Тепловой и гидравлический расчёт парогенератора ТГМП-114
Техническая характеристика парогенератора ТГМП-114. Расчёт объёмов и энтальпий воздуха и продуктов сгорания. Расчёт котельного агрегата. Аэродинамический расчёт водяного экономайзера. Расчёт экранных труб на прочность. Выбор дымососа и вентилятора.
Рубрика | Физика и энергетика |
Вид | курсовая работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 11.04.2012 |
Размер файла | 197,5 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Введение
Корпус котла выполнен в П-образной компоновке и включает в себя топочную камеру, конвективную шахту и соединяющий их горизонтальный газоход.
Топочная камера экранирована панелями и горизонтальной набивкой из труб (Сталь 12ХIМФ) диаметром 38х6 мм, с шагом 41 мм. По ходу газоходов поверхности нагрева в топке расположены в следующем порядке НРЧ, СРЧ, ВРЧ-1, ВРЧ-2, топочный экран и экраны поворотной камеры. В горизонтальном газоходе располагаются ширмовый перегреватель (I и II ступеней), в опускном газоходе - конвективный пароперегреватель высокого давления (КПП с.к.д.), конвективный пароперегреватель низкого давления I и II ступеней и водяной экономайзер.
Для защиты поверхностей нагрева и регулирования температуры первичного и вторичного пара имеются впрыски питательной воды: впрыск I установлен до ширмы I ступени, впрыск II в рассечке КПП с.к.д. На промперегревателе аварийный впрыск установлен перед выходной ступенью.
Топочная камера оборудована шестью вихревыми газомазутными горелками ВТИ-ТКЗ, расположенными встречно по три грелки. Производительность горелки по мазуту 6000 кг/ч, по газу 6300 м3/ч при нормальных физических условиях. Распыл мазута осуществляется механическими фарсунками «Факел».
Для регулирования температуры вторичного пара предусмотрена газовая рециркуляция. Газы отбираются за водяным экономайзером и подаются в топочную камеру в зону на 2000 мм ниже оси горелок.
Вне здания котельной на корпус котла устанавливается по два регенеративных воздухоподогревателя РВП-68Г, обеспечивающих подогрев воздуха до 3310С при нормальной нагрузке.
1. Техническая характеристика парогенератора ТГМП-114
Паропроизводительность котла |
D, т/ч |
475 |
|
Расход вторичного пара |
Dвт, т/ч |
380 |
|
Температура питательной воды |
tПВ, 0С |
260 |
|
Давление питательной воды |
pПВ, кгс/см2 |
310 |
|
Температура перегретого пара |
tПП, 0С |
560 |
|
Давление перегретого пара |
pПП, кгс/см2 |
255 |
|
Температура вторичного пара на входе в парагенератор |
t'ВП, 0С |
310 |
|
Давление вторичного пара на входе в парагенератор |
p'ВП, кгс/см2 |
39 |
|
Температура вторичного пара на выходе из парагенератор |
t''ВП, 0С |
570 |
|
Давление вторичного пара на выходе из парагенератор |
p''ВП, кгс/см2 |
37 |
|
Температура горячего воздуха |
tГВ, 0С |
330 |
|
Топливо - газ Рудки - Минск |
Расчётные характеристики газа
СН4 84,5%
С2Н6 3,8%
С3Н8 1,9%
С4Н12 0,9%
С5Н12 0,3%
N2 7,8%
CO2 0,8%
Qнс 8550 ккал/м3
ссг.тл. 0,837 кг/м3
2. Расчёт объёмов и энтальпий воздуха и продуктов сгорания
1. Теоретическое количество сухого воздуха, необходимое для полного сгорания топлива (коэффициент избытка воздуха б=1)
подставив значения исходных величин получим
м3/м3
2. Теоретический объём азота
или
м3/м3
3. Объём трёхатомных газов определяем по следующей формуле
4. Теоретический объём водяных паров
м3/м3
5. Плотность сухого воздуха
кг/м3
6. Масса дымовых газов
кг/м3
Из таблицы ХХ [1 стр. 201] определяем коэффициент избытка воздуха в топке бТ=1.1:
потеря теплоты от химического недожога q3=0.5%
тепловое напряжение объёма топки qV=300·103 ккал/(м3·ч)
Воспользовавшись таблицей XVI [1 стр. 198] определяем коэффициент избытка воздуха
в пароперегревателе
в водяном экономайзер
в регенеративном воздухоподогревателе
7. Объёмы газов, объёмные доли трёхатомных газов
Таблица 2.1
Рассчитываемая величина |
размерность |
|||||
газоходы |
||||||
топка |
пароперегреватель |
Водяной экономайзер |
воздухоподогреватель |
|||
Средний коэффициент избытка воздуха |
- |
1,1 |
1,13 |
1,15 |
1,35 |
|
м3/м3 |
0,952 |
1,238 |
1,428 |
3,332 |
||
м3/м3 |
2,115 |
2,12 |
2,123 |
2,154 |
||
м3/м3 |
11,7 |
11,998 |
12,191 |
14,126 |
||
0,0888 |
0,0867 |
0,085 |
0,074 |
|||
0,179 |
0,175 |
0,172 |
0,149 |
|||
0,268 |
0,262 |
0,257 |
0,223 |
Энтальпия продуктов сгорания Таблица 2.2
v, оС |
I=Iг0+(-1)Iв0, кДж/м3 |
I=Iг0+(-1)Iв0, кДж/м3 |
|||||||||
т=1,1 п/п=1,13 |
в/э = 1,15 в/п = 1,35 |
||||||||||
I |
I |
I |
I |
I |
I |
I |
I |
||||
100 |
1479,1 |
1261,19 |
1668,3 |
1700 |
1920,5 |
1955,7 |
|||||
200 |
2987,47 |
2539,4 |
3368,3 |
1741 |
3876,2 |
200,7 |
|||||
300 |
4533,58 |
3838,04 |
1806,4 |
5109,3 |
1786,5 |
5876,5 |
2051,4 |
||||
400 |
6121,59 |
5162,08 |
6792,7 |
6792,7 |
6895,9 |
1833,5 |
7928,3 |
||||
500 |
7751,5 |
6519,64 |
8599,1 |
1839,5 |
8729,4 |
1867,3 |
|||||
600 |
9410,74 |
7906,53 |
10438,6 |
1895,25 |
10596,7 |
1923,9 |
|||||
700 |
11120,26 |
9335,32 |
12333,85 |
1950,84 |
12520,6 |
1979,5 |
|||||
800 |
12884,25 |
10772,5 |
14284,7 |
1984,3 |
14500,1 |
2013,1 |
|||||
900 |
14681,76 |
12209,66 |
16269,0 |
2018,6 |
16513,2 |
2048,1 |
|||||
1000 |
16508,6 |
13684,5 |
17877 |
1986,95 |
18287,6 |
2032,4 |
18561,3 |
||||
1100 |
18343,82 |
15201,32 |
19863,95 |
1995,25 |
2032,0 |
2040,8 |
|||||
1200 |
20187,42 |
16718,1 |
21859,2 |
2049,78 |
22360,8 |
2095,2 |
|||||
1300 |
22085,5 |
18234,88 |
23908,98 |
2079,02 |
24456,0 |
2103,7 |
|||||
1400 |
24017,08 |
19709,37 |
25988 |
2080 |
26589,7 |
2117 |
|||||
1500 |
25931,9 |
21343,86 |
28066,3 |
2108,8 |
28706,6 |
2155,2 |
|||||
1600 |
27884,45 |
22902,5 |
30174,7 |
2116,4 |
30861,8 |
2163 |
|||||
1700 |
29845,4 |
24457,03 |
32291,1 |
2129,3 |
33024,8 |
2176,1 |
|||||
1800 |
31818,86 |
26015,7 |
34420,4 |
2162,07 |
35200,9 |
2209,8 |
|||||
1900 |
33824,68 |
27607,9 |
36582,47 |
2169,85 |
37410,7 |
||||||
2000 |
35811,9 |
29204,3 |
38732,36 |
2179,24 |
|||||||
2100 |
38731,5 |
30800,7 |
40911,6 |
2183,4 |
|||||||
2200 |
39855,3 |
32397,1 |
43094,99 |
2191,8 |
|||||||
2300 |
41883,24 |
34035,4 |
45286,8 |
2195,4 |
|||||||
2400 |
43919,58 |
35627,6 |
47482,3 |
2208,6 |
|||||||
2500 |
45964,3 |
37265,9 |
4969,9 |
3. Геометрические характеристики
3.1 Топочная камера
Рис. 3.1 Схема поточной камеры
Рассчитываемая величина |
Обозначение |
Размерность |
Формула или обозначение |
Расчёт |
|
Диаметр и толщина экранных труб |
dxд |
мм |
По чертежу |
32x6 |
|
Шаг труб |
S1 |
мм |
По чертежу |
41 |
|
Поверхности |
|||||
Фронтовой стены |
FФ |
м2 |
По рис. 3.1. |
230,6 |
|
Задней стены |
FЗ |
м2 |
По рис. 3.1. |
230,6 |
|
Боковой стены |
FБ |
м2 |
По рис. 3.1. |
132,7 |
|
Пода |
FП |
м2 |
По рис. 3.1. |
64,6 |
|
Суммарная поверхность стен топочной камеры |
FCT |
м2 |
800 |
||
Объём топочной камеры |
VT |
м3 |
По рис. 3.1. |
1406 |
|
Эффективная толщина излучающего слоя |
S |
м |
6,3 |
3.2 Ширмовой перегреватель
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
Диаметр и толщина труб |
dxд |
мм |
По чертежу |
32x6 |
|
Количество параллельно включенных труб |
nтр |
По чертежу |
49·12=228 |
||
Количество ширм |
nш |
По чертежу |
12 |
||
Средний шаг между ширмами |
S1 |
мм |
По чертежу |
10600/(12+1)=815 |
|
Продольный шаг |
S2 |
мм |
По чертежу |
35 |
|
Относительный поперечный шаг |
1 |
S1/d |
815/32=25,5 |
||
Относительный продольный шаг |
2 |
S2/d |
35/32=1,09 |
||
Поверхность нагрева ширм |
Нш |
м2 |
22Alnшх |
221,549,5120,98=688 |
|
Дополнительная поверхность нагрева в области ширм |
Ндоп |
м2 |
По чертежу |
24,256,1+9,510,6+ +4,2510,6=198 |
|
Поверхность выходного окна |
Нвых |
м2 |
По чертежу |
6,110,6=65 |
|
Лучевоспринимающая поверхность ширм |
Нл.ш |
м2 |
|||
Дополнительная лучевоспринимающая поверхность |
Нл.доп |
м2 |
Нвых-Нл.ш |
65-50,2=14,8 |
|
Живое сечение для газов |
Fг |
м2 |
|||
Живое сечение для пара |
fп |
м2 |
|||
Эффективная толщина излучающего слоя |
S |
м |
3.3 Поворотная камера
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
Подвесные экономайзерные трубы диаметр и толщина |
dx |
мм |
по чертежу |
32х6 |
|
количество |
n |
по чертежу |
752=150 |
||
Поверхность нагрева |
Нэк |
м2 |
ndln |
3,140,0324,66150=80 |
|
Поверхности нагрева: |
|||||
входного окна |
Нвх |
м2 |
по чертежу |
4,610,6=49,5 |
|
выходного окна |
Нвых |
м2 |
по чертежу |
6,07*10,6=64 |
|
боковых стен |
Нб |
м2 |
по чертежу |
4,666,92=64 |
|
потолка и задней стенки |
Н |
м2 |
По чертежу |
6,910,6+4,6610,6=122,5 |
|
экранов поверхностей камеры |
Нэкр |
м2 |
Нб+Н |
64+122,5=186,5 |
|
Поверхность ограждающих стен |
Н |
м2 |
Нэкр+Нвх+Нвых |
186,5+49,5+64=300 |
|
Объем поверхностной камеры |
V |
м3 |
по чертежу |
||
Эффективная толщина излучающего слоя |
S |
м |
|||
Живое сечение для газов |
Fг |
м2 |
l1l2-nl1d |
4,6610,6-7,546,60,052=42 |
|
3.4. Конвективный пароперегреватель высокого давления |
|||||
Диаметр и толщина труб |
dх |
мм |
по чертежу |
32х6 |
|
Расположение |
по чертежу |
шахматное |
|||
Поперечный шаг |
S1 |
мм |
по чертежу |
140 |
|
Продольный шаг |
S2 |
мм |
по чертежу |
50 |
|
Количество параллельно включенных труб |
n |
по чертежу |
1503=450 |
||
Длина труб |
l |
м |
по чертежу |
26,5 |
|
Поверхность нагрева |
Н |
м2 |
псln |
3,140,03226,5450=1198 |
|
Живое сечение для газов |
Fг |
м2 |
АВ-сln |
6,0710,6-0,0325,975=50,1 |
|
Живое сечение для пара |
fп |
м2 |
|||
Эффективная толщина излучающего слоя |
S |
м |
0,9d() |
0,222 |
3.5. Вторичный перегреватель (выходной пакет)
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
Диаметр и толщина труб |
dxд |
мм |
по чертежу |
454,5 |
|
Расположение |
по чертежу |
шахматное |
|||
Поперечный шаг |
S1 |
мм |
по чертежу |
140 |
|
Продольный шаг |
S2 |
мм |
по чертежу |
100 |
|
Количество параллельно включенных труб |
n |
по чертежу |
1502=300 |
||
Длина трубы |
l |
м |
по чертежу |
18,7 |
|
Поверхность нагрева |
Н |
м2 |
dln |
3,140,045-18,2300=1550 |
|
Живое сечение для газа |
Fг |
м2 |
АВ-dln |
6,0710,6-0,455,2150=44 |
|
Живое сечение для пара |
fп |
м2 |
|||
Эффективная толщина излучающего слоя |
S |
м |
|||
3.5. Вторичный перегреватель (входной пакет) |
|||||
Диаметр и толщина труб |
dx |
мм |
по чертежу |
423,5 |
|
Расположение |
по чертежу |
шахматное |
|||
Поперечный шаг |
S1 |
мм |
по чертежу |
130 |
|
Продольный шаг |
S2 |
мм |
по чертежу |
65 |
|
Количество параллельно включенных труб |
n |
по чертежу |
2902=580 |
||
Длина трубы |
l |
м |
по чертежу |
43,3 |
|
Поверхность нагрева |
Н |
м2 |
dln |
3,140,03543,32902=3312 |
|
Живое сечение для газов |
F2 |
м2 |
АВ-dln |
6,0710,6-0,0425,275=48 |
|
Живое сечение для пара |
fп |
м2 |
|||
Эффективная толщина излучающего слоя |
S |
м |
|||
3.7. Водяной экономайзер |
|||||
Диаметр и толщина труб |
dx |
мм |
по чертежу |
326 |
|
Расположение |
по чертежу |
шахматное |
|||
Поперечный шаг |
S1 |
мм |
по чертежу |
100 |
|
Продольный шаг |
S2 |
мм |
по чертежу |
50 |
|
Количество параллельно включенных труб |
n |
по чертежу |
2402=480 |
||
Длина трубы |
l |
м |
по чертежу |
50,2 |
|
Поверхность нагрева |
Н |
м2 |
dln |
3,140,03250,24802=2420 |
|
Живое сечение для газов |
F2 |
м2 |
АВ-dln |
6,0710,6-0,0325,2120=44,4 |
|
Живое сечение для пара |
fп |
м2 |
|||
Эффективная толщина излучающего слоя |
S |
м |
3.8 Регенеративный воздухоподогреватель
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
Диаметр ротора |
D |
мм |
по рис. 3.2. |
6800 |
|
Диаметр ступицы |
d |
мм |
по рис. 3.2. |
420 |
|
Количество воздухоподогревателей на котел |
n |
по чертежу |
2 |
||
Количество секторов |
по чертежу |
24(13 газовых, 9 воздушных и 2 разделительных) |
|||
Доли поверхности, омываемой газами и воздухом |
х1, х2 |
13/24=0,542; 9/24=0,375 |
|||
Живое сечение газов |
Fг |
м2 |
0,785D2внх1крклn |
0,7856,820,5420,910,852=31,9 |
|
Живое сечение воздуха |
Fв |
м2 |
0,785D2внх2крклn |
0,7856,820,3750,910,8592=22,1 |
|
Эквивалентный диаметр |
dэ |
мм |
По п. 7-29 /1/ |
9,6 |
|
Высота набивки (горячей) |
hг |
м |
по рис. 3.2 |
1,2 |
|
Высота набивки (холодной) |
hх |
м |
по рис. 3.2 |
0,6 |
|
Поверхность нагрева |
|||||
горячей части |
Нг |
м2 |
0,950,785D2внкрсhг |
0,950,7856,820,913651,22=30300 |
|
холодной части |
Нх |
м2 |
0,950,785D2внкрсhх |
0,950,7856,820,913650,62=13005 |
4. Тепловой расчет котельного агрегата
4.1 Тепловой баланс
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
Располагаемое тепло топлива |
кДж/м3 |
36405,58 |
|||
Температура уходящих газов |
tух |
оС |
Принята предварительно |
125 |
|
Энтальпия уходящих газов |
Iух |
кДж/м3 |
По табл. 2.2 |
2800,56 |
|
Температура холодного воздуха |
tхв |
оС |
принята предварительно |
30 |
|
Энтальпия холодного воздуха |
Iхв |
кДж/м3 |
По табл. 2.2 |
578,4 |
|
Потери тепла от химического недожога |
q3 |
% |
По табл.хх/ / |
0,5 |
|
от механического недожога |
q4 |
% |
для газа |
0 |
|
с уходящими 89газами |
q2 |
% |
|||
в окружающую среду |
q5 |
% |
По п.5-10 / / |
0,39 |
|
Сумма тепловых потерь |
q |
% |
q2 + q3 + q4 + q5 |
6,62 |
|
Коэффициент полезного действия котлоагрегата (брутто) |
% |
100-q |
93,58 |
||
Давление перегретого пара за котлоагергатом |
Рпп |
кгс/см2 |
Задано |
255 |
|
Температура перегретого пара за котлом |
tпп |
оС |
Задана |
560 |
|
Энтальпия перегретого пара |
Iпп |
кДж/кг |
по табл. / / |
3369 |
|
Температура питательной воды |
tпв |
оС |
задана |
260 |
|
Энтальпия питательной воды |
Iпв |
кДж/кг |
по табл. / / |
1134 |
|
Расход вторичного пара |
Dвт |
т/ч |
задан |
380 |
|
Давление вторичного пара на входе в котлоагрегат |
P'вт |
угс/см2 |
задан |
39 |
|
Температура вторичного пара |
t'вт |
оС |
задана |
310 |
|
Энтальпия |
кДж/кг |
по табл. / / |
3087 |
||
Давление вторичного пара на выходе из котла |
P”вт |
кгс/см2 |
задана |
37 |
|
Температура вторичного пара на выходе из котла |
t”вт |
оС |
задана |
570 |
|
Энтальпия |
кДж/кг |
по табл. / / |
3636 |
||
Тепло, полезно используемое в котлоагрегате |
Qка |
кДж/кг |
D(iпп-iпв)+Dвт(i"вт-i'вт) |
475(3369-1134)+380(3636-3087)=1,27109 |
|
Полезный, полный расход топлива |
В |
м3/ч |
|||
Расчетный расход |
Вр |
м3/ч |
В(1-) |
36575 |
|
Коэффициент сохранения тепла |
0,996 |
4.2. Топка
Коэффициент избытка воздуха в топке |
т |
из табл. ХIХ / / |
1,1 |
||
Температура горячего воздуха |
tгв |
оС |
принята |
330 |
|
Энтальпия горячего воздуха |
I'гв |
кДж/м3 |
по табл. 2.2 |
4235,25 |
|
Тепло, вносимое воздухом в топку |
Qв |
кДж/м3 |
тI'гв+I'хв |
1,14235,25+378,4=5037,18 |
|
Полезное тепловыделение в топке |
Qт |
кДж/кг |
36405,58+5037,18=43025 |
||
Теоретическая температура горения |
vа |
оС |
По табл. 2.2 |
2188 |
|
Относительное положение максимальных температур по высоте |
хт |
хт=хг= |
|||
Коэффициент |
М |
по п. 6-13 /1/ М =0,54-0,2хт |
0,54-0,20,1195=0,51 |
||
Температура газов на выходе из топки |
v"т |
оС |
принята предварительно |
1200 |
|
Энтальпия |
I"т |
кДж/м3 |
по табл. 2.2 |
21859,2 |
|
Средняя суммарная теплоемкость продуктов сгорания |
vcср |
кДж/м3оС |
|||
Произведение |
рпS |
мкгс/см2 |
prпS |
1,030,2686,3=1,74 |
|
Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами |
kг |
по номограмме 3 /1/ |
0,27 |
||
Оптическая толщина |
kps |
kгpsrп |
0,271,74=0,469 |
||
Степень черноты факела |
ф |
по номограмме 2 /1/ |
0,38 |
||
Средний коэффициент тепловой эффективности |
ср |
||||
Степень черноты топочной камеры |
- |
По номограмме [1] |
0,485 |
||
Температура газов на выходе из топки |
0С |
1354 |
|||
Энтальпия |
кДж/м3 |
По табл 2.2. |
25048,3 |
||
Количество тепла, воспринятого в топке |
кДж/м3 |
17904,8 |
|||
Средняя тепловая нагрузка лучевоспринимающей поверхности нагрева |
кДж/м2·ч |
827070,5 |
|||
Теплонапряжение топочного объема (до ширм) |
кДж/м2·ч |
947037,1 |
|||
4.3. Ширмовый перегреватель |
|||||
Температура газов на входе |
v' |
0С |
Из расчёта |
1354 |
|
Энтальпия |
I' |
кДж/м3 |
По табл. 2.2. |
25048,3 |
|
Лучистое тепло, воспринятое плоскостью входного сечения ширм |
Qл.вх |
кДж/м3 |
По п. 7-04 [1] |
1186,2 |
|
Поправочный коэффициент для учета излучения на пучек за ширмами |
- |
По п. 7-04 [1] |
0,7 |
||
Температура газов на выходе |
v” |
0С |
Принята предварительно |
1060 |
|
Средняя температура газов |
v |
0С |
0,5(v'+v”) |
1154 |
|
Произведение |
PnS |
м·кгс/см2 |
prns |
0,23 |
|
Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами |
kГ |
м·кгс/см2 |
По номограмме 3 [1] |
1,11 |
|
Оптическая толщина |
kpS |
- |
kГrnps |
0,2553 |
|
Степень черноты газов |
- |
По номограмме 2 [1] |
0,225 |
||
Угловой коэффициент входного на выходное сечение ширм |
- |
0,043 |
|||
Теплоизлучение из топки и ширм I ступени |
Qл.вых |
кДж/м3 |
284 |
||
Тепло, получаемое из топки ширмами I ступени |
Qл.мед |
кДж/м3 |
902 |
4.4 Поворотная камера
Температура газов на входе |
v' |
оС |
Из расчета ШПП |
1060 |
|
Энтальпия |
i' |
кДж/м3 |
По табл. 2.2 |
19507,94 |
|
Температура газов на выходе |
v" |
оС |
Принимаем |
990 |
|
Энтальпия |
i" |
кДж/м3 |
По табл. 2.2 |
18085,74 |
|
Тепловосприятие в поворотной камере |
Q |
кДж/м3 |
(i'-i") |
0,996(19507,94-18085,4)=1416,3 |
|
Средняя температура газов |
v |
оС |
0,5(v'+v") |
1025 |
|
Средняя скорость газов в сечении подвесных труб |
к.под |
ккал/м2чс |
По номограмме 12 /1/ |
530,0911,00,96=46 |
|
Средняя температура пара в экранных трубах |
t |
оС |
Принята предварительно |
430 |
|
Коэффициент загрязнения экранов |
м2чс/ккал |
По п.7-36 /1/ |
0,0015 |
||
Температура наружной поверхности загрязнений |
t3 |
оС |
t+t |
450 |
|
Произведение |
рпS |
мкгс/см2 |
hrnS |
1,030,2684,07=1,12 |
|
Коэффициент охлаждения лучей трехатомными газами |
kг |
см2/м2кгс |
по номограмме3 /1/ |
0,58 |
|
Оптическая толщина |
kpS |
KгrnpS |
0,581,12=0,65 |
||
Коэффициент теплоотдачи излучением |
л.экр |
ккал/м2чс |
По номограмме 19 /1/ |
2170,9750,41=86,75 |
|
Тепловосприятие экранов по уравнению тепловосприятия |
Qт.экр |
кДж/м3 |
|||
Тепловая нагрузка экранов |
qэкр |
кДж/м3ч |
Qт.экрВр/Н |
992,336575/186,45=194453,6 |
|
Средняя температура в подвесных трубах |
t |
оС |
Принимаем |
340 |
|
Температура наружной поверхности подвесных труб |
t3 |
оС |
t+qпод |
340+0,0015*68000=442 |
|
Коэффициент теплоотдачи излучением к подвесным трубам |
л |
ккал/м2чс |
по номограмме 19 |
800,960,9=70,2 |
|
Средний коэффициент теплоотдачи к подвесным трубам |
к.под+л |
ккал/м2чс |
к.под+л |
70,2+46=116,2 |
|
Тепловосприятие подвесных труб |
Qт.под |
кДж/м3 |
|||
Тепловая нагрузка подвесных труб |
qпод |
кДж/м3 оС |
621,536575/80=283849,4 |
||
Суммарное тепловосприятие подвесных труб |
Qт |
кДж/м3 |
Qт.экр+Qт.под |
992,3+621,5=1613,8 |
|
Отношение тепловосприятий |
Qт/Q |
% |
Qт/Q100 |
1613,8/1718100=93,9 |
4.5 Конвективный пароперегреватель высокого давления (КПП ВД)
Температура газов на входе |
v' |
оС |
из расчета КП |
990 |
|
Энтальпия |
I' |
кДж/м3 |
табл. 2.2 |
18085,74 |
|
Температура газов на выходе |
v" |
оС |
принята предварительно |
850 |
|
Энтальпия |
I" |
кДж/м3 |
по табл.2.2 |
15294 |
|
Тепло, отданное газами |
Q |
кДж/м3 |
(I'-I") |
0,966(18085,74-15294)=2780,57 |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
В том числе |
|||||
тепловосприятие ступени |
Qбп |
кДж/м3 |
принято |
2620 |
|
подвесных труб |
Qбж |
кДж/м3 |
принято |
52,0 |
|
Прирост энтальпии |
i |
кДж/м3 |
QбпВр/D |
262036575/475000=202 |
|
Температура пара на выходе |
t" |
оС |
задана |
570 |
|
Энтальпия |
i" |
кДж/кг |
по табл. /2/ |
3610,9 |
|
Энтальпия пара на входе |
i' |
кДж/кг |
i"-i |
3409,1 |
|
Температура на входе |
t' |
оС |
по табл. /2/ |
482 |
|
Средняя температура газов |
v |
оС |
0,5(v'-v"0 |
920 |
|
Средняя температура пара |
t |
оС |
0,5(t'+t") |
526 |
|
Температурный напор |
t |
оС |
v-t |
394 |
|
Средняя скорость газов |
2 |
м/с |
|||
Коэффициент теплоотдачи конвекции |
к |
ккал/м2чоС |
по номограмме 13 /1/ |
601,01,050,98=61,74 |
|
Средний удельный объем |
v |
м3/кг |
по табл. /2/ |
0,099 |
|
Средняя скорость газа |
u |
v/c |
|||
Коэффициент теплоотдачи от стенок к пару |
г |
ккал/м2чоС |
по номограмме 15 /1/ |
4100,96=393,6 |
|
Коэффициент загрязнения |
м2чоС/ккал |
по п. 7-57 |
0,002 |
||
Температура наружной поверхности загрязнения |
t3 |
оС |
|||
Произведение |
РпS |
мкгс/см2 |
рrпS |
0,059 |
|
Коэффициент ослабления лучей трехатомными частицами |
rг |
см/м2кгс |
по номограмме 3 /1/ |
2,98 |
|
Оптическая толщина |
kрS |
kгrпрS |
2,980,059=0,176 |
||
Коэффициент теплоотдачи излучением |
л |
ккал/м2чоС |
по номограмме 19 /1/ |
2100,950,115=22,9 |
|
То же с учетом объема, находящегося перед пучком |
'л |
ккал/м2чоС |
|||
Тепловосприятие по уравнению теплопередачи |
Qт.п |
кДж/кг2 |
|||
Коэффициент теплопередачи |
k |
||||
Отношение тепловосприятий |
Qтп/Qбп |
% |
Qтп/Qбп100 |
2587/2620=98,7 |
|
Температура среды в подвесных трубах |
t |
оС |
принята |
320 |
|
Тепловосприятие подвесных труб |
Qт.эк |
кДж/кг |
|||
Отношение тепловосприятий |
Qт.эк/Qб.эк |
% |
Qт.эк/Qб.эк100 |
49,7/52100=95,7 |
4.6 Вторичный конвективный перегреватель (ВКПП-II выходная ступень)
Температура газа |
v' |
оС |
из расчета КПП ВД |
850 |
|
Энтальпия |
i' |
кДж/м3 |
по табл. 2.2 |
15294 |
|
Температура газов на выходе |
v" |
оС |
принимаем |
745 |
|
Энтальпия |
i" |
кДж/м3 |
по табл. 2.2 |
13211,7 |
|
Тепло, отданное газами |
Qб |
кДж/м3 |
(i'-i") |
0,996(15294-13211,7)=2073,97 |
|
Тепловосприятие ступени |
Qбп |
кДж/м3 |
принимаем |
1952,5 |
|
подвесных труб |
Qбж |
кДж/м3 |
принимаем |
152 |
|
Прирост энтальпии |
i |
кДж/м3 |
1952,536515/475000=150,2 |
||
Температура пара на выходе |
t" |
оС |
задана |
570 |
|
Энтальпия |
i" |
кДж/кг |
по табл. /2/ |
3611,78 |
|
Энтальпия пара на входе |
i' |
кДж/кг |
i"-i |
3461,58 |
|
Температура пара на входе |
t' |
оС |
по табл. /2/ |
505 |
|
Температурный напор |
t |
оС |
v-t |
797,5-537,5=260 |
|
Средняя температура газов |
v |
оС |
0,5(v'+v") |
797,5 |
|
Средняя температура пара |
t |
оС |
0,5(t'+t") |
537,5 |
|
Средняя скорость газов |
u |
м/c |
|||
Коэффициент теплоотдачи конвекцией |
r |
ккал/м2чоС |
по номограмме12 /1/ |
831,010,98=82,15 |
|
Средний удельный объем пара |
v |
м3/кг |
по табл. /2/ |
0,07105 |
|
Средняя скорость пара |
п |
м/с |
Dv/3600f |
3800000,07105/36000,305=24,6 |
|
Коэффициент теплоотдачи от стенки к пару |
г |
ккал/м2чоС |
по номограмме 15 /1/ |
10000,96=960 |
|
Коэффициент загрязнения |
м2чоС/ккал |
по рис. 7.11 и п. 7-2 |
0,002 |
||
Температура наружной поверхности загрязнений |
t3 |
оС |
603,87 |
||
Произведение |
РпS |
мкгс/см2 |
РrпS |
1,010,2670,216=0,058 |
|
Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами |
kг |
см2/мкгс |
по номограмме 3 /1/ |
1,15 |
|
Оптическая толщина |
kрS |
kгrгpS |
1,150,058=0,0667 |
||
Коэффициент теплоотдачи излучением |
k |
по номограмме 19 |
1400,950,195=16,5 |
||
Тоже с учетом объема перед пучком |
'л |
22,3 |
|||
Коэффициент теплоотдачи |
k |
23,3 |
|||
Тепловосприятие ступени по уравнению тепловосприятия |
Qт.п. |
кДж/м3 |
1897 |
||
Отношение тепловосприятий |
% |
98,1 |
|||
Средняя температура среды в подвесных трубах |
t |
0С |
Принята предварительно |
320 |
|
Тепловосприятие подвесных труб |
Qт.эк. |
кДж/м3 |
148 |
||
Отношение тепловосприятий |
% |
97,4 |
4.7 Вторичный конвективный перегреватель (ВКПП-I входная ступень)
Температура газов на входе |
v' |
оС |
из расчета КПП ВД |
745 |
|
Энтальпия |
i' |
кДж/м3 |
по табл. 2.2 |
13211,7 |
|
Температура газов на выходе |
v" |
оС |
принимаем |
470 |
|
Энтальпия |
i" |
кДж/м3 |
по табл. 2.2 |
8057,2 |
|
Тепло, отданное газами |
Qб |
кДж/м3 |
(i'-i") |
3133,9 |
|
Прирост энтальпии |
i |
кДж/м3 |
395 |
||
Температура пара на выходе |
t" |
оС |
Из расчёта ВКПП-II |
505 |
|
Энтальпия |
i" |
кДж/кг |
по табл. /2/ |
3611,78 |
|
Энтальпия пара на входе |
i' |
кДж/кг |
i"-i |
78 |
|
Температура пара на выходе |
t' |
оС |
по табл. /2/ |
378 |
|
Средня температура газов |
v |
оС |
0,5(v'+v") |
607,5 |
|
Средняя температура газа |
t |
оС |
0,5(t'+t") |
441,5 |
|
Температурный напор |
t |
оС |
v-t |
166 |
|
Средняя скорость газов |
u |
м/c |
8,3 |
||
Коэффициент теплоотдачи конвекции |
к |
по номограмме12 /1/ |
75,2 |
||
Средний удельный объем |
v |
м3/кг |
по табл. /2/ |
0,1419 |
|
Средняя скорость пара |
п |
м/с |
Dv/3600fп |
26,7 |
|
Коэффициент теплоотдачи от стенки к пару |
г |
по номограмме 15 /1/ |
1309,5 |
||
Коэффициент загрязнения |
По. 7-58 [2] |
0,002 |
|||
Температура наружной поверхности загрязнения |
t3 |
оС |
462 |
||
Произведение |
РпS |
мкгс/см2 |
РrпS |
0,051 |
|
Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами |
kг |
см2/мкгс |
по номограмме 3 /1/ |
3,2 |
|
Оптическая толщина |
kрS |
kгrгpS |
0,028 |
||
Коэффициент теплоотдачи излучением |
л |
по номограмме 19 |
20,97 |
||
Тоже с учетом объема перед пучком |
'л |
29,77 |
|||
Коэффициент теплоотдачи |
k |
20,8 |
|||
Тепловосприятие ступени по уравнению теплопередачи |
Qт.п. |
кДж/м3 |
3011,37 |
||
Отношение тепловосприятий |
% |
98 |
4.8. Водяной экономайзер
Температура газов на входе |
v' |
оС |
из расчета КПП-I |
470 |
|
Энтальпия |
i' |
кДж/м3 |
по табл. 2.2 |
8057,2 |
|
Температура газов на выходе |
v" |
оС |
принимаем |
340 |
|
Энтальпия |
i" |
кДж/м3 |
по табл. 2.2 |
5823,9 |
|
Тепло, отданное газами |
Qб |
кДж/м3 |
(i'-i") |
2224,4 |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
Прирост энтальпии |
i |
кДж/м3 |
171,3 |
||
Температура на выходе |
t' |
оС |
Из расчёта ВКПП-II |
260 |
|
Энтальпия |
i' |
кДж/кг |
по табл. /2/ |
1135 |
|
Энтальпия воды на выходе |
i” |
кДж/кг |
i"+i |
1306,3 |
|
Температура |
t” |
оС |
по табл. /2/ |
298 |
|
Средня температура газов |
v |
оС |
0,5(v'+v") |
405 |
|
Средняя температура воды |
t |
оС |
0,5(t'+t") |
279 |
|
Температурный напор |
t |
оС |
v-t |
126 |
|
Средняя скорость газов |
Г |
м/c |
7,16 |
||
Коэффициент теплоотдачи конвекции |
к |
по номограмме13 /1/ |
65,65 |
||
Средний удельный объем |
v |
м3/кг |
по табл. /2/ |
0,00126 |
|
Средняя скорость воды |
в |
м/с |
Dv/3600fп |
1,1 |
|
Коэффициент теплоотдачи от стенки к пару |
г |
по номограмме 15 /1/ |
656,8 |
||
Коэффициент загрязнения |
По. 7-58 [2] |
0,001 |
|||
Температура наружной поверхности загрязнения |
t3 |
оС |
299,2 |
||
Произведение |
РпS |
мкгс/см2 |
РrпS |
0,039 |
|
Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами |
kг |
см2/мкгс |
по номограмме 3 /1/ |
4,5 |
|
Оптическая толщина |
kрS |
kгrгpS |
0,1755 |
||
Коэффициент теплоотдачи |
л |
по номограмме 19 |
7,35 |
||
Тоже с учетом объема |
'л |
8,7 |
|||
Коэффициент теплоотдачи |
k |
66 |
|||
Тепловосприятие ступени по уравнению теплопередачи |
Qт. |
кДж/м3 |
2203 |
||
Отношение тепловосприятий |
% |
99,04 |
4.9 Регенеративный воздухоподогреватель
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
Температура газов на выходе |
tг.в. |
оС |
Принимаем |
330 |
|
Энтальпия |
I"гв |
кДж/м3 |
По табл. 2.2 |
628,17 |
|
Отношение горячего воздуха на выходе к теоретическому |
"вп |
Из расчета топки |
1,1 |
||
Присос воздуха |
из табл. XVI /1/ |
0,2 |
|||
Температура воздуха на входе |
tпр |
оС |
принимаем |
110 |
|
Энтальпия |
I"пр |
кДж/м3 |
по табл. 2.2 |
2116,1 |
|
Энтальпия газов на входе |
I' |
кДж/м3 |
из расчета ВЭ |
5823,9 |
|
Температура |
v' |
оС |
из расчета ВЭ |
340 |
|
Тепловосприятие по балансу |
Qб |
кДж/м3 |
1,15(6287,17-2116,1)=4796,6 |
||
Энтальпия газов на выходе |
I" |
кДж/м3 |
5823,39-4796,6/0,996+0,16492,31=3925,2 |
||
Температура газов |
v" |
оС |
по табл. 2.2 |
2005 |
|
Средняя температура газов |
v |
оС |
0,5(v'+v") |
0,5(205+340)=275,5 |
|
Средняя температура воздуха |
t |
оС |
0,5(t'+t") |
0,5(330+110)=220 |
|
Температурный напор |
t |
оС |
v-t |
57,5 |
|
Средняя температура стенки |
tст |
оС |
|||
Средняя скорость газов |
2 |
м/с |
|||
Средняя скорость воздуха |
в |
м/с |
|||
Коэффициент теплопередачи от газа к стенке |
ккал/м2чс |
по номограмме 18 / / |
371,10,981,54=61,4 |
||
от стенки к воздуху |
ккал/м2чс |
по номограмме 18 /1/ |
481,10,981,54=79,7 |
||
Коэффициент использования |
по п. 7-59 /1/ |
0,8 |
|||
Коэффициент теплопередачи |
k |
ккал/м2чс |
|||
Тепловосприятие по уравнению теплопередачи |
Qт |
кДж/м3 |
|||
Минимальная температура стенки |
оС |
||||
Отношение тепловосприятий |
Qт/Q |
% |
Qт/Q100 |
4814,2/4796,6=98,1 |
4.10 Регенеративный воздухоподогреватель (холодная часть)
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
Температура воздуха на выходе |
tгв |
оС |
из расчета РВП (r.ч) |
110 |
|
Энтальпия |
кДж/м3 |
по табл.2.2 |
2116,1 |
||
Температура воздуха на входе |
tхв |
оС |
принимаем |
40 |
|
Энтальпия |
кДж/м3 |
по табл.2.2 |
768 |
||
Энтальпия газов на входе |
I' |
кДж/м3 |
из расчета РВП (r.ч) |
3925,2 |
|
Температура |
v' |
оС |
из расчета РВП (r.ч) |
205 |
|
Тепловосприятие по балансу |
Qб |
кДж/м3 |
1250,3 |
||
Энтальпия газов на выходе |
I"ух |
кДж/м3 |
2257,0 |
||
Температура газов на выходе |
v"ух |
оС |
по табл. 2.2 |
115 |
|
Средняя температура газов |
v |
оС |
0,5(v'+v") |
160 |
|
Средняя температура воздуха |
t |
оС |
0,5(t'+t") |
75 |
|
Средний температурный напор |
t |
оС |
v-t |
85 |
|
Температура стенки |
tст |
оС |
125 |
||
Средняя скорость газов |
wг |
м/с |
7,35 |
||
Средняя скорость воздуха |
wв |
м/с |
9,7 |
||
Коэффициент теплоотдачи |
|||||
от газа к стенке |
"к |
ккал/м2чс |
по номограмме 18 / / |
45,5 |
|
от стенки к воздуху |
вк |
ккал/м2чс |
по номограмме 18 / / |
55 |
|
Коэффициент использования |
по п. 7-59 / / |
0,8 |
|||
Коэффициент теплопередачи |
k |
ккал/м2чс |
8,9 |
||
Тепловосприятие по уравнению теплопередачи |
Qт |
кДж/м3 |
120 |
||
Отношение тепловосприятия |
Qт/Q |
% |
Qт/Q100 |
98,5 |
5. Аэродинамический расчёт водяного экономайзера
Верхний пакет водяного экономайзера.
Сопротивление одного ряда
кг/м2
Поправочные коэффициенты при шахматном расположении
Сопротивление верхнего пакета экономайзера
кг/м2
Нижний пакет экономайзера
Сопротивление одного ряда
кг/м2
Поправочные коэффициенты при шахматном расположении
Сопротивление нижнего пакета экономайзера
кг/м2
6. Расчёт экранных труб на прочность
В основу расчёта положен принцип оценки прочности по предельной нагрузке при расчетном давлении
Где расчётное давление, равное 15,6 Мпа;
DH - наружный диаметр, равный 50 мм;
- коэффициент прочности; для углеродистых сталей ;
- допустимое напряжение, при расчётной температуре t=4400C
Мпа
С - прибавка на толщину стенки, равна 1 мм
мм
Следовательно экранные трубы выдержат данную нагрузку, т.к. в них заложен необходимый запас прочности.
парогенератор дымосос вентилятор котельный
7. Выбор дымососа и вентилятора
Расчётная производительность
м3/ч
Расчётное сопротивление с запасом 20%
кг/м2
Поправочный коэффициент
Приведенный расчётный напор
кг/м2
Принят к установке дымососа ДОД-28,5
n=395 об/мин
Производительность м3/ч
Напор кг/м2
КПД %
Мощность на валу кВт
Мощность электродвигателя кВт
Запас:
На производительность
По напору
На мощность
По справочным данным выбираем вентилятор горячего дутья ВГД-20У
Производительность 900·103 м3/ч
Полное давление 377 кгс/м2
Литература
1. Тепловой расчёт котельных агрегатов (Нормативный метод). Под ред.
Н.В. Кузнецова и др., М., «Энергия», 1973г.
2. Пособие по курсовому проектированию парогенераторов (тепловой расчёт парогенераторов) для студентов специальности 0305 «Тепловые электрические станции» Под ред. проф. С.М. Шварцмана
3. Ривкин С.Л., Александров А.А. Теплофизические свойства воды и водяного пара.
М.: Энергия, 1980 г.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Расчетные характеристики топлива. Расчёт объема воздуха и продуктов сгорания, КПД, топочной камеры, фестона, пароперегревателя I и II ступеней, экономайзера, воздухоподогревателя. Тепловой баланс котельного агрегата. Расчёт энтальпий по газоходам.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 27.01.2016Тепловая схема котельного агрегата Е-50-14-194 Г. Расчёт энтальпий газов и воздуха. Поверочный расчёт топочной камеры, котельного пучка, пароперегревателя. Распределение тепловосприятий по пароводяному тракту. Тепловой баланс воздухоподогревателя.
курсовая работа [987,7 K], добавлен 11.03.2015Применение котлоагрегата в работе тепловой электростанции. Задачи конструктивного и поверочного расчета котла. Теплота сгорания смеси топлив и их характеристики. Объёмы воздуха и продуктов сгорания, энтальпия. Расчёт теплового баланса парогенератора.
курсовая работа [2,4 M], добавлен 04.11.2009Определение состава топлива для котельной установки, расчёт объёмов и энтальпий воздуха и продуктов сгорания. Определение геометрических характеристик топочной камеры, расчёт конвективного парогенератора, конвективных поверхностей нагрева топок.
курсовая работа [488,4 K], добавлен 27.10.2011Основные цели поверочного расчета. Предназначение котельного агрегата БКЗ 210-140. Тепловой расчет парогенератора: анализ пароперегревателя, фестона, перегревателя, сущность конструктивных размеров воздухоподогревателя. Анализ дымососа и вентилятора.
курсовая работа [207,7 K], добавлен 12.03.2012Определение состава и энтальпий дымовых газов. Определение конструктивных размеров и характеристик топочной камеры. Тепловосприятие водяного экономайзера. Аэродинамический расчёт газового тракта котла. Поверочно-конструктивный расчёт котельного пучка.
курсовая работа [373,9 K], добавлен 02.04.2015Конструктивные характеристики котельного агрегата, схема топочной камеры, ширмового газохода и поворотной камеры. Элементарный состав и теплота сгорания топлива. Определение объёма и парциальных давлений продуктов сгорания. Тепловой расчёт котла.
курсовая работа [2,2 M], добавлен 05.08.2012Описание парового котла. Состав и теплота сгорания топлива. Расчёт объемов и энтальпий воздуха, теплосодержания дымовых газов и продуктов сгорания, потерь теплоты и расхода топлива, топочной камеры, теплообмена в топке и конвективных поверхностей нагрева.
курсовая работа [1000,2 K], добавлен 19.12.2015Назначение и параметры котельного агрегата. Описание пароводяного тракта, поверхности нагрева. Расчет объемов и энтальпий воздуха и продуктов сгорания. Тепловой баланс котла и топочной камеры. Расчет водяного экономайзера, уточнение теплового баланса.
курсовая работа [525,8 K], добавлен 16.06.2014Аксонометрическая схема воздушного тракта. Подбор дымососа и дымовой трубы. Расчёт сопротивления воздухоподогревателя. Аэродинамический расчёт газового тракта. Подвод к первой горелке. Выбор дутьевого вентилятора. Сопротивление горелочного устройства.
курсовая работа [298,1 K], добавлен 17.08.2013