Главная Коллекция "Otherreferats" Производство и технологии Расчёт котла ДКВР

Расчёт котла ДКВР

Характеристика топлива и расчет объема воздуха и продуктов сгорания, энтальпия воздуха и продуктов сгорания. Тепловой баланс котла и расход топлива. Расчет топочной камеры. Расчет конвективных поверхностей нагрева. Таблица теплового баланса котла.

Рубрика	Производство и технологии
Вид	курсовая работа
Язык	русский
Дата добавления	18.02.2019
Размер файла	1,6 M

посмотреть текст работы

скачать работу можно здесь

полная информация о работе

весь список подобных работ

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 Allbest.ru

1. Задание

расчет котел

· Тип котла: ДКВР-10-13;

· Тип топки: камерная;

· Вид и сорт топлива: природный газ Уренгой-Надым-Пунга;

· D = 8,0 т/ч;

· Р = 1.4 МПа;

· t^s=194,5 ^оС;

· t_п.в= 105 ;

2. Характеристика топлива

природный газ Уренгой-Надым-Пунга

Состав топлива, %:

CH₄ = 98,72

C₂H₆ = 0,12

C₃H₈ = 0,01

C₄H₁₀ = 0,01

CO₂ = 0,14

N₂ = 1

Низшая теплота сгорания Q_н^р = 35,5 МДж/м³

3. Расчет объема воздуха и продуктов сгорания

Присосы холодного воздуха Дб_i:

Данный котел имеет металлическую обшивку труб экран (Дб_т=0.05), конвективный пучок образован коридорно-расположенными вертикальными трубами (Дб_КП=0.05) и чугунный экономайзер с обшивкой (Дб_ВЭК=0.1).

Избытки воздуха:

б_т=1,05;

Средние избытки воздуха:

Теоретические объемы дымовых газов:

Теоретически необходимый объем воздуха:

Объем сухих трехатомных газов:

Теоретически объем водяных паров:

Действительный объем водяных паров рассчитывается по формуле:

Действительный объем дымовых газов в поверхности нагрева:

Объемная доля трехатомных газов:

Объемная доля водяных паров:

Суммарная доля:

Таблица 1. Расчет объемов продуктов сгорания топлива

№	Наименование величин	Обозначение	Размерность	Поверхности нагрева
				Топка (с камерой дожигания)	Конвективный пучок (КП1)	Конвективный пучок (КП2)	Водяной экономайзер (ВЭК)
1	Коэффициент расхода воздуха (для таблицы It)			1,05	1.10	1.15	1.25
2	Средний коэффициент расхода воздуха				=1,075	=1,125	=1,2
3	Действительный объем водяных паров			2,18	2,18	2,19	2,20
4	Действительный объем продуктов сгорания			11,09	11,32	11,79	12,50
5	Объемная доля водяных паров в продуктах сгорания			0,196	0,192	0,185	0,176
6	Объемная доля трехатомных газов в продуктах сгорания			0,089	0,088	0,084	0,079
7	Суммарная доля водяных паров и трехатомных газов			0,286	0,280	0,270	0,255

4. Расчет энтальпий воздуха и продуктов сгорания

Таблица 2

и, [°С]	I°г, [кДж/ м³]	I°в, [кДж/ м³]	Iг [кДж/ м³]
			топка	КП1	КП2	ВЭК
			1,05	1,1	1,2	1,3
t х.в. (30^оС)	-	375,30	-	-	-	-
100	1461	1251	-	-	-	1773,75
200	2950	2516	-	3201,60	3327,40	3579,00
300	4499	3812	-	4879,70	5070,30	5451,50
400	6047	5108	-	6557,80	6813,20	7324,00
500	7678	6465	8001,25	8324,5	8647,75	-
600	9309	7822	9700,1	10091,2	10482,3	-
700	11017	9231	11478,53	11940,05	12401,58	-
800	12725	10639	13256,95	13788,9	-	-
900	14506	12095	15110,75	15715,5	-	-
1000	16287	13551	16964,55	17642,1	-	-
1100	18117	15040	18869	19621	-	-
1200	19947	16529	20773,45	-	-	-
1300	21794	18046	22696,3	-	-	-
1400	23641	19563	24619,15	-	-	-
1500	25550	21104	26604,7	-	-	-
1600	27458	22645	28590,25	-	-	-
1700	29403	24195	30612,25	-	-	-
1800	31347	25745	32634,25	-	-	-
1900	33310	27319	34675,45	-	-	-
2000	35272	28893	36716,65	-	-	-
2100	37256	30476	38779,3	-	-	-
2200	39239	32059	40841,95	-	-	-
2300	41242	33652	42924,08	-	-	-
2400	43244	35244	45006,2	-	-	-

5. Тепловой баланс котла и расход топлива

Составление теплового баланса котла заключается в установлении равенства между поступившим в котел количества тепла, называемым располагаемым теплом, и суммой полезно использованного тепла Q₁ и тепловых потерь Q₂, Q₃, Q₄, Q₅, Q₆.

Тепловой баланс составляется применительно к установившемуся тепловому состоянию котла на 1 м³ газообразного топлива при 0 ^оС и 760 мм рт.ст. Общее уравнение теплового баланса имеет вид

,

где Q₁ - полезное тепло (на нагрев воды, превращения её в пар);

Q₂ - потери тепла с уходящими газами при t_ух;

Q₃ - потери тепла с химическим недожогом топлива;

Q₄ - потери тепла с механическим недожогом топлива (Q₄=0 для газа или мазута);

Q₅ - потери тепла в окружающую среду (через обмуровку);

Q₆ - потери тепла с физическим теплом шлака .

Таблица 3

Наименование величины	Обозн.	Размерн.	Формула или обоснование	Расчет	Значение
Энтальпия сухого насыщенного пара	I_п	кДж/кг	Таблицы воды и водяного пара	-	2788,89
Энтальпия кипящей воды	I'	кДж/кг	Таблицы воды и водяного пара	-	830
Энтальпия питательной воды	I_пв	кДж/кг	t_пвC_p	1055·4,19	440
Располагаемое тепло топлива	Q^р_р	кДж/кг	Q^p_p=Q_н^c	-	35500
Температура холодного воздуха	t_х.в	°С	принимается	-	30
Энтальпия холодного воздуха	I⁰_х.в	кДж/кг	Табл. I-?	-	375,30
Температура уходящих газов	?_ух	°С	принята предварительно	-	133
Энтальпия уходящих газов	I_ух	кДж/кг	Табл. I-?	-	2369,48
Потеря тепла с уходящими газами	q₂	%	(I_ух-б_ухI⁰_х.в)/Q^р_р	(2369,48-1,25·375,3)/35500	5,35
Потеря тепла от химического недожога	q₃	%	Таблица 3 [1]	-	0,10
Потеря тепла в окружающую среду	q₅	%	рис. 5.1 [1]	-	1,7
Полезная теплота котла	Q₁	кДж/кг	D(i_п-i_п.в)+G_пр(i'-i_п.в)	2,22·(2788.89-440)+0,11·(830-440)	5263,22
КПД	?	%	100-(q₂+q₃+q₅)	100-(5,35+0,1+1.7)	92,85
Расход продувочной воды	G_пр	кг/с	5% от D	0,05·2,22	0,11
Температура питательной воды	t_п.в	°С	дано	-	105
Давление в барабане	Р_б	МПа	-	дано	1,57
Полный расход топлива	В	м³/с	Q₁/(Q^р_р•?)	5263,22/(35500·0,9285)	0,16
Коэффициент сохранения тепла	ц	-	1-q₅/(?+q₅)	1-1.7/(92.85+1,7)	0,98
Расчетный расход топлива	Вр	м³/с	В_р=В	-	0,16

6. Расчет топочной камеры

6.1. Геометрические размеры топки и параметры экрана:

Объем топки =39,3 м³, шаг экранных труб топки s=110 мм и диаметр труб d=51 мм [3].

В соответствии с типовой обмуровкой топки котла ДКВР-10-13, которая показана на схеме, подсчитаем площади ограждающих её поверхностей, включая поворотную камеру.

Схема топки котла ДКВР-10 и её основные размеры

где - расстояние между осями крайних труб данного экрана, м;

- освещенная длина экранных труб, м.

Боковые стены ,

Передняя стена ;

Задняя стена ;

Две стены поворотной камеры ;

Потолок ;

Под топки и поворотной камеры

;

Общая площадь ограждающих поверхностей

6.2 Поверочный расчет топки

Таблица 4

Наименование величины	Обозн.	Размерн.	Формула или обоснование	Расчет	Значение
Объем топочной камеры	V_Т	м³	[3]	-	39,3
Полная поверхность стен топки	F_ст	м²	Расчет выше	-	84,8
Диаметр экранных труб	d	мм	[3]	-	51
Тепло, вносимое в топку воздухом	Q_в	кДж/м³		375,3·1,05	394,07
Полезное тепловыделение в топке	Q_Т	кДж/м³		35500·(100-0,1)/100+394,07	35859
Эффективная толщина излучающего слоя топки	s_T	м		3,6·39,3/84,8	1,668
Угловой коэффициент экрана	x	-	Номограмма 1а [1]	-	0,58
Адиабатическая температура горения газа	и_а	⁰С	по таблице энтальпий интерполируем	-	1958
Температура газов на выходе из топки	и"_т	⁰С	принимаем	-	850
Энтальпия газа на выходе	I"_т	кДж/кг	по I-и таблице	-	14184
Коэффициент ослабления лучей	k_Г	1/(МПа·м)			2,479
Соотношение углерода и водорода в рабочей массе топлива	С_г/Н_г	-		0,12·(1/4·98,72+2/6·0,12+3/8•0,01+4/10·0,01+5/12•0)	2,97
Коэффициент поглощения лучей частицами сажи	к_с	-			1,173
Коэффициент поглощения топочной среды	к	1/(м·МПа)	k_г+mk_c	2,479+0,6·1,173	3,18
Критерий поглощательной способности (критерий Бугера)	Bu	-	kps_T	3,18·0,1·1,668	0,53
Эффективное значение критерия Бугера	Вu	-			0,72
Коэффициент х_г	x_г	-	по чертежу	900/5000	0,210
Коэффициент М₀	М₀	-	принимаем по виду расположения горелок	-	0,4
Параметр забалластирования топочных газов		-			1,115
Коэффициент М	М	-			0,380
Количество тепла воспринятого в топке	Q_л	кДж/м³		0,98·(35859-13390)	22065
Коэффициент загрязнения	ж	-	таблица 6.3 [1]	-	0,65
Коэффициент тепловой эффективности экранов	ш	-		0,58·0,65	0,377
Средняя суммарная теплоемкость продуктов сгорания	(Vc)_ср	кДж/(м³·К)			19,563
Коэффициент излучения абсолютно черного тела	у₀	кВт/(м²·К⁴)	постоянная величина	-	5,67E-11
Критерий Во	Во	-			0,2255
Безразмерная температура газов на выходе из топочной камеры	и"_т	-			0,54
Температура газов на выходе из топки	и"_т	-			807,48
Удельное тепловое напряжение топочного объема	q_v	кВт/м³		0,16·35500/39,3	144
Удельное тепловое напряжение поверхностей нагрева	q_л	кВт/м²		0,16·22065/84,8	41,55
Энтальпия газа на выходе	I"_т	кДж/кг	таблица энтальпий	-	13390

7. Расчет конвективных поверхностей нагрева

Таблица 5

Наименование величины	Обозн.	Размерн.	Формула или обоснование	Расчет	Значение
Диаметр труб	d	м	По чертежу 5,1х2,5	-	0,051
Отн. поперечный шаг	у₁	-	По чертежу s/d (S₁ = 110)	-	2,16
Отн. продольный шаг	у₂	-	По чертежу s/d (S₂ = 100)	-	1,96
Плошадь поверхности пучка	F₁	м²	Таблица 12 [3]	-	114,55
Площадь живого сечения	F_жс	м²	Таблица 12 [3]	-	1,28
Температура газов на входе в пучок	и'	⁰С	и"_Т	Из расчета топочной камеры	807
Энтальпия газов на входе в пучок	I'	кДж/м³	по I-и таблице	Из расчета топочной камеры	13390
Температура газов на выходе из пучка	и''	⁰С	принимаем	-	400
Энтальпия газов на выходе из пучка	I''	кДж/м³	по I-и таблице	Таблица энтальпий при 400 С	6558
Теплота, отданная газами	Q_Б	кДж/м³	ц·(I'-I"+?б·I_х.в.)	0,98·(13390-6558+0.05·375,3)	6746
Средняя температура газов	и_ср	⁰С	(и'+и")/2	(807+400)/2	604
Скорость газов	w	м/с			4,5
Поправка на геометрическую компоновку пучка	C_s	-	[1+(2·у₁-3)(1-у₂/2)³]^-2	(1+(2·2,16-3)(1-1,96/2)^-2	1,00
Поправка на число рядов труб по ходу газов	C_z	-	при z>10 C_z=1	-	1
Критерий Прантдля	Pr	-	по таблице физ. свойств дым. газов	-	0,609
Коэффициент теплопроводности среды	л	Вт/(м·К)	по таблице физ. свойств дым. газов	-	0,075
Коэффициент кинемат вязкости среды	н	м²/с	по таблице физ. свойств дым. газов	-	0,0000919
Коэффициент теплоотдачи конвекцией	б_к	Вт/(м²·К)			40,55
Температура стенки	t_ст	⁰С	t_s+?t	194,5+25	219,5
Эффективная толщина излучающего слоя	s	м			0,201
Коэффициент поглощения лучей газовой фазой	k_г	1/(м·МПа)			9,43
Суммарная оптическая величина запыленного газового потока	kps	-	k_Гps	9,43·0,1·0,201	0,190
Степень черноты потоков газа	a	-	1-е^-kps	1-е^-0,19	0,173
Коэффициент теплоотдачи излучением	a_л	Вт/(м²·К)			11,86
Коэффициент эффективности	ш	-	таблица 7.5 [1]	-	0,80
Коэффициент теплопередачи	k	Вт/(м²·К)	ш·(б_к+б_л)	0,8·( 40,55+11,86)	41,93
Средний логарифмический температурный напор	?t	⁰С			373
Тепловосприятие 1 КП	Q_т	кДж/м³			11215

Наименование величины	Обозн.	Размерн.	Формула или обоснование	Расчет	Значение
Диаметр труб	d	м	По чертежу 5,1х2,5	-	0,051
Отн. поперечный шаг	у₁	-	По чертежу s/d (S₁ = 110)	-	2,16
Отн. продольный шаг	у₂	-	По чертежу s/d (S₂ = 100)	-	1,96
Площадь поверхности пучка	F₁	м²	Таблица 12 [3]	-	114,55
Площадь живого сечения	F_жс	м²	Таблица 12 [3]	-	1,28
Температура газов на входе в пучок	и'	⁰С	и"_Т	Из расчета топочной камеры	807
Энтальпия газов на входе в пучок	I'	кДж/м³	по I-и таблице	Из расчета топочной камеры	13390
Температура газов на выходе из пучка	и''	⁰С	принимаем	-	200
Энтальпия газов на выходе из пучка	I''	кДж/м³	по I-и таблице	Таблица энтальпий при 200 С	3202
Теплота, отданная газами	Q_Б	кДж/м³	ц·(I'-I"+?б·I_х.в.)	0,98·(13390-3202+0.05·375,3)	10042
Средняя температура газов	и_ср	⁰С	(и'+и")/2	(807+200)/2	504
Скорость газов	w	м/с			4,0
Поправка на геометрическую компоновку пучка	C_s	-	[1+(2·у₁-3)(1-у₂/2)³]^-2	(1+(2·2,16-3)(1-1,96/2)^-2	1,00
Поправка на число рядов труб по ходу газов	C_z	-	при z>10 C_z=1	-	1
Критерий Прантдля	Pr	-	по таблице физ. свойств дым. газов	-	0,619
Коэффициент теплопроводности среды	л	Вт/(м·К)	по таблице физ. свойств дым. газов	-	0,067
Коэффициент кинемат вязкости среды	н	м²/с	по таблице физ. свойств дым. газов	-	0,0000754
Коэффициент теплоотдачи конвекцией	a_к	Вт/(м²·К)			38,29
Температура стенки	t_ст	⁰С	t_s+?t	194,5+25	219,5
Эффективная толщина излучающего слоя	s	м			0,201
Коэффициент поглощения лучей газовой фазой	k_г	1/(м·МПа)			10,36
Суммарная оптическая величина запыленного газового потока	kps	-	k_Гps	10,36·0,1·0,201	0,208
Степень черноты потоков газа	a	-	1-е^-kps	1-е^-0,208	0,188
Коэффициент теплоотдачи излучением	a_л	Вт/(м²·К)			9,91
Коэффициент эффективности	ш	-	таблица 7.5 [1]	-	0,80
Коэффициент теплопередачи	k	Вт/(м²·К)	ш·(б_к+б_л)	0,8·( 38,29+9,91)	38,56
Средний логарифмический температурный напор	?t	⁰С			129
Тепловосприятие 1 КП	Q_т	кДж/м³			3565

интерполяция для определения температуры продуктов сгорания после поверхности нагрева. Для этого строим График1. Точка пересечения прямых указывает температуру продуктов сгорания .По значению повторно определяем значение .

График 1

Наименование величины	Обозн.	Размерн.	Формула или обоснование	Расчет	Значение
Диаметр труб	d	м	По чертежу 5,1х2,5	-	0,051
Отн. поперечный шаг	у₁	-	По чертежу s/d (S₁ = 110)	-	2,16
Отн. продольный шаг	у₂	-	По чертежу s/d (S₂ = 100)	-	1,96
Площадь поверхности пучка	F₁	м²	Таблица 12 [3]	-	114,55
Площадь живого сечения	F_жс	м²	Таблица 12 [3]	-	1,28
Температура газов на входе в пучок	и'	⁰С	и"_Т	Из расчета топочной камеры	807
Энтальпия газов на входе в пучок	I'	кДж/м³	по I-и таблице	Из расчета топочной камеры	13390
Температура газов на выходе из пучка	и''	⁰С	принимаем	-	315
Энтальпия газов на выходе из пучка	I''	кДж/м³	по I-и таблице	4879,7+(6557,8-4879,7)/100*15	5131
Теплота, отданная газами	Q_Б	кДж/м³	ц·(I'-I"+?б·I_х.в.)	0,98·(13390-5131+0.05·375,3)	8146,8
Средняя температура газов	и_ср	⁰С	(и'+и")/2	(807+315)/2	561
Скорость газов	w	м/с			4,3
Поправка на геометрическую компоновку пучка	C_s	-	[1+(2·у₁-3)(1-у₂/2)³]^-2	(1+(2·2,16-3)(1-1,96/2)^-2	1,00
Поправка на число рядов труб по ходу газов	C_z	-	при z>10 C_z=1	-	1
Критерий Прантдля	Pr	-	по таблице физ. свойств дым. газов	-	0,613
Коэффициент теплопроводности среды	л	Вт/(м·К)	по таблице физ. свойств дым. газов	-	0,071
Коэффициент кинемат вязкости среды	н	м²/с	по таблице физ. свойств дым. газов	-	0,0000841
Коэффициент теплоотдачи конвекцией	a_к	Вт/(м²·К)			39,46
Температура стенки	t_ст	⁰С	t_s+?t	194,5+25	219,5
Эффективная толщина излучающего слоя	s	м			0,201
Коэффициент поглощения лучей газовой фазой	k_г	1/(м·МПа)			9,82
Суммарная оптическая величина запыленного газового потока	kps	-	k_Гps	9,82·0,1·0,201	0,198
Степень черноты потоков газа	a	-	1-е^-kps	1-е^-0,198	0,179
Коэффициент теплоотдачи излучением	a_л	Вт/(м²·К)			11,03
Коэффициент эффективности	ш	-	таблица 7.5 [1]	-	0,80
Коэффициент теплопередачи	k	Вт/(м²·К)	ш·(б_к+б_л)	0,8·( 39,46+11,03)	40,39
Средний логарифмический температурный напор	?t	⁰С			283
Тепловосприятие 1 КП	Q_т	кДж/м³			8192,7

Расчет 2 конвективного пучка

Таблица 6

Наименование величины	Обозн.	Размерн.	Формула или обоснование	Расчет	Значение
Диаметр труб	d	м	По чертежу 5,1х2,5	-	0,051
Отн. поперечный шаг	у₁	-	По чертежу s/d (S₁ = 110)	-	2,16
Отн. продольный шаг	у₂	-	По чертежу s/d (S₂ = 100)	-	1,96
Площадь поверхности пучка	F₁	м²	Таблица 12 [3]	-	114,55
Площадь живого сечения	F_жс	м²	Таблица 12 [3]	-	1,28
Температура газов на входе в пучок	и'	⁰С	и"_Т	Из расчета 1 КП	315
Энтальпия газов на входе в пучок	I'	кДж/м³	по I-и таблице	Из расчета 1 КП	5131
Температура газов на выходе из пучка	и''	⁰С	принимаем	-	250
Энтальпия газов на выходе из пучка	I''	кДж/м³	по I-и таблице	3327,4+(5070,3-3327,4)/100*50	4199
Теплота, отданная газами	Q_Б	кДж/м³	ц·(I'-I"+?б·I_х.в.)	0,98·(5131-4199+0.05·375,3)	953
Средняя температура газов	и_ср	⁰С	(и'+и")/2	(315+250)/2	283
Скорость газов	w	м/с			2,9
Поправка на геометрическую компоновку пучка	C_s	-	[1+(2·у₁-3)(1-у₂/2)³]^-2	(1+(2·2,15-3)(1-1,96/2)^-2	1,00
Поправка на число рядов труб по ходу газов	C_z	-	при z>10 C_z=1	-	1
Критерий Прантдля	Pr	-	по таблице физ. свойств дым. газов	-	0,654
Коэффициент теплопроводности среды	л	Вт/(м·К)	по таблице физ. свойств дым. газов	-	0,047
Коэффициент кинемат вязкости среды	н	м²/с	по таблице физ. свойств дым. газов	-	0,0000417
Коэффициент теплоотдачи конвекцией	a_к	Вт/(м²·К)			32,32
Температура стенки	t_ст	⁰С	t_s+?t	194,5+25	219,5
Эффективная толщина излучающего слоя	s	м			0,201
Коэффициент поглощения лучей газовой фазой	k_г	1/(м·МПа)			10,13
Суммарная оптическая величина запыленного газового потока	kps	-	k_Гps	10,13·0,1·0,201	0,204
Степень черноты потоков газа	a	-	1-е^-kps	1-е^-0,204	0,184
Коэффициент теплоотдачи излучением	a_л	Вт/(м²·К)			5,00
Коэффициент эффективности	ш	-	таблица 7.5 [1]	-	0,80
Коэффициент теплопередачи	k	Вт/(м²·К)	ш·(б_к+б_л)	0,8·(32,32+5)	29,86
Средний логарифмический температурный напор	?t	⁰С			84
Тепловосприятие 2 КП	Q_т	кДж/м³			1796

Наименование величины	Обозн.	Размерн	Формула или обоснование	Расчет	Значение
Диаметр труб	d	м	По чертежу 5,1х2,5	-	0,051
Отн. поперечный шаг	у1	-	По чертежу s/d (S1 = 110)	-	2,16
Отн. продольный шаг	у2	-	По чертежу s/d (S2 = 100)	-	1,96
Площадь поверхности пучка	F1	м2	Таблица 12 [3]	-	114,55
Площадь живого сечения	Fжс	м2	Таблица 12 [3]	-	1,28
Температура газов на входе в пучок	и'	0С	и"Т	Из расчета 1 КП	315
Энтальпия газов на входе в пучок	I'	кДж/м3	по I-и таблице	Из расчета 1 КП	5131
Температура газов на выходе из пучка	и''	0С	принимаем	-	200
Энтальпия газов на выходе из пучка	I''	кДж/м3	по I-и таблице	3327,4+(5070,3-3327,4)/100*0	3327
Теплота, отданная газами	QБ	кДж/м3	ц·(I'-I"+?б·Iх.в.)	0,98·(5131-3327+0.05·375,3)	1808
Средняя температура газов	иср	⁰С	(и'+и")/2	(315+200)/2	258
Скорость газов	w	м/с			2,7
Поправка на геометрическую компоновку пучка	Cs	-	[1+(2·у1-3)(1-у2/2)3]-2	(1+(2·2,15-3)(1-1,96/2)^-2	1,00
Поправка на число рядов труб по ходу газов	Cz	-	при z>10 Cz=1	-	1
Критерий Прантдля	Pr	-	по таблице физ. свойств дым. газов	-	0,659
Коэффициент теплопроводности среды	л	Вт/(м·К)	по таблице физ. свойств дым. газов	-	0,045
Коэффициент кинемат вязкости среды	н	м2/с	по таблице физ. свойств дым. газов	-	0,0000385
Коэффициент теплоотдачи конвекцией	aк	Вт/(м2·К)			31,71
Температура стенки	tст	0С	ts+?t	194,5+25	219,5
Эффективная толщина излучающего слоя	s	м			0,201
Коэффициент поглощения лучей газовой фазой	kг	1/(м·МПа)			10,36
Суммарная оптическая величина запыленного газового потока	kps	-	k_Гps	10,36·0,1·0,201	0,208
Степень черноты потоков газа	a	-	1-е-kps	1-е^-0,208	0,188
Коэффициент теплоотдачи излучением	a_л	Вт/(м2·К)			4,70
Коэффициент эффективности	ш	-	таблица 7.5 [1]	-	0,80
Коэффициент теплопередачи	k	Вт/(м2·К)	ш·(бк+бл)	0,8·(31,71+4,7)	29,13
Средний логарифмический температурный напор	?t	0С			37
Тепловосприятие 2 КП	Qт	кДж/м3			779

График 2

Наименование величины	Обозн.	Размерн.	Формула или обоснование	Расчет	Значение
Диаметр труб	d	м	По чертежу 5,1х2,5	-	0,051
Отн. поперечный шаг	у₁	-	По чертежу s/d (S₁ = 110)	-	2,16
Отн. продольный шаг	у₂	-	По чертежу s/d (S₂ = 100)	-	1,96
Плошадь поверхности пучка	F₁	м²	Таблица 12 [3]	-	114,55
Площадь живого сечения	F_жс	м²	Таблица 12 [3]	-	1,28
Температура газов на входе в пучок	и'	⁰С	и"_Т	Из расчета 1 КП	315
Энтальпия газов на входе в пучок	I'	кДж/м³	по I-и таблице	Из расчета 1 КП	5131
Температура газов на выходе из пучка	и''	⁰С	задаемся	-	225
Энтальпия газов на выходе из пучка	I''	кДж/м³	по I-и таблице	3327,4+(5070,3-3327,4)/100*25	3763
Теплота, отданная газами	Q_Б	кДж/м³	ц·(I'-I"+?б·I_х.в.)	0,98·(5131-3763+0.05·375,3)	1380,5
Средняя температура газов	и_ср	⁰С	(и'+и")/2	(315+225)/2	270
Скорость газов	w	м/с			2,8
Поправка на геометрическую компоновку пучка	C_s	-	[1+(2·у₁-3)(1-у₂/2)³]^-2	(1+(2·2,15-3)(1-1,96/2)^-2	1,00
Поправка на число рядов труб по ходу газов	C_z	-	при z>10 C_z=1	-	1
Критерий Прантдля	Pr	-	по таблице физ. свойств дым. газов	-	0,657
Коэффициент теплопроводности среды	л	Вт/(м·К)	по таблице физ. свойств дым. газов	-	0,046
Коэффициент кинемат вязкости среды	н	м²/с	по таблице физ. свойств дым. газов	-	0,0000398
Коэффициент теплоотдачи конвекцией	a_к	Вт/(м²·К)			32,18
Температура стенки	t_ст	⁰С	t_s+?t	194,5+25	219,5
Эффективная толщина излучающего слоя	s	м			0,201
Коэффициент поглощения лучей газовой фазой	k_г	1/(м·МПа)			10,24
Суммарная оптическая величина запыленного газового потока	kps	-	k_Гps	10,24·0,1·0,201	0,206
Степень черноты потоков газа	a	-	1-е^-kps	1-е^-0,206	0,186
Коэффициент теплоотдачи излучением	a_л	Вт/(м²·К)			4,85
Коэффициент эффективности	ш	-	таблица 7.1 [1]	-	0,80
Коэффициент теплопередачи	k	Вт/(м²·К)	ш·(б_к+б_л)	0,8·(32,18+4,85)	29,62
Средний логарифмический температурный напор	?t	⁰С			66
Тепловосприятие 2 КП	Q_т	кДж/м³			1392

Для утилизации тепла, увеличения КПД и уменьшения расхода топлива в котле устанавливают чугунный (из элементов) водяной экономайзер (ВЭК). Ды-мовые газы после конвективного пучка охлаждаются до и поступают в ВЭК, где происходит их дальнейшее снижение до .

Для котлов ДЕ с давлением в барабане 1,4 МПа используется экономайзер не кипящего типа, собираемый из ребристых чугунных труб ВТИ, соединяемых между собой чугунными калачами.

Для данного котла используются ребристые чугунные трубы длиной 2 м. Трубы - элементы укладываются в коридорном порядке, причем фланцы элементов образуют боковые стороны ВЭК. Живое сечение для прохода газов для одного элемента . Число труб в горизонтальном ряду, .

7. Сводная таблица расчета и тепловой баланс котла

Таблица 8

Величины	Размер-ность	Наименование газохода
		топка	КП1	КП2	ВЭК
Температура газов на входе, t		-	807	315	225
Температура газов на выходе, t		807	315	225	133
Энтальпия на входе		-	13390	5131	3763
Энтальпия на выходе		13390	5131	3763	2369
Тепловосприятие, Q_Т		22065	8193	1392	1437
Скорость газов		-	4,3	2,8	5,51

Cоставление поверочного теплового баланса

Определяется по уравнению:

;

где - располагаемая теплота сгорания (из расчета теплового баланса котла), ;

- коэффициент полезного действия котла, %;

- количество теплоты, переданное лучеиспусканием в топке, в конвективном пучке, ;

- удельный механический недожог, из характеристики топки или теплового баланса котла, %.

;

Ошибка в балансе расчета котла не должна превышать 0,5%:

;

Основное условие выполнено.

8. Аэродинамический расчёт котельного агрегата

Целью аэродинамического расчёта котельной установки является выбор необходимых тягодутьевых машин на основе определения тяговой и дутьевой систем и перепада давлений в газовом и воздушном трактах. Для определения полного давления найдем сопротивление поперечно омываемых пучков труб и местные сопротивления, результаты расчётов которых занесём в таблицу 9.

Таблица 9

Определяемая величина	Обозначение	Размерность	Источник определения	Расчёт
Сопротивление поперечно омываемых пучков гладких и ребристых труб		Па
Сопротивление поперечно омываемых пучков гладких труб 1-го конвективного пучка		Па
Расчётная скорость газов
Средняя температура газа в 1-ом конвективном пучке
Коэффициент сопротивления гладкотрубного коридорного пучка		-
Коэффициент сопротивления, отнесённый к одному ряду пучка		-
Коэффициент	-	-
Число Рейнольдса		-
Кинематический коэффициент вязкости			По таблице в зависимости от 479,16 °С
Число рядов труб по глубине пучка		-	По чертежу котельного агрегата
Плотность протекающей среды
Средний массовый состав дымовых газов		-	Характеристика дымовых газов
Сопротивление поперечно омываемых пучков гладких труб 2-го конвективного пучка		Па
Расчётная скорость газов
Средняя температура газа в 2-ом конвективном пучке
Коэффициент сопротивле-ния гладкотрубного коридорного пучка		-
Коэффициент сопротивления, отнесённый к одному ряду пучка		-
Коэффициент	-	-
Число Рейнольдса		-
Кинематический коэффициент вязкости			По таблице в зависимости от 479,16 °С
Число рядов труб по глубине пучка		-	По чертежу котельного агрегата
Плотность протекающей среды
Средний массовый состав дымовых газов		-	Характеристика дымовых газов
Сопротивление поперечно омываемых пучков ребристых труб водяного экономайзера		Па
Сопротивление одного ряда коридорного пучка ребристых труб		Па
Поправка на экв-й диаметр сжатого поперечного сечения пучка		-	По графику в зависимости от
Поправка на длину труб		-	По графику в зависимости от
Поправка на коэффициент		-	По графику в зависимости от
Поправка на число рядов труб		-	Принимается
Число рядов труб по глубине пучка		-	В нашем случае
Сопр.одного ряда корид. пучка труб по графику		Па	По рисунку 3 [8]
Расчётная скорость газов			Рассчитана ранее
Средняя температура газа в водяном экономайзере			Рассчитана ранее
Местные сопротивления		Па
Сопротивление 1-го поворота		Па
Расчётная скорость газов
Коэффициент местного сопротивления		-	Принимается в зависимости угла поворота, в данном случае 90
Плотность протекающей среды
Сопротивление 2-го и 3-го поворотов		Па
Расчётная скорость газов
Коэффициент местного сопротивле-ния		-	Принимается в зависимости угла поворота, в данном случае 180
Плотность протекающей среды
Сопротивление 4-го и 5-го поворотов		Па
Расчётная скорость газов
Коэффициент местного сопротивле-ния		-	Принимается в зависимости от угла поворота, в данном случае 180
Плотность протекающей среды
Сопротивление 6-го и 7-го поворота		Па
Расчётная скорость газов
Коэффициент местного сопротивле-ния		-	Принимается в зависимости угла поворота, в данном случае 180
Плотность протекающей среды
Сопротивление 8-го поворота		Па
Расчётная скорость газов
Коэффициент местного сопротивле-ния		-	Принимается в зависимости угла поворота, в данном случае 90
Плотность протекающей среды
Разряжение топки		Па	Принимаем в диапазоне 20ч30 Па
Общее сопротивле-ние		Па

11 Выбор тягодутьевых устройств

Выбор тягодутьевых устройств осуществляем в зависимости от вида котла, в нашем случае ДКВР-10-13 [3]:

Таблица 10

Наименование оборудования	Марка	Тип электродвигателя(мощность)
Дымосос	ВДН-12,5	АО82-8 (20 кВт)
Вентилятор	ВДН-12	АО72-8 (10 кВт)

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Тепловой расчет котлов (Нормативный метод). Издание 3-е, переработанное и дополненное Издательство НПО ЦКТИ, СПб, 1998.

Тепловой расчет котельных агрегатов (Нормативный метод). Под ред. Н.В. Кузнецова и др., М., "Энергия", 1973. - 296 с. с ил.

Справочник по котельным установкам малой производительности/ Под ред. К. Ф. Роддатиса. - М.: Энергоатомиздат, 1989. - 488 с.: ил.

Таблица состояния воды и водяного пара

Эстеркин Р.И. Котельные установки. Курсовое и дипломное проектирование: Учеб. пособ. для техникумов. - Л.: Энергоатом-издат. Ленингр. отд-ние, 1989. - 280 с., ил.

Термодинамические свойства воды и водяного пара. Под ред.

М.П. Вукалович. -М.: Госэнергоиздат, 1955. - 92 с.

Е.А. Бойко, И.С. Деринг, Т.И. ОхорзинаКотельные установки и парогенераторы (Аэродинамический расчет котельных установок). -Красноярск 2006. 71 с.