Тепловой поверочный расчет котла е75 - Физика и энергетика курсовая работа

Главная

Физика и энергетика
Тепловой поверочный расчет котла е75

Расчетные характеристики топлива. Материальный баланс рабочих веществ в котле. Тепловой баланс котельного агрегата. Характеристики и тепловой расчет топочной камеры. Расчет фестона, пароперегревателя, воздухоподогревателя. Характеристики топочной камеры.


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.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Направление - 140100 Теплоэнергетика и теплотехника
Кафедра - Теоретической и промышленной теплотехники
ТЕПЛОВОЙ ПОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЕТ КОТЛА Е-75-40К
Курсовой проект по курсу «Котельные установки и парогенераторы»
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Давление перегретого пара Рпп = 3.8 МПа
Температура перегретого пара tпп = 445 С
Температура питательной воды tпв = 145 С
Температура уходящих газов выбирается самостоятельно студентом.
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.
4.11. Тепловой расчет низкотемпературных поверхностей нагрева.
4.12. Расчетная невязка теплового баланса котельного агрегата.
4.14 Список использованных источников.
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.
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+ Аr +Sr(о+р)+ Сr+ Нr+ Nr+ Оr=100%;
Низшая теплота сгорания: [1,таблица I, № 50]
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
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.
3Объемы продуктов сгорания, получающиеся при полном сгорании каменного угля [1, п.4-02]:
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].
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
V0Н = 6,7474 V0.N2Н = 5,338 V0.RO2Н = 1,216 V0.H2OН = 0,703
Коэффициент избытка воздуха за поверхностью нагрева
Средний коэффициент избытка воздуха
VH2OН= V0.H2OН + 0,0161 (бСР - 1) V0Н
VГН = V0.RO2Н + V0.N2Н + V0.H2OН + (бСР - 1) V0.Н
Безразмерная концентрация золовых частиц
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 построены -диаграмма.
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]:
Таблица 2 - Энтальпии продуктов сгорания (-таблица)
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]:
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:
Располагаемое тепло рабочего топлива составляет Qр = Qнr = 25410 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;
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°С 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°С 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) = 53697 кДж/кг.
Расход топлива, подаваемого в топку, определим по следующему уравнению [1, п.5-14]:
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]:
В дальнейшем во все формулы для определения объемов и количества теплоты будем подставлять величину ВР.
4. ХАРАКТЕРИСТИКИ И ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ТОПОЧНОЙ КАМЕРЫ
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 .
Эффективная толщина излучающего слоя топки [1, п.6-03]:
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
Основной радиационной характеристикой продуктов сгорания служит критерий поглощательной способности (критерий Бугера) [1, п. 6-07]:
Где к -коэффициент 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]:
где - суммарная объемная доля трехатомных газов в продуктах сгорания; .
T"т - температура газов на выходе из топки, К; принимаем = 1000єC (T"т = 1273 К).
Коэффициент поглощения лучей частицами золы определяется по [1, п.6-10]:
Где мзл - концентрация золы в продуктах сгорания; мзл = 0,0119, АЗЛ принимаем по [1,табл.6-1] для каменного угля,
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 = 1,1 + 1,12+0,2 = 2,42 (1/(м•МПа)).
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;
(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;
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)]:
Vгн - объем газов на выходе из топки без учета рециркуляции, м3/кг.
Средняя суммарная теплоемкость продуктов сгорания 1 кг топлива [1, п.6-19]:
Где I"т - энтальпия продуктов сгорания 1 кг топлива при температуре t"т, избытке воздуха на выходе из топки бт; I"т = 13281 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]:
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];
, - энтальпии теоретически необходимого количества воздуха при температуре за воздухоподогревателем tгв=300°С и присасываемого воздуха
По определяем адиабатическую температуру ta = 1973єС, Та = 2246 К.
Температура газов в конце топки [1, п.6-23 ]:
Количество тепла, воспринятого в топке на 1 кг топлива [1,ф.(6-30)]:
Задавались єС. Полученное расхождение температур меньше 100єС, поэтому нет необходимости делать второе приближение и расчетной температурой на выходе из топки является єС.
Эскиз фестона представлен в приложении А
Диаметр, толщина и средняя длина труб фестона: d=60 mm; S=3 mm; L=4900mm;
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]:
Полная теплообменная поверхность фестона:
L - средняя длина труб в фестоне, м;
Живое сечение для прохода дымовых газов [1, п.7-16]:
F = ab-z1dL = 6,4•4 - 200,06 4,9 = 19,72м2,
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;
- концентрация золы в продуктах сгорания.
Коэффициент принимается [1, табл. 6.1.]: для топок с твердым
S- эффективная толщина излучающего слоя.
Степень черноты продуктов сгорания в фестоне [1, номограмма 17]
Температура загрязненной стенки[1, п.7-39]:
где: t- средняя температура окружающей среды принимается равной температуре насыщения при давлении в котле р=4МПа, cледовательно, t=247,31°C [1, таблица XXIII];
t -при сжигании твердых топлив принимаем равной 50°С.
Значение коэффициента без учета поправок [1, номограмма 18] :
Коэффициент теплоотдачи излучением в пучке труб:
Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке трубы [1, п.7-08]:
где - коэффициент использования поверхности для поперечного омывания пучков: = 1 [5].
Коэффициент теплопередачи для фестона [1, п.7-08]:
где ш- коэффициент тепловой эффективности экранов,
Передача теплоты за счет конвекции по формуле:
Количество тепла, переданного газами фестону (тепловосприятие по балансу),
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]
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]
Количество тепла, переданного газами ступени (тепловосприятие по балансу) [1, п.7-01] Qб. = ц·(I- I+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·(12885,6-10033+0,015·404,7)=2701,8 кДж/кг.
Высота газохода на входе дымовых газов в ступень (по чертежу)
Высота газохода на выходе дымовых газов из ступени (по чертежу)
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,
На выходе из ступени: Fвых=a·hвых- z1·d·h3вых, м2,
Fвых=6,4·2,8 - 78·0,038·2,4=10,806, м2;
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]
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:
Эффективная толщина излучающего слоя [1, п.7-38]:
Cуммарная объёмная доля трёхатомных газов (таблица 1): rп=rН2О+rRO2=0,222.
Коэффициент ослабления лучей трёхатомными газами [1, номограмма 1]:
- средняя температура газов в КППI, К.
Коэффициент поглощения лучей частицами золы:
где =00118- концентрация золы в продуктах сгорания [таблица 1].
Коэффициент принимается по табл. 6.1. [1]: для топок с твердым шлакоудалением =0,8.
Суммарная оптическая толщина газового потока [1, п.7-36]:
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]:
где i=3322,05 кДж/кг - энтальпия пара на выходе из ступени, определяется по значениям Рпп=3,8 МПа и tпп=445С,
Температура пара на выходе из пароохладителя (на входе в ступень) [1, табл.XXV]: t'по=321 С.
Коэффициент теплоотдачи излучением продуктов сгорания [1, номограмма 18]: л=н·а 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]:
где ж - коэффициент использования поверхности нагрева [1,п.7-41]:
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,
Теплоотдача от стенок труб к пару [1, номограмма 12]:
Коэффициент тепловой эффективности [1, табл.7-5. с. 70]:
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:
Температурный напор в ступени [1, стр.71]:
На входе дымовых газов в ступень (на большем конце):
На выходе дымовых газов из ступени (на меньшем конце):
Средний температурный напор для противотока [1, п.7-54], т.к.
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]:
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):
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):
Высота газохода на выходе дымовых газов из ступени (по чертежу):
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'=10033 кДж/кг.
Температура и энтальпия дымовых газов на выходе за II ступенью (по I-х таблице):
Средняя температура дымовых газов в ступени [1, п.7-17]:
Количество тепла, переданного газами ступени (тепловосприятие по балансу) [1, п.7-01]:
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·(10033-7843+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,
На выходе из ступени: Fвых=a·hвых- z1·d·h3вых, м2,
Fвых=6,4·2,28 - 78·0,038·2,08=8,4, м2;
Объём дымовых газов, проходящих через II ступень пароперегревателя (таблица 1)
Средняя скорость газов при средней температуре [1, п. 7-15]:
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:
Эффективная толщина излучающего слоя [1, п.7-38]:
Суммарная объёмная доля трёхатомных газов (табл.1.1):
Коэффициент ослабления лучей трёхатомными газами [1, номограмма 1]:
- средняя температура газов в КППII, К.
Коэффициент поглощения лучей частицами золы:
где =00117- концентрация золы в продуктах сгорания [таблица 1].
Коэффициент принимается по табл. 6.1. [1]: для топок с твердым шлакоудалением =0,8.
Суммарная оптическая толщина газового потока [1, п.7-36]:
Степень черноты продуктов сгорания в КППII [1, п.7-35]:
Энтальпия пара на входе в ступень (на выходе из пароохладителя) [1,п.7-03]:
где i=3322,05 кДж/кг - энтальпия пара на выходе из ступени, определяется по значениям Рпп=3,8 МПа и tпп=445С,
Температура пара на выходе из пароохладителя (на входе в ступень) [1, табл.XXV]:
Примечание: определяется по и i'по=3069,55кДж/кг.
Коэффициент теплоотдачи излучением продуктов сгорания [1, номограмма 18]:
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]:
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]:
Скорость пара [1, п.7-15]: п=(D·)/f, м/с,
Теплоотдача от стенок труб к пару [1, номограмма 12]:
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):
На выходе дымовых газов из ступени (на меньшем конце):
Средний температурный напор для противотока [1, п.7-54], т.к.
Количество конвективного и лучистого тела, воспринятого II ступенью КПП [1, п.7-01]:
Qт=59,38·276,2·287,6/(2,17·103) =2170,96 кДж/кг.
Относительная невязка баланса [1, п.7.3]: Q = ,
Так как невязка баланса не превышает допустимого значения 2%, то расчет пароперегревателя II ступени считаем законченным.
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]:
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]:
Тепловой поверочный расчет котла е75 курсовая работа. Физика и энергетика.
Реферат по теме Индекс человеческого развития
Реферат: Описание оптических систем
Дипломная работа по теме Аудит займов и кредитов в ЗАО 'АДВ-ИНЖИНИРИНГ'
Дипломная работа: Роль прямых иностранных инвестиций для экономики стран постсоветского пространства
Курсовая работа по теме Влияние санкций на экономику России
Реферат по теме Башкирский Костюм
Воспитание И Самовоспитание Характера Курсовая
Контрольная Работа По Биологии Вариант 3
Рефераты По Физкультуре 11 Класс Скачать
Программа Для Рефератов Microsoft Word
Сирена Эсс М 24
Реферат: Canadian History And Government Essay Research Paper
Реферат: Requirements for listening and their realization in inside out advanced
Дипломная работа: Оптимизация путей повышения конкурентоспособности рекламного предприятия
Требования К Теме Курсовой Работы
Характер Диссертации
Курсовая работа по теме Ревизия (аудит) расчетов с депонентами, по претензиям, по возмещению материального ущерба, с разными дебиторами и кредиторами
Реферат: «Организационная культура»
Русская Кухня Сочинение На Английском
Повреждение Почек При Алкоголизме Реферат
Анализ института административной ответственности в области предпринимательской деятельности и деятельности саморегулируемых организаций в РФ - Государство и право дипломная работа
Формы, содержание, порядок получения и контроля разрешительных документов, применяемых при проведении ветеринарного контроля - Таможенная система курсовая работа
Специфика карьерной успешности менеджеров - Менеджмент и трудовые отношения курсовая работа