Тепловой расчет котельного агрегата Е-210
Курсовой
проект
“Тепловой
расчет котельного агрегата Е-210 ”
Содержание
Реферат
Содержание
Введение
Исходные данные
1. Составление тепловой схемы и выбор основных параметров
2. Расчет объёмов и энтальпий продуктов сгорания твёрдого
топлива
. Тепловой баланс котла
. Расчёт топки котла
. Поверочный расчет ширм
. Распределение тепловосприятий по поверхностям нагрева котла
.1 Распределение по пароводяному тракту
.2 Распределение по газовому тракту
. Расчет конвективного пароперегревателя ПП2
. Расчет пароперегревателя ПП1
. Расчет экономайзера
. Расчет трубчатого воздухоподогревателя
Список используемой литературы
Введение
Паровой котел - это основной агрегат тепловой электрической станции.
Рабочим телом в нем для получения пара является вода, а теплоносителем служат
продукты горения различных органических топлив . Необходимая тепловая мощность
парового котла определяется его паропроизводительностью при обеспечении
установленных температуры и рабочего давления перегретого пара . При этом в топке
котла сжигается расчетное количество топлива.
При выполнении расчета парового котла его производительность, параметры
пара и питательной воды являются заданными. Поэтому цель расчета состоит в
выборе рациональной компоновки и определения размеров всех поверхностей нагрева
котла(конструкторский расчет) или же в определении температур и тепловосприятий
рабочего тела и газовой среды в поверхностях нагрева заданного котла(поверочный
расчет).
Номинальной производительностью называется наибольшая производительность
по пару, которую должен обеспечить котел в длительной эксплуатации при
номинальных параметрах пара и питательной воды с допусками по ГОСТ отклонениями
от этих величин.
Номинальное давление пара - наибольшее давление пара, которое должно
обеспечиваться непосредственно за пароперегревателем котла.
Номинальные температуры пара высокого давления - это температуры пара,
которые должны непосредственно за пароперегревателем с допусками по ГОСТ
отклонениями при поддержании номинальных давлений пара, температуры питательной
воды и паропроизводительности.
Исходные данные
Количество
пара - 210т/ч
Давление перегретого пара - 14 Мпа
Температура перегретого пара 540 0С
Температура питательной воды - 2000С
Состав газа
по Объёму
|
СН4
|
С2Н6
|
С3Н8
|
С4Н10
|
N2
|
CO2
|
C5H12
|
|
89.7
|
5.2
|
1.7
|
0.5
|
2.7
|
0.1
|
0.1
|
Теплота сгорания сухого газа низшая Qрн=37.43 МДж/м3
Объёмы воздуха и продуктов сгорания газообразного топлива м3/м3
|
V0
|
VR02
|
VN20
|
V0H20
|
|
10.00
|
1.08
|
7.93
|
2.21
|
1. Составление тепловой схемы и выбор основных параметров
Рисунок 1 - Схема газового тракта котла.
Температура горячего воздуха принимается оптимальной исходя из минимума
затрат в поверхности воздухоподогревателя и из условий обеспечения экономичного
горения топлива. Принимаем tгв =
250 оС
Температуру уходящих газов принимаем исходя из типа воздухоподогревателя
и типа топлива. Jух
= 120 оС
|
Рассчитываемая величина
|
Размер-ность
|
Газоходы котла
|
|
|
Топка, ширмы
|
П/П1
|
П/П2
|
ВЭ
|
ВП
|
|
Присосы воздуха в
поверхности нагрева, ∆α (по
таблице 3.3 /1/
|
|
0,05
|
0,03
|
0,03
|
0,02
|
0,03
|
|
Коэффициент избытка воздуха
за поверхностью нагрева, α’’
|
|
1,1
|
1,13
|
1,16
|
1,18
|
1,21
|
|
Средний коэффициент избытка
воздуха,
αср=0.5(α’+α’’)
|
|
1,1
|
1,115
|
1,145
|
1,17
|
1,195
|
|
Действительный объём
водяных паров VH20= VH200+0,0161∙Vв0 (αср-1)
|
Нм3/м3
|
2.2261
|
2.22852
|
2.233
|
2.237
|
2.241
|
|
Объём газа Vг=
VH20+VR02+VN20+Vв0∙(αср-1)
|
Нм3/м3
|
12.236
|
12.389
|
12.693
|
12.947
|
13.201
|
|
Доля водяных паров rH20=VH20/Vг
|
|
0.182
|
0.18
|
0.176
|
0.173
|
0.17
|
|
Доля 3-х атомных газов rR02=VR02/Vг
|
|
0.088
|
0.087
|
0.085
|
0.083
|
0.082
|
|
Суммарная доля 3-х атомных
газов. rn= rH20+ rR02
|
|
0,27
|
0,267
|
0,261
|
0,256
|
0,252
|
Таблица 2.1 -Таблица объемов
Нг=Нг0+(α’’-1)*Hв0
Таблица 2.2 - Таблица энтальпий
|
оС
|
Нг
|
Нв0
|
Топка,ширма
|
ВПП
|
КПП
|
ВЭ
|
ВП
|
|
|
|
Нг
|
∆H/
100
|
Нг
|
∆H/
100
|
Нг
|
∆H/
100
|
Нг
|
∆H/
100
|
Нг
|
∆H/
100
|
|
100
|
1482
|
1286
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1752
|
|
|
200
|
3119
|
2663
|
|
|
|
|
|
|
3598
|
|
3678
|
19.26
|
|
300
|
4756
|
4040
|
|
|
|
|
|
|
5483
|
18.85
|
|
|
|
400
|
6393
|
5418
|
|
|
|
|
7260
|
|
7368
|
19.79
|
|
|
|
500
|
8112
|
6860
|
|
|
|
|
9210
|
19.5
|
|
|
|
|
|
600
|
9831
|
8302
|
|
|
10910
|
|
11159
|
20.5
|
|
|
|
|
|
700
|
11642
|
9805
|
12623
|
|
12916
|
20.06
|
13211
|
20.5
|
|
|
|
|
|
800
|
13452
|
11309
|
14583
|
20,47
|
14922
|
20.93
|
|
|
|
|
|
|
|
900
|
15346
|
12837
|
16630
|
20.47
|
17015
|
20.93
|
|
|
|
|
|
|
|
1000
|
17241
|
14365
|
18678
|
20.81
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1100
|
19163
|
15956
|
20759
|
20.81
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1200
|
21085
|
17547
|
22840
|
21,6
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1300
|
23084
|
19161
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1400
|
25083
|
20775
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1500
|
27103
|
22408
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1600
|
29123
|
24041
|
31527
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1700
|
31177
|
25674
|
33744
|
22.17
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1800
|
33231
|
27306
|
35962
|
22.18
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1900
|
35318
|
28981
|
38216
|
22.54
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2000
|
37405
|
30656
|
40471
|
22.55
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2100
|
39517
|
32332
|
42750
|
22.79
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2200
|
41629
|
34009
|
45030
|
22.8
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. Тепловой баланс котла
Таблица 3 - Тепловой баланс котла
|
Наименование
|
Обозна чение
|
Размер- ность
|
Формула
|
Расчёт
|
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
|
|
Располагаемая теплота
|
Qрр
|
кДж/м3
|
Qнр+Qгл+Qв.вн= Qнр
|
37430
|
|
|
Энтальпия холодного воздуха
|
Н0хв
|
кДж/м3
|
По таблице энтальпий tхв=300C
|
322
|
|
|
Полезное тепловосприятие
котла
|
Qка
|
кВт
|
Dпе·(
hпе- hпв)
|
58,3·(3431-859)= =150057
|
|
|
Энтальпия перегретого пара
|
hпе
|
кДж/кг
|
По таблицам воды и водяного
пара /4/ по Pпе=14МПа, tпе=5400C
|
3431
|
|
|
Энтальпия питательной воды
|
hпв
|
кДж/кг
|
По /4/ по Pпв=1.2·Рпе=168,
tпв=2150C
|
859
|
|
|
КПД котла
|
ηка
|
%
|
100-(q2+q3+q4+q5+q6)
|
|
|
|
Потери теплоты с уходящими
газами
|
q2
|
%
|
 
|
|
|
|
Энтальпия уходящих газов
|
Hyx
|
кДж/м3
|
По таблице энтальпий по Jух=125 оС
|
2132
|
|
|
Потери от механического
недожога
|
q4
|
%
|
|
0
|
|
|
Потери теплоты от
химического недожога
|
q3
|
%
|
По таблице 2.2 /1/
|
0,5
|
|
|
Потери теплоты от наружного
охлаждения
|
q5
|
%
|
По рисунку 4.1 /1/, по Dпе
= 210 т/ч
|
0,6
|
|
|
Потери тепла со шлаком
|
q6
|
%
|
|
0
|
|
|
Расход топлива расчетный
|
Bp
|
м3/с
|
 
|
|
|
Коэффициент сохранения
теплоты
|
φ
|
-
|
 
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4. Расчёт топки котла
Рисунок 2 - Схема топки
а=7,168м, b=6.556м , с =
4,21м , h1=9,16м , h2 = 1,16м , m=2.49
м , h=10.48м ,
h3=0.83
м , n = 3.34м
Fст=(c+ 2 ∙ h1 + m +2 ∙
h + 2 ∙ n+ h2 ) ∙ a + 2 ∙ Fбок
Fбок =
с ∙ h1 + b ∙ h +
1/2 ∙b ∙ h3 +1/2(c + b) ∙ h2
Vт = Fбок ∙ а
Fбок =
4,21 ∙ 9,16 + 6,556 ∙ 10,48 + 1/2 ∙ 6,556 ∙ 0,83 +1/2 ∙
(4.21+6.556) ∙ 1.16 = 116.24 м2
Fст =
(4,21 + 2 ∙9,16 + 2,49 + 2∙10,48 + 2∙3,34 + 1.16) ∙
7,168 + 2∙116.24 = 618.25 м2
Vт =
116.23 ∙ 7,168 = 833.18 м3
S =
3.6 ∙ Vт / Fст = 3.6 ∙ 833,18 / 618,25 = 4.85
Таблица 4 - Расчет топки котла
|
Наименова-ние
|
Обозн.
|
Разм.
|
Формула
|
Расчёт
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
Qт
|
кДж/м3
|
 
|
|
|
Теплота, вносимая в топку с
воздухом
|
Qгв
|
кДж/м3
|
 
|
|
|
Энтальпия горячего воздуха
|
Нгв
|
кДж/м3
|
По таблице энтальпий по
температуре горячего воздуха(tгв=260 0C)
|
3352
|
|
Адиабатичес-кая
температура горения
|
Jа
|
0С
|
По таблице энтальпий,
принимая На=Qт
|
2014 Tа=
Jа +273.15=2287.15
|
|
Параметр М
|
М
|
-
|
А-В·хг, по /1/ А=0.54,
В=0.2 хг=hг/Нт hг =4.2 м - средняя высота горелок Нт=18.57м -
средняя высота топки
|
0,54 - 0,2 ∙ 0.239=
=0,492
|
|
Средний коэффициент
тепловой эффектив-ности экрана
|
ψср
|
-
|
 
|
|
|
Коэффициент тепловой
эффективно-сти гладких экранов
|
Ψэ
|
-
|
хэ*ζ
|
0.99·0.65=0.643
|
|
Угловой коэффициент экранов
|
хэ
|
-
|
По номограмме 1 /1/ Sт/d=55/51
|
0.99
|
|
Коэффициент загрязнения
|
ζ
|
-
|
По таблице 5.2 /1/
|
0.65
|
|
Коэффициент тепловой
эффектив-ности выходного окна
|
Ψш
|
-
|
хвых·ζ·β хвых = 1 ζ = 1 β=А / Jт’’
|
1·1·0,583=0,583
|
|
Температура газов на выходе
из топки
|
Jт’’
|
0С
|
Предварительно принимаем
1200 0С
|
1200
|
|
Поверхность, занимаемая
ширмами
|
Fш
|
м2
|
а·h1
|
9,16·7,168=65,66
|
|
Поверхность горелок
|
Fгор
|
м2
|
0.785·d2гор·hгор
|
0.785·0,752·12=5,44
|
|
Поверхность гладких экранов
|
Fэ
|
м2
|
Fст- Fш- Fгор
|
618,25-65,66-5,44=547,2
|
|
Степень черноты топки
|
ат
|
-
|
 
|
|
Степень
черноты факела аф - 
0,1×0,74+(1-0,1)×0,42=
|
=0,452
|
|
|
|
Коэффициент усреднения
|
m
|
-
|
По рисунку 5.2 /1/ по  0,1
|
|
|
Степень черноты газов
|
аг
|
-
|
По номограмме 2 /1/ по KPS=Kг×P×S×rn
|
4,3×0,27×4,85×0,1=0,563
аг=0,42
|
Коэффициент
поглощения трёхатомными газами Кг 
По
номограмме 3 /1/ по rH20 и Pn×S=p×rn0×S∙100 и по температуре
топки Jт’’=12000,1∙0,27∙4,85∙100=13,1
|
Кг =4,3
|
|
|
|
|
Степень черноты светящейся
части факела
|
асв
|
-
|
По номограмме 2 /1/ KPS=(Kг×rn+Kсв)×p×S
|
(4,3×0,27+1,5)×0,1×4,85= =1,29 асв=0,74
|
Коэффициент
поглощения светящейся части факела Kсв 0.3×(2-αт’’)×(1.6×10-3×Тт’’-
.5)×
|
=0.12×∑(m/n)×CmHn
|
|
|
|
|
Полная и средняя массовая
теплоёмкость
|
   
|
|
|
|
|
Энтальпия газов на выходе
из топки
|
Нт’’
|
 По таблице энтальпий по Jт’’=1200 0С22839
|
|
|
|
Критерий Больцмана
|
B0
|
-
|
 
|
|
|
Расчетная температура на
выходе из топки
|
Jт’’
|
0С
|
 
|
|
|
Расчётная энтальпия на
выходе из топки
|
Нт’’
|
кДж/м3
|
По таблице энтальпий по Jт’’=1109
|
21029,5
|
|
Лучистое тепловосприятие
топки
|
Qтб
|
кДж/м3
|
 0,994·(40778-21029+0,05·306)=196456
|
|
топливо котел воздухоподогреватель тепловой
5. Поверочный расчет ширм
Таблица 5 - Поверочный расчет ширм
|
Наименование
|
Обозн.
|
Размерн.
|
Формула
|
Расчёт
|
Расчёт
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
|
Температура газов на входе
|
J’
|
0C
|
J'=Jт’’
|
1113
|
|
Температура газов на выходе
|
J’’
|
0C
|
J’’= J’-∆J
|
∆J=113; J’’=1000
|
∆J=213; J’’=900
|
|
Энтальпия газов на входе
|
Н’
|
кДж/м3
|
Н’=Hт’’
|
21029,5
|
|
Энтальпия газов на выходе
|
Н’’
|
кДж/м3
|
По таблице энтальпий по J’’
|
18677,5
|
16630,2
|
Тепловосприятие
по балансу 
кДж/м3
0,994∙(21029-18677,5)=23380,994∙(21029-16630)=
|
=4373
|
|
|
|
|
|
|
Энтальпия пара на входе в
ширму
|
hш’
|
кДж/м3
|
По h4 из раздела
6.1
|
2619,7
|
|
Температура на входе в
ширму
|
t’ш
|
0С
|
По t4 из раздела
6.1
|
352,9
|
|
Энтальпия пара на выходе из
ширмы
|
hш’’
|
кДж/кг
|
  
|
|
|
|
Температура пара на выходе
|
t’’ш
|
0С
|
По /4/ Р5=1,1·Рпе=15,4 мПа
и по hш’’
|
368,4
|
399
|
|
Средний температурный напор
|
∆t
|
0С
|
Jср - tср
|
1057-361=696
|
1006-376=631
|
|
Средняя температура газа
|
Jср
|
0С
|
J’’
+ J’ 2
|
 
|
|
|
Средняя температура пара
|
tср
|
0С
|
t’+t’’ 2
|
 
|
|
|
Расчётная конвективная
поверхность ширм
|
Fш
|
м2
|
2 · Fплш · x · z1
|
|
|
Угловой коэфициэнт
|
x
|
-
|
По номограмме 1 /1/ по S2/d
|
 , а значит x=0,99
|
|
Число ширм
|
z1
|
шт
|
из чертежа
|
12
|
|
Плоская поверхность ширм
|
Fплш
|
м2
|
Aш·hш по рисунку 3
|
1,65·8,5=14
|
|
Тепловосприятие ширм
излучением
|
Qшл
|
кДж/м3
|
  
|
|
|
|
Теплота излучения входящая
в ширмы
|
 кДж/м3 
|
|
|
|
|
Удельная лучистая тепловая
нагрузка ширм
|
 кВт/м2 
|
|
|
|
|
Коэффициент учитывающий
теплообмен между топкой и ширмой
|
β
|
-
|
По рисунку 6.4 /1/ по Jт’’=1113 и виду топлива
|
0,62
|
|
Лучевоспринимающая поверхность
на входе
|
Нлвх
|
м2
|
 8,325·7,168=59,7
|
|
|
Теплота излучения выходящая
из ширм
|
Qлвых
|
кДж/м3
|
   
|
|
|
Угловой
коэффициент в ширмах φш - 
|
 
|
|
|
|
Степень черноты газов
|
аг
|
-
|
По номограмме 2 /1/ по KPS=Kг·rп·Р·S,
где S - толщина излучающего слоя в ширмах
|
KPS=12.1·0,27·0,1·0,71= =0,23 аг=0,19
|
KPS=0,231 аг=0,193
|
Толщина
излучающего слоя в ширмах S м S=
|
A=lср, B=S1, С=A
|
|
Коэффициент
поглощения трехатомными газами Кг По
номограмме 3 /1/ по rH2O=0,18
P·rп·S=0,1·0,27·0,71∙100=
=
1,9
|
Jср12.112.3
|
|
|
|
|
|
Лучевосприни-мающая
поверхность на выходе из ширм
|
Нлвых
|
м2
|
lвых · а (по рисунку 3)
|
6,75∙7,168=48.384
|
|
Поправочный коэффициент
учитывающий расход топлива
|
ξ
|
-
|
Согласно /1/ для газов
|
0,7
|
Проходное
сечение для газов fг м2 
|
 
|
|
|
|
Средняя скорость газов в
ширме
|
Wг
|
м/с
|
  
|
|
|
|
Коэффициент теплопередачи с
конвекцией
|
αк
|
Вт _ м2·К
|
  
|
|
|
|
Номограммное значение αк
|
αн
|
Вт _ м2·К
|
По номограмме 5 /1/ по Wг
и по d=32 мм
|
50.08
|
49.08
|
|
Поправка, учитывающая шаги
|
Сs
|
-
|
По номограмме 5 /1/ s1=17,3 s2=1,05
|
0,6
|
|
Поправка, учитывающая число
рядов в ширме
|
Сz
|
-
|
По  1
|
|
|
Поправка на фракционный
состав топлива
|
Сф
|
-
|
По номограмме 5 /1/ по rH20=0,182
и по Jср
|
0.99
|
0.995
|
|
|
|
|
|
|
|
Скорость
пара Wп м/с 
Wп/
=5.479/0,01136=482.3
|
Wп/=6,15/0,012=482.3
|
|
|
|
|
Средний удельный объём пара
|
м3/кгПо /4/ по Рср=15,75МПа и tср0,011360,01275
|
|
|
|
|
|
Проходное сечение ширм
|
fп
|
м2
|
 
|
|
|
Коэффициент теплоотдачи от
стенки пару
|
α2
|
Вт _ м2·К
|
 3640∙1,033=3760.123230∙1,033=3336.59
|
|
|
|
Номограммное значение α2
|
αн
|
Вт _ м2·К
|
По номограмме 7 /1/по
Рср=15,75 мПа tср Wп
|
3640
|
3230
|
|
Поправка на диаметр
|
Cd
|
-
|
По номограмме 7 /1/ по dвн=24
мм
|
1,033
|
|
Коэффициент теплоотдачи
излучением
|
αл
|
Вт _ м2·К
|
  
|
|
|
|
Номограммное значение αл
|
αн
|
Вт _ м2·К
|
По номограмме 6 /1/ по Jср и tст
|
213
|
208
|
|
Температура загрязнённой
стенки
|
tст
|
0С
|
  
|
|
|
|
Поправка учитывающая
запылённость потока газов
|
Сг
|
-
|
По номограмме 6 /1/ по Jср tст
|
0,98
|
0,978
|
|
Коэффициент теплоотдачи от
газов к стенке
|
α1
|
Вт _ м2·К
|
  
|
|
|
|
Коэффициент использования
поверхности нагрева
|
|
-
|
По рисунку 6.5 /1/ по Wг
|
0,853
|
0,852
|
|
Коэффициент теплопередачи
|
 -  
|
|
|
|
|
|
Коэф-т тепловой
эффективности
|
 -По /2/ см. стр. 144 табл. 6.5для газа при  >1,050,85
|
|
|
|
|
Средний температурный напор
|
 - <1,7,
то  1056.5-360.66=695.841006.5-375.96=630.54
|
|
|
|
|
|
 - по рис. 41113-368.42=744.581113-399.02=713.98
|
|
|
|
|
|
|
 - по рис. 41000-352.9=647.1900-352.9=547.1
|
|
|
|
|
|
|
Количество теплоты,
переданное конвекцией
|
    
|
|
|
|
|
Уточнённое
значение тепловосприятия 
2877.6+1877.9=4755.52585.6+1912.3=
Так
как разница между уточнённым и расчётными 
при J’’=900 0C меньше 5%, то в дальнейших расчётах будем
пользоваться полученными значениями.
.1 Распределение по пароводяному тракту
2 3 4 5 6 7
8 9
Точка 1
P1=Pпв=1,2·Рпе=16,8 МПа
Д1=Дпв=Дпе=58,3 кг/с
t1=tпв=200 0С
h1=hпв=858,9 кДж/кг
Точка 3
Р3=Рб=1,15·Рпе=14∙1,15=16,1 МПа
Д3=Дпе - 2·Двпр=58,3 - 2∙0,025∙58,3=55,4 кг/с
Двпр=0,025·Дпе
t3=tн=348 0С
h3=h’’(рб)=2579 кДж/кг
h’б(рб)=1654
кДж/кг
Точка 4
Р4=Р3=16,1 МПа
Д4=Д3=Дш=55,4 кг/с
h4=h3+∆hппп=2579+40=2619 кДж/кг
∆hппп=40 кДж/кг
t4 -
по /4/ по p4 и h4 t4 =353 0C
Точка 5
Д5=Д4=55.4 кг/с
Р5=1,1·Рпе=1.1∙14=15,4 МПа
t5=tш’’=399 0C
h5=hш’’=2959 кДж/кг
Точка 6
Д6=Д5+Двпр1= 55,4+0,025∙58,3=56,8 кг/с
P6=P5=15,4 МПа
(находим
из уравнения смеси впрыска 1)
t6 - по /4/ по p6 и h6 t6=
3910C
Точка
9
Д9=Дпе=58,3
кг/с
Р9=Рпе=14
МПа
t9=tпе=540
0С
h9=hпе=3433
кДж/кг
Точка
8
Д8=Дпе=58,3
кг/с
Р8=1,05·Рпе=14,7
МПа
h8=h9-∆hпп2=3433
- 200 = 3233 кДж/кг
t8- по /4/ по p8 и h8 t8
=472 0С
Точка
7
Д7=Д6=56,8
кг/с
P7=P8=14,7
мПа
(находим
из уравнения смеси впрыска 2)
t7 - по /4/ по p7 и h7 t=
515,6 0С
.2
Распределение по газовому тракту
Точка
I
JI=Jт’’=13
HI=Hт’’=21029,5
кДж/кг
Точка
II
JII=Jш’’=900 0C
HII=Hш’’=16630
кДж/кг
Точка
III
JIII=JII==890
0C
HIII=HII=16425,5
кДж/кг
Точка
IV
Из
уравнения теплового баланса ПП2
Qбпп2=φ·(HIII-HIV+∆αпп·Н0хв)=
,
отсюда:
- по
таблице энтальпий 
Точка
V
Из
уравнения теплового баланса ПП1
Qбпп1=φ·(HIV-HV+∆αпп·Н0хв)=
,
отсюда:
- по
таблице энтальпий 
Точка
VII
Точка
VI
Уравнение
теплового баланса ВП
- по
таблице энтальпий 
Уравнение
теплового баланса экономайзера
2 по /4/
по р2=16,1 МПа , h2 = 1053,5 t2=243 0C
Сведение
теплового баланса
Соотношение
водяных эквивалентов
7. Расчет конвективного пароперегревателя ПП2
Таблица 7 - Расчет конвективного пароперегревателя ПП2
|
Наимено- вание
|
Обоз- Нач.
|
Разм.
|
формула
|
расчёт
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
|
Температура газов на входе
|
J’
|
0C
|
Из раздела 6.2 по JIII
|
890
|
|
Температура газов на выходе
|
J’’
|
0C
|
Из раздела 6.2 по JIV
|
739,5
|
|
Температура пара на входе
|
tп’
|
0C
|
Из раздела 6.1 по t8
|
472,28
|
|
Температура пара на выходе
|
tп’’
|
0C
|
Из раздела 6.1 по t9
|
540
|
|
Тепловос- приятие по
балансу
|
 кДж/кгИз раздела 6.12711,6
|
|
|
|
|
Температурный напор
|
 0C 
|
|
|
|
|
Проходное сечение газов
|
 м2 
|
|
|
|
|
Число труб в одном ряду
|
z1
|
шт
|
 
|
|
|
Скорость газов
|
Wг
|
м/с
|
|
|
Проходное
сечение по пару 
м2
|
zз=3
, zp=1 , zпот=1
|
|
|
|
|
|
Скорость пара
|
Wп
|
м/с
|
  Wn/un=17.38/0.0222=783
|
|
Коэффициент
теплоотдачи от стенки к пару 
Вт__
|
м2·К 
|
|
|
|
Номограмное
значение 
Вт__
м2·Кпо
номограмме 7 /1/ по
|
рср , Wп
, tср3370
|
|
|
|
|
|
Поправка на диаметр
|
Сd
|
-
|
по номограмме по dвн=0.02
|
1.08
|
Коэффициент
теплоотдачи конвекции 
Вт__
|
м2·К 79·0.925·1·1,02=74,54
|
|
|
|
Номограмное
значение Вт__
|
м2·Кпо номограмме 5 /1/ по Wг
= 9,83 , d=32 мм79
|
|
|
|
|
|
Поправка, учитывающая шаги
|
Сs
|
-
|
по номограмме 5 /1/ по s1=2,8, s2=1,5
|
0,925
|
|
Поправка на фракционный
состав топлива
|
Сф
|
-
|
по номограмме 5 /1/  1.02
|
|
|
Коэффициент излучения
|
  
|
|
|
|
Номограмное
значение 
Вт__
м2·Кпо
номограмме 6 /1/
Температура
загрязнённой стенки tз 0C 
|
 
|
|
|
|
Толщина излучающего слоя
|
S
|
м
|
|
|
|
Степень черноты газов
|
аг
|
-
|
по номограмме 2 /1/ по KPS=Kг×P×S×rn
|
33∙0.267∙0.1∙0.125=0.117
аг = 0.11
|
Коэффициент
поглощения трехатомными газами Кг По
номограмме 3 /1/ по rH20 =0,18
Pn×S = p×rn0×S∙100
Jср=8220,1∙0,267∙0,123∙100=0,33
|
Кг = 33
|
|
|
|
|
Поправка учитывающая
запыленность потока
|
Сг
|
-
|
по номограмме 6 /1/ по Jср=815 tз=512.1
|
0,965
|
|
Коэффициент теплопередачи
|
К
|
Вт__ м2·К
|
 
|
|
|
Коэффициент тепловой
эффективности
|
ψ
|
|
Принимаем из /1/ по газу
|
0,85
|
|
Поверхность нагрева
|
F
|
м2
|
|
|
|
Длина змеевика
|
 м 
|
|
|
|
|
Число петель
|
zпет
|
шт
|
 
|
|
|
Число рядов труб
|
z2
|
шт
|
 
|
|
|
Глубина пакета
|
hпак
|
м
|
 
|
|
|
|
|
|
|
|
8. Расчет пароперегревателя ПП1
Таблица 8 - Расчет пароперегревателя ПП1
|
Наимено- вание
|
Обоз- Нач.
|
Разм.
|
формула
|
расчёт
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
|
Температура газов на выходе
|
J’’
|
0C
|
Из раздела 6.2 по JV
|
436.2
|
|
Температура пара на входе
|
tп’
|
0C
|
Из раздела 6.1 по t6
|
391
|
|
Температура пара на выходе
|
tп’’
|
0C
|
Из раздела 6.1 по t7
|
515.63
|
|
Тепловосприятие
пароперегре-вателя по балансу
|
 кДж/кгИз раздела 6.25712.26
|
|
|
|
|
Температурный напор
|
0C
|
|
|
|
|
Проходное сечение газов
|
м2
|
|
|
|
|
Число труб в одном ряду
|
z1
|
шт
|
d=32 мм
|
|
|
Скорость газов
|
Wг
|
м/с
|
|
|
Проходное
сечение по пару м2
|
zр=2 , zз=1,
zпот=1
|
|
|
|
Скорость
пара Wп м/с 
|
Wп /  = 796
|
|
|
|
Коэффициент теплоотдачи
конвекции
|
|
|
|
|
|
Коэффициент излучения
|
|
|
|
|
Температура
загрязнённой стенки tз 0C
|
 
|
|
|
|
Толщина излучающего слоя
|
S
|
м
|
|
|
Коэффициент
теплоотдачи от газов к стенке 
Вт__
|
м2·К 
|
|
|
|
|
|
Коэффициент теплопередачи
|
К
|
Вт__ м2·К
|
|
|
|
Поверхность нагрева
|
F
|
м2
|
|
|
|
Длина змеевика
|
м
|
|
|
|
|
Число петель
|
zпет
|
шт
|
|
|
|
Число рядов труб
|
z2
|
шт
|
|
|
Глубина
пакета hпак м
|
s2=S2/d , S2 = 1.5∙0.032=0.04872·0,048+0,032=3.49
|
|
9. Расчет экономайзера
Таблица 9 - Расчет экономайзера
|
Наимено- вание
|
Обоз- Нач.
|
Разм.
|
формула
|
расчёт
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
|
Температура газов на выходе
|
J’’
|
0C
|
Из раздела 6.2 по JVI
|
291.4
|
|
Температура воды на входе
|
tп’
|
0C
|
Из раздела 6.1 по t6
|
200
|
|
Температура воды на выходе
|
tп’’
|
0C
|
Из раздела 6.1 по t7
|
243
|
|
Тепловос- приятие
пароперегре-вателя по балансу
|
 кДж/кгИз раздела 6.12638.29
|
|
|
|
|
Температурный напор
|
0C
|
|
|
|
|
Проходное сечение газов
|
м2 
|
|
|
|
|
Число труб в одном ряду
|
z1
|
шт
|
 
|
|
|
Скорость газов
|
Wг
|
м/с
|
|
|
Проходное
сечение по пару м2
|
zр=2 , zз=2, zпот=1
|
|
|
|
Скорость
воды Wп м/с 
|
Wп/uп=631
|
|
|
|
Коэффициент излучения
|
|
S
|
м
|
|
|
Коэффициент
теплоотдачи от газов к стенке Вт__
|
м2·К
|
|
|
|
|
|
Коэффициент теплопередачи
|
К
|
Вт__ м2·К
|
 
|
|
|
Поверхность нагрева
|
F
|
м2
|
 
|
|
|
Длина змеевика
|
м
|
|
|
|
|
Число петель
|
zпет
|
шт
|
|
|
|
Число рядов труб
|
z2
|
шт
|
11∙2∙2∙2=88
|
|
Глубина
пакета hпак м
|
s2=S2/d , S2 = 1.5∙0.028 =0.04288∙0,0576+0,032=5.1
|
|
10. Расчет трубчатого воздухоподогревателя
Таблица 10 - Расчет трубчатого воздухоподогревателя
|
Наимено- вание
|
Обоз- нач.
|
Разм.
|
формула
|
расчёт
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
|
Температура газов на выходе
|
J’’
|
0C
|
Из раздела 6.2 по JVII = Jух
|
120
|
|
Температура воздуха на
входе
|
tп’
|
0C
|
Из раздела 6.1 по tхв
|
30
|
|
Температура воздуха на
выходе
|
tп’’
|
0C
|
Из раздела 6.1 по tгв
|
250
|
|
Тепловос- приятие
пароперегре-вателя по балансу
|
кДж/кгИз раздела 6.13226.74
|
|
|
|
Температурный
напор 0CDtпрот ∙ eDt
eDt - по номограмме 11 /1/ по
|
Dtпрот=
 62,6 ∙ 0,82 = 51.33
|
|
|
|
|
|
Проходное сечение газов
|
м2 
|
|
|
|
|
Число труб в одном ряду
|
z1
|
шт
|
 d=40 мм
|
|
|
Число рядов
|
z2
|
шт
|
b / S2 - 1 s2=1.1, S2 = 1.1∙ 0.04=0.044
|
3.5/0.044 - 1 = 79
|
|
Скорость газов
|
Wг
|
м/с
|
 
|
|
|
Скорость воздуха
|
Wв
|
м/с
|
Принимаем (0,5-0,7) Wг
|
9.85 ∙ 0,5 = 4.93
|
|
|
|
|
|
|
|
Коэффициент
теплоотдачи от газов к стенке 
Вт__
м2·Кпо
номограмме 12 /1/
=1
по Jср = 205.7 , Wг =9.9
=33.2
=1,22
Коэффициент
теплоотдачи от стенки к воздуху 
Вт__
м2·К
по
номограмме 8 /1/
=66 , 
=1
|
 ,  57∙1∙1∙0,97=55.29
|
|
|
|
|
|
Коэффициент теплопередачи
|
К
|
Вт__ м2·К
|
 
|
|
|
Коэффициент использования
поверхности нагрева
|
-по таблице 11.1 /1/0,85
|
|
|
|
|
Поверхность нагрева
|
F
|
м2
|
|
|
|
Высота воздухоподогревателя
|
hвп
|
м
|
 
|
|
|
Высота одного хода
|
h1x
|
м
|
hвп / zx
|
11.97 / 2 =
5.99
|
|
Уточняем скорость воздуха
|
Wв
|
м/с
|
 
|
|
Так как скорость воздуха отличается от ранее принятой менее чем на 0,5
м/с, то расчет заканчиваем.
Список используемой литературы
1 Акимов Ю.И.
, Васильев А.В. , Мусатов Ю.В. : Под редакцией Антропова Г.В. “Тепловой расчет
котлоагрегатов” , СГТУ , Саратов, 1994
Липов Ю.М.,
Самойлов Ю.В., Виленский Т.В., “Компоновка и тепловой расчет парового котла”:
Учебное пособие для вузов. - М.: Энергоиздат, 1998
Сидельковский
Л.Н., Юренев В.Н., “Котельные установки промышленных предприятий”:Учебник для
вузов. - 3-е изд.,перераб. - М.: Энеггоатомиздат,1998
4 Вукалович
М.П., “Таблицы термодинамических свойств воды и водяного пара”, М - Л.,
Энергия, 1965