Главная Коллекция "Otherreferats" Производство и технологии Розрахунок парового котла Е-50-4-440 Г

Розрахунок парового котла Е-50-4-440 Г

Опис конструкції котельного агрегату і принцип його роботи. Конструкторський та тепловий розрахунок котла. Розподіл теплового навантаження по контурам циркуляції. Аеродинамічний розрахунок та випробування міцності барабану. Вибір димової труби.

Рубрика Производство и технологии
Вид дипломная работа
Язык украинский
Дата добавления 17.09.2012
Размер файла 4,0 M

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.

Страница:

Размещено на http://www.allbest.ru/

Анотація

В даній пояснювальній записці представлені розрахунок парового котла Е-50-4-440 Г та індивідуальне завдання оглядового плану. Згідно розрахунку даного котельного агрегату був одержаний ККД, що становить 93,75%.

Даний розрахунок розділений на розділи, які включають в себе вступ, опис конструкції котельного агрегату, тепловий розрахунок котельного агрегату, теплогідравлічний розрахунок, аеродинамічний розрахунок газового тракту котельного агрегату, розрахунок на міцність елементів парового котла.

Графічна частина включає в себе креслення загального виду - повздовжній та поперечний розрізи котла, теплову схему.

Зміст

Вступ

1. Опис конструкції котельного агрегату і принцип його роботи

2. Тепловий розрахунок парового котла

2.1 Вихідні дані для розрахунку

2.2 Газовий розрахунок котельного агрегату

2.2.1 Розрахунок теоретичного об'єму повітря і димових газів

2.2.2 Розрахунок коефіцієнтів надлишку повітря та присосів

2.2.3 Розрахунок дійсних об'ємів газів, об'ємні долі газів

2.3 Тепловий баланс котельного агрегату

2.4 Конструкторський та тепловий розрахунок топкової камери

2.4.1 Конструкторський розрахунок топкової камери

2.4.2 Тепловий розрахунок топкової камери

2.5 Розрахунок фестона

2.5.1 Конструктивні розміри та характеристики фестона

2.5.2 Тепловий розрахунок фестона

2.6 Розрахунок стельового пароперегрівача

2.6.1 Конструктивні розміри та характеристики

2.6.2 Тепловий розрахунок стельового пароперегрівача

2.7 Розрахунок пароперегрівача

2.7.1 Загальна частина розрахунку

2.7.2 Конструктивні характеристики першої ступені пароперегрівача

2.7.3 Розрахунок першої ступені пароперегрівача

2.7.4 Розрахунок другої ступені пароперегрівача

2.7.5 Конструктивні характеристики другої ступені пароперегрівача

2.8 Розрахунок повітрепідігрівача

2.9 Розрахунок водяного економайзера

2.10 Непогодженість теплового балансу парового котла

3. Гідравлічний розрахунок

3.1 Розподіл теплового навантаження по контурам циркуляції

3.2 Розрахунок контуру циркуляції

3.3 Визначення надійності природної циркуляції в контурі

4. Розрахунок на міцність елементів парового котла

4.1 Розрахунок на міцність стінки барабана

4.1.1 Перша група послаблення

4.1.2 Друга група послаблення

4.1.3 Третя група послаблення

4.1.4 Четверта група послаблення

4.1.5 Розрахунок товщини стінки барабана

4.2 Розрахунок на міцність еліптичного днища барабана

4.3 Розрахунок на міцність стінки труби пароперегрівача

4.4 Розрахунок на міцність стінки вихідної камери пароперегрівача

5. Аеродинамічний розрахунок

5.1 Розрахунок газової сторони

5.1.1 Вихідні дані для аеродинамічного розрахунку котельного агрегату

5.1.2 Опір фестона та стельового пароперегрівача

5.1.3 Опір конвективного пароперегрівача

5.1.4 Опір водяного економайзера

5.1.5 Опір повітрепідігрівника

5.1.6 Опір поворотів конвективного та підйомного газоходів

5.1.7 Сумарний опір газового тракту

5.1.8 Опір газового тракту парогенератора з урахуванням поправок

5.1.9 Самотяга парового котла в межах газового тракту

5.1.10 Вибір димової труби

5.1.11 Повний перепад тисків в газовому тракті парового котла

5.1.12 Вибір димососа

5.1.13 Вибір електродвигуна

5.2 Розрахунок повітряної сторони

5.2.1 Опір повітряного тракту

5.2.2 Сумарний опір повітряного тракту

5.2.3 Повний тиск повітряного тракту

5.2.4 Вибір вентилятора

5.2.5 Вибір електродвигуна

Висновок

Список літератури

Вступ

На даний час близько 60% електроенергії в світі виробляється на теплових електростанціях у теплосилових циклах парових турбін, пар для яких генерується енергетичними паровими котлами. І хоча сучасні світові тенденції напрямлені в сторону зростання частки атомної енергетики, задачі підвищення ефективності теплових паротурбінних циклів залишаються досить актуальними.

Метою даної роботи є проект парового котла з природною циркуляцією паропродуктивністю 50 т/год температурою та тиском перегрітої пари відповідно 440 0С та 4 МПа без проміжного перегріву. Котел спроектований на основі прототипу котла ГМ-50-1. Призначений для спалювання природного газу.

1. Опис конструкції котельного агрегату і принцип його роботи

Котельний агрегат Е-50-4-440Г призначений для генерації пари з наступними параметрами: тиск пари температура перегрітої пари , паропродуктивність . Вид палива - природний газ. Поздовжній розріз котлоагрегата зображено на рисунку 1.1.

Продукти згоряння палива одразу після виходу з топки проходять фестон, що представляє собою розріджений трьохрядний пучок труб (60Ч3 мм) заднього топкового екрану.

Стельовий пароперегрівач призначений для зняття теплоти переважно шляхом променистого теплообміну. Складається з 65-ти труб 32Ч3 мм, розташованих в один ряд.

Труби конвективного пароперегрівача розміщені горизонтальним змієвиком у шаховому порядку, мають діаметр 32Ч3 мм і поперечний крок 75 мм. Площа поверхні складає 145,8 м2. В конвективному пароперегрівачі пара перегрівається до необхідних .

За пароперегрівачем розташований водяний економайзер киплячого типу, виконаний у вигляді двох блоків гладкотрубних змієвиків. Рошташування труб - шахове, діаметр 28Ч3 м, поперечний крок труб - 70 мм, поздовжній - 50 мм. Живильна вода поступає в водяний економайзер з температурою і нагрівається до температури насичення .

Нагріта вода після економайзера подається по трубам в барабан, що являє собою циліндричну ємкість, в якій відбувається процес відділення парової фази від рідкої. До барабану підводяться підйомні екранні та опускні труби. Рідка фаза рухається по опускним трубам в нижній колектор, а потім по екранним підйомним трубам піднімається вгору в барабан. Рух середовища ґрунтується на принципі природної циркуляції, що виникає за рахунок різниці густин в підйомних і опускних трубах. Різниця густин в свою чергу виникає за рахунок того, що підйомні екранні труби обігріваються димовими газами, а отже густина робочого тіла в них менше, ніж в опускних трубах.

Трьохходовий стальний повітропідігрівник цілком розташовано в окремій (підйомній) шахті. Повітропідігрівник представляє собою утилізаційну поверхню нагріву, призначену для зниження температури газів, що відходять, внаслідок чого підвищується ККД котельного агрегату. Гаряче повітря, яке подається в топку, покращує процес займання та горіння палива, підвищує температуру продуктів згорання, що сприяє зниженню втрат від хімічного та механічного недопалу. Проходячи через повітряпідігрівник, повітря нагрівається до . Для забезпечення більшої компактності використано труби 33Ч1,5 м з поперечним і поздовжнім кроками відповідно 43 та 33 мм.

Обмуровка топочної камери - цегляна з обв'язочним каркасом, поворотного і опускного газоходів, виконана із вогнестійкого бетону, а газоход водяного економайзеру має металічні стіни та теплову ізоляцію.

Рисунок 1.1 - Поздовжній розріз котла ГМ-50-1 [3]

2. Тепловий розрахунок парового котла

2.1 Вихідні дані для розрахунку

Таблиця 2.1 - Вихідні дані

Прототип

ГМ-50-1

Паливо

Природний газ трубопроводу Уренгой-Вужгород

Паропродуктивність , т/год

50

Тиск перегрітої пари , МПа

4

Температура перегрітої пари

440

Температура гарячого повітря

270

Температура димових газів на виході з котельної установки

125

Температура живильної води на вході в економайзер

165

Температура повітря в навколишньому середовищі

30

Продувка P, %

2,5

Таблиця 2.2 - Розрахункові характеристики палива (Табл. IV стор. 140 [1])

Назва газопроводу

Склад газу по об'єму, %

Нижча теплота згоряння,

Уренгой-Вужгород

98,9

0,12

0,01

0,01

0,06

0,9

35,59

2.2 Газовий розрахунок котельного агрегату

2.2.1 Розрахунок теоретичного об'єму повітря і димових газів

Таблиця 2.3 - Теоретичні об'єми газів

Величина

Позначення

Розрахункова формула

Результат,

Теоретична кількість сухого повітря, необхідного для повного спалювання палива

9,440746

Теоретичний об'єм азота

7,467189

Теоретичний об'єм трьохатомних газів

0,9927

Теоретичний об'єм водяної пари

2,146896

Теоретичний об'єм продуктів згорання

10,606785

2.2.2 Розрахунок коефіцієнтів надлишку повітря та присосів

Таблиця 2.4 - Присоси повітря та коефіцієнти надлишку повітря

Газохід, поверхня нагріву

Коефіцієнт надлишку повітря за поверхнею або газоходом,

Присос повітря в газоході або поверхні нагріву,

Топка

=1,1

= 0,08

Газохід, поверхня нагріву

Коефіцієнт надлишку повітря за поверхнею або газоходом,

Присос повітря в газоході або поверхні нагріву,

Фестон

=1,1

= 0

Стельовий пароперегрівач

=1,1

= 0

Пароперегрівач

=1,115

= 0,015

Водяний економайзер

=1,195

= 0,08

Повітропідігрівник

=1,255

= 0,06

2.2.3 Розрахунок дійсних об'ємів газів, об'ємні долі газів

Таблиця 2.5 - Дійсні об'єми газів та об'ємні долі газів

Назва величини та розрахункова формула

Топка, Фестон, С.П.П.

Пароперегрівач

Водяний економайзер

Повітропідігрівник

Коефіцієнт надлишку повітря

1,1

1,115

1,195

1,255

Середній коефіцієнт надлишку повітря поверхні нагріву

1,1

1,1075

1,155

1,225

Дійсний об'єм водяних парів

2,1621

2,1632

2,1705

2,1811

Повний об'єм газів

11,5661

11,6380

12,0937

12,7652

Об'ємна частка

0,0858

0,0853

0,0821

0,0778

Об'ємна частка

0,1869

0,1859

0,1795

0,1709

Сумарна частка та

0,2728

0,2712

0,2616

0,2486

Таблиця 2.6 - Ентальпії продуктів згоряння у частинах газового тракту

Частини газового тракту і коефіцієнти надлишку повітря

Топка/Фестон/C.П.П

Пароперегрівач

Водяний економайзер

Повітропідігрівник

І

?І

І

?І

І

?І

І

?І

100

1246,18

1462,68

1587,30

-

1605,99

-

1705,69

-

1780,46

-

200

2511,24

2948,52

3199,64

1612,34

3237,31

1631,32

3438,21

1732,52

3588,89

1808,43

300

3804,62

4476,07

4856,53

1656,89

4913,60

1676,29

5217,97

1779,76

5446,25

1857,36

400

5116,88

6045,53

6557,22

1700,69

6633,97

1720,37

7043,32

1825,35

7350,34

1904,09

500

6457,47

7651,58

8297,33

1740,11

8394,19

1760,22

8910,79

1867,46

9298,23

1947,90

600

7835,82

9292,75

10076,33

1779,00

10193,87

1799,68

10820,73

1909,95

11290,88

1992,65

700

9242,49

10976,79

11901,03

1824,70

12039,67

1845,80

12779,07

1958,34

13333,62

2042,74

800

10668,04

12755,04

13821,85

1920,81

13981,87

1942,20

14835,31

2056,24

15475,39

2141,77

900

12093,60

14490,34

15699,70

1877,86

15881,11

1899,24

16848,59

2013,28

17574,21

2098,82

1000

13556,91

16298,58

17654,27

1954,57

17857,63

1976,52

18942,18

2093,59

19755,60

2181,38

1100

15057,99

18110,79

19616,59

1962,32

19842,46

1984,83

21047,10

2104,92

21950,58

2194,99

1200

16559,07

19929,09

21584,99

1968,40

21833,38

1990,92

23158,11

2111,00

24151,65

2201,07

1300

18230,08

21800,90

23623,91

2038,91

23897,36

2063,98

25355,77

2197,66

26449,57

2297,92

1400

19598,99

23709,69

25669,59

2045,68

25963,58

2066,22

27531,49

2175,73

28707,43

2257,86

1500

21137,83

25603,64

27717,43

2047,84

28034,49

2070,92

29725,52

2194,03

30993,79

2286,36

1600

22686,11

27528,62

29797,23

2079,80

30137,52

2103,03

31952,41

2226,89

33313,58

2319,79

1700

24224,95

29467,14

31889,64

2092,41

32253,01

2115,49

34191,01

2238,60

35644,51

2330,93

1800

25763,80

31423,87

34000,25

2110,61

34386,71

2133,69

36447,81

2256,80

37993,64

2349,13

1900

27349,84

33400,85

36135,83

2135,59

36546,08

2159,38

38734,07

2286,26

40375,06

2381,42

2000

28926,45

35369,11

38261,75

2125,92

38695,65

2149,57

41009,77

2275,70

42745,35

2370,29

2100

30578,58

37360,80

40418,65

2156,90

40877,33

2181,68

43323,62

2313,85

45158,33

2412,98

2200

32089,10

39358,92

42567,83

2149,18

43049,17

2171,84

45616,30

2292,68

47541,64

2383,31

2300

33712,90

41361,47

44732,76

2164,93

45238,46

2189,29

47935,49

2319,19

49958,26

2416,62

2400

35308,39

43374,63

46905,47

2172,70

47435,09

2196,64

50259,76

2324,28

52378,27

2420,00

2500

36913,32

45386,63

49077,96

2172,49

49631,66

2196,57

52584,73

2324,96

54799,53

2421,26

Ентальпії теоретичних об'ємів повітря і продуктів згоряння при розрахунковій температурі визначаються за формулами:

, ; ,.

Ентальпія димових газів: , .

Рисунок 2.1- Ентальпії димових газів у частинах газового тракту

2.3 Тепловий баланс котельного агрегату

Таблиця 2.7 - Тепловий баланс котельного агрегату

Величина

Одиниця виміру

Результат

Найменування

Позначення

Формула або спосіб розрахунку

Теплота палива, що мається

35590

Втрата теплоти від хімічної неповноти згоряння

Таблиця 4.6. Расчётные характеристики камерных топок при D>21 кг/с [2]

%

0,5

Втрата теплоти від механічної неповноти згоряння

Таблиця 4.6. Расчётные характеристики камерных топок при D>21 кг/с [2]

%

0

Втрата теплоти від зовнішнього охолодження

Рис. 3-1, стор.17 [3]

%

0,78

Температура газів, що відходять

Таблиця 1.6. Температура подогрева воздуха, стор.16 [2]

oC

125

Ентальпія газів, що відходять

f(), Таблиця 2.4 - Ентальпії продуктів згоряння

2232,56

Температура повітря в котельній

За умовою

oC

30

Ентальпія повітря в котельній

f(),Таблиця 2.4 - Ентальпії продуктів згоряння

368,19

Втрата теплоти з газами, що відходять

%

4,97

Сума теплових втрат

%

6,25

ККД парогенератора

%

93,75

Коефіцієнт збереження теплоти

1

0,9917

Паропродуктивність агрегата

13,889

Тиск пари в барабані

4,4

Питома ентальпія перегрітої пари

, Таблица XXIV Удельные обьёмы и энтальпии перегретого пара (стор.184 [1])

3307,7

Питома ентальпія живильної води

, Таблиця XXIV Удельные обьёмы и энтальпии воды (стор.181 [1])

699,6

Значення продувки

Згідно завдання

%

2,5

Питома ентальпія води за температури кипіння і тиску в барабані

, Таблица XXIII Удельные объёмы и энтальпии сухого насыщенного пара и воды на кривой насыщения (стор.179[1])

1115,5

Теплота, що корисно використовується в агрегаті

36368,02

Повна витрата палива

1,090

Розрахункова витрата палива

1,090

2.4 Конструкторський та тепловий розрахунок топкової камери

2.4.1 Конструкторський розрахунок топкової камери

Таблиця 2.8 - Конструкторський розрахунок топкової камери

Величина

Позначення

Од. виміру

Розрахункова формула або спосіб визначення

Результат

1

2

3

4

5

Кількість пальників

Приймаємо

4

Швидкість руху палива через перетин пальника

Приймаємо

44

Площа перетину пальника

0,1375

Розрахунковий діаметр пальника

0,419

Діаметр пальника

Пальник ГМГ - 5,5/7 [4]

0,42

Відстань між осями пальників

1,092

Відстань від осі пальника до стіни

1,254

Розрахункова глибина топкової камери

3,6

Глибина топкової камери

З конструктивних міркувань

3,6

Розрахункова ширина топкової камери

4,998

Ширина топкової камери

З конструктивних міркувань

5

Максимально допустиме теплове навантаження топкової камери

Таблиця 4-5, стор. 24 [3];

Таблиця ХХ, стoр. 175, стор.103-104 [1]

264

Мінімальний допустимий об'єм топки

146,948

Розрахунковий об'єм топкової камери

146,948

Площа бокової стіни топкової камери

29,389

Площа вікна фестона

10,568

Висота вікна фестона

2,114

Орієнтовні геометричні розміри топки

1

Задаємось

40

40

20

1,383

1,619

1,981

2,586

-0,304

0,679

0,473

1,088

3,238

25,064

6,962

6,659

Площа фронтової стіни топкової камери

53,139

Площа задньої стіни топкової камери

41,728

Площа стін топкової камери

164,215

Висота топкової камери

8,115

Висота розміщення пальників

1,26

Відносна висота розміщення пальників

1

0,1553

Відносна висота розміщення максимуму температури в топковій камері

1

0,1553

Ширина зони біля кутів топкової камери

0,15

Площа неекранованих ділянок бокової стіни

0,458

Площа екранованої поверхні фронтової стіни

49,951

Площа екранованої поверхні бокової стіни

26,889

Площа екранованої поверхні задньої стіни

39,224

Відносний крок труб на боковому екрані

1

1,2

Відносний крок труб на фронтовому екрані

1

1,284

Відносний крок труб на задньому екрані

1

1,284

Зовнішній діаметр труб екранів

60

60

Крок труб на боковому екрані

72

Крок труб на фронтовому екрані

77

Крок труб на задньому екрані

77

Кількість труб на боковому екрані

44

Кількість труб на фронтовому екрані

60

Кількість труб на задньому екрані

60

2.4.2 Тепловий розрахунок топкової камери

Таблиця 2.9 - Тепловий розрахунок топкової камери

Величина

Позначення

Од. виміру

Розрахункова формула або спосіб визначення

Результат

1

2

3

4

5

Кутовий коефіцієнт фронтового екрана

1

Приймаємо

0,97

Кутовий коефіцієнт бокового екрана

1

0,97

Кутовий коефіцієнт заднього екрана

1

0,97

Кутовий коефіцієнт вікна фестона

1

1

Промінесприймаюча поверхня нагріву фронтового екрана

48,452

Промінесприймаюча поверхня нагріву бокового екрана

26,082

Промінесприймаюча поверхня нагріву заднього екрана

38,048

Промінесприймаюча поверхня нагріву вікна фестона

10,568

Повна промінесприймаюча поверхня нагріву

149,232

Ступінь екранування топкової камери

1

0,909

Ефективна товщина випромінюючого шару

3,22

Коефіцієнт, що враховує зниження теплосприйняття екрану при забрудненні

1

Таблиця 6-3, стор. 42 [1]

0,65

Середнє значення коефіцієнта теплової ефективності екранів

1

0,5907

Теплота, що вноситься до топкової камери з повітрям

3514,39

Корисне тепловиділення в топковій камері

38926,44

Температура продуктів згорання на виході з топки

Приймаємо

1100

Абсолютна температура продуктів згорання на виході з топки

1373

Ентальнія димових газів на виході з топкової камери

Таблиця 2.4 - Ентальпії продуктів згоряння

19617

Адіабатична температура продуктів згорання

Таблиця 2.4 - Ентальпії продуктів згоряння

2031

Адіабатична температура продуктів згорання

°K

2304

Середня сумарна теплоємкість димових газів

20,75

Коефіцієнт поглинання променів газовою фазою продуктів згорання

1,40

Коефіцієнт поглинання променів частинками сажі

1,42

Сумарний коефіцієнт послаблення променів

1,54

Критерій Бугера

1

0,50

Ефективне значення критерія Бугера

1

0,69

Параметр забаластова-ності димо-вих газів

1

1,37

Параметр, що визначає розміщення макси-мального тепловиді-лення в топці

1

0,42

Дійсна температура на виході з топкової камери

1106

Різниця прийнятої і дійсної температури на виході топкової камери

6

Дійсна ентальпія на виході з топкової камери

Таблиця 2.4 - Ентальпії продуктів згоряння

19733

Теплосприй-няття топко-вої камери

19035

2.5 Розрахунок фестона

2.5.1 Конструктивні розміри та характеристики фестона

Таблиця 2.10 - Конструктивні розміри та характеристики фестона

Величина

Позначення

Од. виміру

Розрахункова формула або спосіб визначення

Результат

1

2

3

4

5

Внутрішній діаметр труб

Труби заднього екрана

54

Зовнішній діаметр труб

60

Кількість труб заднього екрана

1

З розрахунку топкової камери

60

Кількість рядів фестона

1

Приймаємо 

3

Кількість труб в ряді

1

20

Поперечний крок труб

243

Повздовжній крок труб

Приймаємо

300

Відносно поперечний крок труб

1

4,05

Відносно повздовжній крок труб

1

5

Середня довжина труб, що обігрівається

2,114

Поверхня нагріву фестона

23,9038

Площа стін топкової камери, зайнята фестоном

10,5678

2.5.2 Тепловий розрахунок фестона

Таблиця 2.11 - Тепловий розрахунок фестона

Величина

Позначення

Од. виміру

Розрахункова формула або спосіб визначення

Результат

1

2

3

4

5

6

7

Кутовий коефіцієнт фестона

1

Номограма 1[1], шаховий пучок

0,72

Проміне-сприймаюча поверхня

7,6088

Розрахункова поверхня нагріву

16,295

Температура газів перед фестоном

1100

Падіння температури на фестоні

Задаємось

30

60

90

Температура газів за фестоном

1076

1046

1016

Середня температура газів

1091

1076

1061

Ентальпія газів перед фестоном

Таблиця 2.4 - Ентальпії продуктів згоряння

19733

Ентальнія газів за фестоном

Таблиця 2.4 - Ентальпії продуктів згоряння

19142

18553

17965

Теплосприй-няття фестона за тепловим балансом

586

1170

1753

Температура насичення води

Таблиця XXIII Удельные обьёмы и энтальпии СНП и воды на кривой насыщения, стор. 179 [1]

256,05

Різниця температур середовищ на початку теплообмінної поверхні

849,8

Різниця температур середовищ в кінці теплообмінної поверхні

819,8

789,8

759,8

Температурний напір

834,8

819,8

804,8

Площа живого перерізу для проходу газу

8,0315

Середня швидкість газів в пучку

7,84

7,76

7,67

Номінальний коефіцієнт тепловіддачі конвекцією

Номограма 8, стор.222 [1]

65

64

63

Поправка на кількість рядів труб

Сz

1

Номограма 8, стор.222 [1]

0,89

Поправка на геометрію пучка

Сs

1

Номограма 8, стор.223 [1]

0,9

Поправка на фізичні характеристики потоку

Сф

1

Номограма 8, стор.223 [1]

1,038

1,038

1,038

Коефіцієнт тепловіддачі конвекцією

54,04

53,21

52,38

Ефективна товщина випромінюючого шару

1,3383

Розрахункове значення

0,037

Коефіцієнт послаблення променів трьохатомними газами

2,26

2,29

2,31

Коефіцієнт послаблення променів частинками сажі

1,41

1,39

1,37

Сумарний коефіцієнт послаблення променів

2,40

2,43

2,45

Критерій Бугера

1

0,3259

0,3291

0,3322

Температура поверхневих забруднень

°К

554

Ступінь чорноти газів

1

0,2781

0,2804

0,2827

Номінальний коефіцієнт тепловіддачі випромінюванням

Номограма 18, стор.238 [1]

212

208

204

Поправка на відсутність золових частинок

1

Номограма 18, стор.238 [1]

0,97

Коефіцієнт тепловіддачі випромінюванням

50,22

51,12

52,03

Коефіцієнт використання поверхні нагріву

1

[1] п.7-41

1

Коефіцієнт тепловіддачі

104,26

104,33

104,41

Коефіцієт теплової ефективності

1

табл. 7-5, стор. 70 [1]

0,8

Коефіцієнт теплопередачі

83,41

83,47

83,53

Теплосприйняття за рівнянням теплопередачі

1040,9

1022,9

1004,9

Температура газів за фестоном

Рисунок 2.4 - Залежність теплосприйняття фестона від температури продуктів згоряння

1053

Середня температура газів у фестоні

1079

Теплосприйняття фестону

Рисунок 2.4 - Залежність теплосприйняття фестона від температури продуктів згоряння

1027

Падіння температури

53

Ентальнія газів за фестоном

Таблиця 2.4 - Ентальпії продуктів згоряння

18694,3

Середня швидкість газів

7,77

Рисунок 2.3 - Конструктивна схема фестону

У результаті розрахунку теплового балансу для кожного із заданих значень температур продуктів згоряння за фестоном, , отримано величини теплосприйняття фестона за рівнянням теплового балансу та рівнянням теплопередачі. Ці величини для відповідних значень температури наносяться на графік . Дійсне значення знаходиться на перетині ліній та .

2.6 Розрахунок стельового пароперегрівача

2.6.1 Конструктивні розміри та характеристики

Таблиця 2.12 - Конструктивні розміри та характеристики

Величина

Позначення

Од. виміру

Розрахункова формула або спосіб визначення

Результат

Внутрішній діаметр труб

Згідно прототипу

32

Зовнішній діаметр труб

26

Крок труб

75

Відносний крок труб

1

2,344

Кількість труб

1

65

Середня довжина труб, що обігрівається

1

Згідно прототипу

2,77

Поверхня нагріву стельового пароперегрівача

18,1

Площа стін топкової камери, стельовим пароперегрівачем

13,85

2.6.2 Тепловий розрахунок стельового пароперегрівача

Таблиця 2.13 - Тепловий розрахунок стельового пароперегрівача

Величина

Позначення

Од. виміру

Розрахункова формула або спосіб визначення

Результат

1

2

3

4

5

6

7

Кутовий коефіцієнт с.п.п.

1

Номограма 1[1], а) 1), стор. 214

0,91

Промінесприймаюча поверхня

12,6035

Температура газів перед с.п.п.

1053

Падіння температури на с.п.п.

Задаємось

30

60

90

Температура газів за с.п.п.

1023

993

963

Середня температура газів

1038

1023

1008

Ентальпія газів перед с.п.п.

Таблиця 2.4 - Ентальпії продуктів згоряння

18694

Ентальнія газів за с.п.п.

Таблиця 2.4 - Ентальпії продуктів згоряння

18400

18106

17811

Теплосприйняття с.п.п. за тепловим балансом

291,92

583,84

875,76

Ентальпія насиченої пари на вході до с.п.п.

2797,2

Ентальпія насиченої пари на виході з с.п.п.

2820,1

2843,0

2865,9

Температура насиченої пари на вході до першої ступені

Таблиця XXIII Удельные обьёмы и энтальпии СНП и воды на кривой насыщения, стор. 179 [1]

256,05

Температура перегрітої пари на виході з с.п.п.

, Таблица XXV Удельные объёмы и энтальпии перегретого пара при докритическом давлении, стор. 189 [1]

261,9

268,0

274,2

Середня температура пари в с.п.п.

259,0

262,0

265,1

Різниця температур середовищ на початку теплообмінної поверхні

797

Різниця температур середовищ в кінці теплообмінної поверхні

761,1

725,0

688,8

Температурний напір

779,8

761,2

742,4

Питомий об'єм пари

, Таблица XXV Удельные объёмы и энтальпии перегретого пара при докритическом давлении, стор. 189 [1]

0,04566

0,04624

0,04681

Швидкість пари у трубах

18,37

18,61

18,84

Номінальний коефіцієнт тепловіддачі конвекцією при повздовжньому омиванні труб парою

, Номограма 12, стор. 230 [1]

2000

2050

2100

Поправка на геометрію каналу

1

, Номограмма 12, стор. 230 [1]

1,025

Коефіцієнт тепловіддачі конвекцією при повздовжньому омиванні труб парою

2050

2101,3

2152,5

Ефективна товщина випромінюючого шару

м

З прототипу

1,38

Коефіцієнт послаблення променів трьохатомними газами

2,317

2,342

2,367

Коефіцієнт послаблення променів частинками сажі

1,341

1,321

1,301

Сумарний коефіцієнт послаблення променів

2,451

2,474

2,497

Критерій Бугера

1

0,342

0,345

0,348

Термічний опір забруднення

п.7-43, стор.70 [1]

0,0015

Температура поверхневих забруднень

°К

662,4

811,2

959,2

Ступінь чорноти газового потоку

1

0,2084

0,2197

0,2309

Номінальний коефіцієнт тепловіддачі випромінюванням

, Номограма 18, стор.238 [1]

196

198

200

Поправка на відсутність золових частинок

1

, Номограма 18, стор.238 [1]

0,9825

0,9775

0,9725

Коефіцієнт тепловіддачі випромінюван-ням від димових газів до труб

55,76

56,48

57,20

Коефіцієнт використання поверхні нагріву

1

[1] п.7-41

1

Коефіцієнт тепловіддачі від димових газів до труб

б1

55,76

56,48

57,20

Коефіцієнт теплової ефективності

ш

1

табл. 7-5, стор. 70 [1]

0,8

Коефіцієнт теплопередачі

K

43,43

44,00

44,57

Тепло-сприйняття за рівнянням теплопередачі

391,52

387,29

382,64

Температура газів за с.п.п.

Рисунок 2.4 - Залежність теплосприйняття стельового пароперегрівача від температури продуктів згоряння

1013

Середня температура газів у с.п.п.

1033

Теплосприйняття с.п.п.

Рисунок 2.4 - Залежність теплосприйняття стельового пароперегрівача від температури продуктів згоряння

389

Падіння температури

40

Ентальнія газів за с.п.п.

Таблиця 2.4 - Ентальпії продуктів згоряння

17909

Ентальпія перегрітої пари на виході з с.с.п

2827,7

У результаті розрахунку теплового балансу для кожного із заданих значень температур продуктів згоряння за стельовим пароперегрівачем , , отримано величини теплосприйняття стельового пароперегрівача за рівнянням теплового балансу та рівнянням теплопередачі. Ці величини для відповідних значень температури наносяться на графік . Дійсне значення знаходиться на перетині ліній та .

Рисунок 2.5 - Залежність теплосприйняття стельового пароперегрівача від температури продуктів згоряння

2.7 Розрахунок пароперегрівача

2.7.1 Загальна частина розрахунку

Таблиця 2.14 - Загальна частина розрахунку

Величина

Позначення

Од. виміру

Розрахункова формула або спосіб визначення

Результат

Загальне теплосприйняття конвективного пароперегрівача

6880,1

Ентальпія перегрітої пари на виході з пароперегрівача

, Таблица XXIV Удельные обьёмы и энтальпии перегретого пара, стор.184 [1]

3307,7

Ентальпія насиченої пари на вході у пароперегрівач

2827,7

Теплове сприйняття пароохолоджувача

(42ч125)

60

Ентальпія продуктів згорання перед пароперегрівачем

17909

Тепло, що вноситься з присмоками повітря

5,523

Ентальпія продуктів згорання на виході з пароперегрівача

10977,2

Температура продуктів згорання на виході з пароперегрівача

, Таблиця ентальпій димових газів у частинах газового тракту

642,4

2.7.2 Конструктивні характеристики першої ступені пароперегрівача

Таблиця 2.15 - Конструктивні характеристики першої ступені пароперегрівача

Величина

Позначення

Од. виміру

Розрахункова формула або спосіб визначення

Результат

1

2

3

4

5

Ширина вертикального газоходу

м

З розрахунку геометричних розмірів топки

5

Зовнішній діаметр труб

мм

Згідно прототипу

32

Товщина стінки труби

мм

3

Поперечний крок труб двох ступеней

мм

75

Повздовжній крок труб двох ступеней

мм

56

Поперечний крок труб першої ступені

мм

150

Повздовжній крок труб першої ступені

мм

112

Відносно поперечний крок труб двох ступеней

1

2,34

Відносно повздовжній крок труб двох ступеней

1

1,75

Відносно поперечний крок труб першої ступені

1

4,69

Відносно повздовжній крок труб першої ступені

1

3,5

Відстань від вісі крайньої труби пароперегрівача до стінки газоходу

мм

70

Кількість паралельних труб у ряді, що розташовані поперек ходу димових газів

1

33

Глибина вертикального газоходу

м

Згідно прототипу

1,7

Висота пароперегрівача

м

1,456

Кількість паралельних труб у ряді, що розташовані повздовж ходу димових газів

1

14

Середня довжина труби

м

1,6

Повна поверхня нагріву першої ступені пароперегрівача

74,31

Площа живого перетину для руху димових газів у пароперегрівачі

5,172

2.7.3 Розрахунок першої ступені пароперегрівача

Таблиця 2.16 - Розрахунок першої ступені пароперегрівача

Величина

Позначення

Од. виміру

Розрахункова формула або спосіб визначення

Результат

1

2

3

4

5

6

7

Температура продуктів згорання на вході до першої ступені

1013

Перепад температур на пароперегрівачі

Задаємось

200

400

600

Температура продуктів згорання на виході з першої ступені

813

613

413

Середня температура продуктів згорання у першому пакеті

913

813

713

Ентальпія продуктів згорання на вході до першої ступені

17909

Ентальпія продуктів згорання на виході з першої ступені

, Таблиця ентальпій димових газів у частинах газового тракту

14228,8

10433,8

6862,8

Теплосприйняття першого пакету за рівнянням теплового балансу

1827,7

Швидкість руху газів у першому пакеті

10,66

Тиск пари на вході до першої ступені

МПа

4,4

Тиск пари на виході з першої ступені

МПа

4,2

Середній тиск пари у першій ступені

МПа

4,3

Ентальпія насиченої пари на вході до першої ступені

2827,7

Ентальпія пари на виході з першої ступені

2971,2

3118,9

3257,8

Температура пари на вході до першої ступені

, Таблица XXV Удельные объёмы и энтальпии перегретого пара при докритическом давлении, стор. 189 [1]

263,9

Температура пари на виході з першої ступені

, Таблица XXV Удельные объёмы и энтальпии перегретого пара при докритическом давлении, стор. 189 [1]

305,6

362,0

419,8

Середня температура пари в першій ступені пароперегрівача

284,8

313,0

341,9

Різниця температур середовищ на початку теплообмінної поверхні

749

Різниця температур середовищ в кінці теплообмінної поверхні

507,4

251,0

6,8

Температурний напір

621,1

456,0

158,1

Питомий об'єм пари

, Таблица XXV Удельные объёмы и энтальпии перегретого пара при докритическом давлении, стор. 189 [1]

0,05173

0,05613

0,06028

Швидкість пари у трубах

2,93

3,18

3,41

Номінальний коефіцієнт тепловіддачі конвекцією при повздовжньому омиванні труб парою

, Номограма 12, стор. 230 [1]

350

340

330

Поправка на геометрію канала

1

, Номограмма 12, стор. 230 [1]

1,025

Коефіцієнт тепловіддачі конвекцією при повздовжньому омиванні труб парою

358,75

348,5

338,25

Номінальний коефіцієнт тепловіддачі конвекцією від димових газів до труб

, Номограма 8, стор.222 [1]

100

95

90

Поправка на кількість рядів труб

1

, Номограма 8, стор.222 [1]

1

Поправка на геометрію пучка

1

, Номограма 8, стор.223 [1]

0,94

Поправка на фізичні характеристики потоку

1

, Номограма 8, стор.223 [1]

1,022

1,024

1,026

Коефіцієнт тепловіддачі конвекцією від димових газів до труб

96,07

91,44

86,80

Ефективна товщина випромінюючого шару

м

0,12

Коефіцієнт послаблення променів трьох-атомними газами

8,819

9,400

9,981

Коефіцієнт послаблення променів частинками сажі

1,156

1,024

0,891

Сумарний коефіцієнт послаблення променів

8,934

9,502

10,071

Критерій Бугера

1

0,110

0,117

0,124

Термічний опір забруднення

п.7-43, стор.70 [1]

0,0015

Температура поверхневих забруднень

°К

672,7

823,7

973,1

Ступінь чорноти газового потоку

1

0,104214

0,110462

0,116666

Номінальний коефіцієнт тепловіддачі випромінюван-ням

, Номограма 18, стор.238 [1]

175

180

185

Поправка на відсутність золових частинок

1

, Номограма 18, стор.238 [1]

0,97

0,94

0,91

Коефіцієнт тепловіддачі випромінюванням від димових газів до труб

17,69

18,69

19,64

Коефіцієнт використання поверхні нагріву

1

[1] п.7-41

1

Коефіцієнт тепловіддачі від димових газів до труб

б1

113,76

110,13

106,44

Коефіцієнт теплової ефективності

ш

1

табл. 7-5, стор. 70 [1]

0,8

Коефіцієнт теплопередачі

K

69,10

66,95

64,77

Тепло-сприйняття за рівнянням теплопередачі

3540,24

3143,05

2589,3

Дійсна температура газів за паро-перегрівачем

°C

З графіка

663

Теплос-прийняття першої ступені пароперегрівача

З графіка

3241,8

Падіння температури на пароперегрівачі

350

Середня температура продуктів згорання у першому пакеті

838

Швидкість руху газів у першому пакеті

9,98

Ентальнія газів за пароперегрівачем

.

Таблиця ентальпій димових газів у частинах газового тракту

11351

Дійсна ентальпія пари на виході з першої ступені

3082,2

Дійсна температура пари на виході з першої ступені

Таблица XXV Удельные объёмы и энтальпии перегретого пара при докритическом давлении, стор. 189 [1]

347,5

Дійсний температурний напір

Інтерполяція за отриманими з графіка даними

530,1

Дійсний коефіцієнт теплопередачі

K

67,49

У результаті розрахунку теплового балансу для кожного із заданих значень температур продуктів згоряння за конвективним пароперегрівачем , , отримано величини теплосприйняття конвективного пароперегрівача за рівнянням теплового балансу та рівнянням теплопередачі. Ці величини для відповідних значень температури наносяться на графік . Дійсне значення знаходиться на перетині ліній та .

Рисунок 2.6 - Залежність теплосприйняття конвективного пароперегрівача від температури продуктів згоряння

2.7.4 Розрахунок другої ступені пароперегрівача

Таблиця 2.17 - Розрахунок другої ступені пароперегрівача

Величина

Позначення

Од. виміру

Розрахункова формула або спосіб визначення

Результат

1

2

3

4

5

Теплосприйняття другої ступені пароперегрівача

3638,3

Тиск пари на вході до другої ступені

МПа

4,2

Тиск пари на виході з другої ступені

МПа

4

Середній тиск пари у другій ступені

МПа

4,1

Температура продуктів згорання на вході до другої ступені

°C

1013

Температура продуктів згорання на виході з другої ступені

°C

663

Середня температура продуктів згорання у другому пакеті

°C

838

Ентальпія пари на вході до другої ступені

3022,2

Ентальпія пари на виході з другої ступені

3307,7

Температура пари на вході до другої ступені

Таблица XXV Удельные объёмы и энтальпии перегретого пара при докритическом давлении, стор. 189 [1]

324,3

Температура пари на виході з другої ступені

440

Середня температура пари в другій ступені пароперегрівача

382,2

Різниця температур середовищ на початку (по ходу газів) теплообмінної поверхні

573

Різниця температур середовищ в кінці (по ходу газів) теплообмінної поверхні

338

Температурний напір

445,9

Питомий об'єм пари

Таблица XXV Удельные объёмы и энтальпии перегретого пара при докритическом давлении, стор. 189 [1]

0,06912

Швидкість пари у трубах

4,05

Номінальний коефіцієнт тепловіддачі конвекцією при повздовжньому омиванні труб парою

Номограма 12, стор. 230 [1]

330

Поправка на геометрію канала

1

Номограмма 12, стор. 230 [1]

1,025

Коефіцієнт тепловіддачі конвекцією при повздовжньому омиванні труб парою

338,25

Швидкість руху газів у другому пакеті

9,98

Номінальний коефіцієнт тепловіддачі конвекцією від димових газів до труб

, Номограма 8, стор.222 [1]

96,4

Поправка на кількість рядів труб

1

, Номограма 8, стор.222 [1]

1

Поправка на геометрію пучка

1

, Номограма 8, стор.223 [1]

0,94

Поправка на фізичні характеристики потоку

1

, Номограма 8, стор.223 [1]

1,025

Коефіцієнт тепловіддачі конвекцією від димових газів до труб

92,88

Ефективна товщина випромінюючого шару

м

0,12

Коефіцієнт послаблення променів трьохатомними газами

9,256

Коефіцієнт послаблення променів частинками сажі

1,057

Сумарний коефіцієнт послаблення променів

9,361

Критерій Бугера

Bu

1

0,12

Термічний опір забруднення

п.7-43, стор.70 [1]

0,0015

Температура поверхневих забруднень

°К

893,0

Ступінь чорноти газового потоку

1

0,11

Номінальний коефіцієнт тепловіддачі випромінюванням

, Номограма 18, стор.238 [1]

208

Поправка на відсутність золових частинок

1

, Номограма 18, стор.238 [1]

0,94

Коефіцієнт тепловіддачі випромінюванням від димових газів до труб

21,29

Коефіцієнт використання поверхні нагріву

ж

1

[1] п.7-41

1

Коефіцієнт тепловіддачі від димових газів до труб

114,18

Коефіцієт теплової ефективності

1

табл. 7-5, стор. 70 [1]

0,8

Коефіцієнт теплопередачі

68,29

2.7.5 Конструктивні характеристики другої ступені пароперегрівача

Таблиця 2.18 - Конструктивні характеристики першої ступені пароперегрівача

Величина

Позначення

Од. виміру

Розрахункова формула або спосіб визначення

Результат

1

2

3

4

5

Глибина вертикального газоходу

м

Ескіз котла

1,7

Ширина вертикального газоходу

м

З розрахунку геометричних розмірів топки

5

Відстань від вісі крайньої труби пароперегрівача до стінки газоходу

мм

70

Середня довжина труби

м

1,6

Кількість паралельних труб у ряді, що розташовані поперек ходу димових газів

1

32

Повна поверхня нагріву другої ступені пароперегрівача

71,56

Кількість паралельних труб у пароперегрівачі, що розташовані повздовж ходу димових газів

1

13

Висота другої ступені пароперегрівача

м

1,232

Рисунок 2.7 - Конструктивна схема конвективного пароперегрівача

2.8 Розрахунок повітропідігрівника

тепловий котел аеродинамічний барабан

Таблиця 2.19 - Розрахунок повітропідігрівника

Величина

Позначення

Од. виміру

Розрахункова формула або спосіб визначення

Результат

1

2

3

4

5

Відношення кількості повітря на виході з повітропідігрівника до теоретично необхідної

1

0,98

Температура повітря на вході до повітропідігрівника

°C

30

Температура повітря на виході з повітропідігрівника

°C

270

Середня температура повітря у повітропідігрівнику

°C

150

Ентальпія повітря на вході до повітропідігрівника

Таблиця ентальпій димових газів у частинах газового тракту

368,2

Ентальпія повітря на виході з повітропідігрівника

Таблиця ентальпій димових газів у частинах газового тракту

3416,6

Теплосприйняття повітропідігрівника з боку повітря

3078,9

Ентальпія присмоків повітря

1892,4

Температура димових газів на виході з повітропідігрівника

°C

Задано умовою

125

Ентальпія димових газів на виході з повітропідігрівника

Таблиця ентальпій димових газів у частинах газового тракту

2232,6

Ентальпія димових газів на вході до повітропідігрівника

5223,5

Температура димових газів на вході до повітропідігрівника

°C

Таблиця ентальпій димових газів у частинах газового тракту

288

Середня температура димових газів у повітропідігрівнику

°C

206,5

Глибина вертикального підйомного газоходу

м

Ескіз котла

1,5

Ширина вертикального підйомного газоходу

м

Ескіз котла

5

Зовнішній діаметр труб

мм

Згідно прототипу

33

Товщина стінки труби

1,5

Поперечний крок труб

мм

стор. 159 [3]

43

Повздовжній крок труб

мм

; - стор. 159 [3]

33

Відносно поперечний крок труб

1

1,303

Відносно повздовжній крок труб

1

1

Відстань від вісі крайньої труби повітропідігрівника до стінки газоходу

мм

(50ч100)

50

Кількість паралельних труб у повітропідігрівнику, що розташовані поперек ходу повітря

1

115

Кількість паралельних труб у повітропідігрівнику, що розташовані повздовж ходу повітря

1

45

Загальна кількість труб

1

5175

Площа живого перетину для проходу газів

3,658

Швидкість продуктів згорання у повітряпідігрівнику

6,68

Швидкість повітря, що нагрівається

5,34

Безрозмірний параметр, 7-79-а, стор.74 [1]

P

1

0,63

Безрозмірний параметр, 7-79-б, стор.74 [1]

R

1

1,47

Коефіцієнт перерахунку від чисто протитокової до складної системи

ш'

1

f(P; R), Номограма 21, крива 3, стор.241 [1]

0,77

Найбільша різниця температур середовищ

°C

95

Найменша різниця температур середовищ

°C

18

Температурний напір протитоку

°C

46,3

Температурний напір у повітряпідігрівнику

?t

°C

35,7

Номінальний коефіцієнт тепловіддачі конвекцією від димових газів до стінки труби

Номограма 11, ст.228 [1]

23,6

Поправка

1

Номограма 11, ст.229 [1]

1,19

Поправка

1

Номограма 11, ст.229 [1]

1

Коефіцієнт тепловіддачі конвекцією від димових газів до стінки труби

28,08

Номінальний коефіцієнт тепловіддачі конвекцією при поперечному омиванні труб повітрям

Номограма 8, стор.222 [1]

65

Поправка на кількість рядів труб

Сz

1

Номограма 8, стор.222 [1]

1

Поправка на геометрію пучка

Сs

1

Номограма 8, стор.223 [1]

1,1

Поправка на фізичні характеристики потоку

Сф

1

Номограма 8, стор.223 [1]

0,96

Коефіцієнт тепловіддачі конвекцією при поперечному омиванні труб повітрям

68,64

Коефіцієнт теплової ефективності

ш

1

табл. 7-6, стор. 71 [1]

0,9

Коефіцієнт теплопередачі для повітропідігрівника

.

17,94

Площа поверхні повітропідігрівника

3048,15

Висота повітропідігрівника

5,68

Кількість ходів повітря у повітряпідігрівнику

1

За прототипом

3

Висота одного ходу

1,89

Площа живого перерізу для проходу повітря

.

2,28

Дійсна швидкість повітря

6-18 cтор.45 [Частухин]

5,64

Похибка розрахунку

5,2

Рисунок 2.8 - Конструктивна схема повітропідігрівника

2.9 Розрахунок водяного економайзера

Таблиця 2.20 - Розрахунок водяного економайзера

Величина

Позначення

Од. виміру

Розрахункова формула або спосіб визначення

Результат

1

2

3

4

5

Ентальпія димових газів на вході у водяний економайзер

11351

Ентальпія димових газів на виході з водяного економайзера

5223,5

Температура димових газів на вході у водяний економайзер

°C

663

Температура димових газів на виході з водяного економайзера

°C

288

Середня температура димових газів у водяному економайзері

°C

475,4

Ентальпія живильної води на вході у водяний економайзер

699,6

Температура живильної води на вході у водяний економайзер

°C

Таблица XXIV Удельные обьёмы и энтальпии воды (стор.181 [1])

165

Витрата води у водяному економайзері

14,24

Теплосприйняття водяного економайзера

6048

Ентальпія живильної води на виході з водяного економайзера

1162,7

Тиск води на виході з водяного економайзера

МПа

4,4

Температура живильної води на виході з водяного економайзера

°C

, Таблица XXIV Удельные обьёмы и энтальпии воды (стор.181 [1])

256,05

Середня температура води у економайзері

°C

210,5

Найбільша різниця температур середовищ

°C

406,7

Найменша різниця температур середовищ

°C

123

Температурний напір протитоку

°C

237,2

Глибина вертикального газоходу

м

Ескіз котла

1,8

Ширина вертикального газоходу

5,2

Зовнішній діаметр труб

мм

Прототип котла

28

Товщина стінки труби

3

Відносно поперечний крок труб

1

Приймаємо

2,5

Відносно повздовжній крок труб

1,786

Поперечний крок труб

мм

70

Повздовжній крок труб

50

Відстань від вісі крайньої труби економайзера до стінки газоходу

мм

(50ч100)

50

Середня довжина труби

м

5,1

Кількість труб у водяному економайзері, що розташовані поперек ходу димових газів

1

25

Кількість заходів у водяний економайзер

1

За прототипом

2

Кількість паралельно ввімкнених труб

1

49

Площа перерізу для проходу живильної води

0,01863

Масова швидкість середовища у водяному економайзері

764,29

Прийнятий коефіцієнт теплопередачі

'

Задаємось

72

Площа поверхні водяного економайзера

385,98

Кількість рядів труб за ходом продуктів згорання

1

36

Площа живого перетину для проходу газів

5,79

Дійсна швидкість газів

6,24

Номінальний коефіцієнт тепловіддачі конвекцією при поперечному омиванні труб димовими газами

Номограма 8, стор.222 [1]

76

Поправка на кількість рядів труб

1

Номограма 8, стор.223 [1]

1

Поправка на геометрію пучка

1

Номограма 8, стор.223 [1]

0,95

Поправка на фізичні характеристики потоку

1

Номограма 8, стор.223 [1]

1,1

Коефіцієнт тепловіддачі конвекцією при поперечному омиванні труб повітрям

79,42

Ефективна товщина випромінюючого шару

1

0,118

Коефіцієнт послаблення променів трьохатомними газами

11,224

Коефіцієнт послаблення променів частинками сажі

0,533

Сумарний коефіцієнт послаблення променів

11,277

Критерій Бугера

Bu

1

0,135

Термічний опір забруднення

п.7-43, стор.70 [1]

0,0015

Температура поверхневих забруднень

°К

стор. 140 [2]

508,5

Ступінь чорноти газового потоку

1

0,126

Номінальний коефіцієнт тепловіддачі випромінюванням

Номограма 18, стор.238 [1]

53

Поправка на відсутність золових частинок

1

Номограма 18, стор.238 [1]

0,96

Коефіцієнт тепловіддачі випромінюванням від димових газів до труб

6,42

Коефіцієнт теплової ефективності

1

табл. 7-5, стор. 70 [1]

0,85

Коефіцієнт теплопередачі

72,96

Похибка розрахунку

1,33

Висота пучка економайзера

.

м

1,8

Рисунок 2.9 - Конструктивна схема водяного економайзеру

2.10 Непогодженість теплового балансу парового котла

Непогодженість теплового балансу парового котла:

.

, тому розподілення теплових навантажень поверхонь нагріву виконано правильно.

3. Гідравлічний розрахунок

3.1 Розподіл теплового навантаження по контурам циркуляції

Циркуляційний контур утворюється екранами з наступними розмірами ефективних поверхонь нагріву:

- фронтовий екран (3 панелі) ;

- боковий екран (3 панелі) ;

- задній екран (3 панелі) , площа вікна фестону врахована в площі заднього екрану.

Сумарна площа стін топкової камери:

Сумарний розмір ефективних поверхонь нагріву:

.

Середнє теплове навантаження поверхні топки:

.

У зв'язку з нерівномірністю обігріву поверхонь топкових екранів теплове навантаження по стінам топки визначається з урахування коефіцієнтів нерівномірності теплосприйняття по стінам топкової камери. Коефіцієнти нерівномірності у випадку розташування пальників на бокових стінах приймаються рівними (стор. 32 [6]):

;;

;;

Неузгодженість теплового балансу по стінкам топкової камери:

У зв'язку з нерівномірністю теплового навантаження по ширині стіни розрахуємо теплове навантаження по панелям фронтової стіни. Площа кожної панелі складає:

Задаємося, враховуючи рекомендації таблиці 2.1. (стор. 33 [6]), коефіцієнтом нерівномірності по ширині стіни для першої панелі: , оскільки бокові панелі працюють в однакових умовах, то для третьої панелі: (2.14, стор. 33 [1]). Площі панелей однакові, тому за спрощеною формулою отримуємо коефіцієнт нерівномірності по ширині для другої панелі (2.16, стор. 33 [1]) :

Тоді:

; ;

;;

;;

Неузгодженість теплового балансу по ширині топкової камери:

Розглянемо першу панель. Оскільки теплосприйняття по висоті нерівномірне, розіб'ємо топкову камеру на ділянки висотою: ;;;;

,

де - висота топкової камери з урахуванням верхньої половини висоти вікна фестона.

Відповідні довжини ділянок: ; ;;;

,

де - довжина обігріваємої ділянки труб фронтової стіни.

Середні висоти розміщення ділянок (від нижньої частини топкової камери):

;

;

;

.

Відносні висоти розміщення ділянок та відповідні коефіцієнти нерівномірності теплосприйняття по висоті (рис 2.3 а) стор. 34 [6]):

; ;

;;

;;

;.

Площі ділянок першої панелі: ; ; ; ;

.

Теплове навантаження по ділянкам:

Нев'язка теплового балансу по ділянкам:

3.2 Розрахунок контура циркуляції

Оскільки гідравлічні процеси, що відбуваються в контурі, приблизно однакові, то розрахунок будемо проводити для однієї панелі - бокової.

Таблиця 3.1 - Розрахунок контура циркуляції

Величина

Позначення

Формула

Швидкість циркуляції в панелі

0,4

0,8

1,2

1,6

Площа прохідного перетину труб панелі,

0,04580442

Густина води,

, стор. 179 [1] Таблиця XXIII

790,0766

Витрата води в панелі,

14,476

28,951

43,427

57,902

Масова швидкість в панелі,

316,031

632,061

948,092

1264,1

Площа прохідного перетину опускної труби,

0,01488644

Масова швидкість в опускній ланці,

972,402

1944,80

2917,21

3889,6

Діаметр опускної труби,

140

Приведений коефіцієнт тертя опускних труб,

, Рис. 3.1. стор.49 [6]

0,08

Довжина опускних труб,

Конструктивна схема

11,65

Коефіцієнти місцевих опорів опускної ланки

Таблиця П3.1. стор. 211 [6]

0,5

Таблиця П3.3. стор. 213 [6]

1,1

Рис. П3.4. стор. 213 [1],

1)

2)

3)

0,38

Коефіцієнт опору опускної ланки

2,912

Сумарні втрати від тертя та місцевих опорів в опускній ланці, (3.4 стор. 46 [1])

1742,5

6970,2

15682,9

27880,7

Коефіцієнти місцевих опорів на економайзерній ділянці

Таблиця П3.2. стор. 211 [6]

0,7

Таблиця П3.3. стор. 213 [6]

1,1

Коефіцієнти місцевих опорів на економайзерній ділянці

Рис. П3.4. стор. 213 [6]

1,2) 3,4)

0,27

Орієнтовна довжина економайзерної ділянки,

1,5

Приведений коефіцієнт тертя труб панелі,

, Рис. 3.1. стор.49 [6]

0,38

Коефіцієнт опору тертя економайзерної ділянки

2,64

Сумарні втрати від тертя та місцевих опорів на економайзерній ділянці,

166,9

667,5

1501,8

2669,8

Крайні значення тиску на економайзерній ділянці,

4,399833

4,399333

4,398498

4,3973

4,400167

4,400667

4,401502

4,4027

Ентальпії води на кривій насичення при крайніх значеннях тиску на економайзерній ділянці,

, стор. 179 [1] Таблиця XXIII

1115,488

1115,454

1115,396

1115,4

, стор. 179 [1] Таблиця XXIII

1115,511

1115,545

1115,601

1115,7

Зміна ентальпії води на 1 метр висоти,

0,0680000000000639

0,0680000000000639

0,0680000000000284

0,0680000000000240

Висота початкової необігріваємої ділянки труби,

Конструктивна схема

0,582

Висота опускних труб контура,

Конструктивна схема

11,25

Висота обігріваємої частини першої ділянки,

2,178

Висота економайзерної ділянки (точки закипання),

1,441

1,457

1,371

1,220

Довжина економайзерної ділянки,

2,351

2,367

2,281

2,130

Довжина водовмісткої частини панелі,

2,934

2,949

2,863

2,712

Довжина труб панелі,

Конструктивна схема

11,9

Довжина паровмісткої частини панелі,

8,966

8,951

9,037

9,188

Паропродуктивність по ділянкам,

0,4435

0,3854

0,2668

0,2012

Паропродуктивність контура,

1,2969

Середній масовий паровміст

0,0153

0,007660

0,005107

0,0038

0,0439

0,021976

0,014650

0,0109

0,0665

0,033239

0,022159

0,0166

0,0826

0,041321

0,027547

0,0207

Густина пари,

, стор. 179 [1] Таблиця XXIII

22,1926

Середній об'ємний паровміст

0,3565

0,215570

0,154504

0,1204

Середній об'ємний паровміст

0,6208

0,444424

0,346116

0,2834

0,7171

0,550363

0,446525

0,3757

0,7623

0,60544

0,50211

0,4289

Середня швидкість суміші по ділянкам,

0,3940

0,794044

1,194044

1,5940

0,3829

0,782913

1,182913

1,5829

0,3742

0,774156

1,174156

1,5742

0,3679

0,767872

1,167872

1,5679

Коефіцієнт пропорційності по ділянкам

, Рис. 1.5 a). стор. 22 [6]

0,503

0,63

0,69

0,75

0,498

0,627

0,687

0,749

0,493

0,623

0,683

0,748

0,488

0,62

0,68

0,746

Середній напір паровмісту по ділянках

0,1793

0,135809

0,106608

0,0903

0,3091

0,278654

0,237782

0,2123

0,3536

0,342876

0,304976

0,2809

0,3721

0,375372

0,341436

0,3199

Рухомий напір по ділянках

2935,4

2223,4

1745,3

1478,3

5755,2

5187,9

4427,0

3952,3

6582,2

6383,6

5678,0

5231,3

4648,0

4690,0

4266,0

3997,8

Рухомий напір панелі

19921

18484,9

16116,3

14659

Середній паровміст в панелі

0,0503

0,025148

0,016765

0,0126

Коефіцієнт

, Рис 3.7 а) стор. 60 [6]

1,6

1,6

1,6

1,6

Втрати тиску на тертя паромісткої частини панелі

815,0

2057,1

3766,5

5988,5

Коефіцієнт місцевого опору паромісткої частини

1) Рис. П3.4. стор. 213 [6]

2) Таблиця П3.3. стор. 213 [6]

1,2

Втрати тиску на місцеві опори паромісткої частини панелі

207,8

567,4

1078,6

1741,5

Корисний напір в панелі

18897,9

15860,4

11271,2

6929,7

Для знаходження дійсної витрати робочого тіла в кип'ятильних трубах будуємо графік:

Рисунок 3.1 - Графік залежності корисного напору панелі та втрат тиску (на місцеві опори і тертя) від витрати робочого тіла в панелі

Згідно з графіком значення дійсної витрати робочого тіла в кип'ятильних трубах складає:

3.3 Визначення надійності природної ціркуляції в контурі

Для перевірки застою і перекидання циркуляції визначаємо середню приведену швидкість пари на ділянці:

Середня приведена швидкість пари в панелі:

Коефіцієнт нерівномірного обігріву:

Коефіцієнт конструктивної нетотожності:

Середня приведена швидкість пара менш обігріваємої труби:

Корисний напір застою:

- застій не відбувається.

Рисунок 3.1 - Контур циркуляції парового котла

4. Розрахунок на міцність елементів парового котла

4.1 Розрахунок на міцність стінки барабана

4.1.1 Перша група послаблення (отвори для опускних труб та труб живлення циклонів)

Рисунок 4.1 - Перша група послаблюючих отворів

Таблиця 4.1 - Розрахунок коефіцієнта міцності для першої групи отворів

Величина

Позначення

Од. виміру

Розрахункова формула або спосіб визначення

Результат

1

2

3

4

5

Зовнішній діаметр отворів під опускні труби

мм

Рис. 2, стор. 8 [7]

103

Внутрішній діаметр отворів під опускні труби

92

Умовний діаметр отворів під опускні труби

92

Середній діаметр отворів під опускні труби

97,5

Зовнішній діаметр отворів під труби живлення циклонів

Рис. 2, стор. 8 [7]

84

Внутрішній діаметр отворів під труби живлення циклонів

75

Умовний діаметр отворів під труби живлення циклонів

75

Коефіцієнти міцності у поздовжньому напрямку

1

0,898

0,885

0,885

0,776

0,708

Середньоарифметичне значення для сусідніх кроків у поздовжньому напрямку

1

0,8915

0,885

0,8305

0,742

Мінімальне значення

1

Найменше серед , , ,

0,742

Мінімальний крок у поздовжньому напрямку

мм

Найменше серед , , , ,

315

Мінімальний коефіцієнт міцності у повздовжньому напрямку

1

0,708

Коефіцієнт міцності для двух суміжних отворів з мінімальним кроком

0,8705

Розрахунковий коефіцієнт міцності у поздовжньому напрямку

Найменше з та

0,742

Можливі значення коефіцієнта міцності у поперечному напрямку

1,115

1,063

Мінімальне значення коефіцієнта міцності у поперечному напрямку

Найменше з та

1,063

Коефіцієнт міцності для двух суміжних отворів з

1,082

Середньоарифметичне значення коефіцієнта міцності у поперечному напрямку

1

1,089

Розрахунковий коефіцієнт міцності у поперечному напрямку

Найменше з та

1,082

Розрахунковий коефіцієнт міцності першої групи послаблення

Найменше з та

0,742

4.1.2 Друга група послаблення (отвори для паровідвідних труб від виносного циклона до барабана)

Рисунок 4.2 - Друга група послаблюючих отворів

Таблиця 4.2 - Розрахунок коефіцієнта міцності для другої групи отворів

Величина

Позначення

Од. виміру

Розрахункова формула або спосіб визначення

Результат

Зовнішній діаметр отворів

мм

Рис. 2, стор. 8 [7]

103

Внутрішній діаметр

92

Умовний діаметр

92

Коефіцієнт міцності у поздовжньому напрямі

1

0,77

Розрахунковий коефіцієнт міцності другої групи послаблення

Страница:


Подобные документы

  • Тепловий та гідравлічний розрахунок котлеьного агрегату КВ-ГМ-100

    Теплова схема водогрійної частини, опис котельні, котла та газопостачання. Тепловий та гідравлічний розрахунок котельного агрегату КВ-ГМ-100. Визначення теплосприйняття та приростів ентальпії в елементах агрегату, розрахунок перепадів тиску в них.

    курсовая работа [304,7 K], добавлен 02.09.2010

  • Тепловий розрахунок парового газомазутного котла типу ДЕ-25-І4 т/г

    Газомазутні вертикально-водотрубні парові котли типу ДЕ паропродуктивністю 25 т/г для вироблення насиченого пару. Опис котла, його парової частини. Розрахунок теплового балансу котлового агрегату. Опір першого та другого газоходів, водяного економайзера.

    курсовая работа [233,7 K], добавлен 26.09.2010

  • Тепловий розрахунок котла ПК-14

    Повірений тепловий розрахунок для парогенератора ПК-14: технічні характеристики котла і використаного палива. Визначення температури води, пари, повітря і продуктів згорання, ККД агрегату. Гідравлічні і конструктивні розрахунки допоміжного обладнання.

    курсовая работа [3,0 M], добавлен 18.04.2013

  • Тепловий розрахунок котельного агрегату

    Конструктивні характеристики котельного агрегату. Кількість повітря необхідного для горіння палива, склад димових газів та їх ентальпія. Тепловий баланс котельного агрегату і витрати палива. Тепловий розрахунок топки та конвективних поверхонь нагріву.

    курсовая работа [658,9 K], добавлен 18.04.2013

  • Тепловий розрахунку котельного агрегату типу КЕ 4-14

    Визначення основних показників роботи котлоагрегату та реконструктивних заходів, що забезпечують надійність і економічність його експлуатації при заданих умовах. Розрахунок конструктивних характеристик котла, водяного економайзера, топки й горіння палива.

    курсовая работа [68,5 K], добавлен 17.11.2013

  • Виробництво будівельного гіпсу в гіпсоварильних котлах

    Опис роботи гіпсоварильного котла, призначеного для дегідратації двоводного гіпсу. Технологічні параметри і режим роботи установки. Реакція одержання будівельного гіпсу; рівняння теплового балансу процесу горіння. Аеродинамічний розрахунок мультициклонів.

    курсовая работа [114,0 K], добавлен 20.11.2012

  • Проект розрахунку хiмiчного пристрою

    Перемішуючий пристрій, призначення і область застосування. Опис конструкції та можливі несправності при роботі пристрою. Вибір конструкції апарату та його розмірів. Розрахунок потужності та міцності перемішуючого пристрою. Розрахунок фланцевого з’єднання.

    курсовая работа [503,1 K], добавлен 19.08.2012

  • Расчет парового котла ДЕ-6,5-14

    Описание конструкции котла. Особенности теплового расчета парового котла. Расчет и составление таблиц объемов воздуха и продуктов сгорания. Расчет теплового баланса котла. Определение расхода топлива, полезной мощности котла. Расчет топки (поверочный).

    курсовая работа [1,1 M], добавлен 12.07.2010

  • Розробка автоматичного процесу деталі шатун

    Опис конструкції, основні параметри, призначення та область застосування шпонкованої фрези. Поняття, класифікація та конструкторський розрахунок параметрів калібрів. Принцип і точність базування заготовки, точнісний та силовий розрахунок пристрою.

    курсовая работа [124,6 K], добавлен 26.04.2009

  • Модернізація агрегату синтезу аміака з розробкою колони синтезу, котла – утилізатора та виносного теплообміника

    Призначення та область використання установки виробництва аміаку. Вибір опори колони. Визначення діаметрів штуцерів. Конструкція та принцип дії апаратів, основних складальних одиниць та деталей. Розрахунок поверхні теплообміну котла - утилізатора.

    дипломная работа [3,1 M], добавлен 25.01.2017

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

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