Тепловой расчёт котельного агрегата ТГМ-96

Топливо

Газ

Газопровод - Саратов - Москва

Температура уходящих газов ( ?_ух) ^оС

120

Паропроизводительность ,(Д) т/ч

500

Газопровод

Рабочая масса топлива, %

СН₄

С₂Н₆

С₃Н₈

С₄Н₁₀

С₅Н₁₂

^N₂

СО₂

Q^p_{H , ккал / м}³

Саратов- Москва

84,5

3,8

1,9

0,9

0,3

7,8

0,8

8550

Рассчитываемая величина

Размер-ность

V°=9,52

V°_Н2О=2,10

V°_N2 =7,60

V_RO2 =1,04

V°г=10,73

Г А З О Х О Д Ы

Топка

КПП

ВЭ

РВП

Ух. газы

Коэффициент избытка воздуха, ? ?

1,05

1,08

1,10

1,30

Коэффициент избытка воздуха, средний ?_ср

1,05

1,065

1,09

1,20

1,30

V_H2O=V°_H2O+0,0161* (?-1)* V°

нмі/ нмі

2,1077

2,1100

2,1138

2,1307

2,1460

V_Г=V_RO2+V°_N2+V_H2O+ (?-1)*V°

нмі/ нмі

11,2237

11,3688

11,6106

12,6747

13,6420

r_RO2=V_RO2/V_Г

нмі/ нмі

0,0927

0,0915

0,0896

0,0821

0,0762

r_H2O=V_H2O/V_Г

нмі/ нмі

0,1871

0,1856

0,1821

0,1668

0,1573

rn=r_RO2+r_H2O

нмі/ нмі

0.2798

0,2771

0,2717

0,2489

0,2335

V° = 0,0476 (0,5*0 + 0,5*0 +1,5*0 + (1+4/4)84,5+(2+6/4)3,8 + (3+8/4)1,9 +(4+10/4)*0,9+(5+12/4)*0,3 - 0 = 9,52нм³/ нм³

V°_N2 = 0,79*V°+ N₂/100

V°_N2 = 0,79*9,52+7,8/100=7,6 нм³/ нм³

V_H2O = 0,01(H₂S + У n/2 C_m H_n +0,124d_{г тл}) + 0,0161*V°,

V_H2O = 0,01(0+ 4/2*84,5 +6/2*3,8+8/2*1,9+10/2*0,9+12/2*0,3+ 0,0124*0,0) + +0,0161*9,52 = 2,10нм³/ нм³

d_{г тл} -влагосодержание газообразного топлива, отнесённого к 1м³ сухого газа

V_RO2=0,01 (CO₂ + CO+ H₂S+ УmC_m H_n)

V_RO2 = 0,01( 0,8 + 0,0+ 0,0 +1*84,5+2*3,8+3*1,8+4*0,9+5*0,3) = 1,03 нм³/ нм³

· Теоретический объем газов

V°г = V°_N2 + V_H2O + V_RO2 = 7,6 + 2,10 + 1,03 =10,73 нм³/ нм³

?,°С

J°г, ккал/нмі

J°в, ккал/нмі

J=J°г+(?-1)*J°в,ккал/нмі

Топка

КПП

ВЭ

РВП

Уходящие газы

1,05

0,065

1,09

1,20

1,30

J

?J

J

?J

J

?J

J

?J

J

?J

100

353

301

368

373

380

413

443

375

379

388

421

452

200

713

606

743

752

768

834

895

385

390

396

431

462

300

1082

916

1128

1142

1164

1265

1357

395

399

408

442

400

1461

1232

1523

1541

1572

1707

405

410

418

454

500

1850

1556

1928

1951

1990

2161

412

418

426

600

2246

1887

2340

2369

2416

425

430

700

2654

2228

2765

2799

439

443

800

3075

2571

3204

3242

446

451

900

3504

2914

3650

3693

453

459

1000

3940

3266

4103

4152

456

1100

4378

3628

4559

459

1200

4818

3990

5018

471

1300

5271

4352

5489

479

1400

5732

4723

5968

476

1500

6189

5094

6444

484

1600

6655

5466

6928

487

1700

7123

5837

7415

490

1800

7494

6209

7804

493

1900

8072

6589

8401

495

2000

8547

6970

8896

501

2100

9029

7351

9397

502

2200

9512

7732

9899

503

2300

9996

8123

10402

Рассчитываемая величина

Обозна-чение

Размер-ность

Формула или обоснование

Расчёт

Тепловой баланс

Располагаемое тепло топлива

Q^р_р

ккал/

нм³

Q^р_н

8550

Температура уходящих газов

?ух

°С

задана

120

Энтальпия

Jух

Ккал/

нм³

По J-??таблице

533 ( ?=1,30)

Температура холодного воздуха

tхв

°С

принята

30

Энтальпия

J°хв

ккал/

нм³

По J-??таблице

90,3

Потери тепла:

От механического недожога

q₄

%

0

от химического недожога

q₃

%

По таблице 4

0,5

с уходящими газами

q₂

%

(Jух-?ух*J°хв)/Q^р_р

(533-1,30*90,3)*100/8550=4,9

в окружающую среду

q₅

%

По рис.1

0,4

Сумма тепловых потерь

?q

%

q₂+q₃+q₅

4,9+0,5+0,4=5,8

Коэффициент полезного действия котельного агрегата(брутто)

зка

%

100-?q

100-5,8=94,2

Расход перегретого пара

Dпп

т/ч

задано

500

Давление перегретого пара за котельным агрегатом

Рпп

кгс/

см²

задано

140

Температура перегретого пара за котельным агрегатом

tпп

°С

задано

560

Энтальпия

iпп

ккал/

кг

По таблице

XXVI(Н.м.стр.221)

833,2

Давление питательной воды

Рпв

кгс/

см²

задано

200

Температура питательной воды

tпв

°С

задано

230

Энтальпия

iпв

ккал/

кг

По таблице

XXVII (Н.м.стр.222)

237,5

Расход продувочной воды

D_пр.в

кг/ч

0,01D_пп

0,01*500*10³=5,0*10³

Температура продувочной воды

tпр.в

°С

t_н при Р_б=156 кгс/см²

343,7

Энтальпия продувочной воды

iпр.в= i?_КИП

ккал/

кг

По таблице

XX1II (Н.М.стр.205)

387,8

Рассчитываемая величина

Обозна-чени

Размер-ность

Формула или обоснование

Расчёт

Тепло, полезно используемое в котельном агрегате

Qка

ккал/ч

Dпп*(iпп-iпв) +D_ПР*(i?_КИП-i?вт)

500*10і*(833,2 - 237,5)+

5,0*10 ³*(343,7-237,5)=

298,381*10⁶

Полный расход топлива

В

кг/ч

(Qка*100)/(Q^р_р*зка)

(298,381*10⁶*100)/(8550*94,2) = 37047

Расчётный расход

В_р

кг/ч

В*(1-q₄/100),

37047

В_р=В

Рассчитываемая величина

Обозна-чение

Размер-ность

Формула или обоснование

Расчёт

Диаметр ротора

Dвн

мм

По конструктивным данным

5400

Количество воздухоподогре-вателей на корпус

n

-

По конструктивным данным

3

Количество секторов

-

-

По конструктивным данным

24 (13 газовых, 9 воздушных и 2 разделительных)

Доли поверхности, омываемой газами и воздухом

хг

-

-

13/24=0,542

хв

-

-

9/24=0,375

Холодная часть

Эквивалентный диаметр

dэ

мм

стр.42 (Норм.м.)

9,8

Толщина листа

дл

мм

По конструктивным данным (гладкий гофрированный лист)

1,2

Живое сечение для газов и воздуха

Fг

м²

0,785*Dвн²*хг*Кр*

*Кл*n

0,785*5,4²*0,542*0,8*0,81*3=26,98

Fв

м²

0,785*Dвн²*хв*Кр*

*Кл*n

0,785*5,4²*0,375*0,8*0,81*3=18,7

Высота набивки

hх

м

По конструктивным данным

0,5

Поверхность нагрева

Hх

м²

По конструктивным данным

9488,1

Температура воздуха на входе

tхв

°С

принята

30

Энтальпия воздуха на входе

J°хв

ккал/нм³

По J-? таблице

90,3

Отношение расходов воздуха на выходе из холодной части к теоретическому

в"хч

-

?т+??вп/2

1,05+0,2/2=1,15

Присос воздуха

??хч

-

По табл.5

0,1

Температура воздуха на выходе (промежуточная)

tпр

°С

Принята предварительно

67

Энтальпия воздуха на выходе

J°пр

ккал/нм³

По J-? таблице

201,67

Тепловосприятие ступени (по балансу)

Qб

ккал/нм³

(в"хч+??хч)

(J°пр-J°хв)

(1,15+0,1)*(201,67 -90,3)=139

Температура газов на выходе

ух

°С

Задана

120

Рассчитываемая величина

Обозна-чение

Размер-ность

Формула или обоснование

Расчёт

Энтальпия газов на выходе

Jух

ккал/нм³

По J-?таблице

533

Энтальпия газов на входе

J'хч

ккал/нм³

Jух+Qб/ц -??хч*J°хв

533+139 / 0,998-0,1*90,3=663

Температура газов на входе

'хч

°С

По J-? таблице

159

Средняя температура газов

ср

°С

('хч+ух)/2

(159+120)/2=140

Средняя температура воздуха

tср

°С

(tхв+tпр)/2

(30+67) / 2=49

Средний температурный напор

?t

°С

?ср-tср

140 - 49= 91

Средняя температура стенки

tст

°С

(хг*?ср+хв*tср)/ (хг+хв)

(0,542*140+0,375*49)/(0,542+0,375)= 109

Средняя скорость газов

щг

м/с

(Вр*Vг*(?ср+273))/

(Fг*3600*273)

(37047*12,6747*(140+273))/(29*3600*273)=6,9

Средняя скорость воздуха

щв

м/с

(Вр*Vє*(в"хч+хч/2)*(tср+273))/

(3600*273* Fв)

(37047*9,52*(1,15+0,1)*(49+273))/ (3600*273*20,07)=7,3

Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке

?гк

ккал/ (м²*ч* *град)

Номограмма 18 Сн*Сф*Сй*?н

0,9*1,24*1,0*28,3=31,6

Коэффициент теплоотдачи от стенки к воздуху

?вк

ккал/ (м²*ч* *град)

Номограмма 18 Сн*С'ф*Сй*?н

0,9*1,16*1,0*29,5=30,8

Коэффициент использования

о

-

Стр.32

0,85

Коэффициент теплоотдачи

k

ккал/ (м²*ч* *град)

о / (1/ (хг*?гк) + 1/(хв*?вк))

0,85/(1/(0,542*31,6)+1/(0,375*30,8))=5,86

Тепловосприятие холодной части (по уравнению теплопередачи)

Qт

ккал/нм³

k*Hх*?t / Вр

5,86*9750*91/37047=140

Отношение тепловосприятий

Qт/Qб

%

Qт/Qб * 100

(140/ 139)*100=100,7

Величины Qт и Qб различаются меньше чем на 2%.

Рассчитываемая величина

Обозна-чение

Размер-ность

Формула или обоснование

Расчёт

Горячая часть

Эквивалентный диаметр

dэ

мм

стр.42 (Норм.м.)

9,6

Толщина листа

дл

мм

По конструктивным данным

0,6

Живое сечение для газов и воздуха

Fг

М²

0,785*Dвн²*хг*Кр*Кл*n

0,785*5,4²*0,542*0,897*0,89*3=29,7

Fв

М ²

0,785*Dвн²*хв*Кр*Кл*n

0,785*5,4²*0,375*0,897*0,89*3=20,6

Высота набивки

hх

м

По конструктивным данным

1,2

Поверхность нагрева

Hх

М²

По конструктивным данным

36450

Температура воздуха на входе (промежуточная)

tпр

°С

Принята предварительно(в холодной части)

67

Энтальпия воздуха на входе

J°пр

ккал/нм³

По J-? таблице

201,67

Присос воздуха

??гч

-

По табл.5

0,1

Отношение расходов воздуха на выходе из горячей части к теоретическому

в"гч

-

?т+??вп/2

1,05+0,1=1,15

Температура воздуха на выходе

tгв

°С

Принята предварительно

260

Энтальпия воздуха на выходе

J°гв

ккал/нм³

По J-? таблице

806

Тепловосприятие ступени (по балансу)

Qб

ккал/нм³

(в"гч+??гч/2)* *(J°гв-J°пр)

(1,15+0,1)*(806- 201,67)=755

Температура газов на выходе

??хч

°С

Из холодной части

159

Энтальпия газов на выходе

Jхч

ккал/нм³

По J-?таблице

663

Энтальпия газов на входе

J'вп

ккал/нм³

J?хч+Qб/ц-??гч*

*J°пр

663+755/0,998-0,1*201,67=1400

Температура газов на входе

?'вп

°С

По J-? таблице

330

Средняя температура газов

?ср

°С

(?'вп+??хч)/2

(330 + 159)/2=245

Средняя температура воздуха

tср

°С

(tпр+tгв)/2

(67+260)/2=164

Средний температурный напор

?t

°С

?ср-tср

245-164=81

Средняя температура стенки

tст

°С

(хг*?ср+хв*tср)

(хг+хв)

(0,542*245+0,375*164)/(0,542+0,375)=212

Средняя скорость газов

щг

м/с

(Вр*Vг*(?ср+273))

(Fг*3600*273)

(37047*12,7*(245 +273)/29,7*3600*273 =8,3

Рассчитываемая величина

Обозна-чение

Размер-ность

Формула или обоснование

Расчёт

Средняя скорость воздуха

щв

м/с

(Вр*Vє*(в"вп+??_гч

*(tср+273))/(3600**273* Fв)

(37047*9,52(1,15+0,1)(164+273)/

/3600*20,6*273=9,5

Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке

?гк

ккал/ (м²*ч* *град)

Номограмма 18 Сн*Сф*Сй*?н

1,6*1,0*1,07*32,5=54,5

Коэффициент теплоотдачи от стенки к воздуху

?вк

ккал/ (м²*ч* *град)

Номограмма 18 Сн*С'ф*Сй*?н

1,6*0,97*1,0*36,5=56,6

Коэффициент использования

о

-

Стр.32

0,85

Коэффициент теплопередачи

k

ккал/ (м²*ч* *град)

о / (1/ (хг*?гк) + 1/(хв*?вк))

0,85/ (1/(0,542*59,5)+1/0,375*58,2))=9,6

Тепловосприятие горячей части (по уравнению теплопередачи)

Qт

ккал/нм³

k*H*?t / Вр

9,6*36450*81/37047=765

Отношение тепловосприятий

Qт/Qб

%

Qт/Qб * 100

765/755*100=101,3

Величины Qт и Qб различаются меньше чем на 2%.

Рассчитываемая величина

Обозначение

Раз-мер-ность

Формула или обоснование

Расчёт

Диаметр и толщина экранных труб

d*д

мм

По конструктивным данным

60*6

Шаг труб

S1

мм

По конструктивным данным

64

Суммарная поверхность стен топочной части

Fст

мІ

По конструктивным данным

1022

Объём топочной части

Vт

м3

По конструктивным данным

1635

Эффективная толщина излучающего слоя

S

м

3,6*Vт/Fст

3,6*1635/1022=5,76

Коэффициент избытка воздуха в топке

?т

По табл.3

1,05

Присосы воздуха в топку котла

??т

По табл.5

0,05

Температура горячего воздуха

tгв

°С

Из расчёта воздухоподо-гревателя

260

Энтальпия горячего воздуха

J°гв

ккал/нм3

По J-? таблице

806

Тепло, вносимое воздухом в топку

Qв

ккал/нм3

(?т-??т)* J°гв + +??т*J°хв

(1,05-0,05)*806+0,05*90,3= 811,0

Полезное тепловыделение в топке

Qт

ккал/нм3

Q^рр*(100-q₃) / 100+Qв

( 8550*(100-0,5)/100)+811 =9318

Теоретическая температура горения

?а

°С

По J-? таблице

2084

Относительное положение максимума температур по высоте топки

xт

-

xт =xг =hг/Hт

5,7/18,8=0,3

Коэффициент

М

-

стр.16 0,54 - 0,2*хт

0,54 - 0,2*0,143=0,511

Температура газов на выходе из топки

??т

°С

Принята предварительно

1200

Энтальпия газов на выходе из топки

J?т

ккал/нм³

По J-? таблице

5018

Средняя суммарная теплоёмкость продуктов сгорания

Vсср

ккал/(нмі*град)

(Qт-J?т)*(1+Чр)

(?а-??т)

(9318-5018)*(1+0,1)

(2084-1200) =5,35

Произведение

РпS

м*кгс/смІ

Р*rп*S

1,0*0,2798*5,35=1,5

Коэффициент ослабления лучей трёхатомными газами

kг

1/ (м**кгс/ /см²)

Номограмма 3

0,38

Оптическая толщина

kPS

-

kг*rп *P*S

0,38*0,2798*1,0*5,35=0,57

Рассчитываемая величина

Обозначение

Раз-мер-ность

Формула или обоснование

Расчёт

Степень черноты факела

а _ф

-

Номограмма 2

0,435

Коэффициент тепловой эффективности гладкотрубных экранов

Ш_экр

-

шэкр=х*ж шэк = ж при х= 1 по табл. 6-2

0,65

Степень черноты топочной камеры

ат

-

Номограмма 6

0,54

Температура газов на выходе из топки

??т

°С

Та/[М*((4,9*10^-8 * *шэкр*Fст*ат*Таі)/(ц*

Вр*Vсср))^0,6+1]-273

(2084+273)/[0,511*((4,9*10^-8 *0,65*1022*0,54*(2084+273)³)/(0,998*37047*5,35)) ^0,6+1]-273=1238

Энтальпия газов на выходе из топки

J?т

ккал/

нм³

По J-? таблице

5197

Количество тепла, воспринятого в топке

Q ^тл

ккал/

нм³

ц*(Qт-J?т)

0,998*(9318-5197)=4113

Средняя тепловая нагрузка лучевоспринимающей поверхности нагрева

qл

ккал/

(мІ*ч)

Вр*Q^тл/Нл

37047*4113/ 903=168742

Теплонапряжение топочного объёма

qv

ккал/

(мі*ч)

Вр*Q^р н /Vт

37047*8550/1635=193732

Рассчитываемая величина

Обоз-наче-ние

Размер-ность

Формула или обоснование

Расчёт

Диаметр и толщина труб

d*д

мм

По чертежу

42*6

Количество параллельно включенных труб

n тр

-

По чертежу

460

Количество ширм

n_ш

-

По чертежу

20

Средний шаг между ширмами

S₁

мм

По чертежу

700

Продольный шаг

S₂

мм

По чертежу

47,5

Относительный поперечный шаг

у₁

-

S1/d

700/42=16,7

Относительный продольный шаг

у₂

-

S2/d

47,5/42=1,13

Поверхность нагрева ширм

Н_{ш I}

м²

По конструктивным данным

624

Дополнительная поверхность нагрева в области горячих ширм

Н_{доп I}

м²

По чертежу

6,65*14,7/2= 48,9

Поверхность входного окна

Н_вх

м²

По чертежу

(2,5+5,38)*14,7=113,5

Лучевоспринимающая поверхность ширм

Н_{л ш I}

м²

Нвх*(НшI/(НшI+HдопI))

113,5*624/(624+48,9)=105,3

Дополнительная лучевоспринимающая поверхность

Н_{л доп I}

м²

Н_вх - Н_лшI

113,5-105,3=8,2

Живое сечение для газов

F_г

м²

По конструктивным данным

74,8

Живое сечение для пара

f_п

м²

По конструктивным данным

0,184

Эффективная толщина излучающего слоя

S

м

1,8 / (1/ А+1/ В+1/ С)

1,8/(1/5,28+1/0,7+1/2,495)=0,892

Температура газов на входе

??

є С

Из расчета топки

1238

Энтальпия

Ј?

ккал/нм3

По J-? таблице

5197

Коэффициент

в

-

По рис.2

0,6

Коэффициент

з_в

-

По рис.13

1,35

Тепловая нагрузка ширм в выходном окне топки

q_лш

ккал/(м²ч)

в * з_в * q_л

0,6*1,35*168742=136681

Лучистое тепло, воспринятое плоскостью входного сечения горячих ширм

_{Qл вх}

ккал/нм³

(q_лш *Н_вх) / (Вр/2)

(136681*113,5)/ 37047*0,5=838

Поправочный коэффициент для учета излучения на пучок за ширмами

_{о п}

-

7-04

0,7

Рассчитываемая величина

Обоз-наче-ние

Размер-ность

Формула или обоснование

Расчёт

Температура газов на выходе из ширм I и ?? ступени

??

є С

Принята предварительно

900

Энтальпия газов на выходе из ширм при принятой температуре

Ј?

ккал/нм3

По J-? таблице

3650

Средняя температура газов вгорячих ширмах

?ср

є С

(??????????

(1238+1100)/2=1069

Произведение

p_п S

м*кгс/смІ

р ? r_л ? S

1,0*0,2798*0,892=0,25

Коэффициент ослабления лучей: трехатомными газами

k_г

1/ (м*

*кгс /см2)

Номограмма 3

1,11

Оптическая толщина

k p S

-

k г*r п*p*S

1,11*0,2798*1,0*0,892=0,28

Степень черноты газов в ширмах

a

-

Номограмма 2

0,245

Угловой коэффициент с входного на выходное сечение ширм

цш

-

v ((й/S1)І+1)-й/S1

v((5,4/0,7)І+1) -5,4/0,7=0,065

Тепло излучения из топки на входные ширмы

Q_{л вых}

ккал/кг

(Q_лвх?(1-a)??ц_ш)/в+ +(4,9*10^-8а*Зл.вых* Т_ср⁴*оп ) / Вр*0,5

(838 *(1-0,245)*0,065)/0,6+(4,9*10 ^-8* *0,245*(89,8*)*(1069+273)⁴ *0,7)/ 37047*0,5)= 201

Тепло, получаемое излучением из топки ширмами I ступени

Q_{лшI + доп}

ккал/кг

Q_{л вх} - Q_{л вых}

838-201= 637

Тепловосприятие топочных экранов

Q_экр

ккал/кг

Q^т_л - Q_{л вх}

4113-201=3912

Прирост энтальпии среды в экранах

?i

ккал/кг

(Qэкр?Вр) / D

(3912*37047)/490000=296

Количество лучистого тепла, воспринятого из топки ширмами

Q_лш

ккал/кг

QлшI + доп*

Нлш I/(Нлш I+Нл доп I)

637*89,8/(89,8+23,7)= 504

То же дополнительными поверхностями

Q_{л доп}

ккал/кг

Q_{лш I + доп} * Н_{л доп I} /

( Н_лшI + Н_{л доп I})

637*23,7/(89,8+23,7)= 133

Тепловосприятие ширм I ступени и дополнительных поверхностей по балансу

Q_б

ккал/кг

ц* ( Ј?-Ј?)

0,998*(5197-3650)= 1544

В том числе :

собственно ширм

Q_бш

ккал/кг

Принята предварительно

1480

дополнительных поверхностей

Q_{б доп}

ккал/кг

Принята предварительно

64

Температура пара на входе в ширмы

t?

? С

Принята предварительно

440

Энтальпия там же

i?

ккал/кг

i'=i"впр I

747,8

Рассчитываемая величина

Обоз-наче-ние

Размер-ность

Формула или обоснование

Расчёт

Прирост энтальпии пара в ширмах

?i

ккал/кг

(Qбш+ Qлш)*Вр

D??10³

(1092+272,0)* 37047*0,5

490*10³ =68,1

Энтальпия пара на выходе

i"

ккал/кг

i' + ? i

747,8 +68,1=815,9

Температура там же

t"

? С

По таблице XXV

536

Средняя температура пара

t _ср

? С

(t^' + t^") / 2

(440+536)/2= 488

Температурный напор

?t

? С

??ср - t ср

1069 - 488= 581

Средняя скорость газов

щ_г

м/с

В_р? V_г? (?ср+273) / 3600 * 273* Fг

37047*11,2237*(1069+273)/(3600*273*74,8 =7,6

Коэффициент теплоотдачи конвекцией

?_к

ккал/

м²?ч* гр

По рис.12

52*0,985*0,6*1,0=30,7

Коэффициент загрязнения

е

м²ч град/ /ккал

п 7-49

0,0

Температура наружной поверхности загрязнений

t₃

? С

t_ср +(е ? (Q_бш+ Q_лш)*Вр / НшI)

488+(0,0*(1063+275)*33460/624)=

=488

Коэффициент теплоотдачи излучением

?л

ккал/

/м²ч?гр

По рис.19

220*0,245*0,985=53,1

Коэффициент использования

о

-

По рис.7-9

0,85

Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке

?₁

ккал/

/м²ч? гр

(?_к ? р*d / (2*S₂? x)+ ?_л)?? ?

((30,7*3,14*0,042/2*0,0475*0,98)+53,1)

*0,85= 76,6

Коэффициент теплопередачи

k

ккал/

/м²ч? гр

?₁ / (1+ (1+ Q_лш / Q_бш)?? ??? ?₁)

76,6/ (1+ (1+504/1480)*0,0*76,6)=76,6

Тепловосприятие ширм по уравнению теплопередачи

Q_тш

ккал/кг

k? НшI ??t / Вр*0,5

76,6*624*581/37047*0,5=1499

Отношение тепловосприятий

Q_тш/Q_бш

%

(Q_тш / Q_бш)??100

(1499/1480)*100=101,3

Средняя температура пара в дополнительных поверхностях

t

? С

Принята предварительно

410

Тепловосприятие дополнительных поверхностей по уравнению теплопередачи

Q_{т доп}

ккал/кг

k? НдопI ? (?ср?- t)/Bр

76,6*48,9*(1069-410)/37047=66,7

Отношение тепловосприятий

Q_{т доп} / Q_{б доп}

%

(Q_{т доп} / Q_{б доп})??100

(66,7/64)*100=104,2

Рассчитываемая величина

Обоз-наче-ние

Размер-ность

Формула или обоснование

Расчёт

Диаметр и толщина труб

d*д

мм

По чертежу

42*5

Количество параллельно включенных труб

n тр

-

По чертежу

460

Количество ширм

n_ш

-

По чертежу

20

Средний шаг между ширмами

S₁

мм

По чертежу

700

Продольный шаг

S₂

мм

По чертежу

47,5

Относительный поперечный шаг

у₁

-

S1/d

700/42=16,7

Относительный продольный шаг

у₂

-

S2/d

47,5/42=1,13

Поверхность нагрева ширм

Н_{ш I}

м²

По конструктивным данным

624

Дополнительная поверхность нагрева в области ширм

Н_{доп I}

м²

По чертежу

(14,7/2*6,65)+(2*6,65*4,64)=110,6

Поверхность входного окна

Н_вх

м²

По чертежу

(2,5+3,5)*14,7=87,9

Лучевоспринимающая поверхность ширм

Н_{л ш I}

м²

Нвх*(НшI/(НшI+HдопI))

87,9*624/(624+110,6)=74,7

Дополнительная лучевоспринимающая поверхность

Н_{л доп I}

м²

Н_вх - Н_лшI

87,9-74,7=13,2

Живое сечение для газов

F_г

м²

По конструктивным данным

74,8

Живое сечение для пара

f_п

м²

По конструктивным данным

0,209

Эффективная толщина излучающего слоя

S

м

1,8 / (1/ А+1/ В+1/ С)

1,8/(1/5,28+1/0,7+1/2,495)=0,892

Температура газов на выходе из холодных

???

є С

Из расчета горячих

ширм

1238

Энтальпия

Ј??

ккал/нм3

По J-? таблице

5197

Коэффициент

в

-

По рис.2

0,6

Коэффициент

з_в

-

По рис.13

1,35

Тепловая нагрузка ширм в выходном окне топки

q_лш

ккал/(м²ч)

в * з_в * q_л

0,6*1,35*168742=136681

Лучистое тепло, воспринятое плоскостью входного сечения ширм

_{Qл вх}

ккал/нм³

(q_лш *Н_вх) / (Вр*0,5)

(136681*87,9)/ 37047*0,5=648,6

Поправочный коэффициент для учета излучения на пучок за ширмами

_{о п}

-

Стр.21

0,7

Рассчитываемая величина

Обоз-наче-ние

Размер-ность

Формула или обоснование

Расчёт

Температура газов на входе в холодные ширмы

?^'

є С

Из расчета горячих

ширм

900

Энтальпия газов на выходе из ширм при принятой температуре

Ј?

ккал/нм3

По J- таблице

3650

Средняя температура газов в ширмах ?ст.

?ср

є С

??+?^''

(1238+900)/2=1069

Произведение

pп S

м*кгс/смІ

р ? rл ? S

1,0*0,2798*0,892=0,25

Коэффициент ослабления лучей: трехатомными газами

kг

1/ (м*

*кгс /см2)

Номограмма 3

1,11

Оптическая толщина

k p S

-

k г*r п*p*S

1,11*0,2798*1,0*0,892=0,28

Степень черноты газов в ширмах

a

-

Номограмма 2

0,245

Угловой коэффициент с входного на выходное сечение ширм

цш

-

v ((1/S₁)І+1)-1/S₁

v((5,4/0,7)І+1) -5,4/0,7=0,065

Тепло излучения из топки на входные ширмы

Qл вых

ккал/кг

(Qл вх? (1-a)??цш)/в+(4,9*10^-8

*а*Зл.вых*( Тср)⁴*оп ) / Вр

(648,6 *(1-0,245)*0,065)/0,6+(4,9*10^-8 * *0,245*(80,3*)*(1069+273)4 *0,7)/ 37047*0,5)= 171,2

Тепло, получаемое излучением из топки холодными ширмами

QлшI + доп

ккал/кг

Qл вх - Qл вых

648,6 -171,2= 477,4

Тепловосприятие топочных экранов

Qэкр

ккал/кг

Qтл - Qл вх

4113 -171,2=3942

Прирост энтальпии среды в экранах

?i

ккал/кг

(Qэкр?Вр) / D

(3942*37047)/490000=298

Количество лучистого тепла, воспринятого из топки входными ширмами

Qлш

ккал/кг

QлшI + доп*

Нлш I/(Нлш I+Нл доп I)

477,4*74,7/(74,7+13,2)= 406,0

То же дополнительными поверхностями

Qл доп

ккал/кг

Qлш I + доп * Нл доп I /

( НлшI + Нл доп I)

477,4*13,2/(74,7+13,2)= 71,7

Тепловосприятие ширм I ступени и дополнительных поверхностей по балансу

Qб

ккал/кг

ц* ( Ј^'-Ј^'')

0,998*(5197-3650)=1544

Рассчитываемая величина

Обоз-наче-ние

Размер-ность

Формула или обоснование

Расчёт

В том числе :

собственно ширм

Q_бш

ккал/кг

Принята предварительно

1440

дополнительных поверхностей

Q_{б доп}

ккал/кг

Принята предварительно

104

Температура пара на выходе из входных ширм

t"

? С

Из расчёта выходных

ширм

440

Энтальпия там же

i"

ккал/кг

По таблице XXVI

747,8

Прирост энтальпии пара в ширмах

?i

ккал/кг

(Qбш+ Qлш)*Вр

D??10³

((1440+406,0)* 37047) / ((490*10³)=69,8

Энтальпия пара на входе во входные ширмы

i?

ккал/кг

i'= i" - ?i

747,8 - 69,8 = 678,0

Температура пара на входе в ширмы

t?

? С

По таблице XXVI

(Р=150кгс/см² )

369

Средняя температура пара

t _ср

? С

(t^' + t^") / 2

(440+369)/2=405

Температурный напор

?t

? С

??ср - t ср

1069 - 405=664,0

Средняя скорость газов

щ_г

м/с

В_р? V_г? (?ср+273) / 3600 * 273* Fг

37047*11,2237*(1069+273)/(3600*273*74,8 =7,6

Коэффициент теплоотдачи конвекцией

?_к

ккал/

м²?ч* гр

По рис.12

52,0*0,985*0,6*1,0=30,7

Коэффициент загрязнения

е

м²ч град/ /ккал

п 7-49

0,0

Температура наружной поверхности загрязнений

t₃

? С

t_ср +(е ? (Q_бш+ Q_лш)*Вр / НшI)

405+(0,0*(600+89,8)*33460/624)=

=405

Коэффициент теплоотдачи излучением

?л

ккал/

/м²ч?гр

По рис.19

210*0,245*0,96=49,4

Коэффициент использования

о

-

По рис.3

0,85

Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке

?₁

ккал/

/м²ч? гр

(?_к ? р*d / (2*S₂? x)+ ?_л)?? ?

((30,7*3,14*0,042/2*0,0475*0,98)+49,4)

*0,85= 63,4

Коэффициент теплопередачи

k

ккал/

/м²ч? гр

?₁ / (1+ (1+ Q_лш / Q_бш)?? ??? ?₁)

63,4/(1+ (1+89,8/1440)*0,0*65,5)=63,4

Тепловосприятие ширм по уравнению теплопередачи

Q_тш

ккал/кг

k? НшI ??t / Вр

63,4*624*664/37047*0,5=1418

Отношение тепловосприятий

Q_тш/Q_бш

%

(Q_тш / Q_бш)??100

(1418/1420)*100=99,9

Средняя температура пара в дополнительных поверхностях

t

? С

Принята предварительно

360

Рассчитываемая величина

Обоз-наче-ние

Размер-ность

Формула или обоснование

Расчёт

Тепловосприятие дополнительных поверхностей по уравнению теплопередачи

Q_{т доп}

ккал/кг

k? НдопI ? (?ср?- t)/Bр

63,4*110,6*(1069-360)/37047=134,2

Отношение тепловосприятий

Q_{т доп} / Q_{б доп}

%

(Q_{т доп} / Q_{б доп})??100

(134,2/124)*100=108,2