Поверочный тепловой расчет котла ДЕ-25-14

характер распределения т-ры в топке M − Коэф. избытка воздуха на выходе из топки αт Табл. 1−1 − 1,1 Присос воздуха в топке Δαт Табл. 2−2 [2] − 0,1 Температура подаваемого воздуха tгв По выбору (С 30 Энтальпия подаваемого воздуха I0гв по iυ таблице кДж/ м3 379,63 Температура воздуха в помещении котельной t хв По выбору (С 30 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 iυ таблице (С 1889

Температура газов на выходе из топки ((т По выбору, табл. 5−3 [2] (С 1000

Энтальпия газов на выходе из топки I (т по iυ 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 м (МПа Коэф. ослабления лучей:

трехатомными газами золовыми частицами частицами кокса

kг

kзл

kкокс Рис. 5−5 [2]

Рис. 5−6 [2]

Стр. 32 [2]

1/

м (МПа

0 Безразмерные параметры χ1

χ2 Стр. 31 [2]

Стр. 31 [2] −

− ;

— Коэф. ослабления лучей топочной средой k 1/ м (МПа Суммарная сила поглощения топочного объема kps k (p (s − 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 I (т по iυ таблице кДж/ м3 16 320

Общее тепловосприятие топки Qлт φ((Qт − I (т) кДж/ м3 0,986· (36 950−16 320)=

=20 340

Средняя тепловая нагрузка лучевосп. поверхности топки qсрл кВт/м3

Расчёт первого конвективного пучка Таблица 38

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 υ' Из расчёта топки °С 907,84 Энтальпия газов перед 1-м конвективным пучком I' Из расчёта топки кДж/кг 16 320

Температура газов за 1-м конвективным пучком υ'' По предварительному выбору °С 800 Энтальпия газов за 1-м конвективным пучком I'' по iυ таблице кДж/кг 14 738,97 Количество теплоты отданное 1-му конвективному пучку Q1п φ· (I'-I'') кДж/кг 0,986(16 320−14 738,97)=1559

Температура кипения при давлении в барабане tкип по таблице °С 185 Средняя температура газов υср 0,5· (υ'+ υ'') °С 0,5· (907,84+800)=853,92 Средний температурный напор Δt υср-tкип °С 853,92−185=668,92 Средняя скорость газов ω м/с 19,135 Коэффициент теплоотдачи конвекцией αк 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·μэл)·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+Δt °C 185+25=210 Коэффициент теплоотдачи излучением αл По рис. 6−11 (αл=αн· α) Вт/м2· К 118· 0,036=5,48 Коэффициент использования поверхности нагрева ξ По § 6−2 [2] - 1 Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке α1 ξ· (αк+αл) Вт/м2· к 78,989+5,48=84,47 Коэффициент тепловой эффективности поверхности ψ Таблица 6−2 [2] м2· К/Вт 0,8 Коэффициент теплопередачи k α1· ψ Вт/м2· К 84,47· 0,8=67,58 Тепловосприятие 1-го конвективного пучка Qк1 кДж/кг 1557

Расхождение расчётных тепловосприятий ΔQ %

Расчёт второго конвективного пучка Таблица 39

Величина Единица Расчёт Наименование Обозначение Расчётная формула или способ определения Площадь поверхности нагрева. Н По конструктивным размерам м2 196 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 υ' Из расчёта 1-го конвективного пучка °С 800 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 υ'' По предварительному выбору °С 280 Энтальпия газов за 2-м конвективным пучком I'' по iυ таблице кДж/кг 5206

Количество теплоты отданное 2-му конвективному пучку Q1п φ· (I'-I'') кДж/кг 0,986(14 738,97−5206)=9400

Температура кипения при давлении в барабане tкип по таблице °С 185 Средняя температура газов υср 0,5· (υ'+ υ'') °С 0,5· (800+280)=520 Средний температурный напор Δt υср-tкип °С 520−185=335 Средняя скорость газов ω м/с 16,026 Коэффициент теплоотдачи конвекцией αк 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·μэл)·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+Δt °C 185+25=210 Коэффициент теплоотдачи излучением αл По рис. 6−11 (αл=αн· α) Вт/м2· К 118· 0,036=3,43 Коэффициент использования поверхности нагрева ξ По § 6−2 [2] - 1 Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке α1 ξ· (αк+αл) Вт/м2· к 81,69+3,43=85,12 Коэффициент тепловой эффективности поверхности ψ По формуле (6−37) и рис. 6−13 м2· К/Вт 0,8 Коэффициент теплопередачи k ψ· α1 Вт/м2· К 68,1 Тепловосприятие 2-го конвективного пучка Qк2 кДж/кг 9414

Расхождение расчётных тепловосприятий ΔQ %

Расчёт экономайзера Таблица 310

Величина Обозначение Формула или способ определения Единица Расчет Температура газов на входе в ступень ((Из расчёта второго конвективного пучка. (С 280 Энтальпия газов на входе в ступень I (Из расчёта второго конвективного пучка кДж/ м3 5206

Температура газов на выходе ((((=tух (С 150 Энтальпия газов на выходе из ступени I (по iυ таблице кДж/ м3 2947

Тепловосприятие ступени Qг кДж/ м3 2365

Температура воды на входе в ступень t (t (= tп. в (С 100 Удельная энтальпия воды на входе в ступень i΄ 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 υв 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 Δtб ((− t ((С 280−138,5=141,5 Наименьшая разность температур Δtм ((− t ((С 150−100=50 Температурный напор при противотоке Δtпрт (С 87,96 Тепловосприятие экономайзера Н=808,2 м² Qт кДж/ м3 2357

Расхождение расчетных тепловосприятий ΔQ %

Расчёт невязки теплового баланса Для окончания расчета с учетом полученного значения температуры уходящих газов уточняют потерю тепла с уходящими газами, КПД агрегата и расход топлива. Далее по расчетному значению температуры горячего воздуха и полученному ранее значению температуры газов на выходе из топки уточняют тепловосприятие лучевоспринимающих поверхностей, отнесенное к 1 кг топлива.

Таблица 311

Величина Обозначение Формула или способ определения Единица Расчет Расчетная температура горячего воздуха tг.в. (С 30 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 36 950

Лучистое тепловосприятие топки Qтл кДж/ м3 20 340

Потеря теплоты с уходящими газами q2% 6,62 КПД парогенератора 100 − q2 − q3 − q4 − q5% 91,6 Расчетная невязка теплового баланса ΔQ кДж/ м3 -50 Невязка − % 0,136

Значение невязки балансовых величин не превышает 0,5%, следовательно расчет котлоагрегата можно считать законченным.

Список использованных источников

Роддатис К. Ф. Справочник по котельным установкам малой производительности / К. Ф. Роддатис, А. Н. Полтарецкий. — М.: Энергоатомиздат, 1989. 488 с.

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

Тепловой расчет котельных агрегатов. Нормативный метод / Под ред Н. В. Кузнецова и др. — М.: Энергия, 1973.

Бузников Е. Ф. Производственные и отопительные котельные / Е. Ф. Бузников, Э. Я. Роддатис. — М.: Энергоиздат, 1984. 248 с.

Ривкин С. Л. Термодинамические свойства воды и водяного пара / С. Л. Ривкин, А. А. Александров. — М.: Энергоатомиздат, 1984. 80 с.

Фокин В. М. Теплогенераторы котельных. — М.: «Издательство Машиностроение-1», 2005. 160 с.