Расчет парогенератора БКЗ-75-39-ФБ
Введение
Основным оборудованием вырабатывающим тепловую
энергию в промышленных и отопительных установках является парогенераторы и
водяные котлы. Промышленные предприятия потребляют огромное количество тепла на
технологические нужды, вентиляцию, отопление и горячее водоснабжение. Тепловая
энергия в виде пара и горячей воды вырабатывается теплоэлектростанциями,
промышленными районами отопительными котельными.
Одной из основных задач при выработке тепловой
энергии является всемирная экономия всех видов топлива. При комбинированном или
раздельной выработке электрической и тепловой энергии чаще всего в качестве
теплоносителя применяется водяной пар. Агрегат предназначен для выработки пара
называют парогенераторами.
Кроме водяного пара в качестве теплоносителя
используется горячая вода. Агрегаты для получения горячей воды называют
водогрейными котлами. Таким образом основным агрегатом предназначенным для
выработки пара и горячей воды являются парогенераторы и водогрейные котлы.
Общее
описание котла БКЗ-75-39ФБ
Топочная камера объемом 454 м3
полностью экранирована трубами Ø60x3
мм, а при работе на каменном угле и торфе - частично в нижней части трубами Ø60x4
мм, расположенными с шагами 75 и 90 мм. Экраны разделены на 12 самостоятельных
контуров (по числу блоков камеры).
Для сжигания бурого угла и фрезерного торфа
топку оборудуют двумя шахтными мельницами с фронта. В этом случае нижнюю часть
боковых экранов на уровне амбразур утепляют хромитовой массой, нанесенной на
ошипованные трубы.
Разработана модификация парогенератора БКЗ-75-39
ФБЖ, оборудованного топкой с жидким шлакоудалением, для сжигания антрацитового
штыба. В этом случае для устойчивого сжигания топлива нижнюю часть топочной
камеры утепляют полностью слоем хромитовой массы, а скаты воронки закрывают кирпичной
кладкой с лотками для выпуска шлака.
Схема испарения
- трехступенчатая. В барабане расположен чистый отсек первой ступени испарения
и два солевых отсека второй ступени испарения (по торцам барабана). Третья
ступень вынесена в выносные циклоны Ø377 мм.
Перегреватель
- вертикальный, змеевиковый, двухблочный, с коридорным расположением труб Ø38x3
мм. Поверхностный пароохладитель установлен между блоками "в
рассечку".
Экономайзер
- стальной, гладкотрубный, змеевиковый, кипящего типа, с шахматным расположением
труб Ø32x3
мм, двухступенчатый. Первая ступень состоит из двух блоков и расположена между
ступенями воздухоподогревателя "в рассечку". Поперечный шаг труб
первой ступени - 40 мм, продольный - 55 мм. Поперечный шаг труб второй ступени
- 50 мм, продольный - 55 мм.
Воздухоподогреватель
- стальной, трубчатый, с шахматным расположением труб Ø40x1,5
мм, четырехходовой. Поперечный шаг труб: первой ступени - 70 мм, второй - 60
мм; продольный шаг: первой ступени - 45 мм, второй - 42 мм. Технические и
основные конструктивные характеристики парогенератора приведены в таблице.
Технические и основные конструктивные
характеристики парогенератора БКЗ-75-39 ФБ
Наименование
показателей
|
Топливо
|
|
каменный
уголь
|
бурый
уголь
|
торф
|
Номинальная
паропроизводительность, т/ч
|
75
|
75
|
75
|
Рабочее
давление пара, Мпа
|
4
|
4
|
4
|
Температура
перегретого пара, 0С
|
440
|
440
|
440
|
Площадь
поверхности нагрева, м2:
|
|
|
|
лучевосринимающая
(экранов и фестона)
|
326
|
296
|
296
|
конвективная:
|
|
|
|
фестона
|
62
|
62
|
62
|
перегревателя
|
720
|
620
|
520
|
экономайзера
|
810
|
940
|
750
|
воздухоподогревателя
|
3620
|
3900
|
4200
|
Для наглядности составим расчетную схему котла
БКЗ-75-39-ФБ.
- топка ; 2 - фестон; 3 - вторая ступень
пароперегревателя; 4 - первая ступень пароперегревателя; 5 - вторая ступень
водяного экономайзера; 6 - вторая ступень воздухоподогревателя; ; 6 - первая
ступень водяного экономайзера; 8 - первая ступень воздухоподогревателя
Рисунок 1- Расчетная схема котла БКЗ-75-39-ФБ.
Таблица 1. Исходные данные.
Название
котла
|
Д,
т/ч
|
рпе,
бар
|
tпе, °С
|
r,
%
|
q1
|
Топливо
№1
|
Топливо
№2
|
tп.в,°С
|
БКЗ-75-39-ФБ
|
71
|
40
|
455
|
5
|
65
|
59
|
31
|
145
|
1.Расчёт
топлива
.1
Характеристики топлива
Расчётные характеристики для заданных видов
топлива предоставлены в таблицах 2 и 3.
Таблица 2. Характеристики твёрдого
топлива.
Ср %
|
Wp %
|
Ap %
|
Spk %
|
Spop %
|
Hp
%
|
Np %
|
Op %
|
Qpн кДж/кг
|
Vг
|
46,6
|
22
|
14,8
|
0,9
|
3,7
|
0,9
|
11,1
|
17543,53
|
49,0
|
Таблица 3. Характеристики газа.
СH4 %
|
C2H6 %
|
C3H8 %
|
C4H10 %
|
C5H12 %
|
N2 %
|
CO2 %
|
H2S %
|
O2 %
|
CO %
|
H2 %
|
QCн кДж/кг
|
ρсг Кг/м3
|
95,7
|
1,9
|
0,5
|
0,3
|
0,1
|
1,3
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
36468,77
|
0.741
|
1.2
Теплота сгорания смеси топлив
При сжигании смеси жидкого и газообразного
топлив расчёт с целью упрощения условно ведется на 1 кг жидкого топлива с
учётом количества газа (м3), приходящегося на 1 кг жидкого топлива.
Поскольку доля жидкого топлива в смеси задана по теплу, то теплота сгорания
жидкого топлива и является этой долей.
Следовательно, удельная теплота сгорания смеси
определиться как
где - теплота сгорания твёрдого топлива,
кДж/кг;
- доля твёрдого топлива по теплу,
%;
Количество теплоты, вносимое в топку
с газом:
Тогда расход газа (в м3)
на 1 кг твёрдого топлива будет равен:
где - теплота сгорания газа, кДж/м.
Проверка:
1.3
Объёмы воздуха и продуктов сгорания
Необходимое для полного сгорания топлива
количество кислорода, объёмы и массовые количества продуктов сгорания
определяются из нижеследующих стехиометрических уравнений:
·
Для твёрдого топлива:
·
Для газообразного топлива:
V°вII=0.0476∙[0.5∙СО+0.5∙Н2+1.5∙Н2S+∑(m+0.25∙n)∙СmНn-О2]=
=0.0476·[(1+0,25·4)·95,7+(0,25·6+2)·1,9+(3+0,25·8)·0,5+(4+0,25·10)·0,3+(5+0,25·12)·0,1]=9,67
м³/кг
V°N2II=0.79∙V°вII+0.01∙N2=0.79∙9,67+0.01∙1,3=7,653м³/кг
V°RO2II=0.01∙(СО2+СО+Н2S+∑m∙СmНn)=0.01∙(95,7+3,8+1,5+1,2+0,5)=1,027
м³/кг
V°Н2OII=0.01∙(Н2S+Н2+∑0.5∙n∙СmНn+0.124∙dr)+0.0161∙
V°в=0.01·(0,5·4·95,7+0,5·6·1,9+0,5·8·0,5+0,5·10·0,3+0,5·12·0,1+0,124·10)+0,0161·9,67=2,1800м³/кг
·
Для смеси топлив:
V°в=V°вI+Х∙V°вII=4,78+0,26∙9,67=7,2942
м³/кг;
V°N2=V°N2I+Х∙V°N2II=3,78+0,26∙7,6=5,756
м³/кг;=V°RO2I+Х∙V°RO2II=0,87+0,26∙1,027=1,14
м³/кг;
V°Н2O=V°Н2OI+Х∙V°Н2OII=0,76+0,26∙2,18=1,3268
м³/кг;
Расчёт действительных объёмов.
VN2=V°N2+(a-1)∙V°в=5,756+(1.2-1)∙7,2942=7,21
м³/кг;
VН2O=V°Н2O+0.0161∙(a-1)∙V°в=1,3268+0.0161∙(1.2-1)∙7,2942=1,3503
м³/кг;
Vr=VRO2+VN2+VН2O=1,3503+7,21+1,14=9,7
м³/кг;
Объёмные доли трёхатомных газов.
rRO2=VRO2/Vr=1,14/9,7=0,12
rН2O=VН2O/Vr=1,3503/9,7=0,14
rn=rRO2+rН2O=0,12+0,14=0,26
Концентрация золы в доменных газах.
m=10∙А ∙aун/Vr=10∙14,8∙0.95/9,7=14,49
г/м³;
1.4
Энтальпии воздуха и продуктов сгорания
I°в=V°в∙(сt)в=7,2942∙1436=10468,44
кДж/кг;
I°r=VRO2∙(сJ)RO2+V°N2∙(сJ)N2+V°Н2О∙(сJ)Н2О=1,14∙2202+5,756∙1394+1,3268∙1725=12820,03
кДж/кг;
Ir=I°r+(a-1)∙I°в+Iзл;
т.к. (А ∙aун/Qн)∙10³=14,8·0,95/17543,53·10³=0,8<1,5
то Iзл
- не учитывается;
Ir=I°r+(a-1)∙I°в=14495+(1.2-1)∙9248=16345
кДж/кг.
Полученные результаты после проверки на
компьютере и уточнения оформим в виде таблицы 4.
Таблица 4. Результаты расчёта
топлива.
Для
твёрдого топлива
|
Для
газообразного топлива
|
Для
смеси топлив
|
Энтальпии
при t=1000 °С
|
V°вI=4,78 V°N2I=3,78 V°RO2I=0,87
V°Н2OI=0,76
|
V°вII=9,67 V°N2II=7,653
V°RO2II=1,027
V°Н2OII=2,18
|
V°вII=7,2942 V°N2II=5,756
V°RO2II=1,14
V°Н2OII=1,3268
|
Воздуха:
I°в=10468,44 Газа: I°r=12820,03 Ir=14913,72
Золы: Iзл=0.00
|
При aт=1.2, t=1000°С.
Значение коэффициентов избытка воздуха на выходе
из топки и присосов воздуха в элементах и газоходах котельной установки
принимаем по таблице 5.
Таблица 5. Присосы воздуха по
газовому тракту.
Участки
газового тракта.
|
∆a
|
a
|
Температура,
°С.
|
Топка
,фестон
|
0
|
1,2
|
100-2200
|
Пароперегреватель
I ст.
|
0,03
|
1,23
|
600-1300
|
Пароперегреватель
II ст.
|
0,02
|
1,25
|
500-1200
|
Экономайзер
II ст.
|
0,04
|
1,29
|
400-1000
|
Воздухоподогреватель
II ст.
|
0,03
|
1,32
|
300-700
|
Экономайзер
I ст.
|
0,04
|
1,36
|
200-600
|
Воздухоподогреватель
I ст.
|
0,03
|
1,39
|
100-500
|
Данные расчётов энтальпии продуктов сгорания
топлива при различных температурах газов в различных газоходах сведены в
таблицу 6.
Таблица 6. Энтальпии продуктов
сгорания в газоходах.
t,C
|
1,2
|
1,23
|
1,25
|
1,29
|
1,32
|
1,36
|
1,39
|
100
|
1333,446
|
|
|
|
|
|
1516,279
|
200
|
2694,128
|
|
|
|
|
3004,39
|
3062,565
|
300
|
4094,624
|
|
|
|
4447,168
|
4564,683
|
4652,819
|
400
|
5533,146
|
|
|
5888,752
|
6007,288
|
6165,335
|
6283,87
|
500
|
7006,732
|
|
7256,05
|
7455,504
|
7605,095
|
7804,55
|
7954,14
|
600
|
8512,33
|
8693,851
|
8814,865
|
9056,893
|
9238,414
|
9480,442
|
9661,963
|
700
|
10057,93
|
10272,04
|
10414,78
|
10700,25
|
10914,36
|
11199,84
|
11413,94
|
800
|
11650,4
|
11897,53
|
12062,29
|
12391,79
|
12638,92
|
12968,43
|
|
900
|
13266,01
|
13546,16
|
13732,93
|
14106,47
|
14386,63
|
|
|
1000
|
14913,72
|
15227,77
|
15437,14
|
15855,88
|
|
|
|
1100
|
16571,82
|
16920,65
|
17153,2
|
|
|
|
|
1200
|
18235,19
|
18618,79
|
18874,53
|
|
|
|
|
1300
|
19963,06
|
31224,88
|
|
|
|
|
|
1400
|
21674,3
|
|
|
|
|
|
|
1500
|
23398,09
|
|
|
|
|
|
|
1600
|
25146,53
|
|
|
|
|
|
|
1800
|
28674,94
|
|
|
|
|
|
|
2000
|
32252,91
|
|
|
|
|
|
|
2200
|
35865,09
|
|
|
|
|
|
|
Расчёт теплового баланса
парогенератора и расход топлива.
|
Величина
|
Единица
измерения
|
Расчет
|
Результат
|
|
Наименование
|
Обозначение
|
Расчетная
формула или способ определения
|
|
|
|
1
|
Располагаемая
теплота топлива
|
Qрр
|
Qнр+Qв.вн+iтл,
|
КДж/кг
|
26990,04+0+0
|
26990,04
|
2
|
Потеря теплоты от хим. неполноты сгор.
|
q3
|
По
табл. 4-3
|
%
|
-
|
0,5
|
3
|
От
мех. неполноты сгорания
|
q4
|
То
же
|
%
|
-
|
1
|
4
|
Потери
теплоты с уход. газами
|
q2
|
%(2289,422-1,39·258,066)·
99/26990,047,08
|
|
|
|
5
|
Темпер.ух.газов
|
Принята0С-150
|
|
|
|
|
6
|
Энтальпия
ух. газов
|
Iух
|
По
табл. 5
|
КДж/кг
|
2289,422
|
7
|
Темп.холл.возд.
|
tхв
|
По
табл. 2-4
|
КДж/кг
|
-
|
27
|
8
|
Уд.энтальпия
хол.возд.
|
Iх.в.
|
I°х.в. = V°в∙(сt)в
|
КДж/кг
|
7,29·35,4
|
258,066
|
9
|
Потери
теплоты в окружающ среду
|
q5
|
По
рис.3-1,
|
%
|
-
|
0,79
|
10
|
Сумма
тепловых потерь
|
∑q2+q3+q4+q5+q6%7,08+0,5+1+
0,799,37
|
|
|
|
|
11
|
К.П.Д.
парогенератора
|
100 - ∑%100-9,3790,63
|
|
|
|
|
12 Коэффициент
сохранения теплоты 1 -(q5/+
q5)
Ф.(3-13),стр.18/1/.-0,9914
|
|
|
|
|
|
13
|
Паропроизводит.
агрегата
|
Д
|
По
заданию
|
кг/с
|
19,7
|
|
|
14
|
Давление
пара у гл. паров.задвиж
|
Рnn
|
По
заданию
|
МПа
|
-
|
4
|
|
15
|
Давление
пара в барабане
|
Р
|
По
заданию
|
МПа
|
-
|
4,4
|
|
16
|
Темпер.
перегретого пара
|
tnn
|
По
заданию
|
0С
|
-
|
445
|
|
17
|
Темпер.питательн.
воды
|
tnв
|
По
заданию
|
0С
|
-
|
145
|
|
18
|
Уд.
энтальпия перегрет. пара
|
іnn
|
По
табл. VI
- 8
|
кДж/кг
|
-
|
3345,5
|
19
|
Уд.энтальпия
питател. воды
|
inв
|
По
табл. VI
- 6
|
кДж/кг
|
-
|
613
|
20
|
Значение
продувки
|
ρ
|
По
заданию
|
%
|
-
|
5
|
21
|
Полезно
использ теплота в агрегате
|
Qnг
|
Д( іnn- inв)+ Д· ρ /100( iкиn-inв)
|
кВт
|
19,7(3345,5-613)+19,7·0,05(1065,7-613)
|
54097,79
|
22
|
Полный
расход топлива
|
В
|
(Qnг·100)/
Qрр·кг/с2,21
|
|
|
|
23
|
Расчетный
расход топлива
|
Вр
|
В·(1-
q4/100)
|
кг/с
|
2,21·100-1/100
|
2,18
|
24
|
Давл.
питател. воды в экономайзере
|
Рnв
|
По
заданию
|
МПа
|
-
|
4
|
25
|
Энтальпия
продувоч. воды
|
iкиn
|
По
табл.
|
кДж/кг
|
-
|
1065,7
|
26
|
Доля
золы топлива в шлаке
|
αшл
|
1-αун
|
-
|
1-0,95
|
0,05
|
27
|
Температура
шлаков
|
tшл
|
По
рекомендации/1/,стр17
|
ºС
|
-
|
600
|
28
|
Уд.
энтальпия шлаков
|
(сv)шл
|
По таб. 2-4
|
|
-
|
561
|
29
|
Потери
с физ. Теплот.шлаков
|
q6
|
%0,0154
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Расчёт конструктивных характеристик
топки
Величина
|
Единица
|
Расчёт
|
Наименование
|
Обозначение
|
Расчётная
формула или способ определения
|
|
|
Активный
объём топочной камеры
|
По
конструктивным размерамм3430,95
|
|
|
|
Тепловое напряжение объёма топки:
расчётное допустимое
По табл. 4-3 кВт/м3
кВт/м3
190
|
|
|
|
|
Количество
горелок
|
n
|
По
табл. III-10
|
шт.
|
4
|
Тепло производительность горелки
МВт
|
|
|
|
|
Тип
горелки
|
-
|
По
табл. III-6
|
-
|
Пылеугольная,
№8
|
Расчет полной площади стен топочной
камеры (Fст) и суммарной
лучевоспринимающей поверхности топки
(Hл).
Наименование
|
Обозначение
|
Единица
|
Фр.и
свод
|
Боковые
|
Задняя
|
Вых.
окно
|
S
|
Полная
площадь стены и выходного окна
|
FСТ
|
м2
|
110,75
|
132,6
|
68,25
|
28,4
|
330
|
Наружный
диаметр труб
|
d
|
мм
|
60
|
60
|
60
|
-
|
-
|
Шаг
труб
|
s
|
мм
|
90
|
90
|
90
|
-
|
-
|
Расстояние
от оси труб до кладки (стены)
|
L
|
мм
|
100
|
100
|
100
|
-
|
-
|
Отношение
|
s/d
|
-
|
1,5
|
1,5
|
1,5
|
-
|
-
|
Отношение
|
L/d
|
-
|
1,67
|
1,67
|
1,67
|
-
|
-
|
Угловой
коэффициент
|
x
|
-
|
0,98
|
0,98
|
0,98
|
1
|
-
|
Площадь
лучевоспринимающей поверхности открытых экранов
|
HЛОТК
|
м2
|
98,7
|
130
|
66,9
|
28,4
|
324
|
Поверочный расчёт теплообмена в
топке
Величина
|
Единица
|
Расчёт
|
Наименование
|
Обозначение
|
Расчётная
формула или способ определение
|
|
|
|
|
|
|
|
Суммарная
площадь лучевоспринимающей поверхности
По
конструктивным размерам
м2
Полная
площадь стен топочной камеры По конструктивным размерамм2
Коэффициент
тепловой эффективности лучевоспринимающей поверхности
-
|
|
|
|
Эффективная
толщина излучающего слоя пламени
м
|
|
|
|
|
Полная
высота топки
|
По
конструктивным размерамм11,4
|
|
|
|
Высота
расположения горелок По конструктивным размерам
м
Относительный
уровень расположения горелок
-
|
|
|
|
|
Параметры
забаластированости топочных газов на выходе
|
rv
|
-
|
|
|
Коэффициент
|
М0
|
Принимаем
по (1)
|
-
|
0,46
|
Параметр,
учитывающий характер распределения температуры в топке М
,46·(1-0,4·0,316)=
Коэффициент
избытка воздуха на выходе из топки
По
табл. 4-3
1,2
|
|
|
|
|
Присос
воздуха в топке
|
По табл.
2-2-0,07
|
|
|
|
Присос
воздуха в системе пылеприготовления
По
табл. 2-1
Температура
горячего воздуха По
предварительному выбору
°С
350
|
|
|
|
|
Энтальпия
горячего воздуха
|
По IJ-таблицекДж/кг3444
|
|
|
|
Энтальпия
присосов воздуха
|
По IJ-таблицекДж/кг258,066
|
|
|
|
Количество
теплоты, вносимое в топку воздухом
кДж/кг
|
|
|
|
|
Полезное
тепловыделение в топке
|
кДж/кг
|
|
|
|
Адиабатическая
температура горения
По
IJ-таблице
°С
Температура
газов на выходе из топки По предварительному выбору
°С
Энтальпия
газов на выходе из топки
По
IJ-таблице
кДж/кг
14782
|
|
|
|
|
Средняя
суммарная теплоёмкость продуктов сгорания
|
кДж/кг
|
|
|
|
Объёмная
доля: водяных паров трёхатомных газов
|
По табл.
1-2 По табл. 1-2
|
-
-
|
0,14 0,12
|
|
Суммарная
объёмная доля трёхатомных газов
Коэффициент
ослабления лучей: трёхатомными газами золовыми частицами газами кокса
По
форм.5-26
По
форм.5-27
По
/(м×
×МПа)
//-
//-
1,12
0,86
Коэффициент
поглощения луч. частиц сажи 1/(м×
×МПа)
,06
|
|
|
|
|
Тепловая
доля газов в смеси
|
q2
|
1-q1
|
-
|
1-0.65=0.35
|
Коэффициент
ослабления лучей топочной средой
|
k
|
кг+m·кс·q2+(кзл·μзл+ккокс·μкокс)(1-q2)
|
1/(м×
×МПа)
|
1.12+0.1·2.06·0.35+(0.86+
+0.1)·(1-0.35)=1.82
|
Суммарная
сила поглощения топочного объёма Bu
1,82·0,1·4,7=0,85
|
|
|
|
Параметр
|
m
|
Принимаем
-0,1
|
|
|
Эффект.
Критерия Бугера 1,6·Ln·
·-0,93
|
|
|
|
|
Температура
газов на выходе из топки
|
-273°С991
|
|
|
|
Энтальпия
газов на выходе из топки По IJ-таблице или по
IJ-диаграммекДж/кг
|
|
|
|
Общее
тепловосприятие топки
|
кДж/кг0,9914·(30632-14765)=15730,5
|
|
|
|
Средняя
удельная тепловая нагрузка лучевоспринимающих поверхностей
кВт/м2
Конструктивные размеры и
характеристики
поверхностей нагрева фестона и
испарительных пучков.
Показатели
|
Единица
|
Фестон
|
Наименования
|
Обозначение
|
|
|
Диаметр
труб :
|
|
|
|
наружный
|
d
|
м
|
0,06
|
Кол-во
труб в ряду
|
Z1
|
шт.
|
20
|
Кол-во
рядов труб
|
Z2
|
|
4
|
Общее
кол-во труб в рассчитваыемом участке
|
Z
|
шт.
|
80
|
Средняя
длина труб
|
lср
|
м²
|
4,1
|
Расчетна
площадь поверхности нагрева
|
H
|
-
|
62
|
Расположение
труб
|
-
|
-
|
Шахмотное
|
Шаг
труб :
|
|
|
|
поперек
движения газов
|
S1
|
мм
|
300
|
Вдоль
движения газов
|
S2
|
мм
|
250
|
Относительный
шаг труб :
|
|
|
|
поперечный
|
S1/d
|
-
|
5
|
продольный
|
S2/d
|
-
|
4,17
|
Размер
сечения газохода поперек
|
А
|
м
|
6,075
|
движения
газов
|
В
|
м
|
4,1
|
Площадь
живого сечения для прохода газов
|
F
|
м2
|
20
|
Поверочный расчёт фестона.
Величина
|
Единица
|
Расчёт
|
Наименование
|
Обозначение
|
Расчётная
формула или способ определения
|
|
|
Полная
площадь поверхности нагрева
|
Н
|
По
конструктивным размерам
|
м2
|
62
|
Площадь
поверхности труб боковых экранов, находящихся в зоне фестона
|
Ндоп
|
То же
|
м2
|
3,9
|
Диаметр
труб
|
d
|
»
|
мм
|
60*3
|
Относительный
шаг труб: поперечный продольный
»
»
Количество
рядов труб по ходу газов
»
шт.
Количество
труб в ряду
»
шт.
Площадь
живого сечения для прохода газов F
м2
Эффективная
толщина излучающего слоя s
м
Температура
газов перед фестоном
Из
расчёта топки
°С
Энтальпия
газов перед фестоном
То
же
кДж/кг
Температура
газов за фестоном По
предварительному выбору°С
Энтальпия
газов за фестоном
По
IJ -таблице
кДж/кг
Количество
теплоты, отданное фестону
кДж/кг
|
|
|
|
Температура
кипения при давлении в барабане рб=4,4 МПа
По
таблице VI-7
°С
Средняя
температура газов
°С
|
|
|
|
Средний
температурный напор
°С
|
|
|
|
|
Средняя
скорость газов
|
м/с4,7
|
|
|
|
Коэффициент
теплоотдачи конвекцией
|
По рис.
6-4кВт/(м2·К)40
|
|
|
|
Суммарная
поглощательная способность трёхатомных газов
м·МПа
Коэффициент
ослабления лучей трёхатомными газами
По
рис. 5-5 или формуле (5-27)
/(м·МПа)
Коэффициент
ослабления лучей золовыми частицами
По
рис. 5-6 или формуле (5-27)
/(м·МПа)
,88
Суммарная
оптическая толщина запылённого газового потока
(2,26+0,88)·0,1·1,38=
Степень
черноты излучающей среды По рис. 5-4 или формуле (5-22)
Температура
загрязнённой стенки трубы
°С
Коэффициент
теплоотдачи излучением
По
рис. 6-12 (aл=aна)
Вт/(м2·К)
Коэффициент
использования поверхности нагрева
Коэффициент
теплоотдачи от газов к стенке
Коэффициент
загрязнения
По формуле
(6-37) и
рис.
6-13
м2·К/Вт
Коэффициент
теплопередачи
Вт/(м2·К)
|
|
|
|
Тепловосприятие
фестона по уравнению теплопередачи
кДж/кг
|
|
|
|
Тепловосприятие
настенных труб
кДж/кг
|
|
|
|
Суммарное
тепловосприятие газоходов фестона
кДж/кг
Расхождение
расчетных тепловосприятий
%
|
|
|
|
Конструктивные размеры и
характеристики перегревателя
Показатели
|
|
Ступень
|
Наименование
|
Обозначение
|
Расчётная
формула или способ определения
|
Единица
|
I
|
II
|
|
|
|
|
|
|
Диаметр
труб
|
По
конструктивным размераммм38/3238/32
|
|
|
|
|
Кол-во
труб в ряду (поперёк газохода)
|
То
жешт.7272
|
|
|
|
|
Кол-во
рядов труб (походу газов)
|
»шт.1014
|
|
|
|
|
Средний
шаг труб: Поперечный Продольный
»
»мм.
мм.90
80
|
|
|
|
|
|
Расположение
труб в пучке
|
-
|
»
|
-
|
Коридорное
|
Коридорное
|
Характер
омывания
|
-
|
»
|
-
|
Поперечное
|
Поперечное
|
Средняя
длина змеевика
|
»м2,92,7
|
|
|
|
|
Суммарная
длина труб
|
»м20882722
|
|
|
|
|
Полная
площадь поверхности нагрева
|
м2250325
|
|
|
|
|
Площадь
живого сечения на входе
|
м218,89,35
|
|
|
|
|
То
же, на выходе
|
м212,369,35
|
|
|
|
|
Средняя
площадь живого сечения газохода
|
м214,919,35
|
|
|
|
|
Количество
параллельно включенных змеевиков (по пару)
|
По
конструктивным размерамшт.7272
|
|
|
|
|
Площадь
живого сечение для прохода пара
|
м20,05780,0578
|
|
|
|
|
Поверочный расчёт первой ступени
перегревателя.
Величина
|
Единица
|
Расчёт
|
Наименование
|
Обозначение
|
Расчётная формула или способ определения
|
|
|
Диаметр труб
|
По
конструктивным размераммм38/32
|
|
|
|
Площадь поверхности нагрева
То же
м2
Температура пара на выходе из ступени
По заданию
ºС
То же, на входе в ступень По предварительному
выбору
ºС
Давление пара: -на выходе из ступени -на входе в ступень
По заданию
По выбору
МПа
МПа
,2
Удельная энтальпия: -на выходе из ступени -на входе в ступень
По табл. VI-8
То же
кДж/кг
кДж/кг
3093
Суммарное тепловосприятие ступени Q кДж/кг19,7/2,18·(3093-2797,2)=
Средняя удельная тепловая нагрузка лучевоспринимающих поверхностей
топки
Из расчёта топки
кВт/м2
Коэффициенты распределения тепловой нагрузки: по высоте между
стенами
По рис. 5-9
По табл. 5-7
,25
Удельное лучистое тепловосприятие выходного окна топки
кВт/м2
Угловой коэффициент фестона
По рис. 5-1
Площадь поперечного сечения газохода перед ступенью
м2
Лучистое тепловосприятие ступени
кДж/кг
|
|
|
|
Конвективное тепловосприятие ступени
кДж/кг
Температура газов перед ступенью
Из расчёта фестона
ºС
Энтальпия газов на входе в ступень
То же
кДж/кг
То же, на выходе из ступени
кДж/кг
|
|
|
|
|
Температура газов на выходе из ступени
|
По
IJ
-таблицеºС783
|
|
|
|
Средняя температура газов
|
ºС0,5(934,7+783)=858,8
|
|
|
|
Средняя скорость газов в ступени
м/с
|
|
|
|
Коэффициент теплоотдачи конвекцией По
рис. 6-5
Вт/(м2·К)
54
|
|
|
|
|
Средняя температура пара
|
ºС0,5(352+256)=304
|
|
|
|
Объём пара при средней температуре
По табл. VI-8
м3/кг
0,05
|
|
|
|
|
Средняя скорость пара
|
м/с
|
|
|
|
Коэффициент теплоотдачи от стенки к пару
По рис. 6-7
Вт/(м2·К)
Толщина излучающего слоя s
м0,9(4/3,14·2,3·2,3-1)·0,038=
Суммарная поглощательная способность трехатомных газов
м·МПа
Коэффициент ослабления лучей трёхатомными газами
По рис. 5-5
/м·МПа
|
|
|
|
|
Суммарная оптическая толщина запылённого газового потока
|
|
|
|
Степень черноты излучающей среды
По рис. 5-4
Коэффициент загрязнения
По § 6-2
м2·К/Вт
Температура загрязнённой стенки трубы
ºС
304,21
|
|
|
|
|
Коэффициент теплоотдачи излучением
|
По
рис. 6-12 Вт/(м2·К)16,52
|
|
|
|
Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке
Вт/(м2·К)
Коэффициент тепловой эффективности
По табл. 6-2
Коэффициент теплопередачи
Вт/(м2·К)
|
|
|
|
Разность температур между газами и паром: наибольшая наименьшая
ºС
ºС
,7-352=582,7
Температурный напор при противотоке
ºС
|
|
|
|
Площадь поверхности нагрева прямоточного участка
По конструктивным размерам
м2
120
|
|
|
|
|
Полная площадь поверхности нагрева ступени
|
H
|
То же
|
м2
|
250
|
Параметр
|
A
|
-0,48
|
|
|
Полный перепад температур газов
ºС
151,7
|
|
|
|
|
То же, пара
|
ºС96
|
|
|
|
Параметр
|
P
|
-
|
|
|
Параметр R -
,7/96=1,58
Коэффициент перехода к сложной схеме
По рис. 6-14
Температурный перепад
ºС
Тепловосприятие ступени по уравнению теплообмена
кДж/кг
|
|
|
|
Расхождение расчётных тепловосприятий
%
|
|
|
|
Конструктивный расчёт второй ступени
перегревателя.
Величина
|
Единица
|
Расчёт
|
Наименование
|
Обозначение
|
Расчётная
формула или способ определения
|
|
|
Диаметр
труб
|
По
конструктивным размераммм38/32
|
|
|
|
Параметр
пара на входе в ступень: давление
|
Из первой
ступени перегревателяМПа4,2
|
|
|
|
Температура
пара на входе в ступень
|
То жеºС352
|
|
|
|
Паросодержание
|
-0,98
|
|
|
|
Удельная
энтальпия: -кипящей воды -сухого насыщенного пара
кДж/кг
кДж/кг
,5
Удельная
энтальпия пара на входе в ступень
Параметры
пара на выходе из ступени: давление По выбору
МПа
4
|
|
|
|
|
температура
|
То жеºС455
|
|
|
|
удельная
энтальпия
|
То
жекДж/кг3322,5
|
|
|
|
Тепловосприятие
пароохладителя
По
выбору
Тепловосприятие
ступени Q
кДж/кг
|
|
|
Энтальпия
газов на входе в ступень Из расчёта первой
ступени
перегревателякДж/кг
116,18
|
|
|
|
|
Температура
газов на входе в ступень
|
То жеºС783
|
|
|
|
Энтальпия
газов на выходе из ступени
кДж/кг
|
|
|
|
Температура
газов на выходе из ступени
По
IJ - таблице
ºС
Средняя
температура газов в ступени
ºС
Средняя
скорость газов в ступени
м/с
|
|
|
|
Коэффициент
теплоотдачи конвекцией По рис. 6-5
Вт/(м2·К)
Средняя
температура пара
Объём
пара при средней температуре
По
табл. VI-8
Средняя
скорость пара
м/с
|
|
|
|
Коэффициент
теплоотдачи от стенки к пару По рис. 6-7
Эффективная
толщина излучающего слоя s
м0,21
|
|
|
|
Суммарная
поглощательная способность трёхатомных газов
|
м·МПа0,00546
|
|
|
|
Коэффициент
ослабления лучей трёхатомными газами
|
По рис.
5-51/(м·МПа)27
|
|
|
|
Суммарная
оптическая толщина запылённого газового потока
-0,17
|
|
|
|
|
Степень
черноты излучающей среды
|
a
|
По
рис. 5-5
|
-
|
0,15
|
Коэффициент
загрязнения
|
По § 6-2м2·К/Вт0,0068
|
|
|
|
Температура
загрязнённой стенки трубы
ºС
|
|
|
|
Коэффициент
теплоотдачи излучением По рис. 6-12
Вт/(м2·К)19,5
|
|
|
|
|
Температура
в объёме камеры перед ступенью
|
Из расчёта
первой ступени перегревателяºС783
|
|
|
|
Коэффициент
|
A
|
По
§ 6-2
|
-
|
0,5
|
Глубина
по ходу газов: ступени (пучка) объём перед ступенью По
конструктивным размерам
То
же
м
м
,2
Коэффициент
теплоотдачи излучением с учётом излучения газового объёма перед ступенью
Коэффициент
теплоотдачи от газов к стенке
Вт/(м2·К)
84,5
|
|
|
|
|
Коэффициент
тепловой эффективности
|
По табл.
6-2-0,65
|
|
|
|
Коэффициент
теплоотдачи
|
k
|
Вт/(м2·К)37,7
|
|
|
Разность
температур между газами и паром: наибольшая наименьшая
ºС
ºС
-455=328
Температурный
напор при противотоке
ºС
|
|
|
|
Полный
перепад температур газового потока в ступени
Полный
перепад температур потока пара ºС455-352=103
|
|
|
|
|
Параметр
|
R
|
-1,9
|
|
|
То
же
|
P
|
-0,24
|
|
|
Коэффициент
перехода к сложной схеме По рис. 6-15
-0,98
|
|
|
|
|
Температурный
перепад
|
ºС273,42
|
|
|
|
Площадь
поверхности нагрева ступени H
м2
|
|
|
Конструктивные размеры
характеристики экономайзера
Наименование
|
Обозначение
|
Единица
|
Ступень
|
|
|
|
I
|
II
|
Диаметр
труб: наружный внутренний
мм
мм
26
|
|
|
|
|
Расположение
труб
|
-
|
-
|
Шахматное
|
Шахматное
|
Количество
труб в горизонтальном ряду
шт.
Количество
горизонтальных рядов труб
шт.
Шаг
труб: поперёк потока газов (по ширине) вдоль потока газов (по высоте)
мм
мм
Относительный
шаг труб: поперечный продольный
,25
,72
,56
Площадь
поверхности нагрева
м2
Размеры
сечения газохода поперёк движения газов м
м6,075
,76,075
Площадь
живого сечения для прохода газов
м2
,9
Количество
параллельно включённых труб (по воде)
шт.
Площадь
живого сечения для прохода воды
м2
,042
Поверочный расчёт второй ступени
экономайзера.
Величина
|
Единица
|
Расчёт
|
Наименование
|
Обозначение
|
Расчётная
формула или способ определения
|
|
|
Площадь
поверхности нагрева ступени
|
H
|
По
конструктивным размерам
|
м2
|
330
|
Площадь
живого сечения для прохода газов
То
же
м2
9,07
|
|
|
|
|
То
же, для прохода воды
|
f
|
»
»
|
м2
|
0,042
|
Температура
газов на входе в ступень
Из
расчёта перегревателя
ºС
Энтальпия
газов на входе в ступень
То
же
кДж/кг
Температура
газов на выходе из ступени
По
выбору
ºС
Энтальпия
газов на выходе из ступени
По
IJ - таблице
кДж/кг
Тепловосприятие
ступени (теплота, отданная газами)
кДж/кг
|
|
|
|
Удельная
энтальпия воды на выходе из ступени
кДж/кг
Температура
воды на выходе из ступени
По
табл. VI-6
ºС
Удельная
энтальпия воды на входе в ступень
кДж/кг
Температура
воды на входе в ступень
По
табл. VI-6
ºС