Помощь в написании студенческих работ
Антистрессовый сервис

Промышленные котельные установки

Курсовая: Промышленные котельные установки
КурсоваяПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Расчет теплообмена в топке Топка котла КЕ-25−14−225 полностью экранирована трубами диаметром 51 мм с толщиной стенки 2,5 мм и шагом 55 мм. По конструктивным размерам топки рассчитываем полную площадь ее стен и площадь лучевоспринимающей поверхности топки. По конструктивным размерам и характеристикам топки выполняем поверочный расчет теплообмена в топке. Расчет производится методом… Читать ещё >

Промышленные котельные установки (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

1. Общие сведенья о котлах КЕ 1…25

2. Основные контуры естественной циркуляции котлов КЕ-25−14 ГМ

3. Тепловой расчёт парового котла КЕ-25−14 ГМ

4. Расчет теплового баланса котельного агрегата и расхода топлива

5. Расчет конструктивных характеристик топки

6. Расчет теплообмена в топке

7. Расчёт первого конвективного пучка

8. Расчёт второго конвективного пучка

9. Расчёт экономайзера Список литературы

1. Общие сведенья о котлах КЕ 1…25

Все газомазутные котлы ДЕ имеют опорную наклонную раму, которая опирается на фундамент. На раму передается масса элементов котла и воды, обвязочного каркаса, натрубная обмуровка и обшивка. Переднее днище нижнего барабана имеет неподвижную опору, а остальные опоры скользящие. На заднем днище нижнего барабана установлен репер (указатель) для контроля теплового расширения элементов котла при работе и растопке. Теплогенераторы состоят из верхнего и нижнего барабанов одинаковой длины, которые соединены между собой коридорно расположенными вертикальными изогнутыми трубами и образуют соответственно первый и второй газоходы конвективной поверхности нагрева. Продольный шаг кипятильных труб вдоль барабана 90 мм, а поперечный — 110 мм. Котлы паропроизводительностью 4; 6,5; 10 т/ч в конвективных пучках имеют продольные металлические перегородки по всей высоте газохода с окном (от фронта котла) спереди, что обеспечивает разворот топочных газов в пучке на 180° и выход газов в экономайзер через заднюю стенку котла. Котлы паропроизводительностью 16 и 25 т/ч таких перегородок не имеют, и газы идут по всему сечению газохода к фронту котла, выходят из котла, а затем по газовому коробу, размещенному над топочной камерой, направляются в водяной экономайзер, расположенный в хвостовой части котла.

Для всех типоразмеров газомазутных котлов КЕ диаметры верхнего и нижнего барабанов — 1000 мм, расстояние между барабанами по осям — 2750 мм. Ширина топочной камеры всех котлов по осям экранных труб — 1790 мм, средняя высота топочной камеры — 2400 мм. Барабаны котлов изготавливают из стали 16 ГС и толщиной стенки 13 и 22 мм, соответственно для избыточного давления 13 и 23 кгс/см2.

Все трубы радиационной и конвективной поверхности нагрева развальцованы в барабанах и имеют наружный диаметр 51 Ч 2,5 мм, чем достигается лучшая естественная циркуляция в контурах котла. В нижнем барабане размещены перфорированные трубы для периодической продувки и парового прогрева воды от соседних котлов при растопке, а также штуцеры для спуска воды. Топочная камера находится сбоку (справа) от конвективного пучка и отделена от него слева газоплотной перегородкой из труб, установленных с шагом 55 мм и сваренных между собой металлическими полосками. Концы труб газоплотного экрана обсажены до 38 мм, выведены в два ряда и уплотнены гребенкой, примыкающей к трубам и барабану. В задней части газоплотного экрана, на расстоянии 700 мм от задней стенки котла, имеется окно для выхода топочных газов из топки в конвективный пучок. Подовый, правый боковой топочный экран и потолок топки образованы длинными изогнутыми трубами, установленными с шагом 55 мм. Концы этих труб разведены в два ряда и соединены непосредственно с верхним и нижним барабанами на вальцовке. Под (нижняя часть топки) в топке выложен слоем огнеупорного кирпича, шамотный кирпич также укладывается на боковую часть нижнего барабана в топке и крепится на шпильках на боковую часть верхнего барабана в топке между газоплотным и потолочным экранами. Вертикальные трубы заднего топочного экрана не имеют обсадных концов и приварены к нижнему и верхнему наклонным коллекторам диаметром 159 Ч 6 мм. Верхний коллектор заднего топочного экрана приварен к верхнему барабану с наклоном вниз, а нижний коллектор к нижнему барабану с наклоном вверх. Кроме того, верхний и нижний коллекторы объединены не обогреваемой трубой диаметром 76 Ч 3,5 мм, которая замурована в шамотный кирпич обмуровки. По рециркуляционной трубе происходит сток воды из верхнего коллектора в нижний при отделении ее из пароводяной смеси. Для защиты от теплового излучения коллекторов заднего топочного экрана они снабжены двумя изогнутыми трубами, развальцованными в нижний и верхний барабаны.

Фронтовой экран топки котлов образован четырьмя изогнутыми трубами, развальцованными в верхний и нижний барабаны, что позволяет разместить на фронтовой стене амбразуры горелки и лаз. Лаз совмещен с взрывным клапаном. (В первой серии котлов производительностью 4…10 т/ч фронтовой экран имел вертикальные трубы, приваренные к коллекторам, аналогично конструкции заднего топочного экрана). Котлы производительностью 4…10 т/ч имеют по две модернизированные горелки ГМГ или по одной ГМ, а котлы производительностью 16 и 25 т/ч — горелки ГМ-10 и ГМП-16. Кроме того, у котлов производительностью 4…10 т/ч в топке впереди заднего топочного экрана установлены два ряда труб по шесть штук (всего двенадцать труб), которые развальцованы в верхний и нижний барабаны и являются направляющими экранами для закрутки и хода движения топочных газов из топки в кипятильный пучок труб.

Котлы КЕ производительностью 4…10 т/ч выполнены с одноступенчатым испарением, а в котлах спроизводительностью 16 и 25 т/ч применено двухступенчатое испарение с внутрибарабанным солевым отсеком.

У котлов КЕ паропроизводительностью 16 и 25 т/ч в барабанах на расстоянии 1,5 м от задней стенки установлены перегородки, которые образуют чистый, расположенный в передней части котла, и солевой отсеки. В верхнем барабане перегородка установлена до середины парового пространства, а в нижнем сплошная перегородка, отделяющая вторую ступень испарения от первой. Опускная система первой ступени испарения состоит из последних по ходу газов рядов труб конвективного пучка. Во вторую ступень испарения выделены первые по ходу топочных газов ряды труб конвективного пучка. Опускная система контура солевого отсека состоит из трех не обогреваемых труб диаметром 159 Ч 4,5 мм, по которым вода из верхнего барабана опускается в нижний. Отсеки ступенчатого испарения сообщаются между собой по пару через окно над поперечной перегородкой, а по воде через сопло, расположенное в нижней части перегородки водяного объема верхнего барабана. Это сопло выполняет роль продувки из чистого отсека в солевой. В качестве сепарационных устройств первой ступени испарения используются установленные в верхнем барабане щитки и козырьки, направляющие пароводяную смесь из экранных труб на уровень воды. Для выравнивания скоростей пара по всей длине барабана все котлы (всех производительностей) снабжаются верхним дырчатым пароприемным потолком. На всех котлах, кроме котлов до 4 т/ч, перед пароприемным потолком установлен горизонтальный жалюзийный сепаратор. Сепарационными устройствами второй ступени испарения являются продольные щитки, направляющие движение пароводяной смеси в торец барабана к поперечной перегородке, разделяющей отсеки.

На котлах паропроизводительностью 4…10 т/ч периодическая продувка совмещается с трубой непрерывной продувки. На котлах 16 и 25 т/ч периодическая продувка производится из чистого и солевого отсеков, а непрерывная продувка осуществляется из солевого отсека верхнего барабана. Качество котловой (продувочной) воды нормируется по общему солесодержанию (сухому остатку) без учета абсолютной щелочности.

Для производства перегретого пара устанавливают пароперегреватель. На котлах 4…10 т/ч пароперегреватель выполнен змеевиковым из труб диаметром 32 Ч 3 мм, а на котлах 16 и 25 т/ч — двухрядным из труб 51 Ч 2,5 мм. В качестве хвостовых поверхностей нагрева применяются стандартные чугунные водяные экономайзеры ЭП 2. Обмуровка боковых стен, общей толщиной 100 мм, выполнена натрубной и состоит из шамотобетона (25 мм) по сетке и изоляционных (асбестовермикулитовых) плит. Обмуровка фронтовой и задней стен, общей толщиной 100 мм, состоит из шамотобетона (65 мм) и изоляционных плит; для котлов производительностью 16 и 25 т/ч толщина теплоизоляционных плит 256…300 мм. Обмуровка котла снаружи покрывается металлической листовой обшивкой для уменьшения присосов воздуха в газовый тракт. Котлы оборудованы стационарными обдувочными аппаратами, расположенными с левой стороны конвективного пучка. Обдувочная труба, с целью повышения надежности работы, выполняется из жаропрочной стали. Вращение трубы для обдувки производится вручную при помощи шкива и цепи. Дляобдувки труб котла используется сухой насыщенный или перегретый пар с давлением не менее 0,7 МПа. Котлы оборудованы индивидуальным дутьевым вентилятором и дымососом.

Каждый котел КЕ снабжен согласно правилам котлонадзора:

· двумя пружинными предохранительными клапанами, из которых один является контрольным; на котлах без пароперегревателя оба клапана устанавливаются на верхнем барабане (и любой может быть выбран как контрольный); на котлах с пароперегревателем контрольным служит клапан на выходном коллекторе пароперегревателя;

· двумя водоуказательными приборами;

· необходимым количеством термометров, манометров, запорной, дренажной и сливной арматуры;

· Приборами регулирования и безопасности

2. Основные контуры естественной циркуляции котлов КЕ-25−14 ГМ Питательная вода подается в водный объем чистого отсека верхнего барабана, где смешивается с котловой водой. В котле шесть контуров естественной циркуляции: три в чистом и три в солевом отсеке:

o Чистый отсек, первая ступень испарения.

1-й контур (по кипятильным трубам чистого отсека). Котловая вода из верхнего барабана опускается в нижний барабан, по кипятильным трубам расположенным ближе к фронту котла в области более низких температур топочных газов, а по кипятильным трубам, расположенным ближе к перегородке в области более высоких температур, вода и пароводяная смесь (ПВС) поднимаются в верхний барабан.

2-й контур (по фронтовому экрану) — котловая вода из нижнего барабана по четырем трубам поднимается вверх и в виде ПВС поступает в верхний барабан.

3-й контур (по подовому, правому боковому и потолочному экрану, расположенным до перегородки) — котловая вода из нижнего барабана заполняет трубы и в виде ПВС поступает в верхний барабан.

o Солевой отсек, вторая ступень испарения.

4-й контур (по кипятильным трубам солевого отсека) — котловая вода из верхнего барабана по трем опускным необогреваемым трубам идет в нижний барабан, а по кипятильным трубам, расположенным за перегородкой, образующаяся ПВС поднимается в верхний барабан.

5-й контур (по заднему топочному экрану) — котловая вода из нижнего барабана поступает в нижний коллектор экрана, распределяется по экранным трубам, а образующаяся в них ПВС поднимается в верхний коллектор. За счет расслоения потока в верхнем коллекторе пар идет в верхний барабан, а отделившаяся из ПВС вода опускается в нижний коллектор по опускной необогреваемой трубе.

6-й контур (по подовому, правому боковому и потолочному экрану, расположенным за перегородкой) — котловая вода из нижнего барабана заполняет трубы и в виде ПВС поступает в верхний барабан. Влажно-насыщенный пар в верхнем барабане проходит паросепарационные устройства, а полученный сухой насыщенный пар отбирается из чистого отсека и по паропроводу идет к потребителю.

В таблице представлены основные характеристики котла.

промышленный котел топливо экономайзер Таблица 1

Наименование

Обозначение

Значение

Номинальная паропроизводительность

т/ч

Расчетное давление:

в барабане котла

МПа

1,1

Температура готового пара

0С

Топливо

Природный газ

Объем топочной камеры

м3

Площадь поверхностей нагрева:

— радиационной

— испарительной

м2

м2

Температура уходящих газов

0С

КПД при сжигании газа

%

91,7

Колличество горелок

шт.

Паровой объем, при максимально допустимом уровне воды в барабане

м2

2,62

Водяной объем, при максимально допустимом уровне воды в барабане.

м2

16,5

Габаритные размеры:

— высота

— ширина

— длина

м м

м

4,72

4,63

11,55

Масса металлической части

т

23,3

3. Тепловой расчёт парового котла КЕ-25−14 ГМ

1. Исходные данные для расчёта Котёл КЕ-25−14 паропроизводительностью 25 т/ч вырабатывает насыщенный пар с рабочим абсолютным давлением Р=1,4 МПа. Питательная вода поступает при температуре tпв=100 °С. Котёл оборудован индивидуальным экономайзером системы ВТИ БВЭС-IV-I. Непрерывная продувка котля составляет 3%. Основное топливо — природный газ, резервное топливо — мазут марки М100.

Характеристика топлива:

CH4 — 94,9%

C2H6 — 3,2%

C3H8 — 0,4%

С4Н10 — 0,1%

С5Н12 (и более тяжёлые) — 0,1%

N2 — 0,9%

СО2 — 0,4%

Теплота сгорания низшая сухого газа:

Плотность газа при 0 °C и 760 мм. рт. ст.:

Влагосодержание на 1 м3 сухого газа при t=10°C принимаем

dг=10 г/м3

2 Определение присосов воздуха

Таблица 2

Участки газового тракта.

Дб

б''

топка

0,1

1,1

первый конвективный пучок

0,05

1,15

второй конвективный пучок

0,1

1,25

экономайзер

0,1

1,35

3 расчёт объёмов воздуха и продуктов сгорания Теоретический объём воздуха необходимого для полного сгорания топлива:

где m — число атомов углерода,

n — число атомов водорода.

Теоретический объём азота в продуктах сгорания:

С учётом избыточного воздуха:

(теоретический объём двухатомных газов равен теоретическому объёму азота).

Объём водяных паров:

С учётом избыточного воздуха:

Объем трёхатомных газов:

Определяем объёмы продуктов сгорания, объёмные доли трёхатомных газов и другие характеристики продуктов сгорания в участках нагрева котла.

Результаты сводим в таблицу:

Таблица 3

Наименование величины

Расчётная формула

топка

1-й конвективный пучок

2-й конвективный пучок

Экономайзер

Коэффициент избытка воздуха за газоходом, б

пункт 2 таблица

1,1

1,15

1,25

1,35

Коэффициент избытка воздуха средний, бср

1,1

1,125

1,2

1,3

Избыточное количество воздуха,

0,973

1,217

1,947

2,92

Действительный объём водяных паров,

2,199

2,202

2,214

2,23

Действительный суммарный объём продуктов сгорания,

11,903

12,15

12,892

13,880

Объёмная доля трёхатомных газов,

0,087

0,085

0,08

0,074

Объёмная доля водяных паров,

0,185

0,181

0,172

0,161

Суммарная объёмная доля трёхатомных компонентов

0,271

0,266

0,252

0,235

Таблица 4 Энтальпии теоретического объёма воздуха и продуктов сгорания.

Температура, °С

V0=9,734 м3

VRO2=1,034 м3

VN20=7,697 м3

VH2O0=2,183 м3

Iг0= VRO2+ VN20+ VH2O0 м3

Iв0=V0· (ct)в

IRO2=VRO2· (cх)RO2

I0N2=VN20· (cх)N2

I0H2O=VH2O0· (cх)N2

379,63

1284,89

174,75

1000,61

329,63

1504,99

2589,24

369,14

2001,22

663,63

3033,99

3922,8

3017,22

1010,73

4605,96

5275,83

798,25

4056,32

1366,56

6221,13

6658,06

1029,86

5110,81

1733,3

7873,97

8079,22

1263,55

6188,39

2110,96

9562,89

9529,59

1510,67

7281,36

2503,9

11 295,94

10 999,42

1761,94

8412,82

2914,30

13 089,06

12 469,25

2017,33

9567,37

3326,89

14 911,59

13 978,02

2276,87

10 729,62

3765,68

16 772,16

15 525,73

2540,54

11 891,87

4204,46

18 636,861

17 073,436

2809,38

13 046,42

4651,97

20 507,77

18 796,35

3077,18

14 239,45

5116,96

22 433,59

20 207,78

3350,16

15 463,27

5584,11

24 397,55

21 794,426

3623,14

16 656,3

6066,56

23 390,802

3895,08

17 880,13

6551,18

28 326,39

24 977,44

4172,19

19 103,95

7044,54

30 320,69

26 564,09

4449,3

20 335,47

7548,81

32 333,59

28 199,398

4726,41

21 590,09

8050,9

34 367,4

29 824,98

5007,66

22 813,9

8570,46

36 392,03

31 528,43

5288,91

24 068,52

9083,46

38 440,89

33 085,87

5570,16

25 323,13

9603,02

40 496,31

Энтальпии продуктов сгорания при б>1.

Таблица 5

Участки газового тракта и коэф. избытка воздуха

топка б=1,1

первый конвективный пучок б=1,15

второй конвективный пучок б=1,25

экономайзер б=1,35

I, кДж/м3

ДI, кДж/м3

I, кДж/м3

ДI, кДж/м3

I, кДж/м3

ДI, кДж/м3

I, кДж/м3

ДI, кДж/м3

1284,89

1504,99

;

;

;

;

;

;

1954,70

;

2589,24

3033,99

;

;

;

;

3681,3

;

3940,22

1985,52

3922,80

4605,96

;

;

;

;

5586,66

1905,36

5978,94

2038,72

5275,83

6221,13

;

;

7012,50

;

7540,09

1953,43

8067,67

2088,73

6658,06

7873,97

;

;

8872,68

1860,17

9538,49

1998,40

10 204,29

2136,62

8079,22

9562,89

;

;

10 774,77

1902,09

11 582,70

2044,21

12 390,62

2186,33

9529,59

11 295,94

;

;

12 725,38

1950,61

13 678,34

2095,64

14 631,30

2240,68

10 999,42

13 089,06

14 189,00

;

14 738,97

2013,59

15 838,92

2160,58

16 938,86

2307,56

12 469,25

14 911,59

16 158,52

1969,51

16 781,98

2043,00

18 028,90

2189,99

19 275,83

2336,97

13 978,02

16 772,16

18 169,96

2011,45

18 868,86

2086,89

20 266,67

2237,76

21 664,47

2388,64

15 525,73

18 636,86

20 189,43

2019,47

20 965,72

2096,86

22 518,29

2251,63

24 070,87

2406,40

17 073,44

20 507,77

22 215,11

2025,68

23 068,79

2103,06

24 776,13

2257,84

26 483,47

2412,61

18 796,35

22 433,59

24 313,23

2098,11

25 253,04

2184,26

27 132,68

2356,55

29 012,31

2528,84

20 207,78

24 397,55

26 418,33

2105,10

27 428,72

2175,67

29 449,50

2316,82

31 470,27

2457,96

21 794,43

26 346,00

28 525,44

2107,11

29 615,16

2186,45

31 794,61

2345,11

33 974,05

2503,78

23 390,80

28 326,39

30 665,47

2140,03

31 835,01

2219,85

34 174,09

2379,48

36 513,17

2539,12

24 977,44

30 320,69

32 818,43

2152,96

34 067,31

2232,30

36 565,05

2390,96

39 062,79

2549,62

26 564,09

32 333,59

34 990,00

2171,57

36 318,20

2250,90

38 974,61

2409,56

41 631,02

2568,23

28 199,40

34 367,40

37 187,34

2197,34

38 597,31

2279,11

41 417,25

2442,64

44 237,19

2606,17

29 824,98

36 392,03

39 374,53

2187,19

40 865,78

2268,47

43 848,28

2431,03

46 830,77

2593,58

31 528,43

38 440,89

41 593,73

2219,21

43 170,15

2304,38

46 323,00

2474,72

49 475,84

2645,07

33 085,87

40 496,31

43 804,90

2211,16

45 459,19

2289,04

48 767,78

2444,78

52 076,36

2600,52

Тепловой расчет Тепловой баланс составляем в расчёте на 1 м3 топлива с располагаемой теплотой сгорания Qрр. При определении Qрр учитываем предварительный подогрев воздуха в паровом калорифере.

4. Расчет теплового баланса котельного агрегата и расхода топлива Таблица 6

Наименование

Обозначение

Расчетная формула или способ определения

Единица

Расчет

Располагаемая теплота сгорания топлива

Qрр

Qрн + Qв.н,

где

кДж/м3

36 700+1· (50)=36 750

Потеря теплоты от химической неполноты сгорания топлива

q3

Табл. 4?5 [2]

%

0,5

Потеря теплоты от механической неполноты сгорания топлива

q4

Табл. 4?5 [2]

%

Температура уходящих газов

ух

По выбору, табл. 1?3 [2]

С

Энтальпия уходящих газов

Iух

По I? таблице

кДж/ м3

1985,52

Температура воздуха в котельной

tх.в.

По выбору

С

Теоретическая энтальпия воздуха в котельной

I0х.в.

По I? таблице

кДж/ м3

39· 9,734=379,63

Потеря теплоты с уходящими газами

q2

%

Потеря теплоты от наружного охлаждения

q5

По рис. 3?1 [2]

%

1,3

Сумма тепловых потерь

Уq

q5 + q4 + q3 + q2

%

1,3+ 0 + 0,5 +4 = 5,8

КПД котла

ка

100 — Уq

%

100 — 7,06 = 94,2

Коэффициент сохранения теплоты

ц

Паропроизводительность котла

D

По заданию

кг/с

6,94

Давление пара в барабане

рб

р•1,1

МПа

1,1

Температура пара

tпп

По заданию

С

Температура питательной воды

tпв

По заданию

С

Энтальпия насыщенного пара

iпп

Табл. VI?8 [2]

кДж/ м3

2780,4

Энтальпия питательной воды

iпв

Табл. VI?6 [2]

кДж/ м3

419,8

Значение продувки

р

По выбору

%

Энтальпия воды (рб, tн)

iкип

Табл. VI?7 [2]

кДж/ м3

781,1

Полезно использованная теплота

Qпол

D (iпп — iпв) + 0,01D (iкип — iпв)p

кВт

Полный расход топлива

В

м3/с

Расчётный расход топлива

Вр

В•0,01•(100 — q4)

м3/с

0,475•0,01•(100 -0) = 0,475

5. Расчет конструктивных характеристик топки По конструктивным размерам принимаем активный объем топочной камеры Vт = 29 м3. Допустимое тепловое напряжение объема топки, в соответствии с табл. 4?5[2], равно qV = 700 кВт/м3

Величина

Единица

Расчёт

Наименование

обозначение

Расчётная формула или способ определения

Активный объём топки

VТ

По конструктивным размерам

м3

Тепловое напря-жение топки расчётное

qV

кВт/м3

допустимое

qV

По табл. 4−3

кВт/м3

Количество горелок

n

По паспортным данным

Шт.

Теплопроизво-дительность горелки

QГ

1,25· ·10-3

МВт

Тип горелки

;

По паспортным данным

;

ВНИИМТ

6. Расчет теплообмена в топке Топка котла КЕ-25−14−225 полностью экранирована трубами диаметром 51 мм с толщиной стенки 2,5 мм и шагом 55 мм. По конструктивным размерам топки рассчитываем полную площадь ее стен и площадь лучевоспринимающей поверхности топки. По конструктивным размерам и характеристикам топки выполняем поверочный расчет теплообмена в топке. Расчет производится методом последовательных приближений. При этом учитываем что вся площадь лучевоспринимающей поверхности открытая.

Таблица

Величина

Обозначение

Расчетная формула или способ определения

Единица

Расчет

Суммарная площадь лучевоспр. поверхности

Нл

по конструктивным характеристикам

м2

60,46

Площадь лучев. поверхности открытых экранов

Нл.откр

по конструктивным характеристикам

м2

60,46

Полная площадь стен топки и камеры догорания

Fст

по конструктивным размерам

м2

64,22

Коэф. тепловой эффект-ти лучевосп. поверхности

Шср

Эффективная толщина излуч. слоя пламени

s

м

Полная высота топки

Hт

по конструктивным размерам

м

2,4

Высота расположения горелки

hт

по конструктивным размерам

м

1,8

Относительный уровень расположения горелок

xт

Параметр, учитыв. характер распределения т-ры в топке

M

Коэф. избытка воздуха на выходе из топки

бт

Табл. 1?1

1,1

Присос воздуха в топке

Дбт

Табл. 2?2 [2]

0,1

Температура подаваемого воздуха

tгв

По выбору

С

Энтальпия подаваемого воздуха

I0гв

по iх таблице

кДж/ м3

379,63

Температура воздуха в помещении котельной

t хв

По выбору

С

Энтальпия присосов воздуха

I0прс

Табл. 1?3

кДж/ м3

379,6

Кол-во теплоты, вносимое в топку воздухом

Qв

кДж/ м3

379,63 (1,1? 0,1) + 379,6•0,1 =383,43

Полезное тепловыделение в топке

Qт

кДж/ м3

Адиабатическая температура горения

а

по iх таблице

С

Температура газов на выходе из топки

т

По выбору, табл. 5?3 [2]

С

Энтальпия газов на выходе из топки

Iт

по iх таблице

кДж/ м3

18 169,96

Средняя суммарная теплоем. продуктов сгорания

Vccp

Объемная доля:

Водяных паров Трехатомных газов

Табл. 1?2

Табл. 1?2

0,185

0,087

Суммарная объемная доля трехатомных газов

rn

Табл.1−2

0,27

Произведение

prns

мМПа

Коэф. ослабления лучей:

трехатомными газами золовыми частицами частицами кокса

kг

kзл

kкокс

Рис. 5?5 [2]

Рис. 5?6 [2]

Стр. 32 [2]

1/

мМПа

Безразмерные параметры

ч1

ч2

Стр. 31 [2]

Стр. 31 [2]

;

;

Коэф. ослабления лучей топочной средой

k

1/ мМПа

Суммарная сила поглощения топочного объема

kps

kps

2,045· 0,1·1,63=0,33

Степень черноты факела

aф

1? е? kps

1? е?0,326 = 0,283

Степень черноты топки

aт

;

Тепловая нагрузка стен топки

qF

кВт/м2

Температура газов на выходе из топки

т

Рис. 5?8 [2]

С

907,84

Энтальпия газов на выходе из топки

Iт

по iх таблице

кДж/ м3

Общее тепловосприятие топки

Qлт

ц (Qт? Iт)

кДж/ м3

0,986· (36 950−16 320)=

=20 340

Средняя тепловая нагрузка лучевосп. поверхности топки

qсрл

кВт/м3

7. Расчёт первого конвективного пучка

Величина

Единица

Расчёт

Наименование

Обозначение

Расчётная формула или способ определения

Площадь поверхности нагрева.

Н

По конструктивным размерам

м2

16,36

Площадь поверхности труб

По конструктивным размерам

16,36

Диаметр труб

d

По конструктивным размерам

мм

51×2,5

Относительный шаг труб поперечный продольный

s1/d

s2/d

По конструктивным размерам

;

2,157

1,765

Площадь живого сечения для прохода газов

F

По конструктивным размерам

м2

1,245

Эффективная толщина излучающего слоя

s

м

0,18

Температура газов перед 1-м конвективным пучком

х'

Из расчёта топки

°С

907,84

Энтальпия газов перед 1-м конвективным пучком

I'

Из расчёта топки

кДж/кг

Температура газов за 1-м конвективным пучком

х''

По предварительному выбору

°С

Энтальпия газов за 1-м конвективным пучком

I''

по iх таблице

кДж/кг

14 738,97

Количество теплоты отданное 1-му конвективному пучку

Q1п

ц· (I'-I'')

кДж/кг

0,986(16 320−14 738,97)=1559

Температура кипения при давлении в барабане

tкип

по таблице

°С

Средняя температура газов

хср

0,5· (х'+ х'')

°С

0,5· (907,84+800)=853,92

Средний температурный напор

Дt

хср-tкип

°С

853,92−185=668,92

Средняя скорость газов

щ

м/с

19,135

Коэффициент теплоотдачи конвекцией

бк

по рис. 6−5 [2]

кВт/м2· к

78,98

Суммарнвя поглощательная способность трёхатомных газов

prns

prns

м· МПа

0,1· 0,266·0,18=0,0048

Суммарная оптическая толщина запылённого газового потока

k· p·s

(kг· rn+kэл·мэл)·p·s

;

2,045· 0,1·0,18=0,037

Степень черноты излучающей среды

a

по рис. 5.4 или по формуле 5.22 [2]

Температура загрязнённой стенки трубы

tст

tкип+Дt

°C

185+25=210

Коэффициент теплоотдачи излучением

бл

По рис. 6−11 (бл=бн· б)

Вт/м2· К

118· 0,036=5,48

Коэффициент использования поверхности нагрева

о

По § 6−2 [2]

;

Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке

б1

о· (бк+бл)

Вт/м2· к

78,989+5,48=84,47

Коэффициент тепловой эффективности поверхности

ш

Таблица 6−2 [2]

м2· К/Вт

0,8

Коэффициент теплопередачи

k

б1· ш

Вт/м2· К

84,47· 0,8=67,58

Тепловосприятие 1-го конвективного пучка

Qк1

кДж/кг

Расхождение расчётных тепловосприятий

ДQ

%

8. Расчёт второго конвективного пучка

Величина

Единица

Расчёт

Наименование

Обозначение

Расчётная формула или способ определения

Площадь поверхности нагрева.

Н

По конструктивным размерам

м2

Диаметр труб

d

По конструктивным размерам

мм

51×2,5

Относительный шаг труб поперечный продольный

s1/d

s2/d

По конструктивным размерам

;

2,157

1,765

Площадь живого сечения для прохода газов

F

По конструктивным размерам

м2

0,851

Эффективная толщина излучающего слоя

s

м

0,18

Температура газов перед 2-м конвективным пучком

х'

Из расчёта 1-го конвективного пучка

°С

Энтальпия газов перед 2-м конвективным пучком

I'

Из расчёта 1-го конвективного пучка

кДж/кг

14 738,97

Температура газов за 2-м конвективным пучком

х''

По предварительному выбору

°С

Энтальпия газов за 2-м конвективным пучком

I''

по iх таблице

кДж/кг

Количество теплоты отданное 2-му конвективному пучку

Q1п

ц· (I'-I'')

кДж/кг

0,986(14 738,97−5206)=9400

Температура кипения при давлении в барабане

tкип

по таблице

°С

Средняя температура газов

хср

0,5· (х'+ х'')

°С

0,5· (800+280)=520

Средний температурный напор

Дt

хср-tкип

°С

520−185=335

Средняя скорость газов

щ

м/с

16,026

Коэффициент теплоотдачи конвекцией

бк

по рис. 6−5 [2]

кВт/м2· к

81,69

Суммарнвя поглощательная способность трёхатомных газов

prns

prns

м· МПа

0,1· 0,252·0,18=0,0045

Суммарная оптическая толщина запылённого газового потока

k· p·s

(kг· rn+kэл·мэл)·p·s

;

2,045· 0,1·0,18=0,037

Степень черноты излучающей среды

a

по рис. 5.4 или по формуле 5.22 [2]

Температура загрязнённой стенки трубы

tст

tкип+Дt

°C

185+25=210

Коэффициент теплоотдачи излучением

бл

По рис. 6−11 (бл=бн· б)

Вт/м2· К

118· 0,036=3,43

Коэффициент использования поверхности нагрева

о

По § 6−2 [2]

;

Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке

б1

о· (бк+бл)

Вт/м2· к

81,69+3,43=85,12

Коэффициент тепловой эффективности поверхности

ш

По формуле (6−37) и рис. 6−13

м2· К/Вт

0,8

Коэффициент теплопередачи

k

ш· б1

Вт/м2· К

68,1

Тепловосприятие 2-го конвективного пучка

Qк2

кДж/кг

Расхождение расчётных тепловосприятий

ДQ

%

9. Расчёт экономайзера

Величина

Обозначение

Формула или способ определения

Единица

Расчет

Температура газов на входе в ступень

Из расчёта второго конвективного пучка.

С

Энтальпия газов на входе в ступень

I

Из расчёта второго конвективного пучка

кДж/ м3

Температура газов на выходе

=tух

С

Энтальпия газов на выходе из ступени

I

по iх таблице

кДж/ м3

Тепловосприятие ступени

Qг

кДж/ м3

Температура воды на входе в ступень

t

t= tп.в

С

Удельная энтальпия воды на входе в ступень

iґ

Табл. VI?6 [2]

кДж/ кг

419,8

Удельная энтальпия воды на выходе из ступени

i

С

581,67

Температура воды на выходе из ступени

t

Табл. VI?6 [2]

кДж/ кг

138,5

Средняя температура воды

tср

0,5 (t + t)

С

0,5 (100 + 138,5)=119,25

Объем воды при средней температуре

хв

Табл. VI?6 [2]

м3/кг

0,106

Средняя скорость воды

wв

м/с

0,37

Средняя температура газов в ступени

ср

0,5 (+)

С

0,5 (280+ 150)=215

Средняя скорость газов в ступени

wг

м/с

9,82

Коэффициент теплопередачи

k

Рисунок 6−4.

15,75

Наибольшая разность температур

Дtб

? t

С

280−138,5=141,5

Наименьшая разность температур

Дtм

? t

С

150−100=50

Температурный напор при противотоке

Дtпрт

С

87,96

Тепловосприятие экономайзера Н=808,2 м2

Qт

кДж/ м3

Расхождение расчетных тепловосприятий

ДQ

%

10. Расчёт невязки теплового баланса

Величина

Обозначение

Формула или способ определения

Единица

Расчет

Расчетная температура горячего воздуха

tг. в.

С

Энтальпия горячего воздуха при расчетной температуре

кДж/ м3

379,63

Количество теплоты, вносимое в топку воздухом

QВ

кДж/ м3

379,63 (1,05? 0,05) + 379,63•0,05 =383,43

Полезное тепловыделение

QТ

кДж/ м3

Лучистое тепловосприятие топки

Qтл

кДж/ м3

Потеря теплоты с уходящими газами

q2

%

6,62

КПД парогенератора

100? q2? q3? q4? q5

%

91,6

Расчетная невязка теплового баланса

ДQ

кДж/ м3

— 50

Невязка

%

0,136

1. Томский Г. И. Тепловой расчет стационарного котла. Мурманск. 2009. — 51 с.

2. Томский Г. И. Топливо для стационарных паровых и водогрейных котлов. Мурманск. 2007. — 55 с.

3. Эстеркин Р. И. Котельные установки. Курсовое и дипломное проектирование. Л.: Энергоатомиздат. 1989. — 280 с.

4. Эстеркин Р. И. Промышленные котельные установки. Л.: Энергоатомиздат. 1985. — 400 с.

Показать весь текст
Заполнить форму текущей работой

Сессия? Спокойно!