Тепловий розрахунок котельного агрегату

КурсоваДопомога в написанніДізнатися вартістьмоєї роботи

Тепловий розрахунок котельного агрегату (реферат, курсова, диплом, контрольна)

Зміст

1. Конструктивні характеристики котельного агрегату, параметри робочих середовищ і характеристики (топлива) палива

2. Кількість повітря необхідного для горіння палива, склад і кількість димових газів та їх ентальпія

2.1 Теоретичний необхідний об`єм повітря для процесу горіння і теор об`єму продуктів згорання

2.2 Коефіцієнт надлишку повітря в газовому тронте котельного агрегату

2.3 Ентальпія повітря і продуктів згорання

3. Тепловий баланс котельного агрегату і витрати палива

4. Тепловий розрахунок топки

4.1 Визначення розмірів топочного простору

4.2 Розрахунок теплообміну в топці

5. Тепловий розрахунок конвективних поверхонь нагріву

5.1 Згальні положення розрахунку. Тепловий розрахунок пароперегрівача

5.2 Тепловий розрахунок газоходів котла

5.3 Тепловий розрахунок економайзера

5.4 Тепловий розрахунок повітрепідігрівача

5.5 Перевірка правильності теплового розрахунку котельного агрегату Література

1. Конструктивні характеристики котельного агрегату, параметри робочих середовищ і характеристики (топлива) палива ДКВР-20−13-Двобарабанні котли вертикально — водотрубної реконструкції. Виробляється (Росія) котельним заводом на тиск 1,4мПа (ДКВР-20−13) і 2,4мПа (ДКВР-20−23). Котли з природньою структурою мають два барабани: верхній — довгий та нижній — короткий. А також екран очну топочну камеру, котра знаходиться перед передньою половиною верхнього барабану. (окрім ДКВР-20)

Бокові стінки топочних камер покриті екранами з гладких труб, а у парогенераторів потужність 10 т/г і 20т/г, окрім цього маються фронтовий та задній екрани.

Парогенератори, повірений розрахунок котрих виконується в курсовій роботі, обладнані камерними топками з газомазутними горілками. Ці парогенератори можна також використовувати і для слоєвого спалювання твердого палива, для цого слід застосовувати напівмеханічні або механічні топки. Тверде паливо може спалюватися без предвічної підготовки в слою (тобто в слоєвій топці) і в камерних топках в пиловидному стані. Для спалювання вугільного пилу у камерних топках, паливо повинно пройти успішно ряд підготовчих операцій.

Верхній барабан в передній частині з`єднаний екранними трубами з двома колекторами. В задній частині з`эднан з нижнім барабаном лучової кип`ятильної труб, які образують розвинуту конвективну поверхню нагріву. Труби конвективного типу розволожені в коридорному порядку. Топочна камера ділиться шамотною перегородкою на дві частини: власну топочну камеру, та на камеру догорання. При нижній камері догорання убирається небезпека затягування полумґя в котельних пуна, також (стискання камери) спалюються витрати з хімічним та нехімічним недопалом палива.

Між першим та другим рядами труб котельного пучка, встановлюється ще одна перегородка, що відділяє котельний пучок від камери згорання. Так перший ряд труб котельного пучка, мається та є заднім екраном камери догорання. Всередині котельного пучка мається чавунна перегородка, котра діле його на перший та другий газохід.

Димові гази що відходять із топки через спеціальне вікно, яке знаходиться у правому куті її правої стінки, проходить камеру догорання справа наліво і поступають в котельний пучок, описує його поперечними горизонтальними потоками. Живильна вода подається до котла під рівень води до верхнього барабану, звідки вона по двум описним трубам поступає в колектори бокових екранів.

По трубам останніх рядів кипґятильного пучка, який розташований в другому газоході, вода надходить з верхнього в нижній барабан.

Утворюється в процесі спалювання палива, пароводяна суміш надходить до верхнього барабану, де з допомогою спеціальних сепараційних пристроїв пар відділяється від води. Нижній барабан виконує функцію шлаковідстоювача. З нього по спеціальним перерухованій трубі виконується періодична продувка. При наявності пароперегрівача пастина конвективних труб не встановлюється пароперегрівачі розміщуються на першому газоході після другого та третього ряду кипґятильних труб. Парогенератори типу ДКВР дуже низькі до якості питомої води. Тому вода для харчування повинна проходити ряд очищення і дистиляції. При спалюванні мазуту або газу, коефіцієнт надлишку повітря менший ніж при спалюванні твердого палива. Тому зменшується обґєм продуктів згорання, що дозволяє збільшити паровиробничість котельної установки на 40−50%.

Барабани котлів ДКВР на тиск 13−23атм мають однакові параметри діаметри 1000 мм товщина стінки для котлів 13атм-13мм, 23атм-23мм. Середній рівень води знаходиться на осі барабана. Для спостереження за рівнем води на верхніх барабанах встановлюється два водо показникові прилад. Екрани та котельні пучки виконані з стальних бензових труб діаметром 51 мм, та товщиною стінки 2,5 мм. Бокові екрани виконані з кроком 80 мм. Фронтальні та задні екрани з кроком 130 мм, то такі екрани встановлюються тільки в ДКВР — 10 та в ДКВР — 20. Колектори екранів виконані із труб діаметром 219 мм товщиною стінки 8мм — для котлів с Р=13атм і 10мм — Р=23атм. Ширина конвективного пучка для котлів ДКВР — 4 — 2100 мм, а для ДКВР — 6,5 і 10 — 2730 мм.

Чистка труб котельного пучка і екранів проводиться із верхнього барабана паром. Пароперегрівачі збираються із труб діаметром 32 мм, з товщиною стінки 5 мм (13 — 23).

Вихідні кінці труб пароперегрівача розташовуються в верхньому барабані, а вхідним — приварюються.

Для обдувши використовують насичений або непридатний пар. Тиск перед соплами 0,71,7 мПа.

На котлах встановлюється наступна арматура: запобіжний клапан, монометри з трьохходовими кранами, для них, показники рівня, запорні вентилі та обратні клапани живлення колів, задувочні продувні вентилі, запарні вентилі та зворотні клапани живлення для відбору перегрітого пару, вентилі для спуска води з нижнього барабану.

В котельному пучку шаг між трубами: по вісі котла 100 мм та впоперек 110 мм.

Особливістю котлів ДКВР — 20 є вкорочений верхній барабан та двухступенева система згорання, з використовуємо в якості других йому пені випаяних циклонів. З нижнього барабана питна вода поступає в водяний обґєм циклона. Пар з верхньої частини циклона направляється в паровий обґєм верхнього барабану. Пароперегрівач навісає з обох сторін барабана в першому газоході котла. Користуючись додатком 1, приведемо конструктивні характеристики котельного агрегату, вказаного в завданні. Конструктивні характеристики представимо в залежній таблиці 1.1

Таблиця 1.1.

Конструктивні характеристики котельного агрегату


Найменування/котел	ДКВР — 20 -13
Номінальна виробничість, т/г
Температура пари,
Температура живильної води,
Площа поверхні нагріву, м2: Радіаційна Конвективна Загальна котла	73,5 358,5
Пароперегрівачі при номінальній поверхні виробничості
Обґєм, м3, паровий водяний	1,84
Запас води в котлі при водяних колебаннях рівня в водо показниках смінка 80мм: м3 мм	0,45 1,3
Видне теплове направлення парового обґєму, м3/(м-3*г)
Живий переріз для (води) проходу газів, м2 у котельному пучці у пароперегрівачі	2,84 2,15
Розрахункове паливо	Н. і Б. углі
Обґєм топки та камери догорання, м3
Площина поверхності дзеркал горіння, м2	12,9
Температура газів за котлом, при роботі на: насиченому та бурому вугіллі антрациті АС і АМ древесина відходів фрезерном торфу мазуту газу
Розрахунковий КПД%
топка	паливо
ПМЗ — РПК ПМЗ — ЛУР ПМЗ — ЧУР Сис-ми Полорошева Сис-ми Шернияда газомазутна	Донецький ПЖ Підготовлений вугіль Астроцит АС і АМ Погорний ПЖ Бурий вугіль Древесинні відходи Фрезерний торф Газ мазут	77,2 80,3 77,2 91,1 89,6
Розрахунковий газовий опір, Па при роботі на: насичених вуглях бурих вуглях древесина відходів фрезерному торфі
Газу та мазуту при поглинаючій напрузі
Газу та мазуту при повишеній на 30% напрузі
Довжина циліндричної частини барабана, мм: Вертикального Нижнього
Відстань між вісями барабанів, мм
Діаметр і товщина стінок передніх опускних труб, мм
Кількість труб екранів, шт.: бокових фронтових задніх Кількість кипґятильних труб, шт.: По всій осі барабана По ширині котла Загальна кількість кипґятильних труб, шт.: Габаритні розміри, мм Довжина котла в тяжкій обмурівці Ширина котла в тяжкій обмурівці Довжина котла в полегшеній обмурівці Ширина котла в полегшеній обмурівці Висота котла від полу до вісі верхнього барабану Висота котла від полу до потрубків на верхньому барабані Маса, т Котла в загальній заводській поставці Найвищого блоку в полегшеній обмуровці	9575/8950 7680/10 935 44,4−53,8 16,7

Для розрахунку котлоагрегату слід визначити параметри робочих середовищ (питомої води, насиченого пару, перегрітого пару) і інформацію дано у вигляді таблиці 1.2

Параметри питомої води та насиченого пару визначають по таблицям насиченого водяного пару, а параметри перегрітого пару по І - S діаграми водяного пару (а параметри перегрітого пара) з урахуванням того, що насичений пар перетворюється в перегрітий при Рп.п.=const насичення температури tп. п Таблиця 1.2.

Параметри робочих середовищ


Найменування	Позначення	Одиниці виміру	Числові величини
Питома вода
Тиск	Рп.в.	Па	1,5*106
Температура	tп.в.
Ентальпія	іп.в.	кДж/м
Питомий обґєм
Насичений пар
Тиск	Рu	Па	1,5*106
Температура	tu		198,28
Ентальпія води	іґn	кДж/кг	844,5
Ентальпія пари	іґґn	кДж/кг	2791,8
Питомий обґєм води	Vґм	м3/кг	0,11 538
Питомий обґєм пари	Vґґм	м3/кг	0,1317
Перегрітий пар
Тиск	Рпп	Па	1,5* 106
Температура	tпм
Ентальпія	іпп	кДж/кг
Питомий обґєм	Vпп	м3/кг	0,153

Користуючись приложенням 2 приведено інформацію о паливі заданих в умові для виконання курсового проекту і представимо характеристику палива у вигляді таблиці 1.3

Таблиця 1.3

Характеристика твердого палива


Місце народження	Марка	Робоча маса	Ар,%	Wp,%	Qнр, МДж/кг
		Ср	Нр	Nр	Ор
Волинське	гр	55,5	3,7	0,9	7,5	0,8	1,8	19,8	21,44
Нелетучий залишок	Плавність золи
	t1	t2	t3
Від слабоспікшегося до спікшегося

2. Визначення кількості повітря необхідного для горіння палива, склад і кількість димових газів та їх ентальпія Кількість повітря, необхідного для горіння палива і кількості димових газів по газоходом котла находиться для підрахунку згорання газів і повітря в поверностях нагріву з усіма визначеннями коефіцієнта теплопередачі в них.

2.1 Теоретично необхідний обґєм повітря для повного згорання і теоретичного обґєму продуктів згорання Результатів розрахунків теоретичних обґємів повітря і продуктів згорання зводиться в таблицю 2.1.

Таблиця 2.1.

Теоретичний обґєм повітря, необхідні для горіння палива і теоретичні обґєми продуктів згорання


Найменування величини	Позн.	Одиниці вимір.	Розрах. формули	Розрахунок	Результати
Теоретичний обґєм повітря	V0	м3/кг	V0=0,0889(Ср+ 0,375Sтеор)+ 0,265Np — 0,0330Op	0,0889(55,5+ 0,3752,6)+ 0,2653,7- 0,033*7,5	5,7536
Теоретичний обґєм азоту в димових газах		м3/кг	=0,79 V0+ 0,8 Nр/100	0,795,7536+ 0,80,9/100	4,5525
Обґєм азону трьох атомних газів	VRO2	м3/кг	VRO2=0,0187* (Cp+0,37Sґф+к)	0,0187(55,5+ 0,375*2,6)	1,056
Теоретичний обґэм водяних парів в димових газах		м3/кг	= 0,0124 (Sнд+р) +0,0161 V0	0,0124(93,7+ 10)+0,01615,7536	0,6295
Повний обґєм теоретичної кількості димових газів		м3/кг	= VRO2+ +	1,056+4,5525+0,6295	6,238

2.2 Коефіцієнт надлишку повітря в газовому тронте котельного агрегату Для розрахунку дійсних обґємів продуктів згорання по газоходам котельного агрегату необхідно вибрати тип топочного пристрою і розмочування поверхності нагріву по ходу руху димових газів. Складемо схему котельного агрегату.

Тип топочного пристрою, коефіцієнт надлишку повітря в топці бт. втрати тепла від хімічної неповної згорання палива ф3 і втрати тепла від механічної повноти згорання ф4 вибираємо в залежності від даного сорту палива паровиробничості котла в залежності з додатком 3, для котлоагрегата паровиробничість 20 т/г застосовуємо камерне спалювання твердого палива.

Дані по додатку 4 вибираємо значення проходу повітря по окремим газоходам .

Середнє значення коефіцієнту надлишку повітря бср в газоході визначаємо по формулі:

бср=бґ+

де бґ- коефіцієнт надлишку повітря перед розглядуємим згодом.

Таблиця 2.2

Розрахункові характеристики топки


Тил топки	Найменування палива	Коефіцієнт, бт	Допущене по умовам горіння тепло напруги топочного обґєму кВт/м	Втрати тепла, %
Пилевугольні з молотниковими нелогнищами				q3	q4
	Буре вугілля	1,25		0,5
Пиловугільна з торовими бараб. мелоту.	Буре вугілля	1,2		0,5

Таблиця 2.3

Присоси повітря по газоходам котлоагрегату


Елементи котлоагрегата	Найменування газоходу	Величина присосу
Поточна камера	Комерні	0,05
Котельні пучки	Перші газоходи котлів з розвинутими конвективними поверхностями нагріву. Другі газоходи, тих самих котлів.	0,05 0,1
Пароперегрівачі		0,05
Водяні економайзери	Чугунці ребристі	0,1
Повітреперегрівачі	Стальні трубчаті, на 1 рівень	0,05

Таблиця 2.4

Обґєм продуктів згорання і обґєми для вуглекислого газу і водяних парів по газоходом котельного агрегату.


Найменування розрахованої величини	Одиниці виміру	Елементи газового тракту
		топка	Пароперег рівач	Перший газохід котла	Другий газохід котла	Еконо майзер	Повітря підігрівача
Коефіцієнт надл. Повітря в топці, бт		1,2	;	;	;	;	;
Присос по елементам газового тракта,		0,05	0,05	0,05	0,1	0,1	0,05
Коеф. надлишку повітря за елем. тракта, бґ		1,25	1,3	1,35	1,45	1,55	1,6
Середній коефіцієнт надлишку повітря, бср		1,225	1,275	1,325	1,4	1,55	1,6
Обґєм надлишкового повітря = (бср-l)V0	м3	1,295	1,58	1,85	2,3	2,877	3,308
Обґєм водяних парів в надлишку повітря VН2О=0,0161	м3	0,021	0,025	0,03	0,037	0,046	0,05
Дійсний обґєм водяних парів VН2О=+	м3/кг	0,65	0,6545	0,6595	0,6665	1,0895	0,6795
Повний обґєм продуктів згорання Vт=VRO2++ VН2О+(бср-S)1,0161	м3/кг	7,553	7,837	8,138	8,676	9,161	9,6
Обґємна доля сухихи трьохатомних газів в продуктах згорання гRO2=VRO2/ Vn		0,14	0,135	0,13	0,123	0,115	0,11
Обґємна доля водяних парів в продуктах згорання гН2О=VН2О/Vг		0,083	0,080	0,077	0,073	0,069	0,0656
Загальна доля руйнівних газів в продуктах згорання гН=г RO2+ гН2О	;	0,223	0,215	0,207	0,196	0,184	0,1756

2.3 Ентальпія повітря і продуктів згорання Формули для визначення ентальпії теоретичних обґємів продуктів згорання приведено в таблиці 2.5, в яких занесений результати розрахунків.

Таблиця 2.5

Ентальпія теоретичного обґєму повітря і продуктів згорання.


Визначаєма величина і формула, кДж/кг	обґєм газів	Температура продуктів згорання,

Ентальпія теоретичного обґємк повітря Іво=V0(сt)RO2	5,7536	759,48	1530,46	2318,7	3118,45	3935,46	4775,49	5632,77	6501,57	7370,36	8262,17	9176,99	10 149,35	11 006,64	11 944,47	12 882,31	1385,9	14 763,74	15 701,57	16 668,18	17 629,03
Ентальпія сухих триатомних газів = VRO2(ct)RO2	1,056	178,46	376,99	590,3	815,23	1051,78	1290,43	1542,82	1799,42	2080,26	2325,3	2594,59	2869,15	3142,66	3421,44	3700,22	3977,95	4260,96	4543,97	4826,98	5114,21
Ентальпія теоретичного обґєму азоту =(сt)N2	4,5525	591,83	1183,65	1784,58	2399,17	3022,86	3660,21	4306,66	4975,88	5658,76	6346,19	7033,6	7716,49	8422,13	9145,97	9851,6	10 575,46	11 299,31	12 027,71	12 769,76	13 493,6
Ентальпія теоретичного обґєму водяних парів = (сt)Н2О	0,6295	95,05	191,37	291,46	394,07	499,82	608,75	722,04	840,38	959,36	108,89	1212,42	1341,46	1475,55	1610,26	1749,38	1889,13	2031,4	2176,81	2321,6	2471,42
Ентальпія теоретичного обґєму продуктів згорання =+ +		865,34	1752,01	2666,34	3608,47	4574,46	5559,82	6571,52	7615,68	8678,38	9757,38	10 840,61	11 927,1	13 040,34	14 177,68	15 301,20	16 442,54	17 591,67	18 748,49	19 918,34	21 079,23

Таблиця 2.6

Ентальпія дійсної кількості продуктів згорання по елементам газового тракту котельного агрегату


Єнтальпія дійсної кількості продуктів згорання за елементами газового тракту котельного агрегату (I-Vтаблиця) Таблиця 2.4	Температура ,		25 045, 76	1377,08
			23 668,68
				1387,34
			22 281,34
				1367,83
			20 913,51
				1360,14
			19 553,37
				1353,65
			18 199,72
				1334,54
			16 865,18
				1348,35
			15 516,83
				1306,13
			14 210,7
				1305,27
			12 905,43		13 364,28
				1289,06		1334,80
			11 616,37		12 029,48
				1279,66		1324,25
			10 386,71		10 705,23		11 073,75
				1258,18		1301,62		1345,06
			9078,53		9403,61		9728,69
				1239,64		1283,08		1326,52
			7838,89		8120,53		8402,17		1326,52
										1354,61
				1204,58		1247,45		1290,32
			6634,31		6873,08		7111,85		1290,32
				1174,37		1216,37		1258,37		1321,78
			5459,94		5656,71		5853,48		1258,37		6542,19
				1149,92		1190,67		1231,51		1292,79		1374,49
			4310,02		4460,04		4621,97		1231,51		5167,7		5401,58
				1122,13		1162,06		1202,05		1262,03		1342,01		1401,99
			9187,89		3303,89		3419,92		1202,05		3825,69		3999,59
				1091,53		1131,09		1170,58		1229,63		1308,45		1367,57
			2096,36		2172,89		2249,41		1170,58		2517,24		2632,02
						1098,69				1195,06		1272,16		1329,98
								1137,24
				1060,14
			1036,22		1074,20		1112,17		1137,24		1245,08		1302,04
		Іг	Іг	Іг	Іг	Іг	Іг	Іг	Іг	Іг	Іг	Іг	Іг
		За топкою, бт=1,225	За пароперегрівачем б=1,275	За пер шим газоходом б=1,325	За дру гим газоходом б=1,4	За еко номайзе ом, б=1,5	за по вітре під іг рівачем, б=1,575
	Іг=+(б-1)

Результати розрахунків ентальпія газів при дійсних коефіцієнтах надлишку повітря зводимо до таблиці 2.6

По даним таблиці 2.6 побудуємо І-V діаграму для всіх пристроїв газового тракту котельного агрегату.

3.Тепловий баланс котельного агрегату і розход палива Необхідний розрахунок та формула по розрахунку теплового балансу представимо у вигляді таблиці 3.1 куди і занесемо результати розрахунків.

Таблиця 3.1

Тепловий баланс котельного агрегата


Тепловий баланс котельного агрегату
Назва визначної величини	позначення	Одиниці вимірювання	Розрахункова формула або виток визначення	Розрахунок	Результати розрахунку
Потрібне тепло палива		кДж/кг		21 769,85	21 769,85
Температура вихідних газів	Vух		Приймаємо (П. 2.4)
Ентальпія вихідних газів	Іух	кДж/кг	І-V таблиця	1513,68	1513,68
Температура холодного повітря що надходить до котлоагрегату.	tх.в.		Вихідні данні проекту
Ентальпія теоретично необхідного обсягу холодного повітря		кДж/кг	V0(сt)х.в.	5,7536−1,33*28=1	214,26
Втрата тепла від механічної неповноти згорання	q4	%	Додаток 3	2,5	2,5
Втрата тепла з відхідними газами	q2	%		*(100−2,5)	5,268
Втрати тепла від хімічної неповноти згорання	q3	%	Додаток 3	0,5	0,5
Втрати тепла на зовнішнє охолодження котельного агрегату	q5	%	Додаток 6	1,28	1,28
Втрати з фізичним теплом шлаків	q6	%			0,2
Сума теплових втрат	? q	%	q2+ q3+ q4+ q5+ q6	5,268+0,5+2,5+1,28+ 0,2	9,746
Коефіцієнт корисної дії котельного агрегату	?к.а	%			0,903
Корисно використане тепло	q1	%	100-? q	100−9,746	80,254
Тепло корисно використане у котельному агрегаті на виготовлення 1 кг перегрітого пару	Qк.а.	кДж/кг	(іпп-іпв)+(іґ-іпв)	(2950−419)+ 1,4/100*(844,5−419)	2536,96
Натуральні витрата пального	Вн	кг/с			0,71
Розрахункові витрати пального	Вр	кг/с	Вн (1- q4/100)	0,71(1−2,5/100)	0,69
Коефіцієнт збереження тепла	ц	;	(100- q5)/100		0,987
Витрати умовного пального	Вус	кг/с	Вр	0,69	0,513
Випарна здатність розрахункового пального	Up	кг/кг			8,0515
Випарна здатність умовного пального	Uус	кг/кг			10,8295

4. Тепловий розрахунок топки

4.1 Визначення розмірів топочного простору Малюємо ескіз топочної камери ескіз виконується в масштабі 1:50 і не менш ніж в двух проекціях.

На основі ескізів топочної камери визначимо площу огороджуючи поверхонь камери згорання і камери догорання, а також обґєм топки. Результати розрахунків виведені у таблиці 4.1.

1.Площина огородження поверхні камери згорання а) бокові стінки: 4,98(0,25+5,0445)=26,367 м 26,367*2=52,733 м²

б)передня стінка: (5,0445+0,25)2,81=14,8776 м в) задня стінка: 14,8776 м²

г)дно: 4,98−2,81=13,99 м²

д)стеля: 13,99 м² ?110,469 м²

2.Камера догорання відсутня

3.Всього Рт=110,469 м²

4.Обґєм топки: Vт=26,367*2,81=74,09 м²

Таблиця 4.1

Розміри поверхностей нагріву топочного простору


Найменування поверхностей	Одиниці виміру	Камера згорання	Камера догорання
Бокова стінка	м2	52,733	Відсутня
Передня стіна	м2	14,8775
Задня стіна	м2	14,8775
Підлога	м2	13,99
стеля	м2	13,99

Загальна площина всіх огороджених поверхонь топки рівно сумі площ огороджуваних поверхонь камер догорання і згорання. Обґєм топочного простору знаходиться геометрично

Vт=*вк де: — сумарна поверхня бічних стін камер горіння і догорання, м2;

вк — ширина котла, м

Vт=74,09 м³ Рт=110,469 м²

Промінесприймаюча поверхня нагріву топочного простору визначаеться з урахуванням розмірних характеристик, визначаємо по кресленнях котельного агрегату. Результатами розрахунку промінесприймаючих поверхонь представимо у вигляді таблиці 4.2.

Таблиця 4.2

Основні дані для визначення промінесприймаючої поверхні нагріву


Найменування промінесприйнятної поверхні нагріву.	освітлена довжина труб ?, мм	Відстань між осями крайніх труб екрану, в мм	Площа стінки покритої екраном Fпл, м2	Відстань від осі труби до стінки топки, l, мм	Крок екранних труб S, мм	Відносний крок екранних труб S/d	Відносна відстань від осі труби до стінки топки, l/d	Кутовий коефіцієнт екрану	Величина промінесприйнятної поверхні нагріву
								Номер кривої	Значення х
Бокові стінки: Прямокутна частина Трапеціальна частина			41,33			1,57	0,78		0,94	38,85
Передній екран			7,25			2,55	1,96		0,8	5,8
Задній екран			12,9			2,55	0,51		0,71	9,2
Екрани бокових стін	;	;	;	;	;	;	;	;	;	;
Перший ряд кип’ятильних труб			6,8			2,16	0,59		0,79	5,4
Всього										59,25

4.2 Розрахунок теплообміну в топці. Результати розрахунку теплообміну в топці зведемо до таблиці 4.4

Таблиця 4.4

Розрахунок теплообміну в топці


Назва розрахункової величини	позначення	Одиниці вимірювання	Розрахункова формула або виток визначення	Розрахунок	Результати розрахунку
Об`єм поточної камери	Vт	м3	Конструктивна характеристика	74,09	74,09
Промінесприй маюча поверхня	Нл	м2	-\;	73,5	73,5
Поверхня топочного простору	Fт	м2	-\;	110,469	110,469
ефективна товщина випромінюючого шару	Sт	—;	3,6Vт/Fт		2,4145
Температура газів на виході з топки			Приймається орієнтовно
Ентальпія газів на виході з топки		кДж/м3	І-V діаграма	12 260,9
Корисне тепловиділення в топці	Qт	кДж/кг	+бт	21 769,85 + 1,2* 1,33 5,7536370	25 015,077
Теоретична температура горіння	Va		VІ діаграма
Середня сумарна теплоємність	VСср	кДж/кг*К			13,45
Розрахункова теплова напруга поточного простору	Q/ Vт	кВт/м3	Вр*/Vт		202,742
Степінь екранування топки		—-;	Нл/Fт	73,5/110,469	0,665
Умовний коефіцієнт забруднення промінесприймаючої поверхні			Рекомендації нормативного методу	0,45	0,45
Добуток	?? ?			0,665*0,45	0,299
Розрахунковий коефіцієнт	М		А-ВХт	0,59−0,5*0,3	0,44
світність полум’я	m		Рекомендації нормативного методу	0,5	0,5
Сумарна поглинальна здібність триатомних газів		бар/м	rп*Sт	0,223*2,4145	0,538
Коефіцієнт послаблення променів триатомними газами	Кг		Номограма на мал. 4.2	(1−0,38)	0,6209
Сумарна сила поглинання газового потоку	КнесвSт	бар*м	КгrпSт	0,6209*0,538	0,33 406
Степінь чорноти несвітячойосі частини полум’я	анесв		1-е-Кнесв*Sт	1-е-0,33 406	0,284
Коефіцієнт послаблення променів світячої частини факела	Ксв		1,6 — 0,5	1,6 — 0,5	1,6168
Сумарна сила поглинання світячої частини полум`я	КсвSт	бар*м	КсвSт	1,6168*2,4145	3,904
Степінь чорноти світячоїся частини полум`я	асв		0,9(1-е-Ксв*Sт)	0,9(1-е-3,904)	0,8818
Степінь чорноти факела	аф		(1-m)анесв+mасв	(1−0,5)0,284+ 0,5*0,8818	0,5829
Степінь чорноти топки	ат				0,8238
Коефіцієнт збереження тепла	ц		q5/100	1- 1,28/100	0,9872
Тепловиділення в топці на 1 м² стінки топки		кВт/м2	Вр*Qт/Fт	0,69*25 015,077/ 110,469	156,217
Температура димових газів на виході із топки					109,351
Ентальпія димових газів на виході із топки		кДж/кг	І-V таблиця	11 736,91	11 736,91
Тепло передане випромінюванням в топці	Qл	кДж/кг	ц (Qт-)	0,9812(25 015,077−11 736,91)	13 108,147

5.Тепловий розрахунок конвективних поверхонь нагріву

5.1.Загальні положення розрахунку пароперегрівача Виконується конструктивнимпровіряємо його співвідношення поверхні для отримання перегрітого пару заданого параметрів при спалюванні заданого виду палива. При цьому розрахунок пароперегрівача приймаємо закінченим якщо розбіжності між простими значеннями поверхні нагріву і отримуємо в результаті розрахунку не перевищує 2%

5.2 Тепловий розрахунок пароперегрівача По кресленням котлоагрегату визначається необхідні для теплового розрахунку конструктивні характеристики пароперегрівача і представляються у вигляді таблиці 5.1

Таблиця 5.1

Конструктивні характеристики пароперегрівача


Назва величини	Позначення	Одиниці виміру	Числові значення
Діаметр труби і товщини стінки	dн/S	mm
Число зміївиків, включених паралельно по парі	m	шт
Число труб в ряду (поперек газоходу)	z	шт
Число рядів (труб) по ходу газу	n	шт
Крок труб: повздовжній поперечний	S1 S2	мм мм	68,5
Відносний повздовжній крок	S1/dн		2,34
Відносний поперечний крок	S2/dн		2,14
Розміщення труб		Коридорне
Характер змивання		Поперечне
Розміри газоходу: висота ширина	а в	м м	2,6 2,22
Переріз для проходів газів ав-zldн		м2	3,1
Живий переріз для проходження пари mdн2/4	Fпп	м2	0,034
Ефективна товщина випромінюючого слою (1,87−4,1)dн	Sпп	м2	0,137
Спільна поверхня нагріву (по кресленням)	Нпп	м2

Результати теплового розрахунку пароперегрівача зводимо до таблиці 5.2

Таблиця 5.2

Тепловий розрахунок пароперегрівача


Назва розрахункової величини	Позначення	Одиниці вимірювання	Розрахункова формула або виток визначення	Розрахунок	Результати розрахунку
Теплосприйняття пароперегрівача	Qпп	кДж/м3	(-іґ)	(2929−2791,8)	1074,19
Ентальпія димових газів за пароперегрівачем		кДж/м3	-+	11 736,91−1074,19/0,987 +0,05*214,26	10 639,61
Температура димових газів за пароперегрівачем			І-V таблиця
Середня температура димових газів			(+)/2	(1050+895)/2	972,5
Середня температура пари у пароперегрівачі					224,14
Середній температурний напір в пароперегрівачі	tпп			972,5−224,14	748,36
Ідеальний об`єм пари у пароперегрівачі при середній температурі	Vпп	м3/кг	Таблиці водяної пари	0,153	0,153
Середня швидкість пари у пароперегрівачі	??пп	м/с	DVпп/Fпп
Коефіцієнт тепловіддачі конвективний від димових газів до стінки	бк	Вт/м2К	0,0233	0,0233	50,393
Сумарна поглинальна здатність триатомних газів		Бар/м	rпSпп	0,125*0,137	0,029
Коефіцієнт охолодження променів триатомними газами	Кг		* (1−0,38)	* (1−0,38)	3,04
Сили поглинання газового потоку	КРS		КгrпSпп	3,04−0,029	0,088
Ступінь чорноти газового потоку	а		1-е-крs/0,981	1-е-0,088/0,981	0,086
Коефіцієнт забруднення труб		м2м/Вт	Рекомендації нормативного методу теплового розрахунку котлоагрегату	0,005	0,005
Температура зовнішньої поверхні труб	tст		)	224,14+(0,005+ 1/815)27912	397,94
Коефіцієнт тепловіддачі не запиленого потоку	бл	Вт/м2К	Номограма на мал. 5.4	1980,980,004	18,24
Коефіцієнт омивання пароперегрівача димовими газами
Коефіцієнт тепловіддачі від газів до стінки труби	б1	Вт/м2К	бг+бл	1*5,0395+18,24	68,635
Коефіцієнт тепловіддачі у пароперегрівачі	Кпп	Вт/м2К			48,097
Поверхня нагріву пароперегрівача	Нпп	м2			20,5
Нав`язка поверхні нагріву пароперегрівача		%	100-*100	100−100	— 0,0976

5.3 Тепловий розрахунок газоходів котла Для кожного газоходу потрібно визначити осьовий конструктивні характеристики, необхідні для розрахунку і представити їх у вигляді таблиці 5.3

Таблиця 5.3.

Конструктивні характеристики газоходів


Назва величини	Позначення	Одиниці виміру	Числові значення
			I газохід	II газохід
Діаметр і товщини труб	dн/S	mm	512,5	512,5
Середня довжина труб		м	2,14	2,14
Число труб вздовж вісі котла	z1	шт
Число рядів (труб) впоперек вісі котла	z2	шт
Розміщення труб		Коридорне
Крок труб: повздовжній поперечний	S1 S2	мм мм
Характер змивання		Поперечне
Переріз для проходів газів ав-z1 ldн	F1	м2	2,62	1,88
Ефективна товщина випромінюючого слою (1,87−4,1)dн	Sпп	м	0,183	0,183
Поверхня нагріву	Н1	м2	157,72	123,43

Всі використовуються формули, розрахункові операції і результатами розрахунків кожного із газоходів представимо у вигляді таблиці 5.5.

Тепловий розрахунок першого газоходу Таблиця 5.5

Результат при

11 011,23

7111,95

2663,91

535,779

747,5

8,01

51,84

0,037

2,65

11 011,23

6519,2

3066,84

504,75

722,5

7,815

50,82

0,037

2,8

Розрахунок при

11 011,23

7111,95

0,987(11 011,23−7111,95+0,05*224,26)

0,1(895+600)

1*0,96*54

0,207*0,183

2,65

11 011,23

6519,2

0,987(11 011,23−6519,2+0,05*224,26)

0,5(895+550)

1*0,95*53,5

0,207*0,183

2,8

Розрахункова формула або виток визначення

З розрахунку пароперегрівача (табл.5.2)

І-V діаграма

задаємося

І-V діаграма

цВр (++

0,5()

Номограма на мал.5.1 Сz Сф бн

rпS1к

Номограма на мал. 4.2

Одиниц вимірювання

кДж/м3

кВт

м/с

Вт/м2К

Бар*м

позначення

Qб

??ср

бк

РпS1к

Кг

Назва розрахункової величини

Температура димових газів перед першим газоходом

Ентальпія димових газів перед першим газоходом

Температура димових газів за першим газоходом котла

Ентальпія димових газів за першим газоходом котла

Тепло сприйняття першого газоходу за р-нням теплового балансу

Середній температурний напір

Середня температура димових газів

Середня швидкість димових газів

Коефіцієнт тепловіддачі конвекцією

Сумарна поглинальна здібність триатомних газів

Коефіцієнт послаблення променів 3-х атомними газами

Результат при

2,65*0,037

0,085

0,015

450,758

13,67

32,754

2767,8

3,9

6934,05

2784,32

2,65*0,037

0,1

0,015

485,41

16,1

32,628

2597,49

15,3

Розрахунок при

2,65*0,037

0,095

0,015

198,28+(0,015*2663,9/ 157,72)103

0,95*0,93*142

32,628*157,72*535,77

100- 100

0,987*0,69(11 011,23- 6934,05+0,05*224,3)

2,8*0,037

0,1

0,015

198,28+(0,015*5066,8/ 157,71)103

0,1*0,94*139

32,628*157,72*504,75

100- 100

0,987*0,69(11 011,23- 6934,05+0,005*224,3)

Розрахункова формула або виток визначення

КгrпS1к

Номограма на мал. 5.3

Рекомендації нормативного методу

tн+?

а*Сг*бн номограма мал.5.4

Рекомендації нормативного методу теплового розрахунку

К1Н1tср

100- *100

цВр (-+

Одиниц вимірювання

Бар*м

м2К/Вт

Вт/м2К

кВт

кДж/м3

кВт

позначення

Кнесв*Sк

анесв

tст

бл

К1

Qт

Qб

Назва розрахункової величини

Сумарна сила поглинання газового потоку

Степінь чорноти газового потоку

Коефіцієнт забруднення поверхні нагріву

Температура зовнішньої поверхні забруднених труб

Коефіцієнт тепловіддачі випромінюванням не запиленого потоку

Коефіцієнт омивання гозоходу димовими газами

Коефіцієнт тепловіддачі у першому газоході

Теплосприйняття котла по рівнянню теплопередачі

Нав`язування теплосприйняття у газоході

Істинне занесення температури газів за першим газоходом

Істинне значення ентальпії димових газів за першим газоходом

Істинне тепло сприйняття першого газоходу за р-ням теплового балансу

Тепловий розрахунок другого газоходу Таблиця 5.7

Результат при

6934,05

5533,78

968,20

314,39

517,5

8,96

55,29

0,036

3,1

6934,05

4855,85

1429,91

384,265

492,5

8,67

53,58

0,036

3,25

Розрахунок при

0,987*0,69(6934,05−5533,78+0,1*214,26)

0,5(585+450)

1*0,95*58,2

0,196*0,183

547,5

0,987*0,69(6934,05−4855,85+0,1*214,26)

0,5(585+400)

1*0,94*57

0,196*0,183

Розрахункова формула або виток визначення

графік

І-V діаграма

задаємося

І-V діаграма

цВр (++

0,5()

Номограма на мал.5.2 Сz Сф бн

rпS2к

Номограма на мал. 4.2

Одиниц вимірювання

кДж/м3

кВт

м/с

Вт/м2К

Бар*м

позначення

Qб

??ср

бк

РпS2

Кг

Назва розрахункової величини

Температура димових газів перед другим газоходом

Ентальпія димових газів перед другим газоходом

Температура димових газів за другим газоходом котла

Ентальпія димових газів за другим газоходом

Тепло сприйняття другого газоходу за р-нням теплового балансу

Середній температурний напір

Середня температура димових газів

Середня швидкість димових газів

Коефіцієнт тепловіддачі конвекцією

Сумарна поглинальна здібність триатомних газів

Коефіцієнт послаблення променів 3-х атомними газами

Результат при

0,112

0,107

0,015

198,39

6,278

32,2

1249,53

5226,54

1177,59

0,117

0,112

0,015

198,45

6,278

31,54

1106,6

22,6

Розрахунок при

3,1*0,036

198,28+0,015*968,2/ 123,43

0,107*0,945*69

32,2*123,43*314,39

100- 100

0,987*0,69(9634,05−5226,34+21,426)

3,25*0,036

198,28+0,015*1429,91/ 123,43

0,112*0,95*59

31,54*123,43*284,265

100- 100

Розрахункова формула або виток визначення

КгrпS1к

Номограма на мал. 5.3

Рекомендації нормативного методу

tн+?

а*Сг*бн номограма мал.5.4

Рекомендації нормативного методу теплового розрахунку

К2Н2tср

100- *100

цВр (-+

Одиниц вимірювання

Бар*м

м2К/Вт

Вт/м2К

кВт

кДж/м3

кВт

позначення

Кнесв*Sк

анесв

tст

бл

К2

Qт

Qб

Назва розрахункової величини

Сумарна сила поглинання газового потоку

Степінь чорноти газового потоку

Коефіцієнт забруднення поверхні нагріву

Температура зовнішньої поверхні забруднених труб

Коефіцієнт тепловіддачі випромінюванням не запиленого потоку

Коефіцієнт омивання гозоходу димовими газами

Коефіцієнт тепловіддачі у другому газоході

Теплосприйняття котла по рівнянню теплопередачі

Нав`язування теплосприйняття у газоході

Істинне занесення температури газів за другим газоходом

Істинне значення ентальпії димових газів за другим газоходом

Істинне тепло сприйняття другого газоходу за р-ням теплового балансу

5.4 тепловий розрахунок економайзер Таблиця 5.6

Конструктивні характеристики водяного економайзера


Назва величини	позначення	Одиниці вимірювання	Числові значення
Зовнішній діаметр та товщина труб	dн S	мм	51*2,5
Число плит		шт
Довжина труби ряду	l	м
Кількість труб в ряді	z1	шт
Кількість паралельно увімкнутих труб	z2	шт
Розміщення труб:
Кількість рядів по групам		шт.
Кількість груп у колонках		шт.
Загальне число труб	n	шт
Поперечний крок труби	S1	мм
Ширина газоходу	в	м
Повздовжній крок труби
Глибина газоходу	a	м
Характер омивання труб димовими газами
Площа перерізу для проходження газів ав-z1 В dн	Fэж	м2	1,656
Площа перерізу для проходження води z	fэ	м2	0,282
Поверхня нагріву ndнl	Нэ	м2

Порядок і результати розрахунків водяного економайзера представлено у вигляді таблиці 5.7

Тепловий розрахунок економайзера Таблиця 5.7

Результати розрахунків

5226,34

3825,69

968,47

1,39

141,57

56,71

120,79

5226,34

3188,075

1402,71

1,39

160,21

38,07

130,1

Розрахунок при

0,987*0,69(5226,34−3825,69+21,426)

198,28−141,57

0,5(100+141,57)

0,987*0,69(5223,31−3188,075+21,426)

198,28−160,21

0,5(100+160,21)

Розрахункова формула або виток визначення

З розрахунку другого газоходу котла

І-V діаграма

задаємося

І-V діаграма

цВр (++

По завданню до виконання проекту

-\;

tн;

0,5(+)

Одиниц вимірювання

кДж/кг

кВт

позначення

Qэ

Dэ

tср

Назва розрахункової величини

Температура димових газів перед економайзером

Ентальпія димових газів перед економайзером

Температура димових газів за економайзером

Ентальпія димових газів за економайзером

Теплосприйняття у водному економайзері по рівнянню теплового балансу

Кількість живильної води, що проходить через економайзер

Температура живильної води перед економайзером

Температура води на виході з економайзера

Перепад температур м/д темпер. насищення тт. темпер. води на виході з економайзера

Середня температура води у економайзері

Результат при

236,29

362,5

0,197

8,89

22,16

3382,26

249,24

2677,98

1750,10

194,44

337,5

0,197

8,54

21,29

2674,2

90,65

2677,98

Розрахунок при

0,5(425+300)

0,985*22,5

22,16*646*236,29

0,987*0,69(5226,34−2677,98+21,426)

0,5(425+250)

0,99*21,5

21,29*646*194,44

Розрахункова формула або виток визначення

0,5()

номограма мал.5.6

КэНэtср

цВр (-+)

Одиниц вимірювання

м/с

Вт/м2К

кВт

кДж/ кг

кВт

позначення

Vср

??ж

??г

Кэ

Qт

Qэ

Назва розрахункової величини

Середній температурний напір

Середня температура димових газів

Розрахункова швидкість води у економайзері

Швидкість димових газів у економайзері

Коефіцієнт тепловіддачі у водяному економайзері

Топлосприйняття водного економайзера за р-ням теплопередачі

Нав`язування теплосприйняття економайзера

Істинне температура димових газів на виході з економайзера

Істинне значення ентальпії димових газів за економайзером

Істинне тепло сприйняття у економайзері

Тепловий розрахунок повітреперегрівача Конструктивні характеристики повітреперегрівача Таблиця 5.8.


Назва величини	позначення	Одиниці вимірювання	Числові значення
Кількість пакетів		шт
Кількість кодів: Повітря Газу		шт. шт.
Кількість труб в ряді	z1	шт
Кількість труб в повітреперегрівачі	z	шт
Довжина труб	l	мм
Діаметр труб і товщина стінки	dн S	мм	401,5
Крок труб: Вздовж потоку Поперек	S1 S2	мм мм
Розміщення труб:	Шахмотне,	Коридорне
Глибина газоходу	a	м
Ширина газоходу	в	м
Площа перерізу для проходження газів z	fг	м2	1,45
Площа перерізу для проходження повітря aв-z1dнl	Fв		1,23
Поверхня нагріву zndнl	Нb1п	м2

Порядок ы результати розрахунків повітреперегрівача представлені у вигляді таблиці 5.8.

Тепловий розрахунок повітрепідігрівача Таблиця 5.7

Результати розрахунків

2677,98

2105,62

397,09

68,37

48,185

141,63

2677,98

1842,41

576,346

99,23

63,615

110,77

Розрахунок при

0,987*0,69(2677,98−2105,62+0,05*21,426)

0,5(28+68,37)

0,5(210+160)

210−68,37

0,987*0,69(2677,98−1842,41+10,713)

0,5(28+99,23)

0,5(210+140)

210−99,23

Розрахункова формула або виток визначення

Умови виконання проекта

Із розрахунків економайзера

І-V діаграма

задаємо

І-V діаграма

цВр (++

0,5()

Одиниц вимірювання

позначення

Qб

Qср

Назва розрахункової величини

Температура повітря на вході в повітреперегрівач

Температура димових газів на вході ви повітреперегрівач

Ентальпія димових газів на вході в повітреперегрівач

Температура димових газів на виході із повітреперегрівача

Ентальпія димових газів на виході із повітреперегрівача

Теплосприйняття в повітрепідігрівачі по р-ню теплового балансу

Температура повітря на виході із повітрепідігрівача

Середня температура повітря

Середня температура димових газів

Номінальний температурний напір

Тепловий розрахунок повітрепідігрівача Таблиця 5.9

Результат при

135,28

5,557

7,66

55,66

47,85

18,011

730,958

84,08

1842,41

576,34

107,69

5,176

7,5

54,316

47,05

17,648

570,153

1,07

1842,41

Розрахунок при

0,88*1,17*1,02*53

0,94*1,09*46,7

0,7(55,66*47,85)/ (55,666+47,85)

18,011*300*135,28

0,987*0,69(2677,98−1842,41+10,713)

0,88*1,17*1,02*51,72

0,94*1,09*45,92

0,7(54,316*47,05)/ (54,316+47,05)

17,648*300*107,69

Розрахункова формула або виток визначення

Номограма 5.7

Номограма 5.2

0,7(б1* б2)/ (б1+ б2)

Кв.п.*Нв.п.*tср

цВр (++

Одиниц вимірювання

м/с

Вт/ м2*к

кВт

позначення

б1

б2

Нв.п

Qт

Qб

Назва розрахункової величини

Середній температурний напір

Швидкість повітря

Швидкість димових газів

Коефіцієнт від газів до стінки

Коефіцієнт тепловіддачі від стінки до повітря

Коефіцієнт тепловіддачі

Теплосприйняття в повітрепідігрівачі по рівнянню теплопередачі

Навязка теплосприйняття повітрепідігрівача

Істинна температура димових газів на виході

Істинне значення ентальпії газів за повітрепідігрівачем

Істинне тепло сприйняття в повітрепідігрівачі

5.5 Провірка правильності теплового розрахунку котлоагрегата Навґязка теплового балансу котла визначається наступним чином:

||=

0,3 026%- допускаєма невґязка Тепловий розрахунок виконано вірно: вважається закінченим.

Література котельний агрегат паливо газ

1. Тепловий розрахунок котельних агрегатів (Нормативний метод): Під редакцією М. А. Кузнецова та інш., М. Інерія 1973 рік.

2. Аеродинамічний розрахунок котельних установок (нормативний метод) Під редакцією С.І.Могана.; Л. Енергія 1971 рік

3. Гідравлічний розрахунок котельних агрегатів (нормативний метод) Під редакцією В. А. Локшина та інш. М.: Енергія 1978рік

4. Липов Ю. М., Самойлов Ю. Ф. Виленсій Т.В., Компоновка; тепловий розрахунок парового котла М.: Енерговидавництво. 1988 рік

5. Гусев Ю. Л. основи проектування котельного устаткування, М.: буд видавництво 1973 рік

6. Роданси К. Р. Понстероцький А.Н. довідник по котельним установкам малої виробничості М.: Енерговидавництво 1989 рік

7. Альбом обладнання. Димососи та дуттєві вентилятори.

Показати весь текст

Заповнити форму поточною роботою