Тепловий розрахунок парового казана ТП-35У
В курсовому проекті рекомендується: топку, ширми, фестон та котельні пучки розраховувати повірочним способом, а ступені конвективного пароперегрівача, економайзера і повітропідігрівників — конструктивно. При цьому необхідно після піврічного розрахунку вище вказаних поверхонь нагріву призвести розподіл теплосприйняття по паровим трактам котла. Таке поєднання повірочного і конструктивного методів… Читати ще >
Тепловий розрахунок парового казана ТП-35У (реферат, курсова, диплом, контрольна)
Міністерство освіти та науки України Національний університет водного господарства та природокористування Кафедра гідроенергетики, теплоенергетики та гідравлічних машин ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА до курсового проекту з дисципліни:
Котельні установки промислових підприємств на тему:
Тепловий розрахунок парового котла ТП-35У Виконав студент: Кухарчук І.І.
4 курс, ННІВГП, група ТЕ-41,
Керівник: ст. викладач Денісов А.К.
Рівне — 2014
Зміст
Вступ
1. Розрахункове завдання
2. Вибір типу топки
3. Характеристики продуктів горіння в газоходах парогенераторів
4. Визначення ентальпії теоретичного об'єму повітря й продуктів згоряння палива
5. Визначення ентальпії продуктів згоряння в газоходах
6. Розрахунок теплового балансу парогенератора й витрати палива
7. Розрахунок конструктивних характеристик топки
8. Розрахунок повної площі поверхні стін топки, і площі поверхні топки
9. Перевірочний розрахунок теплообміну в топці
10. Перевірочний розрахунок фестона
11. Конструктивні розміри й характеристики перегрівника
12. Перевірочний розрахунок другого ступеня перегрівника
13. Конструктивний розрахунок першого ступеня перегрівника
14. Поперечно-конструктивний розрахунок економайзера й повітронагрівача
15. Перевірочний розрахунок другого ступеня економайзера
16. Перевірочний розрахунок першого ступеня повітронагрівача
17. Перевірочний розрахунок другого ступеня повітронагрівача
18. Конструктивний розрахунок першого ступеня економайзера
19. Розрахунок нев’язання теплового балансу парогенератора Література
Вступ
Тепловий розрахунок котлоагрегату залежно від поставлених завдань може бути конструктивним або повірочним. Повірочний тепловий розрахунок виконують для реально існуючого котлоагрегату з метою виявлення його теплових характеристик при різних навантаженнях, а також при переведенні агрегату на інший вид палива.
Для перевірочного розрахунку котлоагрегату потрібно знати його виробництво, тиск і температуру перегрітої пари і живильної води. При цьому відомі всі геометричні характеристики поверхонь нагріву і конструкція котлоагрегату в цілому. Особливість повірочного розрахунку в тому, що невідома температура відхідних газів та гарячого повітря, а отже, втрата тепла і ККД котлоагрегату. Тому доводиться попередньо задаватися величинами і, а по закінченні розрахунку визначити їх справжнє значення. Основним методом, повірочного розрахунку є метод послідовних наближень при розрахунку окремих поверхонь нагріву і метод паралельних розрахунків при значному розбіжності певної величини в порівнянні з прийнятим її значенням. Конструктивний теплової розрахунок виконується при проектуванні котлоагрегату нового типу. Однак при реконструкції котлоагрегату доводиться частина поверхонь нагріву вважати конструктивним способом, а решта — повірочним.
При конструктивному розрахунку котлоагрегату основним завданням розрахунку є визначення розмірів його поверхонь нагріву. При цьому відомі температура пара та робочого середовища на кордонах поверхонь нагріву, і їх тепло сприйняття визначаються за рівнянням теплового балансу однозначно. Підраховують коефіцієнт теплопередачі і з рівняння теплообміну визначають величину поверхонь нагріву.
В курсовому проекті рекомендується: топку, ширми, фестон та котельні пучки розраховувати повірочним способом, а ступені конвективного пароперегрівача, економайзера і повітропідігрівників — конструктивно. При цьому необхідно після піврічного розрахунку вище вказаних поверхонь нагріву призвести розподіл теплосприйняття по паровим трактам котла. Таке поєднання повірочного і конструктивного методів розрахунку дещо спрощує виконання курсового проекту в цілому і дозволяє використовувати для розрахунку окремих конвективних поверхонь нагріву персональні комп’ютери.
1. Розрахункове завдання
Для виконання теплового розрахунку парогенератора, будемо виходити з наступних даних:
1. Паропродуктивність агрегата D, т/ч (кг/с)…35 (9,73)
2. Тиск пари в головної парової задвижки рп, Мпа…3,8
3 Температура перегрітої пари tП.П— °C …445
4. Температура живильної води перед економайзером tп.в, оС…100
5. Температура газів, що йдуть, ухоС…150
6. Паливо — вугілля Карагандиське марки К:
Wр …8
Ар…27,6
2. Вибір типу топки
Для спалювання заданого палива вибираємо камерну топку із твердим шлаковидаленням, пилосистему — із проміжним бункером.
Температуру повітря на вході в повітронагрівач приймаємо рівної 25° С, гарячого повітря -380° С.
Паливо, повітря й продукти згоряння. З табл. VІ-1 виписуємо розрахункові характеристики палива:
= 2,58%; = 10%; =0,8%; =4,8%; =54,7%;
=0,8%; =21,33 МДж/кг; =28%; =3,3%;
Перераховуємо склад і теплоту згоряння палива на задані вологість Wp = 8% і зольність Ар= 27,6%
= табл =0,8;
Перевіряємо правильність розрахунку складу палива:
1,09+74,25+4,47+1,09+6,52+10,0+2,58=100%
Розрахуємо теоретичний об'єм повітря, необхідний для спалювання 1 кг палива:
Визначаємо теоретичні об'єми продуктів згорання палива:
а) об'єм двохатомних газів б) об'єм трьохатомних газів в) об'єм водяного пара За даними розрахункових характеристик камерних топок із твердим шлаковидаленням (табл. 4−3) і нормативних значень присосів повітря в газоходах (табл. 2−1) вибираємо коефіцієнт надлишку повітря на виході з топки бт присоси повітря по газоходах Дб й знаходимо розрахункові коефіцієнти надлишку повітря в газоходах б" . Результати розрахунків зводимо в табл. 1.
Таблиця 1
Присоси повітря по газоходах Дб і розрахункові коефіцієнти надлишку повітря в газоходах б" | ||||||
Дб | б" | Дб | б" | |||
Топка і фестон | 0,10 | 1,25 | Повітронагрівач трубчатий | 0,03 | 1,36 | |
Перегрівник (ІІ щабель) | 0,03 | 1,28 | Економайзер сталевий (І щабель) | 0,03 | 1,39 | |
Те саме (І щабель) | 0,02 | 1,30 | Повітронагрівач (І щабель) | 0,03 | 1,42 | |
Економайзер сталевий (ІІ щабель) | 0,03 | 1,33 | ; | ; | ; | |
По формулах (2−18) — (2−24) розраховуємо об'єми газів по газоходах, об'ємні частки газів r, концентрацію золи в газах м отримані результати зводимо в табл. 2
3. Характеристики продуктів горіння в газоходах парогенераторів
Таблиця 2
Характеристики продуктів горіння в газоходах парогенераторів ()
4. Визначення ентальпії теоретичного об'єму повітря й продуктів згоряння палива
Ентальпії повітря й продуктів згоряння. Питомі ентальпії теоретичного об'єму повітря й продуктів згоряння палива визначаємо по формулах (2−25) і (2−26), використовуючи дані табл. 2−4. Отримані результати зводимо в табл. 3.
Ентальпію продуктів згоряння палива Іг при б > 1 підраховуємо по формулі (2−27). Так як наведене значення віднесення золи з топки:
то при розрахунку Іг ентальпію золи не враховуємо. Отримані результати зводимо в табл. 4.
Таблиця 3
Ентальпія теоретичного об'єму повітря й продуктів згоряння палива кДж/кг
5. Визначення ентальпії продуктів згоряння в газоходах
Таблиця 4
Ентальпія продуктів згоряння в газоходах; кДж/кг
6. Розрахунок теплового балансу парогенератора й витрати палива
Тепловий баланс становимо розраховуючи на 1 кг розташовуваної теплоти палива Q, обумовленої по формулі (3−1). Уважаючи, що попередній підігрів повітря й палива за рахунок зовнішнього джерела теплоти відсутній, маємо:
QB.H =0 і
іTЛ = 0. Розрахунки виконуємо відповідно до табл. 5.
Таблиця 5
Розрахунок теплового балансу парогенератора и витрати палива
7. Розрахунок конструктивних характеристик топки
Таблиця 6
Розрахунок конструктивних характеристик топки
Величина | Одиниця | Розрахунок | |||
найменування | позначення | Розрахункова формула або спосіб визначення | |||
Активний обсяг топкової камери Теплова напруга обсягу топлення; Розрахункове припустиме | Vт, qV qV | По конструктивними розмірам По табл 4—3 | м3 кВт/м3 кВт/м3 | ||
Кількість пальників Теплопродуктивність пальника | п Qг | По табл. ІІІ-10 | шт МВт | ||
Тип пальника | По табл. ІІІ-6 | ТКЗ—ЦКТИ, ГУ-П, № 3 | |||
8. Розрахунок повної площі поверхні стін топки, і площі поверхні топки
Таблиця 7
Розрахунок повної площі поверхні стін топки, Fст і площі поверхні топки, що сприймає промені, Нл
Величина | Стіни топки | Вихідне вікно топки | Сумарна площа | |||||
найменування | Позн. | Фронтова і склепіння | Бокові | Задня | ||||
Загальна площа стіни і вихідного вікна | F ст | м2 | 74 1 | |||||
Відстань між осями крайніх труб Освітлена довжина труб | b lосв | м м | 4,66 13,8 | 4,07x2 9,9 | 4,66 8,5 | 4,66 4,3 | ||
Площа, що сприймає промені: повна покрита торкретом відкрита | F Fзакр Fоткр | м2 м2 м2 | 64,4 50,4 | 80,6 65,6 | 39,6 __ 39,6 | 20,0 __ 20,0 | 204,6 29 175.6 | |
Зовнішній діаметр екранних труб Крок екранних труб | d S | мм мм | __ | -; __ | ||||
Відстань від осі екранних труб до кладки (стіни) Відношення | l s/d | мм __ | 1,83 | 1,83 | 60 1,33 | |||
Відношення Кутовий коефіцієнт екрана | l/d x | 0,90 | 0,90 | 0,96 | 1,00 | |||
Площа поверхні відкритих екранів що сприймають промені | Нл.откр | м2 | 45,4 | 59,4 | 38,2 | 20,0 | ||
Площа поверхні екранів, що сприймають промені, покритих торкретом | Нл.закр | м2 | ||||||
1 З урахуванням площі перетину, що проходить через середину холодної лійки. | ||||||||
9. Перевірочний розрахунок теплообміну в топці
Таблиця 8
Перевірочний розрахунок теплообміну в топці
Величина | Одиниця | Розрахунок | |||
найменування | позначення | Розрахункова формула або спосіб визначення | |||
Сумарна площа поверхні що сприймає промені | Нл | По конструктивним розмірами | м2 | ||
Площа поверхні, що сприймає промені, відкритих екранів | Нл.откр | Те саме | м2 | ||
Площа поверхні, що сприймає промені закритих екранів | Нл.закр | « | м2 | ||
Повна площа стін топкової камери | Fст | « | м2 | ||
Коефіцієнт теплової ефективності поверхні що сприймає промені | шср | ; | |||
Ефективна товщина випромінюючого шару полум’я | s | м | |||
Повна висота топки | Нт | По конструктивним розмірам | м | 10,6 | |
Висота розташування пальників | Нт | Те саме | м | 2,6 | |
Відносний рівень розташування пальників | хт | hг/Нт | -; | 0,245 | |
Параметр, що враховує характер розподілу температури в топці | М | 0,59—0,5хт | __ | 0,467 | |
Коефіцієнт надлишку повітря на виході з топки | б" т | По табл. 4—3 | __ | 1,25 | |
Присос повітря в топке | Дбт | По табл. 2—1 | __ | 0,1 | |
Присос повітря в системі пилоприготування | Дбплу | Те саме | оС | 0,1 | |
Температура гарячого повітря | tг.в | По попередньому вибору | °с | ||
Ентальпія гарячого повітря | По І-таблице | кДж/кг | |||
Ентальпія присосів повітря | Те саме | кДж/кг | |||
Кількість теплоти, що вноситься в топку повітрям | Qв | кДж/кг | (1,25 —0,1 —0,1) Ч 3159 + (0,1+0,1) = 3317 | ||
Корисне тепловиділення в топці | Qв | кДж/кг | |||
Адіабатична температура горіння | a | По І-таблице | оС | ||
Температура газів на виході з топки | По попередньому вибору | °С | |||
ентальпія газів на виході з топки | По Ітаблице | кДж/кг | |||
Середня сумарна теплоємність продуктів згоряння | Vcср | кДж/(кг· К) | |||
Об'ємна частка: водяних пар | По табл. 1−2 | __ | 0,068 | ||
триатомних газів | Те саме | __ | 0,139 | ||
Сумарна об'ємна частка триатомних газів | rn | 0,207 | |||
Добуток | prns | prns | м-МПа | 0,1 * 0,207 * 3,35 = 0,069 | |
Коефіцієнт ослаблення променів: | |||||
триатомними газами | kГ | По мал. 5−5 або формулі (5−26) | 1/(м Ч МПа) | ||
золовими часками | kЗЛ | По мал. 5—6 або формулі | 1/(м Ч МПа) | 0,067 | |
частками коксу | kкокс | По § 5—2 | 1/(м Ч МПа) | ||
Безрозмірні параметри | По § 5—2 | __ | |||
Те саме | __ | 0,1 | |||
Коефіцієнт ослаблення променів, топковим середовищем | k | kгrn + kзлмзл + kкоксч1ч2 | 1/(м Ч МПа) | * 0,194 + 0,067* 18,5 + 10−1 .0,1 = 3,27 | |
Сумарна сила поглинання топкового об'єму | kps | kps | __ | 3,27. 0,1 * 3,35 = 1,1 | |
Щабель чорності факел | аф | По мал. 5—4 або формулі (5−22) | __ | 0,71 | |
Щабель чорності топки | ат | По рис. 5—3 или формуле (5−20) | __ | 0,85 | |
Теплове навантаження стін топки | qF | кВт/м2 | |||
Температура газів на виході з топки | По рис. 5—7 или формуле (5−3) | °С | |||
Ентальпія газів на виході з топки | '; | По І-таблицs або І-диаграмі | кДж/кг | ||
Загальне теплосприйняття топки | кДж/кг | 0,988 (25 900 — 13 257) = 12 491 | |||
Середнє питоме теплове навантаження поверхонь топки, що сприймають промені | кВт/м2 | ||||
10. Перевірочний розрахунок фестона
Розрахунок фестона. При тепловому розрахунку серійного парогенератора фестон, як правило, не змінюють, а перевіряють перевірочним розрахунком (табл. 9).
Таблиця 9
Перевірочний розрахунок фестона
Величина | Одиниця | Розрахунок | |||
найменування | позначення | розрахункова формула або спосіб визначення | |||
Повна площа поверхні нагрівання | Н | По конструктивним розмірам | м2 | ||
Площа поверхні труб бічних екранів, що перебувають у зоні фестона | Ндоп | То же | м2 | ||
Діаметр труб | d | мм | 60Ч3 | ||
Відносний крок труб | |||||
поперечний | s1/d | « | |||
поздовжній | s2/d | « | 3,5 | ||
Кількість рядів труб по ходу газів | z1 | шт. | |||
Кількість труб у ряді | z2 | шт. | |||
Площа живого перетину для проходу газів | F | AB-z1dl | м2 | 3,8· 4,4- 16· 0,06·3,8 = 13,3 | |
Ефективна товщина випромінюючого шару | s | м | |||
Температура газів перед фестоном | Із розрахунку топки | °C | |||
Ентальпія газів перед фестоном | Те саме | кДж/кг | 13 257 | ||
Температура газів за фестоном | По попередньому вибору | оС | |||
Ентальпія газів за фестоном | І" | По І-таблице | кДж/кг | 12 105 | |
Кількість теплоти, що віддається фестону | QГ | ц (І' - І") | кДж/кг | 0,988(13 257—12 327) = 919 | |
Температура кипіння при тиску в барабані рб = = 4,3 Мпа | tкип | По табл. VI—7 | °С | ||
Середня температура газів | cp | 0,5 | °С | 0,5(1000 + 950) = 971 | |
Середній температурний напір | Дt | ср— tкип | " С | 971 — 220 = 759 | |
Середня швидкість газів | щ | м/с | |||
Коефіцієнт тепловіддачі конвекцією | бк | По мал. 6−4 | кВт/(м2· К) | 0,82· 0,94 * 0,95 * 41,9 = 30,6 | |
Сумарна поглинальна здатність триатомних газів | prns | prns | м· МПа | 0,1 * 0,194 · 0,85 = 0,0165 | |
Коефіцієнт ослаблення променів триатомними газами | kГ | По мал. 5−5 або формулі (5−26) | 1/(м· МПа) | ||
Коефіцієнт ослаблення променів золовими частками | kзл | По мал. 5−6 або формулі (5−27) | 1/(м· МПа) | 0,068 | |
Сумарна оптична товщина запиленого газового потоку | kps | (rГrn + kзлмзл)ps | ; | (10· 0,194 + 0.068· 18.5) Ч Ч0,85 · 0,1 =0,2 | |
Щабель чорності випромінюючого середовища | a | По мал. 5−4 або формулі (5−22) | ; | 0,176 | |
Температура забрудненої стінки труби | tст | tкип + Дt | °С | 220 + 80 = 300 | |
Коефіцієнт тепловіддачі випромінюванням | бл | По мал. 6−11 (бл = бН а) | Вт/(м2· К) | 195 · 0,176 = 34,2 | |
Коефіцієнт використання поверхні нагрівання | о | По § 6−2 | ; | ||
Коефіцієнт тепловіддачі від газів до стінки | бI | о (бк + бл) | Вт/(м2· К) | 1 (30,6 + 34,2) = 64,8 | |
Коефіцієнт забруднення | е | По формулі (6−37) і мал. 6−13 (е = е0сdcфр+Д е) | м2· К/Вт | 0,0069 — 1,6 · 1 + 0,005 = =0,016 | |
Коефіцієнт теплопередачі | k | Вт/(мг· К) | |||
Теплоcприйняття фестона по рівнянню теплопередачі | QФ | кДж/кг | |||
Теплоcсприйняття настінних труб | Qдоп | кДж/кг | |||
Сумарне теплосприймання газоходу фестона Розбіжність розрахункових теплосприйнять | Qт ДQ | QФ + Qдоп | кДж/кг % | 764,4 + 72,8 = 837,2 | |
11. Конструктивні розміри й характеристики перегрівника
Розрахунок перегрівника. Перегрівник включений за складною схемою з пароохолодником, установленим «у розтин» (див. мал. 8−1, е). Отже, розрахунок перегрівника потрібно вести роздільно (по щаблях), до пароохолодника й після нього. Теплосприймання пароохолодника врахуємо при розрахунку першої (по ходу пари) ступені перегрівника.
Перший ступінь виконаний зі здвоєних змійовиків і включений за схемою з паралельно-змішаним струмом, друга — з одинарних змійовиків і включена за схемою з послідовно-змішаним струмом. Обидві ступені мають коридорне розташування труб.
Змійовики другого ступеня перегрівника виготовлені з жароміцної сталі, і її поверхня нагрівання, а також конструктивні розміри змінювати не слід. Цей ступінь перевіримо перевірочним розрахунком.
Для першого ступеня, виконаної з вуглецевої сталі, конструктивним розрахунком визначаємо необхідну площу поверхні нагрівання.
Коефіцієнт теплопередачі гладкотрубних коридорних пучків перегрівника розраховуємо з урахуванням коефіцієнта теплової ефективності ш, використовуючи формулу (6−7). Вплив випромінювання газового обсягу, розташованого перед першим ступенем, на коефіцієнт теплопередачі перегрівника враховуємо шляхом збільшення розрахункового значення коефіцієнта теплопередачі випромінюванням по формулі (6−34).
Конструктивні розміри й характеристики перегрівника, узяті із креслень і паспортних даних парогенератора, зводимо в табл. 11.
Перевірочний розрахунок другого ступеня перегрівника зводимо в табл. 11, а конструктивний розрахунок першого ступеня — у табл. 12.
Отриману в результаті розрахунку поверхню нагрівання першого ступеня перегрівника розміщаємо в газоході, взявши за основу конструктивні розміри існуючого перегрівника.
Розрахунок хвостових поверхонь. При виконанні проекту установки агрегату на задані; паропродуктивність, параметри пари й вид палива, а також при розробці проекту реконструкції існуючого парогенератора у зв’язку з підвищенням його продуктивності шляхом зміни параметрів пари й виду палива використають два варіанти розрахунку хвостових поверхонь:
1. Для парогенератора, хвостові поверхні якого в основному відповідають умовам завдання на проектування, перевірочно-конструктивним розрахунком перевіряють економайзер і повітропідігрівник із внесенням у їхні конструктивні розміри й характеристики необходжених коректив.
2. Для парогенератора, що не має хвостових поверхонь або якщо наявні хвостові поверхні умовам завдання на проектування не задовольняють, конструктивним розрахунком нових хвостових поверхонь визначають їх площі нагрівання й конструктивні характеристики.
Розглянемо обидва варіанти розрахунку хвостових поверхонь парогенератора.
Схема хвостових поверхонь нагрівання парогенератора ТП 35-У
Таблиця 10
Конструктивні розміри й характеристики перегрівника
Розміри й характеристики | Одиниця | Щабель | ||||
найменування | позначення | розрахункова формула або спосіб визначення | I | ІІ | ||
Діаметр труб | d/dвн | По конструктивним розмірам | мм | 38/32 | 38/32 | |
Кількість труб у ряді (поперек газоходу) | z1 | Те саме | шт. | |||
Кількість рядів труб (по ходу газів) | z2 | « | шт. | |||
Середній крок труб: поперечний поздовжній Розташування труб у пучку Характер омивання Середня довжина змійовика 1 Сумарна довжина труб | s1 s2 l У l | « « « « « « | мм мм м м | 82 Коридорне Поперечне 1,65 | 104 Коридорне Поперечне 3,50 | |
Повна площа поверхні нагрівання | Н | рdУl | м2 | |||
Площа живого перетину на вході 2 | F' | а’b' — l’z1d | м2 | 7,2 | 11,4 | |
Те ж, на виході2 | F" | a" b" — l" z1d | м2 | 4,7 | 9,4 | |
Середня площа живого перетину газоходу | Fср | м2 | 5,7 | 10,2 | ||
Кількість паралельно включених змійовиків (по парі) | т | По конструктивним розмірах | шт. | |||
Площа живого перетину для проходу пари | f | м2 | 0,032 | 0,032 | ||
Примітки: 1. Середню довжину змійовика приймаємо рівній середній довжині однієї прямої ділянки труби й коліна. 2. а', b', l', а", b", l" - розміри газоходу й довжина одного змійовика у вхідному й вихідному перетинах. | ||||||
12. Перевірочний розрахунок другого ступеня перегрівника
Таблиця 11
Перевірочний розрахунок другого ступеня перегрівника
Величина | Одиниця | Розрахунок | |||
найменування | позначення | розрахункова формула або спосіб визначення | |||
Діаметр труб | d/dвн | По конструктивним розмірам | мм | 38/32 | |
Площа поверхні нагрівання | Н | Те саме | м2 | ||
Температура пари на виході із ступені | t' | По завданню | °С | ||
Те ж, на вході в ступінь | t" | По попередньому вибору | °С | ||
Тиск пари: | |||||
на виході із ступені | р" | По завданню | МПа | ||
на вході в ступінь | р' | По вибору | МПа | 4,2 | |
Питома ентальпія пари: | |||||
на виході із ступені | і" | По табл. VI—8 | кДж/кг | ||
на вході в ступінь | і' | Те саме | кДж/кг | ||
Сумарне теплосприймання ступені | Q | кДж/кг | |||
Середнє питоме теплове навантаження поверхонь топки, що сприймають промені | З розрахунку топки | кВт/м2 | 86,5 | ||
Коефіцієнти розподілу теплового навантаження: | |||||
по висоті | зв | По мал. 5−2 | -; | 0,52 | |
між стінами | зст | По табл. 5−7 | -; | 1.1 | |
Питоме променисте теплосприймання вихідного вікна топки | qл | зст зст | кВт/м2 | 0,62· 1,1 · 86,5 = 59 | |
Кутовий коефіцієнт фестона | хф | По мал. 5−1 | _ | 0,72 | |
Площа поперечного перерізу газоходу перед ступенем | а’b' | м2 | 3,9 · 4,4 = 17,2 | ||
Променисте теплосприймання ступені | Qл | кДж/кг | (1−0,72)· 17,2 = 214 | ||
Конвективне теплосприййняття ступені | Qк | Q — Qл | кДж/кг | 1507 — 214= 1293 | |
Температура газів перед ступеню | з розрахунку фестона | °С | |||
Ентальпія газів на вході в щабель | І' | Те саме | кДж/кг | ||
Те ж, на виході з ступені | І" | кДж/кг | |||
Температура газів на виході з ступеня | По І-таблице | °С | |||
Середня температура газів | 0,5 | °С | 0,5 (950 + 840) = 896 | ||
Середня швидкість газів в ступені | щг | м/с | |||
Коефіцієнт тепловіддачі конвекцією | бк | По рис. 6—5 | Вт/(м2 · К) | 41 · 0,96 · 1 · 0,91 =36 | |
Середня температура пари | tср | 0,5 (t' + t") | °С | 0,5 (360 + 440) = 400 | |
Обсяг пари при середній температурі | хп | По табл. VI—8 | м3/кг | 0,072 | |
Середня швидкість пари | щп | м/с | |||
Коефіцієнт тепловіддачі від стінки до пари | б2 | По мал. 6−7 (б2= CdбH) | Вт/(м2 · К) | 0,98 — 1282 = 1260 | |
Товщина випромінюючого шару | s | м | |||
Сумарна поглинальна здатність триатомних газів | prns | prns | м· МПа | 0,1 · 0,19 · 0,31 = 0,0059 | |
Коефіцієнт ослаблення променів триатомними газами | kг | По рис. 5−5 | 1/(м МПа) | ||
Коефіцієнт ослаблення променів золовими частками | kзл | По рис. 5−6 | 1/(м · МПа) | 0,07 | |
Сумарна оптична товщина запиленого газового потоку | pks | (kгrn + kзлмзл)рs | ; | (20 · 0,19+0,07 · 18,2)Ч О, 1 · 0,31 = 0,16 | |
Ступінь чорності випромінюючого середовища | а | По рис. 5−4 | ; | 0,15 | |
Коефіцієнт забруднення | е | По § 6−2 | мг· К/Вт | 0,0043 | |
Температура забрудненої стінки труби | tст | °С | |||
Коефіцієнт тепловіддачі випромінюванням | бл | По рис. 6−11 (бл = бл а) | Вт/(м2 · К) | 195 · 0,15 = 29,2 | |
Коефіцієнт тепловіддачі від газів до стінки | б1 | о (бк+ бл) | Вт/(м2 К) | 1 · (35 + 29,2) = 64,2 | |
Коефіцієнт теплової ефективності | ш | По табл. 6−2 | ; | 0,55 | |
Коефіцієнт теплопередачі | k | Вт/(м2 К) | |||
Різниця температур між газами й парою: | |||||
найбільша | Дtб | °С | 950 — 440 = 510 | ||
найменша | Дtм | °С | 840 — 360 = 480 | ||
Температурний напір при протиструмі | Дtпрт | °С | |||
Площа поверхні нагрівання прямоточної ділянки | Нпрм | По конструктивних розмірах | м2 | ||
Повна площа поверхні нагрівання ступеня | Н | Те саме | м2 | ||
Параметр | А | Нпрм/Н | _ | 52/102 = 0,5 | |
Повний перепад температур газів | ф1 | °С | 950 — 840= 110 | ||
Те саме, пари | ф2 | t" — t' | °С | 440 — 360 = 80 | |
Параметр | Р | _ | |||
Параметр | R | ф1/ф2 | 110/85= 1,3 | ||
Коефіцієнт переходу до складної схеми | ш | По рис. 6−14 | _ | 0,995 | |
Температурний перепад | Дt | ш Дtпрт | °С | 0,995 · 495 = 492 | |
Теплосприймання ступені по рівнянню теплообміну | Qт | кДж/кг | |||
Розбіжність розрахункових теплосприймання | ДQ | % | |||
Температура пари на вході в ступінь | t' | По вибору | °C | ||
Питома ентальпія пари на вході в щабель | і'п | По табл. IV-8 | кДж/кг | ||
Сумарне теплосприймання ступеня | Q | кДж/кг | |||
Конвективне теплосприймання ступеня | Q к | Q — Qл | кДж/кг | 1302 — 214= 1088 | |
Ентальпія газів за ступеню | І" | кДж/кг | |||
Температура газів на виході з ступеня | По Ітаблице | °С | |||
Різниця температур між газами й парою: | |||||
найбільша | Дtб | °С | 950 — 360 = 590 | ||
найменша | ДtM | °С | 846 — 440 = 406 | ||
Температурний напір при протитоці | Дtпрт | °С | |||
Температурний перепад | Дt | шДtпрт | °С | 0,995 · 493 = 490 | |
Теплосприймання ступеня по рівнянню теплообміну | Qт | кДж/кг | |||
Розбіжність розрахункових теплосприймань | ДQ | % | |||
1 Отримана розбіжність теплосприймань вище припустимого. Для перерахування (друге наближення) попередньо приймаємо інше значення температури пари на вході в ступінь і повторюємо розрахунок. 2 Отримана температура відрізняється від температури газів у першому наближенні менш чим на 50оС, тому коефіцієнт теплопередачі перераховувати не потрібно. 3 Отримана розбіжність теплосприймань не перевищує припустимого. Отже, значення температури пари на вході в другий ступінь перегрівника t' = 365 °C, прийняте при другому наближенні, конструктивним характеристикам ступені відповідає й перевірочний розрахунок ступеня на цьому закінчуємо. | |||||
13. Конструктивний розрахунок першого ступеня перегрівника
Таблиця 12
Конструктивний розрахунок першого ступеня перегрівника
Величина | Одиниця | Розрахунок | |||
найменування | позначення | розрахункова формула або спосіб визначення | |||
Діаметр труб | d/dвн | По конструктивним розмірам | мм | 38/32 | |
Параметри пари на вході в ступінь: | |||||
тиску | р' | р' = рб | МПа | 4,4 | |
температура | t' | t' = tнас | °С | ||
паровміст | х | По вибору | ; | 0,98 | |
Питома ентальпія: | |||||
киплячої води | і' | По табл. VI—7 | кДж/кг | ||
сухої насиченої пари | і" | Те саме | кДж/кг | ||
Питома ентальпія пари на вході в ступінь | і'п | х і" + (1-х) і' | кДж/кг | 0,98· 2797 + (1- 0,98) Ч 1116 = 2763 | |
Параметри пари на виході із ступені: | |||||
тиск | р" | З розрахунку другого ступеня перегрівника | МПа | ||
температура | t" | То же | oС | ||
питома ентальпія | і" п | « | кДж/Кг | ||
Теплосприймання пароохолодника | Діпо | По вибору | кДж/кг | ||
Теплосприймання ступеня | Q | кДж/кг | |||
Ентальпія газів на вході в ступінь | I' | З розрахунку другого ступеня перегрівника | кДж/кг | ||
Температура газів на вході в ступінь | Те саме | °С | |||
Ентальпия газов на виході из ступеня | І" | кДж/кг | |||
Температура газів на виході із ступеня | По І-таблице | °С | |||
Середня температура газів в ступені | 0,5 | °С | 0,5 (950 — 614) = 782 | ||
Середня швидкість газів в ступені | щг | м/с | |||
Коефіцієнт тепловіддачі конвекцією | бк | По рис. 6−5 (бк = бн СzСsСф) | Вт/(м2 · К) | 62,8 · 1 · 0,98 · 0,93 = 57,2 | |
Середня температура пари | tср | 0,5 (t'+ t") | oС | ||
Об'єм пари при середній температурі | хп | По табл. VI-8 | м3/кг | 0,0598 | |
Середня швидкість пари | щп | м/с | |||
Коефіцієнт тепловіддачі від стінки до пари | б2 | По рис. 6−7 (б2= Сdбн) | Вт/(м2 · К) | 0,95 · 5028 = 4777 | |
Ефективна товщина випромінюючого шару | s | м | |||
Сумарна поглинальна здатність трьохатомных газів | prns | prns | м · МПа | 0,1 · 0,187 · 0,25 = 0,0047 | |
Коефіцієнти ослаблення променів: | |||||
триатомними газами | kг | По мал. 5−5 | 1/(м МПа) | 25,5 | |
золовими частками | kзл | По мал. 5−6 | 1/(м МПа) | 0,077 | |
Сумарна оптична товщина запиленого газового потоку | kps | (kгrn+ kзлмзл) ps | _ | (25,5 .0,187+0,077 Ч 17,9) · 0,1 — 0,25 = 0,16 | |
Щабель чорності випромінюючого середовища | а | По рис. 5−4 | _ | 0,15 | |
Коефіцієнт забруднення | е | По § 6−2 | м' · К/Вт | 0,005 | |
Температура забрудненої стінки труби | tст | °С | |||
Коефіцієнт тепловіддачі випромінюванням | бл | По мал. 6−11 (бл = а бн) | Вт/(м2 · К) | 140 — 0,15 = 20,9 | |
Температура в обсязі камери перед ступенем | З розрахунку другого ступеня перегрівника | °С | |||
Коефіцієнт | А | По § 6−2 | __ | 0,4 | |
Глибина по ходу газів: ступеня (пучка) | lп | По конструктивним розмірам | м | 0,7 | |
об'єму перед ступеню | lоб | Те саме | м | 1,8 | |
Коефіцієнт тепловіддачі випромінюванням з урахуванням випромінювання газового обсягу перед ступеню | б'л | Вт/(м2 · К) | |||
Коефіцієнт тепловіддачі від газів до стінки | б1 | о (бк + бл) | Вт/(м2 · К) | 1 (57,2 + 27,9) = 85,1 | |
Коефіцієнт теплової ефективності | ш | По табл. 6−2 | -; | 0,55 | |
Коефіцієнт теплопередачі | k | Вт/(м2 · К) | |||
Різниця температур між газами й парою: | |||||
найбільша | Дtб | °С | 846 — 360 = 486 | ||
найменша | Дtм | °С | 614 — 256 = 358 | ||
Температурний напір при протитоці | Дt прт | °С | |||
Повний перепад температур газового потоку в ступені | фб | °С | 846 — 614 = 232 | ||
Повний перепад температур потоку пари | фм | °С | 360 — 256= 104 | ||
Параметр | R | фб/ фм | -; | 232/104 = 2,2 | |
Те саме | Р | -; | |||
Коефіцієнт переходу до складної схеми | ш | По мал. 6−15 | -; | 0,98 | |
Температурний перепад | Дt | ш Дtпрт | °C | 0,98 · 419 = 411 | |
Площа поверхні нагрівання ступені | Н | м2 | |||
котлоагрегат парогенератор перегрівник економайзер
14. Поперечно-конструктивний розрахунок економайзера й повітронагрівача
У відповідності з § 9−1 становимо розрахункову схему хвостових поверхонь нагрівання парогенератора (див. мал. І-1) і вказуємо на ній відомі до початку розрахунку параметри газів, води й повітря.
Таблиця 13
Конструктивні розміри характеристики економайзера
Найменування | Позначення | Одиниця | Ступінь | Примітка | ||
І | II | |||||
Діаметр труб | ||||||
зовнішній | d | мм | ||||
внутрішній | dBH | мм | ||||
Розташування труб | _ | _ | Шахове | Шахове | ||
Кількість труб у горизонтальному ряді | z1 | шт. | ||||
Кількість горизонтальних рядів труб | z2 | шт. | ||||
Крок труб: | ||||||
поперек потоку газів (по ширині) | sl | мм | ||||
уздовж потоку газів (по висоті) | s2 | мм | ||||
Відносний крок труб: | ||||||
поперечний | s1/d | -; | 2,8 | 2,8 | ||
поздовжній | s2/d | -; | 1,75 | 1,75 | ||
Площа поверхні нагрівання | H | м2 | ||||
Розміри перетину газоходу поперек руху газів | A Б | м м | 4,3 1,49 | 4,3 1,49 | ||
Площа живого перетину для проходу газів | F | м2 | 4,2 | 4,2 | ||
Кількість паралельно включених труб (по воді) | z0 | шт. | ||||
Площа живого перетину для проходу води | f | м2 | 0,017 | 0,017 | ||
Використовуючи креслення й технічну документацію парогенератора ТП-35У, становимо таблиці конструктивних розмірів і характеристик його економайзера й повітронагрівача (табл. 13, 14).
Приймаємо наступний порядок розрахунку хвостових поверхонь:
1. Перевірочний розрахунок другого ступеня економайзера (табл. 15).
2. Перевірочний розрахунок першого ступеня повітропідігрівника (табл. 16).
3. Перевірочний розрахунок другого ступеня повітропідігрівника (табл. 17).
4. Конструктивний розрахунок першого ступеня економайзера (табл. 18).
Після розрахунку хвостових поверхонь визначаємо нев’язання теплового балансу парогенератора (табл. 19).
Так як величина нев’язання теплового розрахунку не перевищує припустимих 0,5%, то тепловий розрахунок парогенератора вважаємо закінченим.
Таблиця 14
Конструктивні розміри характеристики повітронагрівача
Найменування | Позначена | Одиниця | Ступень | Примітка | ||
I | II | |||||
Діаметр труб: | ||||||
зовнішній | d | мм | ||||
внутрішній | dBH | мм | ||||
Довжина труб | _ | м | 3,4 | 3,4 | ||
Розташування труб | _ | z1 | Шахове | Шахове | ||
Кількість ходів по повітрю | п | шт | ||||
Кількість труб у ряді поперек руху повітря | z1 | шт | ||||
Кількість рядів труб уздовж руху повітря | z2 | шт. | ||||
Крок труб: | ||||||
поперечний (поперек потоку повітря) | sl | мм | ||||
поздовжній (уздовж потоку повітря) | s2 | мм | ||||
Відносний крок: | ||||||
поперечний | s1/d | -; | 1,4 | 1,4 | ||
поздовжній | s2/d | -; | 1,1 | 1,1 | ||
Кількість паралельно включених труб (по газах) | z0 | шт | ||||
Площа живого перетину для проходу газів | F | м2 | 2,4 | 2,4 | ||
Ширина перетину повітряного каналу | B | м | 4,3 | 4,3 | ||
Середня висота повітряного каналу | h | м | 1,7 | 1,7 | ||
Площа живого перетину для проходу повітря | Fв | м2 | 2,1 | 2,1 | ||
Площа поверхні нагрівання | H | м2 | ||||
15. Перевірочний розрахунок другого ступеня економайзера
Таблиця 15
Перевірочний розрахунок другого ступеня економайзера
Величина | Одиниця | Розрахунок | |||
Найменування | Позначення | Розрахункова формула або спосіб визначення | |||
Площа поверхні нагрівання ступеня | Н | По конструктивних розмірах | м2 | ||
Площа живого перетину для проходу газів | Fг | Те саме | м2 | 4,2 | |
Те ж, для проходу води | f | " « | м2 | 0,017 | |
Температура газів на вході в щабель | З розрахунку перегрівника | °С | |||
Ентальпія газів на вході в щабель | I' | Те саме | кДж/кг | ||
Температура газів на виході із ступені | По вибору | °С | |||
Ентальпія газів на виході із ступені | І" | По І-таблице | кДж/кг | ||
Теплосприймання ступені (теплота, вітданная газами) | Qг | кДж/кг | 0,988 (10 197; — 7835+0,03 Ч Ч296) = 1542 | ||
Питома ентальпія води на виході із ступені | і" | кДж/кг | |||
Температура води на виході із ступені | t" | По табл. VI-6 | °С | ||
Питома ентальпія води на вході в ступінь | i' | кДж/кг | |||
Температура води на вході в ступінь | t' | По табл. VI-6 | °С | ||
Середня температура води | t | 0,5 (t' + t") | °С | 0,5 (157 + 228) = 192,5 | |
Швидкість води в трубах | щ | м/с | |||
Середня температура газів | 0,5 | °С | 0,5 (614+ 500) = 557 | ||
Середня швидкість газів | щг | м/с | |||
Коефіцієнт тепловіддачі конвекцією | бK | По рис. 6—4 (бK = = бН СzСsСф) | Вт/(м2· К) | 82,6 · 0,96 · 0,98 = 78 | |
Ефективна товщина випромінюючого шару | s | м | |||
Сумарна поглинальна здатність триатомних газів | prns | prns | м· МПа | 0,1 · 0,183 · 0,16 = 0,0029 | |
Коефіцієнт ослаблення променів триатомними газами | kГ | По мал. 5−5 | 1/(м МПа) | 3,6 | |
Коефіцієнт ослаблення променів золовими частками | kзл | По мал. 5−6 | 1/(м МПа) | 0,0087 | |
Сумарна оптична товщина запиленого газового потоку | kps | (kГrn + kзлмзл) ps | -; | (3,6 · 0,183+0,0088Ч Ч17,4) · 0,16 · 0,1 = = 0,116 | |
Щабель чорності газів Температура забрудненої стінки труби | a tст | По мал. 5−4 t ср + Дt | °С | 0,116 167,5 + 60 = 227,5 | |
Коефіцієнт тепловіддачі випромінюванням | бл | По мал. 6—11 (бл = = бн а) | Вт/(м2 · К) | 61 · 0,116 = 7 | |
Температура в обсязі камери перед ступенем | З розрахунку перегрівника | °С | |||
Коефіцієнт | А | По § 6−2 | -; | 0,4 | |
Глибина по ходу газів: ступені | lп | По конструктивним розмірам | м | 1,9 | |
об'єму перед ступеню | lоб | Те саме | м | 1,8 | |
Коефіцієнт тепловіддачі випромінюванням з урахуванням випромінювання газового обсягу перед ступенем | б'1 | Вт/(м2 К) | |||
Коефіцієнт тепловіддачі від газів до стінки | б1 | о (бк + б'л) | Вт/(м2 К) | 1 (78 + 9,8) = 87,8 | |
Виправлення до коефіцієнта забруднення | Де | По табл. 6−1 | м2 К/Вт | 0,0043 | |
Коефіцієнт забруднення | е | По формулі (6−8) | м2· К/Вт | 0,0034 · 0,8 · 1 + 0,0043 = 0,007 | |
Коефіцієнт теплопередачі | k | Вт/(м2 К) | |||
Різниця температур між середовищами: | |||||
найбільша | Дtб | °С | 614— 228 = 386 | ||
найменша | Дtм | °С | 500—157 = 343 | ||
Відношення | Дtб/ Дtм | Дtб/ Дtм | -; | 386/343= 1,12 < 1,7 | |
Температурний напір | Дt | 0,5 (Дtб+Дtм) | oС | 0,5 (386 + 343) = 423 | |
Теплосприймання щабля по рівнянню теплообміну | Qт | кДж/кг | |||
Розбіжність розрахункових теплосприймань | ДQ | % | |||
Температура газів на виході із ступеня | " | По вибору | °С | ||
Ентальпія газів на виході із ступеня | 1″ | По І-таблице | кДж/кг | ||
Теплосприймання ступеня (теплота, віддана газами) | QГ | кДж/кг | 0,986(8669 — 7190 + + 0,03 · 243)= 1457 | ||
Питома ентальпія води на вході в ступінь | i' | кДж/кг | |||
Температура води на вході в ступінь | t' | По табл. VI-6 | °С | ||
Різниця температур між середовищами: | |||||
найбільша | Дtб | °С | 614—228 = 386 | ||
найменша | Дtм | °С | 506—157 = 349 | ||
Температурний напір | Дt | 0,5 (Дtб+Дtм) | °С | 0,5 (389 + 349) = 368 | |
Теплосприймання щабля по рівнянню теплообміну | Qт | кДж/кг | |||
Розбіжність розрахункових теплосприймань | ДQ | % | |||
1 Отримана розбіжність теплосприймань вище припустимого. Для перерахування (друге наближення) попередньо приймаємо інше значення температури газів на виході із ступеня й повторюємо розрахунок. Якщо при повторному розрахунку температура газів буде відрізнятися від спочатку прийнятої не більше ніж на 50 °C, то коефіцієнт теплопередачі перераховувати не потрібно. 2 Отримана розбіжність теплосприймань менше припустимого; тому перевірочний розрахунок ступеня вважаємо закінченим. | |||||
16. Перевірочний розрахунок першого ступеня повітронагрівача
Таблиця 16
Перевірочний розрахунок першого ступеня повітронагрівача
Величина | Одиниця | Розрахунок | |||
Найменування | Позначення | Розрахункова формула або спосіб визначення | |||
Діаметр і товщина стінки труб | d Ч s | По конструктивних розмірах | мм | 40 Ч 1,5 | |
Відносний крок труб: | |||||
поперечний | s1/d | Те саме | __ | 1,4 | |
поздовжній | s2/d | « | __ | 1,1 | |
Кількість рядів труб | z2 | « | шт. | ||
Кількість ходів по повітрю | n | « | __ | ||
Площа живого перетину для проходу газів | Fг | « | м2 | 2,4 | |
Те ж, для проходу повітря | Fв | « | м2 | 2,1 | |
Площа поверхні | H | « | м2 | ||
Температура газів на виході із ступеня | " | По завданню («= ух) | °С | ||
Ентальпія газів на виході із ступеня | І" | По Ітаблице | кДж/кг | ||
Температура повітря на вході в ступеня | t' | По вибору | °С | ||
Ентальпія теоретичної кількості холодного повітря | По Ітаблице | кДж/кг | |||
Температура повітря на виході із ступеня | t" | По вибору | °С | ||
Энтальпія теоретичної кількості повітря на виході із ступеня | I0' | По І-таблице | кДж/кг | ||
Відношення | бт-Дбт-Дбплу-ДбІ | -; | 1,25−0,1 -0,1 + + 0,03 = 1,08 | ||
Теплосприймання ступеня | Q | кДж/кг | |||
Середня температура повітря в ступені | t | 0,5 (t' - t") | °С | 0,5 (25 + 160) = 92,5 | |
Ентальпія теоретичної кількості повітря присосів при середній температурі | По І-таблице | кДж/кг | |||
Ентальпія газів на вході в ступінь | I' | кДж/кг | |||
Температура газів на вході в ступінь | ' | По І-таблице | °С | ||
Середня температура газів | 0,5 ('+ «) | оС | 0,5 (250 + 150) = 200 | ||
Середня швидкість газів | щГ | м/с | |||
Коефіцієнт тепловіддачі від газів до стінки | б1 | По рис- 6−6 б1 = СфСlбн | Вт/(м2 · К) | 1,1 · 1 · 32,5 = 36 | |
Середня швидкість повітря | щП | м/с | |||
Коефіцієнт тепловіддачі з повітряної сторони | б2 | По мал. 6−4 (б2 = бН СzСsСф) | Вт/(м2 · К) | 64 · 1 · 0,98 · 0,95 = 59,8 | |
Коефіцієнт використання поверхні нагрівання | о | По табл. 6−3 | 0,7 | ||
Коефіцієнт теплопередачі | k | Вт/ (м2 К) | |||
Різниця температур між середовищами: | |||||
найбільша | Дtб | °С | 150 — 25 = 125 | ||
найменша | Дtм | oС | 250—160 = 90 | ||
Відношення | Дtб/ Дtм | Дtб/ Дtм | -; | 125/90 = 1,39 < 1,7 | |
Температурний напір при протитоці | Дtпрт | 0,5 (Дtб+Дtм) | оС | 0,5(125 + 90)=107,5 | |
Перепад температур: | |||||
найбільший | фб | t" — t' | оС | 160—25 = 135 | |
найменший | фм | оС | 250 — 150 = 100 | ||
Параметр | Р | -; | |||
те саме | R | фб /фм | -; | ||
Коефіцієнт | ш | По рис. 6−16 | -; | 0,98 | |
Температурний перепад | Дt | ш Дtпрт | °С | 0,98 · 107,5 = 105 | |
Теплосприймання ступеня по рівнянню теплообміну | Q | кДж/кг | |||
Розбіжність розрахункових тепловосприятлий | ДQ | % | |||
17. Перевірочний розрахунок другого ступеня повітронагрівача
Таблиця 17
Перевірочний розрахунок другого ступеня повітронагрівача
Величина | Одиниця | Розрахунок | |||
Найменування | Позначення | Розрахункова формула або спосіб визначення | |||
Діаметр труб | d | По конструктивних розмірах | мм | 40 Ч 1,5 | |
Відносний крок: поперечний | s1/d | Те саме | -; | 1,4 | |
поздовжній | s2/d | « | -; | 1,1 | |
Кількість рядів труб | z2 | « | шт. | ||
Кількість ходів по повітрю | n | « | -; | ||
Площа живого перетину для проходу газів | Fг | « | м2 | 2,4 | |
Те ж, для проходу повітря | Fв | « | м2 | 2,1 | |
Площа поверхні нагріву | H | « | м2 | ||
Температура газів на вході в ступень | З розрахунку другого ступеня економайзера | °С | |||
Ентальпія газів на вході в ступінь | І' | Те саме | кДж/кг | ||
Температура повітря на виході із ступеня | t" | По вибору | оС | ||
Ентальпія повітря на виході із ступеня | По І-таблиці | кДж/кг | |||
Відношення кількості повітря на виході із ступеня до теоретично необхідного | в" | бт — Дбт — Дбплу | -; | 1,25−0,1 -0,1 = 1,05 | |
Температура повітря на вході в ступінь | t' | З розрахунку першої ступені повітронагрівача | °С | ||
Ентальпія повітря на вході в ступені | По І-таблиці | кДж/кг | |||
Теплосприймання ступеня | Q | кДж/кг | |||
Середня температура повітря | t | 0,5 (t' - t") | оС | 0,5 (160 + 380)= 270 | |
Ентальпія повітря при середній температурі | По І-таблиці | кДж/кг | |||
Ентальпія газів на виході із ступеня | І" | кДж/кг | |||
Температура газів на виході із ступеня | По І-таблиці | оС | |||
Середня температура газів | 0,5 ('+ «) | °С | 0,5 (506 + 345) = 425 | ||
Середня швидкість газів | щГ | м/с | |||
Коефіцієнт тепловіддачі з газової сторони | б1 | По рис- 6−6 б1 = СфСlбн | Вт/(м2 К) | 0,92 · 1.39,5 = 36,5 | |
Середня швидкість повітря | щП | м/с | |||
Коефіцієнт тепловіддачі з повітряної сторони | б2 | По мал. 6−4 (б2 = бН СzСsСф) | Вт/(м2 К) | 1 · 0,98 · 0,86 · 76,8 = 64,7 | |
Коефіцієнт використання поверхні нагрівання | овп | По табл. 6−3 | _ | 0,7 | |
Коефіцієнт теплопередачі | k | Вт/ (м2 К) | |||
Різниця температур між середовищами: | |||||
найбільша | Дtб | °С | 345 — 160= 185 | ||
найменша | Дtм | °С | 506 — 380 = 126 | ||
Середній температурний напір при протитоці | Дtпрт | 0,5 (Дtб + Дtм) | °С | 0,5 (185 + 126) = 155,5 | |
Перепад температур: | |||||
найбільший | фб | t" — t' | °С | 380—160 = 220 | |
найменший | фм | °С | 506 — 345= 161 | ||
Параметр | Р | -; | 506−170 =336 | ||
Те саме | R | ||||
Коефіцієнт | ш | По рис. 6−16 | -; | 0,96 | |
Температурний перепад | Дt | ш Дtпрт | °С | 0,96 · 155,5 = 149 | |
Теплосприймання по рівнянню теплообміну | Q | кДж/кг | |||
Розбіжність розрахункових тепловосприятий | ДQ | % | |||
Температура повітря на виході із ступеня | t" | По вибору | °С | ||
Ентальпія повітря на виході із ступеня | По І-таблиці | кДж/кг | |||
Теплосприймання ступеня | Q | кДж/кг | |||
Середня температура повітря | t | 0,5 (t" + t') | оС | 0,5 (160+ 370) = 265 | |
Середня температура повітря | По І-таблиці | кДж/кг | |||
Ентальпія газів на виході із ступеня | І" | кДж/кг | |||
Температура газів на виході із ступеня | По Ітаблиці | °С | |||
Різниця температур між середовищами: найбільша | Дtб | °С | 349 — 160 = 189 | ||
найменша | Дtм | °С | 506 — 380 = 136 | ||
Середній температурний напір при протитоці | Дtпрт | 0,5 (Дtб+Дtм) | °С | 0,5(189+ 136)= 163 | |
Температурний перепад | Дt | ш Дtпрт | °С | 0,96· 163= 157 | |
Тепловосприйняття ступеня по рівнянню теплообміну | Q | кДж/кг | |||
Розбіжність розрахункових тепловосприятий | ДQ | % | |||
1 Отримана розбіжність теплосприймань вище припустимого. Отже, існуючий повітронагрівач не може забезпечити нагрівання повітря до прийнятого на початку розрахунку значення 380° С. Тому, вибравши нове значення температури гарячого повітря, повторюємо розрахунок 2 Отримана температура відрізняється від температури газів при першому розрахунку (345 С) менш чим на 50° С, тому коефіцієнт теплопередачі перераховувати не потрібно, 3 Розрахунок повітропідігрівника вважаємо закінченим. Оскільки розрахункова температура гарячого повітря на виході із щабля tГ.B = 370° С відрізняється від прийнятої на початку розрахунку менш чим на ± 40° С, уточнювати розрахунок теплообміну в топці й площі поверхнева нагрівання топки не потрібно. | |||||
18. Конструктивний розрахунок першого ступеня економайзера
Таблиця 18
Конструктивний розрахунок першого ступеня економайзера
Величина | Одиниця | Розрахунок | |||
Найменування | Позначення | Розрахункова формула або спосіб визначення | |||
Температура газів на вході в ступінь | З розрахунку другого ступеня повітронагрівача | °С | |||
Ентальпія газів на вході в ступінь | І' | То же | кДж/кг | ||
Температура газів на виході із ступеня | З розрахунку першого ступеня повітропідігрівника | °С | |||
Ентальпія газів на виході із ступеня | І" | То же | кДж/кг | ||
Кількість теплоти, віддане газами | QГ | кДж/кг | 0,986 (5066 — 2175 + +0,03 · 239) = 2857 | ||
19. Розрахунок нев’язання теплового балансу парогенератора
Таблиця 19
Розрахунок нев’язання теплового балансу парогенератора
Величина | Одиниця | Розрахунок | |||
Найменування | Позначення | Розрахункова формула або спосіб визначення | |||
Розрахункова температура гарячого повітря | tг.в | З розрахунку повітропідігрівника | оС | ||
Ентальпія гарячого повітря при розрахунковій температурі | Те саме | кДж/кг | |||
Кількість теплоти, внесене в топлення повітрям | Qв | кДж/кг | (1,25 — 0,1 — 0,1)+ +3580 + (0,1 + 0,1)Ч Ч238 = 3760 | ||
Корисне тепловиділення в топці | Qт | кДж/кг | |||
Променисте теплосприймання топки | кДж/кг | 0,986 (32 753 -14 304) = 18 191 | |||
Розрахункове нев’язання теплового балансу | ДQ | кДж/кг | 29 616· 0,873 -(18 191 + 909 + 1348 + 3416 + 1457+1460) =92,7 | ||
Нев’язка | — | % | |||
Література
1. Тепловий розрахунок котлів (нормативний метод). М.: НПО ЦКТІ 1998. 297 с.
2. Липов Ю. М., Самойлов Ю. Ф., Віленський Т. В. Компоновка і тепловий розрахунок парового котла. М.: Вища школа, 1988. 208 с.
3. Ковальов О. П., Лелеев Н. С., Віленський Т. В. Парогенератори: Підручник для вузів — М.: Вища школа, 1985. 376 с.
4. Кудінов А. О. Короткий курс теорії горіння органічних палив. Самара: CамГТУ, 2004. 108 с.