Проверочный расчет типа парового котла
Определение необходимой тепловой мощности парового котла путем его производительности при обеспечении установленных температуры и давления перегретого пара. Выбор способа шлакоудаления, расчет объемов воздуха, продуктов сгорания и неувязки котлоагрегата.
Рубрика | Физика и энергетика |
Вид | курсовая работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 12.01.2011 |
Размер файла | 464,7 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.
Содержание
Введение
1. Исходные данные
2. Выбор способа шлакоудаления
3. Выбор расчетных температур
4. Расчет объемов воздуха и продуктов сгорания
5. Объемы продуктов горения в поверхностях нагрева
6. Расчет энтальпий воздуха и продуктов сгорания
7. Расчет КПД котла и потерь в нем
8. Определение расхода топлива
9. Тепловой расчет топочной камеры
10. Тепловой расчет остальных поверхностей нагрева
10.1 Расчет ширмового ПП
10.2 Расчет фесона
10.3 Расчет конвективного ПП
10.3.1 Расчет ПП 1 ступени
10.3.2 Расчет ПП 2 ступени
10.4 Расчет ВЭК и ВЗП
10.4.1 Расчет ВЭК 2 ступени
10.4.2 Расчет ВЗП 2 ступени
10.4.3 Расчет ВЭК 1 ступени
10.4.4 Расчет ВЗП 1 ступени
11. Определение неувязки котлоагрегата
Список используемой литературы
Введение
Паровой котел - это основной агрегат тепловой электростанции (ТЭС). Рабочим телом в нем для получения пара является вода, а теплоносителем служат продукты горения различных органических топлив. Необходимая тепловая мощность парового котла определяется его паропроизводительностью при обеспечении установленных температуры и рабочего давления перегретого пара. При этом в топке котла сжигается расчетное количество топлива.
Номинальной паропроизводительностью называется наибольшая производительность по пару, которую котельный агрегат должен обеспечить в длительной эксплуатации при номинальных параметрах пара и питательной воды, с допускаемыми по ГОСТ отклонениями от этих величин.
Номинальное давление пара - наибольшее давление пара, которое должно обеспечиваться непосредственно за пароперегревателем котла.
Номинальные температуры пара высокого давления (свежего пара) и пара промежуточного перегрева (вторично-перегретого пара) - температуры пара, которые должны обеспечиваться непосредственно за пароперегревателем, с допускаемыми по ГОСТ отклонениями при поддержании номинальных давлений пара, температуры питательной воды и паропроизводительности.
Номинальная температура питательной воды - температура воды перед входом в экономайзер, принятая при проектировании котла для обеспечения номинальной паропроизводительности.
При изменении нагрузки котла номинальные температуры пара (свежего и вторично-перегретого) и, как правило, давление должны сохраняться (в заданном диапазоне нагрузок), а остальные параметры будут изменяться.
При выполнении расчета парового котла его паропроизводительность, параметры пара и питательной воды являются заданными. Поэтому цель расчета состоит в определении температур и тепловосприятий рабочего тела и газовой среды в поверхностях нагрева заданного котла. Этот тепловой расчет парового котла называется поверочным расчетом.
Поверочный расчет котла или отдельных его элементов выполняется для существующей конструкции с целью определения показателей ее работы при переходе на другое топливо, при изменении нагрузки или параметров пара, а также после проведенной реконструкции поверхностей нагрева. В результате поверочного расчета определяют:
- коэффициент полезного действия парового котла;
- расход топлива;
- температуру продуктов сгорания по газовому тракту, включая температуру уходящих газов;
- температуру рабочей среды (пара, воды) за каждой поверхностью нагрева.
Надежность работы поверхности нагрева устанавливают расчетом ожидаемой температуры стенки и сравнением ее с допустимой для использованного металла. Для выполнения расчета приходится предварительно задаваться температурой уходящих газов и температурой горячего воздуха, правильность выбора которых определяется лишь по завершении расчета.
Задание на поверочный расчет включает в себя следующие данные:
- тип парового котла (его заводская маркировка);
- номинальную паропроизводительность (Dnп, т/ч (кг/с)) и параметры перегретого пара (первичного (Рпп, МПа, tnп, °C) и вторичного перегрева);
- месторождение и марку энергетического топлива;
- температуру питательной воды (tnв, °C), поступающей в котел после регенеративного подогрева, и дополнительно - конструктивные данные поверхностей котла. По этому расчету предшествует определение по чертежам геометрических характеристик поверхностей (диаметров и шагов труб, числа рядов труб, размеров проходных сечений для газов и рабочей среды, габаритных размеров газоходов и поверхностей нагрева и т. д.). При поверочном расчете котла вначале определяют объемы и энтальпии воздуха и продуктов сгорания, КПД и расход топлива, а затем выполняют расчет теплообмена в топочной камере и других поверхностях в последовательности, соответствующей их расположению по ходу газов.
При поверочном расчете поверхности нагрева приходится задаваться изменением температуры одной из теплообменивающихся сред (разностью температур на входе и выходе). Этим определяется тепловосприятие поверхности в первом приближении. Далее можно вычислить температуры другой среды на концах поверхности нагрева, температурный напор, скорости газового потока и рабочей среды и все другие величины, необходимые для вычисления тепловосприятия во втором приближении. При расхождении принятого и расчетного тепловосприятий выше допустимого повторяют расчет для нового принятого тепловосприятия. Таким образом, поверочный расчет поверхности нагрева выполняют методом последовательных приближений.
1. Исходные данные
Таблица 1 - Таблица исходных данных
Тип котла |
БКЗ-320-140 |
|
Паропроизводительность Dпп |
315 т/ч |
|
Давление перегретого пара Рпп |
13,9 МПа |
|
Температура перегретого пара tпп |
545оС |
|
Температура питательной воды tпв |
240оС |
|
Месторождение топлива |
Куучекинская Р. |
|
Температура начала деформации |
1230 оС |
|
Температура размягчения |
>1500 оС |
|
Температура плавкого состояния |
>1500 оС |
|
Состав топлива |
2. Выбор способа шлакоудаления и типа углеразмольных мельниц
Определяем приведенную зольность топлива:
Исходя из значения температуры плавления золы t3 >1500C и приведенной зольности топлива, согласно рекомендациям 1, с.11 принимаем твердое шлакоудаление и волковые среднеходные мельницы СМ.
3. Выбор расчетных температур по дымовым газам и воздуху
тогда согласно рекомендациям 1, с.13-15 и таблиц 1.4;1.5;1.6 принимаем:
температура уходящих газов Vуг =120C
температура подогрева воздуха tгв =300C
температура воздуха на входе в воздухоподогреватель tВП =20C
4. Расчет объемов воздуха и продуктов сгорания
4.1 Теоретический объем воздуха
4.2 Теоретические объемы продуктов сгорания
Расчеты выполнены по рекомендациям 1, с.20-21
5. Объемы продуктов сгорания в поверхностях нагрева
Таблица 2 - Таблица объемов продуктов сгорания в поверхностях нагрева
Наименование величин |
Топка, ширма |
ПП II |
ПП I |
ВЭК II |
ВЗП II |
ВЭК I |
ВЗП I |
|
1. Коэффициент избытка воздуха за поверхностью нагрева |
1,2 |
1,23 |
1,26 |
1,28 |
1,31 |
1,33 |
1,36 |
|
2. Средний коэффициент избытка воздуха |
1,2 |
1,215 |
1,245 |
1,27 |
1,295 |
1,32 |
1,345 |
|
3. Суммарный присос воздуха |
0,8608 |
0,9254 |
1,0545 |
1,1621 |
1,2697 |
1,3773 |
1,4849 |
|
4. Действительный объем водяных паров |
0,4586 |
0,4596 |
0,4617 |
0,4634 |
0,4651 |
0,4669 |
0,4686 |
|
5.Полный объем газов , |
5,50672 |
5,5713 |
5,7004 |
5,8080 |
5,9156 |
6,0232 |
6,1308 |
|
6. Объемная доля трехатомных газов |
0,1443 |
0,1428 |
0,1395 |
0,1369 |
0,1314 |
0,1321 |
0,1297 |
|
7. Объемная доля водяных паров |
0,0807 |
0,0798 |
0,0780 |
0,0766 |
0,0752 |
0,0738 |
0,0725 |
|
8. Суммарная объемная доля |
0,2250 |
0,2226 |
0,2175 |
0,2135 |
0,2097 |
0,2059 |
0,2022 |
|
9. Масса дымовых газов |
7,3364 |
7,4207 |
7,5893 |
7,7299 |
7,8704 |
8,0109 |
8,1515 |
|
10. Безразмерная концентрация золовых частиц |
0,0557 |
0,0669 |
0,0671 |
0,0672 |
0,0673 |
0,0674 |
0,0675 |
|
11. Удельный вес дымовых газов |
1,3322 |
1,33195 |
1,3314 |
1,3309 |
1,3304 |
1,3300 |
1,3296 |
6. Расчет энтальпий воздуха и продуктов сгорания
Энтальпии теоретических объемов воздуха и продуктов сгорания, а также энтальпия золы в кДж/кг при расчетной температуре оС определяются по формулам:
где , , , , - теплоемкости воздуха, трехатомных газов, водяных паров, азота и золы, кДж/м3 и кДж/кг.
Энтальпии продуктов сгорания, кДж/кг определяются по формуле:
.
Результаты расчетов свели в таблицу 3
Топка |
ПП 2 |
|||||
2300 |
15344,1165 |
18316,4594 |
1422,3384 |
22807,6211 |
||
2100 |
13919,4594 |
16509,9186 |
1298,6568 |
20592,46728 |
||
1900 |
12430,2408 |
14793,7002 |
1146,9996 |
18426,74796 |
||
1700 |
10975,455 |
13094,2432 |
1009,5756 |
16,298,9098 |
||
1500 |
9619,6635 |
11370,4935 |
853,992 |
14148,4182 |
||
1300 |
8225,1351 |
9729,5458 |
663,5616 |
12038,13442 |
12161,5115 |
|
1100 |
6912,3846 |
8084,6678 |
539,88 |
10007,02472 |
10110,7104 |
|
1000 |
6219,4245 |
7263,6315 |
483,438 |
8990,9544 |
9084,2458 |
|
900 |
5539,3767 |
6459,8085 |
428,4684 |
7996,15224 |
8079,2429 |
|
800 |
4872,2412 |
5639,1322 |
376,9344 |
6990,51458 |
7063,5985 |
|
700 |
4218,018 |
4887,099 |
326,882 |
6120,3549 |
||
600 |
3576,7071 |
4137,9747 |
275,3388 |
|||
500 |
2948,3085 |
3405,8395 |
225,760 |
|||
400 |
2332,8222 |
2687,5118 |
176,688 |
|||
300 |
1730,2482 |
1975,833 |
129,5712 |
|||
200 |
1144,8906 |
1313,6665 |
82,9452 |
|||
100 |
568,1412 |
644,2323 |
39,7548 |
|||
ПП 1 |
ВЭК 2 |
ВЗП 2 |
ВЭК 1 |
ВЗП 1 |
||
2200 |
||||||
2100 |
||||||
2000 |
||||||
1900 |
||||||
1800 |
||||||
1700 |
||||||
1600 |
||||||
1500 |
||||||
1400 |
||||||
1300 |
||||||
1200 |
||||||
1100 |
10318,082 |
|||||
1000 |
9270,8285 |
9426,3141 |
||||
900 |
8245,4242 |
8383,9086 |
8522,3930 |
|||
800 |
7209,7657 |
7331,5717 |
7453,3778 |
|||
700 |
6246,8954 |
6352,3459 |
6457,7963 |
6563,2468 |
||
600 |
5289,6067 |
5379,0244 |
5468,4421 |
557,8598 |
5647,2775 |
|
500 |
4353,9351 |
4427,6428 |
4501,3505 |
4575,0582 |
4648,7659 |
|
400 |
3418,2635 |
3494,0618 |
3552,3823 |
3610,7029 |
3669,0235 |
|
300 |
2615,8274 |
2659,0836 |
2702,3398 |
|||
200 |
1734,3544 |
1762,9767 |
1791,5989 |
|||
100 |
811,8339 |
865,7923 |
879,9958 |
7. Расчет КПД котла и потери теплоты в нем
Этот расчет выполняется согласно рекомендациям 1, с.26-27 и введен в таблицу 4.
Наименование величин |
Расчетная формула или страница 1 |
Результат расчета |
|
КПД, пг ,% |
пг=100-(q2+ q3+ q4+ q5+ q6) |
100-(4,6498+0+0,5+0,48+0,9615) =93,4087 |
|
Потери тепла от химического недожога, q3, % |
[1, с.36, таблица 4.6] |
q3=0 |
|
Потери тепла от механического недожога, q4, % |
[1, с.36, таблица 4.6] |
q4=0,5 |
|
Потери тепла в окр. Среду от наружного охлождения, q5, % |
|||
Потери тепла с физическим теплом шлаков, q6, % |
|||
Энтальпия шлаков, Сtшл, |
Сtшл = Сшл *tшл |
1952 |
|
Тем-ра вытекающ. шлака, tшл, С |
tшл= t3 +100 |
tшл, =1500+100=1600 |
|
Теплоемкость шлака, Сшл, |
[1, с.23, таблица 2.2] |
Сшл=1,22 |
|
Доля шлакоулавли-вания в топке, ашл |
ашл=1- аун |
ашл=1- 0,8=0,2 |
|
доля уноса лет. золы, аун |
[1, с.36, таблица 4.6] |
аун=0,8 |
|
Располагаемое тепло, , |
=1658000+26,154=16606,154 |
||
Физ. тепло топлива, Qтл, |
Qтл=С тл t тл |
Qтл=1,3077•20=26,154 |
|
Температура топлива, T Тл, С |
[1, с.26] |
t тл =20 |
|
Теплоемкость топлива, С Тл, |
С тл = 0,042*Wр+Стл*(1-0,01*W) |
0,042•7+1,09(1-0,01•7)=1,3077 |
|
Теплоемкость сухой массы топлива, Стл, |
[1, с.26] |
Стл=1,09 |
|
Энтальпия теор. объема воздуха на входе в воздухоподогреватель, , |
по t'вп=20С из расчета энтальпий |
||
Энтальпия теор. объема холодного воздуха, , |
39,5Vв |
=39,5*4,3041=170,01195 |
|
Потеря тепла с ух. газами, q2, % |
=4,6498 |
||
Энтальпия уходящих газов, Нух, кДж\кг |
по ух=120 из расчета энтальпий |
=778,1191 |
|
Коэффициент избытка воздуха в уходящих газах, ух |
Из таблицы 3.1 расчета 3.6 |
=1,45 |
8. Определение расхода топлива
Данный расчет выполняется согласно рекомендациям 1, с. 28-29
Таблица 5
Наименование величин |
Расчетная формула или страница1 |
Результат расчета |
|
Расход топлива, В, |
|||
Энтальпия перегретого пара на выходе из котла, hпе, |
На основе заданных значений параметров пара |
hпе=3434,7 |
|
Энтальпия питательной воды, hп.в, |
По табл. 3 [7] |
Hп.в=903 |
|
Расчетный расход топлива, Вр, |
Вр=В•(1-0,01•q4) |
=14,5045(1-0,010,5)=14,4319 |
9. Тепловой расчет топочной камеры
9.1 Определение размеров топочной камеры и размещения горелок
Для последующего расчета топочной камеры составляем предварительный эскиз по выданным чертежам заданного котла.
При выполнении эскиза руководствуемся отдельными указаниями 1, с. 29-37, где берем рекомендованные данные, которые не уясняются из чертежей.
На эскиз топочной камеры наносим обозначения длин и площадей, необходимых для дальнейшего расчета.
Рисунок 1.1 - Эскиз топки
Таблица 6 - Тепловой расчет топочной камеры
Наименование величин |
Расчетная формула |
Расчет |
|
Тепло воздуха, QВ, кДж/кг |
|||
Энтальпия гор. воздуха после ВЗП, , кДж/кг |
Из табл. №6 расчета |
=2771,54976 |
|
Полезное тепловыделение в топке, QТ, кДж/кг |
|||
Адиабатная температура горения, , оС |
=2018,5686 |
||
Коэф-т сохр. тепла, |
= |
||
Угловой коэффициент, х |
[1], стр.41, |
=1-0,2(1,06-1)=0,988 |
|
Коэффициент загрязнения, |
[1], стр.41, табл. 4.8 |
=0,45 |
|
Ср. коэф-т тепловой эффективности экранов, |
=0,45•0,988=0,4446 |
||
Величина, характер.отн. высоту полож. зоны макс.тем-р, ХТ |
Эскиз топки |
0,46 |
|
Коэф-т, учитывающий относ. положение ядра факела по высоте топки, М |
|||
Температура газов на выходе из топки, ,оС |
[1], стр.38, табл. 4.7 |
1250 |
|
Средняя температура газов в топке, ,оС |
|||
Коэффициент ослабления лучей с частицами кокса, |
[1], стр.43 |
0,5 |
|
Коэффициент ослабления лучей частицами летучей золы, |
[1], стр.140, рис. 6.13 |
58 |
|
Эффективная толщина излучающего слоя в топке, , м |
|||
Объемная доля водяных паров, |
табл. №5 расчета |
0,0807 |
|
Суммарная объемная доля, |
табл. №5 расчета |
0,225 |
|
Давление дымовых газов в топочной камере, Р, МПа |
- |
0,1 |
|
Коэффициент ослабления лучей газовой средой, КГ, |
[1], стр.138, рис. 6.12 по , VГ, рS |
1,5 |
|
Коэффициент ослабления лучей топочной средой, К, |
|||
Коэффициент излучения факела, |
0,71 |
||
Проверка ,оС |
[1], стр.45, рис. 4.4 |
1250, равна принятой |
|
Удельное тепловосприятие топки, , кДж |
|||
Тепловое напряжение топочного объема, , |
|||
Среднее лучевое напряжение топочных экранов, , |
10. Тепловой расчет остальных поверхностей нагрева
Этот тепловой расчет выполняется согласно указаниям [1, гл.5;6]
10.1 Расчет ширмового пароперегревателя
Для упрощения расчета ширмовый пароперегреватель рассчитываем без дополнительных поверхностей нагрева в последовательности изложенной в [1, с.87-90]. Исключен из расчета ширм и пароохладитель.
Перед началом расчета составляем предварительный эскиз ширмового пароперегревателя. Ширмовый пароперегреватель включен прямоточно как предварительная ступень перегрева пара после барабана перед конвективным пароперегревателем. Ходом ширм считается ход пара лишь в одну сторону.
Рисунок 1.2 - Эскиз ширмового пароперегревателя
Таблица 7 - Расчет ширмового пароперегревателя
Диаметр труб и толщина труб d, м, б, мм |
d= dвнутр*б, четеж |
=32*4=40мм=0,04мб=4мм |
|
Кол-во парал. включенных труб, n, шт. |
По чертежу котла |
9 |
|
Шаг между ширмами S1, м |
По чертежу котла |
0,6 |
|
Количество ширм, Z1, шт |
чертеж |
20 |
|
Продольный шаг труб в ширме, S2, м |
[1] с 86 |
0,044 |
|
Глубина ширм, С, м |
C=[(n-1)S2+d]Zx+d(Zx-1) |
[(9-1)•0,044+0,04]•4+0,04(9-1) =1,68 |
|
Высота ширм |
По чертежу |
7,9 |
|
Относительный поперечный шаг, 1 |
|||
Относительный продольный шаг, 2 |
1,1 |
||
Расчетная поверхность нагрева ширм, Fш, м2 |
Fш=2hшСZ1xш |
27,9200,96= =510 |
|
Угловой коэффициент ширм, Xш |
[1, с.112, рисунок 5.19 по 2] |
0,96 |
|
Площадь входного окна газохода ширм, Fп.вх, м2 |
Fп.вх.=(nx+c)a |
(7,9+1,68)12 =114,96=115 |
|
Лучевоспринимающая поверхность ширм, Fл.ш, м2 |
Fл.ш.= Fвх |
115 |
|
Живое сечение для прохода газов, Fг.ш. м2 |
Fг.ш.=а hш-Z1 hшd |
127,9-207,9 0,04=88,48 |
|
Эффективная толщина излучающего слоя , S,м |
0,76 |
||
Тем-ра газов на входе в ширму, V'ш, С |
V'ш = V'т |
1050 |
|
Энтальпия газов на входе в ширмы, H'ш, |
H'ш = H"ш |
9498,9896 |
|
Лучистая теплота воспринятая плоскостью входного окна ширм, Qп.вх, |
|||
Коэффициент, учитывающий взаимный теплообмен между топкой и ширмами, |
|||
Температурный коэффициент, А |
[1], стр.42 |
1100 |
|
Коэффициент неравномерности распределения лучистого тепловосприятия, |
[1], стр.47, табл. 4.10 |
0,8 |
|
Поправочный коэффициент, |
[1], стр.55 |
0,5 |
|
Температура газов за ширмами, ,оС |
[1] стр.38 табл,4,7 |
960 |
|
Энтальпия газов за ширмами, ,кДж/кг |
по |
8593,0335 |
|
Ср. тем-ра газов в ширмах, , оС |
|||
Коэффициент ослабления лучей частицами летучей золы, |
[1], стр.140, рис. 6.13 |
70 |
|
Объемная доля водяных паров, |
Из табл. №5 расчета |
0,0807 |
|
Давление дымовых газов в среде ширм, Р, МПа |
- |
0,1 |
|
Коэффициент ослабления лучей газовой средой, КГ, |
[1], стр.138, рис. 6.12 по , VГ, рS |
5 |
|
Коэффициент ослабления лучей средой ширм, К, |
|||
Коэффициент излучения газовой среды в ширмах, |
0,33 |
||
Угловой коэффициент ширм с входного на выходное сечение, |
0,16 |
||
Лучевоспринимающая поверхность за ширмами, Fл.вых, м2 |
81,5 |
||
Абсолютная средняя температура газов ширм, Тш, К |
+273 оС |
1005 + 273 = 1278 |
|
Теплота, излучаемая из топки и ширм на поверхности за ширмами, Qл.вых,кДж/кг |
527,2149 |
||
Тепловосприятие ширм излучением, Qлш, кДж/кг |
|||
Тепловосприятие ширм по балансу, ,кДж/кг |
|||
Температура пара на входе в ширмы, , оС |
- |
342 |
|
Энтальпия пара на входе в ширмы, , кДж/кг |
[2], табл.7.13 , по МПа и |
2606 |
|
Температура пара после ширм, ,оС |
[7] табл. 3 по Рб |
362 |
|
Энтальпия пара на выходе из ширм, , кДж/кг |
+ |
2606+214,2060=820,206 |
|
Прирост энтальпии пара в ширме,, |
=214,2060 |
||
Ср. тем-ра пара в ширмах, tш, оС |
|||
Скорость газов в ширмах, , м/с |
|||
Поправка на компоновку пучка ширм, CS |
[1], стр.122 |
0,6 |
|
Поправка на число поперечных рядов труб, СZ |
[1], стр.122 |
1 |
|
Поправка ,Сф |
[1], стр.123 |
1 |
|
Нормативный коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов к ширмам, , |
[1], стр.122 график 6,4 |
41 |
|
Коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов к ширмам , , |
|||
Коэффициент загрязнения ширм, , |
[1], стр.143, граф. 6,15 |
0,0075 |
|
Коэффициент теплоотдачи от стенки к пару, , |
, [1], стр.132 |
1463,9582 |
|
Температура наружной поверхности загрязнения, tз, оС |
|||
Скорость пара в ширмах, , м/с |
|||
Средний удельный объем пара в ширмах, , м3/кг |
[7] табл. 3, по и |
0,01396 |
|
Коэффициент использования ширм, |
[1], стр.146 |
0,9 |
|
Коэффициент теплоотдачи излучением в ширмах, , |
, [1], стр.141 |
||
Угловой коэффициент для ширм, |
[1], стр.112, рис. 5.19, кривая 1 (брать ) |
0,96 |
|
Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке, , |
|||
Коэффициент теплопередачи для ширм, k, |
|||
Тепловосприятие ширм по уравнению теплопередачи, , кДж/кг |
|||
Большая разность температур, , оС |
Из прилагаемого графика |
708 |
|
Меньшая разность температур , оС |
Из прилагаемого графика |
598 |
|
Средний температурный напор, , оС |
|||
Необходимое тепловосприятие ширм, , % |
Рисунок 1.3 - График изменения температур в ширмах при прямотоке
10.2 Расчет фестона
При расчете фестона не учитывать теплообмен через подвесные трубы и др. дополнительные поверхности. Фестон обыкновенно располагают между ширмами, висящими над топкой, и конвективным пароперегревателем. Фестон выполняют из разряженного пучка труб большего диаметра.
Расчет фестона сведен в нижеследующую таблицу.
Таблица 8
Диаметр и толщина труб, d, м |
d=dвнут |
0,114 |
|
Относительный поперечный шаг, 1 |
S1/d |
5,3 |
|
Поперечный шаг труб, S1, м |
По чертежу котла |
0,6 |
|
Число труб в ряду, Z1, шт |
По чертежу котла |
20 |
|
Продольный шаг труб, S2, м |
По чертежу котла |
0.3 |
|
Относительный продольный шаг, 2 |
S2/d |
2,65 |
|
Число рядов труб по ходу газов, Z2, шт |
По чертежу |
2 |
|
Теплообменные поверхности нагрева, Fф, м |
П•d•Н• Z2• Z1 |
100 |
|
Лучевоспринимающая поверхность Fл.., м2 |
aН |
94 |
|
Высота фестона, Н, м |
По чертежу |
7,8 |
|
Живое сечение для прохода газов, Fг.., м2 |
Fг..=а Н-Z1 Нd |
76,216 |
|
Эффективная толщина излучающего слоя, S, м |
Из расчета топки |
5,95 |
|
Температура газов на входе в фестон, V'ф, С |
V'ф = V"ш |
960 |
|
Энтальпия газов на входе в фестон, H'ф, |
H'ф = H"ш |
8593,0335 |
|
Температура газов за фестоном, V"ф, С |
Принимаем с последующим уточнением |
934 |
|
Энтальпия газов на выходе из фестона, H"ф, |
H"ф |
8334,3849 |
|
Тепловосприятие ширм по балансу, Qбф, |
Qбф =(H'ф-H"ф) |
(8593,0335-8334,3849)0,99=256,0620 |
|
Угловой коэффициент фестона, Xф |
[1, с.112, рисунок 5.19 по 2] |
0,45 |
|
Средняя температура газов в фестоне, Vф, С |
947 |
||
Скорость газов в фестоне, гф, |
|||
Коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов к ширмам, dк, |
dк =Сs Сz Сфн |
0,460,910,9429=11,4110 |
|
Объемная доля водяных паров, rн2о |
№5 расчета |
=0,0807 |
|
Поправка на компоновку пучка, Сs |
[1, с.122-123]Сs=(1,2) |
=0,46 |
|
Поправка на число поперечных труб, Сz |
[1, с.122-123] |
=91 |
|
Поправка, Сф |
[1, с. 123]график Сф=(ш rн2о) |
=0,94 |
|
Нормативный коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов к фестону, н, |
[1, с. 122,график 6.8] |
29 |
|
Температура наружной поверхности загрязнения, tз, С |
tcред+Дt |
422 |
|
Коэффициент теплоотдачи излучением фестона, л, |
л =н Еш |
62,37 |
|
Нормативный коэффициент теплоотдачи излучением, п.н, |
[1, с.141, граф 6.14] |
189 |
|
Тепловосприятие фестона по уравнению теплопередачи, Qтф, |
|||
Необходимость тепловосприятия фестона, Qф, % |
(256,0621-268,3986) /256,0621·100 =4,8178<5 % |
10.3 Расчет конвективного пароперегревателя
Конвективный пароперегреватель двухступенчатый, в первую ступень по ходу пара поступает пар из ширмового пароперегревателя и далее он проходит во вторую ступень, из которой уходит на работу паровых турбин и на другие потребности.
Дымовые газы же идут в начале через вторую ступень пароперегревателя, а потом через первую ступень. По этой причине тепловой расчет осуществляется сначала второй, а потом первой ступени пароперегревателя. Поскольку для упрощения расчета не рассчитывается потолочный пароперегреватель и другие поверхности нагрева, конвективный пароперегреватель выполняется в значительной степени конструктивным расчетом.
Теплосъем конвективного пароперегревателя примерно пополам разделим по первой и второй ступеням.
Расчет ведем согласно указаниям [1, с.92-98] со ссылками на другие страницы. В начале рассчитываем геометрические размеры конвективного пароперегревателя общие для обеих его ступеней.
Рисунок 1.4 - Эскиз конвективного пароперегревателя второй ступени
Таблица 9- Расчет пароперегревателя второй ступени
Наименование величины |
Расчетная формула или страница1 |
Результат расчета |
|
Наружный диаметр труб, d, м |
Из чертежа |
0,04 |
|
Поперечный шаг, S1, м |
Из чертежа |
0,12 |
|
Продольный шаг, S2, м |
Из чертежа |
0,1 |
|
Относительный поперечный шаг, 1 |
3 |
||
Относительный продольный шаг, 2 |
2,5 |
||
Расположение труб |
Из чертежа |
Коридорное |
|
Температура газов на входе во вторую ступень, V'п2, С |
V'п2= V"ф |
934 |
|
Энтальпия газов на входе во вторую ступень, Н'п2, |
Н'п2= Н"ф |
8334,3849 |
|
Температура газов на выходе из второй ступени, V"п2, С |
Принимаем на 200 С ниже |
700 |
|
Энтальпия газов на выходе из второй ступени, Н"п2, |
Из таблицы расчета №6 |
6120,3549 |
|
Тепловосприятие по балансу, Qбп2, |
Qбп2=( Н'п2- Н"п2+Hпр) |
0,99(8334,3849-6120,3549+ +0,03173,0248)= 2197,0285 |
|
Присос воздуха , |
[1, с.52] и №5 расчета |
0,03 |
|
Энтальпия присасываемого воздуха, Hпр, |
№6 расчета |
173,0248 |
|
Тепловосприятие излучением, Qлп2, |
|||
Лучевоспринимающая поверхность, Fлп2, м2 |
Fлп2=аhгп2 |
12,05135=60,26 |
|
Высота газохода, Hгп2, м |
По чертежу |
5 |
|
Теплота воспринятая паром, hп2, |
=391,5557 |
||
Снижение энтальпии в пароохладителе, hпо, |
[1, с.78] |
75 |
|
Энтальпия пара на выходе из пароперегревателя, h"п2, |
По tпе и Рпе [7 Таблица 3] |
3447 |
|
Энтальпия пара на входе в пароперегреватель, h'п2, |
H'п2= h"п2-hп2+hпо |
3434,37-391,5537+75= =3117,8163 |
|
Температура пара на выходе из ПП, t"п2, C |
t"п2= t"пе |
545 |
|
Тем-ра пара на входе в ПП, t'п2, C |
[7 таблица 3] по Рпе и h'п2 |
454 |
|
Средняя температура пара, tп2, C |
499,5 |
||
Удельный объем пара, Vп2, |
По tпе и Рпе [7] |
0,0225 |
|
Число рядов труб по ходу газов в одном ходу пара, Z2, шт |
Z2=ZP [1 , с.95] |
3 |
|
Живое сечение для прохода пара, fп2, м2 |
0,202 |
||
Скорость пара, п2, |
|||
Ср. температура газов, Vп2, C |
|||
Скорость дымовых газов, гп2, |
|||
Живое сечение для прохода газов, Fгп2, м2 |
Fгп2=dhгп2-Z1hпп2d |
12,05135-994,5 0,04=42,4365 |
|
Высота конвективного пучка, hпп2, М |
По чертежу |
4,5 |
|
Число труб в ряду, Z1, шт |
99 |
||
Коэф-т теплоотдачи конвекцией от газов к пучку, к, |
к =СSCZ CФнг |
10,920,9560=52,44 |
|
Поправка на компоновку пучка, СS |
[1, с.122] СS=(12) |
1 |
|
Поправка на число поперечных труб, CZ |
[1, с.123] СZ =(z2) |
0,92 |
|
Поправка, CФ |
[1, с.123] СФ=(zН2О,Vп2) |
0,95 |
|
Объемная доля водяных паров, rН2О |
№5 расчета |
0,0798 |
|
Нормативный коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов, нг, |
[1, с.122, график6.4] |
60 |
|
Температура загрязненной стенки, tз, С |
719,025 |
||
Коэф-т загр., , |
[1, с.142] |
0,0043 |
|
Коэффициент теплоотдачи конвекцией от стенки к пару, 2, |
[1, с.132 график6.7]2=Сdнп |
2160 |
|
Теплообменная поверхность нагрева, Fп2, , м2 |
Fп2=Zxdhпп2Z1Z2 |
1680 |
|
Число ходов пара, Zx, шт |
Принято конструктивно |
10 |
|
Коэффициент теплоотдачи излучением, л, |
л=нлП2 |
188•0,26=48,88 |
|
Эффективная толщина излучающего слоя, S, м |
0,31 |
||
Коэф-т ослабления лучей в чистой газовой среде, Kг, |
[1, с.138 рисунок 6.12] |
9,5 |
|
Коэффициент ослабления лучей частицами летучей золы, Kз, |
[1, с.140 рисунок 6.13] |
90 |
|
Объемная доля трехатомных газов, Rп |
№5 расчета |
0,2226 |
|
Концентрация золовых частиц, зл |
№5 расчета |
0,0669 |
|
Оптическая толщина, КРS, |
KPS=( kг rп+ kззл) РS |
(9,50,2226+900,0669) 0,10,31=0,2522 |
|
Коэффициент излучения газовой среды, П2 |
[1, с.44 рисунок 4.3] |
0,26 |
|
Нормативный коэффициент теплоотдачи излучением, нл, |
[1, с.144 рисунок 6.14] |
188 |
|
Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке, 1, |
1=к+л |
52,44+48,88=161,32 |
|
Коэффициент теплопередачи, Кп2, |
=62,9072 |
||
Коэффициент тепловой эффективности, |
[1, с.145 таблица 6.4] |
0,65 |
|
Большая разность температур на границах сред, tб, С |
Из прилагаемого графика |
480 |
|
Меньшая разность температур на границах сред, tм, С |
Из прилагаемого графика |
155 |
|
Температурный напор (прямоток) tП2, С |
|||
Тепловосприятие второй ступени пароперегревателя, Qт.п2, |
168062,9072288 /14431,9=2109,0099 |
||
Несходимость тепловосприятия, Qт.п2, % |
/(2197,0285-2109,0099) 100/2197,0285/•100=4,01расчет окончен |
Рисунок 1.5 - График изменения температур в ПП II
10.3.1 Расчет конвективного пароперегревателя первой ступени
Таблица 10
Наименование величины |
Расчетная формула или страница1 |
Результат расчета |
|
Температура газов на входе в первую ступень, V'п1, С |
V'п1= V" п2 |
700 |
|
Энтальпия газов на входе в первую ступень, Н'п1, |
Н'п1= Н" п2 |
6120,3549 |
|
Энтальпия пара на входе в пароперегреватель, h'п1, |
h'п1= h"ш |
2852,2 |
|
Энтальпия пара на выходе из ПП, h"п1, |
h"п1= h'п2 |
2820,206 |
|
Теплота восприятия пара, hп1, |
hп1= h"п1- h'п1 |
3130,4443-2820,206=310,2383 |
|
Тепловосприятие по балансу, Qбп1, |
|||
Присос воздуха на первую ступень, |
№5 расчета |
0,03 |
|
Энтальпия газов на выходе из первой ступени, Н"п1, |
|||
Температура пара на выходе из пароперегревателя, t"п1, C |
t"п2= t'п2 |
454 |
|
Температура пара на входе в пароперегреватель, t'п1, C |
t'п2= t"ш |
362 |
|
Средняя температура пара, Tп1 C, |
408 |
||
Удельный объем пара, Vп1, |
По tпе и Рпе [7] |
0,01774 |
|
Число рядов труб по ходу газов в одном ходу пара, Z2, шт |
Как во второй ступени |
2 |
|
Число труб в ряду, Z1, шт |
Как во второй ступени |
99 |
|
Живое сечение для прохода пара, fп1, м2 |
Fп1= fп2 |
0,202 |
|
Скорость пара, п1, |
=7,8 |
||
Коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов к пучку, к, |
к =СSCZ CФнг |
10,920,9869=56,8 |
|
Поправка на компоновку пучка, СS |
[1, с.122] СS=(12) |
1 |
|
Поправка на число поперечных труб, CZ |
[1, с.123] СZ =(z2) |
0,92 |
|
Поправка CФ, |
[1, с.123] СФ=(zН2О,Vп2) |
0,98 |
|
Объемная доля водяных паров, rН2О |
№5 расчета |
0,0780 |
|
Температура газов на выходе из первой ступени, V"п1, С |
№6 расчета по Н"п1 |
448 |
|
Средняя температура газов, Vп1, С |
|||
Скорость дымовых газов, гп1, |
|||
Живое сечение для прохода газов, Fгп1, м2 |
Fгп1= Fгп2 |
42 |
|
Нормативный коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов, нг, |
[1, с.122 , график6.4] |
63 |
|
Температура загрязненной стенки , tз, С |
=411 |
||
Коэффициент загрязнения, , |
[1, с.142] |
0,0038 |
|
Коэффициент теплоотдачи конвекцией от стенки к пару, 2, |
[1, с.132, график6.7]2=Сdнп |
2540 |
|
Теплообменная поверхность нагрева, Fп1, м2 |
Fп1=Zxdhпп1Z1Z2 |
223,140,044,5993=3693 |
|
Число ходов пара, Zx, шт |
Принято конструктивно |
22 |
|
Высота конвективного пучка, hпп1, м |
Hпп1= hпп2 |
4,5 |
|
Коэффициент теплоотдачи излучением, л, |
л=нлП2 |
95•0,26=24,7 |
|
Эффективная толщина излучающего слоя, S, м |
Принимаем из расчета второй ступени |
0,31 |
|
Коэф. ослабле ния лучей в чистой газовой среде, Kг, |
[1, с.138, рисунок 6.12] |
2,3 |
|
Коэф-т ослабл. лучей частицами летучей золы,Kз, |
[1, с.140, рисунок 6.13] |
100 |
|
Объемная доля трехатомных газов, Rп |
№5 расчета |
0,2175 |
|
Концентрация золовых частиц, зл |
№5 расчета |
0,0671 |
|
Оптическая толщина, КРS, |
KPS=( kг rп+ kззл) РS |
(2,30,2175+1000,0671) 0,031=0,2235 |
|
Коэф-т излуч. газовой среды, П1 |
[1, с.44, рисунок 4.3] |
0,19 |
|
Нормативный коэф-т излучением, нл, |
[1, с.144, рисунок 6.14] |
95 |
|
Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке, 1, |
1=к+л |
56,8+24,7=81,5 |
|
Коэффициент теплопередачи, Кп1, |
=51,33 |
||
Коэффициент тепловой эффективности, |
[1, с.145, таблица 6.4] |
0,65 |
|
Большая разность температур на границах сред, tб, С |
V'п1-t"п1 |
246 |
|
Меньшая разность температур на границах сред, tм, С |
V"п1-t'п1 |
86 |
|
Температурный напор (прямоток), tП2, С |
|||
Тепловосприятие второй ступени пароперегревателя, Qт.п1, |
3693·51,33·153 /14431,9=2001,8914 |
||
Несходимость тепловосприятия, Qт.п1, % |
(1910,6272-2001,8914) ·100/1910,6272=4,78<5%расчет окончен |
10.4 Расчет водяного экономайзера и воздухоподогревателя
10.4.1 Расчет второй ступени экономайзера
Таблица 11- Расчет ВЭК II
Наименование величины |
Расчетная формула или страница 1 |
Результат расчета |
|
Наружный диаметр труб, d, м |
Из чертежа |
0,032 |
|
Внутренний диаметр труб, dвн, м |
Из чертежа |
0,025 |
|
Поперечный шаг, S1, мм |
Из чертежа |
80 |
|
Продольный шаг, S2, мм |
Из чертежа |
64 |
|
Эффективная толщина излучающего слоя, S, м |
|||
Число рядов труб, ZР, шт. |
[1, с.99] |
4 |
|
Число труб в ряду при параллельном расположении Z1, шт. |
=150 |
||
Живое сечение для прохода воды, Fвх, м2 |
|||
Скорость воды, вх, |
88,88·0,00134/0,294=0,4051 |
||
Средний удельный объем воды, Vвэ, |
[7, таблица 3] по Рпв и tэ |
0,00134 |
|
Число рядов труб по ходу газа, Zг, шт. |
По чертежу |
4 |
|
Глубина конвективной шахты, шк, м |
По чертежу |
6,450 |
|
Длинна труб по глубине конвективной шахты, Lэ2, м |
По чертежу |
6,2 |
|
Живое сечение для прохода газов, Fжэ2, м2 |
ашк- Z1dLэ2 |
12,05136,45-150 0,0326,2=48,2592 |
|
Поверхность нагрева, Fэ2, м2 |
Fэ2= Lэ2Z1Z2 ZР |
3,140,0326,215044=1495,1424 |
|
Температура газов на входе во вторую ступень, V'э2, С |
V'э2= V"п1 |
448 |
|
Энтальпия газов на входе во вторую ступень, Н'э2, |
Н'э2= Н"п1 |
4195,6192 |
|
Температура газов на выходе из второй ступени, V"э2, С |
Принимаем с последующим уточнением |
420 |
|
Энтальпия газов на выходе из второй ступени, Н"э2, |
№6 расчета |
3680,778 |
|
Энтальпия воды на выходе из водяного экономайзера, h" э2, |
Hпе+ hпо-(Qлт+Qш+Qп1+Qп2) |
3434,37+75-14,4319/88,88(7849,8419+268,39++883,809+2109,0099+2001,8914)==1380,1545 |
|
Температура воды на выходе из водяного экономайзера, t"э2, С |
[7, таблица 3] по Рпв иh"э2 |
282 |
|
Тепловосприятие по балансу, Qбэ2, |
Qбэ2=( Н'э2- Н"э2+Hпр) |
0,99(4195,6192-3680,778 + 0,02173,0248)=513,1187 |
|
Присос воздуха, |
[1, с.52] и №3.6 расчета |
0,02 |
|
Энтальпия присасываемого воздуха, Hпр, |
№5 расчета |
173,0248 |
|
Энтальпия воды на входе во вторую ступень, h'э2, |
1380,1545-(513,1187·14,4319/88,88)=1296,8368 |
||
Температура воды на входе в экономайзер, t'э2, С |
[7, таблица 3] |
264 |
|
Температурный напор на выходе газов, , С |
V'э2- t"э2 |
166 |
|
Температурный напор на входе газов, , С |
V"э2- t'э2 |
156 |
|
Средне логарифмическая разность температур, tэ2, С |
161 |
||
Средняя температура газов, Vэ2, С |
|||
Средняя тем-ра воды, tэ2, С |
|||
Тем-ра загрязненной стенки, tзэ2, С |
Tзэ2= tэ2+t |
273+60=333 |
|
Средняя скорость газов, гэ2, |
|||
Коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов к шахматному пучку, к, |
к =СSCZ CФнг |
0,70,750,9856= =28,2975 |
|
Поправка на компоновку пучка, СS |
[1, с.122] СS=(12) |
0,7 |
|
Поправка на число поперечных труб, CZ |
[1, с.123] СZ =(z2) |
0,75 |
|
Поправка, CФ |
[1, с.123] СФ=(zН2О,Vп2) |
0,98 |
|
Объемная доля водяных паров, rН2О |
№5 расчета |
0,0766 |
|
Относ. попереч. шаг, 1 |
2,5 |
||
Относ. продольный шаг, 2 |
2 |
||
Норм. Коэф-т теплоотдачи конвекцией от газов, нк, |
[1, с.124] |
56 |
|
Коэффициент теплоотдачи излучением, 1, |
нлэ2 |
56•0,180=10,08 |
|
Коэффициент ослабления лучей в чистой газовой среде, Kг, |
[1, с.138, рисунок 6.12] |
14,5 |
|
Коэффициент ослабления лучей частицами летучей золы, Kз, |
[1, с.140, рисунок 6.13] |
108 |
|
Объемная доля трехатомных газов, rп |
№5 расчета |
0,2135 |
|
Концентрация золовых частиц, зл |
№5 расчета |
0,0672 |
|
Оптическая толщина, КРS, |
KPS=( kг rп+ kззл) РS |
(14,50,2135+1080,0672) 0,10,156=0,1615 |
|
Коэффициент излучения газовой среды, э2 |
[1, с.44, рисунок 4.3] |
0,180 |
|
Нормативный коэффициент теплоотдачи излучением, нл, |
[1, с.144, рисунок 6.14] |
58 |
|
Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке, 1, |
1=к+л |
28,2975+10,08=38,3775 |
|
Коэффициент теплопередачи, Кэ2, |
=31,2149 |
||
Коэффициент загрязнения стенки, , |
[1, с.143, рисунок 6.16] |
0,0059 |
|
Тепловосприятие второй ступени пароперегревателя, Qт.э, |
=520,6512 |
||
Несходимость тепловосприятия Qтэ2, % |
(513,1187-520,6512) ·100/513,1187=1,47<2расчет окончен |
10.4.2 Расчет второй ступени воздухоподогревателя
Весь воздухоподогреватель выполнен двухпоточным двухступенчатым. Расчет выполняется согласно рекомендациям. Расчет второй ступени выполняется и вводится в ниже следующую таблицу.
Таблица 12- Расчет ВЗП II
Наименование величины |
Расчетная формула или страница1 |
Результат расчета |
|
Наружный диаметр труб, d, мм |
Из чертежа |
40 |
|
Внутренний диаметр труб, dвн, мм |
Из чертежа |
37 |
|
Поперечный шаг, S1, мм |
Из чертежа |
60 |
|
Продольный шаг, S2, мм |
Из чертежа |
45 |
|
Глубина установки труб, вп, м |
Из чертежа |
42 |
|
Число труб в ряду, Z1, шт |
=200 |
||
Число рядов труб, Z2, шт |
=92 |
||
Длина труб воздухоподогревателя, Lвп2, м |
Из чертежа |
2,5 |
|
Поверхность нагрева, Fвп2, м2 |
Fвп2=d Lвп2 Z1 Z2 |
3,14 0,042,5200 92=6066,48 |
|
Сечение для прохода газов по трубам, Fгвп2, м2 |
=19,7738 |
||
Температура воздуха на выходе из второй ступени воздухоподогревателя, t"вп2, С |
№3 расчета |
300 |
|
Энтальпия этого воздуха, h"вп2, |
№6 расчета |
2615,8274 |
|
Температура газов на входе во вторую ступень, V' вп2, С |
V' вп2= V"э2 |
420 |
|
Энтальпия газов на входе во вторую ступень, Н'вп2, |
Н'вп2= Н"э2 |
3680,778 |
|
Температура воздуха на входе во вторую ступень, t'вп2, С |
Принимаем с последующим уточнением |
220 |
|
Энтальпия этого воздуха, h'вп2, |
№6 расчета |
1910,649 |
|
Тепловосприятие первой ступени, Qбвп2, |
|||
Отношение количества воздуха за вп к теоретически необходимому, вп |
вп=т- т - пл +0,5 вп |
1,2-0,08-0,04+ +0,50,03=1,11 |
|
Присос воздуха в топку, т |
[1, с.19, таблица 1.8] |
0,08 |
|
Присос воздуха в вп, вп |
[1, с.19, таблица 1.8] |
0,03 |
|
Присос воздуха в пылесистему, пл |
[1, с.18] |
0,04 |
|
Энтальпия газов на выходе из вп, Н"вп2, |
|||
Температура этих газов, V"вп2 С |
№6 расчета |
328 |
|
Средняя температура газов, Vвп2, С |
|||
Скорость дымовых газов, вп2, |
=9,0635 |
||
Коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов, к, |
к = CL CФн |
3311,05=34,65 |
|
Нормативный коэффициент теплоотдачи конвекцией , н, |
[1, с.130] н=(вп2,dвн) |
33 |
|
Поправка на относительную длину трубок, CL |
[1, с.123]СL =(Lвп2/dвн) |
1 |
|
Поправка, CФ |
[1, с.130] СФ=(rН2О,Vвп2) |
1,05 |
|
Объемная доля водяных паров, rН2О |
№5 расчета |
0,0752 |
|
Коэффициент теплоотдачи излучением от газов к поверхности, л, |
л=0,5(нлэ2) |
10,08/2=5,04 |
|
Коэффициент теплоотдачи от газов к поверхности, 1, |
1=к+л |
34,65+5,047=39,69 |
|
Коэффициент теплоотдачи от поверхности к воздуху, 2, |
2=к[1, с.177, таблица 6.2] |
34,65 |
|
Коэффициент теплопередачи, К, |
|||
Коэффициент использования ВЗП, |
[1, с.147, таблица 6.6] |
0,9 |
|
Температурный напор на входе газов, tб, С |
V'вп2-t"вп2 |
420-300=120 |
|
Температурный напор на выходе газов, tм, С |
V" вп2-t' вп2 |
328-220=144 |
|
Средний температурный напор, tвп2, С |
|||
Тепловосприятие второй ступени пароперегревателя, Qт.вп2, |
18,4996·114·5700/14431,9=832,9492 |
||
Несходимость тепловосприятия, Qт.вп2, % |
(793,3257-832,9492) ·100/793,3257=4,99<5 %расчет окончен |
10.4.3 Расчет первой ступени водяного экономайзера
Расчет проводится согласно рекомендациям данным для расчета второй ступени экономайзера
Таблица 13
Наименование величины |
Расчетная формула или страница1 |
Результат расчета |
|
Наружный диаметр труб, d, мм |
Из чертежа |
32 |
|
Внутр. диаметр труб, dвн, мм |
Из чертежа |
25 |
|
Поперечный шаг, S1, мм |
Из чертежа |
80 |
|
Продольный шаг, S2, мм |
Из чертежа |
64 |
|
Число рядов труб на выходе из коллектора, ZР, шт |
[1, с.99] |
2 |
|
Число труб в ряду, Z1, шт |
(12,0513-0,08)0,08=150,2 |
||
Число рядов труб, Z2, шт |
Принимаем с последующим уточнением |
28 |
|
Живое сечение для прохода газов, Fжэ1, м2 |
Fжэ1= Fжэ2 |
48,2592 |
|
Поверхность нагрева, Fэ1, м2 |
Fэ1= Lэ1Z1Z2 ZР |
3,140,0326,2150,2282=5239,9757 |
|
Длина трубок в экономайзере, L э1, м |
из чертежа |
4,3 |
|
Температура газов на входе в первую ступень, V'э1, С |
V'э1= V"вп2 |
328 |
|
Энтальпия газов на входе в первую ступень, Н'э1, |
Н'э1= Н"вп2 |
2874,3385 |
|
Тем-ра воды на входе в первую ступень, t'э1, С |
t'э1= tпв |
240 |
|
Энтальпия воды на входе в первую ступень, h'э1, |
[1, таблица 3] по Рпв |
1239,5 |
|
Тем-ра воды на выходе из первой ступени, t''э1, С |
t''э1= t'э1 [1, с.72] |
264 |
|
Энтальпия воды на выходе из первой ступени, h''э1, |
h''э1= h'э1 |
1296,8368 |
|
Тепловосприятие по балансу, Qбэ1, |
88,88·(1296,8368-1239,5)/14,4319=353,1132 |
||
Энтальпия газов на выходе из ВЭК, Н"э1, |
2874,3385+0,02·173,0248-353,1132/0,99=2531,3735 |
||
Изменение избытка воздуха в первой ступени, э1 |
№5 расчета |
0,02 |
|
Температура газа на выходе из вэ, V"э1, С |
№5 расчета |
251 |
|
Средняя температура воды, tэ1, С |
(240+264)/2=252 |
||
Средняя температура газов, Vэ1, С |
|||
Средняя скорость газов, гэ1, |
14,4319·5,24·(374+273)/ (273·48,2592)=3,7138 |
||
Коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов к шахматному пучку, к, |
к =СSCZ CФн |
580,75 0,799=30,1455 |
|
Поправка на компоновку пучка, СS |
Из расчета второй ступени |
0,7 |
|
Поправка на число поперечных труб, CZ |
[1, с.125] СZ =(z2) |
0,75 |
|
Поправка, CФ |
[1, с.123] СФ=(rН2О,Vэ1) |
0,99 |
|
Объемная доля водяных паров, rН2О, |
№5 расчета |
0,0738 |
|
Нормативный коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов, н, |
[1, с.124]н=( гэ1d) |
58 |
|
Коэффициент теплоотдачи излучением, 1, |
1=к |
30,1455 |
|
Коэффициент теплопередачи, Кэ1, |
30,1455/(1+0,0063·30,1455)=25,3349 |
||
Коэффициент загрязнения стенки, , |
[1, с.143, рисунок 6.16] |
0,0063 |
|
Температурный напор на выходе газов, , С |
V'э1- t"э1 |
328-264=64 |
|
Температурный напор на входе газов, , С |
V"э1- t'э1 |
251-240=11 |
|
Средний температурный напор, tэ1, С |
(64+11)/2=37,5 |
||
Тепловосприятие первой ступени экономайзера, Qт.э, |
55239,9757·25,3349·37,5/14431,9=344,95 |
||
Несходимость тепловосприятия, Qтэ1, % |
(353,1132-344,95) ·100/353,1132=2,31расчет окончен |
10.4.4 Расчет первой ступени воздухоподогревателя
Диаметры трубок, их длину шага и количество, а так же глубину установки в конвективной шахте принять из расчета второй ступени воздухоподогревателя.
Таблица 14
Наименование величины |
Расчетная формула или страница1 |
Результат расчета |
|
Поверхность нагрева, Fвп1, м2 |
Fвп1= 3d Lвп1 Z1 Z2 |
18200,34 |
|
Сечение для прохода газов по трубам, Fгвп1, м2 |
Из расчета второй ступени |
19,7738 |
|
Температура газов на входе в первую ступень, V'вп1, С |
V'вп1= V''э1 |
251 |
|
Энтальпия газов на входе в первую ступень, Н'вп1, |
Н'вп1= Н''э1 |
2531,3735 |
|
Температура воздуха на входе в первую ступень, t'вп1, С |
№6 расчета |
30 |
|
Энтальпия воздуха на входе в первую ступень, h'вп1, |
№6 расчета |
267,2652 |
|
Температура воздуха на выходе из первой ступени, T''вп1, С |
t''вп1= t'вп2 |
170 |
|
Энтальпия этого воздуха, H''вп1, |
№6 расчета |
1539,0148 |
|
Тепловосприятие первой ступени, Qбвп1, |
|||
Отношение количества воздуха за вп к теоретически необходимому, вп |
Из расчета второй ступени воздухоподогревателя |
1,11 |
|
Присос воздуха в воздухоподогреватель, вп1 |
вп1= вп2 |
0,03 |
|
Энтальпия газов на выходе из взп, Н"вп1, |
2531,3735+0,03·173,0248-1430,7183/0,99=1091,3942 |
||
Температура газов на выходе, V''вп1, С |
№6 расчета по Н"вп1 |
121 |
|
Средняя температура газов, Vвп1, C |
(251+121)/2=186 |
||
Ср. скорость газов, гвп1, |
14,4319·5,24·(186+273)/(273·19,7738)=6,43 |
||
Коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов к поверхности, к, |
к =СL CФн |
1,1126= 28,6 |
|
Нормативный коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов, н, |
[1, с.130, рис. 6.6 ]н=( гэ1dвн) |
26 |
|
Поправка на относительную длину трубок, CL |
[1, с.123]СL =(Lвп1/dвн) |
1,1 |
|
Поправка, CФ |
[1, с.130] СФ=(zН2О,Vвп1) |
1 |
|
Объемная доля водяных паров, rН2О |
№5 расчета |
0,0725 |
|
Коэффициент теплоотдачи излучением от газов к поверхности, л, |
л=0,5(нлоэ2) |
0,5•0,180•26=2,34 |
|
Коэффициент теплоотдачи от газов к поверхности, 1, |
1=к+л |
28,6+2,34=30,94 |
|
Коэффициент теплоотдачи от поверхности к воздуху, 2, |
2=к[1, с.177, таблица 6.2] |
28,6 |
|
Коэффициент теплопередачи, К, |
0,9·30,94·28,6/(30,94+28,6)=13,3758 |
||
Коэффициент использования воздухоподогревателя, |
[1, с.147, таблица 6.6] |
0,9 |
|
Температурный напор на входе газов, tб, С |
V'вп1-t"вп1 |
251-170=81 |
|
Температурный напор на выходе газов, tм, С |
V"вп1-t'вп1 |
121-30=91 |
|
Средний температурный напор, tвп1, С |
(81+91)/2=86 |
||
Тепловосприятие первой ступени пароперегревателя, Qт.вп1, |
18200,34·13,3758·86/14431,9=1450,6895 |
||
Несходимость тепловосприятия, Qт.вп1, % |
(1430,7183-1450,6895) ·100/1430,7183=1,39% расчет окончен |
11. Определение неувязки котлоагрегата
Расчет сведен в таблицу 15
Потеря тепла с уходящими газами, q2, % |
=4,6498 |
||
КПД, пг, % |
пг=100-(q2+ q3+ q4+ q5+ q6) |
100-(4,6498+0+0,5+0,48+0,9615)=93,4087 |
|
Расход топлива, В, |
|||
Тепло воздуха, Qв, |
|||
Полезное тепловыделение в топке, Qт, |
|||
Удельное тепловосприятие топки, Qлт, |
|||
Определение неувязки, /ДQ/ |
пг - (Qлт+Qш+Qп1+Qп2 + QЭ1+ QЭ2+ QП1+ QП1)(100 -q4/100) |
16606,154*0.934087 - (7849,841972+883,809+2109,0099+2001,8914+520,6512+344,95+832,9492+1450,6895)*(100-1.5/100)=-426,6607 |
|
Несходимость баланса, /Q/, % |
/ДQ/*100/ |
426,6607*100/16606,154=2,5733% |
Список используемой литературы
1. Компоновка и тепловой расчет парового котла: Учеб. пособие для вузов/ Ю.М. Липов, Ю.Ф. Самойлов, Т.В. Виленский. - М.: Энергоатомиздат, 1988.- 208 с.: ил.
2. Теплоэнергетика и теплотехника. Общие вопросы. Справочник. //Под ред. Григорьев В.А., Зорин В.М. - М.: Энергия, 1980.
3. Котельные установки и парогенераторы (тепловой расчет парового котла): Учебное пособие / Е.А. Бойко, И.С. Деринг, Т.И. Охорзина. Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2005. 96 с.
4. Котельные установки и парогенераторы (конструкционные характеристики энергетических котельных агрегатов): Справочное пособие для курсового и дипломного проектирования студентов специальностей 1005 - "Тепловые электрические станции", 1007 - "Промышленная теплоэнергетика" / Сост. Е.А. Бойко, Т.И. Охорзина; КГТУ. Красноярск, 2003. 223с.
Подобные документы
Выбор расчетных температур и способа шлакоудаления. Расчет энтальпий воздуха, объемов воздуха и продуктов сгорания. Расчет КПД парового котла и потерь в нем. Тепловой расчет поверхностей нагрева и топочной камеры. Определение неувязки котлоагрегата.
курсовая работа [392,1 K], добавлен 13.02.2011Назначение, конструкция и рабочий процесс котла парового типа КЕ 4. Расчет объемов и энтальпий воздуха и продуктов сгорания. Тепловой баланс котла и расход топлива. Тепловой расчет топочной камеры, конвективного пучка, теплогенератора, экономайзера.
курсовая работа [182,6 K], добавлен 28.08.2014Выбор температуры уходящих газов и коэффициента избытка воздуха. Расчет объемов воздуха и продуктов сгорания, а также энтальпии воздуха. Тепловой баланс теплового котла. Расчет теплообменов в топке, в газоходе парового котла. Тепловой расчет экономайзера.
курсовая работа [242,4 K], добавлен 21.10.2014Конструкция котлоагрегата, топочной камеры, барабанов и сепарационных устройств, пароперегревателя. Тепловой расчет парового котла ПК-10. Объемы и энтальпии воздуха и продуктов сгорания, экономичность работы. Расчет конвективного пароперегревателя.
курсовая работа [2,6 M], добавлен 15.03.2014Описание конструкции котла и топочного устройства. Расчет объемов продуктов сгорания топлива, энтальпий воздуха. Тепловой баланс котла и расчет топочной камеры. Вычисление конвективного пучка. Определение параметров и размеров водяного экономайзера.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 20.01.2014Расчетно-технологическая схема трактов парового котла. Выбор коэффициентов избытка воздуха. Топливо и продукты горения. Тепловой баланс парового котла. Определение расчетного расхода топлива. Выбор схемы топливосжигания. Проверочно-конструкторский расчет.
курсовая работа [436,4 K], добавлен 23.05.2013Характеристика парового котла тепловой электростанции ТП-42. Пересчет нормативного состава топлива и теплоты сгорания на заданную влажность и зольность. Расчет количества воздуха и объемов продуктов сгорания. Определение объема реконструкции котла.
курсовая работа [452,0 K], добавлен 15.01.2015Паропроизводительность котла барабанного типа с естественной циркуляцией. Температура и давление перегретого пара. Башенная и полубашенная компоновки котла. Сжигание топлива во взвешенном состоянии. Выбор температуры воздуха и тепловой схемы котла.
курсовая работа [812,2 K], добавлен 16.04.2012Расчетно-технологическая схема трактов парового котла. Выбор коэффициентов избытка воздуха. Тепловой баланс парового котла. Определение расчетного расхода топлива. Расход топлива, подаваемого в топку. Поверочный тепловой расчет топочной камеры и фестона.
курсовая работа [3,4 M], добавлен 13.12.2011Краткое описание котла ДКВР-10. Объемы и энтальпии воздуха и продуктов сгорания. Тепловой расчет топки, определение температуры газов на выходе. Расчет ограждающей поверхности стен топочной камеры. Геометрические характеристики пароперегревателя.
курсовая работа [381,0 K], добавлен 23.11.2014