Тепловой поверочный расчет котла е75

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Факультет — ЭНИН Направление — 140 100 Теплоэнергетика и теплотехника Кафедра — Теоретической и промышленной теплотехники ТЕПЛОВОЙ ПОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЕТ КОТЛА Е-75−40К Курсовой проект по курсу «Котельные установки и парогенераторы»

ФЮРА.311 232.001.ПЗ Томск — 2014

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

УТВЕРЖДАЮ:

Зав. кафедрой ПГС и ПГУ

_____________А.С. Заворин

(подпись)

«____"_____________2013г.

ЗАДАНИЕ

на выполнение курсового проекта

Студенту гр.

1. Тема курсового проекта

2. Срок сдачи студентом готовой работы 12.05.14

3. Исходные данные к работе

Сжигаемое топливо — Уголь Каахемского месторождения, [№ 99]

Рабочую массу топлива, состав (%) смотрите в книге: Тепловой расчет котлов (Нормативный метод). Издание 3-е, переработанное и дополненное. Издательство НПО ЦКТИ, Спб, 1998.

Паропроизводительность D = 71 т/ч Давление в барабане Рб = 4,0 МПа Давление перегретого пара Рпп = 3.8 МПа Температура перегретого пара tпп = 445 С Температура питательной воды tпв = 145 С Величина продувки р = 3%

Температура уходящих газов выбирается самостоятельно студентом.

4. Содержание текстового документа

4.1. Титульный лист.

4.2. Задание.

4.3. Реферат.

4.4. Содержание.

4.5.

Введение

.

4.6. Расчетные характеристики топлива.

4.7. Объемы и энтальпии воздуха и продуктов сгорания.

4.8. Тепловой баланс котельного агрегата.

4.9. Тепловой расчет топочной камеры.

4.10. Расчет пароперегревателя.

4.11. Тепловой расчет низкотемпературных поверхностей нагрева.

4.12. Расчетная невязка теплового баланса котельного агрегата.

4.13.

Заключение

.

4.14 Список использованных источников.

4.15. Приложения.

РЕФЕРАТ Курсовая работа 57 с., 2 рисунка, 2 табл., 4 источника литературы, графическая часть на формате А1 — 2 листа. Продольный разрез котла- 1лист (А1).Поперечный разрез котла- 1 лист (А1).

Объектом исследования является котельный агрегат типа Е — 75 — 40К Цель работы — тепловой поверочный расчёт котла Е-75−40К.

Котел Е-75−40К предназначен для получения перегретого пара, используемого в промышленности, строительстве, на транспорте, в коммунальном, сельском и других отраслях народного хозяйства на технологические нужды. Горячую воду используют для отопления производственных, общественных и жилых зданий, а также для коммунально-бытовых нужд населения Курсовая работа выполнена в текстовом редакторе Microsoft Word 2007, редакторе формул Math Type 6.9.

• Введение
• 1. Расчетные характеристики топлива
• 2. Материальный баланс рабочих веществ в котле
• 3. Тепловой баланс котельного агрегата
• 4. Характеристики и тепловой расчет топочной камеры
• 5. Расчет фестона
• 6. Расчет пароперегревателя I ступени
• 7. Расчет пароперегревателя II ступени
• 8. Расчет экономайзера
• 9. Расчет воздухоподогревателя
• 10. Тепловой баланс котла
• Заключение
• Приложение:
• Список использованной литературы

ВВЕДЕНИЕ

Основным оборудованием, вырабатывающим тепловую энергию в промышленных и отопительных установках, является парогенераторы и водяные котлы. Промышленные предприятия потребляют огромное количество тепла на технологические нужды, вентиляцию, отопление и горячее водоснабжение. Тепловая энергия в виде пара и горячей воды вырабатывается теплоэлектростанциями, промышленными районами отопительными котельными. При комбинированной или раздельной выработке электрической и тепловой энергии чаще всего в качестве теплоносителя применяется водяной пар.

Котел Е-75−40К предназначен для получения перегретого пара, используемого в промышленности, строительстве, на транспорте, в коммунальном, сельском и других отраслях народного хозяйства на технологические нужды, отопление и вентиляцию, а также для малых электростанций. Котел может работать в закрытых и полуоткрытых котельных, и рассчитан на установку в районах с сейсмичностью до 6 баллов (включительно).

Паровой котел типа Е-75−40К рассчитан на работу на каменных углях.

Вертикально-водотрубный однобарабанный котел с естественной циркуляцией выполнен по П-образной схеме компоновки поверхностей нагрева. Диапазон изменения паропроизводительности 70 — 100 от номинальной.

Топочная камера с твердым шлакоудалением экранирована трубами диаметром 60*3 мм. Трубы фронтового и заднего экранов в нижней части образуют холодную воронку. В верхней части камеры трубы заднего экрана разделены в четырехрядный фестон. Экраны разделены на 12 самостоятельных контуров.

Для сжигания каменного угля топочная камера котла Е-75−40К оборудована тремя пылеугольными горелками, расположенными последовательно с одной из боковых сторон.

Барабан котла внутренним диаметром 1500 мм с толщиной стенки 40 мм выполняется из стали 20 К.

Пароперегреватель конвективный, змеевиковый, вертикальный с коридорным расположением труб диаметром 38*3 мм, выполнен из двух блоков, расположенных за фестоном в поворотном газоходе между топкой и конвективным газоходом. Температура перегрева пара регулируется поверхностным пароохладителем, расположенным в рассечке пароперегревателя.

Водяной экономайзер кипящего типа гладкотрубный, стальной, змеевиковый, выполнен из труб диаметром 32*3 мм, состоит из трех блоков, расположенных в конвективном газоходе котла.

Трубчатый воздухоподогреватель вертикального типа выполнен из стальных труб 42*1,5 мм. Состоит из трех блоков.

Очистка труб экранов топки, пароперегревателя производится стационарными пароструйными обдувочными устройствами.

Каркас котла металлический, сварной конструкции, с обшивкой. Обмуровка трехслойная состоящая из теплоизоляционных плит, диатомового кирпича и шамотного кирпича.

Котел снабжен всей необходимой регулирующей запорной арматурой, устройствами для контроля температуры и давления пара и уровня воды в барабане.

Таким образом, котел типа Е-75−40К может удовлетворить как технологические нужды в паре, так и потребности для отопления и ГВС, а также может работать на малых электростанциях.

1. РАСЧЕТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТОПЛИВА Сжигаемое топливо: Каахемское месторождение[1,таблица I, № 99].

Средний (табличный) состав топлива для рабочего состояния, %

для заданного твердого или жидкого топлива [1,таблица I, № 99]:

Wr=5%;

Аr=14,3%;

Sr (о+р)=0,4%;

Сr=65%;

Нr=4,8%;

Nr=1,0%;

Оr =9,5%.

Wr+ Аr +Sr (о+р)+ Сr+ Нr+ Nr+ Оr=100%;

5+14,3+0,4+65+4,8+1+9,5=100%.

Низшая теплота сгорания: [1,таблица I, № 50]

Q=25,41 МДж/кг.

2. РАСЧЕТ ОБЪЕМОВ ВОЗДУХА И ПРОДУКТОВ СГОРАНИЯ Целью данного раздела является определение объемов продуктов сгорания, зависящих от характеристик рабочего топлива, и их энтальпий в различных частях котельного агрегата.

Определение объемов воздуха и продуктов сгорания.

При сжигании твердого топлива теоретическое количество расходуемого на горение сухого воздуха VB0, м3/кг, определяется по формуле[1, п.4−02]:

V0Н = 0,0889· (Сr + 0,375· SrОр+К) + 0,265· Нr — 0,0333· Оr;

V0H = 0,0889· (65 + 0,375· 0,4) + 0,265· 4,8 — 0,0333· 9,5 =6,746 м3/кг.

Так как обеспечить идеальное смешение воздуха с топливом в процессе подготовки топлива к сжиганию не удается, то для более полного выгорания топлива воздух в топку котла подают в количестве V0Н < VB.

Действительное количество воздуха, поступающее в топку, м3/кг

VH = бT· V0H,

где бT — коэффициент избытка (расхода) воздуха, зависящий от вида сжигаемого топлива, его качества, степени измельчения, способа сжигания, а также от конструкции топочного устройства; выбирается по [1,стр.173,табл.XVIII] бT = 1,2.

VH = 1,2· 6,75 = 8,1 м3/кг.

3Объемы продуктов сгорания, получающиеся при полном сгорании каменного угля [1, п.4−02]:

— трехатомных газов

;

м3/кг;

— азота

;

м3/кг;

— водяных паров

;

м3/кг.

Присосы воздуха (Дб = 0 ч 0,2) по элементам котла и газоходам, находящимся под разряжением, а также в пылеприготовительную установку могут быть приняты согласно нормам [1,стр.174,табл.XIX].

Ранее бT приняли равным 1,2;

после I ступени пароперегревателя принимаем Дб = 0,015;

после II ступени пароперегревателя Дб = 0,015;

после экономайзера принимаем Дб = 0,08;

после воздухоподогревателя Дб=0,06.

Определяем действительные объемы водяных паров и дымовых газов, а также объемные доли трехатомных газов и водяных паров для каждого газохода и составляем таблицу 1.

Действительные объемы водяных паров и дымовых газов при избытке воздуха определяем по следующим формулам [1, п.4−02]:

;

.

Объемные доли трехатомных газов и водяных паров соответственно [1, п.4−02]:

;

.

Таблица 1 — Объемы газов, объемные доли трехатомных газов, концентрация золы

Определение энтальпий воздуха и продуктов сгорания.

Вычисляем энтальпии теоретически необходимого количества воздуха, энтальпии газов и энтальпии продуктов сгорания в диапазоне температур с шагом .

Энтальпии продуктов сгорания представлены в — таблице 2, по которой построеныдиаграмма.

Энтальпия теоретически необходимого количества воздуха и продуктов сгорания при и расчетной температуре, определяем по следующим формулам [1,п.4−06]:

;

;

где , — энтальпии 1 м³ влажного воздуха, углекислого газа, азота, водяных паров и золы, кДж/кг•К.

Энтальпия продуктов сгорания при на 1 кг топлива [1, п.4−06]:

кДж/кг.

Таблица 2 — Энтальпии продуктов сгорания (-таблица)

Рисунок 1- -Диаграмма

3. ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС КОТЕЛЬНОГО АГРЕГАТА Составление теплового баланса котла заключается в установлении равенства между поступившим в котел количеством тепла и суммой полезно использованного тепла и тепловых потерь. На основании теплового баланса вычисляются к.п.д. и необходимый расход топлива.

Тепловой баланс составляется применительно к установившемуся тепловому состоянию котла на топлива при 101,3 кПа и 0 и имеет вид [1, п.5−01]:

кДж/кг ,

где Qр — располагаемое тепло топлива, кДж/кг;

Q2 — потери тепла с уходящими газами, кДж/кг;

Q3 — потери тепла химическим недожогом, кДж/кг;

Q4 — потери тепла механическим недожогом, кДж/кг;

Q5 — потери тепла от наружного охлаждения через ограждающие стенки газоходов котла, кДж/кг;

Q6 — потери тепла с физическим теплом шлака, кДж/кг.

Потерю теплоты от механической неполноты сгорания топлива q4 принимаем равной q4 = 1.2% [1,табл.XVIII, стр.173].

Потеря теплоты с уходящими газами зависит от температуры уходящих газов и избытка воздуха определяется по следующей формуле [2, стр. 50, ф.(5.15)]:

где Нух. г — энтальпия уходящих газов при избытке воздуха бух. г и температуре, кДж/кг;

Н0.х.в. — энтальпия теоретически необходимого количества воздуха на входе в воздушный тракт, кДж/кг.

Температуру уходящих газов принимаем = 130єC. [1,таб.II-6.с.121]

Энтальпию уходящих газов определяем по таблице 2 при температуре уходящих газов: Iух. г = 1763,3 кДж/кг.

Коэффициент избытка воздуха уходящих газов за воздухоподогревателем б = 1,37 определяем по таблице 1.

Энтальпия теоретически необходимого количества воздуха на входе в воздушный тракт при температуре холодного воздуха [2, стр. 49, ф. (5.12)]:

где — температура холодного воздуха; принятая согласно рекомендациям;

св = 1,32 кДж/м3•К — теплоемкость влажного воздуха при tх.в.

Таким образом, энтальпия теоретически необходимого количества воздуха на входе в воздушный тракт равна:

кДж/кг.

Располагаемое тепло рабочего топлива составляет Qр = Qнr = 25 410 кДж/кг.

Потеря теплоты от механической неполноты сгорания [1, табл. XVIII, стр.173];

Таким образом, потеря теплоты с уходящими газами равна:

% ;

Потеря теплоты от наружного охлаждения определяется по номограмме [1, рис. 5.1, стр.30]:

%.

Потери теплоты с физическим теплом шлака q6.

Потеря с теплом шлака q6 вводится в расчет для всех твердых топлив при камерном сжигании с твердым шлакоудалением:

%.

Потерю тепла с химическим недожогом принимаем q3 = 0% [1,табл.XVIII, стр.173].

Суммарная потеря тепла в котле [1, п.5−12]:

%.

Коэффициент полезного действия котла брутто равен [1, п.5−12]:

зК = 100 — Уq = 100 — 3,446 = 96,5% .

Коэффициент сохранения тепла определим по следующей формуле [1,п.5−09]:

Расход топлива, подаваемого в топочную камеру парового котла, определяем из баланса между полезным тепловыделением при горении топлива и тепловосприятием рабочей среды в паровом котле.

Полное количество тепла, полезно использованное в котле, определим по следующему уравнению [1,п.5−13]:

QК = Dпп (iпп — iпв) + Dпр (i' - iпв),

где Dпп — расчетная паропроизводительность котла, кг/c;

Dпп = 71 т/ч = 19,72 кг/с;

iпп, iпв, i' - энтальпии соответственно перегретого пара, питательной воды и кипящей воды в барабане парового котла, кДж/кг;

Энтальпии определяются по соответствующим температурам пара и воды учетом изменения давления в пароводяном тракте котла;

iпп =3322,05 кДж/кг, при рпп = 3,8 МПа, tпп = 445 °C по табл. XXV [1, стр. 184 195];

iпв = 613,16 кДж/кг, при рпв=рб+0,1· рб = 4+0,1· 4 =4,4 МПа, tпв= 145 °C по табл. XXIV [1, стр. 181−183];

i' = 1080,2 кДж/кг, при рб = 4 МПа по табл. XXIII [1, стр. 179−180].

Расход воды на продувку котла составляет:

Dпр = 0,01· р·Dпе = 0,01· 3·19,72= 0,59 кг/с, где р — процент непрерывной продувки котла: р = 3%.

Тогда, QК = 19,72· (3322,05- 613,6) + 0,59(1087,5 — 613,6) = 53 697 кДж/кг.

Расход топлива, подаваемого в топку, определим по следующему уравнению [1, п.5−14]:

кг/с.

Полный объем газов, образующихся при сгорании топлива в топочной камере, определяется как произведение количества сожженного топлива ВР, кг/с, на объем газов, получающихся при сгорании 1 кг топлива. Сгоревшее топливо называют расчетным расходом топлива ВР, его количество будет меньше, чем полный расход топлива на котел В, если есть механический недожог q4 [1,п.5−15]:

кг/с.

В дальнейшем во все формулы для определения объемов и количества теплоты будем подставлять величину ВР.

4. ХАРАКТЕРИСТИКИ И ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ТОПОЧНОЙ КАМЕРЫ топливо котел тепловой баланс Тепловой расчет топочной камеры заключается в определении температуры газов на выходе из топки и количества тепла, воспринятого в ней.

Конструктивные характеристики топочной камеры.

Конструктивными характеристиками топки являются: поверхность стен топочной камеры, ее объем и эффективная толщина излучающего слоя .

Рисунок 2 — Эскиз топки Где Hфвысота фронтальной стенки

Lскатдлина ската

Lсдлина склона Нхвглубина голодной воронки Вхвширина холодной воронки Нтылвысота тыльной стенки

Hговысота газового окна атширина топки

bтглубина топки Глубина топки: aт = 6,4 м;

Высота топки: hт = 13.4м;

Ширина топки b=6м;

Площадь фронтовой стены:

Площадь тыльной стороны:

Площадь холодной воронки:

Площадь выходного газового окна:

Площадь боковой стены:

Площадь топки:

Объем топки:

Эффективная толщина излучающего слоя топки [1, п.6−03]:

м.

По номограмме 1[1, стр. 214, рис. а], с учетом излучения обмуровки при; s/d = 1,5> x=0,72.

Коэффициент тепловой эффективности экранов равен произведению углового коэффициента экрана ч на коэффициент о, учитывающий тепловое сопротивление загрязнения или закрытие изоляцией ш = ч? о ;

о=0,45[1, табл. 6.3];

ш =0,98•0,45=0,324.

Основной радиационной характеристикой продуктов сгорания служит критерий поглощательной способности (критерий Бугера) [1, п. 6−07]:

Bu = k•p•s ,

Где ккоэффициент поглощения топочной среды, 1/(м•МПа), рассчитывается по температуре и составу газов на выходе из топки. При его определении учитывается излучение трехатомных газов (RO2, H2O) и взвешенных в их потоке частиц сажи, летучей золы и кокса.

р — давление в топочной камере, МПа; р =0,1 МПа;

s — эффективная толщина излучающего слоя, м.

Коэффициент поглощения топочной среды.

Коэффициент поглощения лучей газовой фазой продуктов сгорания (RO2, H2O) определяется по [1, п.6−08]:

1/(м•МПа);

где — суммарная объемная доля трехатомных газов в продуктах сгорания; .

T" т — температура газов на выходе из топки, К; принимаем = 1000єC (T" т = 1273 К).

(1/(м· МПа));

Коэффициент поглощения лучей частицами золы определяется по [1, п.6−10]:

1/(м•МПа);

Где мзл — концентрация золы в продуктах сгорания; мзл = 0,0119, АЗЛ принимаем по [1,табл.6−1] для каменного угля,

(1/(м•МПа));

Коэффициент поглощения лучей частицами кокса kкокс•мкокс принимаем по [1,табл.6−2] для каменного угля kкокс•мкокс = 0,2.

При расчете критерия Bu принимается, что при сжигании твердого топлива основными излучающими компонентами являются газообразные продукты сгорания (RO2, H2O) и взвешенные в их потоке частицы золы и кокса.

При сжигании твердых топлив коэффициент поглощения топочной среды определяется по [1, п. 6−12]:

k = kг + kзл•мзл + kкокс•мкокс ;

k = 1,1 + 1,12+0,2 = 2,42 (1/(м•МПа)).

Тогда Bu = 2,42•0,1•4,34 = 1,05.

Методика расчета суммарного теплообмена в топке базируется на приложении теории подобия к топочному процессу. Основными параметрами, определяющими безразмерную температуру газов на выходе из топки? т", являются критерий радиационного теплообмена Больцмана (Во) и критерий поглощательной способности Бугера (Bu).

Учет влияния на теплообмен неизотермичности температурного поля топки и эффекта рассеяния излучения обеспечивается использованием эффективного значения критерия B?.

Безразмерная температура газов на выходе из топочной камеры [1, стр. 39, ф.(6−23)]:

Где ТА — адиабатическая температура горения топлива, К;

М — параметр, учитывающий влияние на интенсивность теплообмена относительно уровня расположения горелок, степени забалластированности топочных газов и других факторов.

Критерий Больцмана [1, стр. 40, ф.(6−24)]:

Где ВР — расчетный расход топлива, кг/с;

FСТ — поверхность стен топки, м2;

(Vc)СР — средняя суммарная теплоемкость продуктов сгорания 1 кг топлива в интервале температур (ТА — Т" Т), кДж/(кг•К);

шср — среднее значение коэффициента тепловой эффективности экранов;

ц — коэффициент сохранения тепла;

у0 = 5,67?10−11 кВт/(м2•К4) — коэффициент излучения абсолютно черного тела.

Эффективное значение критерия Бугера В? [1, п. 6−17]:

;

.

Параметр М для камерных топок рассчитывается по [1.п.6−18]:

Где при однофронтовом расположении горелок принимаем согласно[1, стр.40]: М0 = 0,42;

rv — параметр забаластированности топочных газов [1, стр. 41, ф.(6−27)]:

м3/м3 ,

Где r — коэффициент рециркуляции;

r = 0;

Vгн — объем газов на выходе из топки без учета рециркуляции, м3/кг.

м3/м3 ;

;

Тогда .

Средняя суммарная теплоемкость продуктов сгорания 1 кг топлива [1, п.6−19]:

кДж/(кг•К),

Где I" т — энтальпия продуктов сгорания 1 кг топлива при температуре t" т, избытке воздуха на выходе из топки бт; I" т = 13 281 кДж/кг.

Адиабатическая температура горения tа определяется по полезному тепловыделению в топке Qт при избытке воздуха бт.

Полезное тепловыделение в топке [1, п.6−20]:

кДж/кг, Где — располагаемое тепло топлива, кДж/кг;

q3, q4, q6 — потери тепла от химической и механической неполноты сгорания топлива, с теплом шлака и охлаждающей воды, %;

— тепло, вносимое в топку воздухом, кДж/кг, [1, п.6−20];

Где — количество воздуха, подаваемое в топку из воздухоподогревателя, отнесенное к теоретически необходимому для сгорания топлива [1. ф-а 4.43 с 27];

[1. XVII c 172].

 — энтальпии теоретически необходимого количества воздуха при температуре за воздухоподогревателем tгв=300°С и присасываемого воздуха Тогда ;

Тогда кДж/кг.

По определяем адиабатическую температуру ta = 1973єС, Та = 2246 К.

Тогда кДж/(кг•К).

Температура газов в конце топки [1, п.6−23 ]:

;

Количество тепла, воспринятого в топке на 1 кг топлива [1,ф.(6−30)]:

кДж/кг.

Задавались єС. Полученное расхождение температур меньше 100єС, поэтому нет необходимости делать второе приближение и расчетной температурой на выходе из топки является єС.

5. РАСЧЕТ ФЕСТОНА Эскиз фестона представлен в приложении, А Глубина газохода: а=6,4 м;

Высота газохода: b=4 м;

Диаметр, толщина и средняя длина труб фестона: d=60 mm; S=3 mm; L=4900mm;

Число рядов труб: z2=4;

Шаг труб заднего экрана (по чертежу):Sз.с=75 мм;

Поперечный шаг труб в фестоне (по чертежу): S1=z2· Sз. с=4•75=3000 мм;

Продольный шаг труб в фестоне (по чертежу): s2=200 мм;

Расстояние от оси труб заднего экрана до боковой стенки топки (по чертежу): l'=260 мм.

Количество труб в одном ряду: z1=20 шт.;

Число труб в фестоне: n=z1•z2=20•4=80 шт.;

Относительный поперечный и продольный шаг фестона [1, п.7−16]:

1=S1/d=300/60=5;

2=S2/d=200/60=3,3.

Полная теплообменная поверхность фестона:

где d — диаметр труб фестона, м;

L — средняя длина труб в фестоне, м;

nчисло труб в фестоне.

Живое сечение для прохода дымовых газов [1, п.7−16]:

F = ab-z1dL = 6,4•4 — 200,06 4,9 = 19,72 м²,

Температура газов перед фестоном (равна температуре газов на выходе из топки)

.

Температура газов за фестоном принимаем. Тогда средняя температура газов в фестоне [1,п.7−17]:

;

Расчетная скорость дымовых газов в фестоне [1, п.7−15]

где: F — площадь живого сечения для прохода газов, м2;

Вр — расчетный расход топлива, кг/с;

— объём газов на 1 кг топлива, м3/кг (Приложение таб.1);

— средняя температура газов в фестоне, 0 С.

Коэффициент теплоотдачи конвекцией при поперечном омывании коридорных гладкотрубных пучков [1, номограмма 7]. Значение коэффициента без учета поправок =33,96 Вт/(м2К); Поправка на число рядов труб (z2=4) Cz=0,935. Поправка на объемную долю водяных паров в потоке газов; Сф=0,89.

Поправка на геометрическую компоновку пучка CS=0,94. Тогда расчетное значение коэффициента теплоотдачи Коэффициент теплоотдачи излучением в межтрубном пространстве [1, номограмма 18].

Суммарная оптическая толщина продуктов сгорания [1, п.7−36]

;

где, 1/мМПа коэффициент поглощения лучей газовой фазой продуктов сгорания;

kГ°- коэффициент ослабления лучей трёхатомными газами;

— можно не вводить в расчет при слоевом и факельно-слоевом сжигании твердых топлив;

1/(м МПа);

где

— концентрация золы в продуктах сгорания.

Коэффициент принимается [1, табл. 6.1.]: для топок с твердым шлакоудалением =0,8.

Sэффективная толщина излучающего слоя.

.

Тогда 1/(м МПа);

1/(м МПа);

Степень черноты продуктов сгорания в фестоне [1, номограмма 17]

а = 0,19.

Температура загрязненной стенки[1, п.7−39]:

t3=t + t,

где: tсредняя температура окружающей среды принимается равной температуре насыщения при давлении в котле р=4МПа, cледовательно, t=247,31°C [1, таблица XXIII];

tпри сжигании твердых топлив принимаем равной 50 °C.

Тогда: t3 =247,31+ 50 = 297,31° С.

Значение коэффициента без учета поправок [1, номограмма 18] :

н=152 Вт/(мК);

Коэффициент теплоотдачи излучением в пучке труб:

Вт/(мК);

Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке трубы [1, п.7−08]:

где — коэффициент использования поверхности для поперечного омывания пучков: = 1.

Вт/(мК);

Коэффициент теплопередачи для фестона [1, п.7−08]:

Вт/(мК),

где шкоэффициент тепловой эффективности экранов,

= 0,65.

Вт/(мК),

Передача теплоты за счет конвекции по формуле:

Количество тепла, переданного газами фестону (тепловосприятие по балансу),

где; (Таблица 2);

.

Относительная невязка баланса:

.

Расхождение между значениями тепловосприятий по уравнениям баланса и теплопередачи не превышает 5%, то расчет фестона считаем законченным [1, п.9−29].

6. РАСЧЕТ ПАРОПЕРЕГРЕВАТЕЛЯ I СТУПЕНИ Эскиз пароперегревателя I ступени представлен в приложении Б.

Диаметр и толщина стенки труб (по эскизу) d=38, мм; =3, мм.

Количество труб в одном ряду (по поперечному разрезу котла) Z1=78, шт.

Ширина газохода (по поперечному разрезу котла) a=6400, мм.

Поперечный шаг труб (по чертежу) S1=80, мм.

Продольный шаг труб (по чертежу) S2=120, мм.

Относительные поперечные и продольные шаги второй ступени пароперегревателя [1, п.7−16]

поперечный шаг 1=S1/d=80/38=2,1;

продольный шаг 2=S2/d=120/38=3,16.

Температура и энтальпия дымовых газов на входе в ступень (по I-х таблице) '=; I'=кДж/кг.

Температура (принятая) и энтальпия дымовых газов на выходе за I ступенью (по I-х таблице) ''=; I''=кДж/кг.

Средняя температура дымовых газов в ступени [1, п.7−17]

C,

С.

Количество тепла, переданного газами ступени (тепловосприятие по балансу) [1, п.7−01] Qб. = ц· (II+пп·I), кДж/кг,

uде пп=0,015 — присосы воздуха в газоход конвективного пароперегревателя I ступени,

I0прс=404,7 кДж/кг — энтальпия присасываемого воздуха, определяется по температуре холодного воздуха tхв=30, С (таблица 2, столбец 2).

Qб=0,99· (12 885,6−10 033+0,015·404,7)=2701,8 кДж/кг.

Высота газохода на входе дымовых газов в ступень (по чертежу)

hвх=4000, мм.

Высота газохода на выходе дымовых газов из ступени (по чертежу)

hвых=2800, мм.

Высота трубы на входе дымовых газов в ступень и на выходе из ступени h3вх=2400, мм; h3вых=2400, мм.

Живое сечение для прохода дымовых газов [1, п.7−16]

На входе в ступень: Fвх=a· hвх-z1·d·hзвх, м2,

Fвх=6,4· 4−78·0,038·2,4=18,486, м2;

На выходе из ступени: Fвых=a· hвыхz1·d·h3вых, м2,

Fвых=6,4· 2,8 — 78· 0,038·2,4=10,806, м2;

Среднее значение:

мІ,

мІ.

Объём дымовых газов, проходящих через I ступень пароперегревателя (таблица 1) V=8,67, м3/кг.

Средняя скорость газов при средней температуре [1, п. 7−15]

W=, м/с

W=, м/с.

Объёмная доля водяных паров (табл.1): rH2O=0,0833

Коэффициент теплоотдачи конвекцией при поперечном омывании коридорных гладкотрубных пучков [1, номограмма 7].

Поправка на геометрическую компоновку пучка: Cs=1;

Поправка на число рядов труб (Z2=10): Cz=1;

Поправка на влияние изменения физических характеристик дымовых газов от температуры ср и состава газов: Сф=0,95;

Значение коэффициента без учета поправок: н=62, Вт/(м2· К);

Расчётное значение коэффициента теплоотдачи:

к=н· сz·cs·cф, Вт/(м2· К),

к =62· 1·1·0,95=58,9, Вт/(м2· К).

Эффективная толщина излучающего слоя [1, п.7−38]:

S=м,

S=м.

Cуммарная объёмная доля трёхатомных газов (таблица 1): rп=rН2О+rRO2=0,222.

Коэффициент ослабления лучей трёхатомными газами [1, номограмма 1]:

1/(м· МПа),

— средняя температура газов в КППI, К.

1/(м· Мпа).

Коэффициент поглощения лучей частицами золы:

1/(м · МПа),

где =118- концентрация золы в продуктах сгорания [таблица 1].

Коэффициент принимается по табл. 6.1. [1]: для топок с твердым шлакоудалением =0,8.

1/(м· Мпа),

Суммарная оптическая толщина газового потока [1, п.7−36]:

=5,695· 0,1·0,255=0,145.

Степень черноты продуктов сгорания в КППI [1, п.7−35]: а=1-e-kps=0,135.

Энтальпия пара на входе в ступень (на выходе из пароохладителя) [1,п.7−03]:

кДж/кг, где i=3322,05 кДж/кг — энтальпия пара на выходе из ступени, определяется по значениям Рпп=3,8 МПа и tпп=445С,

i=, кДж/кг.

Температура пара на выходе из пароохладителя (на входе в ступень) [1, табл. XXV]: t’по=321 С.

Примечание: определяется по

и i''по=2999,46 кДж/кг.

Средняя температура пара :

.

Температура стенки: tс = C,

tс= C.

Коэффициент теплоотдачи излучением продуктов сгорания [1, номограмма 18]: л=н· а Вт/м2· К, л=160· 0,135=21,6 Вт/м2· К.

Излучение газового объема на расположенный за ним по ходу газов конвективный пучок учитывается увеличением расчетного коэффициента теплоотдачи излучением л [1,п.7−40]:

где , — глубина рассчитываемого пучка и газового объема, м. — температура газов в объеме перед пакетом, К. А=0,4- при сжигании твердого топлива.

Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке трубы [1, п.7−08]:

1 = ж· (к + /л), Вт/(м1К),

где ж — коэффициент использования поверхности нагрева [1,п.7−41]:

1 = 1(58,9+32,76) =91,45 Вт/(м2К).

Внутренний диаметр трубы: dвн=d-2, мм, dвн =38−6=32, мм.

Площадь живого сечения для прохода пара [1,п. 7−16]:

;

Удельный объём пара [1, табл. XXV]: =0,073, м3/кг.

Примечание: определяется при Р=3,86 МПа и tср=426,5С.

Скорость пара [1, п.7−15]: п=(D·)/f, м/с, п =19,72· 0,073/0,06=23,9 м/с.

Теплоотдача от стенок труб к пару [1, номограмма 12]:

2=н· сd, Вт/м1· К, где Cd=0,95 — поправка на диаметр;

2=1550· 0,95=1472,5, Вт/м2· К.

Коэффициент тепловой эффективности [1, табл.7−5. с. 70]:

=0,65.

6.37 Коэффициент теплопередачи в конвективных гладкотрубных пучках [1, п.7−08]:

Полная теплообменная поверхность [3, стр.98]:

Н=· d·z1·Lзм=3,14*0,038*78*24=223,4, м2.

Следовательно, полная расчетная поверхность теплообмена:

Нр=223,4 м².

Температурный напор в ступени [1, стр.71]:

На входе дымовых газов в ступень (на большем конце):

tб='-t /пп=960−445=515 С;

На выходе дымовых газов из ступени (на меньшем конце):

tм=''-t'по=760−321,7=438,3 С;

Средний температурный напор для противотока [1, п.7−54], т.к.

С, тo

Количество конвективного и лучистого тела, воспринятого I ступенью КПП [1, п.7−01]: Qт=К· Нр·t/Bp·1038v5, кДж/кг,

Qт=55,95· 223,4·476,6/(2,17·103)=2736,9 кДж/кг.

Относительная невязка баланса [1, п. 7.3]:

Q = ,

Q =.

Так как невязка баланса не превышает допустимого значения 2%, то расчет пароперегревателя I ступени считаем законченным.

7. РАСЧЕТ ПАРОПЕРЕГРЕВАТЕЛЯ II СТУПЕНИ Эскиз пароперегревателя I ступени представлен в приложении В.

Диаметр и толщина стенки труб (по эскизу):

d=38мм,

=3 мм.

Количество труб в одном ряду (по поперечному разрезу котла): z1=78 шт.

Ширина газохода (по поперечному разрезу котла): а=6400 мм.

Поперечный шаг труб (по чертежу): S1=80 мм.

Продольный шаг труб (по чертежу): S2=120 мм.

Высота газохода на входе дымовых газов в ступень (по чертежу):

hвх=2280 мм.

Высота газохода на выходе дымовых газов из ступени (по чертежу):

hвых=2280 мм.

Высота трубы на входе дымовых газов в ступень и на выходе из ступени (по чертежу): hз. вх=2200 мм, hз. вых=2080 мм.

Относительный поперечный и продольный шаг I ступени пароперегревателя [1,п.7−16]:

1=S1/d=80/38=2,1, 2=S2/d=120/38=3,16.

Температура и энтальпия дымовых газов на входе в ступень (по I-х таблице): '=760C; I'=10 033 кДж/кг.

Температура и энтальпия дымовых газов на выходе за II ступенью (по I-х таблице):

''=600C; I''=7843 кДж/кг.

Средняя температура дымовых газов в ступени [1, п.7−17]:

C,

С.

Количество тепла, переданного газами ступени (тепловосприятие по балансу) [1, п.7−01]:

Qб. = ц· (II+пп· I), кДж/кг, где пп=0,015 — присосы воздуха в газоход конвективного пароперегревателя II ступени,

I0прс=404,7 кДж/кг — энтальпия присасываемого воздуха, определяется по температуре холодного воздуха tхв=30, С (таблица 1, столбец 3).

Qб=0,992· (10 033−7843+0,015·404,7)=2178,5 кДж/кг.

Живое сечение для прохода дымовых газов [1, п.7−16]:

На входе в ступень: Fвх=a· hвх-z1·d·hзвх, м2,

Fвх=6,4· 2,28−78·0,038·2,2=8,1, м2;

На выходе из ступени: Fвых=a· hвыхz1·d·h3вых, м2,

Fвых=6,4· 2,28 — 78· 0,038·2,08=8,4, м2;

Среднее значение:

мІ,

мІ.

Объём дымовых газов, проходящих через II ступень пароперегревателя (таблица 1)

V=8,773, м3/кг.

Средняя скорость газов при средней температуре [1, п. 7−15]:

W=, м/с

W=, м/с.

Объёмная доля водяных паров (таблица 1): rH2O=0,08

Коэффициент теплоотдачи конвекцией при поперечном омывании коридорных гладкотрубных пучков [1, номограмма 7].

Поправка на геометрическую компоновку пучка: Cs=1;

Поправка на число рядов труб (Z1=16): Cz=1;

Поправка на влияние изменения физических характеристик дымовых газов от температуры ср и состава газов: Сф=0,98;

Значение коэффициента без учета поправок: н=80, Вт/(м1· К);

Расчётное значение коэффициента теплоотдачи:

к=н· сz·cs·cф, Вт/(м1· К),

к =80· 1·1·0,98=78,4 Вт/(м1· К).

Эффективная толщина излучающего слоя [1, п.7−38]:

S=м,

S=м.

Суммарная объёмная доля трёхатомных газов (табл.1.1):

rп=rН2О+rRO2=0,219.

Коэффициент ослабления лучей трёхатомными газами [1, номограмма 1]:

1/(м· МПа),

— средняя температура газов в КППII, К.

1/(м· Мпа).

Коэффициент поглощения лучей частицами золы:

1/(м · МПа),

где =117- концентрация золы в продуктах сгорания [таблица 1].

Коэффициент принимается по табл. 6.1. [1]: для топок с твердым шлакоудалением =0,8.

1/(м· Мпа).

Суммарная оптическая толщина газового потока [1, п.7−36]:

=6,25· 0,1·0,255=0,159.

Степень черноты продуктов сгорания в КППII [1, п.7−35]:

а=1-e-kps,

а=1-e-0,159=0,147

Энтальпия пара на входе в ступень (на выходе из пароохладителя) [1,п.7−03]:

кДж/кг, где i=3322,05 кДж/кг — энтальпия пара на выходе из ступени, определяется по значениям Рпп=3,8 МПа и tпп=445С,

i=, кДж/кг.

Температура пара на выходе из пароохладителя (на входе в ступень) [1, табл. XXV]:

t’по=339,8 С.

Примечание: определяется по и i’по=3069,55кДж/кг.

Средняя температура пара:

.

Температура стенки: tс = C,

tс= C,

Коэффициент теплоотдачи излучением продуктов сгорания [1, номограмма 18]:

л=н· а Вт/м2· К, л=125· 0,147=18,37 Вт/м2· К Излучение газового объема на расположенный за ним по ходу газов конвективный пучок учитывается увеличением расчетного коэффициента теплоотдачи излучением л [1,п.7−40]:

где , — глубина рассчитываемого пучка и газового объема, м. — температура газов в объеме перед пакетом, К. А=0,4- при сжигании твердого топлива.

Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке трубы [1, п.7−08]:

1 = ж· (к + /л), Вт/(м1К),

где ж — коэффициент использования поверхности нагрева [1,п.7−41]:

1 = 1(25,5 + 78,4) =103,9 Вт/(м1К).

Внутренний диаметр трубы: dвн=d-1, мм, dвн =38−6=32, мм.

Площадь живого сечения для прохода пара [1,п. 7−16]:

;

Удельный объём пара [1, табл. XXV]:

=0,075, м3/кг.

Скорость пара [1, п.7−15]: п=(D·)/f, м/с, п =19,72· 0,075/0,06=24,65 м/с.

Теплоотдача от стенок труб к пару [1, номограмма 12]:

2=н· сd, Вт/м2· К, где Cd=0,95 — поправка на диаметр,

2=1325· 0,95=1258, Вт/м2· К.

Коэффициент тепловой эффективности [1, табл.7−5]: =0,65

Коэффициент теплопередачи в конвективных гладкотрубных пучках [1, п.7−08]:

Полная теплообменная поверхность [3, стр.98]:

Н=· d·z1·Lзм=3,14*0,032*78*35,2=276 м2,

Температурный напор в ступени [1, стр.71]:

На входе дымовых газов в ступень (на большем конце):

tб='-t /пп=760−445=315С;

На выходе дымовых газов из ступени (на меньшем конце):

tм=''-t'по=600−339,8=260,2 С;

Средний температурный напор для противотока [1, п.7−54], т.к.

С, тo

Количество конвективного и лучистого тела, воспринятого II ступенью КПП [1, п.7−01]:

Qт=к· Н·t/Bp, кДж/кг,

Qт=59,38· 276,2·287,6/(2,17·103) =2170,96 кДж/кг.

Относительная невязка баланса [1, п. 7.3]: Q = ,

Q =.

Так как невязка баланса не превышает допустимого значения 2%, то расчет пароперегревателя II ступени считаем законченным.

8. РАСЧЕТ ЭКОНОМАЙЗЕРА Эскиз экономайзера представлен в приложении Г.

Диаметр и толщина стенок труб (по эскизу): d=32, мм; =3, мм.

Поперечный шаг труб (по эскизу): S1=40, мм.

Продольный шаг труб (по эскизу): S2=55 мм.

Относительные поперечные и продольные шаги труб [1, п.7−16]:

1=S1/d=40/32=1,25;

1=S1/d=55/32=1,72.

Количество петель (по чертежу): n=34, шт.

Длина прямого участка петли (по чертежу): lпр=5600, мм.

Диаметр изгиба трубы (по эскизу): r1=60, мм.

Длина змеевика [2, стр.187]: lср=lпет· n+ lпр· n

lср=3,14· 0,06·34+5,6·34=196,8 м.

Поверхность нагрева экономайзера: Нэк=· d·lср·k·1, м2,

где k=36 — число труб в одном ряду,

«1» — количество труб, выходящих из коллектора Нэк=3,14· 0,032·196,8·36=711,8 м².

Температура и энтальпия дымовых газов на входе в экономайзер, равняется температуре на выходе из пароперегревателя II ступени (таблица 2, столбец 7):

'=600 оС; I'=7843 кДж/кг.

Температура и энтальпия дымовых газов на выходе из экономайзера, принимается (табл.1, столбец 8)

''=250оС; I''=3304 кДж/кг.

Параметры питательной воды (на входе в поверхность):

Температура и энтальпия питательной воды (по заданию)

tп.в=145 оС; iпв=613,16 кДж/кг.

Температура воды на входе в экономайзер:

t/вэ=145, С.

Количество тепла, отданного газами экономайзеру (тепловосприятие по балансу) [1,п.7−01]:

Qб=· (I' - I''+эк· Iпрс), кДж/кг3,

где эк=0,08 — присосы воздуха в экономайзере,

I0прс=404,7 кДж/кг — энтальпия присасываемого воздуха, определяется по температуре холодного воздуха tхв=30, оС (таблица 1, столбец 3)

Qб=0,992· (7843−3304+0,08·404,7)=4514,8 кДж/кг.

Энтальпия воды на выходе из экономайзера [1, стр.80]:

h= iпв+Qб· Вр/Dэк, кДж/кг;

=± расход воды через экономайзер

Dэк=19,72+0,59=20,31 кг/с

h=613,16+4514,8· 2,17/20,31 =1095,5 кДж/кг.

Температура воды на выходе из экономайзера при

t=250,35 оС.

Средняя температура дымовых газов в экономайзере [1, п.7−17]:

C,

С.

Живое сечение для прохода дымовых газов [1, п.7−16]:

F=а· в — z1· a·d, м1,

F=6,4· 1,7- 34· 6,4·0,032=3,92 м².

Скорость дымовых газов в ступени [1, п.7−15]:

V=9,079, м3/кг (таблица 1).

W=, м/с

W=, м/с.

Температурный напор в экономайзере [1,п.7−54]:

На входе дымовых газов в ступень:

tб=' - t, оС,

tб=600−250,35=349,63 оС;

На выходе дымовых газов из ступени:

tм='' - t, оС,

tм=250- 145=105, оС;

Средний температурный напор в экономайзере:

С, Коэффициент теплоотдачи конвекцией от дымовых газов [1,номограмма 18]:

Поправка на число рядов труб по ходу газов при z18: Сz=1;

Поправка на геометрическую компоновку: Сs=0,9;

Поправка на влияние изменения физических характеристик дымовых газов: Сф=0,99;

Значение коэффициента теплоотдачи без учета поправок: н=114, Вт/м2· К.

Расчетное значение коэффициента теплоотдачи:

к=н· Сz·Cs·Cф, Вт/м2· К, к=114· 1·0,99·0,9=101,57, Вт/м2· К.

Определение степени черноты дымовых газов:

эффективная толщина излучающего слоя [1,п.7−38]:

S=, м,

S=, м.

Коэффициент ослабления лучей трёхатомными газами:

1/(м· МПа),

— средняя температура газов в экономайзере, К., 1/(м· Мпа).

Коэффициент поглощения лучей частицами золы.

Суммарная оптическая толщина газового потока [1, п.7−36]:

1/(м · МПа),

где =117- концентрация золы в продуктах сгорания [таблица 1].

Коэффициент принимается по табл. 6.1. [1]: для топок с твердым шлакоудалением =0,8.

1/(м· Мпа);

=15,93· 0,1·0,043=0,068.

Степень черноты продуктов сгорания в ВЭК [1, п.7−35]:

а=1-e-kps,

а=1-e-0,068=0,065.

Температура загрязненной стенки трубы [1, п. 8.04]:

tст=tср+tз, оС,

tст =425+30=455 оС.

Коэффициент теплоотдачи излучением [1, номограмма 18]:

значение коэффициента теплоотдачи без учета поправок:

н=67, Вт/м2· К;

коэффициент теплоотдачи излучением в пучке труб:

л=н· а, Вт/м1· К, л=67· 0,065 =4,39 Вт/м2· К.

Излучение газового объема на расположенный за ним по ходу газов конвективный пучок учитывается увеличением расчетного коэффициента теплоотдачи излучением л [1,п.7−40]:

где , — глубина рассчитываемого пучка и газового объема, м. — температура газов в объеме перед пакетом, К. А=0,4- при сжигании твердого топлива.

Коэффициент использования поверхности нагрева [1, п.7−41]: =1

Коэффициент теплоотдачи от дымовых газов к стенке труб [1, п.7−08]:

1=· (к+/л), Вт/м2· К

1=1· (101,57+5,06)=106,62 Вт/(м2· К).

Коэффициент тепловой эффективности [1, табл.7−5]: =0,65

Коэффициент теплопередачи [1,п.7−08]:

k=· 1, Вт/м2· К,

k=0,65· 106,62=68,93 Вт/м2· К.

Тепло, воспринимаемое поверхностью экономайзера по уравнению теплопередачи [1, п.7−01]: Qт=k· Н·t/Вр, кДж/м3,

Qт=68,93· 711,88·203 /(2,17· 103)=4547,07 кДж/кг Относительная невязка баланса [1, п. 7.3]: 1

Q = ,

Q=.

Так как невязка баланса не превышает допустимого значения 2%, то расчет экономайзера считаем законченным.

9. РАСЧЕТ ВОЗДУХОПОДОГРЕВАТЕЛЯ Эскиз воздухоподогревателя представлен в приложении Д Диаметр и толщина стенок труб (по эскизу): d= 42, мм; =1,5, мм.

Поперечный шаг труб (по эскизу): S1=56, мм.

Продольный шаг труб (по эскизу): S2=44 мм.

Число ходов воздуха (по эскизу): n=3.

Относительные поперечные и продольные шаги первой ступени пароперегревателя [1, п.7−16]:

поперечный шаг 1=S1/d=56/42=1,33;

продольный шаг 2=S2/d=44/42=1,1.

Количество труб по ширине газохода (в одном ряду): Z1=40, шт.

Количество труб по глубине газохода (в одном ряду): Z2=80, шт.

Общее количество труб в воздухоподогревателе: Z= Z1· Z2, шт,

Z=40· 80=3200, шт.

Высота труб в воздухоподогревателе: l=8000, мм.

Высота труб в пределах одного хода: lx=2670, мм.

Внутренний диаметр труб в воздухоподогревателе:

dвн=d-2·, мм,

dвн=42−2· 1,5=39, мм.

Расчетная поверхность нагрева воздухоподогревателя:

Hвп=· d· lx· Z · n, м2,

Hвп=3,14· 0,042·2,67·3200·3=3380 м2

Площадь живого сечения для прохода воздуха [1, п.7−16]:

Fв=(a· bZ1· lx· d), м2,

Fв=(6,4· 1,7−40·2,67·0,042)=6,39, м2.

Площадь живого сечения для прохода дымовых газов [1, п.7−16]:

Температура и энтальпия дымовых газов на входе в воздухоподогреватель, равняется температуре на выходе из экономайзера (таблица 2):

'=250C; I'=3304 кДж/кг.

Температура и энтальпия дымовых газов на выходе из воздухоподогревателя (уходящих газов) берется по таблице 2:

''=130 C; I''=1763,3 кДж/кг.

Температура и энтальпия холодного воздуха (таблица 2, столбец 2):

t’хв=30, C; I’хв =404,7 кДж/кг.

Температура и энтальпия воздуха на выходе из воздухоподогревателя (таблица 2, столбец 2):

t''гв=240 C; I''гв =2167,8 кДж/кг.

Тепловосприятие воздуха по уравнению баланса [1, п.7−03]:

Qб=· (I' - I''+вп· Iпрс), кДж/кг

Qб=0,992· (3304−1763+0,06·404,7)=1557,1 кДж/кг.

Средняя температура воздуха в воздухоподогревателе:

Средняя температура дымовых газов в воздухоподогревателе [1, п.7−17]:

C,

С.

Объём дымовых газов, проходящих через воздухоподогреватель (таблица 1): Vгвп=9,57 м3/кг.

Средняя скорость дымовых газов в воздухоподогревателе [1, п.7−15]:

W=, м/с

W=, м/с.

Коэффициент теплоотдачи конвекцией с газовой стороны [1, номограмма 11]:

Поправка на влияние изменения физических характеристик дымовых газов от температуры ср и состава газов:

Сф=1,08; Сl=1

Значение коэффициента без учета поправок: н=30, Вт/(м2· К),

Расчетное значение коэффициента теплоотдачи от дымовых газов к стенке труб:

1= Сф н · Сl =1,08· 30·1=32,4 Вт/(м2· К),

Средняя скорость воздуха в воздухоподогревателе [1, п.7−15]:

Wв=, м/с, Где вп='т+?вп/2=1,13;

Wв=

Коэффициент теплоотдачи конвекцией с воздушной стороны [1, номограмма 8];

Значение коэффициента без учета поправок:

н=45, Вт/(м2· К);

Поправка на число рядов труб по ходу воздуха: Cz=1;

Поправка на геометрическую компоновку пучка: Cs=0,9;

Поправка на влияние изменения физических характеристик дымовых газов от температуры ср и состава газов: Cф=0,96;

расчетное значение коэффициента теплоотдачи:

2=н· Cz· Cs· Cф, Вт/(м2· К),

2=45· 1·0,9·0,96=38,88 Вт/(м2· К).

Коэффициент теплопередачи [1, таблица 6.1]:

Температурный напор [1, п.7−54]:

На входе дымовых газов в воздухоподогреватель:

tм= '- t''гв =250−240=10 C,

На выходе дымовых газов из воздухоподогревателя:

tБ=''-t'хв=130−30=100 C,

.

Тепловосприятие воздуха по уравнению теплоотдачи [1, п.7−01]

Qт=к· Н·t/Bp, кДж/кг,

Qт=25,3· 3380·39/(2,17·103)=1538,8 кДж/кг.

Невязка баланса [1, п. 7.3]

Q = ,

Q=%.

Так как невязка баланса не превышает допустимого значения 2%, то считаем, что расчет выполнен верно.

10. ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС КОТЛА Завершающим этапом распределения тепловосприятий является проверка правильности распределения с помощью определения невязки теплового баланса котла [1, п. 5.1.3]

кДж/кг, где Q — расчетная располагаемая теплота, кДж/кг;

— коэффициент полезного действия котла, %;

Qл — количество теплоты, излучаемой объемом газов топки и воспринятой радиационными поверхностями, кДж/кг;

Qi — количество теплоты, воспринятой теплообменными поверхностями при охлаждении омывающих эти поверхности газов, кДж/кг.

кДж/кг,

;

.

Так как невязка теплового баланса котла превышает 0,5%, то расчет котла считаем не завершенным.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе курсового проекта был проведен поверочный тепловой расчет котельного агрегата типа Е — 75 — 40К по заданной паропроизводительности, параметрам пара, питательной воды и вида топлива были определены температуры и тепловосприятия рабочего тела и газовой среды в поверхностях нагрева котла, найдена температура на выходе из котла, определен КПД (96,5%) и расход топлива (2,17 кг/с).

Результаты расчета температур:

· на выходе из топки

=1003 С;

· температура на выходе из фестона

=960 С;

· температура на выходе из первой ступени пароперегревателя

=760С;

· температура на выходе из второй ступени пароперегревателя

=600С;

· температура на выходе из экономайзера

=250С;

· температура на выходе из воздухоподогревателя

==130С.

При заданном топливе и при заданных параметрах котла, тепловой баланс котла не сходится.

Полученное расхождение может быть объяснено следующими факторами:

1. Отличием заданных параметров от параметров, по которым производился конструктивный расчет котла Е-75−40К, а именно: другая марка каменного угля

2. Погрешностью в измерениях поверхностей нагрева

Приложение А

(обязательно) Эскиз фестона Приложение Б

(обязательно) Эскиз КПП I

Приложение В

(обязательно) Эскиз КПП II

Приложение Г

(обязательно) Эскиз экономайзера Приложение Д

(обязательное) Эскиз воздухоподогревателя СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Тепловой расчёт котлов (Нормативный метод). — издание 3-е, перераб. и дополн. — С.-Пб.:НПО ЦКТИ, 1998. — 156 с.:ил.

2. Компоновка и тепловой расчёт парового котла: Учеб. пособие для вузов/ Ю. М. Липов, Ю. Ф. Самойлов, Т. В. Виленский. — М.: Энергоатомиздат, 1988. — 108 с.:ил.

3. Котлы малой и средней мощности и топочные устройства. Вишерская Г. М. и др. Отраслевой каталог. Москва, 1993 год.

4. Сидельковский Л. Н., Юренев. В. Н. Котельные установки промышленных предприятий: Учебник для вузов. — 3-е изд., перераб. — М .: Энергоатомиздат, 1988. — 518 с.:ил.