Расчет парогенератора БКЗ-75-39
Поверочный расчет парогенератора БКЗ-75-39 унифицированного для заданных конструктивных размеров парогенератора и вида топлива. Расчет количества воздуха и продуктов сгорания, теплового баланса парогенератора. Ориентировочный подсчет экономайзера.
Рубрика | Физика и энергетика |
Вид | курсовая работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 05.01.2012 |
Размер файла | 110,2 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Расчет парогенератора БКЗ-75-39
Содержание
Введение
1. Топливо, воздух и продукты сгорания
1.1 Теоретические объемы
1.2 Действительное количество воздуха и продуктов сгорания
2. Тепловой расчет
2.1 Тепловой баланс парогенератора и расход топлива
2.2 Основные конструктивные характеристики топки
2.3 Расчет теплообмена в топке
2.4 Расчет фестона
2.5 Расчет пароперегревателя
2.6 Расчет хвостовых поверхностей
2.7 Ориентировочный расчет
2.7.1 Воздухоподогреватель I ступени
2.7.2 Экономайзер I ступени
2.7.3 Воздухоподогреватель I ступени
2.7.4 Экономайзер I ступени
2.8 Расчет невязки теплового баланса парогенератора
Введение
В проекте содержится поверочный расчет парогенератора БКЗ-75-39 унифицированный, проведенный для заданных конструктивных размеров парогенератора и заданного вида топлива.
Номинальные характеристики парогенератора:
- паропроизводительность агрегата D, т/ч (кг/с) ……….75 (20,8)
- давление пара у главной паровой задвижки рп, МПа ……….3,9
- температура перегретого пара tп.п, C ………………………440
- температура питательной воды перед экономайзером tп.в,C 145
- температура воздуха на выходе из воздухоподогревателя, C ..227
Топливо - природный газ. Смесь из Западной Сибири :
СН4, % .................................................................................... 92,66
С2Н6, % .................................................................................. 5,04
С3Н8, % ……………………………………………………....... 0,45
С5Н12, % ....................................................................................... 1,85
QРн, МДж/м3 (ккал/м3) .........................................................36,84 (8800)
с, кг/м3 ……......................................................................................0,8
Для сжигания топлива с фронта устанавливают две газовые горелки.
Схема испарения - двухступенчатая. Обе ступени расположены в барабане.
1. ТОПЛИВО. ВОЗДУХ. ПРОДУКТЫ СГОРАНИЯ
1.1 Теоретические объемы
Теоретический объем воздуха (при =1), необходимый для сжигания 1 м3 топлива:
V0 = 0,0478[0,5(C0+Н) +1,5Н2S + 2СН4 + (m+n/4)CmHn - О], м3/м3
V0 = 0,0478{292,66 + [(2+6/4)5,04]+[(3+8/4)0,45]+
+[(5+12/4)1,85]=10,5 (м3/м3)
Определяем теоретические объемы продуктов сгорания топлива:
а) объем двухатомных газов равен теоретическому объему азота
V0N2 = 0,79V0 + 0,008NP
V0N2 = 0,7910,5 = 8,295 (м3/м3)
б) объем трехатомных газов
V0RО2 = 0,01(СО2+СО+Н2S+mCmHn)
V0RО2 = 0,01[(25,04)+(30,45)+(51,85)] = 0,2 (м3/м3)
в) объем водяных паров
V0Н2О = 0,01(Н2S+ Н2+0,5nCmHn+0,124dг.тл)+0,0161V0
V0Н2О = 0,01{[(0,565,04)+(0,580,45)+(0,5121,85)]+
+0,12410}+0,016110,5=0,46 (м3/м3)
1.2 Действительное количество воздуха и продуктов сгорания
Действительное количество воздуха, поступающего в топку, отличается от теоретически необходимого в раз.
- коэффициент избытка воздуха.
По данным расчетных характеристик камерных топок при сжигании газа (табл. 4-3 2) и нормативных значений присосов воздуха по газоходам (табл. 2-22) выбираем коэффициент избытка воздуха на входе в топку т и присосы воздуха по газоходам и находим расчетные коэффициенты избытка воздуха в газоходах .
Присосы воздуха по газоходам и расчетные коэффициенты избытка воздуха .
Таблица 1-1
Участки газового тракта |
т |
||
Топка и фестон Пароперегреватель Экономайзер стальной (II ступень) Воздухоподогреватель трубчатый (II ступень) Экономайзер стальной (I ступень) Воздухоподогреватель трубчатый (I ступень) |
0,1 0,03 0,02 0,03 0,03 0,03 |
1,25 1,28 1,29 1,33 1,39 1,42 |
из-за присосов воздуха в газоходах объем продуктов сгорания в каждом газоходе будет отличаться от теоретического, поэтому необходимо рассчитать действительные объемы газов по газоходам, объемные доли газов r.
Присосы воздуха не содержат двухатомных газов, поэтому объем двухатомных газов не зависит от величины коэффициента избытка воздуха .
Характеристика продуктов сгорания в газоходах парогенератора.
Таблица 1-2
Расчетный коэффициент избытка воздуха в газоходах |
Един-ица |
Топка, фестон |
Участки конвективных поверхностей нагрева |
|||||
ПП |
ВЭ-II |
ВП-II |
ВЭ-I |
ВП-I |
||||
- |
1,25 |
1,28 |
1,29 |
1,33 |
1,39 |
1,42 |
||
VRO2 |
м3/м3 |
0,2 |
0,2 |
0,2 |
0,2 |
0,2 |
0,2 |
|
VR2 = V0N2+ (-1)V0 |
м3/м3 |
10,92 |
11,23 |
11,34 |
11,76 |
12,39 |
12,705 |
|
VH2O = V0H2O + 0,0161(-1)V0 |
м3/м3 |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
0,51 |
0,52 |
0,53 |
|
V = VRO2 + VR2 + VH2O |
м3/м3 |
11,62 |
11,93 |
12,04 |
12,47 |
13,11 |
13,43 |
|
rRO2 = VRO2 / V |
- |
0,017 |
0,016 |
0,016 |
0,016 |
0,015 |
0,014 |
|
rН2О = VH2O / V |
- |
0,043 |
0,041 |
0,041 |
0,04 |
0,039 |
0,039 |
|
rn = rRO2 + rН2О |
- |
0,06 |
0,057 |
0,057 |
0,056 |
0,054 |
0,053 |
Используя данные таблицы 1-2, определяем удельные энтальпии теоретического объёма воздуха и продуктов сгорания топлива.
Удельные энтальпии теоретических объемов воздуха и продуктов сгорания, кДж/кг.
Таблица 1-3
t, C |
V0=10,5 м3/м3 I0в=V0ctв |
V0RO2=0,2 м3/м3 I0RO2=V0RO2cRO2 |
V0N2=8,29 м3/м3 I0N2=V0N2cN2 |
V0Н2О=0,46 м3/м3 I0H2O=V0H2OcH2O |
I0r =I0RO2+I0N2+I0H2O |
|
30 |
409,5 |
- |
- |
- |
- |
|
100 |
1386 |
33,8 |
1077,7 |
69,46 |
1180,96 |
|
200 |
2793 |
71,4 |
2155,4 |
139,84 |
2366,64 |
|
300 |
4231,5 |
111,8 |
3249,68 |
212,98 |
3574,46 |
|
400 |
5691 |
154,4 |
4368,83 |
287,96 |
4811,19 |
|
500 |
7182 |
199,2 |
5504,56 |
365,24 |
6069 |
|
600 |
8715 |
244,4 |
6665,16 |
444,82 |
7354,38 |
|
700 |
10279,5 |
292,2 |
7842,34 |
527,62 |
8662,16 |
|
800 |
11865 |
340,8 |
9060,97 |
614,1 |
10015,87 |
|
900 |
13450,5 |
390,2 |
10304,47 |
701,04 |
11395,71 |
|
1000 |
15078 |
440,4 |
11556,26 |
793,5 |
12790,16 |
|
1100 |
16747,5 |
491,4 |
12808,05 |
885,96 |
14185,41 |
|
1200 |
18417 |
543,4 |
14051,55 |
980,26 |
15575,21 |
|
1400 |
21798 |
648 |
16654,61 |
1176,68 |
18479,29 |
|
1600 |
25231,5 |
753,4 |
19257,67 |
1380,46 |
21391,53 |
|
1800 |
28654,5 |
860,6 |
21902,18 |
1590,68 |
24353,46 |
Энтальпии продуктов сгорания топлива Iг при 1 подсчитываем по формуле:
Iг = I0г + (-1)I0в
Так как уноса золы из топки Aп нет, то при расчете Iг энтальпию золы не учитываем. Полученные результаты сводим в таблицу 1- 4.
Таблица 1- 4
t, 0С |
I0в |
I0r |
Участки газоходов и коэффициенты избытка воздуха |
||||||||||||
Топка и фестон, =1,25 |
ПП, =1,28 |
ВЭ (II-ст.), =1,29 |
ВП (II-ст.), =1,33 |
ВЭ (I-ст.), =1,39 |
ВП (I-ст.), =1,42 |
||||||||||
Iг |
I |
Iг |
I |
Iг |
I |
Iг |
I |
Iг |
I |
Iг |
I |
||||
100 |
1386 |
1180,96 |
1527,46 |
1569 |
1582,9 |
1638,3 |
1721,5 |
1763 |
|||||||
1537,4 |
1579,6 |
1593,7 |
1649,9 |
1734,4 |
1776,6 |
||||||||||
200 |
2793 |
2366,64 |
3064,89 |
3148,6 |
3176,6 |
3288,3 |
3455,9 |
3539,7 |
|||||||
1567,4 |
1610,6 |
1624,9 |
1682,5 |
1768,8 |
1811,9 |
||||||||||
300 |
4231,5 |
3574,46 |
4632,33 |
4759,2 |
4801,5 |
4970,8 |
5224,7 |
5351,6 |
|||||||
1601,6 |
1645,4 |
1659,9 |
1718,3 |
1805,9 |
1849,7 |
||||||||||
400 |
5691 |
4811,19 |
6233,94 |
6404,6 |
6461,5 |
6689,2 |
7030,6 |
7201,4 |
|||||||
1630,6 |
1675,3 |
1690,2 |
1749,8 |
1839,3 |
1884 |
||||||||||
500 |
7182 |
6069 |
7864,5 |
8079,9 |
8151,7 |
8439 |
8869,9 |
9085,4 |
|||||||
1668,6 |
1714,6 |
1729,9 |
1791,2 |
1883,2 |
1929,2 |
||||||||||
600 |
8715 |
7354,38 |
9533,13 |
9794,5 |
9881,7 |
10230 |
10753 |
11014 |
|||||||
1698,9 |
1745,8 |
1761,4 |
1824 |
1917,9 |
1964,8 |
||||||||||
700 |
10279,5 |
8662,16 |
11232 |
11540 |
11643 |
12054 |
12671 |
12979 |
|||||||
1750,1 |
1797,7 |
1813,5 |
1876,9 |
1972 |
2019,6 |
||||||||||
800 |
11865 |
10015,8 |
12982,1 |
13338 |
13456 |
13931 |
14643 |
14999 |
|||||||
1776,2 |
1823,8 |
1839,6 |
1903 |
1998,1 |
2045,7 |
||||||||||
900 |
13450,5 |
11395,7 |
14758,3 |
15161 |
15296 |
15834 |
16641 |
17044 |
|||||||
1801,3 |
1850,2 |
1866,4 |
1931,5 |
2029,1 |
2078 |
||||||||||
1000 |
15078 |
12790,1 |
16559,6 |
17012 |
17162 |
17765 |
18670 |
19122 |
|||||||
1812,6 |
1862,7 |
1879,4 |
1946,1 |
2046,3 |
2096,4 |
||||||||||
1100 |
16747,5 |
14185,4 |
18372,2 |
18874 |
19042 |
19712 |
20716 |
21219 |
|||||||
1807,2 |
1857,3 |
1873,9 |
1940,7 |
2040,9 |
2090,9 |
||||||||||
1200 |
18417 |
15575,2 |
20179,4 |
20732 |
20916 |
21652 |
22757 |
23310 |
|||||||
3749,3 |
3850,8 |
3884,5 |
4019,8 |
4222,6 |
4324,1 |
||||||||||
1400 |
21798 |
18479,2 |
23928,7 |
24582 |
24800 |
25672 |
26980 |
27634 |
|||||||
3770,6 |
3873,6 |
3907,9 |
4045,2 |
4251,3 |
4354,3 |
||||||||||
1600 |
25231,5 |
21391,5 |
27699,4 |
28456 |
28708 |
29717 |
31231 |
31988 |
|||||||
3817,7 |
3920,4 |
3954,6 |
4091,5 |
4296,9 |
4399,5 |
||||||||||
1800 |
28654,5 |
24353,4 |
31517,0 |
32376 |
32663 |
33809 |
35528 |
36388 |
|||||||
2. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ
2.1 Тепловой баланс парогенератора и расход топлива
Тепловой баланс составляем в расчете на 1 м3 располагаемой теплоты топлива QPp. При определении QPp считаем, что предварительный подогрев воздуха и топлива за счет внешнего источника теплоты отсутствует (Qв.н = 0, iтл = 0). парогенератор топливо экономайзер
Расчет теплового баланса парогенератора и расход топлива.
Таблица 2-1
Величина |
Единица |
Расчет |
|||
Наименование |
Обозна-чение |
Формула или способ определения |
|||
Располагаемая теплота топлива |
QPp |
QPн + Qвн + iтл |
кДж/м3 |
36840 + 0 + 0 = 36840 |
|
Потеря теплоты от хим.неполноты сгорания топлива |
q3 |
Табл. 4-5, 2 |
% |
0,5 |
|
Потеря теплоты от мех.неполноты сгорания топлива |
q4 |
Табл. 4-5, 2 |
% |
0 |
|
Температура уходящих газов |
ух |
По выбору, табл.1-3, 2 |
C |
140 |
|
Энтальпия уходящих газов |
Iух |
По - таблице |
кДж/м3 |
2031 |
|
Температура воздуха в котельной |
tх.в. |
По выбору |
C |
30 |
|
Теоретическая энтальпия воздуха в котельной |
I0хв |
По - таблице |
кДж/м3 |
180 |
|
Потеря теплоты в окружающую среду |
q5 |
По рис.3-1, 2 |
% |
0,8 |
|
Потеря теплоты с уходящими газами |
q2 |
(Iух -б ух - I0х.в.)Ч Ч (100- q4)/ QPp |
100% |
5,02 |
|
Сумма тепловых потерь |
q |
q5+q4+q3+q2 |
% |
6,32 |
|
Эффективность К.У. |
q0 |
q1= 100 - q |
% |
93,68 |
|
Коэффициент сохранения тепла |
1- q5/(q0+ q5) |
- |
0,99 |
||
Паропроизводительность |
D |
По заданию |
кг/с |
20,8 |
|
Температура перегретого пара |
tп.п |
По заданию |
C |
440 |
|
Давление пара в барабане |
pб |
рп 1,1 |
МПа |
3,9Ч1,1 = 4,3 |
|
Температура питательной воды |
tп.в |
По заданию |
C |
145 |
|
Энтальпия перегретого пара |
iп.п |
Табл.VI-8,2 |
кДж/кг |
3300 |
|
Энтальпия питательной воды |
iп.в |
Табл.VI-6,2 |
кДж кг |
607,55 |
|
Значение продувки |
p |
По выбору |
% |
3 |
|
Энтальпия воды (рб, ts) |
iкип |
Табл.VI-7,2 |
кДж/кг |
1115,5 |
|
Полезно использованная теплота в котле |
Qпг |
D(iп.п - iп.в) + +DпрЧ (iкип - iп.в)/100 |
кВт |
56321 |
|
Полный расход топлива |
В |
Qпг100/( QPpq0) |
кг/с |
1,63 |
|
Расчетный расход топлива |
Вр |
ВЧ0,01Ч (100- q4) |
кг/с |
1,63 |
2.2 Основные конструктивные характеристики топки
Парогенератор типа БКЗ-75-39 (унифицированный) имеют камерную топку для сжигания газообразного топлива. С фронта расположены три газовые горелки типа ГМГБ разработанные ЦКТИ с частичным предварительным смешиванием газа и воздуха.
По конструктивным размерам определяю активный объём топочной камеры:
Vт = 204 м3.
Допустимое тепловое напряжение объёма топки определяется
, кВт/м3.
2.3 Расчет теплообмена в топке
Топка парогенератора БКЗ-75-39 (унифицированный) полностью экранирована трубами диаметром 57 мм и толщиной стенки 5 мм с шагом 80 мм. По конструктивным размерам топки рассчитываем полную площадь ее стен и площадь лучевоспринимающей поверхности топки. При этом учитываем, что вся площадь лучевоспринимающей поверхности открыта (отсутствует зажигательный пояс).
Площади поверхности нагрева.
Таблица 2-2
Наименование |
Единица измерения |
Стены топки |
|
Радиационная экранов и фестона |
м2 |
269 |
|
Котельного пучка |
м2 |
- |
|
Пароперегревателя |
м2 |
367 |
|
Водяного экономайзера |
м2 |
642 |
|
Воздухоподогревателя |
м2 |
2189 |
|
Диаметр и толщина стенок |
|||
Барабана котла |
мм |
1540 Ч 22 |
|
Труб экрана |
мм |
57 Ч 5 |
|
Труб пароперегревателя |
мм |
28 Ч 3 |
|
Труб воздухоподогревателя |
мм |
51 Ч 1,6 |
|
Габаритные размеры (в осях колонн) |
|||
Длина |
мм |
11700 |
|
Ширина |
мм |
6530 |
|
Высота |
мм |
15000 |
|
Масса котла |
т |
205 |
По конструктивным размерам и характеристикам топки выполняю поверочный расчет теплообмена в топке. Расчет производится методом последовательных приближений.
Полученная в результате расчета температура газов на выходе из топки отличается от предварительно принятой менее чем на С; следовательно, пересчета теплообмена не требуется. Полученная температура удовлетворяет требованиям эксплуатации.
Поверочный расчет теплообмена в топке.
Таблица 2-3
Величина |
Обозна-чение |
Формула или способ определения |
Единица |
Расчет |
|
Суммарная площадь лучевоспринимающей поверхности |
Hл |
По конструктивным размерам (табл.II-8, [2]) |
м2 |
269 |
|
Полная площадь стен топочной камеры |
Fст |
По результатам |
м2 |
242 |
|
Эффективная толщина излучаем. слоя пламени |
s |
3,6ЧVт/ Fст |
м |
3,03 |
|
Коэффициент тепловой эффективности лучевоспр. поверхности |
ср |
Ч Hл/ Fст |
- |
0,44 |
|
Полная высота топки |
Hт |
По констр. размерам |
м |
10 |
|
Высота расположения горелок |
hг |
По конструктивным размерам |
м |
5,6 |
|
Относительный уровень расположения горелок от 0,00 |
xт |
hг/ Hт |
- |
0,56 |
|
Параметр, учитывающ. характер распределения температуры в топке |
М |
0,59-0,5Чxт |
- |
0,31 |
|
Коэффициент избытка воздуха в топки |
т |
Табл.1-1 |
- |
1,25 |
|
Присос воздуха в топке |
т |
Табл. 1-1 |
- |
0,1 |
|
Температура горячего воздуха после воздухоподогревателя |
tгв |
По выбору (табл.1-4 [2]) |
С |
227 |
|
Энтальпия горячего воздуха |
I0гв |
Табл. 1-3 |
кДж/кг |
3574 |
|
Температура холодного воздуха |
tхв |
По выбору |
С |
30 |
|
Энтальпия присосов воздуха |
I0пр.в. |
Табл. 1-3 |
кДж /кг |
409,5 |
|
Количество теплоты, вносимое в топку воздухом |
Qв |
(т -т)ЧI0гв + +тЧI0пр.в. |
кДж /кг |
(1,25-0,1)Ч3574+ +0,1Ч409,5=4151 |
|
Полезное тепловыделение топки |
Qт |
Qв+QPн(100-q3 - -q4)/(100-q4) |
кДж /кг |
4151+36840Ч(100-0,5- -0)/(100-0)= 40806 |
|
Адиабатическая температура горения |
А |
Табл. 1-3 (по Qт) |
С |
1800 |
|
Температура газов на выходе из топки |
т |
По выбору, из табл. 5-3 2 |
С |
1000 |
|
Энтальпия газов на выходе из топки |
Iт |
Табл. 1-4 |
кДж /кг |
14950 |
|
Средняя суммарная теплоёмкость продуктов сгорания |
Vccp |
(Qт -Iт)/( А-т) |
кДж /кгЧК |
(40806-14950)/(1800-1000)= =29,88 |
|
Объёмная доля: водяных паров трёхатомных газов |
rH2O rRO2 |
Табл. 1-2 |
- - |
0,043 0,017 |
|
Суммарная объёмная доля трехатомных газов |
rn |
rRO2 + rH2O |
- |
0,043+0,017=0,06 |
|
Произведение |
рЧ rnЧs |
р rns |
мЧМПа |
0,1Ч0,06Ч3,03=0,018 |
|
Коэффициент ослабления лучей трёхатомными газами |
kг |
По рис. 5-5 Стр. 32 2 |
1/(мЧ МПа) |
1,4 |
|
Безразмерные параметры |
X1 X2 |
Стр. 31 2 |
- |
0,5 0,1 |
|
Коэффициент ослабления лучей топочной средой |
k |
kгЧrn + kкокс |
1/(мЧ МПа) |
1,4Ч0,06=0,084 |
|
Суммарная сила поглощения топочного объёма |
kps |
kps |
- |
0,084Ч0,1Ч3,03=0,025 |
|
Степень черноты факела |
аф |
1 - е-kps |
- |
0,024 |
|
Степень черноты топки |
ат |
аф /( аф +(1- аф)Ч ср) |
- |
0,024/(0,024+(1-0,024)Ч Ч0,44)=0,052 |
|
Тепловая нагрузка стен топки |
qF |
Вр ЧQт / Fст |
кВт/м2 |
1,63Ч40806/242=274,8 |
|
Общее теловосприятие топки |
Qлт |
(Qт - Iт) |
кДж кг |
0,99(40806-15658)=22427 |
|
Средняя уд. тепловая нагрузка лучевоспр. пов-ти топки |
qлср |
Вр Ч Qлт / Hл |
кВт/м2 |
1,63Ч22427/269=135,8 |
2.4 Расчет фестона
При тепловом расчете серийного парогенератора фестон, как правило, не изменяют, а проверяют поверочным расчетом.
Поверочный расчет фестона.
Таблица 2-4
Величина |
Обозна-чение |
Формула или способ определения |
Еди-ница |
Расчет |
|
Полная площадь поверхности нагрева |
H |
По конструктивным размерам (табл.II-8, [2]) |
м2 |
62 |
|
Площадь поверхности труб боковых экранов, находящихся в зоне фестона |
Hдоп |
По конструктивным размерам |
м2 |
6 |
|
Диаметр труб |
d |
мм |
575 |
||
Кол-во труб в ряду |
z1 |
шт. |
11 |
||
Кол-во труб в ряду |
z2 |
шт. |
4 |
||
Поперечный шаг труб |
s1 |
мм |
300 |
||
Продольный шаг труб |
s2 |
мм |
250 |
||
Относительный поперечный шаг труб |
s1/d |
- |
300/57 = 5,26 |
||
Относительный продольный шаг труб |
s2/d |
- |
250/57 = 4,38 |
||
Размеры попереч. сечения газохода |
А В |
м |
4,2 6,07 |
||
Пл-дь живого сечения для прохода газов |
F |
AB - z1dA |
м2 |
4,26,07-110,0574,2 = 22,8 |
|
Эф-ная толщина излучающего слоя |
s |
0,9(4s1s2/d2- 1)Чd |
м |
0,9Ч0,057((40,30,25/ /3,140,0572)-1) = 1,45 |
|
Темп-ра газов перед фестоном |
т - из расчета топки |
С |
1010 |
||
Энтальпия газов перед фестоном |
I |
Из расчета топки |
кДж/кг |
16740 |
|
Температура газов за фестоном |
По выбору (стр. 53, 2) |
С |
973 |
||
Энтальпия газов за фестоном |
I |
По I- таблице |
кДж/кг |
16511 |
|
Кол-во теплоты отданное фестону |
Qг |
( I- I) |
кДж/кг |
0,99(16740-16511)=217 |
|
Ср. температура газов |
ср |
()/2 |
С |
(1010+973)/2 = 991,5 |
|
Ср. темпер-ный напор |
tср |
ср - tкип |
С |
991,5-256 = 735,5 |
|
Средняя скорость газов |
w |
м/с |
3 |
||
Коэф-ент теплоотдачи конвекцией |
к |
нСzCsCф (по рис.6-5, 2) |
Вт/м2К |
430,910,970,98 = 37,1 |
|
Произведение |
рЧ rnЧs |
рrns |
мМПа |
0,10,061,45 = 0,0087 |
|
К-т ослабления лучей трехат. газами |
kг |
По рис. 5-5 |
1/(м МПа) |
5,5 |
|
Суммарная оптич. толщина запыленного газового потока |
kps |
kгrnps |
- |
5,50,060,11,45 = 0,047 |
|
Степень черноты излучающей среды |
а |
1 - е-kps |
- |
1 - e-0,047 = 0,045 |
|
Темп-ный перепад между темп-рой заг- рязнения стенки и газов в выходном окне |
t |
Стр. 48, 2 |
С |
25 |
|
Темп-ра загрязненной стенки трубы |
tст |
tкип +t |
С |
256+25=281 |
|
К-т теплоотдачи излучением |
л |
на |
Вт/м2К |
1900,01 = 1,9 |
|
К-т использования пов-ти нагрева |
Стр. 41, 2 |
- |
1 |
||
К-т теплоотдачи от газов к стенке |
1 |
(к +л) |
Вт/м2К |
1(37,1+1,9) = 39 |
|
Исходный к-т загрязнения |
0 |
Рис. 6-1а, 2 |
м2К/Вт |
0,005 |
|
Поправка на диаметр труб |
Сd |
Рис. 6-1б, 2 |
- |
1,7 |
|
Поправка на фракц. состав золы |
Сфр |
Стр. 34-40, 2 |
- |
1 |
|
Поправка |
Табл. 6-1, 2 |
- |
0,003 |
||
Коэффициент загрязнения |
0ЧСdЧСфр+ |
м2К/Вт |
0,005Ч1,7Ч1+0,003 = 0,115 |
||
Коэффициент теплопередачи |
k |
1/(1+Ч1) |
Вт/м2К |
39/(1+0,115Ч39)=7,11 |
|
Тепловосприятие фестона по уравне-нию теплопередачи |
Qф |
kHtср/( ВрЧ103) |
кДж/кг |
7,11Ч62Ч735,5/(1,63Ч103)=198,9 |
|
Тепловосприятие настенных труб |
Qдоп |
kHдопtср/( Вр103) |
кДж/кг |
7,11Ч6Ч735,5/(1,63103) = 19,2 |
|
Суммарное тепловосприятие газохода фестона |
Qт |
Qдоп +Qф |
кДж/кг |
19,2+198,9=218,1 |
|
Расхождение расчет-ных тепловосприятий |
Q |
100(Qт - Qг)/ Qг |
% |
100(218,1-217)/217=0,5 |
2.5 Расчет пароперегревателя
Пароперегреватель - вертикальный, змеевиковый, конвективный, с коридорным расположением труб диаметром 28 3 мм. Регулирование температуры перегрева пара осуществляется промежуточным пароохладителем, установленным «в рассечку» между двумя ступенями перегревателя (в газоходе между фестоном и вертикальной шахтой экономайзера и воздухоподогревателя).
Конструктивные размеры и характеристики пароперегревателя.
Таблица 2-5
Величина |
Обозна-чение |
Формула или способ определения |
Еди-ница |
Расчет |
|
Диаметр труб |
d/dвн |
По конструктивным размерам |
мм/мм |
28/22 |
|
Кол-во труб в ряду |
z1 |
шт. |
36 |
||
Кол-во труб в ряду |
z2 |
шт. |
10 |
||
Поперечный шаг труб |
s1 |
мм |
139 |
||
Продольный шаг труб |
s2 |
мм |
91 |
||
Относительный поперечный шаг труб |
s1/d |
s1/d |
- |
139/28 = 4,96 |
|
Относительный продольный шаг труб |
s2/d |
s2/d |
- |
91/28 = 3,25 |
|
Размеры газохода |
a b |
По конструктивным размерам |
мм |
2085 4100 |
|
Длина одного змеевика |
l |
мм |
2200 |
||
Пл-дь живого сечения для прохода газов на входе и на выходе. |
F= F |
ab - lz1d |
м2 |
2,0854,1 - 2,2360,028 = 6,33 |
|
Площадь поперечного сечения газохода перед п/п |
Fг |
ab |
м2 |
2,0854,1 = 8,54 |
Так как пароперегреватель вертикальный, обе ступени омываются газами, имеющими одинаковые температуры. Поэтому при расчете считаю пароперегреватель одноступенчатым, учитывая при этом установленный «в рассечку» промежуточный пароохладитель.
Коэффициент теплопередачи гладкотрубных пучков перегревателя рассчитываю с учетом коэффициента тепловой эффективности , используя формулу 6-6 (2). Влияние излучения газового объёма, расположенного перед ступенью, на коэффициент теплопередачи учитываю путем увеличения расчетного значения коэффициента теплоотдачи излучением по формуле 6-34 (2).
Поверочный расчет пароперегревателя.
Таблица 2-6
Величина |
Обозна-чение |
Формула или способ определения |
Еди-ница |
Расчет |
|
Диаметр труб |
d/dвн |
По констр. размерам |
мм |
22/28 |
|
Площадь поверхнос-ти теплообмена |
Н |
м2 |
337 |
||
Давление пара на входе в п/п |
р |
р = рб |
МПа |
4,3 |
|
Температура пара на входе п/п |
t |
t = tнас |
С |
256 |
|
Влажность пара на входе в п/п |
х |
По выбору |
- |
0,98 |
|
Уд. энтальпия кипящей воды |
i |
Табл. VI-7, [2] |
кДж/кг |
1115,5 |
|
Уд. энтальпия сухого насыщенного пара |
i |
Табл. VI-7, [2] |
кДж/кг |
2797,2 |
|
Уд. энтальпия пара на входе в п/п |
iп |
х i+(1-х) i |
кДж/кг |
0,982797,2+(1-0,98)1115,5 =2763,57 |
|
Тепловосприятие пароохладителя |
iпо |
По выбору (iпо = 0120) |
кДж/кг |
0 1 |
|
Давление пара на выходе из п/п |
р |
р = рпе |
МПа |
4 |
|
Темп-ра пара на выходе из п/п |
t |
t = tпе |
С |
400 2 |
|
Уд. энтальпия пара на выходе из п/п |
iп |
Табл. VI-8, [2] |
кДж/кг |
3215 2 |
|
Тепловосприятие п/п |
Q |
D(iп+iпо- iп)/Bp |
кДж/кг |
20,8(3215,6+0-2763,57)/1,63 =5768 |
|
Средняя уд. тепловая нагрузка лучевоспр. пов-ти топки |
qлср |
Из расчета топки |
кВт/м2 |
135,8 |
|
К-т распределения тепловой нагрузки по высоте |
в |
Рис. 5-9,[2] (при h/Hт) |
- |
1,5 |
|
К-т распределения тепловой нагрузки между стенами |
ст |
Табл. 5-7, [2] |
- |
1,1 |
|
Уд. лучистое тепло-восприятие выход-ного окна топки |
qл |
qлсрЧвЧст |
кВт/м2 |
135,8Ч1,5Ч1,1=224,07 |
|
Угловой к-т фестона |
хф |
Рис. 5-1г, [2] |
- |
0,77 |
|
Лучистое тепловосприятие п/п |
Qл |
qл(1-хф) Fг/Bp |
кДж/кг |
224,07Ч(1-0,77)Ч8,54/1,63 = 270 |
|
Конвективное тепло- восприятие п/п |
Qк |
Q-Qл |
кДж/кг |
5678-270=5408 |
|
Энтальпия газов на входе в п/п |
I |
Из расчета фестона |
кДж/кг |
16740 |
|
Темп-ра газов на входе в п/п |
Из расчета фестона |
С |
973 |
||
Энтальпия газов на выходе из п/п |
I |
I-Qк/ + ЧI0прс |
кДж/кг |
16740-5408/0,99+ +0,1Ч409,5 = 11006 |
|
Темп-ра газов на выходе из п/п |
По I- табл. 1-4 |
С |
670 |
||
Средняя темп-ра газов в п/п |
ср |
()/2 |
С |
(973+670)/2 = 821,5 |
|
Средняя скорость газов в п/п |
wг |
BpVг(273+ср)/(273Fг) |
м/с |
1,63Ч5,53(273+821,5)/(273Ч8,54) = 4,2 |
|
Поправка на кол-во рядов труб z2 |
Сz |
Рис. 6-6, [2] |
- |
0,9755 |
|
Поправка на геометрию пучка |
Сs |
- |
0,97 |
||
Поправка на физич. хар-ки потока при изменении темп-ры и состава |
Сф |
- |
0,976 |
||
Номинальный к-т теплоотдачи |
нк |
Вт м2К |
80 |
||
К-т теплоотдачи конвекцией |
к |
нк Ч Сz ЧСф Ч Сs |
Вт м2К |
80Ч0,9755Ч0,97Ч0,976 =73,6 |
|
Средняя темп-ра пара |
tср |
(tt)/2 |
C |
(256+400)/2 = 328 |
|
Объем пара при средней температуре |
Табл. VI-8, [2] |
м3/кг |
0,0625 |
||
Средняя скорость пара |
wп |
4D /(z1d2вн) |
м/с |
4Ч20,8Ч0,0625/(36Ч3,14Ч Ч0,0282) = 58,6 |
|
Номинальный к-т теплоотдачи |
н2 |
Рис. 6-8, [2] |
Вт м2К |
2000 |
|
Поправка на внут- ренний диаметр труб |
Сd |
- |
0,977 |
||
К-т теплоотдачи от стенки к пару |
2 |
н2Ч Сd |
Вт м2К |
2000Ч0,97 = 1940 |
|
Эф-ная толщина излучающего слоя |
s |
0,9(4s1s2/d2- 1)Чd |
м |
0,9Ч(4Ч0,139Ч0,091/(3,14Ч Ч0,0282)- 1)Ч0,028 = 0,49 |
|
Суммарная поглоща-тельная способность трехатомных газов |
р rns |
р rns |
мМПа |
0,1Ч0,041Ч0,49 = 0,002 |
|
К-т ослабления лучей трехат. газами |
kг |
По рис. 5-5, [2] |
1/(м МПа) |
17 |
|
Суммарная оптич. толщина запыленного газового потока |
kps |
kгrnps |
- |
17Ч0,041Ч0,1Ч0,49 = 0,034 |
|
Степень черноты из-лучающей среды |
а |
Рис. 5-4, [2] |
- |
0,11 |
|
Исходный к-т загрязнения |
0 |
Рис. 6-1а, [2] |
м2К/Вт |
0,0035 |
|
Поправка на диаметр труб |
Сd |
Рис. 6-1б, 2 |
- |
1,1 |
|
Поправка на фракц. состав золы |
Сфр |
Стр. 34-40, 2 |
- |
1 |
|
Поправка |
Табл. 6-1, 2 |
- |
0,003 |
||
К-т загрязнения |
0ЧСdЧСфр+ |
м2К/Вт |
0,0035Ч1,1Ч10,003=0,0068 |
||
Темп-ра загрязненной стенки трубы |
tст |
tсp+(+1/2) Ч BpQ/H |
С |
328+(0,0068+1/1940) Ч1,63Ч Ч5768/337=328,2 |
|
К-т теплоотдачи излучением |
л |
Рис. 6-12, 2 ан |
Вт м2К |
0,11Ч107 = 11,7 |
|
Темп-ра в объеме камеры перед п/п |
к |
к = |
С |
973 |
|
Коэффициент |
А |
Стр. 49, 2 |
- |
0,4 |
|
Глубина п/п по ходу газов |
lп |
По конструктивным размерам |
м |
2,48 |
|
Глубина объёма пе-ред п/п |
lоб |
м |
3,72 |
||
Отношение |
lоб/lп |
lоб/lп |
- |
3,72/2,48 = 1,5 |
|
К-т теплоотдачи из-лучением с учетом из-лучения газового объёма перед п/п |
л |
л[1+ + A(0,001Тк)0,25(lоб/lп)0,07) |
Вт м2К |
11,7[0,4(0,001980)0,251,50,07+1] = 16,4 |
|
К-т теплоотдачи от газов к стенке |
1 |
(к +л) |
Вт м2К |
1(73,6+16,4) = 90 |
|
К-т тепловой эффективности |
Табл. 6-2, 2 |
- |
0,6 |
||
К-т теплопередачи |
k |
12/(1+2) |
Вт м2К |
0,6194090/(1940+90) = 51,6 |
|
Наиб. разность темп-р |
tб |
- t |
С |
973 - 400 = 573 |
|
Наим. разность темп-р |
tм |
- t |
С |
670 - 256 = 414 |
|
Темп-ный напор при противотоке |
tпрт |
С |
|||
Полный перепад тем-р газового потока п/п |
б |
С |
973-670 = 303 |
||
Полный перепад темп-р потока пара |
м |
tt |
С |
400-256 = 144 |
|
Параметр |
Р |
м /(- t) |
- |
144/(973-256) = 0,2 |
|
Параметр |
R |
б /м |
- |
303/144 = 2,1 |
|
К-т перехода к сложной схеме |
Рис. 6-12, 2 |
- |
0,972 |
||
Темп-ный перепад |
t |
tпрт |
С |
0,972Ч489 = 475,3 |
|
Тепловосприятие фестона по уравне-нию теплопередачи |
Qт |
kHt/( Вр103) |
кДж/кг |
51,6Ч337Ч475,3/(1,63Ч103) = 5070 |
|
Расхождение расчет-ных тепловосприятий |
Q |
100(Qт - Qк)/ Qк |
% |
100(5070-5408)/5408 = 1,8 |
|
1 Так как парогенератор работает в режиме низкой нагрузки (70% Dном), то пароохладитель не требуется. 2 Так как первая итерация показала, что при заданной нагрузке (70% Dном) температурный режим парогенератора таков, что даже если полностью отключить пароохладитель, пар в пароперегревателе не догревается до заданной температуры t= tпе=440С. |
2.6 Расчет хвостовых поверхностей
В хвостовой части котла расположены конвективные поверхности нагрева.
2.6.1 Водяной экономайзер
(ЭМ) - предназначен для подогрева питательной воды. Стальной, гладкотрубный, змеевиковый, кипящего типа, двухступенчатый изготовлен из труб 28 3 мм. Первая ступень состоит из двух блоков и расположена между ступенями воздухоподогревателя в рассечку. Расположение труб - шахматное. Поперечный шаг труб: первой ступени - 40 мм, второй - 50 мм. Продольный шаг: первой ступени - 45 мм, второй - 55 мм.
Конструктивные размеры и характеристики экономайзера.
Таблица 2-7
Величина |
Обозна-чение |
Формула или способ определения |
Еди-ница |
Ступень |
||
I |
II |
|||||
Наружный и внутренний диаметр труб |
d/dвн |
Из конструкции |
мм/мм |
28/22 |
||
Расположение труб |
- |
- |
Шахматное |
|||
Количество труб в ряду |
z1 |
шт. |
25 |
24 |
||
Количество труб в ряду |
z2 |
шт. |
48 |
12 |
||
Шаг труб поперёк потока газов |
s1 |
мм |
40 |
50 |
||
Труб вдоль потока газов |
s2 |
мм |
55 |
55 |
||
Относительный поперечный шаг труб |
s1/d |
s1/d |
- |
1,42 |
1,78 |
|
Относительный продольный шаг труб |
s2/d |
s2/d |
- |
1,96 |
1,96 |
|
Размеры поперечного сечения газохода |
А Б |
Из конструкции |
мм |
6,3 1,7 |
6,3 2 |
|
Площадь живого сечения для прохода газов |
Fг |
АБ - dlz1 |
м2 |
5,67 |
7,7616 |
|
Количество параллельно включенных труб (по воде) |
z0 |
2z1 |
шт. |
50 |
48 |
|
Площадь живого сечения для прохода воды |
f |
d2вн z0/4 |
м2 |
0,018 |
0,018 |
|
Площадь поверхности нагрева |
Н |
Из конструкции |
м2 |
330 |
112 |
2.6.2 Воздухоподогреватель
(ВП) - стальной, трубчатый, двухступенчатый, четыреходовой, вертикальный, с шахматным расположением труб 401,5 мм. Поперечный шаг труб: первой ступени - 70 мм, второй - 60мм; продольный шаг: первой ступени- 45 мм, второй- 42 мм.
Конструктивные размеры и характеристики воздухоподогревателя.
Таблица 2-8
Величина |
Обозна-чение |
Формула или способ определения |
Еди-ница |
Ступень |
||
I |
II |
|||||
Наружный и внутренний диаметр труб |
dн/dвн |
Из конструкции |
мм/мм |
40/36,8 |
||
Внутренний диаметр труб |
мм |
36,8 |
||||
Длина труб |
L |
м |
1,05 |
2,6 |
||
Расположение труб |
- |
Из конструкции Из конструкции |
- |
Шахматное |
||
Количество ходов по воздуху |
n |
шт. |
4 |
1 |
||
Количество труб в ряду |
z1 |
шт. |
92 |
92 |
||
Количество труб в ряду |
z2 |
шт. |
23 |
27 |
||
Шаг труб поперёк потока воздуха |
s1 |
мм |
70 |
60 |
||
Шаг труб вдоль потока воздуха |
s2 |
мм |
45 |
42 |
||
Относительный поперечный шаг труб |
s1/d |
s1/d |
- |
1,75 |
1,5 |
|
Относительный продольный шаг труб |
s2/d |
s2/d |
- |
1,125 |
1,05 |
|
Количество параллельно включенных труб (по воде) |
z0 |
z1·z2 |
шт. |
2116 |
2484 |
|
Площадь живого сечения для прохода газов |
Fг |
d2вн z0/4 |
м2 |
2,751 |
6,812 |
|
Ширина сечения воздушного канала |
В |
Из конструкции |
м |
5,175 |
4,98 |
|
Средняя высота воздушного канала |
hср |
м |
1,05 |
2,6 |
||
Площадь живого сечения для прохода воздуха |
Fв |
Bh-dhz1 |
м2 |
4,2 |
5,2 |
|
Площадь поверхности нагрева |
Н |
Из конструкции |
м2 |
1370 |
960 |
2.7 Ориентировочный расчет
Проведем предварительный расчет хвостовых поверхностей снизу вверх, от воздухоподогревателя I ступени до экономайзера II ступени.
2.7.1 Воздухоподогреватель I ступени
Поверочный расчет воздухоподогревателя I ступени.
Таблица 2-9
Величина |
Обозна-чение |
Формула или способ определения |
Еди-ница |
Расчет |
|
Температура газов на выходе из ступени |
По выбору |
С |
140 |
||
Энтальпия газов на выходе из ступени |
I |
Табл. 1-4 |
кДж/кг |
2031 |
|
Температура воздуха на входе в ВП |
t |
По заданию |
С |
30 |
|
Энтальпия воздуха на входе в ВП |
I0в |
Табл. 1-3 |
кДж/кг |
180 |
|
Температура воздуха на выходе из ступени |
t” |
По выбору |
С |
200 |
|
Энтальпия воздуха на выходе из ступени |
I0”в |
Табл. 1-3 |
кДж /кг |
1420 |
|
Отношение |
т -т -плу+Н |
- |
1,25-0,1-0+0,03 = 1,16 |
||
Тепловосприятие ступени |
Qк |
(+н/2)Ч( I0в - I0в) |
кДж /кг |
(1,16+0,03/2)Ч(1420-180) =1457 |
|
Средняя температура воздуха |
tср |
(t+t)/2 |
С |
(30+200)/2 = 115 |
|
Энтальпия воздуха при средней температуре |
I0прс |
Табл. 1-3 |
кДж /кг |
1597 |
|
Энтальпия газов на входе в ВП |
I |
I”+Qк/- I0прс |
кДж /кг |
2031+3070/0,99-0,03Ч1597 = 5214 |
|
Температура газов на входе в ВП |
По I-4 таблице |
С |
258 |
||
Средняя температура газов |
ср |
(+)/2 |
С |
(258+140)/2 = 199 |
|
Средняя скорость газов |
wг |
м/с |
|||
Номинальный коэффициент теплоотдачи |
н1 |
Рис. 6-7, [2] |
Вт/ м2К |
32 |
|
Поправка на относительную длину пучка |
Сl1 |
- |
1 |
||
Поправка на физические характеристики потока |
Сф1 |
- |
1,2 |
||
Коэффициент теплоотдачи с газовой стороны |
1 |
н1 Сl1 Сф1 |
Вт/ м2К |
3211,2 = 38,4 |
|
Средняя скорость воздуха |
wв |
м/с |
(1,16+0,03/2)4,424(273+ +112,5)/(2732,75) = 10,7 |
||
Номинальный коэффициент теплоотдачи |
н2 |
Рис. 6-5, [2] |
Вт/ м2К |
82 |
|
Поправка на количество рядов труб |
Сz2 |
- |
1 |
||
Поправка на геометрию пучка |
Сs2 |
- |
1 |
||
Поправка на физические характеристики потока |
Сф2 |
- |
0,95 |
||
Коэффициент теплоотдачи конвекцией |
2 |
н2 Сz2 Сф2 Сs2 |
Вт/ м2К |
8210,951 77,9 |
|
Коэффициент использования поверхности нагрева |
вп |
Табл. 6-3, [2] |
- |
0,85 |
|
Коэффициент теплопередачи |
k |
вп 12/(1+2) |
Вт/ м2К |
0,8538,477,9/(38,4+77,9)= 21,9 |
|
Наибольшая разность температур |
tб |
- t |
С |
140 - 30 = 110 |
|
Наименьшая разность температур |
tм |
- t |
С |
258-200 = 58 |
|
Температурный напор при противотоке |
tпрт |
С |
|||
Полный перепад температур потока воздуха |
б |
t”t |
С |
200-30 = 170 |
|
Полный перепад температур газового потока |
м |
С |
258-140 = 118 |
||
Параметр |
Р |
м /(- t) |
- |
118/(258-30) = 0,51 |
|
Параметр |
R |
б /м |
- |
170/118 = 1,44 |
|
Коэффициент перехода к сложной схеме |
Рис. 6-17, 2 |
- |
0,97 |
||
Температурный перепад |
t |
tпрт |
С |
0,97Ч81,3 = 78,8 |
|
Тепловосприятие фестона по уравнению теплопередачи |
Qт |
kHt/( Вр103) |
кДж /кг |
21,9Ч1370Ч Ч78,8/(1,63103) =1450 |
|
Расхождение расчетных тепловосприятий |
Q |
100(Qк - Qт)/ Qк |
% |
100Ч(1457-1450)/1457 = 0,48 |
2.7.2 Экономайзер I ступени
Поверочный расчет экономайзера I ступени.
Таблица 2-10
Величина |
Обозна-чение |
Формула или способ определения |
Еди-ница |
Расчет |
|
Температура газов на входе в ступень |
По выбору |
С |
385 |
||
Энтальпия газов на входе в ступень |
I |
Табл. 1 - 4 |
кДж/кг |
6758 |
|
Температура газов на выходе из ступени |
По выбору |
С |
258 |
||
Энтальпия газов на выходе из ступени |
I |
Табл. 1 - 4 |
кДж/кг |
5214 |
|
Теплота, отданная газами |
Qг |
( I- I+I0прс) |
кДж/кг |
0,99(6758-5214+26,16) = 1492 |
|
Расход воды |
Dэк |
D+pD/100 |
кг/с |
20,8+0,03Ч20,8/100 = 20,8 |
|
Температура воды на входе в ступень |
t |
По заданию |
С |
145 |
|
Удельная энтальпия воды на входе в ступень |
i |
Табл. VI-6, [2] |
кДж/кг |
634 |
|
Удельная энтальпия воды на выходе из ступени |
i |
i+ QгBp/Dэк |
кДж/кг |
634+892Ч1,63/20,8 = 703,9 |
|
Температура воды на выходе из ступени |
t |
Табл. VI-6, [2] |
С |
170 |
|
Средняя температура воды |
tср |
(t+ t)/2 |
С |
(140 + 170)/2 = 155 |
|
Объём воды при средней температуре |
в |
Табл. VI-6, [2] |
м3/кг |
0,00115 |
|
Скорость воды в трубах |
w |
DЧ в /f |
м/с |
20,8Ч0,00115/0,018 = 1,32 |
|
Средняя температура газов |
ср |
(+)/2 |
С |
(350+258)/2 = 304 |
|
Средняя скорость газов |
wг |
м/с |
|||
Номинальный коэффициент теплоотдачи |
нк |
Рис. 6-5, [2] |
Вт/ м2К |
87 |
|
Поправка на количество рядов труб |
Сz |
- |
1 |
||
Поправка на геометрию пучка |
Сs |
- |
0,65 |
||
Поправка на физические характеристики потока |
Сф |
- |
1,01 |
||
Коэффициент теплоотдачи конвекцией |
к |
нк Ч Сz Ч Сф Ч Сs |
Вт/ м2К |
87Ч1Ч0,65Ч1,01 57 |
|
Исходный коэффициент загрязнения |
0 |
Рис. 6-1а, [2] |
м2К/Вт |
0,001 |
|
Поправка на диаметр труб |
Сd |
Рис. 6-1б, 2 |
- |
1,1 |
|
Поправка |
Табл. 6-1, 2 |
- |
0,001 |
||
Коэффициент загрязнения |
0ЧСdЧСфр+ |
м2К/Вт |
0,001Ч1,1Ч10,001=0,0021 |
||
Коэффициент теплопередачи |
k |
1/(1+Ч1) |
Вт/м2К |
57 / (1 + 0,0021 Ч 57)=51 |
|
Наибольшая разность температур |
tб |
- t |
С |
350 - 170 = 180 |
|
Наименьшая разность температур |
tм |
- t |
С |
258 - 145 = 113 |
|
Температурный напор при противотоке |
t |
С |
|||
Тепловосприятие фестона по уравнению теплопередачи |
Qт |
kHt/( Вр103) |
кДж/кг |
51Ч330Ч144/(1,63103) = 1486 |
|
Расхождение расчетных тепловосприятий |
Q |
100(Qг - Qт)/ Qг |
% |
100(1492-1486)/1492 = 0,4 |
2.7.3 Воздухоподогреватель II ступени
Поверочный расчет воздухоподогревателя II ступени.
Таблица 2-11
Величина |
Обозна-чение |
Формула или способ определения |
Еди-ница |
Расчет |
|
Температура газов на выходе из ВП |
Из расчета Э I |
С |
385 |
||
Энтальпия газов на выходе из ВП |
I |
Табл. 1-4 |
кДж/кг |
6758 |
|
Температура воздуха на входе в ВП |
t |
Из расчета ВП I |
С |
200 |
|
Энтальпия воздуха на входе в ВП |
I0в |
Табл. 1-3 |
кДж/кг |
1420 |
|
Температура воздуха на выходе из ВП |
t” |
По выбору |
С |
227 |
|
Энтальпия воздуха на выходе из ВП |
I0”в |
Табл. 1-3 |
кДж /кг |
3181 |
|
Отношение количества воздуха на выходе из ВП к теоретически необходимому |
т -т -плу |
- |
1,33-0,03-0 = 1,3 |
||
Тепловосприятие ВП |
Qк |
(+/2)Ч( I0в - I0в) |
кДж /кг |
(1,3+0,03/2)Ч(3181-1420) = 2315 |
|
Средняя температура воздуха |
tср |
(t+t)/2 |
С |
(200+385)/2 = 292,5 |
|
Энтальпия воздуха при средней температуре |
I0прс |
Табл. 1-3 |
кДж /кг |
4123 |
|
Энтальпия газов на входе в ВП |
I |
I”+Qк/- I0прс |
кДж /кг |
6758+2315/0,99- -0,03Ч4123=9071 |
|
Температура газов на входе в ВП |
По I-4 таблице |
С |
535 |
||
Средняя температура газов |
ср |
(+)/2 |
С |
(535+385)/2 = 460 |
|
Средняя скорость газов |
wг |
м/с |
|||
Номинальный коэффициент теплоотдачи |
н1 |
Рис. 6-7, [2] |
Вт/ м2К |
32 |
|
Поправка на относительную длину пучка |
Сl1 |
- |
1 |
||
Поправка на физические характеристики потока |
Сф1 |
- |
0,99 |
||
Коэффициент теплоотдачи с газовой стороны |
1 |
н1 Сl1 Сф1 |
Вт/ м2К |
3210,99 = 31,7 |
|
Средняя скорость воздуха |
wв |
м/с |
(1,3+0,03/2)Ч4,42Ч1,63(273+ +460)/(273Ч2,5) = 10,1 |
||
Номинальный коэффициент теплоотдачи |
н2 |
Рис. 6-5, [2] |
Вт/ м2К |
85 |
|
Поправка на количество рядов труб |
Сz2 |
- |
1,05 |
||
Поправка на геометрию пучка |
Сs2 |
- |
0,95 |
||
Поправка на физические характеристики потока |
Сф2 |
- |
0,99 |
||
Коэффициент теплоотдачи конвекцией |
2 |
н2 Сz2 Сф2 Сs2 |
Вт/ м2К |
851,050,950,99 84 |
|
Коэффициент использования поверхности нагрева |
вп |
Табл. 6-3, [2] |
- |
0,85 |
|
Коэффициент теплопередачи |
k |
вп 12/(1+2) |
Вт/м2К |
0,8531,784/(31,7+84)= 19,6 |
|
Наибольшая разность температур |
tб |
- t |
С |
535-227 = 308 |
|
Наименьшая разность температур |
tм |
- t |
С |
385-200 = 185 |
|
Температурный напор при противотоке |
tпрт |
С |
|||
Полный перепад температур потока воздуха |
б |
С |
535-385 = 150 |
||
Полный перепад температур газового потока |
м |
t”t |
С |
227-200 = 27 |
|
Параметр |
Р |
м /(- t) |
- |
27/(535-200) = 0,08 |
|
Параметр |
R |
б /м |
- |
150/27 = 5,55 |
|
Коэффициент перехода к сложной схеме |
Рис. 6-17, 2 |
- |
0,98 |
||
Температурный перепад |
t |
tпрт |
С |
0,98Ч241 = 236,1 |
|
Тепловосприятие фестона по уравнению теплопередачи |
Qт |
kHt/( Вр103) |
кДж/ кг |
19,6Ч960Ч236,1/(1,63Ч103) = 2308 |
|
Расхождение расчетных тепловосприятий |
Q |
100(Qк - Qт)/ Qк |
% |
100(2315-2308)/2315 = 0,3 |
2.7.4 Экономайзер II ступени
Поверочный расчет экономайзера II ступени.
Таблица 2-12
Величина |
Обозначение |
Формула или способ определения |
Единица |
Расчет |
|
Температура газов на входе в ступень |
По выбору |
С |
670 |
||
Энтальпия газов на входе в ступень |
I |
Табл. 1-4 |
кДж/кг |
11006 |
|
Температура газов на выходе из ЭМ |
По выбору |
С |
535 |
||
Энтальпия газов на выходе из ЭМ |
I |
Табл. 1-4 |
кДж/кг |
9071 |
|
Теплота, отданная газами |
Qг |
( I- I+I0прс) |
кДж/кг |
0,99(11006-9071+26,16) = 1863 |
|
Температура воды на входе в ступень |
t |
По заданию |
С |
170 |
|
Удельная энтальпия воды на входе в ступень |
i |
Табл. VI-6, [2] |
кДж/кг |
703,9 |
|
Удельная энтальпия воды на выходе из ЭМ |
i |
i+ QгЧBp/D |
кДж/кг |
703,9+1863Ч1,63/20,8 = 849,8 |
|
Температура воды на выходе из ЭМ |
t |
Табл. VI-6, [2] |
С |
203 |
|
Средняя температура воды |
tср |
(t+ t)/2 |
С |
(170+203)/2 = 186,5 |
|
Объём воды при средней температуре |
в |
Табл. VI-6, [2] |
м3/кг |
0,00126 |
|
Скорость воды в трубах |
w |
DЧ в /f |
м/с |
20,8Ч0,00126/0,018 = 1,45 |
|
Средняя температура газов |
ср |
(+)/2 |
С |
(670+535)/2 = 602,5 |
|
Средняя скорость газов |
wг |
м/с |
|||
Номинальный коэффициент теплоотдачи |
нк |
Рис. 6-5, [2] |
Вт/ м2К |
85 |
|
Поправка на количество рядов труб |
Сz |
- |
1 |
||
Поправка на геометрию пучка |
Сs |
- |
0,90 |
||
Поправка на физические характеристики потока |
Сф |
- |
0,98 |
||
Коэффициент теплоотдачи конвекцией |
к |
нк Сz Сф Сs |
Вт/ м2К |
8510,900,98 75 |
|
Эффективная толщина излучающего слоя |
s |
0,9(4s1s2/d2- 1)d |
м |
0,9(4Ч0,05Ч0,055/(3,140,0282)- -1)Ч0,028 = 0,087 |
|
Суммарная поглощающая способность трехатомных газов |
р rns |
р rns |
мМПа |
0,1Ч0,208Ч0,087 = 0,0018 |
|
Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами |
kг |
Рис. 5-5, [2] |
1/(м МПа) |
23 |
|
Суммарная оптическая толщина запыленного газового потока |
kps |
kгrnps |
- |
23Ч0,208Ч0,1Ч0,087 = 0,041 |
|
Степень черноты излучающей среды |
а |
1-е- kps |
- |
1-е-0,041 = 0,03 |
|
Температурный перепад |
t |
Стр. 48, [2] |
С |
60 |
|
Температура загрязненной стенки трубы |
tст |
tср+t |
С |
248+60 = 308 |
|
Коэффициент теплоотдачи излучением |
л |
Рис. 6-12, 2 ан |
Вт/ м2К |
500,16 = 8 |
|
Температура в объеме камеры перед ПП |
к |
к = |
С |
500 |
|
Коэффициент |
А |
стр. 49, 2 |
- |
0,5 |
|
Глубина ПП по ходу газов |
lп |
Из конструкции |
м |
1,4 |
|
Глубина объема перед ПП |
lоб |
Из конструкции |
м |
3,32 |
|
Отношение |
lоб/lп |
lоб / lп |
- |
3,32/1,4 = 2,4 |
|
Коэффициент теплоотдачи излучением |
л |
л 1+А(Тк /100)0,25· (lп / lоб )0,07 |
Вт/ м2К |
81+0,5(776/100)0,25· (3,32/1,4)0,07 = 15 |
|
Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке |
1 |
(к +л) |
Вт/ м2К |
1(75+15) = 90 |
|
Исходный коэффициент загрязнения |
0 |
Рис. 6-1а, [2] |
м2К/ Вт |
0,0032 |
|
Поправка на диаметр труб |
Сd |
Рис. 6-1б, 2 |
- |
0,7 |
|
Поправка на фракционный состав золы |
Сфр |
Стр. 38-40, 2 |
- |
1 |
|
Поправка |
Табл. 6-1, 2 |
- |
0,002 |
||
Коэффициент загрязнения |
0СdСфр+ |
м2К/Вт |
0,003210,70,002=0,0042 |
||
Коэффициент теплопередачи |
k |
1/(1+1) |
Вт/м2К |
90/(1+0,004290)=65 |
|
Наибольшая разность температур |
tб |
- t |
С |
670 - 203 = 467 |
|
Наименьшая разность температур |
tм |
- t |
С |
535 - 170 = 365 |
|
Температурный напор |
tпрт |
С |
|||
Тепловосприятие фестона по уравнению теплопередачи |
Qт |
kHtпрт/( ВрЧ103) |
кДж/кг |
65Ч112Ч414/(1,63Ч103) = 1849 |
|
Расхождение расчетных тепловосприятий |
Q |
100(Qг - Qт)/ Qг |
% |
100(1863-1849)/1863 = 0,75 |
2.8 Расчет невязки теплового баланса парогенератора
Таблица 2-13
Величина |
Обозна-чение |
Формула или способ определения |
Еди-ница |
Расчет |
|
Расчетная температура горячего воздуха |
tв |
Из расчета ВП |
С |
227 |
|
Энтальпия горячего воздуха |
I0в |
кДж кг |
3181 |
||
Количество теплоты, вносимое в топку воздухом |
Qв |
(т -т)ЧI0гв + +т I0прс |
кДж кг |
(1,25-0,1)Ч3181+ +0,1Ч409,5 = 3699 |
|
Полезное тепловыделение в топке |
Qт |
Qв + QPн(100-q3 - -q4)/(100-q4) |
кДж кг |
3699+36840Ч(100-0,5- -0)/(100-0) = 40354 |
|
Лучистое тепловосприятие топки |
Qлт |
(Qт - Iт) |
кДж кг |
0,99(40354-14650) = 25447 |
|
Температура уходящих газов |
Из расчета ВП |
С |
1402 |
||
Энтальпия уходящих газов |
I |
кДж кг |
2031 |
||
Потеря теплоты с уходящими газами |
q2 |
% |
5,02 |
||
Сумма тепловых потерь |
q |
q5+q4+q3+q2 |
% |
0,8+0,5+0+5,02 = 6,32 |
|
КПД парогенератора |
пг |
q1= 100 - q |
% |
100 - 6,32 = 93,68 |
|
Расчетная невязка теплового баланса |
Q |
QPрЧпг-(Qлт+Qк+Qпе+ +Qэк)(1-0,01 q4) |
кДж кг |
36840Ч0,93-(25447+5768+ +218,1+2315)Ч(1-0,01Ч0)= = 513 |
|
Невязка |
- |
100Q/ QPр |
- |
100Ч513/36840 = 1,39 |
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Уравнение теплового и материального баланса парогенератора ПГВ-1000, его тепловая диаграмма. Расчет коэффициента теплоотдачи и площади нагрева парогенератора. Конструктивный и гидродинамический расчет элементов парогенератора, определение их прочности.
курсовая работа [228,8 K], добавлен 10.11.2012Уравнения теплового баланса для парогенератора при прямоточной схеме генерации пара. Выбор скоростей и расчет трубного пучка. Расчет толщины трубки и геометрии межтрубного пространства. Тепловой расчет и расчет на прочность элементов парогенератора.
контрольная работа [211,0 K], добавлен 04.01.2014Тепловой расчет промышленного парогенератора БКЗ-75-39 ФБ при совестном сжигании твердого и газообразного топлива. Выбор системы пылеприготовления и типа мельниц. Поверочный расчет всех поверхностей нагрева котла. Определение невязки теплового баланса.
курсовая работа [413,3 K], добавлен 14.08.2012Тепловой баланс парогенератора и расход топлива. Основные конструктивные характеристика топки. Тепловой расчет парогенератора типа ТП-55У. Определение фестона, перегревателя и хвостовых поверхностей. Конструктивные размеры и характеристики экономайзера.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 25.08.2014Основные цели поверочного расчета. Предназначение котельного агрегата БКЗ 210-140. Тепловой расчет парогенератора: анализ пароперегревателя, фестона, перегревателя, сущность конструктивных размеров воздухоподогревателя. Анализ дымососа и вентилятора.
курсовая работа [207,7 K], добавлен 12.03.2012Составление расчётно-технологической схемы трактов парового котла. Определение расчётного расхода топлива. Выбор схемы его сжигания. Конструкторский расчет пароперегревателя, экономайзера, воздухоподогревателя и сведение теплового баланса парогенератора.
курсовая работа [316,3 K], добавлен 12.01.2011Действительное количество воздуха и продуктов сгорания. Тепловой баланс котельного агрегата и расход топлива. Основные конструктивные характеристики топки. Расчет теплообмена, фестона, пароперегревателя, хвостовых поверхностей и невязки теплового баланса.
курсовая работа [2,9 M], добавлен 24.10.2013Применение котлоагрегата в работе тепловой электростанции. Задачи конструктивного и поверочного расчета котла. Теплота сгорания смеси топлив и их характеристики. Объёмы воздуха и продуктов сгорания, энтальпия. Расчёт теплового баланса парогенератора.
курсовая работа [2,4 M], добавлен 04.11.2009Проектно-экономические параметры парогенератора. Привязка расчета горения топлива к котлоагрегату. Тепловой баланс парогенератора и расход топлива. Расчет характеристик топки, площади поверхности стен топки и площади лучевоспринимающей поверхности топки.
курсовая работа [444,2 K], добавлен 03.01.2011Техническая характеристика парогенератора ТГМП-114. Расчёт объёмов и энтальпий воздуха и продуктов сгорания. Расчёт котельного агрегата. Аэродинамический расчёт водяного экономайзера. Расчёт экранных труб на прочность. Выбор дымососа и вентилятора.
курсовая работа [197,5 K], добавлен 11.04.2012