Поверочный тепловой расчет котельного агрегата БКЗ-220-100 Ф6
Барабан котла и сепарационное устройство. Характеристики используемого топлива. Энтальпии продуктов сгорания. Потолочный пароперегреватель, водяной экономайзер, воздухоподогреватель. Проверка конвективных поверхностей на низкотемпературную коррозию.
Рубрика | Физика и энергетика |
Вид | курсовая работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 18.01.2018 |
Размер файла | 491,1 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/
Министерство образования Российской Федерации
ЧИТИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра Тепловые электрические станции
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ
по курсу: ''Котельные установки и парогенераторы ''
На тему: Поверочный тепловой расчет котельного агрегата БКЗ-220-100 Ф6
Проектировал студент группы: ТЭС - 01 - 1
Лихотай Марк Игоревич
Руководитель проекта: Минаев Анатолий Михайлович
Чита 2004
РЕФЕРАТ
Пояснительная записка содержит 68 страниц, 16 таблиц
Графическая часть из 2-х листов.
Состоит: ПАРОВОЙ КОТЕЛ, ПАРОПЕРЕГРЕВАТЕЛЬ, ШИРМА, БАРАБАН, ТОПКА, ЭКОНОМАЙЗЕР, ВОЗДУХОПОДОГРЕВАТЕЛЬ, ЭКРАН, ГАЗОХОД, ШЛАКОУДАЛЕНИЕ.
Целью курсового проекта является поверочный тепловой расчет котельного агрегата БКЗ-220-100Ф6,и исследование возможности работы этого котла на угле Печорского бассейна.
В результате проделанной работе произведен поверочный расчет котельного агрегата БКЗ-220-100Ф6, сделан вывод о возможности работы котельного агрегата на данном топливе.
1. Краткое описание котла
БКЗ-220-100 Ф6 Барнаульского котельного завода. Компоновка котла выполнена по П-образной схеме. Топка расположена в первом восходящем газоходе. В горизонтальном газоходе расположен пароперегреватель и в нисходящем газоходе расположены в рассечку водяной экономайзер и воздухоподогреватель. Холодная ступень воздухоподогревателя по воздушной стороне имеет 3 хода. За счёт этого возросла поверхность нагрева ВЗП и ВЭК, уменьшилось сопротивление газовоздушного тракта. Кроме того увеличена толщина стенки водоопускных, пароотводящих, пароперепускных труб. В свою очередь в нисходящем газоходе после 2-й ступени водяного экономайзера установлен рассекатель. После 2-й ступени водяного экономайзера газы идут двумя потоками.
1.1 Топочная камера
Котёл снабжен камерной топкой. Топочная камера призматического сечения со скошенными угловыми фронтовыми блоками. Размеры в плане 66569536 мм, высота топки 22 м. Топочная камера экранирована трубами диаметром 604 мм с шагом 64 мм, в угловых блоках шаг -74 мм. Экраны топочной камеры разделены на 14 самостоятельных циркуляционных контура. Экранные трубы каждого контура входят в камеры диаметром 27326 мм.
1.2 Характеристика экранов топки
Экранные трубы котла собраны в 12 монтажных блоков. Материал труб - сталь 20. Монтажные блоки объединены во фронтовой, задний и боковой экраны. Каждый экран состоит из 4-х блоков. В блоках заднего экрана сделана разводка экранных труб для установки сопел заднего дутья. Количество сопел 6, расположены под углом 15о к горизонту. Топка оборудована двумя взрывными клапанами, двумя лазами на отметке 8 м, лючками и гляделками.
1.3 Барабан котла и сепарационное устройство
котел топливо конвективный пароперегреватель
Котёл имеет сварной барабан, состоящий из 2-х ступеней испарения:
1. Чистый отсек (непосредственно в барабане).
2. Солёный отсек (2 циклона на каждой стороне барабана).
Чистый отсек состоит из внутри барабанных циклонов с барботажной промывкой пара, промывочный и дырчатый листы и два блока жалюзей. Всего установлено 36 циклонов: 16 с фронта и 20 сзади барабана. Солёный отсек включает в себя средние блоки боковых стен топки, соединённые с циклонами трубами диаметром 1338 мм, циклоны соединены с барабаном котла трубами диаметром 1338 мм. Каждый блок циклонов состоит из двух труб 42635 мм с расположенными в них дырчатыми листами и антикавитационными крестовинами. Питательная вода поступает в барабан по 12 трубам диаметром 604 мм. Средний уровень воды в барабане располагается ниже геометрической оси барабана на 200 мм. Для ввода фосфата смонтирована раздаточная труба длиной 10 м с отверстиями в нижней части. Для сброса лишней воды с левой стороны барабана вырезан аварийный слив диаметром 894,5 мм. В барабан котла врезана линия рециркуляции водяного экономайзера. На котлах № 5-13 в барабане смонтирован паровой обогрев.
1.4 Пароперегреватель
На котле установлен радиационно-конвективный пароперегреватель. Радиационная часть пароперегревателя выполнена в виде ширмовых поверхностей и труб потолочного пароперегревателя. Конвективные поверхности пароперегревателя расположены в горизонтальном газоходе и состоят из холодного пакета и горячих пакетов (микроблоков). Пароперегреватель имеет 2 ступени регулирования температуры перегретого пара. Регуляторы расположены в рассечку ширм (первая ступень регулирования) и в рассечку микроблоков (вторая ступень регулирования). Ширмы, микроблоки и холодный пакет свободно висят на подвесках.
Пароперегреватель состоит из 4-х ступеней:
I ступень - потолочный пароперегреватель и холодный пакет.
II ступень - ширмы.
III ступень - крайние микроблоки.
IV ступень - средние микроблоки.
1.5 Установка для получения собственного конденсата
Для получения собственного конденсата на котле установлены два змеевиковых конденсатора с поверхностью нагрева 19 м2 каждый. Конденсаторы установлены на отметке 30 м. Охлаждение пара, поступающего в конденсаторы из барабана, осуществляется водой, прошедшей через I ступень водяного экономайзера. После конденсаторов вода отводится во II ступень водяного экономайзера. Пар из барабана подводится в верхнюю часть конденсаторов по 20 трубам диаметром 604 мм. Образовавшийся здесь конденсат по 20 трубам диаметром 60х4 мм сливается в два общих сборных коллектора из труб диаметром 13313 мм, образующих с каждой стороны барабана 2 петли, служащие для перелива избытка конденсата.
Подача конденсата на впрыск осуществляется по 2 трубам диаметром 766 мм к раздающей камере диаметром 21925 мм, от которой отводится к 4 фильтрам (отстойникам) и через регулирующие органы направляется на впрыск. Подача конденсата в пароохладитель I ступени производится с помощью парового эжектора, а в пароохладитель II ступени за счёт перепада давлений между сборной камерой конденсатора и камерой пароохладителя II ступени.
1.6 Конвективная шахта
Конвективная шахта представляет собой опускной газоход котла с размещенными в нем экономайзерными и воздухо-подогревательными поверхностями нагрева. Воздухоподогреватель и водяной экономайзер имеют «горячий каркас», с основным каркасом не связаны.
Такая конструкция дает возможность вместо установки компенсаторов между боками конвективной шахты осуществить приварку друг к другу.
Сплошная заварка всех сочленений блоков устраняет присосы и повышает экономичность котла. Стык между II ступенью воздухоподогревателя и II ступенью водяного экономайзера уплотняется трубчатым компенсатором. Верхний водяной экономайзер опирается на каркас при помощи охлаждаемых воздухом 4-х балок.
1.7 Воздухоподогреватель
Воздухоподогреватель трубчатый с поверхностью нагрева 16400 м2 выполнен по двух поточной схеме из труб диаметром 401,5 мм, материал - сталь3. Воздухоподогреватель имеет 3 ходов по воздушной стороне. Нижний куб спроектирован съемным с целью обеспечения замены его при наличии коррозии. Горячая часть (II ступень) выполнена одноходовой по воздуху. Нагрузка от вышестоящих воспринимается трубами диаметром 1334 мм, расположенными по периметру секций воздухоподогревателя.
1.8 Водяной экономайзер
Водяной экономайзер кипящего типа состоит из двух ступеней с общей поверхностью нагрева 2478 м2. За верхним водяным экономайзером (II ст.) конвективная шахта разделяется рассекателем на две колонки, и далее газы идут двумя потоками. Экономайзер выполнен из труб диаметром 324 мм, материал - сталь 20. Особенностью экономайзера I ступени является то, что имеет обогреваемую металлическую обшивку. Движение воды по трубам снизу вверх. Поверхность нагрева водяного экономайзера I ступени котлов Ф6 - 1468 м2.
1.9 Узел питания котла
На котлах применена однониточная схема питания. Узел питания выполнен в виде самостоятельного блока с установкой на основном трубопроводе ДУ - 175 (трёх обводов ДУ - 100, 50, 20). ДУ - 20 с дроссельной шайбой включается при пониженных давлениях и паропроизводительности при растопке котла. ДУ - 50, ДУ - 100 включается при сниженных нагрузках котла. ДУ - 175 - основная питательная линия котла. Суммарная пропускная способность ниток ДУ - 50 и ДУ - 100 обеспечивает номинальную нагрузку котла. Котел оборудован парозапорной, водо-запорной и дренажной арматурой. На паро-сборной камере установлено 2 импульсных предохранительных клапана. На барабане котла установлены две водоуказательные колонки.
1.10 Механизированное шлакоудаление
Для удаления шлака из холодной воронки установлены шнеки и дробилки. Шнек расположен в шлаковой ванне. На котле установлено 2 шнека и 2 дробилки.
1.11 Дымососы
На котле установлено по 2 дымососа. Дымососы предназначены для удаления газов из топки котла. Дымосос имеет улитку, в которую помещено рабочее колесо с лопатками. Перед улиткой установлены направляющие аппараты, служащие для регулирования производительности дымососа. Дымососы двухстороннего всасывания имеют правое и левое вращение.
1.12 Дутьевые вентиляторы
Дутьевые вентиляторы предназначены для подачи воздуха через воздухоподогреватель в мельницы (первичный воздух) с целью сушки и транспортировки угольной пыли через горелки в топку котла. Вторичный воздух подается непосредственно к горелкам и через шлицы заднего экрана в топку (заднее дутье) для поддержания факела в нужном положении и лучшего смесеобразования (улучшения горения). Вентилятор имеет два забора воздуха с помещения и с улицы. Вентилятор состоит из улитки, в которой помещено рабочее колесо с лопатками. На улитке имеется направляющий аппарат радиального типа. На котле установлено 2 дутьевых вентилятора.
1.13 Молотковые мельницы
Мельницы на котле предназначены для помола угля и подачи его в горелки. На котле установлено 4 мельницы. Молотковая мельница состоит из следующих основных узлов: корпуса, опорной рамы, подшипников, ротора с било держателями и билами, муфты, соединяющей валы мельницы и эл. двигателя. Корпус мельницы выполняются сварным из листовой маркист.3, толщиной 10-20 мм; внутри защищен съемной броней из ст.3 или броневыми плитами из износостойкой стали (70ХЛ). Места прохода вала через торцевые стенки корпусов мельниц, работающих под давлением, уплотняются специальными коробами. В эти короба подается воздух, давление которого на 100-200 кгс/м2 выше, чем в корпусе мельницы. Воздух подводится от дутьевого вентилятора.
Для уплотнения мест прохода вала через торцевые стенки корпусов мельниц применяется сальниковое уплотнение. Валы мельниц изготовлены полыми и охлаждаются холодной водой. Допустимая температура сушильного агента перед мельницей с валом, охлаждаемым водой - 4500С.
1.14 Питатели сырого угля
Топливо в мельницы из бункеров сырого угля подается скребковыми питателями. Производительность питателя регулируется путем изменения скорости вращения электродвигателя постоянного тока, связанного с питателем через редуктор, а также изменения высоты слоя топлива с помощью регулятора слоя.
2. Характеристика используемого топлива
Состав угля Печорского бассейна
=4,1
=2,4
=75
=5
=13,5
=11,5
=31
=7350
Коэффициент пересчета на рабочую массу:
/1/
==4,1*0,69=2,829
== 2,4*0,69=1,656
==75*0,69=51,75
==5*0,69=3,45
==13,5*0,69=9,31
=31
Коэффициент пересчета с сухой на рабочую массу:
/1/
==2,829*0,885=2,503
==1,656*0,885=1,465
==51,75*0,885=45,79
==3,45*0,885=8,05
==9,31*0,885=8,243
==31*0,885=27,43
=11,5
Для пересчета теплоты сгорания с горючей на рабочую массу воспользуемся формулой:
=7350*4,19=30796,5(кДж/кг)
=30796,5*(100-11,5-27,43)/100-25,1*11,5=18517,23(кДж/кг)
3. Расчет теоретических и действительных объемов воздуха и дымовых газов
Теоретический объем воздуха:
/3/
=0,0889*(45,79+0,375*2,503)+0,265*3,05-0,0333*8,243=4,689
Расчетный объем трехатомных газов в продуктах сгорания:
/3/
=0,0186*(45,79+0,375*2,503)=0,8693
Теоретический объем азота:
/3/
=0,79*4,689+0,008*1,465=3,7164
Теоретический объем паровых паров:
/3/
=0,111*3,05+0,0124*11,5+0,0161*4,689=0,557
Теоретический объем продуктов сгорания:
/3/
=0,8693+3,7164+0,557=5,1488
Пример расчета теоретических и действительных объемов воздуха и дымовых газов для топочной камеры:
Коэффициент избытка воздуха: =1,2;
Средний коэффициент избытка воздуха: =1,175;
Действительный объем водяных паров:
/1/
=0,557+0,016*(1,175-1)*4,689=0,5701
Действительный объем продуктов сгорания:
/1/
=5,1488+1,016*(1,175-1)*4,689=5,9766
Объем доли трехатомных газов:
/1/
=0,8693/5,9766=0,1454
Объемные доли водяных паров:
/1/
=0,5701/5,9766=0,0953
Объемные суммарные доли:
/1/
=0,1454+0,0953=0,2408
Концентрация золовых частиц:
/3/
/3/
=1-27,43/100+1,306*1,175*4,689=7,922
=27,43*0,95/100*7,922=0,03289
Коэффициент избытка воздуха за поверхностью нагрева :
Топка ширмы: =1,2;
Пароперегреватель: =1,23;
ВЭК 2-й ступени: =1,25;
ВЗП 2-й ступени: =1,28;
ВЭК 1-й ступени: =1,3;
ВЗП 1-й ступени: =1,33.
Средний коэффициент избытка воздуха в поверхности нагрева :
Топка ширмы: =1,175;
Пароперегреватель: = 1,215;
ВЭК 2-й ступени: =1,24;
ВЗП 2-й ступени: =1,265;
ВЭК 1-й ступени: =1,29;
ВЗП 1-й ступени: =1,315.
Действительный объем водяных паров:
Топка ширмы: =0,5701();
Пароперегреватель: =0,5731();
ВЭК 2-й ступени: =0,57502();
ВЗП 2-й ступени: =0,5768();
ВЭК 1-й ступени: =0,5787();
ВЗП 1-й ступени: =0,5806().
Действительный объем продуктов сгорания:
Топка ширмы: =5,9766();
Пароперегреватель: =6,1672();
ВЭК 2-й ступени: =6,2863();
ВЗП 2-й ступени: =6,4054();
ВЭК 1-й ступени: =6,5245();
ВЗП 1-й ступени: =6,6436();
Объемные доли трехатомных газов:
Топка ширмы: = 0,1454;
Пароперегреватель: =0,1409;
ВЭК 2-й ступени: =0,1382;
ВЗП 2-й ступени: =0,1357;
ВЭК 1-й ступени: =0,1332;
ВЗП 1-й ступени: =0,1308.
Объемные доли водяных паров:
Топка ширмы: =0,0953;
Пароперегреватель: =0,0929;
ВЭК 2-й ступени: =0,0914;
ВЗП 2-й ступени: =0,09006;
ВЭК 1-й ступени: =0,0887;
ВЗП 1-й ступени: =0,0873.
Объемные суммарные доли:
Топка ширмы: =0,2408;
Пароперегреватель: =0,2338;
ВЭК 2-й ступени: =0,2297;
ВЗП 2-й ступени: =0,2257;
ВЭК 1-й ступени: =0,2219;
ВЗП 1-й ступени: =0,2182.
Концентрация золовых частиц:
Топка ширмы: = 0,03289();
Пароперегреватель: =0,0319();
ВЭК 2-й ступени: =0,0313();
ВЗП 2-й ступени: =0,0307();
ВЭК 1-й ступени: =0,0302();
ВЗП 1-й ступени: =0,02968().
Расход
Топка ширмы: = 7,92202();
Пароперегреватель: =8,167();
ВЭК 2-й ступени: =8,3201();
ВЗП 2-й ступени: =8,4732();
ВЭК 1-й ступени: =8,626();
ВЗП 1-й ступени: =8,7794().
4. Расчет теоретических и действительных энтальпий воздуха и дымовых газов
Расчет для =100 и =1,2
Теоретическая энтальпия воздуха
/1/
- теоретический объем воздуха, .
- энтальпия 1 влажного воздуха, .
=130,04() /1/
=4,689*130,04=609,83()
Теоретическая энтальпия уходящих газов
/1/
,, - энтальпия 1 трехатомных газов, азота, водяных паров при =100
=0,8693*170,03+3,7164*129,58+0,557*151,02=713,512()
Энтальпия золы
/1/
- энтальпия 1 кг золы при =100
- доля золы топлива, уносимая продуктами сгорания
=81*27,43/100*0,95=21,11
Энтальпия уходящих газов
- коэффициент избытка воздуха за поверхностью нагрева
=713,512+(1,2-1)*609,83+21,11=856,59.
Последующие расчеты приведены в таблице 1.
Топка, Ширмы |
ПП |
ВЭК 2ст |
ВЗП 2ст |
ВЭК 1ст |
ВЗП 1ст |
|||||
100 |
713,51 |
609,83 |
21,11 |
856,59 |
874,89 |
887,08 |
905,38 |
917,57 |
935,87 |
|
200 |
1446,32 |
1226 |
44,26 |
1735,77 |
1772,55 |
1797,07 |
1833,84 |
1858,36 |
1895,14 |
|
300 |
2200,42 |
1853,13 |
68,81 |
2639,86 |
2695,45 |
2732,51 |
2788,11 |
2825,17 |
2880,76 |
|
400 |
2976,59 |
2492,79 |
93,83 |
3568,98 |
3643,76 |
3693,62 |
3768,4 |
3818,26 |
3893,04 |
|
500 |
3848,48 |
3148,34 |
119,37 |
4597,52 |
4691,97 |
4754,94 |
4849,39 |
4912,35 |
5006,84 |
|
600 |
4592,79 |
3816,84 |
145,95 |
5502,12 |
5616,63 |
5692,96 |
5807,47 |
5883,8 |
5998,98 |
|
700 |
5405,42 |
4476,94 |
172,67 |
6473,48 |
6607,79 |
6697,32 |
6831,63 |
6921,17 |
7055,48 |
|
800 |
6289,71 |
5193,4 |
200,17 |
7528,48 |
7684,28 |
7788,14 |
7943,93 |
8047,79 |
8203,58 |
|
900 |
7155,08 |
5898,73 |
215,02 |
8549,84 |
8726,8 |
8844,78 |
9021 ,74 |
9139,71 |
9316,68 |
|
1000 |
8047,45 |
6610,89 |
256,72 |
9626,35 |
9824,68 |
9956,89 |
10155,22 |
10287,44 |
10485,77 |
|
1100 |
8946,72 |
7332,33 |
284,61 |
10697,79 |
10917,77 |
11064,41 |
11284,38 |
11431,03 |
11651,11 |
|
1200 |
9856,73 |
8062,49 |
315,89 |
11785,12 |
12026,99 |
12188,24 |
12430,12 |
12591,37 |
12833,24 |
|
1300 |
10778,93 |
8798,38 |
380,52 |
12919,13 |
13183,08 |
13359,05 |
13622,99 |
13798,97 |
14062,92 |
|
1400 |
11780,97 |
9538,21 |
413,1 |
14101,72 |
14387,86 |
14578,63 |
14864,77 |
15055,54 |
15341,68 |
|
1500 |
12643,18 |
10284 |
458,19 |
15158,22 |
15466,75 |
15672,43 |
15980,96 |
16186,64 |
16495,17 |
|
1600 |
13587,2 |
11035 |
489,99 |
16284,37 |
16615,44 |
16836,16 |
17167,23 |
17387,95 |
17719,28 |
|
1700 |
14538.64 |
11789 |
538,21 |
17434,72 |
17788,41 |
18024,19 |
18377,88 |
18613,66 |
18967,35 |
|
1800 |
15493,62 |
12549 |
568,72 |
18572,23 |
18948,72 |
19199,71 |
19576,19 |
19827,19 |
20203,68 |
|
1900 |
16453.04 |
13310 |
621,61 |
19736,83 |
20136,16 |
20402,38 |
20801,71 |
21067,92 |
21467,25 |
|
2000 |
17417,14 |
14078 |
561,4 |
20794,16 |
21216,5 |
21498,07 |
21920,41 |
22201 ,97 |
22624,31 |
|
2100 |
18388,41 |
15312 |
688,07 |
22138,88 |
22598,24 |
22904,48 |
23363,84 |
23670,8 |
24129,44 |
|
2200 |
19358,86 |
15614 |
719,87 |
23201,70 |
23670,15 |
23982,45 |
24450,89 |
24763,19 |
25231,63 |
5. Тепловой баланс котлоагрегата
Располагаемое тепло топлива :
=18517,23().
Температура уходящих газов принимаем предварительно /4/ равной 110. Энтальпия уходящих газов (по таблицы 2) равна 1031,795().
Температура холодного воздуха задается в задании: .
Энтальпия холодного воздуха (по таблицы 2) равняется 309,5115().
Потери тепла от химического недожога (/3/): =0%.
Потери тепла от механического недожога (/3/): =1%.
Потери тепла в окружающую среду (/3/): =0,55%.
Потери тепла с уходящими газами определяем по формуле:
/1/
=(1031,795-1,33*309,51)(100-1)/18517,23=3,3155%.
Доля золы топлива в шлаке:
/1/
1-0,95=0,05.
Температура шлака (/4/): =600.
Энтальпия золы (/1/): =560().
Потери с физическим теплом шлака:
/2/
=0,05*(560)*27,435/18517,23=0,0414%.
Сумма тепловых потерь:
/2/
=3,3155+0+1+0,55+0,0414=4,907%.
Энтальпия перегретого пара .
Коэффициент полезного действия котла брутто:
/1/
=100-4,907=95,09%.
Давление перегретого пара за котлоагрегатом (задано): =11(МПа). Температура перегретого пара (задана): =540. Температура питательной воды (задана): =156. Давление питательной воды (задано): =15(МПа). Энтальпия питательной воды (/5/): =667,13().
Тепло полезно используемое в котлоагрегате:
/1/
=61,11(3506,4-667,13)=173507,79().
Полный расход топлива:
/6/
=173507,79*100/18517,23*95,09=9,8535(кг/с).
Расчетный расход топлива:
/6/
=9,8535(1-1/100)=9,75505(кг/с).
Коэффициент сохранения тепла:
/2/
=1-0,55/(0,55+95,09) /2/
6. Топочная камера
Методика и расчёт приведены в таблице 2
Таблица 2-Расчет топочной камеры.
Наименование |
Обозна-чение |
Размер-ность |
Формула или обоснование |
Расчет |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
Коэффициент избытка воздуха в топке |
- |
/7/ |
1,2 |
||
Присос воздуха в систему пылеприготовления |
- |
/8/ |
0,04 |
||
Температура горячего воздуха |
Принимаем предварительно |
372 |
|||
Энтальпия горячего воздуха |
по таблице 1 |
2352,062 |
|||
Тепло, вносимое в топку с воздухом |
/2/ |
2352,062(1,2-0,05-0,04)++309,511(0,05+0,04)==2638,64 |
|||
Полезное тепловыделениев топке |
/9/ |
||||
Адиабатная температура горения |
а |
оС |
По таблице 1() |
2026,322 |
|
Эффективная толщина излучающего слоя |
/1/ |
||||
Относительное положение max температур |
- |
,/9/ |
|||
Параметр |
- |
,/9/ |
|||
Температура газов на выходе из топки |
''т |
оС |
Принята предварительно |
1096 |
|
Энтальпия газов |
По таблице 1 |
10654,94 |
|||
Произведение |
, /1/ |
||||
Средняя суммарная теплоемкость продуктов сгорания |
, /1/ |
||||
Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами |
/1/ |
||||
Коэффициент ослабления лучейзоловыми частицами |
, /1/ |
||||
Коэффициент ослабления лучей частицами кокса |
/1/ |
10 |
|||
Оптическая толщина запылённого потока |
- |
, /9/ |
|||
Коэффициент излучения факела |
- |
,/1/ |
|||
Средний коэффициент эффективности экранов |
- |
, /1/ |
|||
Коэффициент излучения топочной средой |
- |
, /1/ |
|||
Число Больцмана |
Bo |
- |
/1/ |
||
Температура газов за топкой |
оС |
/1/ |
|||
Энтальпия газов |
По таблице 1 |
10657,3 |
|||
Количество тепла воспринятого в топке излучением |
/1/ |
||||
Средняя тепловая нагрузка лучевоспринимаю-щей пов-ти нагрева |
/4/ |
7. Расчет пароперегревателя
7.1 Радиационная часть потолочного пароперегревателя
Методика и расчет сведены в таблице 3
Таблица 3. Радиационная часть потолочного пароперегревателя
Наименованиевеличины |
Обозна-чение |
Размер-ность |
Формула илиобоснование |
Расчет и результат |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
Площадь радиационной части |
М 2 |
/10/ |
36 |
||
Площадь ограничивающих поверхностей топки |
Fст |
М2 |
/10/ |
667 |
|
Температура пара на входе в пароперегреватель |
0C |
/5/ |
319,4 |
||
Энтальпия парана входе |
/5/ |
2701,5 |
|||
Условный коэффициент загрязнения поверхностей |
- |
/4/ |
0,45 |
||
Лучистое тепло, воспринятое радиационной частью |
/7/ |
||||
Энтальпия пара на выходе |
/7/ |
||||
Температура пара на выходе |
0С |
/5/ |
323,298 |
7.2 Коллектор впрыска первой ступени
Таблица 4- Коллектор впрыска первой ступени
Наименованиевеличины |
Обозна-чение |
Размер-ность |
Формула илиобоснование |
Расчет и результат |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
Температура пара до впрыска |
0С |
принимаем |
484 |
||
Энтальпия пара до впрыска |
/5/ |
3371,66 |
|||
Температура пара после впрыска |
0С |
принимаем |
374 |
||
Энтальпия пара после впрыска |
/5/ |
3088,16 |
|||
Количество впрыскиваемого конденсата |
Dвпр1Dвпр2 |
Принимаем 5% от DПринимаем 3% от D |
32 |
7.3 Вторая ступень пароперегревателя (ширмы)
Методика и расчет приведены в таблице 5
Таблица 5- Вторая ступень пароперегревателя
Наименованиевеличины |
Обозна-чение |
Размер-ность |
Формула илиобоснование |
Расчет и результат |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
Диаметр труб |
d1/d2 |
мм/мм |
/11/ |
32/24 |
|
Шаги между трубами |
S1/S2 |
мм/мм |
/11/ |
585/38 |
|
Число рядов труб по глубине |
Z2 |
Шт. |
/11/ |
20 |
|
Число лент по ширине |
n |
Шт. |
/11/ |
16 |
|
Поверхность нагрева |
F |
м2 |
/11/ |
475 |
|
Высота ширм |
hш |
М |
/11/ |
6,656 |
|
Длина ширм |
l |
М |
/11/ |
1,7 |
|
Лучевоспринемающая поверхность |
м2/м2 |
/11/ |
75/66.8 |
||
Сечение для прохода газов |
Fг |
М2 |
/11/ |
70 |
|
Сечение для прохода пара |
Fп |
М2 |
/11/ |
0.072 |
|
Расчетная поверхность нагрева |
Fр |
М2 |
/11/ |
400 |
|
Температура газов на входе |
0С |
По таблице 1 |
1096,223 |
||
Энтальпия газов на входе в ширмы |
Пункт 3 |
10657,3 |
|||
Температура газов на выходе |
0С |
принимаем |
993 |
||
Температура пара на входе |
0С |
По таблице 4 |
374 |
||
Энтальпия пара на входе в ширмы |
По таблице 4 |
3088,16 |
|||
Температура пара на выходе |
0С |
Принимаем |
484 |
||
Энтальпия пара на выходе из ширм |
/5/ |
3371,66 |
|||
Коэффициент распределениятепловой нагрузки по высоте |
- |
/4/ |
0,8 |
||
Температурный коэффициент |
А |
0С |
/4/ |
1100 |
|
Коэффициент, учитывающий взаимный теплообмен между топкой и ширмами |
- |
/4/ |
|||
Теплота, воспринятая окном ширм |
Qл.вх |
/7/ |
|||
Эффективная толщина излучающего слоя |
S |
М |
/4/ |
||
Произведение |
pпS |
prпS /2/ |
|||
Средняя температура газов |
Tср |
К |
/4/ |
||
Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами |
kг |
/4/ |
|||
Коэффициент ослабления лучей золовыми частицами |
kзл |
/4/ |
|||
Оптическая толщина запыленного потока |
kpS |
- |
/1/ |
||
Коэффициент излучения газовой средой |
- |
||||
Угловой коэффициент |
- |
/4/ |
|||
Теплота, излучаемая на поверхность за ширмами |
Qлвых |
/1/ |
|||
Лучистое тепло, воспринятое ширмами |
Qл.ш |
/1/ |
941,5-289,1497=652,358 |
||
Балансовая теплота |
Qб |
/3/ |
1097,156 |
||
Энтальпия газов за ширмами |
/3/ |
9553,79 |
|||
Температура газов на выходе из ширм |
0С |
По таблице1 |
993,26 |
||
Средняя скорость газов |
г |
/1/ |
|||
Коэффициент теплоотдачи конвекцией |
к |
/4/ |
37,97 |
||
Средняя температура пара |
tср |
0С |
/4/ |
||
Удельный объем пара |
п |
/5/ |
0,0424 |
||
Средняя скорость пара |
п |
/1/ |
|||
Коэффициент теплоотдачик рабочему телу |
2 |
/4/ |
4410 |
||
Коэффициент загрязнения ширмовых поверхностей |
/4/ |
0.0087 |
|||
Температуразагрязнения поверхностей |
tз |
0С |
|||
Коэффициент теплоотдачи излучением |
л |
/4/ |
85,64 |
||
Коэффициент теплоотдачи от газов к поверхности нагрева |
1 |
/4/ |
|||
Коэффициент теплопередачи |
kш |
/4/ |
|||
Температурный напор |
0C |
/4/ |
|||
Тепловосприятие ширм |
Qт |
/4/ |
|||
Ошибка в балансе |
Q |
% |
7.4 Третья ступень пароперегревателя (крайние микроблоки пакета- прямоток)
Методика и расчет приведены в таблице 6
Таблица 6- Третья ступень пароперегревателя
Наименованиевеличины |
Обозна-чение |
Размер-ность |
Формула илиобоснование |
Результат и расчёт |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
Диаметр труб |
d1/d2 |
мм/мм |
/11/ |
38/29 |
|
Шаги труб |
S1/S2 |
мм/мм |
/11/ |
90/70 |
|
Число рядов труб по глубине |
Z2 |
шт. |
/11/ |
6 |
|
Поверхность нагрева |
Fр |
М2 |
/11/ |
185 |
|
Сечение для прохода газов |
Fг |
М2 |
/11/ |
29,3 |
|
Сечение для прохода пара |
Fп |
М2 |
/11/ |
0,103 |
|
Температура газов на входе |
0С |
По таблице 5 |
993,2599 |
||
Энтальпия газов на входе в ширмы |
По таблице 7 |
9553,796 |
|||
Температура пара на входе |
0С |
По таблице 6 |
484 |
||
Энтальпия пара на входе |
По таблице 6 |
3371,66 |
|||
Температура пара на выходе |
0С |
принимаем |
516 |
||
Энтальпия пара на выходе |
/5/ |
3449 |
|||
Средняя температура пара |
tср |
0C |
/4/ |
||
Балансовая теплота |
Qб |
/3/ |
|||
Энтальпия газов на выходе |
/3/ |
||||
Температура газов на выходе |
0С |
По таблице 2 |
889,7926 |
||
Удельный объем пара |
п |
/5/ |
0,0481 |
||
Средняя скоростьпара |
п |
/1/ |
|||
Средняя температура газов |
Тср |
К |
/4/ |
||
Средняя скорость газов |
г |
/1/ |
|||
Коэффициент теплоотдачи от стенок к рабочей жидкости |
2 |
/4/ |
3984 |
||
Эффективная толщина излучающего слоя |
S |
М |
/4/ |
||
Произведение |
pпS |
prпS /2/ |
|||
Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами |
kг |
/4/ |
|||
Коэффициент ослабления лучей золовыми частицами |
kзл |
/4/ |
|||
Оптическая толщина запыленного потока |
kpS |
- |
/1/ |
||
Коэффициент излучения газовой средой |
- |
/1/ |
|||
Температура загрязнения поверхности стенки |
tз |
0С |
/1/ |
||
Коэффициент загрязненияПоверхности |
/1/ |
||||
Коэффициент теплоотдачи конвекцией |
к |
/4/ |
71,627 |
||
Коэффициент теплоотдачи излучением |
л |
/4/ |
29,96 |
||
Коэффициент теплоотдачи от газов к поверхности нагрева |
1 |
(к+л)/4/ |
0,85(71,627+29,96)=86,35 |
||
Коэффициент использования |
- |
/4/ |
0.85 |
||
Коэффициент тепловой эффективности |
- |
/4/ |
0.65 |
||
Коэффициент теплопередачи |
K |
||||
Температурный напор на входе |
0С |
993,259-484=509,25 |
|||
Температурный напор на выходе |
0С |
889,79-516=373,79 |
|||
Средний температурный напор |
0С |
||||
Тепловосприятие ширм |
Qт |
/4/ |
|||
Ошибка в балансе |
Q |
% |
7.5 Коллектор впрыска второй ступени
Таблица 7- Коллектор впрыска второй ступени
НаименованиеВеличины |
Обозна-чение |
Размер-ность |
Формула илиобоснование |
Расчет и результат |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
Температура пара перед впрыском |
0С |
По таблице 6 |
516 |
||
Энтальпия пара перед впрыском |
По таблице 6 |
3449 |
|||
Температура пара после впрыска |
0С |
Принимаем |
511 |
||
Энтальпия пара после впрыска |
/5/ |
3437 |
7.6 Четвертая ступень пароперегревателя (средние микроблоки пакета - прямоток)
Методика и расчет приведены в таблице 8
Таблица 8- Четвёртая ступень пароперегревателя
Наименованиевеличины |
Обозна-чение |
Размер-ность |
Формула илиобоснование |
Расчёт и результат |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
Диаметр труб |
d1/d2 |
мм/мм |
/11/ |
38/29 |
|
Шаги между трубами |
S1/S2 |
мм/мм |
/11/ |
90/70 |
|
Число рядов труб по глубине |
z2 |
шт. |
/11/ |
6 |
|
Поверхность нагрева |
Fр |
М2 |
/11/ |
185 |
|
Сечение для прохода газов |
Fг |
М2 |
/11/ |
29,3 |
|
Сечение для прохода пара |
Fп |
М2 |
/11/ |
0,108 |
|
Температура газов на входе |
0С |
По таблице 5 |
993,259 |
||
Энтальпия газов на входе |
По таблице 5 |
9553,796 |
|||
Температура пара на входе |
0С |
По таблице 4 |
511 |
||
Энтальпия пара на входе |
По таблице 4 |
3437 |
|||
Температура пара на выходе |
0С |
принимаем |
540 |
||
Энтальпия пара на выходе |
/5/ |
3506,4 |
|||
Балансовая теплота |
Qб |
/3/ |
|||
Энтальпия газов на выходе |
/3/ |
||||
Температура газов на выходе |
0С |
По таблице 1 |
896,33 |
||
Коэффициенттеплопередачи |
k |
k3=k4 |
54,93 |
||
Температурный напор на входе |
0С |
993,25-511=482,25 |
|||
Температурный напор на выходе |
0С |
896,33-540=356,33 |
|||
Средний температурныйнапор |
0С |
||||
Тепловосприятие |
Qт |
/4/ |
|||
Ошибка в балансе |
Q |
% |
7.7 Первая ступень пароперегревателя (конвективный пароперегреватель) противоток
Методика и расчет приведены в таблице 9
Таблица 9- Первая ступень пароперегревателя
Наименованиевеличины |
Обозна-чение |
Размер-ность |
Формула илиобоснование |
Расчёт и результат |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
Диаметр труб |
d1/d2 |
мм/мм |
/11/ |
38/30 |
|
Шаги между трубами |
S1/S2 |
мм/мм |
/11/ |
90/70 |
|
Число рядов труб по глубине |
z2 |
шт. |
/11/ |
16 |
|
Поверхность нагрева |
Fр |
М2 |
/11/ |
780 |
|
Сечение для прохода газов |
Fг |
М2 |
/11/ |
23,5 |
|
Сечение для прохода пара |
Fп |
М2 |
/11/ |
0,147 |
|
Температура газов на входе |
0С |
По таблицам6 и 8 |
|||
Энтальпия газов на входе |
По таблице 5 |
8653,826 |
|||
Температура пара на входе |
0С |
принимаем |
367,67 |
||
Энтальпия пара на входе |
По таблице 4 |
3070 |
|||
Температура пара на выходе |
0С |
484 |
|||
Энтальпия пара на выходе |
/5/ |
3371,66 |
|||
Средняя температура пара |
tср |
0C |
/4/ |
||
Балансоваятеплота |
Qб |
/3/ |
|||
Энтальпия газов на выходе |
/3/ |
||||
Температура газов на выходе |
0С |
По таблице1 |
719,086 |
||
Удельный объем пара |
п |
/5/ |
0,04207 |
||
Средняя скорость пара |
п |
/1/ |
|||
Средняя температура газов |
Тср |
К |
/4/ |
||
Средняя скорость газов |
г |
/1/ |
|||
Коэффициент теплоотдачи от стенок к рабочей жидкости |
2 |
/4/ |
3264 |
||
Эффективная толщина излучающего слоя |
S |
М |
/4/ |
||
Произведение |
pпS |
prпS /2/ |
|||
Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами |
kг |
/4/ |
|||
Коэффициент ослабления лучей золовыми частицами |
kзл |
/4/ |
|||
Оптическая толщина запыленного потока |
kpS |
- |
/1/ |
||
Коэффициент излучения газовой средой |
- |
/1/ |
|||
Температура загрязнения поверхности стенки |
tз |
0С |
/1/ |
||
Коэффициент загрязнения поверхности |
/1/ |
||||
Коэффициент теплоотдачи от газов к поверхности нагрева |
1 |
(к+л)/4/ |
0,85(83,48+22,96)=90,48 |
||
Коэффициент использования |
- |
/4/ |
0,85 |
||
Коэффициенттепловойэффек -ти |
- |
/4/ |
0,65 |
||
Коэффициент теплопередачи |
k |
||||
Температурный напор на входе |
0С |
893,06-484=409,06 |
|||
Температурный напор на выходе |
0С |
719,08-367,67=351,41 |
|||
Средний температурный напор |
0С |
||||
Тепловосприятие ширм |
Qт |
/4/ |
|||
Ошибка в балансе |
Q |
% |
7.8 Конвективная часть потолочного пароперегревателя
Методика и расчет приведены в таблице 10
Таблица 10- Конвективная часть потолочного пароперегревателя
Наименованиевеличины |
Обозна-чение |
Размер-ность |
Формула илиобоснование |
Расчет и результат |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
Диаметр труб |
d1/d2 |
мм/мм |
/11/ |
38/29 |
|
Шаги между трубами |
S1/S2 |
мм/мм |
/11/ |
90/70 |
|
Поверхность нагрева |
Fр |
М2 |
/11/ |
100 |
|
Температура газов на входе |
0С |
1096,22 |
|||
Энтальпия газов на входе |
По таблице 1 |
10657,29 |
|||
Температура пара на входе |
0С |
По таблице 3 |
323,29 |
||
Энтальпия пара на входе |
По таблице 3 |
2741,94 |
|||
Температура пара на выходе |
0С |
По таблице 9 |
367,67 |
||
Энтальпия пара на выходе |
/5/ |
3070 |
|||
Средняя температура пара |
tср |
0C |
/4/ |
||
Температура газов на выходе |
0С |
Принимаем |
692 |
||
Энтальпия газов на выходе |
По таблице 1 |
6532 |
|||
Средняя скорость пара |
п |
/1/ |
|||
Средняя температура газов |
ср |
0С |
/4/ |
||
Средняя скорость газов |
г |
/1/ |
|||
Температура загрязнения поверхности стенки |
tз |
0С |
/4/ |
||
Эффективная толщина излучающего слоя |
S |
М |
/4/ |
||
Коэффициент теплоотдачи от стенок к рабочей жидкости |
2 |
/4/ |
4410 |
||
Коэффициент излучения газовой средой |
- |
||||
Коэффициент теплоотдачи конвекцией |
к |
/4/ |
21,69 |
||
Коэффициент теплоотдачи излучением |
л |
/4/ |
40,839 |
||
Коэффициент теплоотдачи от газов к поверхности нагрева |
1 |
(к+л)/4/ |
0,85(21,69+40,839)=53,15 |
||
Коэффициент использования |
- |
/4/ |
0,85 |
||
Коэффициент тепловой эффективности |
- |
/4/ |
0,65 |
||
Коэффициент теплопередачи |
k |
||||
Средний температурный напор |
0С |
894,28- 345,48= 548,8 |
|||
Тепловосприятие |
Qт |
/4/ |
7.9 Уточнение баланса
Таблица 11- Уточнение баланса
Наименованиевеличины |
Обозна-чение |
Размер-ность |
Формула илиобоснование |
Расчети результат |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
Температура газов на входе |
0С |
По таблице 2 |
1096,223 |
||
Энтальпия газов на входе |
По таблице 1 |
10657,3 |
|||
Температура газов на выходе |
0С |
По таблице 10 |
692,35 |
||
Энтальпия газов на выходе |
По таблице 10 |
6532 |
|||
Тепловосприятие пароперегревателя |
Qбл |
0,9942(10657,3- 6532)=4101,575 |
|||
Теплота по ступеням |
По таблице 5 |
1097,156 |
|||
По таблице 6 |
468,6359 |
||||
По таблице 8 |
434,7526 |
||||
По таблице 9 |
1735,116 |
||||
По таблице 3 |
253,3343 |
||||
По таблице 10 |
192,0475 |
||||
Суммарное тепловосприятие |
4181,042 |
||||
Ошибка в балансе |
Q |
% |
8. Водяной экономайзер второй ступени
Методика и расчет приведены в таблице 12
Таблица 12- Водяной экономайзер второй ступени
Наименованиевеличины |
Обозна-чение |
Размер-ность |
Формула илиобоснование |
Расчёт и результат |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
Диаметр труб |
d1/d2 |
мм/мм |
/11/ |
32/25 |
|
Шаги между трубами |
S1/S2 |
мм/мм |
/11/ |
100/55 |
|
Число рядов труб по глубине |
z2 |
Шт. |
/11/ |
24 |
|
Поверхность теплообмена |
F |
М2 |
/11/ |
1010 |
|
Сечение для прохода газов |
Fг |
М2 |
/11/ |
29,4 |
|
Температура газов на входе |
0С |
По таблице 10 |
692,35 |
||
Энтальпия газов на входе |
По таблице 1 |
6532 |
|||
Теплота, воспринятая излучением |
Qл |
/4/ |
10430,49+652,35+253,3=11336,19 |
||
Теплота, воспринятая ПП |
Qпп |
/4/ |
3927,707 |
||
Изменение энтальпии воды в пароохладителе |
/4/ |
||||
Удельная теплота парообразования |
r |
/5/ |
1241,9 |
||
Энтальпия воды на выходе |
/4/ |
||||
Температура воды на выходе |
0С |
/5/ |
267,41 |
||
Температура газов на выходе |
0С |
принимаем |
462,7 |
||
Энтальпия газов на выходе |
По таблице 1 |
4360 |
|||
Балансовая теплота |
Qб |
/1/ |
|||
Энтальпия воды на входе |
/1/ |
||||
Температура воды на входе |
0С |
/5/ |
192,505 |
||
Средняя температура воды |
tср |
0C |
/4/ |
||
Средняя температура газов |
Тср |
К |
/4/ |
||
Большая разность температур |
0C |
/4/ |
692,35-192,5=499,84 |
||
Меньшая разность температур |
0C |
/4/ |
462,78-267,41=195,37 |
||
Температурный напор |
0C |
/4/ |
|||
Средняя скорость газов |
г |
/1/ |
|||
Эффективная толщина излучающего слоя |
S |
М |
/4/ |
||
Произведение |
pпS |
prпS /2/ |
|||
Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами |
kг |
/4/ |
|||
Коэффициент ослабления лучей золовыми частицами |
kзл |
/4/ |
|||
Оптическая толщина запыленного потока |
kpS |
- |
/1/ |
||
Коэффициент излучения газовой средой |
- |
/1/ |
|||
Температура загрязнения поверхности стенки |
tз |
0С |
/4/ |
229,96+60=289,96 |
|
Коэффициент загрязнения поверхности |
/1/ |
||||
Коэффициент теплоотдачи конвекцией |
к |
/4/ |
71,95 |
||
Коэффициент теплоотдачи излучением |
л |
/4/ |
14,9 |
||
Коэффициент теплоотдачи от газов к поверхности нагрева |
1 |
(к+л) /4/ |
(71,95+14,9)=86,85 |
||
Коэффициент использования |
- |
/4/ |
1 |
||
Коэффициент теплопередачи |
k |
||||
Тепловосприятие ширм |
Qт |
/4/ |
|||
Ошибка в балансе |
Q |
% |
9. Воздухоподогреватель второй ступени
Методика и расчет приведены в таблице 13
Таблица 13- Воздухоподогреватель второй ступени
Наименованиевеличины |
Обозна-чение |
Размер-ность |
Формула илиобоснование |
Расчёт и результат |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
Диаметр труб |
d1/d2 |
мм/мм |
/11/ |
40/37 |
|
Шаги между трубами |
S1/S2 |
мм/мм |
/11/ |
60/42 |
|
Число рядов труб по глубине |
z2 |
Шт. |
/11/ |
40 |
|
Поверхность теплообмена |
F |
м2 |
/11/ |
5160 |
|
Сечение для прохода воздуха |
Fв |
м2 |
/11/ |
22,2 |
|
Сечение для прохода газов |
Fг |
м2 |
/11/ |
13,7 |
|
По таблице 14 |
0С |
462,78 |
|||
Энтальпия газов на входе |
По таблице 1 |
4360 |
|||
Температура воздуха на выходе |
0С |
По таблице 2 |
378 |
||
Энтальпия воздуха на выходе |
По таблице 2 |
2352,062 |
|||
Температура воздуха на входе |
0С |
принимаем |
202,97 |
||
Энтальпия воздуха на входе |
По таблице 1 |
1250 |
|||
Балансовая теплота |
Qб |
/1/ |
|||
Отношение количества воздуха к теоретически необходимому |
- |
/4/ |
|||
Энтальпия газов на выходе |
/1/ |
||||
Температура газов на выходе |
0С |
По таблице 1 |
325,97 |
||
Средняя температура воздуха |
tср |
0C |
/4/ |
||
Средняя температура газов |
Тср |
К |
/4/ |
||
Большая разность температур |
0C |
/4/ |
325,97-202,97=122,99 |
||
Меньшая разность температур |
0C |
/4/ |
462,78-378=84,78 |
||
Температурный напор |
0C |
/4/ |
|||
Средняя скорость газов |
г |
/1/ |
|||
Эффективная толщина излучающего слоя |
S |
М |
/4/ |
||
Произведение |
pпS |
prпS /2/ |
|||
Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами |
kг |
/4/ |
|||
Коэффициент ослабления лучей золовыми частицами |
kзл |
/4/ |
|||
Оптическая толщина запыленного потока |
kpS |
- |
/1/ |
||
Коэффициент излучения газовой средой |
- |
/1/ |
|||
Температура загрязнения поверхности стенки |
tз |
0С |
/2/ |
||
Скорость воздуха |
В |
/7/ |
|||
Коэффициент теплоотдачи конвекцией |
к |
/4/ |
46,19 |
||
Коэффициент теплоотдачи излучением |
л |
/4/ |
3,42 |
||
Коэффициент теплоотдачиот газов к поверхностинагрева. |
1 |
к+л /4/ |
46,19+3,42=49,62 |
||
Коэффициент использования воздухоподо-гревателей |
- |
/4/ |
0,9 |
||
Коэффициент теплоотдачи от стенок к воздуху |
2 |
2=к |
57,02 |
||
Коэффициент теплопередачи |
k |
/4/ |
|||
Тепловосприятие ширм |
Qт |
/4/ |
|||
Ошибка в балансе |
Q |
% |
10. Водяной экономайзер первой ступени
Методика и расчет приведены в таблице 14
Таблица 14- Водяной экономайзер первой ступени
Наименованиевеличины |
Обозна-чение |
Размер-ность |
Формула илиОбоснование |
Расчёт и результат |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
Диаметр труб |
d1/d2 |
мм/мм |
/11/ |
32/25 |
|
Шаги между трубами |
S1/S2 |
мм/мм |
/11/ |
100/46 |
|
Число рядов труб по глубине |
z2 |
шт. |
/11/ |
32 |
|
Поверхность теплообмена |
F |
м2 |
/11/ |
1468 |
|
Сечение для прохода газов |
Fг |
м2 |
/11/ |
23,1 |
|
Температура воды на входе |
0С |
Задана в задании |
156 |
||
Энтальпия воды на входе |
/5/ |
667,13 |
|||
Температура газов на входе |
0С |
По таблице 13 |
325,97 |
||
Энтальпия газов на входе |
По таблице 1 |
3042,76 |
|||
Температура воды на выходе |
0С |
По таблице 13 |
192,505 |
||
Энтальпия воды на выходе |
По таблице 12 |
825,713 |
|||
Температура газов на выходе |
0С |
Принимаем |
225 |
||
Энтальпия газов на выходе |
По таблице 1 |
2103,35 |
|||
Балансовая теплота |
Qб |
/1/ |
|||
Средняя температура воды |
tср |
0C |
/4/ |
||
Средняя температура газов |
Тср |
К |
/4/ |
||
Большая разность температур |
0C |
/4/ |
325,97-192,5=133,47 |
||
Меньшая разность температур |
0C |
/4/ |
225-156=69 |
||
Температурный напор |
0C |
/4/ |
97,71 |
||
Средняя скорость газов |
г |
/1/ |
|||
Эффективная толщина излучающего слоя |
S |
М |
/4/ |
||
Произведение |
pпS |
prпS /2/ |
|||
Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами |
kг |
/4/ |
|||
Коэффициент ослабления лучей золовыми частицами |
kзл |
/4/ |
|||
Оптическая толщина запыленного потока |
kpS |
- |
/1/ |
||
Коэффициент излучения газовой средой |
- |
/1/ |
|||
Температура загрязнения поверхности стенки |
tз |
0С |
/4/ |
174+25=199 |
|
Коэффициент загрязнения поверхности |
/1/ |
||||
Коэффициент теплоотдачи конвекцией |
к |
/4/ |
68,73 |
||
Коэффициент теплоотдачи излучением |
л |
/4/ |
4,1648 |
||
Коэффициент теплоотдачи от газов к поверхности нагрева |
1 |
(к+л)/4/ |
(68,73+4,16)=72,89 |
||
Коэффициент использования |
- |
/4/ |
1 |
||
Коэффициент теплопередачи |
k |
/4/ |
|||
Тепловосприятие ширм |
Qт |
/4/ |
|||
Ошибка в балансе |
Q |
% |
11. Воздухоподогреватель первой ступени
Методика и расчет приведены в таблице 15
Таблица 15- Воздухоподогреватель первой ступени
Наименованиевеличины |
Обоз |
Размер |
Формула илиобоснование |
Расчет и результат |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
Диаметр труб |
d1/d2 |
мм/мм |
/11/ |
40/37 |
|
Шаги между трубами |
S1/S2 |
мм/мм |
/11/ |
60/42 |
|
Число рядов труб по глубине |
z2 |
шт. |
/11/ |
33 |
|
Поверхность теплообмена |
F |
м2 |
/11/ |
11240 |
|
Сечение для прохода воздуха |
FВ |
м2 |
/11/ |
11,4 |
|
Сечение для прохода газов |
Fг |
м2 |
/11/ |
11,1 |
|
Температура газов на входе |
0С |
По таблице 14 |
225 |
||
Энтальпия газов на входе |
По таблице 1 |
2103,35 |
|||
Температура воздуха на выходе |
0С |
По таблице 13 |
202,97 |
||
Энтальпия воздуха на выходе |
По таблице 2 |
1250 |
|||
Температура воздуха на входе |
0С |
Задана в задании |
50 |
||
Энтальпия воздуха на входе |
По таблице 1 |
309,51 |
|||
Балансовая теплота |
Qб |
/1/ |
|||
Отношение количества воздуха к теоретически необходимому |
- |
/4/ |
|||
Энтальпия газов навыходе |
/1/ |
||||
Температура газов на выходе |
0С |
По таблице 1 |
106,31 |
||
Средняя температура воздуха |
tср |
0C |
/4/ |
||
Средняя температура газов |
Тср |
К |
/4/ |
||
Большая разность температур |
0C |
/4/ |
106,31-50=56,31 |
||
Меньшая разность температур |
0C |
/4/ |
225-202,97=22,02 |
||
Температурный напор |
0C |
/4/ |
36,52 |
||
Средняя скорость газов |
г |
/1/ |
|||
Эффективная толщина излучающего слоя |
S |
М |
/4/ |
||
Температура загрязнения поверхности стенки |
tз |
0С |
/2/ |
||
Скорость воздуха |
В |
/7/ |
|||
Коэффициент теплоотдачи конвекцией |
к |
/4/ |
44,7 |
||
Коэффициент теплоотдачи излучением |
л |
/4/ |
0 |
||
Коэффициент теплоотдачи от газов к пов. нагрева |
1 |
1=к/4/ |
44,7 |
||
Коэффициент теплоотдачи от стенок к воздуху |
2 |
2=к |
88,1461 |
||
Коэффициент использования воздухоподо-гревателей |
- |
/4/ |
0,9 |
||
Коэффициент теплопередачи |
k |
/4/ |
|||
Тепловосприятие ширм |
Qт |
/4/ |
|||
Ошибка в балансе |
Q |
% |
12. Итоговый тепловой баланс котла
Уточнение баланса
Таблица 16- Уточнение баланса
Наименованиевеличины |
Обозна-чение |
Разм |
Формула илиобоснование |
Расчети результат |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
Температура уходящих газов |
0С |
По таблице 15 |
106,314 |
||
Энтальпия уходящих газов |
По таблице 15 |
996,439 |
|||
Температура газов сгорания за топкой |
0С |
По таблице 2 |
1096,223 |
||
Энтальпия продуктов сгорания за топкой |
По таблице 2 |
10657,3 |
|||
Потери тепла с уходящими газами |
q2 |
% |
/1/ |
||
КПД котла брутто |
% |
100-q2-q3-q4-q5-q6 |
95,28 |
||
Лучистая теплота |
По таблице 2 |
10430,49 |
|||
Теплота по ступеням |
По таблице 5 |
1097,156 |
|||
По таблице 6 |
468,6359 |
||||
По таблице 8 |
434,7526 |
||||
По таблице 9 |
1735,116 |
||||
По таблице 10 |
192,0475 |
||||
По таблице 12 |
2165,664 |
||||
По таблице 14 |
940,1624 |
||||
Невязка теплового баланса |
354,2054 |
||||
Ошибка в балансе |
Q |
% |
13. Проверка конвективных поверхностей на низкотемпературную коррозию
Может оказаться, что температура труб воздухоподогревателя будет меньше температуры конденсации водяных паров, то образующаяся влага будет осаждаться на стенках труб. Температура конденсации - температура точки росы определяется парциальным давлением водяных паров и сильно зависит от концентрации SO2 и SO3; она повышается с увеличением сернистого топлива. Влага содержит серную и сернистую кислоты, а также кислород и другие компоненты дымовых газов. Контакт такой влаги с металлическими поверхностями приводит к интенсивной низкотемпературной коррозии и разрушению поверхности.
Условием отсутствия низкотемпературной коррозии является неравенство: , где
- минимальная температура стенки, 0С;
- температура точки росы, 0С
/4/
; /4/
; /4/
Давление водяных паров:
/4/
Температура конденсации tкон=43,21 /5/
Таким образом, температура точки росы tр=89,74 меньше температуры уходящих газов. Значит, низкотемпературной коррозии происходить не будет.
14. Расчет самого теплонапряженного участка (ширмы) на допустимую температуру стенки
Средняя температура металла стенки определяется по формуле:
, где /2/
- средняя для элемента температура протекающей среды в рассчитываемом сечении;
0С
- превышение температуры среды в трубе над средней;
- отношение наружного диаметра трубы к внутреннему
; /2/
- коэффициент теплопроводности металла стенки;
=0,386
- коэффициент растечки тепла; =1 /2/
- тепловая нагрузка труб в точке максимального тепловосприятия,
2=4,41
Максимально допустимая температура для металла ширм, изготовленных из стали марки 12Х1МФ составляет 5850С( /6/ ). Рассчитанная температура наружной поверхности ( а это температура самой теплонапряженной поверхности), равная 521,87 0С не превышает допустимую температуру для данного металла.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Проведя поверочный тепловой расчет котельного агрегата БКЗ-220-100 Ф6 на угле Печорского бассейна, можно сделать следующие выводы:
1. Ошибка в итоговом балансе составляет 1,91% , что не превышает допустимого значения инженерной погрешности.
2. Удельные теплонапряжения топочного объёма и сечения не превышают допустимые значения.
3. Температура точки росы дымовых газов равна 89,74оС. Так как tр < tух, то низкотемпературная коррозия последних ступеней нагрева происходить не будет.
4. КПД брутто котельного агрегата составляет 95,28%.
5. На выходе из второй ступени экономайзера происходит незначительный недогрев, т.к. на данном котле установлены экономайзеры кипящего типа, в которых температура пароводяной смеси 310оС, а в нашем случае 267,41оС.
6. Температура на выходе из топки 1096,22 С.
7. Пережога труб ширм (самого теплонапряжённого участка) не произойдёт, т. к. tСТ < tСТМАКС (521,87 < 585 С).
Из всего изложенного следует, что котел БКЗ-220-100Ф6 можно эксплуатировать на топливе Печорского бассейна, но нужно провести дополнительные мероприятия, такие как рециркуляцию, обдувку поверхностей нагрева, а также использовать котлоагрегат не на номинальных нагрузках.
Список литературы
1. Тепловой расчет котельных агрегатов (Нормативный метод)./ Под редакцией Кузнецова Н.В.. - М.: Энергия, 1973 - 420с.
2. Липов Ю.М., Самойлов Ю.Ф., Виленский Т.В. Компоновка и тепловой расчет парового котла: Учебное пособие для вузов. - М.: Энергоатомиздат,1988. - 208с.
3. Тепловой расчет промышленных парогенераторов./ Под редакцией Частухина В.И. - Киев: Высшая школа,1980. - 210с.
4. Расчет паровых котлов в примерах и задачах: Учеб. пособие для вузов / А. Н. Безгрешнов, Ю. М. Липов, Б. М. Шлейфер - М.: Энергоатомиздат,1991. - 240с.
5. Ривкин С.Л., Александров А.А. Термодинамические свойства воды и водяного пара, М.: Энергия, 1975
6. Ковалев А.П., Лелеев Н.С., Виленский Т.В. Парогенераторы, М.: Энергоатомиздат, 1985.
7. Лимберман Н.Б., Нянковская М.Т. Справочник по проектированию котельных установок систем централизованного теплоснабжения, М.: Энергия, 1979
8. Хзмалян Д.М. Теория топочных процессов: Учебное пособие для вузов, М.: Энергоатомиздат, 1990.-352с.:ил.
9. Липов Ю.М., Самойлов Ю.Ф., Модель З.Г. Компоновка и тепловой расчет парогенератора: Учебное пособие для вузов, М.: Энергия, 1975.- 176с.: ил.
10. Соловьев Т.В. Каталог по оборудованию Читинской ТЭЦ-1, Чита: Областная типография, 1984
11. Тепловой расчет котлоагрегата БКЗ-220-100Ф3, Барнаул, 1961
12. Вдовченко В.С. и др. Энергетическое топливо СССР: Справочник, М.: Энергоатомиздат, 1991.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Описание конструкции котла. Общие характеристики топлива; коэффициенты избытка воздуха. Расчет объемов продуктов сгорания, доли трехатомных газов и концентрации золовых частиц. Тепловой расчет пароперегревателя, поверочный расчет водяного экономайзера.
курсовая работа [364,8 K], добавлен 27.05.2015Конструкция и характеристики котла. Расчет объёмов и энтальпий воздуха и продуктов сгорания. Определение расхода топлива. Поверочный тепловой расчет водяного чугунного экономайзера, воздухоподогревателя, котельного пучка, камеры дожигания, фестона, топки.
курсовая работа [2,9 M], добавлен 28.02.2015Расчет объемов и энтальпий продуктов сгорания твердого топлива. Распределение тепловосприятий по поверхностям нагрева котла. Распределение по пароводяному тракту. Расчет трубчатого воздухоподогревателя. Тепловой баланс котла. Поверочный расчет ширм.
курсовая работа [334,5 K], добавлен 23.11.2012Действительное 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 24.10.2013Общая 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 27.12.2013Объем и энтальпия продуктов сгорания воздуха. Тепловой баланс, коэффициент полезного действия и расход топлива котельного агрегата. Тепловой расчет топочной камеры. Расчет пароперегревателя, котельного пучка, воздухоподогревателя и водяного экономайзера.
курсовая работа [341,2 K], добавлен 30.05.2013Расчет топочной камеры котельного агрегата. Определение геометрических характеристик топок. Расчет однокамерной топки, действительной температуры на выходе. Расчет конвективных поверхностей нагрева (конвективных пучков котла, водяного экономайзера).
курсовая работа [139,8 K], добавлен 06.06.2013Конструктивные характеристики котельного агрегата, схема топочной камеры, ширмового газохода и поворотной камеры. Элементарный состав и теплота сгорания топлива. Определение объёма и парциальных давлений продуктов сгорания. Тепловой расчёт котла.
курсовая работа [2,2 M], добавлен 05.08.2012Характеристика котла ТП-23, его конструкция, тепловой баланс. Расчет энтальпий воздуха и продуктов сгорания топлива. Тепловой баланс котельного агрегата и его коэффициент полезного действия. Расчет теплообмена в топке, поверочный тепловой расчёт фестона.
курсовая работа [278,2 K], добавлен 15.04.2011Определение объемов воздуха и продуктов сгорания, коэффициента полезного действия и расхода топлива. Расчет топки котла, радиационно-конвективных поверхностей нагрева, ширмового пароперегревателя, экономайзера. Расчетная невязка теплового баланса.
дипломная работа [1,5 M], добавлен 15.11.2011