Тепловой расчет парогенератора
Расчет теплообмена в топке Топка парогенератора полностью экранированная трубами диаметром 60 мм и толщиной стенки 3 мм с шагом 110 мм на фронтовой и боковых стенах и 80 мм на задней стене. Для повышения устойчивости горения топлива с малым выходом летучих в нижней части топки устанавливаем зажигательный пояс из хромомагнезитовой обмазки, нанесенной на ошипованные экранных труб. По конструктивным… Читать ещё >
Тепловой расчет парогенератора (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Курсовой проект по дисциплине Теплогенерирующие установки на тему: Тепловой расчет парогенератора Содержание Задание, исходные данные Введение.
1. Тепловой расчет парогенератора типа ТП — 55У.
1.1 Выбор типа топки.
1.1.1 Топливо, воздух и продукты сгорания.
1.2 Тепловой баланс парогенератора и расход топлива.
1.2.1 Основные конструктивные характеристика топки.
1.2.2 Расчет теплообмена в топке.
1.2.3 Поверочный расчет теплообмена в топке.
1.3 Расчет фестона и перегревателя.
1.4 Расчет хвостовых поверхностей.
1.5 Поверочный расчет второй ступени перегревателя.
1.6 Конструктивный расчет первой ступени перегревателя.
1.7 Конструктивные размеры и характеристики экономайзера.
1.8 Конструктивные размеры и характеристики воздухоподогревателя.
1.9 Поверочный расчет второй ступени экономайзера.
1.10 Поверочный расчет первой ступени воздухоподогревателя.
1.11 Поверочный расчет второй ступени воздухоподогревателя.
1.12 Расчет невязки теплового баланса парогенератора Выводы Перечень ссылок парогенератор топливо тепловой экономайзер Введение В тепловом расчете парогенератора для принятых конструкций и размеров котельного агрегата при заданных нагрузке и виде топлива определяют температуры: воды, воздуха и газов при входе и выходе в отдельных поверхностях нагрева, коэффициент полезного действия парогенератора, а также расход топлива и расходы и скорости воздуха и дымовых газов.
Тепловой расчет парогенератора производиться также для оценки экономичности и надежности агрегата, при его работе на заданном топливе, влияние необходимых мероприятий по реконструкции, выбору вспомогательного оборудования, а также получения необходимых исходных данных для следующего вида расчета:
1. Аэродинамического;
2. Гидравлического;
3. Температур метала и прочности труб;
4. Интенсивности золового износа труб;
5. Коррозии.
Номинальной производительностью парогенератора называют наибольшую производительность которую агрегат должен обеспечивать в течении длительной эксплуатации при заданных номинальных величинах параметров пара и воды.
В тепловом расчете парогенератора температуры уходящих газов и горячего воздуха могут указываться в задании или выбираются в соответствии с рекомендациями изложенными в методической литературе.
Температура газов в конце топки и по газоходам, а также скорости газов воды и пара, а также энтальпии воды и пара в промежуточных (критических) точках пара — водяного тракта, также выбираются на основе рекомендаций, изложенных в методической литературе.
На рисунке 2.1 приведено расчетная схема парогенератора типа ТП — 35У выбранного в качестве прототипа.
Рис. 2.1 Расчетная схема парогенератора типа ТП — 35У Описание и основные конструктивные характеристики парогенератора ТП-35У выбираемого в качестве прототипа, представленные в таблице 2−1:
Таблица 2−1. Технические и основные конструктивные характеристики парогенератора ТП-35У.
Наименование показателем. | Топливо. | |||
каменный уголь. | бурый уголь. | фрезерный торф. | ||
Номинальная паропроизводительность, т/ч. | ||||
Рабочее давление пара, МПа. | ||||
Температура перегретого пара, ?С. | ||||
Тип топки. | С шахматными мельницами и твердым шакоудалением. | Системы Шершнева или шахматными мельницами. | ||
Площадь поверхностей нагрева, м2. лучевоспринимающая (экранов и фестона) конвективная: фестона перегревателя экономайзера воздухоподогревателя. | 273−335. | |||
1. Тепловой расчет парогенератора типа ТП-55У.
1.1 Выбор типа топки Выбор типа топки. Для сжигания заданного топлива выбираем камерную топку с твердым шлакоудалением и размолом топлива в шаровой барабанной мельнице, пылесистему — с промежуточным бункером.
Температуру воздуха на входе в воздухоподогреватель принимаем равной 35 °C, горячего воздуха —320° С.
1.1.1 Топливо, воздух и продукты сгорания Расчетные характеристики топлива: Wp — 8,0%; Ap — 23,0%; Sр k+op — 3,2%; Cp — 55,2%; Hp — 3,8%; Np -1,0%; Op — 5,8%; Qнр — 22,04 МДж/кг; Vг — 40%.
Пересчитываем состав и теплоту сгорания топлива на заданные влажность Wp — 4%; Ар — 18% :
1.Sр k+op = (Sр k+op+к)таб. = 3,2 3,61%.
2. Cp = Cp таб*78/69 = 55.2*78/69 = 62,4%.
3.Hp = Hp таб *78/69 = 3,8*78/69 = 4,29%.
4. Np = Np таб *78/69 = 1,0*78/69 = 1,13%.
5. Op = Op таб*78/69 = 5,8*78/69 = 6,55%.
Проверяем правильность расчета состава топлива:
Sр k+op+ Cp+ Hp+ Np+ Op+ Wp+ Ар = 3,61+62,4+4,2+1,13+6,55+4+18=99,89%.
Определяем погрешность полученных вычислений:
Qнр =(Qр таб +25 Wpтаб)*1,17−25 Wp*зад = (22 400+25*8,0)* 78/69 -25*4 = 25 447.71КДж/кг Определяем погрешность проведенных вычислений:
Даный тип топлива не рекомендуется для даного типа парогенератора.
Рассчитываем теоретический объем воздуха, необходимый для сжигания 1 кг топлива:
Vо= 0,0889*(Cp+0,375 Sр k+op)+0,265* Hp-0,0333 Op = 0,0889(62,4+0,45*0,375*3,61)+0,265*4,29−0,0333*6,55 = 6,58 м3/кг.
Определяем теоретические объемы продуктов сгорания топлива:
а) объем двухатомных газов:
VN2 = 0,79V0+0,008 Np = 0,79*6,58+0,008*1,0= 5,20 м3/кг.
б) объем трехатомных газов:
VRO2 = 1,866* = 1,866* = 1,18 м3/кг.
в) объем водяных паров:
VH2O=0,111 Hp+0,0124 Wp+0,0161V0=0,111*4,29+0,012*1.13+0,016*6,58= 0,59 м3/кг.
Результаты расчетов сводим в табл. 3−1.
Таблица 3−1 Присосы воздуха по газоходам? а и расчетные коэффициенты избытка воздуха в газоходах а" .
Участки газового тракта. | ?а. | а" . | а. | |
Топка и фестон. | 0,07. | 1,2. | 1,58. | |
Перегреватель (II ступень). | 0,05. | 1,28. | 1,66. | |
То же (I ступень). | 0,05. | 1,3. | 1,68. | |
Экономайзер стальной (II ступень). | 0,04. | 1,33. | 1,71. | |
Воздухоподогреватель трубчатый (II ступень). | 0,03. | 1,36. | 1,74. | |
Экономайзер стальной (I ступень). | 0,08. | 1,39. | 1,77. | |
Воздухонагреватель трубчатый (I ступень). | 0,06. | 1,42. | 1,8. | |
Рассчитываем объемы газов по газоходам, объемные доли газов, концентрацию золы в газах и полученные результаты сводим в табл. 3−2.
Таблица 3−2 Характеристика продуктов сгорания в газоходах парогенератора (Vo = 6,82 м3/кг; VRO2 = 1,26 м3/кг; VN2 = 5,39 м3/кг; VH2O = 0,63 м3/кг).
1.2 Тепловой баланс парогенератора и расход топлива Тепловой баланс составляем в расчете на 1 кг располагаемой теплоты топлива Qрр. Считая, что предварительный подогрев воздуха и топлива за счет внешнего источника теплоты отсутствует, имеем: Qв.н. = 0, и iт.л. = 0. Выполненные расчеты сводим в табл. 3−3.
Таблица 3−3. Расчет теплового баланса парогенератора и расход топлива.
Наименование. | Обозначение. | Расчетная формула способ определения. | Единицы. | Расчет. | |
Располагаемая теплота топлива. | Qpр. | Qpр+Qвн+t. | кДж/кг. | ||
Потеря теплоты от хим. неполноты сгорания топлива. | q3. | По таб. 4−3[2]. | %. | ||
Потеря теплоты от мех. неполноты сгорания топлива. | q4. | То же [2]. | %. | ||
Температура уходящих газов. | ?ух. | оС. | |||
Энтальпия уходящих газов. | Iух. | кДж/кг. | |||
Температура воздуха в котельной. | tхв. | оС. | |||
Энтальпия воздуха в котельной. | Iхв. | оС. | |||
Потери теплоты с уходящими газами. | q2. | (Iух— aун* Iхв)*(100- q4)/ Qpр. | кДж/кг. | 6,3. | |
Потери теплоты от наружного охлаждения. | q5. | По рис. 3−1[2]. | %. | 1,0. | |
Сумма тепловых потерь. | Уq. | q2+q3+q4+q5. | %. | 12,3. | |
КПД парогенератора. | зпг. | 100-Уq. | оС. | 87,7. | |
Коэффициент сохранения теплоты. | ц. | 1- q5 / зпг +q5. | ; | 0,986. | |
Паропроизводительность агрегата. | D. | 8,89. | кг/с. | 15,27. | |
Давление пара в барабане. | Рб. | 4,2. | Мпа. | 4,5. | |
Температура перегретого пара. | i п.п. | оС. | |||
Температура питательной воды. | t п.в. | оС. | |||
Удельная энтальпия перегретого пара. | i п.п. | По таб. VI-8 [2]. | кДж/кг. | ||
Удельная энтальпия питательной воды. | t п.в. | VI-8 [2]. | кДж/кг. | ||
Значение продувки. | P. | 2,5. | %. | 4,5. | |
Полезно используемая теплота в агрегате. | Qпв. | D*(iп.п — iп.в)+DP/100(iкип-iп.в). | кВт. | 42,0*103. | |
Полный расход топлива. | В. | (Qпг*100)/(Qpр*зпг). | кг/с. | 1,90. | |
Расчетный расход топлива. | Вр | В*(100-q4)/100. | кг/с. | 1,80. | |
Выводы: 1. Qpр согласно расчетам составляет 25 447 кДж/кг, что больше 20 000 не соответствует рекомендациям по использованию типа топки.
1.2 Отношение В/ Вр составляет 1,90%, что не соответствует рекомендациям по использованию типа топки.
1.2.1 Основные конструктивные характеристики топки Парогенераторы типа ТП-55У имеют пылеугольную топку для камерного сжигания каменных и бурых углей и фрезерного торфа. По чертежам парогенератора составляем расчетную схему топки. В соответствии с рекомендациями гл. 4 определяем активный объем и тепловое напряжение объема топки qv. Расчетное значение qv не должно превышать допустимого. Выбираем количество и тип пылеугольных горелок, устанавливаемых на фронтовой стене топки. Расчеты выполняем в табл. 3−4.
Таблица 3−4. Расчет конструктивных характеристик топки.
1.2.2 Расчет теплообмена в топке Топка парогенератора полностью экранированная трубами диаметром 60 мм и толщиной стенки 3 мм с шагом 110 мм на фронтовой и боковых стенах и 80 мм на задней стене. Для повышения устойчивости горения топлива с малым выходом летучих в нижней части топки устанавливаем зажигательный пояс из хромомагнезитовой обмазки, нанесенной на ошипованные экранных труб. По конструктивным размерам топки рассчитываем полную площадь ее стен и площадь лучевоспринимающей поверхности топки, результаты расчета сводим в табл. 3−5.
Таблица 3−5. Расчет полной площади поверхности стен топки Fст и площади лучевоспринимающей поверхности топки Hл.
1.2.3 Поверочный расчет теплообмена в топке По конструктивным размерам и характеристикам топки выполняем поверочный расчет теплообмена в топке, результаты сводим в табл. 3−6.
Таблица 3−6. Поверочный расчет теплообмена в топке.
Величина. | Единица. | Расчет. | |||
Наименование. | Обозначение. | Расчетная формула, способ определения. | |||
Суммарная площадь лучевоспринимающей поверхности. | Нл. | По конструктивным размерам. | м2. | 326,4. | |
Площадь лучевоспринимающей поверхности открытых экранов. | Нл.откр. | По конструктивным размерам. | м2. | 277,1. | |
Площадь лучевоспринимающей поверхности закрытых экранов. | Нл.закр. | По конструктивным размерам. | м2. | 49,3. | |
Полная площадь стен топочной камеры. | Fст. | По конструктивным размерам. | м2. | 377,4. | |
Коэффициент тепловой эффективности лучевоспринимающей поверхности. | Ш. | (жоткр*Нл.откр+ жзакр*Нл.зак)/Fст. | ; | 0,356. | |
Эффективная толщина излучающего слоя пламени. | s. | 3,6*Vт/Fст. | м. | 3,34. | |
Полная высота топки. | Нт. | По конструктивным размерам. | м. | 18,02. | |
Высота расположения горелок. | hr. | По конструктивным размерам. | м. | 4,42. | |
Относительный уровень расположения горелок. | Xт. | hr/Нт. | ; | 0,4156. | |
Параметр, учитывающий характер распределения температуры в топке. | М. | 0,59−0,5Xт. | ; | 0,382. | |
Коэффициент избытка воздуха на выходе из топки. | ат. | По табл. 4 -3 [2]. | ; | 1,2. | |
Присос воздуха в топки. | ?ат. | По табл. 2 — 1 [2]. | ; | 0,1. | |
Присос воздуха в системе пылеприготовления. | ?аплу. | То же. | ; | 0,1. | |
Температура горячего воздуха. | tг.в. | По предварительному выбору. | 0С. | ||
Энтальпия горячего воздуха. | Iг.в. | По I? табл. [2]. | кДж/кг. | ||
Энтальпия присосов воздуха. | Iпрс. | То же. | кДж/кг. | ||
Количество теплоты, вносимое в топку воздухом. | Qв. | (ат-?ат-?аплу)*Iгв+(?ат+?аплу)* Iпрс. | кДж/кг. | ||
Полезное тепловыделение в топке. | Qт. | Qp*(100-q3-q4-q6)/(100-q4)+ Qв— Qв.вн. | кДж/кг. | ||
Адиабатическая температура горения. | ?а. | По табл. 10 [2]. | 0С. | ||
Температура газов на выходе из топки. | ?т''. | По предварительному выбору. | 0С. | ||
Энтальпия газов на выходе из топки. | Iт''. | По I? табл. [2]. | кДж/кг. | ||
Средняя суммарная теплоемкость продуктов сгорания. | Vcср. | (Qт-Iт")/(?а-?т''). | кДж/кг. | 9,66. | |
Объемная доля: | |||||
водяных паров. | rH2O. | По табл. 1−2 [2]. | ; | 0,060. | |
трехатомных газов. | rRO2. | То же. | ; | 0,108. | |
Суммарная объемная доля трехатомных газов. | rn. | rRO2+ rH2O. | ; | 0,168. | |
Произведение. | сrns. | сrns. | м*мПа. | 0,056. | |
Коэффициент ослабления лучей: | kr. | По рис. 5−5 или по формуле 5−26 [2]. | l (м*мПа). | ||
трехатомных газов. | kзл. | По рис. 5−6 или по формуле 5−27 [2]. | l (м*мПа). | 0,067. | |
золовыми частицами. | kкокс. | По § 5−2 [2]. | l (м*мПа). | ||
частицами кокса. | ч1. | По § 5−2 [2]. | ; | ||
Безразмерные параметры. | ч2. | То же. | ; | 0,1. | |
Коэффициент ослабления лучей топочной средой. | k. | kr*rn+ kзл* мзл+ kкокс* ч1* ч2. | l (м*мПа). | 5,26. | |
Суммарная сила поглощения топочного объема. | kсs. | Kсs. | ; | 1,7. | |
Степень черноты факела. | аф. | По рис. 5−4 или по формуле 5−22 [2]. | ; | 0,7. | |
Степень черноты топки. | ат. | По рис. 5−3 или по формуле 5−20 [2]. | ; | 0,8. | |
Тепловая нагрузка стен топки. | qF. | (Вp*Qт)/(Fст). | кВт/м2. | 138,2. | |
Температура газов на выходе из топки. | ?т''. | По рис. 5−7 или по формуле 5−3 [2]. | 0С. | ||
Энтальпия газов на выходе из топки. | Iт''. | По I? табл. [2]. | кДж/кг. | ||
Общее тепловосприятие топки. | Qт. | ц*(Qт-Iт''). | кДж/кг. | ||
Средняя удельная тепловая нагрузка лучевоспринимающих поверхностей топки. | Qл. | (Вp*Qт)/(Нл). | кВт/м. | 78,7. | |
Выводы: 1. Vсср согласно расчетам составляет 9,66 кДж/кг, что не соответствует рекомендациям по использованию типа топки.
2.Qлт согласно расчетам составляет 14 289 кДж/кг, Qт28 992кДж/кг, что соответствует рекомендациям по использованию типа топки.
1.3 Расчет фестона и перегревателя При тепловом расчете серийного парогенератора фестон, как правило, не изменяют, а проверяют поверочным расчетом.
Перегреватель включен по сложной схеме с пароохладителем, установленным, в рассечку,. Следовательно, расчет перегревателя нужно вести раздельно, до пароохладителя и после него. Тепловосприятие пароохладителя учтем при расчете первой (по ходу пара) ступени перегревателя.
Первая ступень выполнена из сдвоенных змеевиков и включена по схеме с параллельно — смешанным током, вторая — из одинарным змеевиком и включена по схеме с последовательно — смешанным током. Обе ступени имеют коридорное расположение труб.
Змеевики второй ступени перегревателя изготовлены из жаропрочной стали, и ее поверхность нагрева, а также конструктивные размеры изменять не следует. Эту ступень проверим поверочным расчетом.
Для первой ступени, выполненной из углеродистой стали, конструктивным расчетом определяют требуемую площадь поверхности нагрева.
Коэффициент теплопередачи гладкотрубных коридорных пучков перегревателя рассчитываем с учетом коэффициента тепловой эффективности Ш. Влияние излучения газового объема, расположенного перед первой ступенью, на коэффициент теплопередачи перегревателя учитываем путем увеличения расчетного значения коэффициента теплопередачи излучением.
Конструктивные размеры и характеристики перегревателя, взятые из чертежей и паспортных данных парогенератора, сводим в табл. 3−7.
Таблица 3−7. Поверочный расчет фестона Вывод: 1. ак согласно расчету составляет 30.6 кВт/(м2К), что соответствует рекомендациям по использованию типа топки.
2.ал согласно расчету составляет 34.2 кВт/(м2К), что соответствует рекомендациям по использованию типа топки.
3.k согласно расчету составляет 32,8 кВт/(м2К), что соответствует рекомендациям по использованию типа топки.
4.Qт согласно расчету составляет 1062 кДж/кг, что не соответствует рекомендациям по использованию типа топки.
5.?Q согласно расчету составляет 7.182%, что соответствует рекомендациям по использованию типа топки.
Таблица 3−8 Конструктивные размеры и характеристики перегревателя.
1.4 Расчет хвостовых поверхностей При выполнении проекта установки агрегата на заданные паропроизводительность, параметры пара и вид топлива, а также при разработке проекта реконструкции существующего парогенератора в связи с повышением его производительности путем изменения параметров пара и вида топлива используют два варианта расчета хвостовых поверхностей:
1. Для парогенератора, хвостовые поверхности которого в основном соответствуют условиям задания на проектирование, поверочно — конструктивным расчетом проверяют экономайзер и воздухоподогреватель с внесением в их конструктивные размеры и характеристики необходимых корректив.
2. Для парогенератора, не имеющего хвостовых поверхностей или если имеющиеся хвостовые поверхности условиям задания на проектирование не удовлетворяют, конструктивным расчетом новых хвостовых поверхностей определяют их площади нагрева и конструктивные характеристики.
1 Полученное расхождение тепловосприятий выше допустимого. Для пересчета (второе приближение) принимаем другое значение температуры пара на входе в ступень и повторяем расчет.
2 Полученная температура отличается от температуры газов в первом приближении менее чем на 50° С, поэтому коэффициент теплопередачи пересчитывать не требуется.
3 Полученное расхождение тепловосприятий не превышает допустимого. Следовательно, значение температуры пара на входе во вторую ступень перегревателя V = 250° С, принятое при втором приближении, конструктивным характеристикам ступени соответствует и поверочный расчет ступени на этом заканчиваем.
1.5 Поверочный расчет второй ступени перегревателя Таблица 3−9 Поверочный расчет второй ступени перегревателя Выводы: 1. Q согласно расчетам составляет 415.6 кДж/кг, что соответствует рекомендациям по использованию типа топки.
2.ак согласно расчетам составляет 36 Вт/(м2К), что соответствует рекомендациям по использованию типа топки.
3.ал согласно расчетам составляет 29,5 Вт/(м2К), что соответствует рекомендациям по использованию типа топки.
4.?tпрт согласно расчетам составляет 540 оС, что соответствует рекомендациям по использованию типа топки.
5.?t согласно расчетам составляет 537 оС, что соответствует рекомендациям по использованию типа топки.
6. ?Q согласно расчетам составляет -56.9%, что соответствует рекомендациям по использованию типа топки.
1.6 Конструктивный расчет первой ступени перегревателя Таблица 3−10 Конструктивный расчет первой ступени перегревателя Выводы: 1. ак согласно расчетам составляет 56,9 Вт/(м2К), что не соответствует рекомендациям по использованию типа топки.
2.ал согласно расчетам составляет 21,7 Вт/(м2К), что соответствует рекомендациям по использованию типа топки.
3.k согласно расчетам составляет 50,1 Вт/(м2К), что не соответствует рекомендациям по использованию типа топки.
1.7 Конструктивные размеры и характеристики экономайзера Используя чертежи и техническую документацию парогенератора ТП-55У, составляем таблицы конструктивных размеров и характеристик его экономайзера и воздухоподогревателя.
Таблица 3−11 Конструктивные размеры и характеристики экономайзера.
Наименование. | Обозначение. | Единица. | Ступень. | ||
I. | II. | ||||
Диаметр труб: | |||||
наружный. | D. | мм. | |||
внутренний. | Dвн. | мм. | |||
Расположение труб. | ; | ; | шахматное. | шахматное. | |
Количество труб в горизонтальном ряду. | z1. | шт. | |||
Количество горизонтальных рядов труб. | z2. | шт. | |||
Шаг труб: | |||||
поперек потока газов (по ширине). | s1. | мм. | |||
вдоль потока газов (по высоте). | s2. | мм. | |||
Относительный шаг труб. | |||||
поперечный. | ; | ; | 2,8. | 2,8. | |
продольный. | ; | ; | 1,75. | 1,75. | |
Площадь поверхности нагрева. | H. | м2. | |||
Размеры сечения газохода поперек движения газов. | м. | 4,73. | 4,73. | ||
Площадь живого сечения для прохода газов. | F. | м2. | 7.14. | 7.14. | |
Количество параллельно включенных труб (по воде). | z0. | шт. | |||
Площадь живого сечения для прохода воды. | F. | м2. | 0,028. | 0,028. | |
1.8 Конструктивные размеры и характеристики воздухоподогревателя Таблица 3−12 Конструктивные размеры и характеристики воздухоподогревателя.
Наименование. | Обозначение. | Единица. | Ступень. | ||
I. | II. | ||||
Диаметр труб: | |||||
наружный. | d. | ||||
внутренний. | dвн. | ||||
Длинна труб. | L. | 3,4. | 3,4. | ||
Расположение труб. | ; | ; | Шахматное. | Шахматное. | |
Количество ходов по воздуху. | n. | шт. | |||
Количество труб в ряду поперек движения воздуха. | z1. | шт. | |||
Количество рядов труб вдоль движения воздуха. | z2. | шт. | |||
Шаг труб: | |||||
поперечный (поперек потока воздуха). | s1. | Мм. | |||
продольный (вдоль потока воздуха). | s2. | Мм. | |||
Относительный шаг: | |||||
поперечный. | s1/d. | ; | 1,4. | 1,4. | |
продольный. | s2/d. | ; | 1,1. | 1,1. | |
Количество параллельно включенных труб (по газам). | z0. | шт. | |||
Площадь живого сечения для прохода газов. | F. | м2. | 4.08. | 4.08. | |
Ширина сечения воздушного канала. | B. | М. | 7.31. | 7.31. | |
Средняя высота воздушного канала. | h. | М. | 1,7. | 1,7. | |
Площадь живого сечения для прохода воздуха. | Fв. | м2. | 3.56. | 3.56. | |
Площадь поверхности нагрева. | H. | м2. | |||
1.9 Поверочный расчет второй ступени экономайзера Таблица 3−13 Поверочный расчет второй ступени экономайзера.
Величина. | Единица. | Расчет. | |||
Наименование. | Обозначение. | Расчетная формула или способ определения. | |||
Площадь поверхности нагрева ступени. | Н. | По конструктивным размерам. | м2. | 246.5. | |
Площадь живого сечения для прохода газов. | Fр. | То же. | м2. | 7.14. | |
То же, для прохода воды. | f. | То же. | м2. | 0,017. | |
Температура газов на входе в ступень. | ?'. | Из расчета перегревателя. | оС. | ||
Энтальпия газов на входе в ступень. | I'. | То же. | кДж/кг. | ||
Температура газов на выходе из ступени. | ?''. | По выбору. | оC. | ||
Энтальпия газов на выходе из ступени. | I''. | По I?-таблице[2]. | кДж/кг. | ||
Тепловосприятие ступени (теплота, отданная газами). | Qр. | ц (I' I'' +?а Iопрс). | кДж/кг. | ||
Удельная энтальпия воды на выходе из ступени. | i''. | iп+ ?iпо-Вр/D (Qтл+Qк+Qпе). | кДж/кг. | ||
Температура воды на выходе из ступени. | t''. | По табл. VI — 6 [2]. | оС. | 257.4. | |
Удельная энтальпия воды на входе в ступень. | i'. | t''-ВрQг/Dэк. | кДж/кг. | ||
Температура воды на входе в ступень. | t'. | По табл. VI — 6 [2]. | оС. | ||
Средняя температура воды. | t. | 0,5(t'+ t''). | оС. | 202.2. | |
Скорость воды в трубах. | щ. | Dэкхср/Ш. | м/с. | 10.3. | |
Средняя температура газов. | 0,5(?'+ ?''). | оС. | |||
Средняя скорость газов. | щг. | (ВpVг+?)/273f. | м/с. | 64.2. | |
Коэффициент теплоотдачи конвекции. | ак. | По рис. 6 — 4 [2]. | Вт/(м2К). | ||
Эффективная толщина излучающего слоя. | s. | 0,9*(4s1s2/(рd2) — 1)*d. | м. | 0,18. | |
Суммарная поглощательная способность трехатомных газов. | рrns. | рrns. | мМПа. | 0,0028. | |
Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами. | kr. | По рис. 5 — 5 [2]. | l/(мМПа). | 3.8. | |
Коэффициент ослабления лучей золовыми частицами. | kзл. | По рис. 5 — 6 [2]. | l/(мМПа). | 0,083. | |
Суммарная оптическая толщина запыленного газового потока. | kрs. | (krrn+ kзл мзл) ps. | ; | 0,012. | |
Степень черноты газов. | а. | По рис. 5 — 4 [2]. | ; | 0,116. | |
Температура загрязненной стенки трубы. | tст. | tср+ ?t. | оС. | 262.2. | |
Коэффициент теплоотдачи излучением. | aл. | По рис. 6 — 11 [2]. | Вт/(м2К). | ||
Температура в объеме камеры перед ступенью. | ?'. | Из расчета перегревателя. | оС. | ||
Коэффициент. | А. | По § 6 — 2 [2]. | ; | 0,4. | |
Глубина по ходу газов: | |||||
ступени. | lп. | По конструктивным размерам. | м. | 3,23. | |
объема перед ступенью. | lоб. | То же. | м. | 3.06. | |
Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке. | a1. | ж (ак+а'л). | Вт/(м2К). | 86.2. | |
Поправка к коэффициенту загрязнения. | ?е. | По табл. 6 — 1 [2]. | м2К/Вт. | 0,002. | |
Коэффициент загрязнения. | е. | По формуле (6−8) [2]. | м2К/Вт. | 0,004. | |
Коэффициент теплопередачи. | k. | а1/(1+еа1). | Вт/(м2К). | 64.0. | |
Разность температур между средами: | |||||
наибольшая. | ?tб. | ?'- t''. | оС. | 692.6. | |
наименьшая. | ?tм. | ?''- t'. | оC. | ||
Отношение. | R. | ?tб/?tм. | ; | 1,9. | |
Температурный напор | ?t. | 0,5(?tб+?tм). | оС. | 522.8. | |
Тепловосприятие ступени по уравнению теплообмена. | Qт. | kH?t/103Вp. | кДж/кг. | ||
Расхождение расчетных тепловосприятий. | ?Q. | (Qт-Qр)/Qт. | %. | — 0.6. | |
Выводы: 1. ак согласно расчетам составляет 78 Вт/(м2К), что не соответствует рекомендациям по использованию типа топки.
2. ал согласно расчетам составляет 7 Вт/(м2К), что соответствует рекомендациям по использованию типа топки.
3.k согласно расчетам составляет 64.0 Вт/(м2К), что не соответствует рекомендациям по использованию типа топки.
4.Qт согласно расчетам составляет 2370 кДж/кг, что не соответствует рекомендациям по использованию типа топки.
5. ?Q согласно расчетам составляет -0.6%, что соответствует рекомендациям по использованию типа топки.
1.10 Поверочный расчет первой ступени воздухоподогревателя Таблица 3−14 Поверочный расчет первой ступени воздухоподогревателя Выводы:
1. Qт согласно расчетам составляет 1061 кДж/кг, что не соответствует рекомендациям по использованию типа топки.
2 ?Q согласно расчетам составляет -0.2% что соответствует рекомендациям по использованию типа топки.
1.11 Поверочный расчет второй ступени воздухоподогревателя Таблица 3−15 Поверочный расчет второй ступени воздухоподогревателя Выводы: 1. k согласно расчетам составляет 19,8 Вт/(м2К), что не соответствует рекомендациям по использованию типа топки.
2. ?Q согласно расчетам составляет 60.3%, что не соответствует рекомендациям по использованию типа топки.
Таблица 3−17 Конструкторский расчет первой ступени экономайзера.
Величина. | Единица. | Расчет. | |||
Наименование. | Обозначение. | Расчетная формула или способ определения. | |||
Температура газов на входе в ступень. | ?'. | Из расчета второй ступени воздухоподогревателя. | оС. | ||
Энтальпия газов на входе в ступень. | I'. | То же. | кДж/кг. | ||
Температура газов на выходе из ступени. | ?''. | Из расчета первой ступени воздухоподогревателя. | оС. | ||
Энтальпия газов на выходе из ступени. | I''. | То же. | кДж/кг. | ||
Количество теплоты, отданное газами. | Qр. | ц (I' I'' +?аIопрс). | кДж/кг. | ||
1.12 Расчет невязки теплового баланса парогенератора Таблица 3−18 Расчет невязки теплового баланса парогенератора.
Величина. | Единица. | Расчет. | |||
Наименование. | Обозначение. | Расчетная формула или способ определения. | |||
Расчетная температура горячего воздуха. | tг.в. | Из расчета воздухоподогревателя. | оС. | ||
Энтальпия горячего воздуха при расчетной температуре. | Iог.в. | То же. | кДж/кг. | ||
Количество теплоты, вносимое в топку воздухом. | Qв. | (ат-?ат-?аплу)Iов+(?а т+?аплу) Iопрс. | кДж/кг. | ||
Полезное тепловыделение в топке. | Qт. | Qрр(100-q3-q4-q6шл)/(100-q4)+ Qв. | кДж/кг. | ||
Лучистое тепловосприятие топки. | Qтл. | (Qг— I''т)ц. | кДж/кг. | ||
Расчетная невязка теплового баланса. | ?Q. | Qррзпг (Qтл+ Qк+ Qпе+ Qэк)(1-q4/100). | |||
Невязка. | ; | ?Q/Qрр*100. | %. | 17,8. | |
Выводы: 1. ?Q согласно расчетам составляет 4541 кДж/кг, что соответствует рекомендациям по использованию типа топки.
2. Невязка согласно расчетам составляет 17,5%, что выше допустимого значения.
Выводы Из расчёта теплового баланса парогенератора следует, что полезно используемая теплота 42.0*103 кДж/кг в агрегате соответствует рекомендациям по использованию типа топки, процент расхождения между полным расходом топлива и расчётным расходом составляет 0,1%, что соответствует рекомендациям по использованию типа топки.
Согласно поверочному расчету теплообмена в топке следует, что полезное тепловыделение в топке составляет 28 992 кДж/кг, что соответствует рекомендациям по использованию типа топки. Средняя суммарная теплоемкость продуктов сгорания составляет 9.66 , что не соответствует рекомендациям по использованию типа топки. Общее тепловосприятие топки составляет 14 289 кДж/кгчто соответствует рекомендациям по использованию.
В соответствии с поверочным расчетом фестона, мы рассчитали коэффициент теплоотдачи конвекцией равный 30.6 кВт/(м2?К), что соответствует рекомендациям по использованию типа топки, коэффициент теплоотдачи излучением равный 34.2 Вт/(м2?К), что соответствует рекомендациям по использованию типа топки, коэффициент теплопередачи равный 32.8 кВт/(м2?К), что соответствует рекомендациям по использованию типа топки, суммарное тепловосприятие газохода фестона согласно расчётам составляет 1062.3 кДж/кг, что не соответствует рекомендациям по использованию типа топки. Расхождение расчетных тепловосприятий составляет 7.182%, что соответствует рекомендациям.
Из вычислений поверочного расчета второй ступени перегревателя суммарное тепловосприятие ступени согласно расчётам составляет 415,6 кДж/кг, что соответствует рекомендациям по использованию типа топки, коэффициент теплоотдачи конвекцией составляет 36 кВт/(м2?К), что соответствует рекомендациям по использованию типа топки, коэффициент теплоотдачи излучением равен 29.5 Вт/(м2?К), что соответствует рекомендациям по использованию типа топки, температурный напор при противотоке равный 540? С, что не соответствует рекомендациям 400? С, расхождение расчетных тепловосприятий составляет -23.4%, что меньше допустимой нормы.
Согласно конструктивному расчету первой ступени перегревателя следует, что коэффициент теплоотдачи конвекцией 56.9 кВт/(м2?К), что соответствует рекомендациям по использованию типа топки, коэффициент теплоотдачи излучением равен 21.7 Вт/(м2?К), что не соответствует рекомендациям по использованию типа топки, коэффициент теплопередачи равен 50.1 кВт/(м2?К), что соответствует рекомендациям по использованию типа топки, температурный перепад равный 305? С, что больше допустимой нормы 200? С..
В поверочном расчете второй ступени экономайзера мы рассчитали: коэффициент теплоотдачи конвекцией равный 78 кВт/(м2?К), что не соответствует рекомендациям по использованию типа топки; коэффициент теплоотдачи излучением равный 7 Вт/(м2?К), что соответствует рекомендациям по использованию типа топки; коэффициент теплопередачи равный 64.0 кВт/(м2?К), что не соответствует рекомендациям по использованию типа топки. Расхождение расчетных тепловосприятий равно -0.6%, что меньше допустимой нормы.
Из поверочного расчета первой ступени воздухоподогревателя следует, что тепловосприятие ступени по уравнению теплообмена составляет 1416 кДж/кг, что не соответствует рекомендациям по использованию типа топки, расхождение расчетных тепловосприятий составляет 98%, полученное расхождение тепловосприятий больше допустимого.
Согласно поверочному расчету второй ступени воздухоподогревателя следует, что коэффициент теплопередачи равен 19,1 кВт/(м2?К), что не соответствует рекомендациям по использованию типа топки. Расхождение расчетных тепловосприятий согласно расчётам составляет -0.2%, что соответствует рекомендациям по использованию типа топки Расчётная невязка теплового баланса парогенератора согласно расчётам составляет 17,8%, полученное расхождение тепловосприятий выше допустимого, что соответствует рекомендациям по использованию типа топки.
Перечень ссылок.
1. Тепловой расчет котельных агрегатов. Нормативный метод. — М.: Энергия, 2010 г.
2. Тепловой расчет промышленных парогенераторов, Под. ред. В. И. Частухина.- Киев: Высшая школа, 1980 г.
3. Гарденина Г. Н., Маргулин С. А. и др. Паровые котлы типа КЕ для сжигания твердого топлива.- Промышленная энергетика, 2007 г.
4. СНиП II-35−76. Котельные установки. -.: Стройиздат, 2011 г.