Расчет и подбор оборудования отопительной котельной - Физика и энергетика курсовая работа

Главная

Физика и энергетика
Расчет и подбор оборудования отопительной котельной

Технические характеристики котла ДКВР, его устройство и принцип работы, циркуляционная схема и эксплуатационные параметры. Тепловой расчет котельного агрегата. Тепловой баланс теплогенератора. Оборудование котельной. Выбор, расчет схемы водоподготовки.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.


котел водоподготовка тепловой агрегат
Тепловая энергия - один из основных видов энергии, используемой человеком для обеспечения необходимых условий его жизнедеятельности как для развития и совершенствования общества, в котором он живет, так и для создания благоприятных условий его быта. Тепловая энергия, производимая человеком из первичных источников энергии, в основном используется для получения электрической энергии на тепловых электростанциях, для технологических нужд промышленных предприятий, для отопления и горячего водоснабжения жилых и общественных зданий.
Теплогенерирующей установкой называют совокупность устройств и механизмов для производства тепловой энергии в виде водяного пара, горячей воды или подогретого воздуха. Водяной пар используют для технологических нужд в промышленности и сельском хозяйстве, для приведения в движение паровых двигателей, а также для нагрева воды, направляемой в дальнейшем на нужды отопления, вентиляции и горячего водоснабжения. Горячую воду и подогретый воздух используют для отопления производственных, общественных и жилых зданий, а также для коммунально-бытовых нужд населения. Теплогенерирующие установки предназначены для производства тепловой энергии из первичных источников энергии, которыми являются: органическое и ядерное топливо, солнечная и геотермальная энергия, горючие и тепловые отходы промышленных производств.
1. Характеристика парового котла
1.1 Технические характеристики котла ДКВР
Паровые котлы ДКВР - 2,5; 4; 6,5; 10; 20 с газомазутными топками - двухбарабанные, вертикально-водотрубные, предназначены для выработки насыщенного или перегретого пара, идущего на технологические нужды промышленных предприятий, в системы отопления, вентиляции и горячего водоснабжения.
- надежная гидравлическая и аэродинамическая схема работы котла обеспечивает высокий КПД - до 91%.
- низкий уровень затрат на эксплуатацию и обслуживание.
- котел ДКВР имеет сборную конструкцию, что позволяет монтировать его в котельной, не разрушая стен, и быстро подключить к уже существующим системам.
- возможен перевод котла с одного вида топлива на другой.
- широкий диапазон регулирования производительности (от 40 до 150% от номинала) позволяет использовать котел с максимальной эффективностью и значительно экономить затраты на теплоэнергоснабжение.
- возможность перевода котла в водогрейный режим.
- конструкция котла позволяет использовать под заказ различные варианты комплектации КИПиА, в том числе автоматизированными горелками.
1.2 Устройство и принцип работы котла серии ДКВР
Конструктивная схема котлов серии ДКВР паропроизводительностью до 10 т/ч одинаково независима от используемого топлива и применяемого топочного устройства.
Котел имеет верхний длинный и нижний короткий барабаны, расположенные вдоль оси котла, экранированную топочную камеру и развитый кипятильный пучок из гнутых труб. Для устранения затягивания пламени в пучок и уменьшения потерь с уносом и химическим недожогом топочная камера котлов ДКВР - 2,5; ДКВР-4; ДКВР - 6,5 делится шамотной перегородкой на две части: собственно топку и камеру догорания. На котлах ДКВР-10 камера догорания отделяется от топки трубами заднего экрана. Между первым и вторым рядами труб котельного пучка всех котлов также устанавливается шамотная перегородка, отделяющая пучок от камеры догорания.
Внутри котельного пучка имеется чугунная перегородка, которая делит его на первый и второй газоходы и обеспечивает горизонтальный разворот газов в пучках при поперечном омывании труб.
Вход газов из топки в камеру догорания и выход газов из котла - асимметричные. При наличии пароперегревателя часть кипятильных труб не устанавливается; пароперегреватели размещаются в первом газоходе после второго-третьего рядов кипятильных труб.
Для осмотра барабанов и установки в них устройств, а также для чистки труб на днищах имеются овальные лазы размером 325 Ч 400 мм.
Барабаны внутренним диаметром 1000 мм на давление 1,4 МПа изготавливаются из стали 16ГС или 09Г2С и имеют толщину стенки 13 мм. Экраны и кипятильные пучки котлов выполняются из стальных бесшовных труб.
Для удаления отложений шлама в котлах имеются торцевые лючки на нижних камерах экранов, для периодической продувки камер имеются штуцеры диаметром 32?Ч 3 мм.
Пароперегреватели котлов типа ДКВР, расположенные в первом по ходу газов газоходе, унифицированы по профилю для котлов одинаковых давлений и отличаются для котлов разной производительности лишь числом параллельных змеевиков.
Пароперегреватели - одноходовые по пару, обеспечивают получение перегретого пара без применения пароохладителей. Камера перегретого пара крепится к верхнему барабану, одна опора этой камеры делается неподвижной, а другая - подвижной.
1.3 Циркуляционная схема котла ДКВР
Питательная вода поступает в верхний барабан по двум питательным линиям, откуда по последним рядам труб конвективного пучка поступает в нижний барабан. Питание экранов производится необогреваемыми трубами из верхнего и нижнего барабанов. Фронтовой экран котла ДКВР-10 питается водой из опускных труб верхнего барабана, задний экран - опускных труб нижнего барабана. Пароводяная смесь из экранов и подъемных труб пучка поступает в верхний барабан.
Все котлы снабжены внутрибарабанными паросепарационными устройствами для получения пара.
Котлы ДКВР - 2,5, ДКВР-4 и ДКВР - 6,5, поставка которых может осуществляться одним транспортабельным блоком и в разобранном виде, имеют опорную раму сварной конструкции, выполненную из стального проката.
Котлы ДКВР-10 опорной рамы не имеют. Неподвижной, жестко закрепленной точкой котла является передняя опора нижнего барабана. Остальные опоры нижнего барабана и камер боковых экранов выполнены скользящими. Камеры фронтового и заднего экранов крепятся кронштейнами к обдувочному каркасу. Камеры боковых экранов крепятся к опорной раме.
Котел снабжен контрольно-измерительными приборами и необходимой арматурой:
- манометры и трехходовые краны к ним,
- рамки указателей уровня со стеклами и запорные устройства указателей уровня,
- запорные вентили и обратные клапаны питания котлов,
- запорные вентили продувки барабанов, камер экранов, регулятора питания и пароперегревателя,
- запорные вентили отбора насыщенного пара (для котлов без пароперегревателей),
- запорные вентили для отбора перегретого пара (для котлов с пароперегревателями),
- запорные вентили на линии обдувки и прогрева нижнего барабана при растопке котлов (для котлов ДКВР-10),
- вентили для спуска воды из нижнего барабана,
- запорные вентили на линии ввода химикатов,
Для котлов ДКВР-10 поставляются также запорный и игольчатый вентили для непрерывной продувки верхнего барабана. На газоходах котлов устанавливается чугунная гарнитура.
Многочисленные испытания и длительный опыт эксплуатации большого числа котлов ДКВР подтвердили их надежную работу на пониженном по сравнению с номинальным давлении. Минимальное допустимое давление (абсолютное) для котлов ДКВР - 2,5; 4; 6,5; 10; 20 равно 0,7 МПа (7 кгс/смІ).
С уменьшением рабочего давления КПД котлоагрегата не уменьшается, что подтверждено сравнительными тепло - выми расчетами котлов на номинальном и пониженном давлениях.
Элементы котлов рассчитаны на рабочее давление 1,4 МПа, безопасность их работы обеспечивается установлен - ными на котле предохранительными клапанами.
С понижением давления в котлах до 0,7 МПа комплектация котлов экономайзерами не изменяется, так как в этом случае недогрев воды в питательных экономайзерах до температуры насыщения пара в котле составляет более 20°С, что удовлетворяет требованиям правил Ростехнадзор.
2. Тепловой расчет котельного агрегата
2.1 Расчет низшей теплоты сгорания топлива и подбор топочного устройства
Низшую теплоту сгорания газообразного топлива , кДж/мі, определяют по известному процентному содержанию отдельных газов, входящих в состав данного топлива , кДж/мі.
где СО, H 2 , H 2 S, С m Н n - содержание соответствующего газа, об.%; Q, Q, Q, Q - низшая теплота сгорания данного газа, входящего в состав газообразного топлива, кДж/мі.
Основанием для выбора топочного устройства являются: тип и производительность теплогенератора; вид и характеристики топлива.
К основным характеристикам топочных устройств относятся:
- тепловое напряжение зеркала горения q зг , кВт/мІ;
- тепловое напряжение топочного объема q v , кВт/мі;
- потери теплоты от химической неполноты сгорания q 3 , %;
- потери теплоты от механической неполноты сгорания q 4 , %;
Выбор коэффициента избытка воздуха и присосов в газоходах теплогенератора. Коэффициент избытка воздуха по мере движения продуктов сгорания по газоходам теплогенератора увеличивается. Это обусловлено тем, что давление в газоходах теплогенераторов с уравновешенной тягой меньше давления окружающего воздуха и через неплотности в обмуровке происходят присосы атмосферного воздуха в газовый тракт агрегата.
Коэффициент избытка воздуха на выходе из топки принимается в зависимости от типа топочного устройства и вида сжигаемого топлива.
Значение расчетного коэффициента избытка воздуха в отдельных сечениях газового тракта теплогенератора с уравновешенной тягой определяют суммированием коэффициента избытка воздуха на выходе из топки с присосами воздуха в газоходах, расположенных между топкой и рассматриваемым сечением
где - расчетный коэффициент избытка воздуха на выходе из рассматриваемого элемента; - сумма присосов воздуха во всех газоходах, расположенных между топкой и рассматриваемым сечением газового тракта.
Значения расчетных присосов воздуха в отдельных элементах теплогенератора принимают на основе обобщенных данных эксплуатации агрегатов.
2.2 Расчет теоретических и действительных объемов воздуха и продуктов сгорания
Расчет теоретических объемов воздуха и продуктов сгорания (при ). Все объемы воздуха и продуктов сгорания рассчитывают на 1 мі газообразного топлива. Расчеты производят в следующей последовательности:
Вычисляют теоретический объем воздуха, необходимый для полного сгорания газообразного топлива, мі/мі
где m - число атомов углерода; n - число атомов водорода.
Рассчитывают теоретические объемы продуктов сгорания для сухого газообразного топлива, мі/мі:
где d гт - влагосодержание газообразного топлива, отнесенное 1 мі сухого газа, г/мі.
Расчет действительных объемов воздуха и продуктов сгорания (при ). Расчет ведут в следующей последовательности:
1. Определяют объем воздуха при , мі/кг (мі/мі)
2. Объемы продуктов сгорания твердых, жидких и газообразных топлив при отличаются от теоретических на величину объемов воздуха и водяных паров, поступающих в теплогенератор за счет избыточного воздуха (присосов атмосферного воздуха).
Так как присосы воздуха не содержат трехатомных газов, то действительный объем этих газов не зависит от коэффициента избытка воздуха и во всех газоходах остается постоянным, т.е. равным теоретическому объему.
- объем двухатомных газов, мі/кг (мі/мі)
- объем водяных паров, мі/кг (мі/мі)
- суммарный объем дымовых газов, мі/кг (мі/мі)
3. Объемные доли трехатомных газов и водяных паров , равные парциальным давлениям этих газов при общем давлении P = 0,1 МПа, соответственно равны
Определяют суммарную объемную долю трехатомных газов и водяных паров
2.3 Энтальпии воздуха и продуктов сгорания
При выполнении расчетов энтальпию воздуха и продуктов сгорания относят к 1 кг твердого, жидкого или к 1 мі газообразного топлива. Расчет энтальпий производят при фактических коэффициентах избытка воздуха после каждой поверхности нагрева. Расчет следует производить для всего возможного диапазона температур после поверхностей, так как эти температуры неизвестны.
Определение энтальпий производят в следующей последовательности:
1. Вычисляют энтальпию теоретического объема воздуха для всего выбранного диапазона температур для твердого и жидкого топлив, кДж/кг и газообразного топлива, кДж/мі
где (ct) в- энтальпия 1 мі воздуха, кДж/мі.
2. Энтальпию теоретического объема продуктов сгорания , кДж/кг (кДж/мі), рассчитывают для всего выбранного диапазона температур
где (ct), (ct), (ct) - энтальпии 1 мі соответственно трехатомных газов, азота и водяных паров, кДж/мі.
Удельную энтальпию трехатомных газов (ct) считают равной удельной энтальпии диоксида углерода (ct).
3. Определяют энтальпию продуктов сгорания, при коэффициенте избытка воздуха >1, кДж/кг (кДж/мі)
Результаты расчетов энтальпий продуктов сгорания по всем поверхностям нагрева теплогенератора сводят в таблицу 2.1.
По данным табл. 2.1 на миллиметровой бумаге строят график зависимости энтальпии продуктов сгорания от температуры It-диаграмму (рис. 2.1).
It-диаграмма позволяет в последующих расчетах определить для заданного коэффициента избытка воздуха энтальпию продуктов сгорания при любой их температуре и наоборот.
Таблица 2.1. Энтальпия продуктов сгорания (It-таблица)
Коэффициенты избытка воздуха по участкам газового тракта
3. Тепловой баланс теплогенератора
3.1 Тепловой баланс теплогенератора и расход топлива
Тепловой баланс теплогенератора выражает равенство теплоты, поступившей в агрегат, сумме полезно использованной теплоты и всех тепловых потерь, имеющихся при его работе.
Цель составления теплового баланса - вычислить коэффициент полезного действия теплогенератора и определить необходимый расход топлива.
Тепловой баланс составляют применительно к установившемуся тепловому состоянию теплогенератора. Все статьи теплового баланса принято относить к 1 мі газообразного топлива.
Общее уравнение теплового баланса имеет вид, кДж/кг (кДж/мі)
где - располагаемая теплота; Q 1 - полезно использованная теплота; Q 2 - потери теплоты с уходящими газами; Q 3 - потери теплоты от химической неполноты сгорания; Q 4 - потери теплоты от механической неполноты сгорания; Q 5 - потери теплоты всеми элементами теплогенератора в окружающую среду (потери от наружного охлаждения); - потери теплоты в виде физической теплоты шлака.
Располагаемая теплота на 1 мі газообразного топлива, кДж/мі
Для упрощения расчетов в курсовой работе можно принимать для газообразного топлива
Если статьи теплового баланса выразить в относительных величинах (процентах от располагаемой теплоты , то уравнение теплового баланса примет вид
100 = q 1 + q 2 + q 3 + q 4 + q 5 + q 6шл .
Величину полезно использованной теплоты Q 1 (q 1 ) прямым путем определить нельзя, так как заранее неизвестно количество сжигаемого топлива. Поэтому Q 1 (q 1 ) можно найти из уравнений теплового баланса лишь после определения всех потерь теплоты.
Далее расчет осуществляем в следующей последовательности:
1. Потери теплоты с уходящими газами находят по разности энтальпий продуктов сгорания, уходящих из теплогенератора, и холодного воздуха, %
где - энтальпия уходящих дымовых газов, кДж/мі, при соответствующем избытке воздуха и температуре уходящих газов t ух ; - коэффициент избытка воздуха в уходящих газах, берется в сечении газохода после последней поверхности нагрева; I - энтальпия теоретического объема холодного воздуха, кДж/кг (кДж/мі)
где (ct) хв - энтальпия 1 мі холодного воздуха, кДж/мі, определяется в зависимости от температуры холодного воздуха t хв , которую при отсутствии специальных указаний принимают t хв = 30 о С.
Энтальпию уходящих дымовых газов I ух находят по It-диаграмме при соответствующем избытке воздуха и температуре уходящих газов t ух . При этом температурой t ух следует задаваться.
2. Расчетные потери от химической q 3 , %, и механической q 4 , %, неполноты сгорания топлива принимают из расчетных характеристик топок.
3. Потери теплоты в окружающую среду (от наружного охлаждения) q 5 , %, для стационарных теплогенераторов принимают в зависимости от паропроизводительности котельного агрегата и наличия хвостовой поверхности.
4. Коэффициент полезного действия теплогенератора (брутто) находят по уравнению обратного баланса, %
= q 1 =100 - (q 2 + q 3 + q 4 + q 5 + q 6шл );
= q 1 =100 - (5,2 +0,8 + 0+ 1,4 + 0)=92,6%
5. Номинальный расход топлива определяют по формуле, мі/ч
где Д пп , Д нп - количество выработанного пара, перегретого и насыщенного соответственно, кг/ч; Д пр - расход воды на продувку теплогенератора, кг/ч, причем
где Р - непрерывная продувка, %; учитывается только при Р2, в курсовой работе следует принимать Р = 2-7%; i пп - энтальпия перегретого пара при давлении и температуре в барабане теплогенератора, кДж/кг; i нп - энтальпия сухого насыщенного пара при давлении в барабане котла, кДж/кг; i' - энтальпия кипящей воды при давлении в барабане котла, кДж/кг; i пв - энтальпия питательной воды, кДж/кг, определяют по ее температуре и давлению на входе в теплогенератор.
6. Расчетный расход топлива определяют по формуле мі/ч
При проектировании и эксплуатации теплогенерирующих установок чаще всего выполняется поверочный расчет топочных устройств. Конструктивный расчет производится только при разработке новых агрегатов конструкторскими бюро заводов-изготовителей или при реконструкции топочных камер существующих теплогенераторов.
При поверочном расчете топки по ее тепловым и конструктивным характеристикам определяют температуру дымовых газов на выходе из топки ,°С.
Передача теплоты в топке к лучевоспринимающим поверхностям происходит в основном излучением. Доля конвективного теплообмена относительно мала и им при расчете топки пренебрегают.
Поверочный расчет однокамерных топок производят в следующей последовательности:
1. Для камерных топок проверяют только тепловое напряжение топочного объема.
Тепловое напряжение зеркала горения, кВт/мІ
где R зг - площадь зеркала горения, мІ.
2. Полезное тепловыделение в топке определяют по формуле, кДж/мі
где Q в - теплота, вносимая в топку воздухом, кДж/мі.
Величина Q в складывается из теплоты горячего воздуха и холодного, присосанного в топку
где - коэффициент избытка воздуха в топке; - присосы воздуха в топку; V 0 - теоретически необходимое количество воздуха, мі/мі; с в - объемная теплоемкость воздуха, кДж/(мі . К), с в = 1,3кДж/(мі . К); - температура воздуха после подогрева в воздухоподогревателе,°С; - температура холодного воздуха,°С, = 30°С.
По Jt-диаграмме (см. рис. 2.1) по значению J = Q т определяют теоретическую (адиабатическую) температуру горения топлива t а ,°С (Т а , К).
3. Вычисляют параметр М, зависящий от относительного положения максимума температуры пламени по высоте топки.
Параметр Х т характеризует относительное положение максимума температуры топочных газов, которое для камерных топок с верхним отводом газов и горизонтальным положением осей горелок определяют по формуле
где h 1 - расстояние от нижней плоскости топки до плоскости максимальных температур, м; h 2 - расстояние от нижней плоскости топки до середины ее выходного окна, м.
Под нижней плоскостью топки следует понимать: при сжигании газа и мазута - под топки, при сжигании твердого топлива - середину холодной воронки. Максимум температур практически совпадает с уровнем расположения осей горелок.
4. Определяют среднее значение коэффициента тепловой эффективности лучевоспринимающей поверхности топки
где H л - полная лучевоспринимающая поверхность топки, мІ, принимают по прил. 1; F ст - полная поверхность стен топки, мІ; коэффициент загрязнения лучевоспринимающей поверхности нагрева, учитывающий снижение ее тепловосприятия вследствие загрязнения топочных экранов наружными отложениями или покрытия их огнеупорной массой.
Коэффициент загрязнения принимают равным: для газообразного топлива - 0,65.
5. Предварительно задаются температурой продуктов сгорания на выходе из топочной камеры . Для промышленных паровых теплогенераторов рекомендуется предварительно принимать температуру продуктов сгорания на выходе из топки: при сжигании природного газа 1050…1100°С.
6. Определяют эффективную толщину излучающего слоя, м
где V т - объем топочной камеры, мі.
7. Вычисляют коэффициент ослабления лучей топочной средой, (м . МПа) -1 .
При сжигании жидкого и газообразного топлива коэффициент ослабления лучей зависит от коэффициента ослабления лучей трехатомными газами к г и сажистыми частицами k c .
где r n - суммарная объемная доля трехатомных газов.
Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами рассчитывают по формуле, (м . МПа) -1
где - объемная доля водяных паров; Р п - суммарное парциальное давление трехатомных газов, МПа; Р п = r п . Р; Р - давление в топочной камере теплогенератора, МПа, для агрегатов, работающих без наддува, Р = 0,1 МПа.
Коэффициент ослабления лучей сажистыми частицами вычисляют по формуле, (м . МПа) -1
где С p , Н p - содержание соответственно углерода и водорода в рабочей массе топлива.
где С m Н n - процентное содержание углеводородных соединений, входящих в состав газообразного топлива.
к = 8,16•0,26 +1,22=3,34 (м . МПа) -1 .
8. Определяют степень черноты топки:
где а ф - эффективная степень черноты факела, зависящая от вида сжигаемого топлива.
Для жидкого и газообразного топлив степень черноты факела
где m - коэффициент, учитывающий заполнение объема топки светящимся пламенем; a св, а нс - степень черноты соответственно светящейся части факела и несветящихся трехатомных газов:
9. Определяют среднюю суммарную теплоемкость продуктов сгорания, кДж/мі
где Q т - полезное тепловыделение в топке, кДж/мі; Т a - теоретическая (адиабатическая) температура горения, К; - энтальпия продуктов сгорания топлива при температуре и избытке воздуха на выходе из топки, кДж/мі, определяют по It-диаграмме (см. рис. 2.1) по предварительно принятой температуре .
10. Определяют действительную температуру на выходе из топки ,°С.
где - коэффициент сохранения теплоты, рассчитываемый по формуле
Полученная температура на выходе из топки сравнивается с предварительно принятой. Если расхождение между полученной и ранее принятой температурами не превысит ± 100°С, то расчет считается оконченным.
11. Определяют общее тепловосприятие топки, кДж/кг
Пароперегреватели предназначены для перегрева насыщенного пара, получаемого в теплогенераторах. Значения температуры перегретого пара не превышают 250…400°С. Для получения перегретого пара в производственно-отопительных котельных чаще всего применяют конвективные пароперегреватели, которые располагают по ходу движения газов после первых рядов труб конвективного пучка.
Пароперегреватель обычно состоит из группы параллельно включенных стальных змеевиков, составленных из труб малого диаметра (28-42 мм), соединенных коллекторами.
Конструктивный расчет конвективного пароперегревателя ведут в следующей последовательности:
1. Температуру ,°С, и энтальпию , кДж/мі, дымовых газов на входе в пароперегреватель принимают равными значениями этих параметров на выходе из топки:
2. Температуру t нп , o С, и энтальпию i нп , кДж/кг, насыщенного пара на входе в пароперегреватель определяют в зависимости от заданной величины давления в барабане теплогенератора.
t нп , = 195 o С, i нп = 2788,4 кДж/кг
3. Энтальпию i пп , кДж/кг, перегретого пара находят в зависимости от заданных его температуры t пп ,°С, и давления в барабане теплогенератора.
t п , = 250 o С, i нп = 2927 кДж/кг
4. Определяют энтальпию присасываемого воздуха, кДж/мі
где - присосы воздуха в пароперегревателе.
5. Тепловосприятие пароперегревателя вычисляют по формуле, кДж/мі
6. Из уравнения теплового баланса определяют энтальпию дымовых газов на выходе из пароперегревателя, , кДж/мі
где - коэффициент сохранения теплоты.
7. По величине I пп из It-диаграммы (см. рис. 2.1) находят температуру дымовых газов на выходе из пароперегревателя ,°С.
8. Вычисляют средний температурный напор,°С:
9. Определяют коэффициент теплоотдачи конвекции при поперечном омывании коридорных гладкотрубных пучков , Вт/(м)
где - номинальный коэффициент теплоотдачи Вт/(мІ . К), вычисляемый по скорости дымовых газов (принимают = 5-7 м/с) и наружному диаметру труб пароперегревателя d пп ; с z - поправка на количество рядов труб z по ходу движения дымовых газов, принимают z = 1; c s - поправка на компоновку пароперегревателя, зависящая от относительного продольного и поперечного шагов; с ф - поправка на физические характеристики потока.
10. Вычисляют температуру загрязненной стенки труб пароперегревателя,°С:
11. Определяют коэффициент теплоотдачи излучением продуктов сгорания для не запыленного потока (при сжигании газа и мазута, а также слоевом сжигании твердого топлива) , Вт/(м):
где - номинальный коэффициент теплоотдачи излучением, Вт/(м), определяемый по температуре стенки труб пароперегревателя и средней температуре дымовых газов; с г - поправка, вводимая для не запыленного потока дымовых газов; а - степень черноты излучающей среды, вычисляемая по формуле
где k г - коэффициент ослабления лучей трехатомными газами, (МПа) -1 ; r п - суммарная объемная доля трехатомных газов; р - давление в газоходе пароперегревателя, МПа, для агрегатов работающих без наддува р = 0,1 МПа; S - оптическая толщина излучающего слоя газов в межтрубном пространстве газохода пароперегревателя, определяемая по формуле, м:
12. Находят коэффициент теплоотдачи от продуктов сгорания к стенкам труб пароперегревателя , Вт/(м)
где - коэффициент использования пучка труб пароперегревателя, учитывающий уменьшение тепловосприятия поверхности нагрева вследствие неравномерного омывания её газами, для поперечно омываемых пучков труб конвективных пароперегревателей = 1.
13. Рассчитывают коэффициент теплоотдачи от стенки трубы к пару , Вт/(м):
где - номинальный коэффициент теплоотдачи, Вт/(м), определяемый по средним значениям скорости, давления и температуры пара в пароперегревателе, скорость пара в трубах принимается в пределах W n = 25-30 м/с; с d - поправка, учитывающая влияние внутреннего диаметра трубы пароперегревателя.
14. Определяют коэффициент теплопередачи в пароперегревателе К пп , Вт/(м)
где - коэффициент тепловой эффективности.
15. Вычисляют требуемую поверхность нагрева пароперегревателя Н пп , мІ
16. Рассчитывают сечение трубок для прохода пара f n , мІ:
где - удельный объем перегретого пара, мі/кг, находят в зависимости от давления и средней температуры пара.
17. Определяют количество трубок пароперегревателя n, шт.
где d вн - внутренний диаметр трубок, м.
18. Находят длину одной трубки, l, м
В производственно-отопительных теплогенераторах конвективный пучок является одной из основных парообразующих поверхностей нагрева. Опыт эксплуатации теплогенераторов позволил выработать наиболее рациональные схемы конвективных пучков. В связи с этим тепловой расчет конвективного пучка чаще всего следует выполнять как поверочный, используя существующие типовые чертежи.
После определения температуры дымовых газов на выходе из топки или за пароперегревателем приступают к расчету конвективного пучка теплогенератора.
Расчет производят по обеим газоходам конвективного пучка. В результате расчета по известным поверхностям нагрева определяют температуры газов за газоходами: первым - t 1 '' и вторым - t 2 ''. Этими температурами предварительно задаются с последующим их уточнением.
Поверочный расчет первого газохода конвективного пучка ведут в следующей последовательности:
1. Температуру t 1 ',°С, и энтальпию I 1 ', кДж/мі, дымовых газов на входе в первый газоход принимают равными значениям этих параметров на выходе из пароперегревателя:
t 1 '=t пп ''=970°С, I 1 '= I пп '=19347 кДж/мі.
2. Задаются двумя значениями температуры дымовых газов на выходе из первого газохода
Далее ведут два параллельных расчета для каждой из этих температур.
3. Определяют по It-диаграмме (см. рис. 2.1) энтальпию дымовых газов на выходе из первого газохода I 1 '', кДж/мі, для двух значений температуры t 1 ''.
I 1 '' = 4100 кДж/мі I 1 '' = 2500 кДж/мі
4. Находят энтальпию присасываемого воздуха ДI в , кДж/мі
где - присосы воздуха в первый газоход.
5. Рассчитывают тепловосприятие первого газохода Q д , кДж/мі по уравнению теплового баланса
6. Определяют поверхность нагрева газохода. В конвективных пучках расчетную поверхность нагрева принимают равной полной поверхности труб с наружной (газовой) стороны H 1 , мІ
7. Вычисляют средний температурный напор Дt,°С
где - наибольшая разность температур сред (дымовых газов и теплоносителя)°С; - наименьшая разность температур сред,°С.
8. Рассчитывают среднюю температуру дымовых газов,°C
9. Определяют расчетную скорость движения дымовых газов , м/с
где В р - расчетный расход топлива, мі/ч; V дг - суммарный объем дымовых газов, мі/мі; F 1 - площадь живого сечения для прохода дымовых газов, мІ, находят по формуле:
где - площади соответственно входного и выходного живых сечений газохода, мІ
10. Рассчитывают коэффициент теплоотдачи конвекцией при поперечном омывании коридорных гладкотрубных пучков к , Вт/(м)
где н - номинальный коэффициент теплоотдачи, Вт/(м), определяемый по скорости дымовых газов и наружному диаметру труб газохода d н1 ; с z - поправка на количество рядов труб z по ходу движения дымовых газов; с s - поправка на компоновку пучка, зависящая от относительного поперечного и продольного шагов,; - поправка на физические характеристики потока.
11. Определяют температуру загрязненной стенки труб газохода t ст ,°С
где - температурный перепад между температурой загрязненной стенки и температурой среды в трубе,°С, принимают равным при сжигании газа = 25°С.
12. Вычисляют коэффициент теплоотдачи излучением продуктов сгорания для незапыленного потока (при сжигании газа и мазута, а также слоевом сжигании твердого топлива) по формуле, Вт/(мІ . К)
где - номинальный коэффициент теплоотдачи излучением, Вт/(мІ . К), определяемый по температуре стенки труб газохода t ст и средней температуре дымовых газов t ст ; с г - поправка, вводимая для незапыленного потока дымовых газов; а - степень черноты излучающей среды:
где k г - коэффициент ослабления лучей трехатомными газами, (м . МПа) -1 ; r n - суммарная объемная доля трехатомных газов; Р - давление в газоходе конвективного пучка, МПа, для агрегатов, работающих без наддува, P = 0,1 МПа; S - оптическая толщина излучающе
Расчет и подбор оборудования отопительной котельной курсовая работа. Физика и энергетика.
Реферат: Дипломатические и военные контакты Волжской Булгарии
Дипломная Работа На Тему Бухгалтерский Анализ Ликвидности И Платёжеспособности Предприятия, Составление Отчетности
Доклад: Каспаров Гарри Кимович
Курсовая работа по теме Явление бокового смещения светового пучка (сдвиг Федорова)
Возрождение Русской Культуры Реферат
Реферат На Тему История Семейного Права
Шпаргалка: История социальной психологии
Контрольная работа по теме Культура и цивилизация
38.03 02 Отчет По Практике
Контрольная Работа Фонетика 5 Класс
Практическое задание по теме Измерение электродвижущей силы источника тока
Прогнозирование Реферат
Курсовая работа: Деньги в мировой экономической системе
Реферат На Тему Сестры Милосердия
Реферат: Population Growth In Brazil And It
Білім Беру Және Қазақстанның Үшінші Жаңғыруы Эссе
Реферат: По предмету: «Основы информатики и программирования»
Реферат На Тему Природные Чс
Курсовая работа по теме Логистика: основные понятия, цели и стратегии
Контрольная Работа На Тему Основание Первых Английских Колоний В Северной Америке
Импрессионизм в живописи, музыке и литературе - Культура и искусство реферат
Место и роль России в мировой экономике - Международные отношения и мировая экономика курсовая работа
Работа с поставщиками - Маркетинг, реклама и торговля контрольная работа