Тепловой расчет котла ТП-42 для работы на углях марки АШ Донецкого месторождения - Физика и энергетика курсовая работа

Главная

Физика и энергетика
Тепловой расчет котла ТП-42 для работы на углях марки АШ Донецкого месторождения

Характеристика парового котла тепловой электростанции ТП-42. Пересчет нормативного состава топлива и теплоты сгорания на заданную влажность и зольность. Расчет количества воздуха и объемов продуктов сгорания. Определение объема реконструкции котла.


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
"Национальный исследовательский Томский политехнический университет"
Специальность Тепловые электрические станции
Кафедра парогенераторастроения и парогенераторных установок
Тепловой расчет котла ТП-42 для работы на углях марки АШ Донецкого месторождения
Курсовой проект -62 с., 1 рис., 3 табл., 8 источников, 1 прил., 2 л. графич. материала.
Ключевые слова: котел, поверхности нагрева, тепловой расчет.
Объектом проекта является паровой котел, его поверхности нагрева: топка, фестон, пароперегреватель, водяной экономайзер, воздухоподогреватель.
Цель проекта - приобретение практических навыков проведения анализа работы котла на непроектном топливе, а также разработка проекта реконструкции поверхностей нагрева котла для обеспечения выработки пара заданных параметров.
Методы исследования ? расчетно-аналитические.
Область применения ? энергетика и энергомашиностроение.
Курсовой проект выполнен в текстовом редакторе Microsoft Word 7.0 шрифтом Times New Roman №12 через 1,5 интервал.
1. Краткая характеристика парового котла ТП-42
2. Расчетные теплотехнические характеристики топлива
3. Пересчет нормативного элементарного состава топлива и теплоты сгорания на заданную влажность и зольность
4. Расчет количества воздуха и объемов продуктов сгорания
5. Расчет энтальпий воздуха и продуктов сгорания
6. Составление теплового баланса котла и определение расхода топлива
7. Тепловой расчет воздухоподогревателя 1 ступени (Вп1)
8. Расчет экономайзера 1 ступени (Эк1)
9. Тепловой расчет воздухоподогревателя второй ступени (Вп2)
10. Расчет экономайзера 2 ступени (Эк2)
13. Тепловой расчет пароперегревателя
13.2 Расчет теплообмена всего пароперегревателя
13.3 Расчет радиационного пароперегревателя
13.4 Расчет конвективного пароперегревателя второй (по ходу пара) ступени (Кпе2)
13.5 Расчет впрыскивающего пароохладителя
13.6 Расчет конвективного пароперегревателя первой (по пару) ступени Кпе1
14. Анализ результатов расчетов и определение объема реконструкции котла
Паровой котел относится к особо сложным агрегатам тепловой электростанции (ТЭС).
Рабочим телом в паровом котле для получения пара является питательная вода, а теплоносителем служат продукты горения различных органических топлив. Необходимая мощность парового котла определяется его производительностью при обеспечении необходимой температуры и рабочего давления перегретого пара. При этом в топке сжигается расчетное количество топлива.
Номинальной производительностью котла называется наибольшая производительность по пару, которую котел должен обеспечить в длительной эксплуатации при номинальных параметрах пара с допускаемыми по ГОСТ отклонениями от этих величин.
Номинальное давление - это наибольшее давление пара, которое должно обеспечиваться непосредственно за пароперегревателем котла.
Номинальные температуры пара высокого давления - это температуры пара, которые должны обеспечиваться непосредственно за пароперегревателем с допускаемыми по ГОСТ отклонениями при поддержании номинальных давлений пара, температуры питательной воды и паропроизводительности.
Номинальная температура питательной воды - это температура воды перед входом в экономайзер, принятая при проектировании котла для обеспечения номинальной производительности.
При изменении нагрузки котла номинальные температуры пара (свежего и вторично перегретого) и, как правило, давление должны сохраняться (в заданном диапазоне нагрузок), а остальные параметры будут изменяться.
При выполнении расчета парового котла его паропроизводительность, параметры пара и питательной воды являются заданными. Поэтому цель расчета состоит при проверочном расчете котла в определении температуры и тепловосприятий рабочего тела и газовой среды в поверхностях нагрева заданного котла.
1. Краткая характеристика парового котла ТП-42
Котельный агрегат ТП-42 Бийского котельного завода выполнен с компоновкой поверхностей нагрева по П-образной схеме, с одним барабаном средней мощности. При такой компоновке поверхностей нагрева котельные агрегаты легче выполнить пригодными для работы на твердых топливах с разной приведенной влажностью и зольностью.
Котлоагрегат имеет длинный задний свод, низко расположенный над слоем, и короткий высоко поднятый и закрытый огнеупором передний свод для верхнего сжигания топлива. Далее выполнен пережим для перемешивания продуктов сгорания с воздухом и только за этими участками имеется объем со сплошным экранированием стен для охлаждения дымовых газов. Затем по ходу газов расположен фестон, выполненный из труб заднего экрана, и вертикальный пароперегреватель с поверхностным пароохладителем в рассечку. Топочная камера объемом 1470 м 3 экранирована трубами.
В барабане диаметром 1500 мм расположены устройства для сепарации пара, ввода реактивов, непрерывной продувки, распределения питательной воды и ступенчатого испарителя котловой воды.
Паропроизводительность котла, Dпе = 230т/ч = 63,89 кг/с.
Давление перегретого пара, Рпе = 9,8МПа.
Температура перегретого пара, tпе = 510 о С.
Температура питательной воды, tпв = 215 о С.
Расчетная влажность топлива Wtг = 22%.
Расчетная зольность топлива Аг = 40%.
Способ сжигания топлива - камерный с твердым шлакозолоудалением.
Система пылепрготовления - ШБМ с промбункером.
2. Расчетные теплотехнические характеристики топлива
Заданное топливо - уголь Донецкое месторождения, АШ.
Нормативный элементарный состав заданного топлива в рабочем состоянии [1, табл. I]:
содержание углерода, (Сг)н = 40,3%;
содержание кислорода, (Ог)н = 1,4%.
Нормативная влажность (Wtг)н = 20% [1, табл. I].
Нормативная зольность, (Аг)н = 36% [1, табл. I].
Контрольная сумма для нормативного состава топлива:
(Сг)н + (Нг)н + (Sгор)н + (Nг)н + (Ог)н + (Wtг)н + (Аг) н =
= 40,3 + 0,8 + 1,2 + 0,3 + 1,4 + 20 + 36 =100%.
Выход летучих Vdaf = 5,0% [1, табл. I].
Низшая теплота сгорания, (Qiг)н = 13630 кДж/кг [1, табл. I].
Температурные характеристики золы [1, табл. II]:
температура начала деформации, tА = 1130 о С;
температура начала размягчения, tБ = 1240 о С;
температура начала жидкоплавкого состояния, tС = 1260 о С.
3. Пересчет нормативного элементарного состава топлива и теплоты сгорания на заданную влажность и зольность
Пересчет производится в связи с тем, что заданные влажность и зольность расчетного топлива отличаются от их нормативных значений.
Коэффициент пересчета определяется по формуле [1, 2-06]
Расчетный элементарный состав топлива:
Контрольная сумма для расчетного состава топлива
Сг + Нг + Sгор + Nг + Ог + Wtг + Аг =
= 34,81 + 0,69 + 1,04 + 0,26 + 1,21 + 22 + 40 =100%
Расчетная теплота сгорания определяется по формуле:
Qiг = [(Qiг)н + 24,42•(Wiг)н] - 24,42•Wiг,
где (Qiг)н = 13630 кДж/кг - нормативная низшая теплота сгорания топлива;
24,42 кДж/кг - скрытая теплота парообразования при нормальных условиях (t = 0oC, p = 101,3кПа);
Qiг = 13630 + 24,42•20,0 - 24,42•22,0 = 13581кДж/кг.
4. Расчет количества воздуха и объемов продуктов сгорания
Теоретическое количество сухого воздуха, необходимого для полного сгорания топлива (при коэффициенте избытка воздуха б = 1)
Vно = 0,0889•(Cг + 0,375•Sгор) + 0,265•Нг - 0,0333Oг =
= 0,0889•(34,81 + 0,375·1,04) + 0,265·0,69 - 0,0333·1,21 = 3,27 м 3 /кг.
Теоретический объем трехатомных газов
VнRO2 = 0,01866•(Cг + 0,375•Sгор) =
= 0,01866•(34,81+ 0,375·1,04) = 0,66 м 3 /кг.
VноN2 = 0,79•Vно + 0,008•Nг = 0,79·3,27+ 0,008·0,3 = 2,59 м 3 /кг.
VноH2O = 0,111•Htг + 0,0124•Wtг + 0,0161•Vo =
= 0,111·0,8 + 0,0124·20,0 + 0,0161·3,27 = 0,4 м 3 /кг.
Суммарный теоретический объем дымовых газов
Vн ог = VноRO2 + VноN2 + VноH2O = 0,66 + 2,59 + 0,4 = 3,65 м 3 /кг.
Коэффициент избытка воздуха на выходе из топки принимается по [1, таблица XVII] Дб = 1,2.
Присосы воздуха в газоходах котла принимаются в соответствии с наличием и расположением поверхностей нагрева в рассчитываемом котле по [1, таблица XVII]:
- в газоход пароперегревателя 2 ступени ДбКпе2 = 0,015;
- в газоход пароперегревателя 1 ступени ДбКпе1 = 0,015;
- в газоход экономайзера 2 ступени ДбЭк2 = 0,02;
- в газоход воздухоподогревателя 2 ступени ДбВп2 = 0,03;
- в газоход экономайзера 1 ступени ДбЭк1 = 0,02;
- в газоход воздухоподогревателя 1 ступени ДбВп1 = 0,03;
Присосы воздуха в систему пылеприготовления Дбпл = 0,1 [1, таблица XVII].
Коэффициенты избытка воздуха за отдельной поверхностью нагрева определяются путем прибавления величины присоса воздуха данной поверхности к коэффициенту избытка воздуха в предыдущей поверхности. Таким образом, коэффициент избытка воздуха будут:
- за топкой и фестоном бт = бф = 1,2;
- за пароперегревателем 2 ступени бКпе2 = 1,215;
- за пароперегревателем 1 ступени бКпе1 = 1,23;
- за экономайзером 2 ступени бЭк2 = 1,25;
- за воздухоподогревателем 2 ступени бВп2 = 1,28;
- за экономайзером 1 ступени бЭк1 = 1,3;
- за воздухоподогревателем 1 ступени (в уходящих газах) бВп1 = 1,33.
Средние коэффициенты избытка воздуха по газоходам котла:
Действительные объемы водяных паров и дымовых газов подсчитываются для каждого газохода при средних коэффициентах избытка воздуха по формулам, м 3 /кг
VнH2O = VноH2O + 0,0161•(бcp - 1)•Vно;
Результаты расчетов занесены в таблицу 1. В эту же таблицу заносятся и атомные доли трехатомных газов rRO2 = , водяных паров rH2O = , общая доля трехатомных газов и водяных паров rn = rRO2 + rH2O, а также масса дымовых газов Gг = 1 - и безразмерная концентрация золовых частиц мзл = . При этом доля золы, уносимая в газоходы котла, принимается бун = 0,95 [1, табл. XVIII-XIX].
Таблица 1 - Объемные характеристики продуктов сгорания
Коэффициент избытка воздуха за поверхностью нагрева, б
Коэффициент избытка воздуха средний, бср
Полный объем дымовых газов, Vнг, м3/кг
Объемная доля трех-атомных газов, rRO2
Объемная доля трехатомных газов и водяных паров, rn
Безразмерная концентрация золовых частиц, м, кг/кг
5. Расчет энтальпий воздуха и продуктов сгорания
Энтальпия теоретически необходимого количества воздуха при б = 1 и расчетной температуре х определяется по формуле, кДж/кг
где (сх)в - удельная энтальпия воздуха, кДж/м 3 .
5.2 Действительная энтальпия продуктов сгорания (дымовых газов) при б > 1 подсчитывается по формуле, кДж/кг
где Iог - теоретическая энтальпия продуктов сгорания, кДж/кг, определяется
Iог = VнRO2•(cх)CO2 + VноN2•(cх)N2 + VноН2О•(сх)Н2О;
Iзл - энтальпия летучей золы, кДж/кг, определяется
(сх)в, (сх)СО2, (сх)N2, (сх)Н2О, (сх)зл - удельные энтальпии воздуха, углекислого газа, азота и водяных паров при температуре х, кДж/м3, определяются по [1, табл. XIV], энтальпия золы, кДж/кг определяется по [1, табл. XIV].
Рассчитанные значения энтальпий воздуха и продуктов сгорания, определенные для различных температур и коэффициентов избытка воздуха, заносятся в таблицу 2.
Таблица 2 - Энтальпии воздуха и продуктов сгорания
Iг = Iог + (б - 1)•Iов + Iзл, кДж/кг
6. Составление теплового баланса котла и определение расхода топлива
Общее уравнение теплового баланса представляется в виде, кДж/кг
Qр + Qв.вн. + Qф = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6,
где Qр - располагаемое тепло сжигаемого топлива, кДж/кг;
Qв.вн. - тепло, подведенное к воздуху предварительно, до входа в воздухоподогреватель, от внешних источников тепла, кДж/кг;
Qф - тепло, вносимое в топку паровым дутьем при форсуночном распылении мазута, кДж/кг;
Q1 - тепло, полезно использованное в котле на подогрев воды, ее испарение и перегрев получаемого пара, кДж/кг;
Q2 - потери тепла с уходящими газами, кДж/кг;
Q3 - потери тепла от химической неполноты сгорания топлива, кДж/кг;
Q4 - потери тепла от механической неполноты сгорания топлива, кДж/кг;
Q5 - потеря теплоты от наружного охлаждения, кДж/кг;
Q6 - потеря с теплом шлака, кДж/кг.
Располагаемое тепло сжигаемого топлива
Потеря теплоты от химической неполноты сгорания топлива, определяется по [1, таблица XVIII-ХХI]
Потеря теплоты от механической неполноты сгорания топлива, принимается по [1, табл. XVIII-ХХI]
Потеря теплоты от наружного охлаждения, определяется
Доля золы топлива, преходящая в шлак
Температура удаляемого шлака принимается при твердом шлакозолоудалении по [1, 5-10]
Энтальпия удаляемого шлака при хшл по [1, табл. XIV]
Потеря тепла с физической теплотой шлаков
Температура уходящих газов; принимается с последующим ее уточнением
Энтальпия уходящих газов при хух (определяется по таблице 2 путем интерполяции)
Температура присасываемого воздуха; принимается равной температуре холодного воздуха
Средняя теплоемкость воздуха при 30 о С [1, табл. V]
Iо. прс = Iо. хв = св·tхв·Vно = 1,32·30·3,27 =129,5 кДж/кг.
Отношение количества воздуха, подаваемого в топку из воздухоподогревателя к теоретически необходимому при отсутствии рециркуляции газов (rрц = 0)
в'т = бт - Дбт - Дбпл = 1,2 - 0,05 - 0,1 = 1,05.
Отношение количества воздуха на входе в воздушный тракт к теоретически необходимому
где Дбвп - суммарная величина присоса воздуха в обеих ступенях воздухоподогревателя
Дбвп = ДбВп1 + ДбВп2 = 0,03 + 0,03 = 0,06;
Потеря тепла с уходящими газами [1, 5-15]
Коэффициент полезного действия котла
зк = 100 - (q2 + q3 + q4 + q5 + q6) =
= 100 - (6,7 + 0 + 1 + 0,537 + 0,074) = 91,7%.
Расход перегретого пара (по заданию)
Dпр = 0,01·Dпе•рпр = 0,01•63,89•3,0 = 1,917кг/с.
Энтальпия перегретого пара при tпе=510 о С [2, таблица III]
Давление питательной воды на входе в котел принимается
рп.в. = 1,2•рпе = 1,2•9,8 = 11,76 МПа.
Энтальпия питательной воды при давлении в рп.в. и температуре tп.в. [4, таблица III]
Давление среды в барабане [2, таблица III]
рб = 1,1·рпе = 1,1·9,8 = 10,78 МПа.
Температура насыщения пара при давлении в барабане [4, таблица II]
Энтальпия насыщенного пара при давлении в барабане [4, таблица II]
Энтальпия продувочной (кипящей) воды при давлении в барабане [4, таблица II]
Тепло, полезно используемое в котле
Qк = Dпе•(iпe - iпв) + Dпр•(is' - iпв) =
= 63,89•(3402,1 - 923,3) + 1,917·(1399,9 - 923,3) = 161276кВт.
Расход топлива, подаваемого в топку
Расчетный расход топлива (с учетом механической неполноты его сгорания) [1, 5-24]
Вр = В•(1 - 0,01·q4) = 12,95•(1 - 0,01•1) =12,82кг/с.
7. Тепловой расчет воздухоподогревателя 1 ступени (Вп1)
Относительный поперечный шаг труб у1 = 1,5.
Относительный продольный шаг труб у2 = 1,125.
Сечение для прохода воздуха ѓв = 12,9 м 2 .
Сечение для прохода газов Fг = 11,8 м 2 .
Теплообменная поверхность нагрева Н = 9730 м 2 .
Число рядов труб по ходу газов z2 = 40.
Глубина газового объема ?об = 1,1 м.
Температура газов на выходе из Вп1; принимается равной температуре уходящих газов (тепловой баланс котла)
х''г = хух = 135 о С (Т''г = 130 + 273 = 403К).
Энтальпия газов на выходе из Вп1; принимается равной энтальпии уходящих газов (тепловой баланс котла)
Температура воздуха на входе в Вп1; принимается равной температуре холодного воздуха, т. к. подогрева воздуха вне котла нет
Энтальпия воздуха на входе в Вп1 (тепловой баланс котла)
Температура воздуха на выходе из Вп1; принимается с последующим уточнением
Энтальпия воздуха на выходе (таблица 2)
tв.ср. = = 132,5 о С (Тв.ср. = 132,5 + 273 = 405,5К).
Энтальпия присасываемого воздуха при средней температуре (таблица 2)
Отношение количества воздуха, подаваемого в топку из воздухоподогревателя к теоретически необходимому (тепловой баланс котла)
Количество воздуха, подогреваемого в Вп1 (относительно теоретически необходимого)
вВп1 = в'т + ДбВп2 + = 1,05 + 0,03 + = 1,095.
Тепло, воспринимаемое воздухом по уравнению теплового баланса
Qб = вВп1•(I''о.г.в. - I'о.в.) = 1,095•(1576 - 129,5) = 1584 кДж/кг.
Энтальпия дымовых газов на входе в Вп1
I'г = I''г + Qб/ц - ДбВп1•Iо.прс. = 1158,15 + 1584/0,9936 - 0,03•725,34 = 2730,6 кДж/кг.
Температура дымовых газов на входе в Вп1; определяется по таблице 2 при I'г (за Эк1)
х'г = 319 о С (Т'г = 319 + 273 = 592К).
хг.ср. = = 227С (Тг.ср. = 227 + 273 = 500К).
Коэффициент теплопроводности газов [1, п. 3-04]
Коэффициент кинематической вязкости [1, п. 3-03]
Критерий Прандтля для газов [1, п. 3-06]
Поправка на температуру потока газов [1, п. 7-55]
Поправка на относительную длину канала [1, п. 7-55]
Поправка на форму канала [1, п. 7-55]
Коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов к стенке [1, п. 7-55]
Расчетная скорость воздуха [1, п.7-28б]
Коэффициент теплопроводности воздуха [1, п. 3-04]
Коэффициент кинематической вязкости воздуха [1, п. 3-03]
Критерий Прандтля для воздуха [1, п. 3-06]
Поправка на число рядов по ходу воздуха [1, п. 7-45а]
Средний относительный диагональный шаг труб
Поправка на компоновку пучка [1, п. 7-44а]
Сs = 0,77•ц0,5 = 0,77•1,420,5 = 0,9176.
Коэффициент теплоотдачи от стенки к воздуху [1, п. 7-43]
= 0,36•1,0•0,9176• = 53,82 Вт/м 2 •К.
Эффективная толщина излучающего слоя [1, п. 7-38]
Коэффициент поглощения лучей газовой средой продуктов сгорания (RO2, H2O) [1, п. 6-13]
Коэффициент Азл для заданного топлива [1, табл. 6-1]
Коэффициент поглощения лучей частицами летучей золы [1, 6-16]
Коэффициент поглощения газовой среды при сжигании заданного топлива [1, 6-18]
к = кг + кзл•мзл = 19,63 + 0,775 = 20,405 1/м•МПа.
Степень черноты потока газов при средней температуре Тг.ср. и давлении р = 0,1МПа [1, 7-65]
аг = 1 - е-к•р•s = 1 - 2,718-20,405•0,1•0,033 = 0,065
Степень черноты загрязнения стенок лучевоспринимающей поверхностью [1, 7-35]
Абсолютная температура загрязнений наружной труб поверхности воздухоподогревателя [1, 7-39]
Коэффициент теплоотдачи излучением продуктов сгорания [1, 7-63]
Коэффициент А для заданного топлива [1, 7-40]
Коэффициент теплоотдачи с учетом излучения газовых объемов в межтрубном пространстве [1, 7-42]
Коэффициент использования поверхности [1, 7-41]
Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке [1, 7-16]
б1 = о•(бк + б'л) = 1,0•(35,73 + 2,1) = 37,83 Вт/м 2 ·К.
Коэффициент тепловой эффективности, учитывающий влияние загрязнения поверхности, неполноты омывания ее газами и воздухом, перетоков воздуха [1, табл. 7-6] ш = 0,9.
Коэффициент теплопередачи [1, 7-15б]
Разность температур на входе в ступень
Дt' = х'г - t''в = 319 - 235 = 84оС.
Разность температур на выходе из ступени
Дt'' = х''г - t'в = 135 - 30 = 105оС.
Температурный напор в ступени при противотоке [1, 7-74]
фб = t''в - t'в = 235 - 30 = 205 о С.
фм = х'г - х''г = 319 - 135 = 184 о С.
Коэффициент пересчета противоточной схемы к более сложной [1, номограмма 21] ш = 0,96.
Температурный напор в ступени (расчетный) [1, 7-77]
Тепло, передаваемое ступени по уравнению теплопередачи [1, 7-01]
Невязка теплового баланса (абсолютная)
Допустимая абсолютная величина невязки теплового баланса менее 2%.
8. Расчет экономайзера 1 ступени (Эк1)
Тип ступени - змеевиковая, шахматная, противоточная.
Диаметр труб внутренний dвн = 28 мм.
Относительный поперечный шаг труб у1 = 2,81.
Относительный продольный шаг труб у2 = 1,56.
Сечение для прохода воды ѓв = 0,0785 м 2 .
Сечение для прохода газов Fг = 20,4 м 2 .
Теплообменная поверхность нагрева Н = 1075 м 2 .
Глубина газового объема ?об = 0,9 м.
Температура газов на выходе из Эк1; принимается равной температуре газов на входе в воздухоподогреватель 1 ступени (расчет Вп1)
х''г = 319оС (Т'г = 319 + 273 = 592К).
Энтальпия газов на выходе из Эк1; принимается равной энтальпии газов на входе в воздухоподогреватель 1 ступени (расчет Вп1)
Температура воды на входе в Эк1; принимается равной температуре питательной воды (задание)
Давление воды на входе в Эк1; принимается равным давлению перегретого пара, увеличенному на 20%
р'в = 1,2•рпе = 1,2•9,8 = 11,76 МПа.
Энтальпия воды на входе в Эк1 при t'в и р'в [3, таблица III]
Температура воды на выходе из Эк1; принимается предварительно с последующим уточнением
Давление воды на выходе из Эк2; принимается равным давлению перегретого пара, увеличенному на 15%
р''в = 1,15•рпе = 1,15•9,8 = 11,27МПа.
Энтальпия воды на выходе при t''в и р''в [3, таблица III]
tв.ср. = = 224,5оС (Тв.ср. = 224,5 + 273 = 497,5К).
Удельный объем воды при tв.ср. и р''в [3, таблица III]
DЭк1 = Dпе + Dпр = 63,89 + 1,917 = 65,807 кг/с.
Тепло, воспринимаемое водой по уравнению теплового баланса
Энтальпия дымовых газов на входе в ступень
Температура дымовых газов на входе в ступень (таблица 2)
х'Эк1 = 367оС (Т'г = 367 + 273 = 640 К)
хг.ср. = = 341оС (Тг.ср. = 341 + 273 = 614 К).
Коэффициент теплопроводности газов [1, 3-04]
Коэффициент кинематической вязкости газов [1, 3-04]
Критерий Прандтля для газов [1, 3-06]
Средний относительный диагональный шаг труб
Поправка на число рядов по ходу газов определяется по [1, 7-45а]
Поправка на компоновку пучка; определяется по [1, 7-44а]
Сs = 0,77•ц0,5 = 0,77•1,6450,5 = 0,988.
Коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов к стенкам труб экономайзера [1, п. 7-43]
= 0,36•1,0•0,988• = 72,63 Вт/м 2 •К.
Эффективная толщина излучающего слоя [1, п.7-67а]
Коэффициент поглощения лучей газовой средой продуктов сгорания (RO2, H2O) [1, п.6-13]
Коэффициент Азл для заданного топлива [1, табл. 6-1]
Коэффициент поглощения лучей частицами летучей золы [1, 6-16]
Коэффициент поглощения газовой среды при сжигании заданного топлива [1, 6-18]
к = кг + кзл•мзл = 9,125 + 0,637 = 9,762 1/м•МПа.
Степень черноты потока газов при средней температуре Тг.ср. и давлении р = 0,1МПа [1, 7-65]
аг = 1 - е-к•р•s = 1 - 2,718-9,762·0,1·0,132 = 0,12.
Степень черноты загрязнения стенок лучевоспринимающей поверхностью [1, 7-35]
Абсолютная температура загрязнений наружной труб поверхности экономайзера [1, 7-39]
Тз = Тв.ср + Дt = 497,5 + 25 = 522,5К.
Коэффициент теплоотдачи излучением продуктов сгорания [1, 7-64]
Коэффициент А для заданного топлива [1, 7-40]
Коэффициент теплоотдачи с учетом излучения газовых объемов в межтрубном пространстве [1, 7-72]
Коэффициент использования поверхности [1, 7-41б]
Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке [1, 7-16]
б1 = о•(бк + б'л) = 1,0•(72,63 + 6,337) = 78,967 Вт/м 2 ·К.
Коэффициент тепловой эффективности, учитывающий влияние загрязнения поверхности, неполноты омывания ее газами и воздухом, перетоков воздуха [1, табл. 7-6]
Коэффициент теплопередачи [1, 7-16]
К = ш•б1 = 0,55•78,967 = 43,43Вт/м 2 ·К.
Разность температур на входе в ступень
Дt' = х'г.Эк1 - t''в = 367 - 234 = 133 о С.
Разность температур на выходе из ступени
Дt'' = х''г. Эк1 - t'в = 319 - 215 = 104 о С.
Температурный напор в ступени при противотоке [1, 7-74]
Тепло, передаваемое ступени по уравнению теплопередачи [1, 7-01]
Невязка теплового баланса (абсолютная)
Допустимая абсолютная величина невязки теплового баланса менее 2%.
9. Тепловой расчет воздухоподогревателя второй ступени (Вп2)
Относительный поперечный шаг труб у1 = 1,50.
Относительный продольный шаг труб у2 = 1,125.
Сечение для прохода воздуха ѓв = 12,9 м 2 .
Сечение для прохода газов Fг = 11,8 м 2 .
Теплообменная поверхность нагрева Н = 4870 м 2 .
Число рядов труб по ходу газов z2 = 40.
Глубина газового объема ?об = 1,1 м.
Температура газов на выходе из Вп2; принимается равной температуре газов на входе в Эк1 (расчет Эк1)
х''г = 367оС (Т''г = 367 + 273 = 640К)
Энтальпия газов на выходе из Вп2; принимается равной энтальпии газов на входе в Эк1 (расчет Эк1)
Температура воздуха на входе в Вп2; принимается равной температуре воздуха на выходе из Вп1
Энтальпия воздуха на входе в Вп2; принимается равной энтальпии воздуха на выходе из Вп1 (расчет Вп1)
Температура воздуха на выходе из Вп2; принимается с последующим уточнением
Энтальпия воздуха на выходе (таблица 2)
tв.ср. = = 304оС (Тв.ср. = 304 + 273 = 577К).
Энтальпия присасываемого воздуха при средней температуре (таблица 2)
Отношение количества воздуха, подаваемого в топку из воздухоподогревателя к теоретически необходимому (тепловой баланс котла)
Количество воздуха, подогреваемого в Вп2 (относительно теоретически необходимого)
вВп2 = в'т + ДбВп2 + = 1,08 + 0,03 + = 1,0125.
Тепло, воспринимаемое воздухом по уравнению теплового баланса
Qб = вВп2•(I''о.г.в. - I'о.в.) = 1,0125•(2532,45 - 1576) = 968,4 кДж/кг.
Энтальпия дымовых газов на входе в Вп2
I'г = I''г + Qб/ц - ДбВп1•Iо.прс. = 3164,6 + 968,4/0,9936 - 0,03•2051 = 4077,7 кДж/кг.
Температура дымовых газов на входе в Вп2; определяется по таблице 2 при I'г (за Эк2)
х'г = 475 о С (Т'г = 475 + 273 = 748К).
хг.ср. = = 421оС (Тг.ср. = 421 + 273 = 694К).
Коэффициент теплопроводности газов [1, п. 3-04]
Коэффициент кинематической вязкости [1, п. 3-03]
Критерий Прандтля для газов [1, п. 3-06]
Поправка на температуру потока газов [1, п. 7-55]
Поправка на относительную длину канала [1, п. 7-55]
Поправка на форму канала [1, п. 7-55]
Коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов к стенке [1, п. 7-55]
Расчетная скорость воздуха [1, п. 7-28б]
Коэффициент теплопроводности воздуха [1, п. 3-04]
Коэффициент кинематической вязкости воздуха [1, п. 3-03]
Критерий Прандтля для воздуха [1, п. 3-06]
Поправка на число рядов по ходу воздуха [1, п. 7-45а]
Средний относительный диагональный шаг труб
Поправка на компоновку пучка [1, п. 7-44а]
Сs = 0,77•ц0,5 = 0,77•1,42 = 1,093.
Коэффициент теплоотдачи от стенки к воздуху [1, п. 7-43]
= 0,36•1,0•1,093• = 74,09 Вт/м 2 •К.
Эффективная толщина излучающего слоя [1, п. 7-38]
Коэффициент поглощения лучей газовой средой продуктов сгорания (RO2, H2O) [1, п. 6-13]
Коэффициент Азл для заданного топлива [1, табл. 6-1]
Коэффициент поглощения лучей частицами летучей золы [1, 6-16]
Коэффициент поглощения газовой среды при сжигании заданного топлива [1, 6-18]
к = кг + кзл•мзл = 18,45 + 0,65 = 19,1 1/м•МПа.
Степень черноты потока газов при средней температуре Тг.ср. и давлении р = 0,1МПа [1, 7-65]
аг = 1 - е-к•р•s = 1 - 2,718-19,1•0,1•0,033 = 0,061.
Степень черноты загрязнения стенок лучевоспринимающей поверхностью [1, 7-35]
Абсолютная температура загрязнений наружной труб поверхности воздухоподогревателя [1, 7-39]
Коэффициент теплоотдачи излучением продуктов сгорания [1, 7-63]
Коэффициент А для заданного топлива [1, 7-40]
Коэффициент теплоотдачи с учетом излучения газовых объемов в межтрубном пространстве [1, 7-42]
Коэффициент использования поверхности [1, 7-41]
Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке [1, 7-16]
б1 = о•(бк + б'л) = 1,0•(39,65 + 4,92) = 44,57 Вт/м 2 ·К.
Коэффициент тепловой эффективности, учитывающий влияние загрязнения поверхности, неполноты омывания ее газами и воздухом, перетоков воздуха [1, табл. 7-6]
Коэффициент теплопередачи [1, 7-15б]
Разность температур на входе в ступень
Дt' = х'г - t''в = 475 - 373 = 102 о С.
Разность температур на выходе из ступени
Дt'' = х''г - t'в = 367 - 235 = 132 о С.
фб = t''в - t'в = 373 - 235 = 138 о С.
фм = х'г - х''г = 475 - 367 = 108 о С.
Коэффициент пересчета противоточной схемы к более сложной [1, номограмма 21]
Температурный напор в ступени (расчетный) [1, 7-77]
Дt = ш•Дtпрт = 0,87•116 = 100,92 о С.
Тепло, передаваемое ступени по уравнению теплопередачи [1, 7-01]
Невязка теплового баланса (абсолютная)
Допустимая абсолютная величина невязки теплового баланса менее 2%.
10. Расчет экономайзера 2 ступени (Эк2)
Тип ступени - змеевиковая, шахматная, противоточная.
Диаметр труб внутренний dвн = 28 мм.
Относительный поперечный шаг труб у1 = 2,81.
Относительный продольный шаг труб у2 = 1,56.
Сечение для прохода воды ѓв = 0,0785 м 2 .
Сечение для прохода газов Fг = 26,0 м 2 .
Теплообменная поверхность нагрева Н = 970 м 2 .
Глубина газового объема ?об = 4,2 м.
Температура газов на выходе из Эк2; принимается равной температуре газов на входе в воздухоподогреватель 2 ступени (расчет Вп2)
х''г = 475оС (Т'г = 475 + 273 = 748К).
Энтальпия газов на выходе из Эк1; принимается равной энтальпии газов на входе в воздухоподогреватель 2 ступени (расчет Вп2)
Температура воды на входе в Эк2; принимается равной температуре на выходе из Эк1 (расчет Эк1)
Давление воды на входе в Эк2; принимается равным давлению на выходе из Эк1 (расчет Эк1)
Энтальпия воды на входе в Эк2 при t'в и р'в [3, таблица III]
Температура воды на выходе из Эк2; принимается предварительно с последующим уточнением
Давление воды на выходе из Эк2; принимается равным давлению перегретого пара, увеличенному на 15%
р''в = 1,1•рпе = 1,1•9,8 = 10,78МПа.
Энтальпия воды на выходе при t''в и р''в [3, таблица III]
tв.ср. = = 257 о С (Тв.ср. = 257 + 273 = 530К).
Удельный объем воды при tв.ср. и р''в [3, таблица III]
DЭк2 = Dпе + Dпр = 63,89 + 1,917 = 65,807 кг/с.
Тепло, воспринимаемое водой по уравнению теплового баланса
Энтальпия дымовых газов на входе в ступень
Температура дымовых газов на входе в ступень (таблица 2)
х'Эк2 = 610оС (Т'г = 610 + 273 = 883К).
хг.ср. = = 542,5оС (Тг.ср. = 542,5 + 273 = 815,5К).
Коэффициент теплопроводности газов [1, 3-04]
Коэффициент кинематической вязкости газов [1, 3-04]
Критерий Прандтля для газов [1, 3-06]
Средний относительный диагональный шаг труб
Поправка на число рядов по ходу газов определяется по [1, 7-45а]
Поправка на компоновку пучка; определяется по [1, 7-44а]
Сs = 0,77•ц0,5 = 0,77•1,6450,5 = 0,9876.
Коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов к стенкам труб экономайзера [1, п. 7-43]
= 0,36•1,0•0,9876• = 73,38 Вт/м 2 •К.
Эффективная толщина излучающего слоя [1, п. 7-67а]
Коэффициент поглощения лучей газовой средой продуктов сгорания (RO2, H2O) [1, п.6-13]
Коэффициент Азл для заданного топлива [1, табл. 6-1]
Коэффициент поглощения лучей частицами летучей золы [1, 6-16]
Коэффициент поглощения газовой среды при сжигании заданного топлива [1, 6-18]
к = кг + кзл•мзл = 8,6 + 0,544 = 9,144 1/м•МПа.
Степень черноты потока газов при средней температуре Тг.ср. и давлении р = 0,1МПа [1, 7-65]
аг = 1 - е-к•р•s = 1 - 2,718-9,144·0,1·0,132 = 0,114.
Степень черноты загрязнения стенок лучевоспринимающей поверхностью [1, 7-35]
Абсолютная температура загрязнений наружной труб поверхности экономайзера [1, 7-39]
Коэффициент теплоотдачи излучением продуктов сгорания [1, 7-64]
Коэффициент А для заданного топлива [1, 7-40]
Коэффициент теплоотдачи с учетом излучения газовых
Тепловой расчет котла ТП-42 для работы на углях марки АШ Донецкого месторождения курсовая работа. Физика и энергетика.
Пособие по теме Методика викладання хімії в середній школі
Взаимодействие СМИ и аудитор
Контрольная Работа По Теме Уравнение 5 Класс
Особенности внимания у детей с задержкой психического развития
Слово О Законе И Благодати Реферат
Контрольная работа по теме Управление качеством
Реферат по теме Легендарный Леонардо да Винчи
Контрольная работа по теме Эфективність управління підприємством
Реферат: Лесоустройство. Скачать бесплатно и без регистрации
Реферат по теме Игровая концепция культуры Германа Гессе в романе 'Игра в бисер'
Небольшое Эссе На Тему Военное Искусство Кочевников
Итоговое Сочинение 2022 Количество Аргументов
Сочинение: На всех московских есть особый отпечаток
Сколько Баллов За Эссе По Обществознанию Егэ
Реферат Величина
Реферат: Гігієна у фармації з основами екології
Реферат по теме Понятие, сущность и пределы судебного контроля
Курсовая работа по теме Исковая давность в гражданском праве
Реферат: Направления обеспечения защиты информации на предприятии
Наследственные Заболевания Нервной Системы Реферат
Характеристика договоров, используемых в туризме - Государство и право курсовая работа
Исследование аналоговых вычислительных устройств - Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника реферат
Моделювання біофізичних процесів зорової системи - Медицина реферат