Тепловой расчет парогенератора

Наименование

величины

V_в⁰ (м³/м³) — 12,21 V⁰_H2O= V⁰_H2O +0,0161•(б-1)•V_в⁰

V_RO2 (м³/м³) — 1,41 V_Г= V_RO2 +V_N2 +V_H2O +(б-1)•V_в⁰

V_N2 (м³/м³) — 9,68

V⁰_H2O (м³/м³) — 2,54

Топка, фестон

Паропере-греватель

Вод. эконом.

2 ступень

Вод. эконом.

1 ступень

Воздухо-подогре-ватель

За котлом

Коэф. избытка воздуха за поверхностью

1,1

1,13

1,18

1,23

1,28

1,28

Коэф. избытка воздуха средний

1,1

1,115

1,155

1,215

1,255

1,280

V_H2O

2,560

2,563

2,570

2,582

2,590

2,595

V_Г

14,871

15,057

15,553

16,297

16,794

17,104

r _RO2= V_RO2 /V_Г

0,095

0,094

0,091

0,087

0,084

0,082

r_H2O= V_H2O /V_Г

0,172

0,17

0,165

0,158

0,154

0,152

r_п= V_RO2+V_H2O

0,267

0,264

0,256

0,245

0,238

0,234

t, ^оС

I_г,

ккал/м³

I_в⁰,

ккал/м³

I_г при б=1,1

I_г при б=1,115

I_г при б=1,155

I_г при б=1,215

I_г при б=1,255

I_г при б=1,280

№

Наименование

Обозначе-ние

Раз;

мер ность

Формула

Расчет

Тепловой баланс котельного агрегата

1.

Низшая теплота сгорания топлива

Q_н^с

задана

2.

Температура холодного воздуха

t_хв

п. 5.03 норм

3.

Теплосодержание холодного воздуха

I_хв

по диаграмме

115,8

4.

Располагаемое тепло топлива

Q_р^р

Q_н^с +Q_ввш +Q_тл

10 950+0+0=10 950

5.

Температура уходящих газов

н_ух

принимаем

6.

Теплосодержание уходящих газов

I_ух

по диаграмме

727,1

7.

Потери от механ-го недожога

q₄

%

табл. 20

8.

Потери от хим-го недожога

q₃

%

табл. 20

0,5

9.

Потеря тепла с уходящими газами

q₂

%

10.

Потери тепла в окружающую среду

q₅

%

п. 5−10 рис. 5.1 норм

0,72

11.

Сумма тепловых потерь

Уq

%

q₂ + q₃ + q₄ + q₅

5,29+0,5+0+0,72=6,51

12.

КПД котельного агрегата

з_ка

%

100- Уq

100−7,54=93,49

13.

Коэф. сохранения тепла

ц

;

1-(q₅/(з_ка+q₅))

1-(0,72/(93,49+ 0,72))=0,992

14.

Давление перегретого пара

P

кгс/см²

задана

15.

Температура перегретого пара

t_пп

задана

16.

Теплосодержание перегретого пара

i_пп

табл. 25 воды и водяного пара

779,6

17.

Температура питательной воды

t_пв

задана

18.

Давление питательной воды

P_пв

кгс/см²

принимаем

19.

Теплосодержание питательной воды

i_пв

табл. 24 норм

146,6

20.

Тепло затрачиваемое на получение пара

Q_пп

ккал/ч

D•(i_пп— i_пв)

68 000· (779,6−146,6)=43 044 000

21.

Тепло затрачиваемое на нагрев продувочной воды

Q_пр

ккал/ч

0,01•q_пр•D•(i_пп— i_пв)

0,01•5•68 000•(779,6;

— 146,6)=2 152 200

22.

Сумм. количество полезно использ. тепла

Q_ка

ккал/ч

Q_пп +Q_пр

43 044 000+2152200=45 196 200

23.

Полный расход топлива

В_к

м³/ч

Q_ка•100/ Q_р^р• з_ка

45 196 200 •100/10 950• 9,49=4415

24.

Расчетный расход топлива

В_р

м³/ч

В_к•(100-q₄)/100

4415•(100−0)/100=4415

Расчет теплообмена в топке

1.

Объем топочной камеры

V_т

м³

по конструктив. характеристикам

2.

Полная лучевоспринимающая поверхность

Н_л

м²

по конструктив. характеристикам

3.

Полная поверхность топки

F_ст

м²

по конструктив. характеристикам

4.

Степень экранирования

х

;

рекоменд. норм

0,993

5.

Эффективная толщина излучающего слоя

S

м

3,6 V_т/ F_ст

3,6•130/120=3,9

6.

Температура горячего воздуха

t_гв

^оС

рекоменд. норм

7.

Теплосодержание горячего воздуха

I_гв

по табл. № 2 по i-н

995,9

8.

Тепло, вносимое воздухом в топку

Q_в

(б_т-?б_пл-?б_т)I_гв+

+(?б_пл+?б_т) I_хв

(1,1−0-0,05)•995,9+

+(0+0,05)•115,8=1051,5

9.

Тепло, выделяемое в топке на 1 м³

Q_т

10.

Теоретическая температура горения

^оС

по табл. № 2 по i-н

11.

Температура газов на выходе из топки

^оС

принята

12.

Теплосодержание газов на выходе из топки

по табл. № 2 по i-н

13.

Средняя суммарная теплоемкость продуктов сгорания

VC_p

ккал/м³•^оС

14.

Коэфф. ослабления лучей 3-хатомными газами

К_г

ном. III норм

0,51

15.

Коэф. ослабления сажистыми частицами

К_с

формула 6−10 норм

0,13

16.

Степень черноты светящегося пламени

а_св

;

17.

Степень черноты несветящихся трехатомных газов

а_нсв

;

18.

Коэфф. усреднения

m

;

п. 6−14 норм

0,1

19.

Эффективность черноты факела

а_ф

;

m•а_нсв+(1- m)•а_св

0,1•0,41+(1- 0,1)•0,65=0,623

20.

Средний коэфф. тепл. эффективности

ш_ср

;

п. 6−20 норм

0,5

21.

Степень черноты топочной камеры

а_ф

;

22.

Высота топки

Н_т

м

по конструктив. характеристикам

23.

Высота расположения оси горелок

h_т

м

п. 6−14 норм

1,1

24.

Величина отношения

Х

;

h_т/Н_т

1,1/8=0,138

25.

Параметр

м

;

0,54−0,2•Х

0,54−0,2•0,138 =0,513

26.

Температура газов на выходе из топки

^оС

Пересчета не требуется, так как расчетная температура отличается от ранее принятой менее чем на 100 ^оС. Далее расчет производим по температуре 1172 ^оС

27.

Теплосодержание газов на выходе из топки

по табл. № 2 по i-н

28.

Количество тепла воспринимаемое в топке

Q₁

29.

Теплонапряжение топочного объема

q_v

ккал/м³•ч

B_p• Q_н^с/ V_т

4415• 10 950/ 130=371 879

Расчет фестона

1.

Полная поверхность нагрева

Н_ф

м²

по конструктив. характеристикам

20,4

2.

Диаметр труб

d

мм

принимаем

57х5

3.

Относительный поперечный шаг

д₁

;

S₁/d

225/57=3,95

4.

Относительный продольный шаг

д₂

;

S₂/d

150/57=2,63

5.

Число рядов труб по ходу газов

Z

шт.

принимаем

6.

Живое сечение для прохода газов

F_Г

м²

см. п. 16

7,95

7.

Эффективная толщина излучающего слоя

S

м

8.

Температура газов перед фестоном

^оС

из расчета топки

9.

Теплосодержание газов перед фестоном

I '

ккал/м³

из расчета топки

10.

Температура газов за фестоном

^оС

принимаем разницу (50−80 ^оС)

11.

Теплосодержание газов за фестоном

I ''

ккал/м³

по табл. № 2 по i-н

12.

Тепловосприятие по балансу

Q_б

ккал/м³

ц (I '- I '')

0,992(6469- 6032)=433,5

13.

Средняя температура газов

^оС

14.

Температура кипения воды

t_кип

^оС

табл. воды и водяного пара

15.

Средний температурный напор

?t

^оС

1136−250=886

16.

Средняя скорость газов

17.

Коэфф. теплоотдачи конвекцией

б_к

ккал/м²•ч•гр

б_н•С_t•C_s•C_ц

ном. XIII норм

68•1,05•1,05•1=74,97

18.

Суммарная поглощательная способность трехатомных газов

Р_п•S

атм•м

р•V_п•S

1•0,267•0,63=0,168

19.

Коэфф. ослабления лучей трехатомными газами

К_г

1/атм•м

ном. III

1,4

20.

Суммарная оптическая толщина слоя

kps

;

К_г•р•V_п•S

1,4•1•0,267•1•0,63=0,235

21.

Степень черноты продуктов сгорания

а

;

ном. II

0,21

22.

Температура загрязнен-ной поверхности трубы

t₃

^оС

t_кип+?t

250+50=300

23.

Коэфф. теплоотдачи излучением

б_л

ккал/м²•ч•гр

б_н•а•C_г

ном. XIX норм

200•0,21•0,98=41,16

24.

Коэфф. теплоотдачи по газовой стороне

б₁

ккал/м²•ч•гр

о (б_к+б_л)

1,0•(74,97+41,16)=116,13

25.

Коэфф. теплопередачи

К

ккал/м³•ч•гр

ш•б₁ п. 7.54

0,85•116,13=98,71

26.

Тепловосприятие по уравнению теплообмена

Q_т

ккал/м³

27.

Отношение тепловосприятий

?Q

%

Расчет теплообмена пароперегревателя

1.

Диаметр труб

по конструктивным характеристикам

2.

Расположение труб

;

;

рекомендации норм [3]

Коридорное

3.

Относительный поперечный шаг

;

рекомендации норм [3]

4.

Относительный продольный шаг

;

рекомендации норм [3]

5.

Число рядов труб

по конструктивным характеристикам

6.

Живое сечение для прохода газов

по конструктивным характеристикам

7,2

7.

Живое сечение для прохода пара

по конструктивным характеристикам

0,048

8.

Поверхность нагрева пароперегревателя

по конструктивным характеристикам

282,1

9.

Эффективная толщина излучающего слоя

10.

Температура газов на входе

из расчета фестона

11.

Теплосодержание газов на входе

по диаграмме

12.

Температура пара на выходе

задана

13.

Теплосодержание пара на выходе

табл. воды и пара

779,6

14.

Температура пара на входе

15.

Теплосодержание пара на входе

табл. воды и пара

675,2

16.

Тепловосприятие пароперегревателя

17.

Теплосодержание газов на выходе

18.

Температура газов на выходе

по диаграмме

19.

Средняя температура газов

20.

Средняя скорость газов

21.

Коэффициент теплоотдачи конвекцией

ном. 12 [3]

22.

Средняя температура пара

23.

Удельный объем пара

табл. воды и пара

0,068

24.

Средняя скорость пара

25.

Коэффициент теплоотдачи от стенки к пару

ном. 15 [3]

26.

Суммарное парциальное давление трехатомных газов

ата

27.

Поглощательная способность трехатомных газов

28.

Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами

ном. 3 [3]

2,3

29.

Оптическая толщина газового потока

;

30.

Степень черноты дымовых газов

а

;

ном. 2 [3]

0,16

31.

Температура загрязненной стенки

принята

32.

Коэффициент теплоотдачи межтрубного излучения

ном. 19 [3]

33.

Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке

1•(77+26,66)=103,66

34.

Коэффициент тепловой эффективности

;

табл. 7−3 [3]

0,6

35.

Коэффициент теплопередачи

36.

Средние разности температур

1100−255=845

821−420=401

37.

Средний температурный напор

38.

Тепловосприятие по уравнению теплообмена

39.

Отношение тепловосприятий

%

Расчет водяного экономайзера (2-я ступень по ходу воды)

1.

Диаметр труб

по конструктивным характеристикам

2.

Расположение труб

;

;

рекомендации норм

шахматное

3.

Относительный поперечный шаг

;

рекомендации норм [3]

4.

Относительный продольный шаг

;

рекомендации норм [3]

5.

Число рядов труб по ходу газов

по конструктивным характеристикам

>10

6.

Живое сечение для прохода газов

по конструктивным характеристикам

4,75

7.

Живое сечение для прохода воды

по конструктивным характеристикам

0,025

8.

Поверхность нагрева

по конструктивным характеристикам

9.

Эффективная толщина излучающего слоя

10.

Температура газов на входе

из расчета ПП.

11.

Теплосодержание газов на входе

из расчета ПП.

12.

Температура газов на выходе

принимаем

13.

Теплосодержание газов на выходе

по диаграмме

14.

Тепловосприятие ступени по балансу

15.

Температура воды на входе

из расчета первой ступени ВЭ по ходу воды

16.

Теплосодержание воды на входе

табл. воды и пара

17.

Теплосодержание воды на выходе

18.

Условная температура воды на выходе

19.

Процент кипения воды в экономайзере

%

20.

Средняя температура газов

21.

Средняя температура воды

22.

Средние разности температур

23.

Средний температурный напор

24.

Средняя скорость газов

25.

Удельный объем воды

табл. III-I [3]

0,0012

26.

Средняя скорость воды

27.

Коэффициент теплоотдачи конвекцией

ном. 13 [3]

28.

Температура загрязненной стенки

29.

Поглощательная способность трехатомных газов

30.

Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами

ном. 3 [3]

31.

Оптическая толщина газового потока

;

32.

Степень черноты дымовых газов

а

;

ном. 2 [3]

0,1

33.

Коэффициент теплоотдачи излучением

ном. 19 [3]

34.

Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке

35.

Коэффициент тепловой эффективности

;

табл. 7−3 [3]

0,7

36.

Коэффициент теплопередачи

37.

Тепловосприятие по уравнению теплообменa

38.

Отношение тепловосприятий

%

Расчет водяного экономайзера (1-я ступень по ходу воды)

1.

Диаметр труб

по конструктивным характеристикам

2.

Расположение труб

;

;

рекомендации норм

шахматное

3.

Относительный поперечный шаг

;

рекомендации норм [3]

4.

Относительный продольный шаг

;

рекомендации норм [3]

5.

Число рядов труб по ходу газов

по конструктивным характеристикам

>10

6.

Живое сечение для прохода газов

по конструктивным характеристикам

4,75

7.

Живое сечение для прохода воды

по конструктивным характеристикам

0,025

8.

Поверхность нагрева

по конструктивным характеристикам

256,6

9.

Эффективная толщина излучающего слоя

10.

Температура газов на входе

из расчета ВЭ2.

11.

Теплосодержание газов на входе

из расчета ВЭ2.

12.

Температура газов на выходе

принимаем

13.

Теплосодержание газов на выходе

по диаграмме

14.

Тепловосприятие ступени по балансу

15.

Температура воды на входе

задана

16.

Теплосодержание воды на входе

табл. воды и пара

17.

Теплосодержание воды на выходе

18.

Условная температура воды на выходе

табл. воды и пара

19.

Средняя температура газов

21.

Средняя температура воды

22.

Средние разности температур

23.

Средний температурный напор

24.

Средняя скорость газов

25.

Удельный объем воды

табл. III-I [3]

0,112

26.

Средняя скорость воды

27.

Коэффициент теплоотдачи конвекцией

ном. 13 [3]

28.

Температура загрязненной стенки

Радиационный теплообмен в этой ступени не считаем из-за низкой температуры газов. Принимаем

29.

Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке

30.

Коэффициент тепловой эффективности

;

табл. 7−3 [3]

0,7

31.

Коэффициент теплопередачи

32.

Тепловосприятие по уравнению теплообменa

33.

Отношение тепловосприятий

%

Расчет воздухоподогревателя

1.

Диаметр труб

по конструктивным характеристикам

2.

Расположение труб

;

;

рекомендации норм

шахматное

3.

Относительный поперечный шаг

;

рекомендации норм [3]

4.

Относительный продольный шаг

;

рекомендации норм [3]

5.

Число рядов труб по ходу газов

по конструктивным характеристикам

>10

6.

Живое сечение для прохода газов

по конструктивным характеристикам

2,9

7.

Живое сечение для прохода воздуха

по конструктивным характеристикам

3,4

8.

Поверхность нагрева

по конструктивным характеристикам

9.

Температура газов на входе

из расчета В.Э.

10.

Теплосодержание газов на входе

из расчета В.Э.

11.

Температура воздуха на входе

задана

12.

Теплосодержание воздуха на входе

I_хв

по диаграмме

115,8

13.

Температура воздуха на выходе

принята

14.

Теплосодержание воздуха на выходе

I_гв

по диаграмме

995,9

15.

Кол-во воздуха на выходе отнесенное к теоретически необ.

;

б_Т— ?б_Т — ?б_пл

1,1−0,1−0=1

16.

Кол-во воздуха на входе отнесенное к теоретически необ.

;

б_Т-?б_Т-?б_пл+?б_вп

1,1−0,1−0+0,05=1,05

17.

Тепловосприятие по балансу

18.

Средняя температура воздуха

19.

Теплосодержание воздуха при средней температуре

I_ср

по диаграмме

554,1

20.

Теплосодержание газов на выходе

21.

Температура газов на выходе

по диаграмме

22.

Средняя температура газов

23.

Средняя скорость газов

24.

Коэф. теплоотдачи с газовой стороны

ном. 14

25.

Средняя температура стенки

26.

Средняя скорость воздуха

27.

Коэффициент теплоотдачи от стенки к воздуху

ном. 13 [3]

28.

Средние разности температур

29.

Параметры

Р

;

R

;

ф_б/ ф_м

225/128=1,3

ф_м

300−128=172

ф_б

255−30=225

ш

;

ном. XXXI

0,98

30.

Средний температурный напор

31.

Коэффициент теплопередачи

32.

Тепловосприятие по уравнению теплообмена

33.

Отношение тепловосприятий

Уточнение теплового баланса

1.

Температура уходящих газов

из расчета В. П.

2.

Теплосодержание уходящих газов

из расчета В. П.

727,1

3.

Потеря тепла с уходящими газами

q₂

%

4.

Сумма тепловых потерь

Уq

%

q₂ + q₃ + q₄ + q₅

5,29+0,5+0+0,72=6,51

5.

КПД котельного агрегата

з_ка

%

100- Уq

100−6,51=93,49

6.

Расчетный расход топлива

В_р

м³/ч

Q_ка•(100- q₄)/ Q_р^р• з_ка

45 196 200•(100- 0)/ 10 950• 93,49= =4415

7.

Полный расход топлива

В

м³/ч

В_р•100/(100- q₄)

8.

Температура горячего воздуха

из расчета В. П.

9.

Теплосодержание горячего воздуха

из расчета В. П.

995,9

10.

Тепло вносимое горячим воздухом

(б_т-?б_пл-?б_т)I_гв

(1,1−0,05−0)•995,9=1045,7

11.

Тепло вносимое холодным воздухом

(?б_пл-?б_т) I_хв

(0,05−0) 115,8=5,79

12.

Тепловыделение в топке

13.

Тепло переданное излучением в топке

14.

Невязка теплового баланса

Q_p^p•з_ка-(Q_т^л +Q_ф+ +Q_пп +Q_вэ² +Q_вэ¹+Q_m)

10 950•0,93-(5354 +431,8+1612 +903,6 +1030,7+923,7)=50,6

15.

Относительная величина невязки

%