на 6 отсеков, в которых устанавливаются пакеты набивки. Набивка условно разделяется по высоте ротора на два слоя: “холодный” (нижний) и “горячий” (верхний).

“Холодный” слой состоит из пакетов эмалированной набивки (возможно применение неэмалированной и керамической набивки) с высотой листов 600мм. “Горячий” слой состоит по высоте из двух пакетов набивки (стальные листы толщиной 0,63 0,70мм). Высота листов в нижнем пакете составляет 1000мм, в верхнем_1200мм. В средней части ротора на обечайке установлен цевочный обод. По обе стороны от цевочного обода к обечайке приварены 48 полос, параллельных оси ротора, на которых крепятся полосы аксиальных уплотнений.

Корпус воздухоподогревателя состоит из верхней и нижней крышек соединенных между собой 12 щитами пяти типоразмеров: 4 основных (несущих) щита, на которые передается вес балки верхней крышки (в двух из этих щитов вмонтированы плиты аксиальных уплотнений), 2 щита укрепленными на них приводами; 2 щита, имеющих люк для бокового выема холодных пакетов набивки; 4 промежуточных обшивочных щита.

Нижняя крышка состоит из балки и 4 секторов. К балке крышки крепятся плиты радиальных уплотнений с системой регулирования. На верхней крышке РВП на специальной раме установлена верхняя подшипниковая опора.

Радиальные, аксиальные и центральные уплотнения создают сплошной разделительный контур между газовой и воздушной сторонами. Уплотнение осуществляется установкой минимального зазора между уплотнительными поверхностями, расположенными на корпусе с одной стороны и на роторе с другой стороны.

Периферийные уплотнения установлены по периметру примыкания вращающегося ротора к крышкам корпуса. Регулировка зазора в уплотнениях производится при тепловой нагрузке и стабильном режиме работы котла в соответствии с инструкцией по эксплуатации.

1.4 Описание газовоздушного тракта котла

Подача воздуха в котлоагрегат осуществляется двумя дутьевыми вентиляторами типа ВДН-25х2-1. Производительность одного вентилятора 583000 м3/час, развиваемый напор_807 кгс/м2 (8,07кПа). В напорных коробах дутьевых вентиляторов установлены калориферы, в которых осуществляется предварительный подогрев воздуха входящего в РВП.

Воздух, подогретый в калориферах, поступает в воздухоподогреватели РВН-98Г, перед которыми установлены по два отключающих клапана размером 5500х2500 мм. Горячий воздух после воздухоподогревателей двумя коробами диаметром 4420 мм направляется к горелкам. Скорость воздуха в коробах находится в пределах 1922 м/с при номинальной нагрузке. На этих коробах установлено два отключающих клапана размером 2500х4300 мм.

Далее воздушный короб разделяется на четыре воздухопровода: два воздухопровода подают воздух на центральные каналы горелок верхнего и нижнего ярусов, расположенных на одной половине топки; два других воздухопровода подают периферийный воздух к тем же горелкам. Также выполнен подвод воздуха к восьми горелкам расположенным на другой половине топки.

Дымовые газы после водяного экономайзера двумя потоками поступают в общий короб и направляются к РВП. Перед РВП общий короб разделяется на два размером 5500х4000 мм, на каждом из которых, перед входом в РВП, установлены сдвоенные плотные клапаны размером 2800х4000 мм. В коробах на выходе из каждого РВП установлены сдвоенные плотные клапаны размером 5500х2500 мм.

После РВП дымовые газы направляются на всос дымососов двумя коробами, на которых установлены плотные клапаны размером 5500х2500 мм. Для работы в режиме с уравновешенной тягой, котлоагрегат оборудован двумя дымососами ДОД_31,5-ФГМ. Каждый дымосос имеет производительность 970000 м3/ч при температуре газов на всасе_100С и развивает напор 479 кгс/м2 (4,79 кПа). На всасывающих и напорных коробах дымососов установлены ремонтные заглушки.

Отбор дымовых газов на рециркуляцию осуществлен после водяного экономайзера. Газы рециркуляции двумя коробами 2000 мм, на которых установлены плотные клапаны 1800 мм, подаются на всос дымососов рециркуляции. Котлоагрегат оборудован двумя дымососами рециркуляции (ДРГ) типа ГД-31, каждый из которых имеет производительность 200000 м3/ч, при температуре газов на всосе 400С, и развивает напор 490 кгс/м2 (4,90 кПа). В коробах, до и после ДРГ, установлены ремонтные заглушки. В напорном коробе каждого ДРГ установлены последовательно два плотных клапана размером 2400х2000 мм, между которыми в напорный короб врезана перемычка размером 2400х2000 мм соединяющая оба нагнетательных тракта газов рециркуляции и служащая для регулирования расходов рециркулирующих газов по сторонам котла.

Газы рециркуляции двумя коробами (по одному с каждой стороны котла) подаются в воздухопроводы периферийного воздуха и далее смешанный поток направляется в периферийные каналы горелок.



2. Поверочный расчет котла

2.1 Выбор исходных данных

2.1.1 Расчетные характеристики топлива

Расчетное топливо - природный газ газопровода Москва - Саратов.

По справочной таблице [2, табл. П4.3] найдем расчетные характеристики топлива:

объемный состав газа: СН4 - 84,5%, С2Н6 - 3,8%, С3Н8 - 1,9%, С4Н10 - 0,9%, С5Н12 и более тяжелые - 0,3%, N2 - 7,8%, СО2 - 0,8%;

низшая теплота сгорания сухого газа - МДж/м3;

теоретические объемы воздуха и продуктов сгорания при нормальных условиях (0С и 0,1МПа): м3/м3, м3/м3, м3/м3, м3/м3, м3/м3.

2.1.2 Выбор температур и коэффициентов избытков воздуха

Для поверочного расчета обычно задаются температурой уходящих газов, которая впоследствии может уточняться. В рассчитываемом котле предусмотрена рециркуляция дымовых газов, с помощью которой можно производить регулирование, поэтому температуру уходящих газов считаем жестко заданной: ух = 125С.

Рециркуляцию дымовых газов в первом приближении принимаем равной 0: rрц = 0.

Коэффициент избытка воздуха на выходе из топки для газоплотной топочной камеры при сжигании природного газа принимают [2, табл. 1.7]: .

Избыток воздуха, подаваемый в зону горения:



, так как присосы воздуха в газоплотную топочную камеру .

Поскольку котел экранирован газоплотными экранами также в переходной камере и конвективной шахте до водяного экономайзера (ВЭ), то присосы воздуха в расположенные там поверхности нагрева равны нулю, и коэффициенты избытка воздуха за соответствующими поверхностями равны:

.

Здесь и далее: ШПП - ширмовый пароперегреватель; КПП-1 - 1-я ступень конвективного пароперегревателя; КПП-2 - 2-я ступень конвективного пароперегревателя; КПП-2нд - 2-я ступень конвективного пароперегревателя низкого давления (промперегрев); КПП-1нд - 1-я ступень конвективного пароперегревателя низкого давления).

Присосы воздуха в водяной экономайзер и регенеративный воздухоподогреватель (РВП)[2, табл. 1.8]:

; ;

;

.

2.2 Расчет объемов и энтальпий воздуха и продуктов сгорания

2.2.1 Расчет объемов воздуха и продуктов сгорания

Расчет объемов воздуха и продуктов сгорания сведем в таблицу 2.1.



Таблица 2.1

Величина и формула	Топка	ШПП, КПП-1, КПП-2, КПП-2нд, КПП-1нд	ВЭ	РВП
Коэффициент избытка воздуха за поверхностью нагрева	1,05	1,05	1,07	1,27
Средний коэффициент избытка воздуха в поверхности нагрева ср	1,05	1,05	1,06	1,17
Действительный объем водяных паров, м3/м3,	2,108	2,108	2,109	2,126
Полный объем газов, м3/м3,	10,738	10,738	10,739	10,756
Объемная доля трехатомных газов	0,0969	0,0969	0,0968	0,0967
Объемная доля водяных паров	0,1963	0,1963	0,1964	0,1977
Объемная доля трехатомных газов и водяных паров	0,2932	0,2932	0,2932	0,2944

2.2.2 Расчет энтальпий воздуха и продуктов сгорания

Расчет энтальпий воздуха и продуктов сгорания сведем в таблицу 2.2.

Таблица 2.2

Поверхность нагрева	Температура за поверхностью нагрева , С	Энтальпия теоретического объема газа , кДж/м3	Энтальпия теоретического объема воздуха , кДж/м3		Энтальпия действительного объема газа, кДж/м3
Топка, верхняя часть топки, фестон, ширмы, конвективный пароперегреватель высокого давления, промежуточный пароперегреватель =1,05	2400	43886	35601	1780,05	45666,05
	2200	39825	32372	1618,6	41443,6
	2000	35785	29182	1459,1	37244,1
	1800	31795	25996	1299,8	33094,8
	1600	27863	22885	1144,25	29007,25
	1400	23999	19774	988,7	24987,7
	1200	20172	16705	835,25	21007,25
	1100	18330	15190	759,5	19089,5
	1000	16496	13674	683,7	17179,7
	900	14671	12200	610	15281
	800	12874	10764	538,2	13412,2
	700	11112	9328	466,4	11578,4
	600	9404	7900	395	9799
	500	7746	6515	325,75	8071,75
	400	6117	5158	257,9	6374,9
Водяной экономайзер ВЭ=1,07	500	7746	6515	456,05	8202,05
	400	6117	5158	361,06	6478,06
	300	4530	3835	268,45	4798,45
Воздухоподогреватель РВП=1,27	200	2985	2537	684,99	3669,99
	150	2232	1899	512,73	2744,73
	100	1478	1260	340,2	1818,2

2.3 Тепловой баланс котла

2.3.1 Располагаемое тепло топлива

Так как в нашем случае отсутствует предварительный подогрев воздуха вне котельного агрегата, топливо - сухой газ, то располагаемая теплота [1, ф.5-02]:

МДж/м3=35800кДж/м3.

2.3.2 Потери теплоты в котельном агрегате

Потеря теплоты с уходящими газами определяется по формуле [2, ф.3.2]:

,



где Нух - энтальпия уходящих газов, определяем по табл. 2.2 при ух=1,27 и ух = 125С:

Нух = 2281,47кДж/м3;

- энтальпия холодного воздуха на входе в котел, определяем при tх.в.=30С по формуле [2, ф.3.2]:

кДж/м3;

q4 - потеря теплоты от механической неполноты сгорания, которая вместе с потерей от химического недожога при сжигании газа в котлах большой производительности принимается равной [2, табл. 4.6]:

q3+q4 = 0,1%, примем q3=q4=0,05%;

.

Потеря теплоты от наружного охлаждения через внешние поверхности котла принимается при номинальной производительности Dном> 900 т/час [1, п.5.10]: q5 = 0,2%.

2.3.3 Коэффициент полезного действия котла

Коэффициент полезного действия котла определяем по формуле:

%.



2.3.4 Количество теплоты полезно отданной в котле

Определяем по формуле:

,

Где Dпе - расчетная паропроизводительность котла, так как нагрузка 100%, то

Dпе = 1000 т/час = 278 кг/с;

Dвт - расход вторично перегреваемого пара,

Dвт= 800 т/час = 222 кг/с;

hпп - энтальпия перегретого пара, находим по термодинамическим таблицам при tпп=545С и Рпп= 255кг/см2 [3, табл.III]:

hпп= 3316,5 кДж/кг;

hпв - энтальпия питательной воды, находим по термодинамическим таблицам при tпв=270С и Рпв= 300кг/см2:

hпв= 1181,6кДж/кг;

hвт - энтальпия вторичного пара на входе в котел, находим по термодинамическим таблицам при tвт=300С и Рвт= 41кг/см2:

hвт= 2958,2кДж/кг;

hвт - энтальпия вторичного пара на выходе из котла, находим по термодинамическим таблицам при tвт=542С и Рвт= 38,5кг/см2:

hвт= 3556,5кДж/кг;

кДж/с.

2.3.5 Расход топлива

Расход топлива, подаваемого в топку:



м3/с = 77100м3/час.

Так как потери теплоты с механическим недожогом очень малы, то расчетный расход топлива:

м3/с.

2.3.6 Коэффициент сохранения тепла

.

2.4 Тепловой расчет топочной камеры

Используя конструктивные данные котла, составим расчетную схему топки.

Рис. 2.1 - Схема топочной камеры



Расчет топки представим в таблице 2.3.

Таблица 2.3

Рассчитываемая величина	Обозна-чение	Размер-ность	Формула или обоснование	Расчет
Диаметр и толщина экранных труб	dx	мм	По чертежу	32х6
Шаг труб	S1	мм	То же	46
Поверхности:
фронтовой стены	Fф	м2	По рис. 2.1	33,3.16,32=543,5
задней стены	Fз		То же
боковой стены	Fб
пода	Fпод			8,47.16,32=138,2
потолка	Fп			3,2.16,32=52,2
выходного окна	Fвых			(9+2,8+1,34).16,32=214,4
Суммарная поверхность стен топочной камеры	Fст		Fф+Fз+2Fб+Fпод+Fп+ +Fвых	543,5+442,9+2.233,5+138,2+52,2+214,4=1860
Объем топочной камеры	Vт	м3	По рис. 2.1	233,5.16,32=3811
Эффективная толщина излучающего слоя	s	м
Тепловое напряжение топочного объема		кВт/м3
Коэффициент избытка воздуха в топке	т	-	Принят ранее	1,05
Температура горячего воздуха	tг.в.	С	Задана	333
Энтальпия горячего воздуха		кДж/м3	По табл. 2.2	4271,6
Тепло, вносимое воздухом в топку	Qв	кДж/м3
Полезное тепловыделение в топке	QТ	кДж/м3
Теоретическая температура горения	а	С	По табл. 2.2	2145С
Абсолютная теоретическая температура горения	Та	К	а+273	2418
Высота расположения горелок	hг	м	По рис. 2.1
Высота топки (до середины выходного газового окна)	Нт	м	То же
Смещение максимума температур выше зоны горелок	х	-	При использовании вихревых горелок в несколько ярусов и D>110кг/с [2, с.40]	0,05
Относительное положение максимума температур по высоте топки	хт	-
Коэффициент	М	-
Температура газов на выходе из топки		С	Принимаем предварительно	1350
Абсолютная температура газов на выходе из топки		К		1623
Энтальпия газа		кДж/м3	По табл. 2.2	23993
Средняя суммарная теплоемкость продуктов сгорания	Vcср	кДж/(м3.К)
Давление в топке	р	МПа	принимаем	0,1
Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами
Коэффициент теплового излучения несветящихся газов	г	-
Соотношение между содержанием углерода и водорода в топливе		-
Коэффициент ослабления лучей сажистыми частицами
Коэффициент ослабления лучей светящимся факелом	k
Коэффициент теплового излучения светящейся части факела	с	-
Коэффициент, характеризующий долю топочного объема, заполненную светящейся частью факела	m	-	При сжигании газа и[2, табл. 4.9]	0,1
Коэффициент теплового излучения факела	ф	-
Угловой коэффициент экрана	х	-	Для плавниковых экранов	1
Условный коэффициент загрязнения поверхности		-	При сжигании газа и настенных мембранных экранах [2, табл. 4.8]	0,65
Коэффициент тепловой эффективности экрана	эк	-	.х	0,65
Температурный коэффициент	А	-	Для природного газа [2, с. 42]	700
Поправочный коэффициент на взаимный теплообмен газовых объемов верхней части топки и ширм		-
Условный коэффициент загрязнения поверхности входа в ширмы	вых	-	.	0,65.0,52=0,338
Коэффициент тепловой эффективности выходной поверхности	вых	-	вых.х	0,338
Средний коэффициент тепловой эффективности	ср	-
Коэффициент теплового излучения топки	т	-
Значение для формулы расчетной температуры газов на выходе из топки	R	-
Расчетная температура газов на выходе из топки		С		Отличается от ранее принятой менее, чем на 100С, следовательно второе приближение делать не нужно
Энтальпия газа		кДж/м3	По табл. 2.2	24590
Количество тепла, воспринятое в топке		кДж/м3
Поверхность стен топки, занятая горелками	Fгор	м2	Из чертежа	14
Лучевоспринимающая поверхность нагрева экранов топки	Нл	м2
Средняя тепловая на-грузка поверхности нагрева топочных экранов	qл	кВт/ м2

2.5 Расчет ширмового пароперегревателя

Расчет ширм представим в таблице 2.4.

Таблица 2.4

Рассчитываемая величина	Обозна-чение	Размер-ность	Формула или обоснование	Расчет
Диаметр и толщина труб	dx	мм	По чертежу	32х6
Количество ширм	nш	-	То же	26
Количество параллельно включенных труб	nтр	-		37x26=962
Число ходов пара в ширмах	zxn	-	Из описания котла	2
Шаг между ширмами	s1	мм	По чертежу	598
Продольный шаг	s2		То же	35
Относительный поперечный шаг	1	-	s1/d	598/32=18,7
Относительный продольный шаг	2	-	s2/d	35/32=1,09
Высота ширм	hш	м	По чертежу	2,8
Глубина ширм	с		То же	9
Угловой коэффициент	хш	-	[1, номогр.1а]	0,98
Поверхность нагрева ширм	Fш	м2		1284
Дополнительная поверхность нагрева в области ширм	Fдоп		По рис. 2.1
Поверхность входного окна	Fвх		По табл. 2.3	214,4
Лучевоспринимающая поверхность ширм	Fл.ш	м2
Дополнительная лучевоспринимающая поверхность	Fл.доп			214,4-199,5=14,9
Живое сечение для газов на входе в ширмы	F		По рис. 2.1и чертежу
Живое сечение для газов на выходе из ширм	F		По рис. 2.1и чертежу
Среднее живое сечение для газов	fг
Живое сечение для пара	fп
Эффективная толщина излучающего слоя	s	м
Температура газов на входе в ширмы		С	Из расчета топки	1380
Энтальпия		кДж/м3	Из расчета топки	24590
Коэффициент распределения тепловой нагрузки по высоте топки для ширм	в	-	[2, табл.4.10]	0,8
Лучистое тепло, воспринятое плоскостью входного сечения ширм	Qл.вх	кДж/м3	( и qл - из расчета топки)
Температура газов на выходе из ширм		С	Принята предварительно	1098
Абсолютная температура газов на выходе из ширм	Тш	К	1098+273	1371
Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами
Коэффициент теплового излучения несветящихся газов	г	-
Коэффициент ослабления лучей сажистыми частицами
Коэффициент ослабления лучей светящимся факелом	k
Коэффициент теплового излучения светящейся части факела	св	-
Коэффициент излучения газовой среды		-
Угловой коэффициент с входного на выходное сечение ширм	ш	-
Поправочный коэффициент для учета излучения на пучок за ширмами	п	-	[2, с.55]	0,7
Лучевоспринимающая поверхность, нахо-дящаяся за ширмами	Fл.вых	м2	По чертежу
Теплота, излучаемая из топки и ширм на поверхность за ширмами	Qл.вых	кДж/м3
Теплота, получаемая излучением из топки ширмами и дополнительными поверхностями	Qл.ш+доп		Qл.вх - Qл.вых	757-196=561
Количество лучистой теплоты, воспринятой излучением из топки ширмами	Qл.ш
Количество лучистой теплоты, воспринятой излучением из топки дополнительными поверхностями	Qл.доп		Qл.ш+доп - Qл.ш	561-522=39
Энтальпия газов на выходе из ширм при принятой температуре	Нш		По табл. 2.2	19051
Тепловосприятие ширм и дополнительных поверхностей по балансу	Qб.ш+доп		(Нш- Нш)	0,998(24590-19051) = 5528
Тепловосприятие ширм по балансу	Qб.ш		Принимаем предварительно 0,92Qб.ш+доп	0,925528=5086
Тепловосприятие дополнительных поверхностей по балансу	Qб.доп		Qб.ш+доп- Qб.ш	5528-5086 = 442
Расход воды на первый впрыск перед ширмовым пароперегревателем	DвпрI	кг/с	Принимаем	20
Расход воды на второй впрыск	DвпрII	кг/с	Принимаем	15
Температура пара перед первым впрыском	tвпрI	С	Из схемы пароводяного тракта котла	421
Давление пара на входе в ширмы	рш	МПа	рп+1,5	25,5+1,5 = 27
Энтальпия пара перед первым впрыском	hвпрI	кДж/кг	[3, табл. III]	2700
Снижение энтальпии пара первым впрыском	hвпрI
Энтальпия пара после первого впрыска	hвпрI		hвпрI - hвпрI	2700-115 = 2585
Температура пара там же	tвпрI	С	[3, табл. III]	409
Температура пара на входе в ширмы	tш		tш = tвпрI	409
Энтальпия пара там же	hш	кДж/кг	hш = hвпрI	2585
Прирост энтальпии пара в ширмах	hш
Энтальпия пара на выходе из ширм	hш		hш+hш	2585+456=3041
Давление пара на выходе из ширм	рш	МПа	рп+1	25,5+1 = 26,5
Температура пара на выходе из ширм	tш	С	[3, табл. III]	476
Средняя температура пара	tш
Средняя температура газа
Температурный напор	t			1239-443 = 794
Средняя скорость газов	г	м/с
Коэффициент теплоотдачи конвекцией	к	Вт/(м2.К)	[2, рис.6.4]	69,5.1.0,6.0,97=42
Коэффициент загрязнения		(м2.К) /Вт	При сжигании газа [2, табл.6.1]	0
Температура стенки	tст	С	tш+25	443+25 = 468
Коэффициент теплоотдачи излучением	л	Вт/(м2.К)	[2, рис.6.14]	2650,250,97 = 64
Коэффициент использования ширмовых поверхностей		-	[2, рис.6.17]	0,85
Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке	1	Вт/(м2.К)
Коэффициент теплопередачи	k			107
Тепловосприятие ширм по уравнению теплопередачи	Qт.ш	кДж/м3
Несходимость тепловосприятий ширм	Qш	%
Средняя температура в дополнительных поверхностях	tдоп	С	Принимаем	415
Тепловосприятие дополнительных поверхностей по уравнению теплопередачи	Qт.доп	кДж/м3
Несходимость тепловосприятий дополнительных поверхностей	Qдоп	%		допустимо

2.6 Расчет конвективного пароперегревателя высокого давления

Составим расчетную схему конвективного пароперегревателя

Рис. 2.2

Расчет конвективного пароперегревателя представим в таблице 2.5. Конструктивные данные для обоих ступеней одинаковы.

Таблица 2.5

Рассчитываемая величина	Обозна-чение	Размер-ность	Формула или обоснование	Расчет
Диаметр и толщина труб	dx	мм	По чертежу	42х7
Расположение	-	-	То же	Коридорное
Количество параллельно включенных труб	n	-		19x6х3=342
Поперечный шаг	s1	мм	По чертежу	138
Продольный шаг	s2		То же	65
Относительный поперечный шаг	1	-	s1/d	138/42=3,3
Относительный продольный шаг	2	-	s2/d	65/42=1,5
Число рядов по ходу газов	z2	-	По чертежу	12
Длина трубы		м	То же	27,2
Поверхность нагрева ступени	Fкпп	м2
Живое сечение для газов	Fг		По рис. 2.1и чертежу
Живое сечение для пара	fп
Дополнительная поверхность нагрева в области КПП1	Fдоп1		По рис. 2.1
Дополнительная поверхность нагрева в области КПП2	Fдоп2		По рис. 2.1
Поверхность входного окна	Fвх		То же	16,326,8 = 111
Лучевоспринимающая поверхность ступени КПП1	Fл.кпп1	м2
Дополнительная лучевоспринимающая поверхность	Fл.доп			111-102 = 8
Эффективная толщина излучающего слоя	s	м
Расчет входной ступени
Температура газов на входе во входную ступень КПП		С	Из расчета ширм	1098
Энтальпия		кДж/м3	Из расчета ширм	19051
Теплота, получаемая излучением из топки и ширм КПП1 и дополнительными поверхностями	Qл.кпп1+доп		Из расчета ширм (считаем, что вся оставшаяся лучистая теплота из топки и ширм воспринимается входной ступенью КПП)	196
Количество лучистой теплоты, воспринятой поверхностью КПП1	Qл.кпп1
Количество лучистой теплоты, воспринятой дополнительными поверхностями	Qл.доп		Qл.кпп1+доп - Qл.кпп1	196-180 = 16
Температура газов на выходе из ступени КПП1		С	Принимаем предварительно	950
Энтальпия газов на выходе из ступени при принятой температуре	Н	кДж/м3	По табл. 2.2	16230
Тепловосприятие КПП1 и дополнительных поверхностей по балансу	Qб.кпп1+доп		(Н- Н)	0,998(19051 - 16230) = 2815
Тепловосприятие КПП1 по балансу	Qб.кпп1		Принимаем предварительно 0,9Qб.кпп1+доп	0,92815=2534
Тепловосприятие дополнительных поверхностей по балансу	Qб.доп		Qб.кпп1+доп- Qб.кпп1	2815 - 2534 = 281
Температура пара на входе в ступень	t	С	Из расчета ширм	476
Энтальпия пара там же	h	кДж/кг	То же	3041
Прирост энтальпии пара в ступени КПП1	h
Энтальпия пара на выходе из ступени	h		h+h	3041+221=3262
Давление пара на выходе из КПП1	р	МПа	рп+0,5	25,5+0,5 = 26
Температура пара на выходе из ступени	t	С	[3, табл. III]	531
Средняя температура пара	t
Средняя температура газа
Температурный напор	t			1024-503 = 521
Средняя скорость газов	г	м/с
Коэффициент теплоотдачи конвекцией	к	Вт/(м2.К)	[2, рис.6.4]	77.1.0,91.1,02=71
Коэффициент загрязнения		(м2.К) /Вт	При сжигании газа [2, табл.6.1]	0
Средняя абсолютная температура газа	Т	К	1024+273	1297
Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами
Коэффициент излучения газовой среды		-
Температура стенки	tст	С	t+25	503+25 = 528
Коэффициент теплоотдачи излучением	л	Вт/(м2.К)	[2, рис.6.14]	2400,130,97 = 30
Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке	1
Коэффициент тепловой эффективности		-	[2, табл.6.5]	0,85
Коэффициент теплопередачи	k	Вт/(м2.К)		0,85101 = 86
Тепловосприятие входной ступени КПП по уравнению теплопередачи	Qт.кпп1	кДж/м3
Несходимость тепловосприятий ступени	Qкпп1	%		допустимо
Средняя температура в дополнительных поверхностях	tдоп	С	Принимаем	415
Тепловосприятие дополнительных поверхностей по уравнению теплопередачи	Qт.доп	кДж/м3
Несходимость тепловосприятий дополнительных поверхностей	Qдоп	%		допустимо
Расчет выходной ступени
Температура газов на входе в выходную ступень КПП		С	Из расчета входной ступени	950
Энтальпия		кДж/м3	Из расчета ширм	16230
Температура газов на выходе из ступени КПП2		С	Принимаем предварительно	850
Энтальпия газов на выходе из ступени при принятой температуре	Н	кДж/м3	По табл. 2.2	14347
Тепловосприятие КПП2 и дополнительных поверхностей по балансу	Qб.кпп2+доп		(Н- Н)	0,998(16230 - 14347) = 1879
Тепловосприятие КПП2 по балансу	Qб.кпп2		Принимаем предварительно 0,92Qб.кпп2+доп	0,921879=1729
Тепловосприятие дополнительных поверхностей по балансу	Qб.доп		Qб.кпп1+доп- Qб.кпп1	1879 - 1729 = 150
Температура пара на выходе из ступени	t	С	Задана	545
Давление пара на выходе из ступени	р	МПа	Задано	25,5
Энтальпия пара там же	h	кДж/кг	[3, табл. III]	3317
Прирост энтальпии пара в ступени КПП2	h
Энтальпия пара на входе в ступень	h		h-h	3317-133=3184
Давление пара на входе в КПП2	р	МПа	Из расчета первой ступени	26
Температура пара на входе в ступень	t	С	[3, табл. III]	509
Энтальпия пара перед вторым впрыском	hвпр2	кДж/кг	Равна энтальпии пара на выходе из КПП1	3262
Уменьшение энтальпии вторым впрыском	hвпр2	кДж/кг	hвпр2- h	3262-3184=78
Уточним расход пара на второй впрыск	DвпрII	кг/с
Средняя температура пара	t
Средняя температура газа
Температурный напор	t			900-527 = 373
Средняя скорость газов	г	м/с
Коэффициент теплоотдачи конвекцией	к	Вт/(м2.К)	[2, рис.6.4]	74.1.0,91.1,03=69
Коэффициент загрязнения		(м2.К) /Вт	При сжигании газа [2, табл.6.1]	0
Средняя абсолютная температура газа	Т	К	900+273	1173
Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами
Коэффициент излучения газовой среды		-
Температура стенки	tст	С	t+25	527+25 = 552
Коэффициент теплоотдачи излучением	л	Вт/(м2.К)	[2, рис.6.14]	2100,140,96 = 28
Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке	1
Коэффициент тепловой эффективности		-	[2, табл.6.5]	0,85
Коэффициент теплопередачи	k	Вт/(м2.К)		0,8597 = 82
Тепловосприятие выходной ступени КПП по уравнению теплопередачи	Qт.кпп2	кДж/м3
Несходимость тепловосприятий ступени	Qкпп2	%		допустимо
Средняя температура в дополнительных поверхностях	tдоп	С	Принимаем	415
Тепловосприятие дополнительных поверхностей по уравнению теплопередачи	Qт.доп	кДж/м3
Несходимость тепловосприятий дополнительных поверхностей	Qдоп	%		допустимо

2.7 Расчет выходной ступени конвективного пароперегревателя низкого давления

Составим расчетную схему КППнд-2.

Рис. 2.3

Расчет выходной ступени конвективного пароперегревателя низкого давления представим в таблице 2.6.

Таблица 2.6

Рассчитываемая величина	Обозначение	Размерность	Формула или обоснование	Расчет
Диаметр и толщина труб	dx	мм	По чертежу	60х6
Расположение	-	-	То же	Коридорное
Количество параллельно включенных труб	n	-		29x4х3=348
Поперечный шаг	s1	мм	По чертежу	138
Продольный шаг	s2		То же	72
Относительный поперечный шаг	1	-	s1/d	138/60=2,3
Относительный продольный шаг	2	-	s2/d	72/60=1,2
Число рядов по ходу газов	z2	-	По чертежу	18
Длина трубы		м	То же	40,8
Поверхность нагрева ступени	Fкнд-2	м2
Живое сечение для газов	Fг		По рис. 2.1и чертежу
Живое сечение для пара	fп
Дополнительная поверхность нагрева в области КППнд-2	Fдоп		По рис. 2.1
Эффективная толщина излучающего слоя	s	м
Температура газов на входе в выходную ступень КППнд		С	Из расчета КПП2	850
Энтальпия		кДж/м3	Из расчета ширм	14347
Температура газов на выходе из ступени КППнд-2		С	Принимаем предварительно	710
Энтальпия газов на выходе из ступени при принятой температуре	Н	кДж/м3	По табл. 2.2	11762
Тепловосприятие КППнд-2 и дополнительных поверхностей по балансу	Qб.кнд2+доп		(Н- Н)	0,998(14347 - 11762) = 2580
Тепловосприятие КППнд-2 по балансу	Qб.кнд2		Принимаем предварительно 0,95Qб.кнд2+доп	0,952580=2451
Тепловосприятие дополнительных поверхностей по балансу	Qб.доп		Qб.кнд2+доп- Qб.кнд2	2580 - 2451 = 129
Температура пара на выходе из ступени	tвп	С	Задана	542
Давление пара на выходе из ступени	рвп	МПа	Задано	3,85
Энтальпия пара там же	hвп	кДж/кг	[3, табл. III]	3543
Прирост энтальпии пара в ступени КППнд2	h
Энтальпия пара на входе в ступень	hвп		hвп-h	3543-236=3307
Давление пара на входе в КППнд2	рвт	МПа	Задано	4,1
Температура пара на входе в ступень	tвп	С	[3, табл. III]	440
Средняя температура пара	tвп
Средняя температура газа
Температурный напор	t			780-491 = 289
Средняя скорость газов	г	м/с
Коэффициент теплоотдачи конвекцией	к	Вт/(м2.К)	[2, рис.6.4]	75.1.0,83.1,04=65
Коэффициент загрязнения		(м2.К) /Вт	При сжигании газа [2, табл.6.1]	0
Средняя абсолютная температура газа	Т	К	780+273	1053
Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами
Коэффициент излучения газовой среды		-
Температура стенки	tст	С	t+25	491+25 = 516
Коэффициент теплоотдачи излучением	л	Вт/(м2.К)	[2, рис.6.14]	1650,120,95 = 19
Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке	1
Средний удельный объем пара		м3/кг	[3, табл. III]	0,0858
Средняя скорость пара	п	м/с
Коэффициент теплопередачи от стенки к пару	2	Вт/(м2.К)	[2, рис.6.7]	14000,91 = 1274
Коэффициент тепловой эффективности		-	[2, табл.6.5]	0,85
Коэффициент теплопередачи	k	Вт/(м2.К)
Тепловосприятие выходной ступени КППнд по уравнению теплопередачи	Qт.кнд2	кДж/м3
Несходимость тепловосприятий ступени	Qкпп2	%		допустимо
Средняя температура в дополнительных поверхностях	tдоп	С	Принимаем	405
Тепловосприятие дополнительных поверхностей по уравнению теплопередачи	Qт.доп	кДж/м3
Несходимость тепловосприятий дополнительных поверхностей	Qдоп	%		допустимо

2.8 Расчет поворотной камеры

Составим расчетную схему поворотной камеры.

Расчет поворотной камеры представим в таблице 2.7.



Рис. 2.4

Таблица 2.7

Рассчитываемая величина	Обозначение	Размерность	Формула или обоснование	Расчет
Вертикальные трубы КППнд-1:
диаметр и толщина труб	dx	мм	По чертежу	50х4
количество	n	-	То же	1408
поверхность нагрева	Fверт	м2
Подвесные экономайзерные трубы:
диаметр и толщина труб	dx	мм	По чертежу	36х6
количество	n	-	То же	348
поверхность нагрева	Fподв	м2
Поверхности нагрева:
входного окна	Fвх	м2	По рис. 2.4	6,816,32 = 111
выходного окна	Fвых			6,3516,32 = 104
боковых стен	Fб			2(8,56,35+6,80,65) = 117
потолка, задней стены и фронтовой	Fпот			16,32(7+8,5+1,7+0,65) = 291
экранов поворотной камеры	Fэкр		Fб+Fпот	117+291 = 408
Поверхность ограждающих стен и подвесных труб	F		Fверт+Fподв+Fвх+Fвых+Fэкр	940+335+111+104+408=1898
Объем поворотной камеры	V	м3	По рис. 2.4	16,32(117/2) = 955
Эффективная толщина излучающего слоя	s	м
Живое сечение для среды в вертикальных трубах	fверт	м2
То же в подвесных экономайзерных трубах	fподв
Живое сечение для газов в вертикальных трубах	Fг.верт
То же в подвесных экономайзерных трубах	Fг.подв		То же
Температура газов на входе		С	Из расчета КППнд-2	710
Энтальпия		кДж/м3	То же	11762
Температура газов на выходе из поворотной камеры		С	Принимаем предварительно	630
Энтальпия газов на выходе при принятой температуре	Н	кДж/м3	По табл. 2.2	10333
Тепловосприятие экранов, вертикальных труб КППнд2 и подвесных экономайзерных труб	Qб		(Н- Н)	0,998(11762 - 10333) = 1429
Средняя температура газа		С
Средняя скорость газов в сечении подвесных экономайзерных труб	г.под	м/с
Коэффициент теплоотдачи конвекцией в подвесных экономайзерных трубах	к.под	Вт/(м2.К)	[2, рис.6.4]	47.0,91.1.1,05= 45
Средняя скорость газов в сечении вертикальных труб	г.верт	м/с
Коэффициент теплоотдачи конвекцией к вертикальным трубам	к.верт	Вт/(м2.К)	[2, рис.6.4]	51.0,91.1.1,05= 49
Средняя температура пара в экранах	tэкр	С	Принимаем	405
Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами
Коэффициент излучения газовой среды		-
Температура наружной поверхности экранных труб	tст	С	tэкр+25	405+25 = 430
Коэффициент теплоотдачи излучением к экранам поворотной камеры	л.экр	Вт/(м2.К)	[2, рис.6.14]	1150,380,95 = 42
Тепловосприятие экранов по уравнению теплопередачи	Qт.экр	кДж/м3
Средняя температура среды в подвесных экономайзерных трубах	tподв	С	Принимаем	320
Температура наружной поверхности подвесных труб	tст	С	tподв+25	320+25 = 345
Коэффициент теплоотдачи излучением к подвесным трубам	л.подв	Вт/(м2.К)	[2, рис.6.14]	1040,380,95 = 38
Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке подвесных труб	1подв
Тепловосприятие подвесных экономайзерных труб по уравнению теплопередачи	Qт.подв	кДж/м3
Средняя температура среды в вертикальных трубах КППнд1	tверт	С	Принимаем равной температуре пара на входе в выходную ступень КППнд	440
Температура наружной поверхности подвесных труб	tст	С	tверт+25	440+25 = 465
Коэффициент теплоотдачи излучением к вертикальным трубам КППнд1	л.подв	Вт/(м2.К)	[2, рис.6.14]	1220,380,95 = 44
Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке вертикальных труб КППнд1	1верт
Тепловосприятие вертикальных труб КППнд1 по уравнению теплопередачи	Qт.верт	кДж/м3
Суммарное тепловосприятие экранов, подвесных экономайзерных труб и вертикальных труб по уравнению теплопередачи	Qт		Qт.экр+ Qт.подв+ Qт.верт	192+422+837 = 1451
Необходимость тепловосприятий поворотной камеры	Q	%		допустимо

2.9 Расчет входной ступени конвективного пароперегревателя низкого давления

Расчет входной ступени конвективного пароперегревателя низкого давления представим в таблице 2.8.



Таблица 2.8

Рассчитываемая величина	Обозна-чение	Размер-ность	Формула или обоснование	Расчет
Диаметр и толщина труб	dx	мм	По чертежу	50х4
Расположение	-	-	То же	Коридорное
Количество параллельно включенных труб	n	-		176x4=704
Поперечный шаг	s1	мм	По чертежу	90
Продольный шаг	s2		То же	128
Относительный поперечный шаг	1	-	s1/d	90/50=1,8
Относительный продольный шаг	2	-	s2/d	128/50=2,6
Число рядов по ходу газов	z2	-	По чертежу	40
Длина трубы		м	То же	42
Поверхность нагрева ступени	Fкнд-1	м2
Живое сечение для газов	Fг		По рис. 2.1и чертежу
Живое сечение для пара	fп
Дополнительная поверхность нагрева в области КППнд-1	Fдоп		По рис. 2.1
Эффективная толщина излучающего слоя	s	м
Температура газов на входе в выходную ступень КППнд		С	Из расчета поворотной камеры	630
Энтальпия		кДж/м3	То же	10333
Температура газов на выходе из ступени КППнд-1		С	Принимаем предварительно	490
Энтальпия газов на выходе из ступени при принятой температуре	Н	кДж/м3	По табл. 2.2	8030
Тепловосприятие КППнд-1 и дополнительных поверхностей по балансу	Qб.кнд1+доп		(Н- Н)	0,998(10333 - 8030) = 2303
Тепловосприятие КППнд-1 по балансу	Qб.кнд1		Принимаем предварительно 0,97Qб.кнд1+доп	0,972303=2234
Тепловосприятие дополнительных поверхностей по балансу	Qб.доп		Qб.кнд1+доп- Qб.кнд1	2303 - 2234 = 69
Температура пара на входе в ступень	tвп	С	Задана	300
Давление пара на входе в ступень	рвп	МПа	Задано	4,1
Энтальпия пара там же	hвп	кДж/кг	[3, табл. III]	2958
Расход воды на впрыск перед выходной ступенью КППнд	Dвпр	кг/с	Принимаем	10
Прирост энтальпии пара в ступени КППнд1	h	кДж/кг
Энтальпия пара на выходе из ступени	hвп		hвп + h	2958+288=3246
Давление пара на выходе из КППнд1	рвт	МПа	Задано	4
Температура пара на выходе из ступени	tвп	С	[3, табл. III]	410
Прирост энтальпии пара в вертикальных трубах КППнд1	hверт	кДж/кг
Энтальпия пара перед пароохладителем	hвпр		hвп + hверт	3246+106 = 3352
Температура пара там же	tвпр	С	[3, табл. III]	460
Уточним расход пара на впрыск	Dвпр	кг/с
Средняя температура пара	tвп
Средняя температура газа
Температурный напор	t
Средняя скорость газов	г	м/с
Коэффициент теплоотдачи конвекцией	к	Вт/(м2.К)	[2, рис.6.4]	76.1.0,8.1,05=64
Коэффициент загрязнения		(м2.К) /Вт	При сжигании газа [2, табл.6.1]	0
Средняя абсолютная температура газа	Т	К	565+273	838
Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами
Коэффициент излучения газовой среды		-
Температура стенки	tст	С	t+25	355+25 = 380
Коэффициент теплоотдачи излучением	л	Вт/(м2.К)	[2, рис.6.14]	850,180,94 = 14
Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке	1
Средний удельный объем пара		м3/кг	[3, табл. III]	0,0693
Средняя скорость пара	п	м/с
Коэффициент теплопередачи от стенки к пару	2	Вт/(м2.К)	[2, рис.6.7]	10000,9 = 840
Коэффициент тепловой эффективности		-	[2, табл.6.5]	0,85
Коэффициент теплопередачи	k	Вт/(м2.К)
Тепловосприятие входной ступени КППнд по уравнению теплопередачи	Qт.кнд1	кДж/м3
Несходимость тепловосприятий ступени	Qкнд1	%		допустимо
Средняя температура в дополнительных поверхностях	tдоп	С	Принимаем	405
Тепловосприятие дополнительных поверхностей по уравнению теплопередачи	Qт.доп	кДж/м3
Несходимость тепловосприятий дополнительных поверхностей	Qдоп	%		допустимо

2.10 Расчет водяного экономайзера

Расчет водяного экономайзера представим в таблице 2.9.

Таблица 2.9

Рассчитываемая величина	Обозна-чение	Размер-ность	Формула или обоснование	Расчет
Диаметр и толщина труб	dx	мм	По чертежу	32х6
Расположение	-	-	То же	Коридорное
Количество параллельно включенных труб	n	-		202x4=808
Поперечный шаг	s1	мм	По чертежу	80
Продольный шаг	s2		То же	80
Относительный поперечный шаг	1	-	s1/d	80/32=2,5
Относительный продольный шаг	2	-	s2/d	80/32=2,5
Число рядов по ходу газов	z2	-	По чертежу	40
Длина трубы		м	То же	54
Поверхность нагрева ступени	Fвэ	м2
Живое сечение для газов	Fг		По рис. 2.1и чертежу
Живое сечение для пара	fп
Эффективная толщина излучающего слоя	s	м
Температура газов на входе в ВЭ		С	Из расчета КППнд-1	490
Энтальпия		кДж/м3	То же	8030
Температура газов на выходе из ВЭ		С	Принимаем предварительно	390
Энтальпия газов на выходе из ступени при принятой температуре	Н	кДж/м3	По табл. 2.2	6310
Тепловосприятие ВЭ по балансу	Qб.вэ		(Н- Н)	0,998(8030 - 6310) = 1717
Температура воды на входе в ступень	t	С	Задана	270
Давление воды на входе в ступень	р	МПа	принимаем	30
Энтальпия пара там же	h	кДж/кг	[3, табл. III]	1181,6
Прирост энтальпии воды в ВЭ	h	кДж/кг
Энтальпия воды на выходе из ступени	h		h + h	1181,6+152=1333,6
Давление воды на выходе из ВЭ	р	МПа	Задано	29,5
Температура воды на выходе из ступени	t	С	[3, табл. III]	302
Средняя температура воды	t
Средняя температура газа
Температурный напор	t
Средняя скорость газов	г	м/с
Коэффициент теплоотдачи конвекцией	к	Вт/(м2.К)	[2, рис.6.4]	69.1.0,8.1,05=58
Коэффициент загрязнения		(м2.К) /Вт	При сжигании газа [2, табл.6.1]	0
Средняя абсолютная температура газа	Т	К	440+273	713
Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами
Коэффициент излучения газовой среды		-
Температура стенки	tст	С	t+25	286+25 = 311
Коэффициент теплоотдачи излучением	л	Вт/(м2.К)	[2, рис.6.14]	540,160,93 = 8
Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке	1
Коэффициент тепловой эффективности		-	[2, табл.6.5]	0,85
Коэффициент теплопередачи	k	Вт/(м2.К)
Тепловосприятие водяного экономайзера по уравнению теплопередачи	Qт.вэ	кДж/м3
Несходимость тепловосприятий ступени	Qвэ	%		допустимо

2.11 Расчет регенеративного воздухоподогревателя

Расчет регенеративного воздухоподогревателя представим в таблице 2.10. Расчет будем вести без разбивки на «холодную» и «горячую» части (это допускается при курсовом проектировании). При этом коэффициенты теплопередачи рассчитываем по средним скоростям воздуха и газов.