Материальный баланс котла
Теоретический объем воздуха, необходимого для полного горения. Определение присосов воздуха и коэффициентов избытка воздуха по отдельным газоходам. Расчетный тепловой баланс и расход топлива. Расчет топочной камеры и конвективных поверхностей нагрева.
Рубрика | Физика и энергетика |
Вид | курсовая работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 23.03.2012 |
Размер файла | 275,5 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/
1. Материальный баланс котла
Топливо: попутный газ Кулешова-Куйбышев.
Состав:
CН=58,0%,
СН=17,2%,
СН=7,4%,
СН=2,0%,
СН=0,5%,
N=14,4%,
СО=0,5%
Определяем теоретический объем сухого воздуха, необходимого для полного горения:
V=0,0476 [0,5Ч(CO+H)+1,5ЧHS+-О2], м/м,
где m - число атомов углерода,
n - число атомов водорода.
V=0,0476 [0,5Ч(0+0)+1,5Ч0+(1+)Ч58+(2+)Ч17,2+(3+)Ч7,4+(4+)Ч2+(5+)Ч0,5-0,5]=10,76 м/м;
Определяем теоретический объем продуктов сгорания при б=1:
Объем водяных паров:
V=0,01Ч[HS+H++0,124Чd+1,61ЧV], м/м
V=0,01Ч[0+0+(Ч58+Ч17,2+Ч7,4+Ч2+Ч0,5+0,124Ч10+1,61Ч Ч10,76]=2,21 м/м
Объем трехатомных газов:
V=0,01Ч[CO+CO+HS+], м/м
V=0,01Ч[0+0+0+1Ч58+2Ч17,2+3Ч7,4++4Ч2+5Ч0,5]=1,83 м/м
Объем азота:
V=0,79ЧV+, м/м
V=0,79Ч10,76+=8,64 м/м
Действительные объемы продуктов сгорания рассчитываются с учетом коэффициента избытка воздуха на выходе из топки =1,1 и объемов присасываемого воздуха по газоходам котельного агрегата. Величина коэффициента избытка воздуха выбирается в зависимости от вида сжигаемого топлива и конструкции топочного устройства.
Определение присосов воздуха и коэффициентов избытка воздуха по отдельным газоходам
Размещено на http://www.allbest.ru/
Рис. 1. Схема конвективных пучков
,
,
=+Д,
,
=+Д,
=,
==+,
=+
Таблица 1
V=10,76 м/м, V=8,64 м/м, V=1,83 м/м, V=2,21 м/м |
||||||||
Рассчитываемая величина |
||||||||
газоход |
=+ |
V=V+ 0,161Ч Ч(-1)ЧV |
V=V++V+ +V+ +(-1)ЧV |
r= |
r= = |
r=r+ +r |
||
топка |
1,1 |
1,1 |
2,23 |
13,76 |
0,133 |
0,162 |
0,295 |
|
кп |
1,1 |
1,125 |
2,23 |
14,03 |
0,13 |
0,159 |
0,289 |
|
вэ |
1,15 |
1,2 |
2,24 |
14,83 |
0,123 |
0,151 |
0,274 |
|
Уход. газы |
1,25 |
- |
где - средний коэффициент избытка воздуха в газоходе для каждой поверхности нагрева,
V - действительный объем водяных паров, м3 /м3,
V - действительный суммарный объем продуктов сгорания, м3 /м3,
r, r, r - объемные доли трехатомных газов и водяного пара.
Расчет энтальпий воздуха и продуктов сгорания
Энтальпия газообразных продуктов сгорания:
Энтальпия воздуха:
,
где ()в, (), (), ()- энтальпия 1 м3 воздуха, трехатомных газов, теоретического объема азота, теоретического объема водяных паров, принимаются для каждой выбранной температуры по таблице, кДж/м3,
V, V, V - объемы трехатомных газов, теоретического объема азота и водяного пара, берутся из табл. 1, м3/ м3.
Таблица 2
Темпера- тура ,°С |
I |
I |
I=I+(б-1)ЧI |
||||||
==1,1 |
==1,15 |
==1,25 |
|||||||
I |
I |
I |
ДI |
Iух |
ДI |
||||
100 |
1771 |
1428 |
2128 |
2175 |
|||||
200 |
3584 |
2874 |
4303 |
2232 |
|||||
300 |
5448 |
4347 |
6535 |
2298 |
|||||
400 |
7371 |
5848 |
8248 |
2205 |
8833 |
||||
500 |
9346 |
7385 |
10454 |
2245 |
|||||
600 |
11356 |
8957 |
12699 |
2314 |
|||||
700 |
13427 |
10575 |
15013 |
2378 |
|||||
800 |
15560 |
12202 |
17391 |
2422 |
|||||
900 |
17738 |
13829 |
19812 |
2464 |
|||||
1000 |
19951 |
15501 |
21501 |
2392 |
22276 |
3480 |
|||
1100 |
22172 |
17218 |
23893 |
2409 |
25756 |
||||
1200 |
24409 |
18935 |
26303 |
2467 |
|||||
1300 |
26704 |
20653 |
28769 |
2511 |
|||||
1400 |
29039 |
22415 |
31280 |
2490 |
|||||
1500 |
31352 |
24178 |
33770 |
2537 |
|||||
1600 |
33712 |
25940 |
36306 |
2548 |
|||||
1700 |
36085 |
27703 |
38855 |
2558 |
|||||
1800 |
38466 |
29465 |
41412 |
2598 |
|||||
1900 |
40884 |
31273 |
44011 |
2588 |
|||||
2000 |
43291 |
33081 |
46599 |
2. Расчетный тепловой баланс и расход топлива
Расчет потерь теплоты
Определяем расчетную располагаемую теплоту для газообразного топлива:
Q=Q+ Q=41734+0=41734 кДж/м3;
Q- низшая теплота сгорания сухой массы газа, кДж/м3,
Q- теплота, внесенная в котельный агрегат воздухом при подогреве его вне агрегата отборным паром, отработанным паром или другим теплоносителем в калорифере, устанавливаемом перед воздухоподогревателем, кДж/м3;
Газ предварительно не подогревается, поэтому Q=0;
Определяем потерю теплоты с уходящими газами:
q2===6,4%
Iух=3216 кДж/м3 - энтальпия уходящих газов, определяется по таблице 2 при х=155°С и бух=1,25,
I- энтальпия теоретического объема холодного воздуха, определяется при tв=30°С по формуле
I=39,8ЧV0=39,81Ч10,76=428 кДж/м3,
бух =1,25 - коэффициент избытка воздуха в уходящих газах, берется из таблицы 1 в сечении газохода после последней поверхности нагрева
Определяем потерю теплоты от химической неполноты горения:
q3=0,05% - из таблицы характеристик топочных устройств
Определяем потерю теплоты в окружающую среду:
q5=2,18% - определяется для паровых котлов по рисунку по D=6,7 т/ч
D - расчетная нагрузка парового котла, т/ч
Вычисляем КПД брутто парового котла (%) из уравнения обратного теплового баланса:
=100 - (q2+q3+q5) =100 - (6,4+2,18+0,05)=91,3%
Коэффициент сохранения теплоты:
Расчет расхода топлива
Количество продувочной воды определяется по следующей формуле:
,
где D=1,86 м3/с - паропроизводительность котла,
р=4% - величина непрерывной поддувки
Действительный расход топлива
,
где D=1,86 м3/с - паропроизводительность котла,
Dпр=0,074 м3/с - количество продувочной воды,
Qpp=41734 кДж/м3 - расчетная располагаемая теплота сгорания топлива,
=0,913 - КПД брутто котлоагрегата,
, , - энтальпия насыщенного пара, питательной воды и котловой воды, находятся по соответствующему давлению или температуре, кДж/кг
Тепловой баланс котлоагрегата, определение КПД и расхода топлива
Рассчитываемая величина |
Обозначение |
Значение |
Размерность |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
Располагаемое тепло топлива |
41734 |
|||
Температура уходящих газов |
155 |
|||
Энтальпия |
3216 |
|||
Температура холодного воздуха. |
30 |
|||
Энтальпия. |
428 |
|||
Потери тепла от хим. недожога. |
0,05 |
% |
||
Потери тепла в окружающую среду. |
2,18 |
% |
||
Потери тепла с уходящими газами. |
6,4 |
% |
||
Коэффициент полезного действия КА. |
91,3 |
% |
||
Давление насыщенного пара |
0,8 |
|||
Температура насыщенного пара |
170 |
|||
Энтальпия насыщенного пара |
2773 |
|||
Давление котловой воды |
0,9 |
|||
Энтальпия котловой воды |
739 |
|||
Температура питательной воды |
100 |
|||
Энтальпия питательной воды |
419 |
|||
Процент продувки |
4 |
% |
||
Расход котловой воды |
0,074 |
|||
Полный расход топлива |
0,115 |
|||
Коэффициент сохранения тепла |
0,99 |
3. Расчет топочной камеры
Предварительно задаюсь температурой продуктов сгорания на выходе из топочной камеры =1100°C.
Для принятой температуры определяем энтальпию продуктов сгорания на выходе из топки: =23800 кДж/м3;
Подсчитывается полезное тепловыделение в топке (кДж/м3):
Q= QЧ,
Q=41734Ч=41713 кДж/м3.
Адиабатная температура горения определяется из It-диаграммы по Q=41713 кДж/м3:
Та=1820+273=2093°C =2100 К
Определяем коэффициент тепловой эффективности экранов:
;
Угловым коэффициентом (х) называется отношение количества энергии, посылаемой на облучаемую поверхность, к энергии излучения всей полусферической излучающей поверхности. Угловой коэффициент показывает, какая часть полусферического лучистого потока, испускаемого одной поверхностью, падает на другую поверхность и зависит от формы и взаимного расположения тел, находящихся в лучистом теплообмене. Значение х определяется в зависимости от отношения s/d=1,08 и расстояния от стенки e=0,5Чd=25 мм и равен х=0,99.
Коэффициент учитывает снижение тепловосприятия экранных поверхностей нагрева вследствие их загрязнения наружными отложениями или закрытия огнеупорной массой. Коэффициент загрязнения принимается по справочнику, табл. 5.1 [1]. Для открытых гладкотрубных труб при сжигании газообразного топлива =0,65. Средний коэффициент тепловой эффективности экранов равен:
Шср=0,99Ч0,65=0,64;
Определяем эффективную толщину излучающего слоя, м:
,
где Vт - объем топочной камеры, м3,
FCT - поверхность стен топочной камеры, м2
Определяем коэффициент ослабления лучей. При сжигании газообразного топлива коэффициент ослабления лучей (мЧМПа)1 зависит от коэффициентов ослабления лучей трехатомными газами (k) и сажистыми частицами (kс):
k= kЧr+ kс,
где rп =0,2 - суммарная объемная доля трехатомных газов табл. 1.
Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами (k) определяем по монограмме при p=0,02 МПа и r=0,08:
где p= - парциальное давление трехатомных газов, МПа,
р - давление в топочной камере котлоагрегата (для агрегатов, работающих без наддува, принимается р = 0,1 МПа),
r- объемная доля водяных паров, берется из табл. 1,
Коэффициент ослабления лучей сажистыми частицами, (м-МПа)-1,
kс =0,3 (2-)Ч(1,6Ч-0,5)Ч,
где Ср, Нр - содержание углерода и водорода в рабочей массе жидкого топлива.
При сжигании природного газа
=0,12Ч=0,12Ч(Ч58+Ч17,2+Ч7,4+Ч2,0+Ч0,5)=2,993,
где CH - процентное содержание входящих в состав природного газа углеводородных соединений.
kс=0,3Ч(2-1,4)Ч(1,6Ч-0,5)Ч2,993=0,91;
Подсчитываем степень черноты факела (аф).
Для газообразного топлива степень черноты факела находится по формуле:
аф = mЧасв + (1 - m)Чаг,
где m=0,13 - коэффициент, характеризующий долю топочного объема, заполненного светящейся частью факела, принимается по табл. 5.2 [1] при qV=421,1 кВт/м3;
асв, аг - степень черноты светящейся части факела и несветящихся трехатомных газов, какой обладал бы факел при заполнении всей топки соответственно только светящимся пламенем или только несветящимися трехатомными газами. Значения асв и аг определяются по формулам:
асв=1-е =1-e - (2,14Ч0,2+0,91)Ч1,44Ч0,1=0,175;
аг=1-е =1-e - (2,14Ч0,2Ч1,44Ч0,1) =0,06;
здесь k и k - коэффициенты ослабления лучей трехатомными газами и сажистыми частицами (см. п. 3.7)
аф = 0,13Ч0,175 + (1 -0,13)Ч0,06=0,08
Определяется степень черноты топки для камерных топок при сжигании газа:
===0,12
Определяем параметр М в зависимости от относительного положения максимума температуры пламени по высоте топки (хт) при сжигании газа:
М = 0,54 - 0,2Чхт=0,54-0,2Ч1=0,34;
Максимальное значение хт для камерных топок принимается 1.
Определяется средняя суммарная теплоемкость продуктов сгорания на 1 кг сжигаемого твердого и жидкого топлива или на 1м3 газа при нормальных условиях, кДж/(м3 К):
=кДж/(м3 К)
где Та - теоретическая (адиабатная) температура горения, К, определяемая из диаграммы 1 по значению Qт, равному энтальпии продуктов сгорания Iа, Та=1820+273=2093К при Qт=41734 кДж/кг;
- температура (абсолютная) на выходе из топки, принятая по предварительной оценке, =1100+273=1373К;
Iт - энтальпия продуктов сгорания берется из табл. 2 при принятой на выходе из топки температуре =1100°C;
QT - полезное тепловыделение в топке (см. п. 3.4)
Определяется действительная температура на выходе из топки,°С:
Лучевоспринимающаю поверхность котельного пучка:
=22864 кДж/кг при =1057°С,
=Qт=41734 кДж/кг,
Qл=цЧ()=0,99Ч(41734-22864)=18681 кДж/кг
Определяем удельные нагрузку топочного объема (кВт/м3) по формуле:
qV=Вр ЧQ/Vт=0,115Ч41734/11,2=428,6 кВт/м3
Расчет теплообмена в топочной камере
Рассчитываемая величина |
Обозначение |
Размерность |
Формула и обоснование |
Расчет |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
Температура газов на выходе из топки |
Принята |
1100 |
|||
Объем топочной камеры |
Рассчитана по чертежу |
11,2 |
|||
Площадь поверхности стен топочной камеры |
Рассчитана по чертежу |
29,97 |
|||
Энтальпия продуктов сгорания на выходе из топки |
По I-t диаграмме |
23800 |
|||
Полезное тепловыделение в топке |
43713 |
||||
Адиабатическая температура |
По I-t диаграмме зная |
2093 |
|||
Диаметр труб |
По чертежу |
51 |
|||
Расстояние от стенки до оси трубы |
25 |
||||
Шаг труб |
По чертежу |
55 |
|||
Коэффициент загрязнения труб |
По табл. №2.3 [2] |
0,65 |
|||
Угловой коэффициент экрана |
По рис. 2.1 [2] |
0,99 |
|||
Коэффициент тепловой эффективности |
0,64 |
||||
Средний коэффициент тепловой эффективности |
0,64 |
||||
Эффективная толщина излучаемого слоя |
1,44 |
||||
Степень черноты светящейся части факела |
0,175 |
||||
Степень черноты не светящейся части факела |
0,06 |
||||
Степень черноты факела |
0,08 |
||||
Тепловое напряжение топочного объема |
421 |
||||
Коэффициент |
принимается по табл. 5.2 [1] |
0,13 |
|||
Степень черноты топки |
0.4 |
||||
Параметр |
0,34 |
||||
Средняя суммарная теплоемкость продуктов сгорания |
24,74 |
||||
Уточненная температура газов на выходе из топки |
1057 |
4. Расчет конвективных поверхностей нагрева
воздух тепловой баланс котел
Конвективные поверхности нагрева паровых котлов играют важную роль в процессе получения пара, а также использования теплоты продуктов сгорания, покидающих топочную камеру. Эффективность работы конвективных поверхностей нагрева в значительной мере зависит от интенсивности передачи теплоты продуктами сгорания пару.
Продукты сгорания передают теплоту наружной поверхности труб путем конвекции и лучеиспускания. От наружной поверхности труб к внутренней теплота передается через стенку теплопроводностью, а от внутренней поверхности к воде и пару - конвекцией. Таким образом, передача теплоты от продуктов сгорания к воде и пару представляет собой сложный процесс, называемый теплопередачей.
При расчете конвективных поверхностей нагрева используется уравнение теплопередачи и уравнение теплового баланса. Расчет выполняется для 1 м3 газа при нормальных условиях.
Уравнение теплопередачи
Qт=KЧHЧДt/Bр
Уравнение теплового баланса
Qб=Ч(I' - I»+ДбЧI°прс)
В этих уравнениях К - коэффициент теплопередачи, отнесенный к расчетной поверхности нагрева, Вт/(м2-К),
Дt - температурный напор,°С,
Bр - расчетный расход топлива, м3/с,
H - расчетная поверхность нагрева, м2,
- коэффициент сохранения теплоты, учитывающий потери теплоты от наружного охлаждения,
I', I» - энтальпии продуктов сгорания на входе в поверхность нагрева и на выходе из нее, кДж/м3,
I°прс - количество теплоты, вносимое присасываемым в газоход воздухом, кДж/м3
В уравнении Qт=KЧHЧДt/Bр коэффициент теплопередачи K является расчетной характеристикой процесса и всецело определяется явлениями конвекции, теплопроводности и теплового излучения. Из уравнения теплопередачи ясно, что количество теплоты, переданное через заданную поверхность нагрева, тем больше, чем больше коэффициент теплопередачи и разность температур продуктов сгорания и нагреваемой жидкости. Очевидно, что поверхности нагрева, расположенные в непосредственной близости от топочной камеры, работают при большей разности температуры продуктов сгорания и температуры воспринимающей теплоту среды. По мере движения продуктов сгорания по газовому тракту температура их уменьшается и хвостовые поверхности нагрева (водяной экономайзер) работают при меньшем перепаде температур продуктов сгорания и нагреваемой среды. Поэтому чем дальше расположена конвективная поверхность нагрева от топочной камеры, тем большие размеры должна она иметь и тем больше металла расходуется на ее изготовление.
При выборе последовательности размещения конвективных поверхностей нагрева в котлоагрегате стремятся так расположить эти поверхности, чтобы разность температуры продуктов сгорания и температуры воспринимающей среды была наибольшей. Например, пароперегреватель располагают сразу после топки или фестона, поскольку температура пара выше температуры воды, а водяной экономайзер - после конвективной поверхности нагрева, потому что температура воды в водяном экономайзере ниже температуры кипения воды в паровом котле.
Уравнение теплового баланса Qб=Ч(I' - I»+ДбЧI°прс) показывает, какое количество теплоты отдают продукты сгорания пару через конвективную поверхность нагрева.
Количество теплоты Qб, отданное продуктами сгорания, приравнивается к теплоте, воспринятой паром. Для расчета задаются температурой продуктов сгорания после рассчитываемой поверхности нагрева и затем уточняют ее путем последовательных приближений. В связи с этим расчет ведут для двух значений температуры продуктов сгорания после рассчитываемого газохода.
Определяем площадь поверхности нагрева, расположенную в рассчитываемом газоходе Н =68,04 м2.
Площадь живого сечения для прохода продуктов сгорания при поперечном омывании гладких труб F =0,348 м2.
По конструктивным данным подсчитываем относительный поперечный шаг:
у1= S1 /dнар=110/51=2,2;
относительный продольный шаг:
у2 = S2 /d=90/51=1,8
Предварительно принимаем два значения температуры продуктов сгорания после рассчитанного газохода: =200°С и =400°С
Определяем теплоту, отданную продуктами сгорания (кДж/м3):
Qб =цЧ( -+ ДбкЧI°прс),
где ц - коэффициент сохранения теплоты, определяется в пункте 2.1.6,
I' - энтальпия продуктов сгорания перед поверхностью нагрева, определяется по табл. 2 при температуре и коэффициенте избытка воздуха после поверхности нагрева, предшествующей рассчитываемой поверхности, =22864 кДж/м3 при =1057°С;
I» - энтальпия продуктов сгорания после рассчитываемой поверхности нагрева, определяется по табл. 2 при двух предварительно принятых температурах после конвективной поверхности нагрева:
=3900 кДж/м3 при =200°С;
=8248 кДж/м3 при =400°С;
Дбк - присос воздуха в конвективную поверхность нагрева, определяется как разность коэффициентов избытка воздуха на входе и выходе из нее;
I°прс - энтальпия присосанного в конвективную поверхность нагрева воздуха, при температуре воздуха tв= 30°С определяется пункте 2.1.2
Qб1 =0,99Ч(22864-3900+0,05Ч428,4)=18796 кДж/м3;
Qб2=0,99Ч(22864-8248+0,05Ч428,4)=14491 кДж/м3;
Вычисляем, расчетную температуру потока продуктов сгорания в конвективном газоходе (°С)
=°С;
=°С;
где и - температура продуктов сгорания на входе в поверхность и на выходе из нее
Определяется температурный напор (°С):
Дt1=-tк = 628,5-174,5=454°С;
Дt2 =-tк=728,5-174,5=554°С;
где tк - температура охлаждающей среды, для парового котла принимается равной температуре кипения воды при давлении в котле, tн.п=174,5°С;
Подсчитываем среднюю скорость продуктов сгорания в поверхности нагрева (м/с)
,
м/с,
м/с,
где Вр - расчетный расход топлива, м3/с, (см. п. 2.2.2),
F - площадь живого сечения для прохода продуктов сгорания (см. п. 4.1), м2,
Vг - объем продуктов сгорания на 1 кг твердого и жидкого топлива или на 1 м3 газа (из расчетной табл. 1 при соответствующем коэффициенте избытка воздуха),
кп - средняя расчетная температура продуктов сгорания,°С
Определяем коэффициент теплоотдачи конвекцией от продуктов сгорания к поверхности нагрева при поперечном омывании коридорных пучков:
бк = бн Чсz Чсs Чсф,
где бн - коэффициент теплоотдачи, определяемый по номограмме при поперечном омывании коридорных пучков (рис. 6.1, [1]); бн.1=87,5 Вт/м2К при щг.1 и dнар; бн.2= 94 Вт/м2К при щг.2 и dнар,
сz - поправка на число рядов труб по ходу продуктов сгорания, определяется при поперечном омывании коридорных пучков; сz =1 при z1=10;
сs - поправка на компоновку пучка, определяется при поперечном омывании коридорных пучков; сs =1
сф - коэффициент, учитывающий влияние изменения физических параметров потока, определяется при поперечном омывании коридорных пучков труб;
cф1=1,04 при ; сф2=1,02 при ;
бк1=87,5Ч1Ч1Ч1,04=91 Вт/м2К;
бк2=94Ч1Ч1Ч1,02=95,9 Вт/м2К
Вычисляем степень черноты газового потока по номограмме. При этом необходимо вычислить суммарную оптическую толщину
kps=(kгЧrп +kзл Чµ)ЧpЧs,
где kг - коэффициент ослабления лучей трехатомными газами:
rп=0,289 - суммарная объемная доля трехатомных газов, берется из табл. 1,
kзл - коэффициент ослабления лучей золовыми частицами, kзл=0;
µ - концентрация золовых частиц, µ =0;
р - давление в газоходе, для котлоагрегатов без наддува принимается равным 0,1 МПа.
Толщина излучающего слоя для гладкотрубных пучков (м):
s=0,9ЧdЧ()=0,9Ч51Ч10-3Ч(-1)=0,18
kps=30,57Ч0,289Ч0,1Ч0,18=0,16,
kps=28,87Ч0,289Ч0,1Ч0,18=0,15
Определяем коэффициент теплоотдачи бл, учитывающий передачу теплоты излучением в конвективных поверхностях нагрева, Вт/(м2К):
для незапыленного потока (при сжигании газообразного топлива)
бл = бн ЧбфЧсг,
где бн - коэффициент теплоотдачи, определяется по номограмме (рис. 6.4, [1]),
бф - степень черноты,
сг - коэффициент, определяется по рис. 6.4, [1],
Для определения бн и коэффициента сг вычисляется температура загрязненной стенки (°С):
t ст = t+ Дt,
где t - средняя температура окружающей среды, для паровых котлов принимается равной температуре насыщения при давлении в котле, tн.п=174,5°С,
Дt - при сжигании газа принимается равной 25°С
t ст=25+174,5=199,5°С;
бн1=74 Вт/(м2К) и бн2=93 Вт/(м2К),
бл1=74Ч0,98Ч0,16=11,6 Вт/(м2К),
бл2=93Ч0,985Ч0,14=12,83 Вт/(м2К)
Подсчитываем суммарный коэффициент теплоотдачи от продуктов сгорания к поверхности нагрева, Вт/(м2-К):
б = оЧ(бк + бл),
где о - коэффициент использования, учитывающий уменьшение тепловосприятия поверхности нагрева вследствие неравномерного смывания ее продуктами сгорания, частичного протекания продуктов сгорания мимо нее и образования застойных зон; для поперечно омываемых пучков принимается о = 1.
б1=1Ч(91+11,6)=102,6 Вт/(м2-К),
б2=1Ч(96+12,8)=108,7 Вт/(м2-К)
Вычисляем коэффициент теплопередачи, Вт/(м2-К):
К=шЧб,
где ш - коэффициент тепловой эффективности, (табл. 6.1 и 6.2, [1] в зависимости от вида сжигаемого топлива), ш=0,85,
К1=0,85*102,6=87,21 Вт/(м2 К), К2=0,85*108,7=92,42 Вт/(м2 К)
Определяем количество теплоты, воспринятое поверхностью нагрева, на 1 м3 газа (кДж/м3):
Qт=KЧHЧДt/(BрЧ1000)
Температурный напор Дt определяется для испарительной конвективной поверхности нагрева (°С):
Дt=,
Дt1==242°С,
Дt2==482°С,
где tкип - температура насыщения при давлении в паровом котле
Qт1==12487 кДж/м3,
Qт2==26356 кДж/м3
По принятым двум значениям температуры и и полученным двум значениям Q6 и Qт производится графическая интерполяция для определения температуры продуктов сгорания после поверхности нагрева. Для этого строится зависимость Q = f(), показанная на рис. 3. Точка пересечения прямых укажет температуру продуктов сгорания , которую следовало бы принять при расчете. ===245°С
Тепловой расчет котельных пучков
Рассчитываемая величина |
Обозна-чение |
Размерность |
Формула или обоснование |
Расчет |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
200-400 |
|
Поверхность нагрева |
Рассчитана по чертежу |
68,04 |
|||
Живое сечение для прохода газов |
Рассчитана по чертежу |
0,348 |
|||
Поперечный шаг труб |
Рассчитана по чертежу |
110 |
|||
Продольный шаг труб |
Рассчитана по чертежу |
90 |
|||
Энтальпия прод. сгор на выходе с КП |
По I-t диаграмме |
3900 |
|||
Энтальпия прод. сгор на выходе с КП |
По I-t диаграмме |
8248 |
|||
Энтальпия прод. сгор на входе в КП |
По I-t диаграмме |
23946 |
|||
Присос в КП |
По табл. 2 |
0,05 |
|||
Коэффициент сохранения тепла |
По табл. 5 |
0,99 |
|||
Энтальпия холодного воздуха |
По табл. 5 |
428,4 |
|||
Теплота, отдаваемая продуктам сгорания |
18796 -14491 |
||||
Средняя температура продуктов сгорания |
628,5 - 728,5 |
||||
Средняя скорость продуктов сгорания |
15,31 - 17,01 |
||||
Коэффициент |
2,2 |
||||
Суммарная оптическая толщина |
0,16 - 0,15 |
||||
Коэф ослабления лучей 3-ех а.г. |
30,57 - 28,87 |
||||
Доля 3-ех а.г. в продуктах сгорания |
По табл. 1 |
0,289 |
|||
Давление 3-ех атом. газов |
0,0289 |
||||
Толщина излучающего слоя |
0,18 |
||||
Доля водяного пара в продуктах сгорания |
По табл. 1 |
0,159 |
|||
Температура загрязненной стенки |
199,5 |
||||
Коэф теплоотдачи излучением |
91 - 96 |
||||
Коэф теплоотдачи |
По рис. 6.4 [3] |
74 - 93 |
|||
Коэффициент |
По рис. 6.4 [3] |
0,98 - 0,985 |
|||
Коэффициень теплоотдачи от прод. сгор. к поверх. нагрева |
102,6 - 108,7 |
||||
Коэффициент |
Принимаем по П. 6.10 [3] |
1 |
|||
Коэф тепловой эффективности |
По табл. 6.2 [3] |
0,85 |
|||
Средний температурный напор |
242 - 482 |
||||
Кол-во теплоты воспринятое поверх. нагрева |
12487 - 26356 |
||||
Температура на выходе из КП |
По рис. 3 |
240 |
Литература
1 Аэродинамический расчёт котельных установок (нормативный метод) / Под ред. С.И. Мочана. - Л.: Энергия, 1977.
2 Мигуцкий Е.Г. Котельные установки промышленных предприятий. Методическое пособие к выполнению курсового проекта - М.:БНТУ, 2007.
3 Роддатис К.Ф. Справочник по котельным установкам малой производительности. - М.: Энергоатомиздат, 1989.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Расчетные характеристики топлива. Расчет теоретических объемов воздуха и основных продуктов сгорания. Коэффициент избытка воздуха и объемы дымовых газов по газоходам. Тепловой баланс котла и топки. Тепловой расчет конвективных поверхностей нагрева.
контрольная работа [168,0 K], добавлен 26.03.2013Определение присосов воздуха и коэффициентов избытка воздуха по отдельным газоходам. Тепловой баланса котла. Метод расчета суммарного теплообмена в топке с пневмомеханическим забрасывателем и цепной решеткой обратного хода. Расчет топочной камеры.
курсовая работа [203,9 K], добавлен 18.01.2015Расчетно-технологическая схема трактов парового котла. Выбор коэффициентов избытка воздуха. Тепловой баланс парового котла. Определение расчетного расхода топлива. Расход топлива, подаваемого в топку. Поверочный тепловой расчет топочной камеры и фестона.
курсовая работа [3,4 M], добавлен 13.12.2011Расчет объема продуктов сгорания и воздуха. Тепловой баланс, коэффициент полезного действия и расход топлива котельного агрегата. Тепловой расчет топочной камеры. Расчет конвективных поверхностей нагрева и экономайзера. Составление прямого баланса.
курсовая работа [756,1 K], добавлен 05.08.2011Расчет объемов и энтальпии воздуха и продуктов сгорания. Расчетный тепловой баланс и расход топлива котельного агрегата. Проверочный расчет топочной камеры. Конвективные поверхности нагрева. Расчет водяного экономайзера. Расход продуктов сгорания.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 11.04.2012Выбор расчетных температур и способа шлакоудаления. Расчет энтальпий воздуха, объемов воздуха и продуктов сгорания. Расчет КПД парового котла и потерь в нем. Тепловой расчет поверхностей нагрева и топочной камеры. Определение неувязки котлоагрегата.
курсовая работа [392,1 K], добавлен 13.02.2011Выбор типа котла. Энтальпия продуктов сгорания и воздуха. Тепловой баланс котла. Тепловой расчет топки и радиационных поверхностей нагрева котла. Расчет конвективных поверхностей нагрева котла. Расчет тягодутьевой установки. Расчет дутьевого вентилятора.
курсовая работа [542,4 K], добавлен 07.11.2014Назначение, конструкция и рабочий процесс котла парового типа КЕ 4. Расчет объемов и энтальпий воздуха и продуктов сгорания. Тепловой баланс котла и расход топлива. Тепловой расчет топочной камеры, конвективного пучка, теплогенератора, экономайзера.
курсовая работа [182,6 K], добавлен 28.08.2014Общая характеристика котла. Определение составов и объемов воздуха и продуктов сгорания по трактам. Расчет энтальпии дымовых газов. Тепловой баланс котельного агрегата. Основные характеристики экономайзера. Расчет конвективных поверхностей нагрева.
курсовая работа [151,1 K], добавлен 27.12.2013Описание конструкции котла и топочного устройства. Расчет объемов продуктов сгорания топлива, энтальпий воздуха. Тепловой баланс котла и расчет топочной камеры. Вычисление конвективного пучка. Определение параметров и размеров водяного экономайзера.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 20.01.2014