Тепловые расчеты парового котла

Топочная камера

Значение

Паропроизводительность, т/ч

420

Тип шлакоудаления

ЖШУ

Индекс шлакоудаления

1

Диаметр труб

60

Толщина труб

6

Шаг между трубами Sтр, мм

64

Средняя высота горелок

2,85

Расчетная высота топки

21,3

Ширина фронта котла

14,1

Глубина топки

2,6

Площадь стенок топки

1253

Площадь потолка

63,5

Площадь настенного РПП

-

Площадь выходного окна

139

Площадь ошипованных экранов

369

Средняя высота РПП

-

Объем топочной камеры

2630

ШПП

Диаметр труб

42

Толщина труб

5

Поперечный шаг

670

Продольный шаг

46

Высота ширм

7,75

Глубина ширм

2,68

Площадь выходного сечения

105,1

Сечение для прохода газов

121

Сечение для прохода пара

0,24

Площадь поверхности нагрева

1025

Число рядов по ходу газов

20

Число рядов по ходу газов условие

2

ВЭ

Диаметр труб

28

Толщина труб

4

Тип пучка

Шахматный

Индекс типа пучка

2

Число рядов по ходу газов

68

Поперечный шаг

60

Продольный шаг

50

Сечение для прохода газов

30,4

Площадь поверхности нагрева

4254

ВП

Тип ВП

ТВП

Индекс ВП

2

Диаметр труб

40

Толщина труб

1,5

Поперечный шаг

62

Продольный шаг

40,5

Число рядов по ходу газов

20

Число рядов по ходу газов условие

2

Число ходов

5

Сечение для прохода газов

17,2

Сечение для прохода воздуха

5923,9

Площадь поверхности нагрева

30130

Высота ВП

15,1

Эквивалентный диаметр

-

Доля сечения, омываемая газами

-

Доля сечения, омываемая воздухом

-

КПП

Диаметр труб

42

Толщина труб

5

Тип пучка

Коридорный

Индекс типа пучка

1

Число рядов по ходу газов

37

Поперечный шаг

80

Продольный шаг

65

Сечение для прохода газов

37,1

Сечение для прохода пара

0,21

Площадь поверхности нагрева

3980

Величина

Газоходы

Топка

ШПП

КПП

ЭК

ТВП

Средние избытки воздуха

1,2

1,215

1,24

1,265

Объемы водяных паров

0,8631

0,8641

0,8657

0,8672

Объемы дымовых газов

5,65

5,71

5,81

5,91

Масса дымовых газов

7,32

7,40

7,53

7,65

Объемная доля трехатомных газов.

0,138

0,137

0,134

0,132

0,150

0,149

0,146

0,144

0,288

0,286

0,28

0,276

Концентрация золы в дымовых газах.

0,0048

0,0048

0,0047

0,0046

⁰С

, ккал/кг

=1,15

=1,2

=1,23

=1,25

=1,45

100

162

128

187,6

191,44

194

197,84

200

328

258

379,6

387,34

392,5

400,24

300

499

391

577,2

588,93

596,75

608,48

400

675

525

780

795,75

806,25

822

500

856

663

988,6

1008,49

1021,75

1041,64

600

1041

805

1202

1226,15

1242,25

1266,4

700

1231

950

1421

1449,5

1468,5

1497

800

1427

1096

1646,2

1679,08

1701

1733,88

900

1627

1243

1875,6

1912,89

1937,75

1975,04

1000

1830

1393

2108,6

2150,39

2178,25

2220,04

1100

2034

1547

2343,4

2389,81

2420,75

2467,16

1200

2239

1701

2579,2

2630,23

2664,25

2715,28

1300

2450

1856

2821,2

2876,88

2914

2969,68

1400

2664

2014

3066,8

3127,22

3167,5

3227,92

1500

2877

2172

3311,4

3376,56

3420

3485,16

1600

3094

2331

3560,2

3630,13

3676,75

3746,68

1700

3312

2489

3809,8

3884,47

3934,25

4008,92

1800

3539

2647

4068,4

4147,81

4200,75

4280,16

1900

3752

2810

4314

4398,3

4454,5

4538,8

2000

3973

2972

4567,4

4656,56

4716

4805,16

2100

4197

3135

4824

4918,05

4980,75

5074,8

2200

4421

3297

5080,4

5179,31

5245,25

5344,16

2300

4645

3463

5337,6

5441,49

5510,75

5614,64

2400

4870

3627

5595,4

5704,21

5776,75

5885,56

2500

5095

3792

5853,4

5967,16

6043

6156,76

Величина

Формула или источник

Результат

Температура уходящих газов

Задаемся

110

130

Энтальпия уходящих газов I_ух, ккал/кг

По таблице I -, I_ух=f(б_ух, )

218,08

258,56

Энтальпия холодного воздуха I_х.в, ккал/кг

I_х.в =f(t_в.вх)

38,4

38,4

Энтальпия воздуха на входе в котел I _в.вх, ккал/кг

I _в.вх =f(tв.вх=60)

76,8

76,8

Тепло, внесенное воздухом

45,696

45,696

Теплоемкость сухой массы топлива

0,268

0,268

Теплоемкость рабочего топлива C_тл

C_тл=C_тл =

0,2

0,2

Температура топлива t_тл,⁰С

Принимаем

20

20

Физическое тепло топлива i_тл

i_тл=c_тл^.t_тл

4,02

4,02

Располагаемое тепло топлива

=+

3589,7

3589,7

Доля золы уносимой со шлаком

0,2

0,2

Температура золы, t_зл,⁰С

Для ЖШУ

1440

1440

Теплоемкость золы ,ккал/кг

Таблице 13 [1,стр179]

394,8

394,8

Потери тепла на наружное охлаждение ,%

Рисунок 5.1 [1,стр 21]

0,4

0,4

Потери от механического недожога ,%

Таблица 17 [1,стр200]

1

1

Потери тепла с теплом шлака ,%

0,387

0,387

Потери с уходящими газами ,%

4,66

5,78

КПД котельного агрегата ,%

93,55

92,4

Коэффициент сохранения тепла

0,996

0,996

Расход топлива подаваемого в топку , кг/ч

62534,2

63312,5

Расчетный расход топлива , кг/ч

61908,9

62679,4

Величина

Формула или источник

Результат

Температура горячего воздуха ,С⁰

Задаемся

200

250

200

250

Энтальпия горячего воздуха , ккал/кг

По таблице I -

258

324,5

258

324,5

Балансовое тепловосприятие по рабочему телу , ккал/кг

212,91

291,1

212,91

291,1

Температура присосов , С⁰

130

155

130

155

Энтальпия присосов I_прс, ккал/кг

По таблице I -

167

199,5

167

199,5

Энтальпия газов на входе в воздухоподогреватель , ккал/кг

426,8

504,36

467,3

544,8

Температура газов на входе в воздухоподогреватель , С⁰

По таблице I -

221,1

258,2

239,8

278,3

Большая разность температур , С⁰

50

50

70

70

Меньшая разность температур , С⁰

21,1

8,2

39,2

28,3

Коэффициент пересчета к сложной системе Ш

Т.к пяти ходовой ТВП , то Ш=1

1

1

1

1

Температурный напор , С⁰

33,5

23,1

53,1

46,1

Коэффициент использования

[1, табл 7-4,стр48]

0,85

0,85

0,85

0,85

Средняя температура газов , С⁰

165,55

184,1

184,6

204,15

Расчетная скорость дымовых газов , м/с

9,49

9,89

10,03

10,46

Средняя температура , С⁰

130

155

130

155

Расчетная скорость воздуха , м/с

5,00

5,31

5,06

5,39

Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке б₁,

б₁=

31,47

30,78

31,72

30,4

^{Коэффициет теплоотдачи от стенки к воздуху}

б₂₌

79,2

79,15

79,8

80,7

Коэффициент теплопередачи К, ккал/м^2.С⁰

19,1

18,8

19,3

18,8

Тепловосприятие Q_Т, ккал/кг

Q_{Т =}

311,4

211,4

492,6

416,6

Истинная температура горячего воздуха ,С⁰

Из графика пересечения Q_T и

225

282,5

Истинное тепловосприятие ВП Q_Т

Из графика пересечения Q_T и

255

357,5

Истинная температура газов на входе в ВП , С⁰

Из графика

240

300

Величина

Формула или источник

Результат

Температура горячего воздуха, t _г.в.

Из расчёта ТВП (график 1)

110

130

Энтальпия горячего воздуха,I⁰_г.в.

291,25

367,73

Тепло, вносимое в топку воздухом , ккал/кг

339,4

428,1

Полезное тепловыделение в топке ,ккал/кг

Относительная высота горелок X_Г

X_Г=

X_Г=

Поправка

=0,05

Величина Х_Т

Х_Т= X_Г+

Х_Т=0,282+0,05

Параметр М

М=0,59-0,5 Х_Т

М=0,59-0,5^.0,287

Эффективная толщина излучающего слоя S, м

Площадь открытых экранов F_экр, м²

F_экр=

F_экр=2313-237-310-132-0

Угловой коэффициент гладкотрубных экранов Х

[номограмма 1, стр240]

Адиабатная температура

По I- таблице

Температура газов на выходе из топки , С⁰

Задаемся

Энтальпия газов на выходе из топки , ккал/кг

По I- таблице

Средняя суммарная теплоемкость продуктов сгорания (VC)ср, ккал/кг ^. С⁰

(VC)ср=

(VC)ср=

(VC)ср=

Среднее значение коэффициента тепловой эффективности

0,447

Коэффициент тепловой эффективности экранов

0,45

Продолжение таблицы №6.Коэффициент тепловой эффективности окна

0,419

Коэффициент ослабления трехатомными газами ,

0,067

Диаметр золовых частиц d_зл, мкм

[1,таблица 6-1, стр 25]

16

Плотность дымовых газов с, кг/м³

с _г =1,3

1,3

Коэффициент ослабления золовыми частицами ,

0,244

Коэффициент ослабления коксовыми частицами ,

[1,стр 25]

0,05

0,1

0,5

Коэффициент ослабления лучей топочной средой К,

К=

К=(0,067+0,244+1^.0,5^.0,1)*1*8,981

3,81

Эффективная степень черноты факела

0,978

Степень черноты

0,990

Температура газов на выходе из топки , С⁰

Задаемся

862,4

Энтальпия газов на выходе из топки , ккал/кг

По I- таблице

2398

2418

Температура газов на выходе из топки , С⁰

852,9

856,5

Разница температур

9,5

9,4

Количество тепла воспринятое в топке , ккал/кг

3802

3890

Величина

Формула или источник

Результат

Относительная высота потолка, Х

1

Коэффициент распространения тепловой нагрузки по высоте топки, з_в

з_в, номограмма 11

0,63

Тепловосприятие потолка, , ккал/кг

117,2

117,3

Относительная высота окна, Х

0,84

Коэффициент распределения тепловой нагрузки, з_в

з_в, номограмма 11

0,8

Тепловосприятие окна, , ккал/кг

266,35

267,4

Относительная высота НРП, Х

0,68

Коэффициент распределения тепловой нагрузки з_в

з_в, номограмма 11

1

Тепловосприятие НРП, , ккал/кг

437,1

437,7

Величина

Формула или источник

Результат

Выход КПП,

130

Вход КПП,

135

Выход ШПП,

135

Вход ШПП,

140

Выход пот.,

140

Вход пот.,

145

Выход НРП,

145

Вход НРП,

150

Барабан

150

Давление питательной воды в экономайзере

155

Давление питательной воды в экономайзере

160

Величина

Формула или источник

Результат

Теплота парообразования r, ккал/кг

[1;табл 23, стр 204]

258,6

Тепловосприятие экранов Q_экр, ккал/кг

2981

3068

Предварительный расход пара D_пред, кг/ч

570486

611820

Величина

Формула или источник

Результат

150

180

Температура газов на входе в экономайзер , С⁰

Задаемся

=+200300

400

450

400

450

Энтальпия газов на входе в экономайзер , ккал/кг

По I- таблице

1265

1349

1265

1349

Энтальпия газов на выходе из экономайзера , ккал/кг

По I- таблице

415

627

415

627

Тепло, отданное газами , ккал/кг

418,3

627

418,3

627

Энтальпия питательной воды , ккал/кг

[1,табл24]

215,6

Энтальпия воды на выходе из экономайзера , ккал/кг

290,3

304,9

275,2

289,4

Температура воды на выходе из экономайзера , С⁰

[1,табл24]

273

289

264

275

Средняя температура газов , С⁰

269,9

332,2

269,9

332,2

Большая разница температур ,С⁰

127

161

136

175

Меньшая разница температур ,С⁰

14,8

14,8

89,4

89,4

Температурный напор , С⁰

82,5

90,9

135

148,1

Коэффициент б_н

Номограмма 19

30

32

36

38

Поправка С_z

Номограмма 13

1,1

Поправка С_ф

Номограмма 13

1

Поправка С_s

Номограмма 13

1

Коэффициент теплоотдачи конвекцией б_к, ккал/кг

45,1

46,75

46,2

47,3

Эффективная толщина излучающего слоя S, м

0,15

Скорость газов в экономайзере , м/с

3,1

3,2

3,2

3,3

Коэффициент загрязнения ,

0,0024

Коэффициент ослабления трехатомными газами ,

Номограмма 3

5,1

4,92

4,82

4,75

Коэффициент ослабления золовыми частицами ,

Номограмма 4

11

Степень черноты потока

0,17

0,166

0,166

0,166

Коэффициент теплоотдачи излучением б_л,

5,12

5,31

5,89

6,14

Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке б₁,

42,7

44,3

44,3

45,4

Коэффициент теплопередачи К, ккал/м^2.С⁰

38,7

40,0

40,0

41,0

Тепловосприятие Q_Т, ккал/кг

Q_{Т =}

Q_{Т =}

Q_{Т =}

Q_{Т =}

Q_{Т =}

361

412

605

680

Истинное тепловосприятие экономайзера

Из графика

80

Истинная температура газов на входе в экономайзер , С⁰

Из графика

180

Истинная энтальпия воды на выходе из экономайзера , ккал/кг

143,8

Истинная температура воды на выходе из экономайзера []

[]=

140,74

Величина

Формула или источник

Результат

Энтальпия пара , ккал/кг

Р=кгс/кг

[WSP] (1; табл 27)

622,21

Тепловосприятие

Из графика

77,6

Уточнение расхода пара D

202267,4

Действительная энтальпия воды на выходе из экономайзера , ккал/кг

153,7

Энтальпия воды на выходе из экономайзера , ккал/кг

232,12

299,17

Температура воды на выходе из экономайзера , С⁰

[WSP]

225,36

283,88

Большая разница температур ,С⁰

74,64

116,12

Температурный напор , С⁰

36,5

48,62

Тепловосприятие Q_Т, ккал/кг

Q_{Т =}

Q_{Т =}

Q_{Т =}

120,4

164

Уточнение расхода пара D

199797,9

Действительная энтальпия воды на выходе из экономайзера , ккал/кг

147,89

Величина

Формула или источник

Результат

Температура газов на выходе ,

800

850

Энтальпия газов на выходе из ШПП, ккал/кг

2008,15

2147,15

Средняя температура газов , С⁰

1139,23

1164,23

Лучистое тепловосприятие вх. поверхности ширмы,

212,1

212,1

Коэффициент в, учитывающий взаимный теплообмен между топкой и ШПП

[1; стр 29]

0,98

0,98

Поправочный коэффициент

[1; стр 36]

0,5

0,5

Угловой коэффициент ширмы

0,097

0,097

Площадь выходного сечения

[2; стр 30]

163,2

163,2

Эффективная толщина излучающего слоя S, м

0,803

0,803

Коэффициент ослабления трехатомными газами ,

0,264

0,226

Плотность дымовых газов с_г, кг/м³

[1; стр 25]

1,3

1,3

Концентрация золы в дымовых газах

0,033

0,033

Коэффициент ослабления золовыми частицами ,

0,266

0,263

Коэффициент ослабления коксовыми частицами Кокс^.Х₁^.Х₂

Кокс^.Х₁^.Х₂=1*0,5*0,1

0,05

0,05

Коэффициент ослабления лучей топочной средой К,

К=

К=0,264+0,266+0,05

К=0,26+0,263+0,05

0,0,58

0,573

Эффективная степень черноты

0,37

0,367

Тепловосприятие ширмы на выходе , ккал/кг

59,86

63,74

Лучистое тепловосприятие в ширме , ккал/кг

152,24

148,36

Коэффициент загрязнения ,

[1; рис 7.9; стр 47]

0.005

0.005

Коэффициент использования

[1; рис 7.9(б); стр 47]

0,7

0,7

Скорость газов в ШПП , м/с

2,1

2,13

Теплота отданная газами , ккал/кг

369,7

231,2

Энтальпия газов на входе в ШПП , ккал/кг

2379

2379

Степень черноты загрязнений стенок

[1; стр 43]

0.8

0.8

Скорость пара , м/с

4,95

4,87

Средний удельный объем , м³/кг

0.0249

0.0245

Температура пара на входе в ширму

[1; табл 25]

437,52

437,52

Энтальпия пара на входе в ширму , ккал/кг

747,9

747,9

Поправка на диаметр труб Cd

Номограмма 15

1.08

1.08

Коэффициент теплоотдачи от пара к стенке ,

885,6

972

Энтальпия пара на выходе из ширмы , ккал/кг

887,2

849,2

Температура рабочего тела на выходе , ⁰С

645,77

583,23

Средняя температура рабочего тела , ⁰С

541,65

510,38

,

[1; номограмма 15]

820

900

Меньшая разница температур ,С⁰

154,23

266,77

Большая разница температур ,С⁰

494,83

494,83

Температурный напор , С⁰

292,3

369,37

Конвективная теплоотдача от газов к стенке б_к,

25,48

25,97

Поправка на фракционный состав золы Сф

Номограмма 12

0,98

0,98

,

Номограмма 12

46

46,5

Температура загрязнений стенки , ⁰С

648,49

586,8

Коэффициент теплоотдачи излучением продуктов сгорания ,

72,19

68,62

Угловой коэффициент ширм, Х

[1; номограмма 1а]

0,84

0,84

Коэффициент теплоотдачи от газов к ширме ,

80,16

78,24

Коэффициент теплопередачи К

47,33

44,09

Тепловосприятие ШПП, , ккал/кг

414,24

487,63

Из графика

400

Из графика

156

Из графика

56

Величина

Формула или источник

Результат

Средняя температура , ⁰С

772,2

772,2

Температура газов на выходе из КПП ,

750

770

Температура газов на входе в КПП , ⁰С

794,4

794,4

Энтальпия газов на выходе из КПП, ккал/кг

По I- таблице

1911,62

1967,5

Энтальпия газов на входе в КПП , ккал/кг

По I- таблице

1978,35

1978,35

Температура пара на входе в КПП , С⁰

654,91

891,86

654,91

891,86

Тепло, отданное газами , ккал/кг

68,1

12,33

Лучистое тепло КПП

57

57

Температура пара на выходе в КПП , С⁰

709,4

684,33

Энтальпия пара на выходе из КПП , ккал/кг

925,25

910,36

Эффективная толщина излучающего слоя S, м

0.157

0.157

Коэффициент ослабления трехатомными газами ,

0.568

0.564

Плотность дымовых газов с_г, кг/м³

[1; стр 25]

1.3

1.3

Концентрация золы в дымовых газах

0.033

0.033

Коэффициент ослабления золовыми частицами ,

0.282

0.28

Коэффициент ослабления лучей топочной средой К,

К=

К=0.568+0.282+0.05

К=0.564+0.28+0.05

0.9

0.894

Степень черноты

0.131

0.1305

Скорость газов в КПП , м/с

5,34

5,39

Коэффициент загрязнения ,

[1; рис 7.9(а); стр 47]

0.005

0.005

Степень черноты загрязнений стенок

[1; стр 43]

0.8

0.8

Скорость пара , м/с

5,45

5,35

Средний удельный объем , м³/кг

0.03128

0.030789

Коэффициент использования

[1; рис 7.9(б); стр 47]

1

1

Меньшая разница температур ,С⁰

85

109,97

Большая разница температур ,С⁰

95,09

115,09

Температурный напор , С⁰

89,95

112,51

Коэффициент теплоотдачи от пара к стенке ,

848

869,2

Конвективная теплоотдача от газов к стенке б_к,

45,54

46,53

Температура загрязнений стенки , ⁰С

689,3

676,8

Коэффициент теплоотдачи излучением от газов к стенке

26,86

26,1

Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке ,

72,4

72,63

Коэффициент теплопередачи К

43,36

43,56

Тепловосприятие КПП, , ккал/кг

424,14

547,18

Истинное тепловосприятие , ккал/кг

Из графика

185

Температура пара

Из графика

709