Тепловой расчёт парового котельного агрегата

Температурный напор, ?С

Дt

(6.6)

193

293

Средняя скорость продуктов сгорания в поверхности нагрева, м/с

(6.7)

7,01

8,08

Коэффициент теплоотдачи конвекцией от продуктов сгорания к поверхности нагрева, Вт/м2·К

(6.8)

58,3

62,54

Толщина излучающего слоя, м

s

(6.10)

0,201

0,201

Коэффициент ослабления лучей трёхатомными газами, (м·МПа)-1

кГ

(5.14)

37,7

36,07

Суммарная сила поглощения газовым потоком, м-ата

крs

(6.9)

0,155

0,148

Степень черноты газового потока

a

Прил.1

0,144

0,138

Коэффициент теплоотдачи излучением не запыленного потока, Вт/м2·К

(6.11)

3,89

4,554

Температура загрязненной стенки, ?С

tз

(6.12)

217

217

Суммарный коэффициент теплоотдачи от продуктов сгорания к поверхности нагрева, Вт/м2·К

(6.13)

62,19

6,094

Коэффициент теплопередачи, Вт/м2·К

К

(6.14)

40,42

42,61

Температурный напор, ?С

Дt

(6.16)

96

285

Количество теплоты, воспринятое поверхностью нагрева, кДж/кг

QТ

(6.15)

1090

3491



6.3 Тепловой расчёт водяного экономайзера

В промышленных паровых котлах, работающих при давлении пара до 2,5 МПа, чаще всего применяются чугунные водяные экономайзеры, а при большем давлении -- стальные. При этом в котельных агрегатах горизонтальной ориентации производи-тельностью до 25 т/ч, имеющих развитые конвективные поверхно-сти, часто ограничиваются установкой только водяного эконо-майзера. В котельных агрегатах паропроизводительностью бо-лее 25 т/ч вертикальной ориентации с пылеугольными топками после водяного экономайзера всегда устанавливается воздухо-подогреватель. При сжигании высоковлажных топлив в пылеугольных топках применяется двухступенчатая установка водяного экономайзера и воздухоподогревателя.

1. По уравнению теплового баланса определить количество теплоты, которое должны отдать продукты сгорания при принятой температуре уходящих газов (6.2)

,

где - коэффициент сохранения теплоты (4.12);

- энтальпия продуктов сгорания на входе в экономайзер, определяется по таблице 3 при температуре и коэффициенте избытка воздуха после поверхности нагрева, предшествующей рассчитываемой поверхности (5.7);

- энтальпия продуктов сгорания после рассчитываемой поверхности нагрева, определяется по таблице 3 при принятой в начале расчёта температуре уходящих газов равной 160[эстеркин] (5.7);

- присос воздуха в экономайзер, принимается по таблице 1;

- энтальпия присосанного в конвективную поверхность нагрева воздуха, при температуре воздуха 30?С (4.3).

,

,

.

2. Определяем энтальпию воды после водяного экономайзера

,

где - энтальпия воды на входе в экономайзер [3], кДж/кг;

D - паропроизводительность котла, кг/с;

Dпр - расход продувочной воды, кг/с.

,

.

Температура воды после экономайзера [3].

3. Определяем температурный напор

,

где и - большая и меньшая разности температуры продуктов сгорания и температуры нагреваемой жидкости.

,

,

.

4. Выбираем конструктивные характеристики принятого к установке экономайзера (таблица 10)

Таблица 10 - Конструктивные характеристики труб чугунных экономайзеров [3]

Характеристика одной трубы	Экономайзер ВТИ
Длина, мм	2000
Площадь поверхности нагрева с газовой стороны, м2	2,95
Площадь живого сечения для прохода продуктов сгорания, м2	0,12

Число параллельно включенных змеевиков в пакете

,

где D - расход воды через экономайзер, кг/с;

- массовая скорость воды на входе в экономайзер (принимается равной 600кг/(м2·с));[3]

dвн - внутренний диаметр трубы (рисунок 12), мм.

5. Определяем действительную скорость продуктов сгорания в экономайзере

,

где - расчётный расход топлива (4.10), кг/с;

VГ - объем продуктов сгорания при среднем коэффициенте избытка воздуха (таблица 2);

- среднеарифметическая температура продуктов сгорания в экономайзере, ?С;

Fэк - площадь живого сечения для прохода продуктов сгорания, м2.

,

где Fтр - площадь живого сечения для прохода продуктов сгорания одной трубы (таблица 10);

z1 - число труб в ряду (принимается равным 10).

,

где и - температура продуктов сгорания на входе и выходе из экономайзера, ?С.

.

6. Определяем коэффициент теплопередачи

,

где и - коэффициенты определяются с помощью монограммы (приложение 1, рисунок 12).

7. Определяем площадь поверхности нагрева водяного экономайзера

.

8. Окончательно устанавливаем конструктивные характеристики экономайзера

Общее число труб ,

где - площадь поверхности нагрева одной трубы (таблица 10), м2.

Число рядов .

Составляем сводную таблицу.

Таблица 10 - Теплотехнические и конструктивные характеристики экономайзера

Наименование величины	Условное обозначение	Расчётная формула	Результат
Температура дымовых газов перед экономайзером, ?С		рисунок 6	360
Теплосодержание дымовых газов перед экономайзером, кДж/кг		(5.7)	5716,8
Температура дымовых газов после экономайзера, ?С		принято	160
Теплосодержание дымовых газов после экономайзера, кДж/кг		(5.7)	2610,869
Тепловосприятие в водяном экономайзере, кДж/кг	Qб	(6.2)	3069,5
Температура питательной воды перед экономайзером, ?С		из условия	100
Температура питательной воды после экономайзера, ?С		[4]	183
Энтальпия питательной воды перед экономайзером, кДж/кг		[4]	419,1
Энтальпия питательной воды после экономайзера, кДж/кг		(6.15)	774,83
Температурный напор, ?С	Дt	(6.16)	133
Действительная скорость продуктов сгорания в экономайзере, м/с		(6.22)	5,45
Площадь живого сечения для прохода продуктов сгорания, м2	Fэк	(6.23)	1,2
Среднеарифметическая температура продуктов сгорания, ?С		(6.24)	260
Число труб в ряду	z1	принято	10
Коэффициент теплопередачи, Вт/(м2·К)	K	(6.25)	16,97
Площадь поверхности нагрева водяного экономайзера, м2	Hэк	(6.26)	451,2
Общее число труб	n	(6.27)	153
Число рядов	m	(6.28)	15,3

6.4 Невязка теплового баланса

,

где Qл, Q1к, Q2к, Qэк - количество теплоты, воспринятое лучевоспринимающими поверхностями топки, котельными пучками, экономайзером, кДж/кг.

кДж/кг;

где: кДж/кг;

кДж/кг.

кДж/кг,

где: кДж/кг;

кДж/кг.

кДж/кг,

где: кДж/кг;

кДж/кг.

кДж/кг,

где: кДж/кг;

Невязка теплового баланса составляет



Библиографический список

1. Компоновка и тепловой расчет парового котла: Учеб. пособие для вузов/ Ю.М. Липов, Ю.Ф. Самойлов, Т.В. Виленский. - М.: Энергоатомиздат, 1988. - 208 с.

2. Эстеркин Р.И. Котельные установки. Курсовое и дипломное проектирование: Учеб. пособ. для техникумов. - Л.: Энергоатомиздат, 1989. - 280 с.

3. Ривкин С. Л., Александров А. А. Теплофизические свойства воды и водяного пара. - М.: «Энергия», 1980. - 424 с.

4. Александров В.Г. Паровые котлы малой и средней мощности. Изд. 2-е, перераб. и доп. Л.: «Энергия», 1972. - 200 с.



Приложение

Рисунок 9. Угловой коэффициент однорядного гладкотрубного экрана

1 - при расстоянии от стенки ; 2 - при ; 3 - при ; 4 - при ; 5 - без учёта излучения обмуровки при

Рисунок 10.Коэффициент теплоотдачи конвекцией при поперечном омывании коридорных гладкотрубных пучков

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 11.

а) Степень черноты продуктов сгорания a в зависимости от суммарной оптической толщины среды kps; б) Коэффициент теплоотдачи излучением

Рисунок 12. Коэффициент теплопередачи для чугунных экономайзеров



Рисунок 13. Коэффициент ослабления лучей золовыми частицами: 1- при сжигании пыли в циклонных топках; 2- при сжигании углей размолотых в ШБМ; 3- при сжигании углей размолотых в среднеходных мельницах и мельницах-вентиляторах; 4- при сжигании дробленки в циклонных топках и топлива в слоевых топках; 5- при сжигании торфа в камерных топках.

Размещено на Allbest.ru