Реферат: Проверочный расчет типа парового котла
Содержание
Введение
1. Исходные данные
2. Выбор способа шлакоудаления
3. Выбор расчетных температур
4. Расчет объемов воздуха и продуктов сгорания
5. Объемы продуктов горения в поверхностях нагрева
6. Расчет энтальпий воздуха и продуктов сгорания
7. Расчет КПД котла и потерь в нем
8. Определение расхода топлива
9. Тепловой расчет топочной камеры
10. Тепловой расчет остальных поверхностей нагрева
10.1 Расчет ширмового ПП
10.2 Расчет фесона
10.3 Расчет конвективного ПП
10.3.1 Расчет ПП 1 ступени
10.3.2 Расчет ПП 2 ступени
10.4 Расчет ВЭК и ВЗП
10.4.1 Расчет ВЭК 2 ступени
10.4.2 Расчет ВЗП 2 ступени
10.4.3 Расчет ВЭК 1 ступени
10.4.4 Расчет ВЗП 1 ступени
11. Определение неувязки котлоагрегата
Список используемой литературы
Введение
Паровой котел — это основной агрегат тепловой электростанции (ТЭС). Рабочим телом в нем для получения пара является вода, а теплоносителем служат продукты горения различных органических топлив. Необходимая тепловая мощность парового котла определяется его паропроизводительностью при обеспечении установленных температуры и рабочего давления перегретого пара. При этом в топке котла сжигается расчетное количество топлива.
Номинальной паропроизводительностью называется наибольшая производительность по пару, которую котельный агрегат должен обеспечить в длительной эксплуатации при номинальных параметрах пара и питательной воды, с допускаемыми по ГОСТ отклонениями от этих величин.
Номинальное давление пара — наибольшее давление пара, которое должно обеспечиваться непосредственно за пароперегревателем котла.
Номинальные температуры пара высокого давления (свежего пара) и пара промежуточного перегрева (вторично-перегретого пара) — температуры пара, которые должны обеспечиваться непосредственно за пароперегревателем, с допускаемыми по ГОСТ отклонениями при поддержании номинальных давлений пара, температуры питательной воды и паропроизводительности.
Номинальная температура питательной воды — температура воды перед входом в экономайзер, принятая при проектировании котла для обеспечения номинальной паропроизводительности.
При изменении нагрузки котла номинальные температуры пара (свежего и вторично-перегретого) и, как правило, давление должны сохраняться (в заданном диапазоне нагрузок), а остальные параметры будут изменяться.
При выполнении расчета парового котла его паропроизводительность, параметры пара и питательной воды являются заданными. Поэтому цель расчета состоит в определении температур и тепловосприятий рабочего тела и газовой среды в поверхностях нагрева заданного котла. Этот тепловой расчет парового котла называется поверочным расчетом.
Поверочный расчет котла или отдельных его элементов выполняется для существующей конструкции с целью определения показателей ее работы при переходе на другое топливо, при изменении нагрузки или параметров пара, а также после проведенной реконструкции поверхностей нагрева. В результате поверочного расчета определяют:
— коэффициент полезного действия парового котла;
— расход топлива;
— температуру продуктов сгорания по газовому тракту, включая температуру уходящих газов;
— температуру рабочей среды (пара, воды) за каждой поверхностью нагрева.
Надежность работы поверхности нагрева устанавливают расчетом ожидаемой температуры стенки и сравнением ее с допустимой для использованного металла. Для выполнения расчета приходится предварительно задаваться температурой уходящих газов и температурой горячего воздуха, правильность выбора которых определяется лишь по завершении расчета.
Задание на поверочный расчет включает в себя следующие данные:
— тип парового котла (его заводская маркировка);
— номинальную паропроизводительность (Dnп, т/ч (кг/с)) и параметры перегретого пара (первичного (Рпп, МПа, tnп, °C) и вторичного перегрева);
— месторождение и марку энергетического топлива;
— температуру питательной воды (tnв, °C), поступающей в котел после регенеративного подогрева, и дополнительно — конструктивные данные поверхностей котла. По этому расчету предшествует определение по чертежам геометрических характеристик поверхностей (диаметров и шагов труб, числа рядов труб, размеров проходных сечений для газов и рабочей среды, габаритных размеров газоходов и поверхностей нагрева и т. д.). При поверочном расчете котла вначале определяют объемы и энтальпии воздуха и продуктов сгорания, КПД и расход топлива, а затем выполняют расчет теплообмена в топочной камере и других поверхностях в последовательности, соответствующей их расположению по ходу газов.
При поверочном расчете поверхности нагрева приходится задаваться изменением температуры одной из теплообменивающихся сред (разностью температур на входе и выходе). Этим определяется тепловосприятие поверхности в первом приближении. Далее можно вычислить температуры другой среды на концах поверхности нагрева, температурный напор, скорости газового потока и рабочей среды и все другие величины, необходимые для вычисления тепловосприятия во втором приближении. При расхождении принятого и расчетного тепловосприятий выше допустимого повторяют расчет для нового принятого тепловосприятия. Таким образом, поверочный расчет поверхности нагрева выполняют методом последовательных приближений.
1. Исходные данные
Таблица 1 – Таблица исходных данных
Тип котла | БКЗ-320-140 |
Паропроизводительность Dпп | 315 т/ч |
Давление перегретого пара Рпп | 13,9 МПа |
Температура перегретого пара tпп | 545о С |
Температура питательной воды tпв | 240о С |
Месторождение топлива | Куучекинская Р. |
Температура начала деформации | 1230о С |
Температура размягчения | >1500о С |
Температура плавкого состояния | >1500о С |
Состав топлива |
2. Выбор способа шлакоудаления и типа углеразмольных мельниц
Определяем приведенную зольность топлива:
Исходя из значения температуры плавления золы t3 >1500°C и приведенной зольности топлива, согласно рекомендациям [1, с.11] принимаем твердое шлакоудаление и волковые среднеходные мельницы СМ.
3. Выбор расчетных температур по дымовым газам и воздуху
тогда согласно рекомендациям [1, с.13-15 и таблиц 1.4;1.5;1.6] принимаем:
температура уходящих газов Vуг =120°C
температура подогрева воздуха tгв =300°C
температура воздуха на входе в воздухоподогреватель tВП =20°C
4. Расчет объемов воздуха и продуктов сгорания
4.1 Теоретический объем воздуха
4.2 Теоретические объемы продуктов сгорания
Расчеты выполнены по рекомендациям [1, с.20-21]
5. Объемы продуктов сгорания в поверхностях нагрева
Таблица 2 — Таблица объемов продуктов сгорания в поверхностях нагрева
Наименование величин | Топка, ширма | ПП II | ПП I | ВЭК II | ВЗП II | ВЭК I | ВЗП I |
1. Коэффициент избытка воздуха за поверхностью нагрева | 1,2 | 1,23 | 1,26 | 1,28 | 1,31 | 1,33 | 1,36 |
2. Средний коэффициент избытка воздуха | 1,2 | 1,215 | 1,245 | 1,27 | 1,295 | 1,32 | 1,345 |
3. Суммарный присос воздуха | 0,8608 | 0,9254 | 1,0545 | 1,1621 | 1,2697 | 1,3773 | 1,4849 |
4. Действительный объем водяных паров | 0,4586 | 0,4596 | 0,4617 | 0,4634 | 0,4651 | 0,4669 | 0,4686 |
5.Полный объем газов , | 5,50672 | 5,5713 | 5,7004 | 5,8080 | 5,9156 | 6,0232 | 6,1308 |
6. Объемная доля трехатомных газов | 0,1443 | 0,1428 | 0,1395 | 0,1369 | 0,1314 | 0,1321 | 0,1297 |
7. Объемная доля водяных паров | 0,0807 | 0,0798 | 0,0780 | 0,0766 | 0,0752 | 0,0738 | 0,0725 |
8. Суммарная объемная доля | 0,2250 | 0,2226 | 0,2175 | 0,2135 | 0,2097 | 0,2059 | 0,2022 |
9. Масса дымовых газов | 7,3364 | 7,4207 | 7,5893 | 7,7299 | 7,8704 | 8,0109 | 8,1515 |
10. Безразмерная концентрация золовых частиц | 0,0557 | 0,0669 | 0,0671 | 0,0672 | 0,0673 | 0,0674 | 0,0675 |
11. Удельный вес дымовых газов | 1,3322 | 1,33195 | 1,3314 | 1,3309 | 1,3304 | 1,3300 | 1,3296 |
6. Расчет энтальпий воздуха и продуктов сгорания
Энтальпии теоретических объемов воздуха и продуктов сгорания, а также энтальпия золы в кДж/кг при расчетной температуре о С определяются по формулам:
где , , , , — теплоемкости воздуха, трехатомных газов, водяных паров, азота и золы, кДж/м3 и кДж/кг.
Энтальпии продуктов сгорания, кДж/кг определяются по формуле:
.
Результаты расчетов свели в таблицу 3
Топка | ПП 2 | ||||
2300 | 15344,1165 | 18316,4594 | 1422,3384 | 22807,6211 | |
2100 | 13919,4594 | 16509,9186 | 1298,6568 | 20592,46728 | |
1900 | 12430,2408 | 14793,7002 | 1146,9996 | 18426,74796 | |
1700 | 10975,455 | 13094,2432 | 1009,5756 | 16,298,9098 | |
1500 | 9619,6635 | 11370,4935 | 853,992 | 14148,4182 | |
1300 | 8225,1351 | 9729,5458 | 663,5616 | 12038,13442 | 12161,5115 |
1100 | 6912,3846 | 8084,6678 | 539,88 | 10007,02472 | 10110,7104 |
1000 | 6219,4245 | 7263,6315 | 483,438 | 8990,9544 | 9084,2458 |
900 | 5539,3767 | 6459,8085 | 428,4684 | 7996,15224 | 8079,2429 |
800 | 4872,2412 | 5639,1322 | 376,9344 | 6990,51458 | 7063,5985 |
700 | 4218,018 | 4887,099 | 326,882 | 6120,3549 | |
600 | 3576,7071 | 4137,9747 | 275,3388 | ||
500 | 2948,3085 | 3405,8395 | 225,760 | ||
400 | 2332,8222 | 2687,5118 | 176,688 | ||
300 | 1730,2482 | 1975,833 | 129,5712 | ||
200 | 1144,8906 | 1313,6665 | 82,9452 | ||
100 | 568,1412 | 644,2323 | 39,7548 | ||
ПП 1 | ВЭК 2 | ВЗП 2 | ВЭК 1 | ВЗП 1 | |
2200 | |||||
2100 | |||||
2000 | |||||
1900 | |||||
1800 | |||||
1700 | |||||
1600 | |||||
1500 | |||||
1400 | |||||
1300 | |||||
1200 | |||||
1100 | 10318,082 | ||||
1000 | 9270,8285 | 9426,3141 | |||
900 | 8245,4242 | 8383,9086 | 8522,3930 | ||
800 | 7209,7657 | 7331,5717 | 7453,3778 | ||
700 | 6246,8954 | 6352,3459 | 6457,7963 | 6563,2468 | |
600 | 5289,6067 | 5379,0244 | 5468,4421 | 557,8598 | 5647,2775 |
500 | 4353,9351 | 4427,6428 | 4501,3505 | 4575,0582 | 4648,7659 |
400 | 3418,2635 | 3494,0618 | 3552,3823 | 3610,7029 | 3669,0235 |
300 | 2615,8274 | 2659,0836 | 2702,3398 | ||
200 | 1734,3544 | 1762,9767 | 1791,5989 | ||
100 | 811,8339 | 865,7923 | 879,9958 |
7. Расчет КПД котла и потери теплоты в нем
Этот расчет выполняется согласно рекомендациям [1, с.26-27] и введен в таблицу 4.
Наименование величин | Расчетная формула или страница [1] | Результат расчета |
КПД, hпг , % | hпг =100-(q2 + q3 + q4 + q5 + q6 ) | 100-(4,6498+0+0,5+0,48+0,9615) =93,4087 |
Потери тепла от химического недожога, q3, % | [1, с.36, таблица 4.6] | q3 =0 |
Потери тепла от механического недожога, q4, % | [1, с.36, таблица 4.6] | q4 =0,5 |
Потери тепла в окр. Среду от наружного охлождения, q5, % | ||
Потери тепла с физическим теплом шлаков, q6, % | ||
Энтальпия шлаков, Сtшл, | Сtшл = Сшл *tшл | 1952 |
Тем-ра вытекающ. шлака, tшл, °С | tшл= t3 +100 | tшл, =1500+100=1600 |
Теплоемкость шлака, Сшл, | [1, с.23, таблица 2.2] | Сшл =1,22 |
Доля шлакоулавли-вания в топке, ашл | ашл =1- аун | ашл =1- 0,8=0,2 |
доля уноса лет. золы, аун | [1, с.36, таблица 4.6] | аун =0,8 |
Располагаемое тепло, , | =1658000+26,154=16606,154 | |
Физ. тепло топлива, Qтл, | Qтл =Стл tтл | Qтл =1,3077∙20=26,154 |
Температура топлива, TТл, °С | [1, с.26] | tтл =20° |
Теплоемкость топлива, СТл, | Стл = 0,042*Wр +С°тл *(1-0,01*W) | 0,042∙7+1,09(1-0,01∙7)=1,3077 |
Теплоемкость сухой массы топлива, С°тл, | [1, с.26] | С°тл =1,09 |
Энтальпия теор. объема воздуха на входе в воздухоподогреватель, , | по t’вп =20°С из расчета энтальпий | |
Энтальпия теор. объема холодного воздуха, , | 39,5V°в | =39,5*4,3041=170,01195 |
Потеря тепла с ух. газами, q2, % | =4,6498 | |
Энтальпия уходящих газов, Нух, кДж\кг | по nух =120 из расчета энтальпий | =778,1191 |
Коэффициент избытка воздуха в уходящих газах, aух | Из таблицы 3.1 расчета 3.6 | =1,45 |
8. Определение расхода топлива
Данный расчет выполняется согласно рекомендациям [1, с. 28-29]
Таблица 5
Наименование величин | Расчетная формула или страница[1] | Результат расчета |
Расход топлива, В, | ||
Энтальпия перегретого пара на выходе из котла, hпе, | На основе заданных значений параметров пара | hпе =3434,7 |
Энтальпия питательной воды, hп.в, | По табл. 3 [7] | Hп.в =903 |
Расчетный расход топлива, Вр, | Вр =В∙(1-0,01∙q4 ) | =14,5045×(1-0,01×0,5)=14,4319 |
9. Тепловой расчет топочной камеры
9.1 Определение размеров топочной камеры и размещения горелок
Для последующего расчета топочной камеры составляем предварительный эскиз по выданным чертежам заданного котла.
При выполнении эскиза руководствуемся отдельными указаниями [1, с. 29-37], где берем рекомендованные данные, которые не уясняются из чертежей.
На эскиз топочной камеры наносим обозначения длин и площадей, необходимых для дальнейшего расчета.
Рисунок 1.1 — Эскиз топки
Таблица 6 — Тепловой расчет топочной камеры
Наименование величин | Расчетная формула | Расчет |
Тепло воздуха, QВ, кДж/кг | ||
Энтальпия гор. воздуха после ВЗП, , кДж/кг | Из табл. №6 расчета | =2771,54976 |
Полезное тепловыделение в топке, QТ, кДж/кг | ||
Адиабатная температура горения, ,о С | =2018,5686 | |
Коэф-т сохр. тепла, | = | |
Угловой коэффициент, х | [1], стр.41, | =1-0,2(1,06-1)=0,988 |
Коэффициент загрязнения, | [1], стр.41, табл. 4.8 | =0,45 |
Ср. коэф-т тепловой эффективности экранов, | =0,45∙0,988=0,4446 | |
Величина, характер.отн. высоту полож. зоны макс.тем-р, ХТ | Эскиз топки | 0,46 |
Коэф-т, учитывающий относ. положение ядра факела по высоте топки, М | ||
Температура газов на выходе из топки, ,о С | [1], стр.38, табл. 4.7 | 1250 |
Средняя температура газов в топке, ,о С | ||
Коэффициент ослабления лучей с частицами кокса, | [1], стр.43 | 0,5 |
Коэффициент ослабления лучей частицами летучей золы, | [1], стр.140, рис. 6.13 | 58 |
Эффективная толщина излучающего слоя в топке, , м | ||
Объемная доля водяных паров, | табл. №5 расчета | 0,0807 |
Суммарная объемная доля, | табл. №5 расчета | 0,225 |
Давление дымовых газов в топочной камере, Р, МПа | - | 0,1 |
Коэффициент ослабления лучей газовой средой, КГ, | [1], стр.138, рис. 6.12 по , VГ, рS | 1,5 |
Коэффициент ослабления лучей топочной средой, К, | ||
Коэффициент излучения факела, | 0,71 | |
Проверка ,о С | [1], стр.45, рис. 4.4 | 1250, равна принятой |
Удельное тепловосприятие топки, , кДж | ||
Тепловое напряжение топочного объема, , | ||
Среднее лучевое напряжение топочных экранов, , |
10. Тепловой расчет остальных поверхностей нагрева
Этот тепловой расчет выполняется согласно указаниям [1, гл.5;6]
10.1 Расчет ширмового пароперегревателя
Для упрощения расчета ширмовый пароперегреватель рассчитываем без дополнительных поверхностей нагрева в последовательности изложенной в [1, с.87-90]. Исключен из расчета ширм и пароохладитель.
Перед началом расчета составляем предварительный эскиз ширмового пароперегревателя. Ширмовый пароперегреватель включен прямоточно как предварительная ступень перегрева пара после барабана перед конвективным пароперегревателем. Ходом ширм считается ход пара лишь в одну сторону.
Рисунок 1.2 — Эскиз ширмового пароперегревателя
Таблица 7 — Расчет ширмового пароперегревателя
Диаметр труб и толщина труб d, м, б, мм | d= dвнутр*б, четеж | =32*4=40мм=0,04м б=4мм |
Кол-во парал. включенных труб, n, шт. | По чертежу котла | 9 |
Шаг между ширмами S1, м | По чертежу котла | 0,6 |
Количество ширм, Z1, шт | чертеж | 20 |
Продольный шаг труб в ширме, S2, м | [1] с 86 | 0,044 |
Глубина ширм, С, м | C=[(n-1)S2+d]Zx+d(Zx-1) | [(9-1)∙0,044+0,04]∙4+0,04(9-1) =1,68 |
Высота ширм | По чертежу | 7,9 |
Относительный поперечный шаг, s1 | ||
Относительный продольный шаг, s2 | 1,1 | |
Расчетная поверхность нагрева ширм, Fш, м2 | Fш=2×hш ×С×Z1×xш | 2×7,9×20×0,96= =510 |
Угловой коэффициент ширм, Xш | [1, с.112, рисунок 5.19 по s2 ] | 0,96 |
Площадь входного окна газохода ширм, Fп.вх, м2 | Fп.вх. =(nx +c)×a | (7,9+1,68)×12 =114,96=115 |
Лучевоспринимающая поверхность ширм, Fл.ш, м2 | Fл.ш. = Fвх | 115 |
Живое сечение для прохода газов, Fг.ш. м2 | Fг.ш. =а× hш -Z1× hш ×d | 12×7,9-20×7,9× ×0,04=88,48 |
Эффективная толщина излучающего слоя, S, м | 0,76 | |
Тем-ра газов на входе в ширму, V’ш, °С | V’ш = V’т | 1050 |
Энтальпия газов на входе в ширмы, H’ш, | H’ш = H"ш | 9498,9896 |
Лучистая теплота воспринятая плоскостью входного окна ширм, Qп.вх, | ||
Коэффициент, учитывающий взаимный теплообмен между топкой и ширмами, | ||
Температурный коэффициент, А | [1], стр.42 | 1100 |
Коэффициент неравномерности распределения лучистого тепловосприятия, | [1], стр.47, табл. 4.10 | 0,8 |
Поправочный коэффициент, | [1], стр.55 | 0,5 |
Температура газов за ширмами, ,о С | [1] стр.38 табл,4,7 | 960 |
Энтальпия газов за ширмами, , кДж/кг | по | 8593,0335 |
Ср. тем-ра газов в ширмах, , о С | ||
Коэффициент ослабления лучей частицами летучей золы, | [1], стр.140, рис. 6.13 | 70 |
Объемная доля водяных паров, | Из табл. №5 расчета | 0,0807 |
Давление дымовых газов в среде ширм, Р, МПа | - | 0,1 |
Коэффициент ослабления лучей газовой средой, КГ, | [1], стр.138, рис. 6.12 по , VГ, рS | 5 |
Коэффициент ослабления лучей средой ширм, К, | ||
Коэффициент излучения газовой среды в ширмах, | 0,33 | |
Угловой коэффициент ширм с входного на выходное сечение, | 0,16 | |
Лучевоспринимающая поверхность за ширмами, Fл.вых, м2 | 81,5 | |
Абсолютная средняя температура газов ширм, Тш, К | +273о С | 1005 + 273 = 1278 |
Теплота, излучаемая из топки и ширм на поверхности за ширмами, Qл.вых, кДж/кг | 527,2149 | |
Тепловосприятие ширм излучением, Qлш, кДж/кг | ||
Тепловосприятие ширм по балансу, , кДж/кг | ||
Температура пара на входе в ширмы, ,о С | - | 342 |
Энтальпия пара на входе в ширмы, , кДж/кг | [2], табл.7.13, по МПа и | 2606 |
Температура пара после ширм, ,о С | [7] табл. 3 по Рб | 362 |
Энтальпия пара на выходе из ширм, , кДж/кг | + | 2606+214,2060=820,206 |
Прирост энтальпии пара в ширме,, | =214,2060 | |
Ср. тем-ра пара в ширмах, tш,о С | ||
Скорость газов в ширмах, , м/с | ||
Поправка на компоновку пучка ширм, CS | [1], стр.122 | 0,6 |
Поправка на число поперечных рядов труб, СZ | [1], стр.122 | 1 |
Поправка, Сф | [1], стр.123 | 1 |
Нормативный коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов к ширмам, , | [1], стр.122 график 6,4 | 41 |
Коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов к ширмам, , | ||
Коэффициент загрязнения ширм, , | [1], стр.143, граф. 6,15 | 0,0075 |
Коэффициент теплоотдачи от стенки к пару, , | , [1], стр.132 | 1463,9582 |
Температура наружной поверхности загрязнения, tз,о С | ||
Скорость пара в ширмах, , м/с | ||
Средний удельный объем пара в ширмах, , м3 /кг | [7] табл. 3, по и | 0,01396 |
Коэффициент использования ширм, | [1], стр.146 | 0,9 |
Коэффициент теплоотдачи излучением в ширмах, , | , [1], стр.141 | |
Угловой коэффициент для ширм, | [1], стр.112, рис. 5.19, кривая 1 (брать ) | 0,96 |
Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке, , | ||
Коэффициент теплопередачи для ширм, k, | ||
Тепловосприятие ширм по уравнению теплопередачи, , кДж/кг | ||
Большая разность температур, , о С | Из прилагаемого графика | 708 |
Меньшая разность температур , о С | Из прилагаемого графика | 598 |
Средний температурный напор, , о С | ||
Необходимое тепловосприятие ширм, , % |
Рисунок 1.3 — График изменения температур в ширмах при прямотоке
10.2 Расчет фестона
При расчете фестона не учитывать теплообмен через подвесные трубы и др. дополнительные поверхности. Фестон обыкновенно располагают между ширмами, висящими над топкой, и конвективным пароперегревателем. Фестон выполняют из разряженного пучка труб большего диаметра.
Расчет фестона сведен в нижеследующую таблицу.
Таблица 8
Диаметр и толщина труб, d, м | d=dвнут ×d | 0,114 |
Относительный поперечный шаг, s1 | S1/d | 5,3 |
Поперечный шаг труб, S1, м | По чертежу котла | 0,6 |
Число труб в ряду, Z1, шт | По чертежу котла | 20 |
Продольный шаг труб, S2, м | По чертежу котла | 0.3 |
Относительный продольный шаг, s2 | S2/d | 2,65 |
Число рядов труб по ходу газов, Z2, шт | По чертежу | 2 |
Теплообменные поверхности нагрева, Fф, м | П∙d∙Н∙ Z2∙ Z1 | 100 |
Лучевоспринимающая поверхность Fл.., м2 | aН | 94 |
Высота фестона, Н, м | По чертежу | 7,8 |
Живое сечение для прохода газов, Fг.., м2 | Fг.. =а× Н-Z1× Н×d | 76,216 |
Эффективная толщина излучающего слоя, S, м | Из расчета топки | 5,95 |
Температура газов на входе в фестон, V’ф, °С | V’ф = V«ш | 960 |
Энтальпия газов на входе в фестон, H’ф, | H’ф = H»ш | 8593,0335 |
Температура газов за фестоном, V«ф, °С | Принимаем с последующим уточнением | 934 |
Энтальпия газов на выходе из фестона, H»ф, | H«ф | 8334,3849 |
Тепловосприятие ширм по балансу, Qбф, | Qбф =(H’ф-H»ф)×j | (8593,0335-8334,3849)0,99=256,0620 |
Угловой коэффициент фестона, Xф | [1, с.112, рисунок 5.19 по s2 ] | 0,45 |
Средняя температура газов в фестоне, Vф, °С | 947 | |
Скорость газов в фестоне, wгф, | ||
Коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов к ширмам, dк, | dк =Сs× Сz× Сф×aн | 0,46×0,91×0,94×29=11,4110 |
Объемная доля водяных паров, rн2о | №5 расчета | =0,0807 |
Поправка на компоновку пучка, Сs | [1, с.122-123] Сs=¦(s1 ,s2 ) | =0,46 |
Поправка на число попереч ных труб, Сz | [1, с.122-123] | =91 |
Поправка, Сф | [1, с. 123] график Сф=¦(nш × rн2о ) | =0,94 |
Нормативный коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов к фестону, aн, | [1, с. 122, график 6.8] | 29 |
Температура наружной поверхности загрязнения, tз, °С | tcред+Δt | 422 |
Коэффициент теплоотдачи излучением фестона, aл, | aл =aн ×Еш | 62,37 |
Нормативный коэффициент теплоотдачи излучением, aп.н, | [1, с.141, граф 6.14] | 189 |
Тепловосприятие фестона по уравнению теплопередачи, Qтф, | ||
Необходимость тепловосприятия фестона, dQф, % | (256,0621-268,3986) /256,0621·100 =4,8178<5 % |
10.3 Расчет конвективного пароперегревателя
Конвективный пароперегреватель двухступенчатый, в первую ступень по ходу пара поступает пар из ширмового пароперегревателя и далее он проходит во вторую ступень, из которой уходит на работу паровых турбин и на другие потребности.
Дымовые газы же идут в начале через вторую ступень пароперегревателя, а потом через первую ступень. По этой причине тепловой расчет осуществляется сначала второй, а потом первой ступени пароперегревателя. Поскольку для упрощения расчета не рассчитывается потолочный пароперегреватель и другие поверхности нагрева, конвективный пароперегреватель выполняется в значительной степени конструктивным расчетом.
Теплосъем конвективного пароперегревателя примерно пополам разделим по первой и второй ступеням.
Расчет ведем согласно указаниям [1, с.92-98] со ссылками на другие страницы. В начале рассчитываем геометрические размеры конвективного пароперегревателя общие для обеих его ступеней.
Рисунок 1.4 — Эскиз конвективного пароперегревателя второй ступениТаблица 9- Расчет пароперегревателя второй ступени
Наименование величины | Расчетная формула или страница[1] | Результат расчета |
Наружный диаметр труб, d, м | Из чертежа | 0,04 |
Поперечный шаг, S1, м | Из чертежа | 0,12 |
Продольный шаг, S2, м | Из чертежа | 0,1 |
Относительный поперечный шаг, s1 | 3 | |
Относительный продольный шаг, s2 | 2,5 | |
Расположение труб | Из чертежа | Коридорное |
Температура газов на входе во вторую ступень, V’п2, °С | V’п2 = V«ф | 934 |
Энтальпия газов на входе во вторую ступень, Н’п2, | Н’п2 = Н»ф | 8334,3849 |
Температура газов на выходе из второй ступени, V«п2, °С | Принимаем на 200 °С ниже | 700 |
Энтальпия газов на выходе из второй ступени, Н»п2, | Из таблицы расчета №6 | 6120,3549 |
Тепловосприятие по балансу, Qбп2, | Qбп2 =j×( Н’п2 — Н«п2 +Ùa×H°пр) | 0,99×(8334,3849-6120,3549+ +0,03×173,0248)= 2197,0285 |
Присос воздуха, Ùa | [1, с.52] и №5 расчета | 0,03 |
Энтальпия присасываемого воздуха, H°пр, | №6 расчета | 173,0248 |
Тепловосприятие излучением, Qлп2, | ||
Лучевоспринимающая поверхность, Fлп2, м2 | Fлп2 =а×hгп2 | 12,0513×5=60,26 |
Высота газохода, Hгп2, м | По чертежу | 5 |
Теплота воспринятая паром, Ùhп2, | =391,5557 | |
Снижение энтальпии в пароохладителе, Ùhпо, | [1, с.78] | 75 |
Энтальпия пара на выходе из пароперегревателя, h»п2, | По tпе и Рпе [7 Таблица 3] | 3447 |
Энтальпия пара на входе в пароперегреватель, h’п2, | H’п2 = h«п2 -Ùhп2 +Ùhпо | 3434,37-391,5537+75= =3117,8163 |
Температура пара на выходе из ПП, t»п2, °C | t«п2 = t»пе | 545 |
Тем-ра пара на входе в ПП, t’п2, °C | [7 таблица 3] по Рпе и h’п2 | 454 |
Средняя температура пара, tп2, °C | 499,5 | |
Удельный объем пара, Vп2, | По tпе и Рпе [7] | 0,0225 |
Число рядов труб по ходу газов в одном ходу пара, Z2, шт | Z2=ZP [1, с.95] | 3 |
Живое сечение для прохода пара, fп2, м2 | 0,202 | |
Скорость пара, wп2, | ||
Ср. температура газов, Vп2, °C | ||
Скорость дымовых газов, wгп2, | ||
Живое сечение для прохода газов, Fгп2, м2 | Fгп2 =d×hгп2 -Z1×hпп2 ×d | 12,0513×5-99×4,5× ×0,04=42,4365 |
Высота конвективного пучка, hпп2, М | По чертежу | 4,5 |
Число труб в ряду, Z1, шт | 99 | |
Коэф-т теплоотдачи конвекцией от газов к пучку, aк, | aк =СS ×CZ × CФ ×aнг | 1×0,92×0,95×60=52,44 |
Поправка на компоновку пучка, СS | [1, с.122] СS =¦(s1 ×s2 ) | 1 |
Поправка на число поперечных труб, CZ | [1, с.123] СZ =¦(z2 ) | 0,92 |
Поправка, CФ | [1, с.123] СФ =¦(zН2О ,Vп2 ) | 0,95 |
Объемная доля водяных паров, rН2О | №5 расчета | 0,0798 |
Нормативный коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов, aнг, | [1, с.122, график6.4] | 60 |
Температура загрязненной стенки, tз, °С | 719,025 | |
Коэф-т загр., e, | [1, с.142] | 0,0043 |
Коэффициент теплоотдачи конвекцией от стенки к пару, a2, | [1, с.132 график6.7] a2 =Сd×aнп | 2160 |
Теплообменная поверхность нагрева, Fп2,, м2 | Fп2 =Zx×p×d×hпп2 ×Z1×Z2 | 1680 |
Число ходов пара, Zx, шт | Принято конструктивно | 10 |
Коэффициент теплоотдачи излучением, aл, | aл=aнл×eП2 | 188∙0,26=48,88 |
Эффективная толщина излучающего слоя, S, м | 0,31 | |
Коэф-т ослабления лучей в чистой газовой среде, Kг, | [1, с.138 рисунок 6.12] | 9,5 |
Коэффициент ослабления лучей частицами летучей золы, Kз, | [1, с.140 рисунок 6.13] | 90 |
Объемная доля трехатомных газов, Rп | №5 расчета | 0,2226 |
Концентрация золовых частиц, mзл | №5 расчета | 0,0669 |
Оптическая толщина, КРS, | KPS=( kг× rп+ kз×mзл )× ×РS | (9,5×0,2226+90×0,0669) ×0,1×0,31=0,2522 |
Коэффициент излучения газовой среды, eП2 | [1, с.44 рисунок 4.3] | 0,26 |
Нормативный коэффициент теплоотдачи излучением, aнл, | [1, с.144 рисунок 6.14] | 188 |
Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке, a1, | a1 =aк +aл | 52,44+48,88=161,32 |
Коэффициент теплопередачи, Кп2, | =62,9072 | |
Коэффициент тепловой эффективности, y | [1, с.145 таблица 6.4] | 0,65 |
Большая разность температур на границах сред, Ùtб, °С | Из прилагаемого графика | 480 |
Меньшая разность температур на границах сред, Ùtм, °С | Из прилагаемого графика | 155 |
Температурный напор (прямоток) ÙtП2, °С | ||
Тепловосприятие второй ступени пароперегревателя, Qт.п2, | 1680×62,9072×288 /14431,9=2109,0099 | |
Несходимость тепловосприятия, dQт.п2, % | /(2197,0285-2109,0099) ×100/2197,0285/∙100 =4,01 расчет окончен |
Рисунок 1.5 — График изменения температур в ПП II
10.3.1 Расчет конвективного пароперегревателя первой ступени
Таблица 10
Наименование величины | Расчетная формула или страница[1] | Результат расчета |
Температура газов на входе в первую ступень, V’п1, °С | V’п1 = V" п2 | 700 |
Энтальпия газов на входе в первую ступень, Н’п1, | Н’п1 = Н" п2 | 6120,3549 |
Энтальпия пара на входе в пароперегреватель, h’п1, | h’п1 = h«ш | 2852,2 |
Энтальпия пара на выходе из ПП, h»п1, | h«п1 = h’п2 | 2820,206 |
Теплота восприятия пара, Ùhп1, | Ùhп1 = h»п1 — h’п1 | 3130,4443-2820,206=310,2383 |
Тепловосприятие по балансу, Qбп1, | ||
Присос воздуха на первую ступень, Ùa | №5 расчета | 0,03 |
Энтальпия газов на выходе из первой ступени, Н«п1, | ||
Температура пара на выходе из пароперегревателя, t»п1, °C | t«п2 = t’п2 | 454 |
Температура пара на входе в пароперегреватель, t’п1, °C | t’п2 = t»ш | 362 |
Средняя температура пара, Tп1 °C, | 408 | |
Удельный объем пара, Vп1, | По tпе и Рпе [7] | 0,01774 |
Число рядов труб по ходу газов в одном ходу пара, Z2, шт | Как во второй ступени | 2 |
Число труб в ряду, Z1, шт | Как во второй ступени | 99 |
Живое сечение для прохода пара, fп1, м2 | Fп1 = fп2 | 0,202 |
Скорость пара, wп1, | =7,8 | |
Коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов к пучку, aк, | aк =СS ×CZ × CФ ×aнг | 1×0,92×0,98×69=56,8 |
Поправка на компоновку пучка, СS | [1, с.122] СS =¦(s1 ×s2 ) | 1 |
Поправка на число поперечных труб, CZ | [1, с.123] СZ =¦(z2 ) | 0,92 |
Поправка CФ, | [1, с.123] СФ =¦(zН2О ,Vп2 ) | 0,98 |
Объемная доля водяных паров, rН2О | №5 расчета | 0,0780 |
Температура газов на выходе из первой ступени, V«п1, °С | №6 расчета по Н»п1 | 448 |
Средняя температура газов, Vп1, °С | ||
Скорость дымовых газов, wгп1, | ||
Живое сечение для прохода газов, Fгп1, м2 | Fгп1 = Fгп2 | 42 |
Нормативный коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов, aнг, | [1, с.122, график6.4] | 63 |
Температура загрязненной стенки, tз, °С | =411 | |
Коэффициент загрязнения, e, | [1, с.142] | 0,0038 |
Коэффициент теплоотдачи конвекцией от стенки к пару, a2, | [1, с.132, график6.7] a2 =Сd×aнп | 2540 |
Теплообменная поверхность нагрева, Fп1, м2 | Fп1 =Zx×p×d×hпп1 ×Z1×Z2 | 22×3,14×0,04×4,5×99×3=3693 |
Число ходов пара, Zx, шт | Принято конструктивно | 22 |
Высота конвективного пучка, hпп1, м | Hпп1 = hпп2 | 4,5 |
Коэффициент теплоотдачи излучением, aл, | aл=aнл×eП2 | 95∙0,26=24,7 |
Эффективная толщина излучающего слоя, S, м | Принимаем из расчета второй ступени | 0,31 |
Коэф. ослабле ния лучей в чистой газовой среде, Kг, | [1, с.138, рисунок 6.12] | 2,3 |
Коэф-т ослабл. лучей частицами летучей золы, Kз, | [1, с.140, рисунок 6.13] | 100 |
Объемная доля трехатомных газов, Rп | №5 расчета | 0,2175 |
Концентрация золовых частиц, mзл | №5 расчета | 0,0671 |
Оптическая толщина, КРS, | KPS=( kг× rп+ kз×mзл )× ×РS | (2,3×0,2175+100×0,0671) ×0,031=0,2235 |
Коэф-т излуч. газовой среды, eП1 | [1, с.44, рисунок 4.3] | 0,19 |
Нормативный коэф-т излучением, aнл, | [1, с.144, рисунок 6.14] | 95 |
Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке, a1, | a1 =aк +aл | 56,8+24,7=81,5 |
Коэффициент теплопередачи, Кп1, | =51,33 | |
Коэффициент тепловой эффективности, y | [1, с.145, таблица 6.4] | 0,65 |
Большая разность температур на границах сред, Ùtб, °С | V’п1 -t«п1 | 246 |
Меньшая разность температур на границах сред, Ùtм, °С | V»п1 -t’п1 | 86 |
Температурный напор (прямоток), ÙtП2, °С | ||
Тепловосприятие второй ступени пароперегревателя, Qт.п1, | 3693·51,33·153 /14431,9=2001,8914 | |
Несходимость тепловосприятия, dQт.п1, % | (1910,6272-2001,8914) ·100/1910,6272=4,78<5% расчет окончен |
10.4 Расчет водяного экономайзера и воздухоподогревателя
10.4.1 Расчет второй ступени экономайзера
Таблица 11- Расчет ВЭК II
Наименование величины | Расчетная формула или страница [1] | Результат расчета |
Наружный диаметр труб, d, м | Из чертежа | 0,032 |
Внутренний диаметр труб, dвн, м | Из чертежа | 0,025 |
Поперечный шаг, S1, мм | Из чертежа | 80 |
Продольный шаг, S2, мм | Из чертежа | 64 |
Эффективная толщина излучающего слоя, S, м | ||
Число рядов труб, ZР, шт. | [1, с.99] | 4 |
Число труб в ряду при параллельном расположении Z1, шт. | =150 | |
Живое сечение для прохода воды, Fвх, м2 | ||
Скорость воды, wвх, | 88,88·0,00134/0,294=0,4051 | |
Средний удельный объем воды, Vвэ, | [7, таблица 3] по Рпв и tэ | 0,00134 |
Число рядов труб по ходу газа, Zг, шт. | По чертежу | 4 |
Глубина конвективной шахты, bшк, м | По чертежу | 6,450 |
Длинна труб по глубине конвективной шахты, Lэ2, м | По чертежу | 6,2 |
Живое сечение для прохода газов, Fжэ2, м2 | а×bшк- ×Z1×d×Lэ2 | 12,0513×6,45-150× ×0,032×6,2=48,2592 |
Поверхность нагрева, Fэ2, м2 | Fэ2 =p× Lэ2 ×Z1×Z2× ZР | 3,14×0,032×6,2×150×4××4=1495,1424 |
Температура газов на входе во вторую ступень, V’э2, °С | V’э2 = V«п1 | 448 |
Энтальпия газов на входе во вторую ступень, Н’э2, | Н’э2 = Н»п1 | 4195,6192 |
Температура газов на выходе из второй ступени, V«э2, °С | Принимаем с последующим уточнением | 420 |
Энтальпия газов на выходе из второй ступени, Н»э2, | №6 расчета | 3680,778 |
Энтальпия воды на выходе из водяного экономайзера, h" э2, | Hпе+Ù hпо-××(Qлт+Qш+Qп1 +Qп2 ) | 3434,37+75-14,4319/88,88× ×(7849,8419+268,39+ +883,809+2109,0099+2001,8914)= =1380,1545 |
Температура воды на выходе из водяного экономайзера, t«э2, °С | [7, таблица 3] по Рпв иh»э2 | 282 |
Тепловосприятие по балансу, Qбэ2, | Qбэ2 =j×( Н’э2 — Н«э2 +Ùa×H°пр) | 0,99×(4195,6192-3680,778 + 0,02×173,0248)=513,1187 |
Присос воздуха, Ùa | [1, с.52] и №3.6 расчета | 0,02 |
Энтальпия присасываемого воздуха, H°пр, | №5 расчета | 173,0248 |
Энтальпия воды на входе во вторую ступень, h’э2, | 1380,1545-(513,1187·14,4319/88,88)=1296,8368 | |
Температура воды на входе в экономайзер, t’э2, °С | [7, таблица 3] | 264 |
Температурный напор на выходе газов, , °С | V’э2 — t»э2 | 166 |
Температурный напор на входе газов, , °С | V«э2 — t’э2 | 156 |
Средне логарифмическая разность температур, Ùtэ2, °С | 161 | |
Средняя температура газов, Vэ2, °С | ||
Средняя тем-ра воды, tэ2, °С | ||
Тем-ра загрязненной стенки, tзэ2, °С | Tзэ2 = tэ2 +Ùt | 273+60=333 |
Средняя скорость газов, wгэ2, | ||
Коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов к шахматному пучку, aк, | aк =СS ×CZ × CФ ×aнг | 0,7×0,75×0,98×56= =28,2975 |
Поправка на компоновку пучка, СS | [1, с.122] СS =¦(s1 ×s2 ) | 0,7 |
Поправка на число поперечных труб, CZ | [1, с.123] СZ =¦(z2 ) | 0,75 |
Поправка, CФ | [1, с.123] СФ =¦(zН2О ,Vп2 ) | 0,98 |
Объемная доля водяных паров, rН2О | №5 расчета | 0,0766 |
Относ. попереч. шаг, s1 | 2,5 | |
Относ. продольный шаг, s2 | 2 | |
Норм. Коэф-т теплоотдачи конвекцией от газов, aнк, | [1, с.124] | 56 |
Коэффициент теплоотдачи излучением, a1, | aнл×eэ2 | 56∙0,180=10,08 |
Коэффициент ослабления лучей в чистой газовой среде, Kг, | [1, с.138, рисунок 6.12] | 14,5 |
Коэффициент ослабления лучей частицами летучей золы, Kз, | [1, с.140, рисунок 6.13] | 108 |
Объемная доля трехатомных газов, rп | №5 расчета | 0,2135 |
Концентрация золовых частиц, mзл | №5 расчета | 0,0672 |
Оптическая толщина, КРS, | KPS=( kг× rп+ kз×mзл )× ×РS | (14,5×0,2135+108×0,0672)× 0,1×0,156=0,1615 |
Коэффициент излучения газовой среды, eэ2 | [1, с.44, рисунок 4.3] | 0,180 |
Нормативный коэффициент теплоотдачи излучением, aнл, | [1, с.144, рисунок 6.14] | 58 |
Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке, a1, | a1 =aк +aл | 28,2975+10,08=38,3775 |
Коэффициент теплопередачи, Кэ2, | =31,2149 | |
Коэффициент загрязнения стенки, e, | [1, с.143, рисунок 6.16] | 0,0059 |
Тепловосприятие второй ступени пароперегревателя, Qт.э, | =520,6512 | |
Несходимость тепловосприятия dQтэ2, % | (513,1187-520,6512) ·100/513,1187=1,47<2 расчет окончен |
10.4.2 Расчет второй ступени воздухоподогревателя
Весь воздухоподогреватель выполнен двухпоточным двухступенчатым. Расчет выполняется согласно рекомендациям. Расчет второй ступени выполняется и вводится в ниже следующую таблицу.
Таблица 12- Расчет ВЗП II
Наименование величины | Расчетная формула или страница[1] | Результат расчета |
Наружный диаметр труб, d, мм | Из чертежа | 40 |
Внутренний диаметр труб, dвн, мм | Из чертежа | 37 |
Поперечный шаг, S1, мм | Из чертежа | 60 |
Продольный шаг, S2, мм | Из чертежа | 45 |
Глубина установки труб, bвп, м | Из чертежа | 42 |
Число труб в ряду, Z1, шт | =200 | |
Число рядов труб, Z2, шт | =92 | |
Длина труб воздухоподогревателя, Lвп2, м | Из чертежа | 2,5 |
Поверхность нагрева, Fвп2, м2 | Fвп2 =p×d× Lвп2 × Z1× Z2 | 3,14× 0,04×2,5×200× 92=6066,48 |
Сечение для прохода газов по трубам, Fгвп2, м2 | =19,7738 | |
Температура воздуха на выходе из второй ступени воздухоподогревателя, t»вп2, °С | №3 расчета | 300 |
Энтальпия этого воздуха, h«вп2, | №6 расчета | 2615,8274 |
Температура газов на входе во вторую ступень, V’ вп2, °С | V’ вп2 = V»э2 | 420 |
Энтальпия газов на входе во вторую ступень, Н’вп2, | Н’вп2 = Н«э2 | 3680,778 |
Температура воздуха на входе во вторую ступень, t’вп2, °С | Принимаем с последующим уточнением | 220 |
Энтальпия этого воздуха, h’вп2, | №6 расчета | 1910,649 |
Тепловосприятие первой ступени, Qбвп2, | ||
Отношение количества воздуха за вп к теоретически необходимому, bвп | bвп=aт -Ùaт -Ùaпл +0,5×Ùaвп | 1,2-0,08-0,04+ +0,5×0,03=1,11 |
Присос воздуха в топку, Ùaт | [1, с.19, таблица 1.8] | 0,08 |
Присос воздуха в вп, Ùaвп | [1, с.19, таблица 1.8] | 0,03 |
Присос воздуха в пылесистему, Ùaпл | [1, с.18] | 0,04 |
Энтальпия газов на выходе из вп, Н»вп2, | ||
Температура этих газов, V«вп2 °С | №6 расчета | 328 |
Средняя температура газов, Vвп2, °С | ||
Скорость дымовых газов, wвп2, | =9,0635 | |
Коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов, aк, | aк = CL × CФ ×aн | 33×1×1,05=34,65 |
Нормативный коэффициент теплоотдачи конвекцией, aн, | [1, с.130] aн=¦(wвп2 ,dвн) | 33 |
Поправка на относительную длину трубок, CL | [1, с.123] СL =¦(Lвп2 /dвн) | 1 |
Поправка, CФ | [1, с.130] СФ =¦(rН2О ,Vвп2 ) | 1,05 |
Объемная доля водяных паров, rН2О | №5 расчета | 0,0752 |
Коэффициент теплоотдачи излучением от газов к поверхности, aл, | aл=0,5×(aнл×э2 ) | 10,08/2=5,04 |
Коэффициент теплоотдачи от газов к поверхности, a1, | a1 =aк+aл | 34,65+5,047=39,69 |
Коэффициент теплоотдачи от поверхности к воздуху, a2, | a2 =aк[1, с.177, таблица 6.2] | 34,65 |
Коэффициент теплопередачи, К, | ||
Коэффициент использования ВЗП, z | [1, с.147, таблица 6.6] | 0,9 |
Температурный напор на входе газов, Ùtб, °С | V’вп2 -t»вп2 | 420-300=120 |
Температурный напор на выходе газов, Ùtм, °С | V" вп2 -t’ вп2 | 328-220=144 |
Средний температурный напор, Ùtвп2, °С | ||
Тепловосприятие второй ступени пароперегревателя, Qт.вп2, | 18,4996·114·5700/14431,9=832,9492 | |
Несходимость тепловосприятия, dQт.вп2, % | (793,3257-832,9492) ·100/793,3257=4,99<5 % расчет окончен |
10.4.3 Расчет первой ступени водяного экономайзера
Расчет проводится согласно рекомендациям данным для расчета второй ступени экономайзера
Таблица 13
Наименование величины | Расчетная формула или страница[1] | Результат расчета |
Наружный диаметр труб, d, мм | Из чертежа | 32 |
Внутр. диаметр труб, dвн, мм | Из чертежа | 25 |
Поперечный шаг, S1, мм | Из чертежа | 80 |
Продольный шаг, S2, мм | Из чертежа | 64 |
Число рядов труб на выходе из коллектора, ZР, шт | [1, с.99] | 2 |
Число труб в ряду, Z1, шт | (12,0513-0,08)0,08=150,2 | |
Число рядов труб, Z2, шт | Принимаем с последующим уточнением | 28 |
Живое сечение для прохода газов, Fжэ1, м2 | Fжэ1= Fжэ2 | 48,2592 |
Поверхность нагрева, Fэ1, м2 | Fэ1 =p× Lэ1 ×Z1×Z2× ZР | 3,14×0,032×6,2×150,2×28× ×2=5239,9757 |
Длина трубок в экономайзере, L э1, м | из чертежа | 4,3 |
Температура газов на входе в первую ступень, V’э1, °С | V’э1 = V«вп2 | 328 |
Энтальпия газов на входе в первую ступень, Н’э1, | Н’э1 = Н»вп2 | 2874,3385 |
Тем-ра воды на входе в первую ступень, t’э1, °С | t’э1 = tпв | 240 |
Энтальпия воды на входе в первую ступень, h’э1, | [1, таблица 3] по Рпв | 1239,5 |
Тем-ра воды на выходе из первой ступени, t’’э1, °С | t’’э1 = t’э1 [1, с.72] | 264 |
Энтальпия воды на выходе из первой ступени, h’’э1, | h’’э1 = h’э1 | 1296,8368 |
Тепловосприятие по балансу, Qбэ1, | 88,88·(1296,8368-1239,5)/14,4319=353,1132 | |
Энтальпия газов на выходе из ВЭК, Н«э1, | 2874,3385+0,02·173,0248-353,1132/0,99=2531,3735 | |
Изменение избытка воздуха в первой ступени, Ùaэ1 | №5 расчета | 0,02 |
Температура газа на выходе из вэ, V»э1, °С | №5 расчета | 251 |
Средняя температура воды, tэ1, °С | (240+264)/2=252 | |
Средняя температура газов, Vэ1, °С | ||
Средняя скорость газов, wгэ1, | 14,4319·5,24·(374+273)/ (273·48,2592)=3,7138 | |
Коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов к шахматному пучку, aк, | aк =СS ×CZ × CФ ×aн | 58×0,75 ×0,7×99=30,1455 |
Поправка на компоновку пучка, СS | Из расчета второй ступени | 0,7 |
Поправка на число поперечных труб, CZ | [1, с.125] СZ =¦(z2 ) | 0,75 |
Поправка, CФ | [1, с.123] СФ =¦(rН2О ,Vэ1 ) | 0,99 |
Объемная доля водяных паров, rН2О, | №5 расчета | 0,0738 |
Нормативный коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов, aн, | [1, с.124] aн=¦(wгэ1 ×d) | 58 |
Коэффициент теплоотдачи излучением, a1, | a1=aк | 30,1455 |
Коэффициент теплопередачи, Кэ1, | 30,1455/(1+0,0063·30,1455)=25,3349 | |
Коэффициент загрязнения стенки, e, | [1, с.143, рисунок 6.16] | 0,0063 |
Температурный напор на выходе газов, , °С | V’э1 — t«э1 | 328-264=64 |
Температурный напор на входе газов, , °С | V»э1 — t’э1 | 251-240=11 |
Средний температурный напор, Ùtэ1, °С | (64+11)/2=37,5 | |
Тепловосприятие первой ступени экономайзера, Qт.э, | 55239,9757·25,3349·37,5/14431,9=344,95 | |
Несходимость тепловосприятия, dQтэ1, % | (353,1132-344,95) ·100/353,1132=2,31 расчет окончен |
10.4.4 Расчет первой ступени воздухоподогревателя
Диаметры трубок, их длину шага и количество, а так же глубину установки в конвективной шахте принять из расчета второй ступени воздухоподогревателя.
Таблица 14
Наименование величины | Расчетная формула или страница[1] | Результат расчета |
Поверхность нагрева, Fвп1, м2 | Fвп1 = 3×p×d× Lвп1 × Z1× Z2 | 18200,34 |
Сечение для прохода газов по трубам, Fгвп1, м2 | Из расчета второй ступени | 19,7738 |
Температура газов на входе в первую ступень, V’вп1, °С | V’вп1 = V’’э1 | 251 |
Энтальпия газов на входе в первую ступень, Н’вп1, | Н’вп1 = Н’’э1 | 2531,3735 |
Температура воздуха на входе в первую ступень, t’вп1, °С | №6 расчета | 30 |
Энтальпия воздуха на входе в первую ступень, h’вп1, | №6 расчета | 267,2652 |
Температура воздуха на выходе из первой ступени, T’’вп1, °С | t’’вп1 = t’вп2 | 170 |
Энтальпия этого воздуха, H’’вп1, | №6 расчета | 1539,0148 |
Тепловосприятие первой ступени, Qбвп1, | ||
Отношение количества воздуха за вп к теоретически необходимому, bвп | Из расчета второй ступени воздухоподогревателя | 1,11 |
Присос воздуха в воздухоподогреватель, Ùaвп1 | Ùaвп1 =Ùaвп2 | 0,03 |
Энтальпия газов на выходе из взп, Н«вп1, | 2531,3735+0,03·173,0248-1430,7183/0,99=1091,3942 | |
Температура газов на выходе, V’’вп1, °С | №6 расчета по Н»вп1 | 121 |
Средняя температура газов, Vвп1, °C | (251+121)/2=186 | |
Ср. скорость газов, wгвп1, | 14,4319·5,24·(186+273)/(273·19,7738)=6,43 | |
Коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов к поверхности, aк, | aк =СL × CФ ×aн | 1,1×1×26= 28,6 |
Нормативный коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов, aн, | [1, с.130, рис. 6.6 ] aн=¦(wгэ1 ×dвн ) | 26 |
Поправка на относительную длину трубок, CL | [1, с.123] СL =¦(Lвп1 /dвн) | 1,1 |
Поправка, CФ | [1, с.130] СФ =¦(zН2О ,Vвп1 ) | 1 |
Объемная доля водяных паров, rН2О | №5 расчета | 0,0725 |
Коэффициент теплоотдачи излучением от газов к поверхности, aл, | aл=0,5×(aнл×ξэ2 ) | 0,5∙0,180∙26=2,34 |
Коэффициент теплоотдачи от газов к поверхности, a1, | a1 =aк+aл | 28,6+2,34=30,94 |
Коэффициент теплоотдачи от поверхности к воздуху, a2, | a2 =aк[1, с.177, таблица 6.2] | 28,6 |
Коэффициент теплопередачи, К, | 0,9·30,94·28,6/(30,94+28,6)=13,3758 | |
Коэффициент использования воздухоподогревателя, z | [1, с.147, таблица 6.6] | 0,9 |
Температурный напор на входе газов, Ùtб, °С | V’вп1 -t«вп1 | 251-170=81 |
Температурный напор на выходе газов, Ùtм, °С | V»вп1 -t’вп1 | 121-30=91 |
Средний температурный напор, Ùtвп1, °С | (81+91)/2=86 | |
Тепловосприятие первой ступени пароперегревателя, Qт.вп1, | 18200,34·13,3758·86/14431,9=1450,6895 | |
Несходимость тепловосприятия, dQт.вп1, % | (1430,7183-1450,6895) ·100/1430,7183=1,39% расчет окончен |
11. Определение неувязки котлоагрегата
Расчет сведен в таблицу 15
Потеря тепла с уходящими газами, q2, % | =4,6498 | |
КПД, hпг, % | hпг =100-(q2 + q3 + q4 + q5 + q6 ) | 100-(4,6498+0+0,5+0,48+0,9615)=93,4087 |
Расход топлива, В, | ||
Тепло воздуха, Qв, | ||
Полезное тепловыделение в топке, Qт, | ||
Удельное тепловосприятие топки, Qлт, | ||
Определение неувязки, /ΔQ/ | ×hпг — (Qлт+Qш+Qп1 +Qп2 + QЭ1+ QЭ2+ QП1+ QП1)(100 –q4/100) | 16606,154*0.934087 – (7849,841972+883,809+2109,0099+2001,8914+520,6512+344,95+832,9492+1450,6895)*(100-1.5/100)=-426,6607 |
Несходимость баланса, /dQ/, % | /ΔQ/*100/ | 426,6607*100/16606,154=2,5733% |
Список используемой литературы
1. Компоновка и тепловой расчет парового котла: Учеб. пособие для вузов/ Ю.М. Липов, Ю.Ф. Самойлов, Т.В. Виленский. – М.: Энергоатомиздат, 1988.- 208 с.: ил.
2. Теплоэнергетика и теплотехника. Общие вопросы. Справочник. //Под ред. Григорьев В.А., Зорин В.М. – М.: Энергия, 1980.
3. Котельные установки и парогенераторы (тепловой расчет парового котла): Учебное пособие / Е.А. Бойко, И.С. Деринг, Т.И. Охорзина. Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2005. 96 с.
4. Котельные установки и парогенераторы (конструкционные характеристики энергетических котельных агрегатов): Справочное пособие для курсового и дипломного проектирования студентов специальностей 1005 – «Тепловые электрические станции», 1007 – «Промышленная теплоэнергетика» / Сост. Е.А. Бойко, Т.И. Охорзина; КГТУ. Красноярск, 2003. 223с.