Тепловий розрахунок котельного агрегату
Зміст
1. Конструктивні
характеристики котельного агрегату, параметри робочих середовищ і
характеристики (топлива) палива
. Кількість повітря
необхідного для горіння палива, склад і кількість димових газів та їх ентальпія
.1 Теоретичний необхідний
об`єм
повітря для процесу горіння і теор об`єму
продуктів згорання
.2 Коефіцієнт надлишку
повітря в газовому тронте котельного агрегату
.3 Ентальпія повітря і
продуктів згорання
. Тепловий баланс
котельного агрегату і витрати палива
. Тепловий розрахунок
топки
.1 Визначення розмірів
топочного простору
.2 Розрахунок теплообміну
в топці
. Тепловий розрахунок
конвективних поверхонь нагріву
.1 Згальні положення
розрахунку. Тепловий розрахунок пароперегрівача
.2 Тепловий розрахунок
газоходів котла
.3 Тепловий розрахунок
економайзера
.4 Тепловий розрахунок
повітрепідігрівача
.5 Перевірка правильності
теплового розрахунку котельного агрегату
Література
1. Конструктивні характеристики
котельного агрегату, параметри робочих середовищ і характеристики (топлива)
палива
ДКВР-20-13-Двобарабанні котли
вертикально - водотрубної реконструкції. Виробляється (Росія) котельним заводом
на тиск 1,4мПа (ДКВР-20-13) і 2,4мПа (ДКВР-20-23). Котли з природньою
структурою мають два барабани: верхній - довгий та нижній - короткий. А також екран
очну топочну камеру, котра знаходиться перед передньою половиною верхнього
барабану. (окрім ДКВР-20)
Бокові стінки топочних камер покриті
екранами з гладких труб, а у парогенераторів потужність 10 т/г і 20т/г, окрім
цього маються фронтовий та задній екрани.
Парогенератори, повірений розрахунок
котрих виконується в курсовій роботі, обладнані камерними топками з
газомазутними горілками. Ці парогенератори можна також використовувати і для
слоєвого спалювання твердого палива, для цого слід застосовувати напівмеханічні
або механічні топки. Тверде паливо може спалюватися без предвічної підготовки в
слою (тобто в слоєвій топці) і в камерних топках в пиловидному стані. Для
спалювання вугільного пилу у камерних топках, паливо повинно пройти успішно ряд
підготовчих операцій.
Верхній барабан в передній частині з`єднаний
екранними трубами з двома колекторами. В задній частині з`эднан
з нижнім барабаном лучової кип`ятильної
труб, які образують розвинуту конвективну поверхню нагріву. Труби конвективного
типу розволожені в коридорному порядку. Топочна камера ділиться шамотною
перегородкою на дві частини: власну топочну камеру, та на камеру догорання. При
нижній камері догорання убирається небезпека затягування полум´я
в котельних пуна, також (стискання камери) спалюються витрати з хімічним та
нехімічним недопалом палива.
Між першим та другим рядами труб
котельного пучка, встановлюється ще одна перегородка, що відділяє котельний
пучок від камери згорання. Так перший ряд труб котельного пучка, мається та є
заднім екраном камери догорання. Всередині котельного пучка мається чавунна
перегородка , котра діле його на перший та другий газохід.
Димові гази що відходять із топки
через спеціальне вікно, яке знаходиться у правому куті її правої стінки ,
проходить камеру догорання справа наліво і поступають в котельний пучок, описує
його поперечними горизонтальними потоками. Живильна вода подається до котла під
рівень води до верхнього барабану, звідки вона по двум описним трубам поступає
в колектори бокових екранів.
По трубам останніх рядів кип´ятильного
пучка, який розташований в другому газоході, вода надходить з верхнього в
нижній барабан.
Утворюється в процесі спалювання
палива, пароводяна суміш надходить до верхнього барабану, де з допомогою
спеціальних сепараційних пристроїв пар відділяється від води. Нижній барабан
виконує функцію шлаковідстоювача. З нього по спеціальним перерухованій трубі
виконується періодична продувка. При наявності пароперегрівача пастина
конвективних труб не встановлюється пароперегрівачі розміщуються на першому
газоході після другого та третього ряду кип´ятильних
труб. Парогенератори типу ДКВР дуже низькі до якості питомої води. Тому вода
для харчування повинна проходити ряд очищення і дистиляції. При спалюванні
мазуту або газу, коефіцієнт надлишку повітря менший ніж при спалюванні твердого
палива. Тому зменшується об´єм
продуктів згорання, що дозволяє збільшити паровиробничість котельної установки
на 40-50%.
Барабани котлів ДКВР на тиск
13-23атм мають однакові параметри діаметри 1000мм товщина стінки для котлів
13атм-13мм, 23атм-23мм. Середній рівень води знаходиться на осі барабана. Для
спостереження за рівнем води на верхніх барабанах встановлюється два водо
показникові прилад. Екрани та котельні пучки виконані з стальних бензових труб
діаметром 51мм, та товщиною стінки 2,5мм. Бокові екрани виконані з кроком 80мм.
Фронтальні та задні екрани з кроком 130мм, то такі екрани встановлюються тільки
в ДКВР - 10 та в ДКВР - 20. Колектори екранів виконані із труб діаметром 219мм
товщиною стінки 8мм - для котлів с Р=13атм і 10мм - Р=23атм. Ширина
конвективного пучка для котлів ДКВР - 4 - 2100мм, а для ДКВР - 6,5 і 10 -
2730мм.
Чистка труб котельного пучка і
екранів проводиться із верхнього барабана паром. Пароперегрівачі збираються із
труб діаметром 32мм, з товщиною стінки 5мм(13 - 23).
Вихідні кінці труб пароперегрівача
розташовуються в верхньому барабані, а вхідним - приварюються.
Для обдувши використовують
насичений або непридатний пар. Тиск перед соплами 0,7
1,7 мПа.
На котлах встановлюється
наступна арматура: запобіжний клапан, монометри з трьохходовими кранами, для
них, показники рівня, запорні вентилі та обратні клапани живлення колів,
задувочні продувні вентилі, запарні вентилі та зворотні клапани живлення для
відбору перегрітого пару, вентилі для спуска води з нижнього барабану.
В котельному пучку шаг між
трубами: по вісі котла 100мм та впоперек 110мм.
Особливістю котлів ДКВР - 20
є вкорочений верхній барабан та двухступенева система згорання, з
використовуємо в якості других йому пені випаяних циклонів. З нижнього барабана
питна вода поступає в водяний об´єм циклона.
Пар з верхньої частини циклона направляється в паровий об´єм
верхнього барабану. Пароперегрівач навісає з обох сторін барабана в першому
газоході котла. Користуючись додатком 1, приведемо конструктивні характеристики
котельного агрегату, вказаного в завданні. Конструктивні характеристики
представимо в залежній таблиці 1.1
Таблиця 1.1.
Конструктивні характеристики
котельного агрегату
|
Найменування/котел
|
ДКВР - 20 -13
|
|
Номінальна виробничість, т/г
|
20
|
|
Температура пари,  250
|
|
|
Температура живильної води, 100
|
|
|
Площа поверхні нагріву, м2: Радіаційна
Конвективна Загальна котла
|
73,5 285 358,5
|
|
Пароперегрівачі при номінальній поверхні
виробничості
|
34
|
|
Об´єм, м3 ,
паровий водяний
|
1,84 10
|
|
Запас води в котлі при водяних колебаннях
рівня в водо показниках смінка 80мм: м3 мм
|
0,45 1,3
|
|
Видне теплове направлення парового об´єму,
м3/(м-3*г)
|
1550
|
|
Живий переріз для (води) проходу газів, м2 у
котельному пучці у пароперегрівачі
|
2,84 2,15
|
|
Розрахункове паливо
|
Н. і Б. углі
|
|
Об´єм топки
та камери догорання, м3
|
50
|
|
Площина поверхності дзеркал горіння, м2
|
12,9
|
Температура
газів за котлом, при роботі на : насиченому та
бурому вугіллі
антрациті
АС і АМ
древесина
відходів
фрезерном
торфу
мазуту
газу
|
370
|
|
|
Розрахунковий КПД%
|
|
топка
|
паливо
|
|
|
ПМЗ - РПК ПМЗ - ЛУР ПМЗ - ЧУР Сис-ми
Полорошева Сис-ми Шернияда газомазутна
|
Донецький ПЖ Підготовлений вугіль Астроцит АС
і АМ Погорний ПЖ Бурий вугіль Древесинні відходи Фрезерний торф Газ мазут
|
77,2 80,3 77,2 91,1 89,6
|
|
Розрахунковий газовий опір,Па при роботі на:
насичених вуглях бурих вуглях древесина відходів фрезерному торфі
|
190 210
|
|
Газу та мазуту при поглинаючій напрузі
|
210
|
|
Газу та мазуту при повишеній на 30% напрузі
|
|
|
Довжина циліндричної частини барабана, мм:
Вертикального Нижнього
|
4500 4500
|
|
Відстань між вісями барабанів,мм
|
2750
|
Діаметр
і товщина стінок передніх опускних труб,мм 108
|
|
|
Кількість труб екранів, шт.: бокових фронтових
задніх Кількість кип´ятильних труб, шт.: По всій осі
барабана По ширині котла Загальна кількість кип´ятильних
труб, шт.: Габаритні розміри,мм Довжина котла в тяжкій обмурівці Ширина котла
в тяжкій обмурівці Довжина котла в полегшеній обмурівці Ширина котла в
полегшеній обмурівці Висота котла від полу до вісі верхнього барабану Висота
котла від полу до потрубків на верхньому барабані Маса ,т Котла в загальній
заводській поставці Найвищого блоку в полегшеній обмуровці
|
154 33 20 43 20 9575/8950 3215 7060
7680/10935 44,4-53,8 16,7
|
Для розрахунку котлоагрегату слід
визначити параметри робочих середовищ( питомої води, насиченого пару, перегрітого
пару) і інформацію дано у вигляді таблиці 1.2
Параметри питомої води та насиченого
пару визначають по таблицям насиченого водяного пару, а параметри перегрітого
пару по І - S діаграми водяного пару ( а параметри перегрітого пара ) з
урахуванням того, що насичений пар перетворюється в перегрітий при Рп.п.=const
насичення температури tп.п
Таблиця 1.2.
Параметри робочих середовищ
|
Найменування
|
Позначення
|
Одиниці виміру
|
Числові величини
|
|
Питома вода
|
|
Тиск
|
Рп.в.
|
Па
|
1,5*106
|
|
Температура
|
tп.в.
|
|
100
|
|
Ентальпія
|
іп.в.
|
кДж/м
|
419
|
|
Питомий об´єм
|
|
|
|
|
Насичений пар
|
|
Тиск
|
Рu
|
Па
|
1,5*106
|
|
Температура
|
tu
|
198,28
|
|
|
Ентальпія води
|
і´n
|
кДж/кг
|
844,5
|
|
Ентальпія пари
|
і´´n
|
кДж/кг
|
2791,8
|
|
Питомий об´єм
води
|
V´м
|
м3/кг
|
0,0011538
|
|
Питомий об´єм
пари
|
V´´м
|
м3/кг
|
0,1317
|
|
Перегрітий пар
|
|
Тиск
|
Рпп
|
Па
|
1,5* 106
|
|
Температура
|
tпм
|
250
|
|
|
Ентальпія
|
іпп
|
кДж/кг
|
2925
|
|
Питомий об´єм
|
Vпп
|
м3/кг
|
0,153
|
Користуючись приложенням 2 приведено
інформацію о паливі заданих в умові для виконання курсового проекту і
представимо характеристику палива у вигляді таблиці 1.3
Таблиця 1.3
Характеристика твердого палива
|
Місце народження
|
Марка
|
Робоча маса
|
Ар,%
|
Wp,%
|
Qнр, МДж/кг
|
|
|
Ср
|
Нр
|
Nр
|
Ор
|
 
|
|
|
|
|
|
Волинське
|
гр
|
55,5
|
3,7
|
0,9
|
7,5
|
0,8
|
1,8
|
19,8
|
10
|
21,44
|
|
Нелетучий залишок
|
Плавність золи
|
|
t1
|
t2
|
t3
|
|
Від слабоспікшегося до спікшегося
|
110
|
1300
|
1310
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2. Визначення кількості повітря
необхідного для горіння палива, склад і кількість димових газів та їх ентальпія
Кількість повітря, необхідного для
горіння палива і кількості димових газів по газоходом котла находиться для
підрахунку згорання газів і повітря в поверностях нагріву з усіма визначеннями
коефіцієнта теплопередачі в них.
.1 Теоретично необхідний об´єм
повітря для повного згорання і теоретичного об´єму
продуктів згорання
Результатів розрахунків теоретичних
об´ємів повітря і
продуктів згорання зводиться в таблицю 2.1.
Таблиця 2.1.
Теоретичний об´єм
повітря, необхідні для горіння палива і теоретичні об´єми
продуктів згорання
|
Найменування величини
|
Позн.
|
Одиниці вимір.
|
Розрах. формули
|
Розрахунок
|
Результати
|
|
Теоретичний об´єм
повітря
|
V0
|
м3/кг
|
V0=0,0889(Ср+ 0,375Sтеор)+ 0,265Np -
0,0330Op
|
0,0889(55,5+
0,375*2,6)+
0,265*3,7- 0,033*7,5
|
5,7536
|
|
Теоретичний об´єм
азоту в димових газах
|
 м3/кг =0,79 V0+ 0,8 Nр/1000,79*5,7536+
0,8*0,9/1004,5525
|
|
|
|
|
|
Об´єм азону
трьох атомних газів
|
VRO2
|
м3/кг
|
VRO2=0,0187* (Cp+0,37S´ф+к)
|
0,0187(55,5+ 0,375*2,6)
|
1,056
|
|
Теоретичний об´эм
водяних парів в димових газах
|
 м3/кг = 0,0124 (Sнд+ р) +0,0161 V00,0124(9*3,7+
10)+0,0161*5,75360,6295
|
|
|
|
|
|
Повний об´єм
теоретичної кількості димових газів
|
 м3/кг = VRO2+ + 1,056+4,5525+0,62956,238
|
|
|
|
|
2.2 Коефіцієнт надлишку повітря в
газовому тронте котельного агрегату
Для розрахунку дійсних об´ємів
продуктів згорання по газоходам котельного агрегату необхідно вибрати тип
топочного пристрою і розмочування поверхності нагріву по ходу руху димових
газів. Складемо схему котельного агрегату.
Тип топочного пристрою, коефіцієнт
надлишку повітря в топці αт.
втрати тепла від хімічної неповної згорання палива ф3 і втрати тепла від
механічної повноти згорання ф4 вибираємо в залежності від даного сорту палива
паровиробничості котла в залежності з додатком 3, для котлоагрегата
паровиробничість 20 т/г застосовуємо камерне спалювання твердого палива.
Дані по додатку 4 вибираємо
значення проходу повітря по окремим газоходам 
.
Середнє значення коефіцієнту
надлишку повітря αср в
газоході визначаємо по формулі:
αср=α´+
де α´- коефіцієнт
надлишку повітря перед розглядуємим згодом.
Таблиця 2.2
Розрахункові характеристики
топки
|
Тил топки
|
Найменування палива
|
Коефіцієнт, αт
|
Допущене по умовам горіння тепло напруги
топочного об´єму
кВт/м
|
Втрати тепла, %
|
|
Пилевугольні з молотниковими нелогнищами
|
|
|
|
q3
|
q4
|
|
Буре вугілля
|
1,25
|
175
|
0,5
|
2
|
|
Пиловугільна з торовими бараб. мелоту.
|
Буре вугілля
|
1,2
|
230
|
0,5
|
1
|
Таблиця 2.3
Присоси повітря по газоходам
котлоагрегату
|
Елементи котлоагрегата
|
Найменування газоходу
|
Величина присосу
|
|
Поточна камера
|
Комерні
|
0,05
|
|
Котельні пучки
|
Перші газоходи котлів з розвинутими
конвективними поверхностями нагріву. Другі газоходи, тих самих котлів.
|
0,05 0,1
|
|
Пароперегрівачі
|
|
0,05
|
|
Водяні економайзери
|
Чугунці ребристі
|
0,1
|
|
Повітреперегрівачі
|
Стальні трубчаті, на 1 рівень
|
0,05
|
Таблиця 2.4
Об´єм
продуктів згорання і об´єми
для вуглекислого газу і водяних парів по газоходом котельного агрегату.
|
Найменування розрахованої величини
|
Одиниці виміру
|
Елементи газового тракту
|
|
|
топка
|
Пароперег рівач
|
Перший газохід котла
|
Другий газохід котла
|
Еконо майзер
|
Повітря підігрівача
|
|
Коефіцієнт надл. Повітря в топці, αт
|
|
1,2
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
|
Присос по елементам газового тракта,  0,050,050,050,10,10,05
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Коеф. надлишку повітря за елем. тракта,α´
|
|
1,25
|
1,3
|
1,35
|
1,45
|
1,55
|
1,6
|
|
Середній коефіцієнт надлишку повітря, αср
|
|
1,225
|
1,275
|
1,325
|
1,4
|
1,55
|
1,6
|
|
Об´єм
надлишкового повітря  = (αср-l)V0м31,2951,581,852,32,8773,308
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Об´єм водяних
парів в надлишку повітря  VН2О=0,0161м30,0210,0250,030,0370,0460,05
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Дійсний об´єм
водяних парів VН2О=+ м3/кг0,650,65450,65950,66651,08950,6795
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Повний об´єм
продуктів згорання Vт=VRO2++ VН2О+(αср-S)1,0161м3/кг7,5537,8378,1388,6769,1619,6
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Об´ємна доля
сухихи трьохатомних газів в продуктах згорання гRO2=VRO2/ Vn
|
|
0,14
|
0,135
|
0,13
|
0,123
|
0,115
|
0,11
|
|
Об´ємна доля
водяних парів в продуктах згорання гН2О=VН2О/Vг
|
|
0,083
|
0,080
|
0,077
|
0,073
|
0,069
|
0,0656
|
|
Загальна доля руйнівних газів в продуктах
згорання гН=г RO2+ гН2О
|
-
|
0,223
|
0,215
|
0,207
|
0,196
|
0,184
|
0,1756
|
.3 Ентальпія повітря і продуктів
згорання
Формули для визначення ентальпії
теоретичних об´ємів
продуктів згорання приведено в таблиці 2.5, в яких занесений результати
розрахунків.
Таблиця 2.5
Ентальпія теоретичного об´єму
повітря і продуктів згорання.
|
Визначаєма величина і формула, кДж/кг
|
об´єм газів
|
Температура продуктів згорання,
|
|
|
100
|
200
|
300
|
400
|
500
|
600
|
700
|
800
|
900
|
1000
|
110
|
1200
|
1300
|
1400
|
1500
|
1600
|
1700
|
1800
|
1900
|
2000
|
|
Ентальпія теоретичного об´ємк
повітря Іво=V0(сt)RO2
|
5,7536
|
759,48
|
1530,46
|
2318,7
|
3118,45
|
4775,49
|
5632,77
|
6501,57
|
7370,36
|
8262,17
|
9176,99
|
10149,35
|
11006,64
|
11944,47
|
12882,31
|
1385,9
|
14763,74
|
15701,57
|
16668,18
|
17629,03
|
|
Ентальпія сухих триатомних газів  = VRO2(ct)RO21,056
|
178,46
|
376,99
|
590,3
|
815,23
|
1051,78
|
1290,43
|
1542,82
|
1799,42
|
2080,26
|
2325,3
|
2594,59
|
2869,15
|
3142,66
|
3421,44
|
3700,22
|
3977,95
|
4260,96
|
4543,97
|
4826,98
|
5114,21
|
|
|
Ентальпія теоретичного об´єму
азоту  =(сt)N24,5525
|
591,83
|
1183,65
|
1784,58
|
2399,17
|
3022,86
|
3660,21
|
4306,66
|
4975,88
|
5658,76
|
6346,19
|
7033,6
|
7716,49
|
8422,13
|
9145,97
|
9851,6
|
10575,46
|
11299,31
|
12027,71
|
12769,76
|
13493,6
|
|
|
Ентальпія теоретичного об´єму
водяних парів  = (сt)Н2О0,629595,05
|
191,37
|
291,46
|
394,07
|
499,82
|
608,75
|
722,04
|
840,38
|
959,36
|
108,89
|
1212,42
|
1341,46
|
1475,55
|
1610,26
|
1749,38
|
1889,13
|
2031,4
|
2176,81
|
2321,6
|
2471,42
|
|
|
|
Ентальпія теоретичного об´єму
продуктів згорання  =+ +865,34
|
1752,01
|
2666,34
|
3608,47
|
4574,46
|
5559,82
|
6571,52
|
7615,68
|
8678,38
|
9757,38
|
10840,61
|
11927,1
|
13040,34
|
14177,68
|
15301,20
|
16442,54
|
17591,67
|
18748,49
|
19918,34
|
21079,23
|
|
|
Таблиця 2.6
Ентальпія дійсної кількості
продуктів згорання по елементам газового тракту котельного агрегату
|
Єнтальпія дійсної кількості продуктів згорання
за елементами газового тракту котельного агрегату (I-Vтаблиця)
Таблиця 2.4
|
Температура , 2000
|
25045, 76
|
1377,08
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1900
|
23668,68
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1387,34
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1800
|
22281,34
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1367,83
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1700
|
20913,51
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1360,14
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1600
|
19553,37
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1353,65
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1500
|
18199,72
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1334,54
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1400
|
16865,18
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1348,35
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1300
|
15516,83
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1306,13
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1200
|
14210,7
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1305,27
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1100
|
12905,43
|
|
13364,28
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1289,06
|
|
1334,80
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1000
|
11616,37
|
|
12029,48
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1279,66
|
|
1324,25
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
900
|
10386,71
|
|
10705,23
|
|
11073,75
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1258,18
|
|
1301,62
|
|
1345,06
|
|
|
|
|
|
|
|
|
800
|
9078,53
|
|
9403,61
|
|
9728,69
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1239,64
|
|
1283,08
|
|
1326,52
|
|
|
|
|
|
|
|
|
700
|
7838,89
|
|
8120,53
|
|
8402,17
|
|
1326,52
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1354,61
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1204,58
|
|
1247,45
|
|
1290,32
|
|
|
|
|
|
|
|
|
600
|
6634,31
|
|
6873,08
|
|
7111,85
|
|
1290,32
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1174,37
|
|
1216,37
|
|
1258,37
|
|
1321,78
|
|
|
|
|
|
|
500
|
5459,94
|
|
5656,71
|
|
5853,48
|
|
1258,37
|
|
6542,19
|
|
|
|
|
|
|
|
1149,92
|
|
1190,67
|
|
1231,51
|
|
1292,79
|
|
1374,49
|
|
|
|
|
400
|
4310,02
|
|
4460,04
|
|
4621,97
|
|
1231,51
|
|
5167,7
|
|
5401,58
|
|
|
|
|
|
1122,13
|
|
1162,06
|
|
1202,05
|
|
1262,03
|
|
1342,01
|
|
1401,99
|
|
|
300
|
9187,89
|
|
3303,89
|
|
3419,92
|
|
1202,05
|
|
3825,69
|
|
3999,59
|
|
|
|
|
|
1091,53
|
|
1131,09
|
|
1170,58
|
|
1229,63
|
|
1308,45
|
|
1367,57
|
|
|
200
|
2096,36
|
|
2172,89
|
|
2249,41
|
|
1170,58
|
|
2517,24
|
|
2632,02
|
|
|
|
|
|
|
|
1098,69
|
|
|
|
1195,06
|
|
1272,16
|
|
1329,98
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1137,24
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1060,14
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
100
|
1036,22
|
|
1074,20
|
|
1112,17
|
|
1137,24
|
|
1245,08
|
|
1302,04
|
|
|
|
Іг
|
 ІгІгІгІгІгІгІгІгІгІгІг
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
За топкою , αт=1,225
|
За па -роперегрівачем α=1,275
|
За пер шим газоходом α=1,325
|
За дру гим газоходом α=1,4
|
За еко номайзе ом, α=1,5
|
за по вітре під іг рівачем, α=1,575
|
|
Іг= +(α-1)
|
Результати розрахунків ентальпія
газів при дійсних коефіцієнтах надлишку повітря зводимо до таблиці 2.6
По даним таблиці 2.6 побудуємо І-V
діаграму для всіх пристроїв газового тракту котельного агрегату.
3.Тепловий баланс котельного
агрегату і розход палива
Необхідний розрахунок та формула по
розрахунку теплового балансу представимо у вигляді таблиці 3.1 куди і занесемо
результати розрахунків.
Таблиця 3.1
Тепловий баланс котельного агрегата
|
Тепловий баланс котельного агрегату
|
|
Назва визначної величини
|
позначення
|
Одиниці вимірювання
|
Розрахункова формула або виток визначення
|
Розрахунок
|
Результати розрахунку
|
|
Потрібне тепло палива
|
 кДж/кг  21769,8521769,85
|
|
|
|
|
|
Температура вихідних газів
|
Vух
|
 Приймаємо (П.2.4)140140
|
|
|
|
|
Ентальпія вихідних газів
|
Іух
|
кДж/кг
|
І-V таблиця
|
1513,68
|
1513,68
|
|
Температура холодного повітря що надходить до
котлоагрегату.
|
tх.в.
|
Вихідні данні проекту2828
|
|
|
|
|
Ентальпія теоретично необхідного обсягу
холодного повітря
|
 кДж/кгV0(сt)х.в.5,7536-1,33*28=1214,26
|
|
|
|
|
|
Втрата тепла від механічної неповноти згорання
|
q4
|
%
|
Додаток 3
|
2,5
|
2,5
|
Втрата
тепла з відхідними газами q2 %
|
*(100-2,5)5,268
|
|
|
|
|
Втрати тепла від хімічної неповноти згорання
|
q3
|
%
|
Додаток 3
|
0,5
|
0,5
|
|
Втрати тепла на зовнішнє охолодження
котельного агрегату
|
q5
|
%
|
Додаток 6
|
1,28
|
1,28
|
|
Втрати з фізичним теплом шлаків
|
q6
|
%
|
|
  0,2
|
|
|
Сума теплових втрат
|
∑ q
|
%
|
q2+
q3+
q4+
q5+
q6
|
5,268+0,5+2,5+1,28+ 0,2
|
9,746
|
|
Коефіцієнт корисної дії котельного агрегату
|
ɳк.а
|
%
|
|
 0,903
|
|
|
Корисно використане тепло
|
q1
|
%
|
100-∑ q
|
100-9,746
|
80,254
|
|
Тепло корисно використане у котельному
агрегаті на виготовлення 1 кг перегрітого пару
|
Qк.а.
|
кДж/кг
|
(іпп-іпв)+ (і´-іпв)(2950-419)+
1,4/100*(844,5-419)2536,96
|
|
|
|
Натуральні витрата пального
|
Вн
|
кг/с
|
|
  0,71
|
|
|
Розрахункові витрати пального
|
Вр
|
кг/с
|
Вн(1- q4/100)
|
0,71(1-2,5/100)
|
0,69
|
|
Коефіцієнт збереження тепла
|
φ
|
-
|
(100- q5)/100
|
 0,987
|
|
|
Витрати умовного пального
|
Вус
|
кг/с
|
Вр 0,69 0,513
|
|
|
|
Випарна здатність розрахункового пального
|
Up
|
кг/кг
|
|
 8,0515
|
|
|
Випарна здатність умовного пального
|
Uус
|
кг/кг
|
|
 10,8295
|
|
4. Тепловий розрахунок топки
.1 Визначення розмірів топочного
простору
Малюємо ескіз топочної камери ескіз
виконується в масштабі 1:50 і не менш ніж в двух проекціях.
На основі ескізів топочної камери
визначимо площу огороджуючи поверхонь камери згорання і камери догорання, а
також об´єм
топки. Результати розрахунків виведені у таблиці 4.1.
.Площина огородження поверхні камери
згорання
а)бокові стінки:
4,98(0,25+5,0445)=26,367м 26,367*2=52,733м2
б)передня стінка:
(5,0445+0,25)2,81=14,8776 м
в)задня стінка: 14,8776м2
г)дно: 4,98-2,81=13,99м2
д)стеля: 13,99м2 ∑110,469 м2
.Всього Рт=110,469м2
.Об´єм
топки: Vт=26,367*2,81=74,09м2
Таблиця 4.1
Розміри поверхностей нагріву
топочного простору
|
Найменування поверхностей
|
Одиниці виміру
|
Камера згорання
|
Камера догорання
|
|
Бокова стінка
|
м2
|
52,733
|
Відсутня
|
|
Передня стіна
|
м2
|
14,8775
|
|
|
Задня стіна
|
м2
|
14,8775
|
|
|
Підлога
|
м2
|
13,99
|
|
|
стеля
|
м2
|
13,99
|
|
Загальна площина всіх огороджених
поверхонь топки рівно сумі площ огороджуваних поверхонь камер догорання і
згорання.Об´єм
топочного простору знаходиться геометрично
Vт=
*вк
де: 
- сумарна поверхня бічних стін камер
горіння і догорання, м2;
вк - ширина котла, мт=74,09
м3 Рт=110,469 м2
Промінесприймаюча поверхня
нагріву топочного простору визначаеться з урахуванням розмірних характеристик,
визначаємо по кресленнях котельного агрегату. Результатами розрахунку
промінесприймаючих поверхонь представимо у вигляді таблиці 4.2.
Таблиця 4.2
Основні дані для визначення
промінесприймаючої поверхні нагріву
|
Найменування промінесприйнятної поверхні
нагріву.
|
освітлена довжина труб ӏ,
мм
|
Відстань
між осями крайніх труб екрану, в мм
|
Площа стінки покритої екраном Fпл,
м2
|
Відстань від осі труби до стінки топки, l,
мм
|
Крок екранних труб S,
мм
|
Відносний крок екранних труб S/d
|
Відносна відстань від осі труби до стінки
топки, l/d
|
Кутовий коефіцієнт екрану
|
Величина промінесприйнятної поверхні нагріву
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Номер кривої
|
Значення х
|
|
|
Бокові стінки: Прямокутна частина Трапеціальна
частина
|
4150
|
9960
|
41,33
|
80
|
40
|
1,57
|
0,78
|
2
|
0,94
|
38,85
|
|
Передній екран
|
2300
|
3150
|
7,25
|
130
|
100
|
2,55
|
1,96
|
1
|
0,8
|
5,8
|
|
Задній екран
|
4095
|
3150
|
12,9
|
130
|
26
|
2,55
|
0,51
|
3
|
0,71
|
9,2
|
|
Екрани бокових стін
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
|
Перший ряд кип’ятильних труб
|
2155
|
3150
|
6,8
|
110
|
30
|
2,16
|
0,59
|
3
|
0,79
|
5,4
|
|
Всього
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
59,25
|
.2 Розрахунок теплообміну в топці.
Результати розрахунку теплообміну в топці зведемо до таблиці 4.4
Таблиця 4.4
Розрахунок теплообміну в топці
|
Назва розрахункової величини
|
позначення
|
Одиниці вимірювання
|
Розрахункова формула або виток визначення
|
Розрахунок
|
Результати розрахунку
|
|
Об`єм
поточної камери
|
Vт
|
м3
|
Конструктивна характеристика
|
74,09
|
74,09
|
|
Промінесприй маюча поверхня
|
Нл
|
м2
|
-\\-
|
73,5
|
73,5
|
|
Поверхня топочного простору
|
Fт
|
м2
|
-\\-
|
110,469
|
110,469
|
|
ефективна товщина випромінюючого шару
|
Sт
|
---
|
3,6Vт/Fт
|
 2,4145
|
|
|
Температура газів на виході з топки
|
 Приймається орієнтовно10501050
|
|
|
|
|
|
Ентальпія газів на виході з топки
|
 кДж/м3І-V діаграма12260,9
|
|
|
|
|
|
Корисне тепловиділення в топці
|
Qт
|
кДж/кг
|
 +αт 21769,85  + 1,2* 1,33 *5,7536*37025015,077
|
|
|
|
Теоретична температура горіння
|
Va
|
V- І діаграма1998
|
|
|
|
|
Середня сумарна теплоємність
|
VСср
|
кДж/кг*К
|
  13,45
|
|
|
|
Розрахункова теплова напруга поточного
простору
|
Q/ Vт
|
кВт/м3
|
Вр* /Vт 202,742
|
|
|
|
Степінь екранування топки
|
|
----
|
Нл/Fт
|
73,5/110,469
|
0,665
|
|
Умовний коефіцієнт забруднення промінесприймаючої
поверхні
|
Ɛ
|
|
Рекомендації нормативного методу
|
0,45
|
0,45
|
|
Добуток
|
𝛹 Ɛ
|
|
Ɛ0,665*0,450,299
|
|
|
|
Розрахунковий коефіцієнт
|
М
|
|
А-ВХт
|
0,59-0,5*0,3
|
0,44
|
|
світність полум'я
|
m
|
|
Рекомендації нормативного методу
|
0,5
|
0,5
|
|
Сумарна поглинальна здібність триатомних газів
|
|
бар/м
|
rп*Sт
|
0,223*2,4145
|
0,538
|
|
Коефіцієнт послаблення променів триатомними
газами
|
Кг
|
|
Номограма на мал. 4.2
|
 (1-0,38 )0,6209
|
|
|
Сумарна сила поглинання газового потоку
|
КнесвSт
|
бар*м
|
Кг*rп*Sт
|
0,6209*0,538
|
0,33406
|
|
Степінь чорноти несвітячойосі частини полум'я
|
анесв
|
|
1-е-Кнесв*Sт
|
1-е-0,33406
|
0,284
|
|
Коефіцієнт послаблення променів світячої
частини факела
|
Ксв
|
|
1,6 - 0,51,6 - 0,51,6168
|
|
|
|
Сумарна сила поглинання світячої частини полум`я
|
КсвSт
|
бар*м
|
КсвSт
|
1,6168*2,4145
|
3,904
|
|
Степінь чорноти світячоїся частини полум`я
|
асв
|
|
0,9(1-е-Ксв*Sт)
|
0,9(1-е-3,904)
|
0,8818
|
|
Степінь чорноти факела
|
аф
|
|
(1-m)анесв+mасв
|
(1-0,5)0,284+ 0,5*0,8818
|
0,5829
|
|
Степінь чорноти топки
|
ат
|
|
|
|
0,8238
|
|
Коефіцієнт збереження тепла
|
φ
|
|
 q5/1001-
1,28/100
|
0,9872
|
|
|
Тепловиділення в топці на 1 м2 стінки топки
|
|
кВт/м2
|
Вр*Qт/Fт
|
0,69*25015,077/ 110,469
|
156,217
|
Температура
димових газів на виході із топки 
|
109,351
|
|
|
|
|
|
|
Ентальпія димових газів на виході із топки
|
кДж/кгІ-V таблиця11736,9111736,91
|
|
|
|
|
|
Тепло передане випромінюванням в топці
|
Qл
|
кДж/кг
|
φ(Qт-)0,9812(25015,077-11736,91)13108,147
|
|
|
5.Тепловий розрахунок конвективних
поверхонь нагріву
.1.Загальні положення розрахунку
пароперегрівача
Виконується конструктивним
-провіряємо його співвідношення поверхні для отримання перегрітого пару
заданого параметрів при спалюванні заданого виду палива. При цьому розрахунок
пароперегрівача приймаємо закінченим якщо розбіжності між простими значеннями
поверхні нагріву і отримуємо в результаті розрахунку не перевищує 
2%
.2 Тепловий розрахунок
пароперегрівача
По кресленням котлоагрегату
визначається необхідні для теплового розрахунку конструктивні характеристики
пароперегрівача і представляються у вигляді таблиці 5.1
Таблиця 5.1
Конструктивні характеристики
пароперегрівача
|
Назва величини
|
Позначення
|
Одиниці виміру
|
Числові значення
|
|
Діаметр труби і товщини стінки
|
dн/S
|
mm
|
32 3
|
|
Число зміївиків, включених паралельно по парі
|
m
|
шт
|
32
|
|
Число труб в ряду (поперек газоходу)
|
z
|
шт
|
32
|
|
Число рядів (труб) по ходу газу
|
n
|
шт
|
4
|
|
Крок труб: повздовжній поперечний
|
S1 S2
|
мм мм
|
75 68,5
|
|
Відносний повздовжній крок
|
S1/dн
|
|
2,34
|
|
Відносний поперечний крок
|
S2/dн
|
|
2,14
|
|
Розміщення труб
|
|
Коридорне
|
|
|
Характер змивання
|
|
Поперечне
|
|
|
Розміри газоходу: висота ширина
|
а в
|
м м
|
2,6 2,22
|
|
Переріз для проходів газів ав-zldн
|
 м23,1
|
|
|
|
Живий переріз для проходження пари m dн2/4Fппм20,034
|
|
|
|
|
Ефективна товщина випромінюючого слою (1,87 -4,1)dнSппм20,137
|
|
|
|
|
Спільна поверхня нагріву(по кресленням)
|
Нпп
|
м2
|
33
|
Результати теплового розрахунку
пароперегрівача зводимо до таблиці 5.2
Таблиця 5.2
Тепловий розрахунок пароперегрівача
|
Назва розрахункової величини
|
Позначення
|
Одиниці вимірювання
|
Розрахункова формула або виток визначення
|
Розрахунок
|
Результати розрахунку
|
|
Теплосприйняття пароперегрівача
|
Qпп
|
кДж/м3
|
( -і´) (2929-2791,8) 1074,19
|
|
|
|
Ентальпія димових газів за пароперегрівачем
|
|
кДж/м3
|
 - + 11736,91-1074,19/0,987
+0,05*214,2610639,61
|
|
|
|
Температура димових газів за пароперегрівачем
|
 І-V таблиця895895
|
|
|
|
|
|
Середня температура димових газів
|
 (  +)/2(1050+895)/2972,5
|
|
|
|
|
|
Середня температура пари у пароперегрівачі
|
   224,14
|
|
|
|
|
|
Середній температурний напір в пароперегрівачі
|
 tпп  972,5-224,14748,36
|
|
|
|
|
|
Ідеальний об`єм пари у
пароперегрівачі при середній температурі
|
Vпп
|
м3/кг
|
Таблиці водяної пари
|
0,153
|
0,153
|
|
Середня швидкість пари у пароперегрівачі
|
𝘞пп
|
м/с
|
DVпп/Fпп
|
 25
|
|
Коефіцієнт
тепловіддачі конвективний від димових газів до стінки αк Вт/м2К 0,0233
,0233
|
50,393
|
|
|
|
|
Сумарна поглинальна здатність триатомних газів
|
|
Бар/м
|
rпSпп
|
0,125*0,137
|
0,029
|
|
Коефіцієнт охолодження променів триатомними
газами
|
Кг
|
|
 * (1-0,38 )  * (1-0,38 )3,04
|
|
|
|
Сили поглинання газового потоку
|
КРS
|
|
КгrпSпп
|
3,04-0,029
|
0,088
|
|
Ступінь чорноти газового потоку
|
а
|
|
1-е-крs/0,981
|
1-е-0,088/0,981
|
0,086
|
|
Коефіцієнт забруднення труб
|
Ɛ
|
м2м/Вт
|
Рекомендації нормативного методу теплового
розрахунку котлоагрегату
|
0,005
|
|
Температура зовнішньої поверхні труб
|
tст
|
 ) 224,14+(0,005+ 1/815)27912397,94
|
|
|
|
|
Коефіцієнт тепловіддачі не запиленого потоку
|
αл
|
Вт/м2К
|
Номограма на мал. 5.4
|
198*0,98*0,004
|
18,24
|
|
Коефіцієнт омивання пароперегрівача димовими
газами
|
|
|
|
1
|
1
|
|
Коефіцієнт тепловіддачі від газів до стінки
труби
|
α1
|
Вт/м2К
|
αг+αл1*5,0395+18,2468,635
|
|
|
|
Коефіцієнт тепловіддачі у пароперегрівачі
|
Кпп
|
Вт/м2К
|
  48,097
|
|
|
|
Поверхня нагріву пароперегрівача
|
Нпп
|
м2
|
  20,5
|
|
|
|
Нав`язка
поверхні нагріву пароперегрівача
|
/
|
%
|
100- *100100- 100-0,0976
|
|
|
5.3 Тепловий розрахунок газоходів
котла
Для кожного газоходу потрібно
визначити осьовий конструктивні характеристики, необхідні для розрахунку і
представити їх у вигляді таблиці 5.3
Таблиця 5.3.
Конструктивні характеристики
газоходів
|
Назва величини
|
Позначення
|
Одиниці виміру
|
Числові значення
|
|
|
|
I газохід
|
II газохід
|
|
Діаметр і товщини труб
|
dн/S
|
mm
|
51 2,5512,5
|
|
|
Середня довжина труб
|
Ɩ
|
м
|
2,14
|
2,14
|
|
Число труб вздовж вісі котла
|
z1
|
шт
|
25
|
18
|
|
Число рядів (труб) впоперек вісі котла
|
z2
|
шт
|
20
|
20
|
|
Розміщення труб
|
|
Коридорне
|
|
|
|
Крок труб: повздовжній поперечний
|
S1 S2
|
мм мм
|
100 110
|
100 110
|
|
Характер змивання
|
|
Поперечне
|
|
|
|
Переріз для проходів газів ав-z1 ldн
|
F1
|
м2
|
2,62
|
1,88
|
|
Ефективна товщина випромінюючого слою (1,87 -4,1)dнSппм0,1830,183
|
|
|
|
|
|
Поверхня нагріву
|
Н1
|
м2
|
157,72
|
123,43
|
Всі використовуються формули,
розрахункові операції і результатами розрахунків кожного із газоходів
представимо у вигляді таблиці 5.5.
|
Тепловий розрахунок першого газоходу Таблиця
5.5
|
Результат при
|
60089511011,236007111,952663,91535,779747,58,0151,840,0372,65
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
55089511011,235506519,23066,84504,75722,57,81550,820,0372,8
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Розрахунок при
|
60089511011,236007111,950,987(11011,23-7111,95+0,05*224,26) 0,1(895+600) 1*0,96*540,207*0,1832,65
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
55089511011,235506519,20,987(11011,23-6519,2+0,05*224,26) 0,5(895+550) 1*0,95*53,50,207*0,1832,8
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Розрахункова формула або виток визначення
|
З розрахунку пароперегрівача (табл..5.2)
|
І-V діаграма
|
задаємося
|
І-V діаграма
|
φВр( + +  0,5( ) Номограма
на мал..5.1 Сz Сф αнrпS1кНомограма
на мал.. 4.2
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Одиниц вимірювання
|
|
кДж/м3
|
|
кДж/м3
|
кВт
|
|
|
м/с
|
Вт/м2К
|
Бар*м
|
|
|
|
позначення
|
  Qб  𝘞срαк
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
РпS1к
|
Кг
|
|
|
Назва розрахункової величини
|
Температура димових газів перед першим
газоходом
|
Ентальпія димових газів перед першим газоходом
|
Температура димових газів за першим газоходом
котла
|
Ентальпія димових газів за першим газоходом
котла
|
Тепло сприйняття першого газоходу за р-нням
теплового балансу
|
Середній температурний напір
|
Середня температура димових газів
|
Середня швидкість димових газів
|
Коефіцієнт тепловіддачі конвекцією
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Сумарна поглинальна здібність триатомних газів
|
Коефіцієнт послаблення променів 3-х атомними
газами
|
|
|
Результат при
|
6002,65*0,0370,0850,015450,75813,67132,7542767,83,95856934,052784,32
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5502,65*0,0370,10,015485,4116,1132,6282597,4915,3
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Розрахунок при
|
6002,65*0,0370,0950,015198,28+(0,015*2663,9/
157,72)1030,95*0,93*1421 32,628*157,72*535,77100-
 1000,987*0,69(11011,23-
6934,05+0,05*224,3)
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5502,8*0,0370,10,015198,28+(0,015*5066,8/
157,71)1030,1*0,94*1391 32,628*157,72*504,75100-
 1000,987*0,69(11011,23-
6934,05+0,005*224,3)
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Розрахункова формула або виток визначення
|
КгrпS1к
|
Номограма на мал.. 5.3
|
Рекомендації нормативного методу
|
tн+Ɛ а*Сг*αн
номограма мал..5.4Рекомендації нормативного методу теплового розрахунку
|
|
К1Н1tср100-  *100φВр(-+ 
|
|
|
|
|
|
|
|
Одиниц вимірювання
|
Бар*м
|
|
м2К/Вт
|
|
Вт/м2К
|
|
Вт/м2К
|
кВт
|
%
|
|
кДж/м3
|
кВт
|
|
позначення
|
Кнесв*Sк
|
анесв
|
Ɛ
|
tст
|
αл
|
|
К1
|
Qт
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Qб
|
|
Назва розрахункової величини
|
Сумарна сила поглинання газового потоку
|
Степінь чорноти газового потоку
|
Коефіцієнт забруднення поверхні нагріву
|
Температура зовнішньої поверхні забруднених
труб
|
Коефіцієнт тепловіддачі випромінюванням не
запиленого потоку
|
Коефіцієнт омивання гозоходу димовими газами
|
Коефіцієнт тепловіддачі у першому газоході
|
Теплосприйняття котла по рівнянню
теплопередачі
|
Нав`язування
теплосприйняття у газоході
|
Істинне занесення температури газів за першим
газоходом
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Істинне значення ентальпії димових газів за
першим газоходом
|
Істинне тепло сприйняття першого газоходу за
р-ням теплового балансу
|
|
Тепловий розрахунок другого газоходу Таблиця
5.7
|
Результат при
|
4505856934,054005533,78968,20314,39517,58,9655,290,0363,1
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4005856934,053504855,851429,91384,265492,58,6753,580,0363,25
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Розрахунок при
|
4500,987*0,69(6934,05-5533,78+0,1*214,26) 0,5(585+450) 1*0,95*58,20,196*0,183
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
400547,50,987*0,69(6934,05-4855,85+0,1*214,26) 0,5(585+400) 1*0,94*570,196*0,183
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Розрахункова
формула або виток визначення графік І-V
діаграма задаємося І-V діаграма φВр(
+
+
|
 0,5( ) Номограма
на мал..5.2 Сz Сф αнrпS2кНомограма
на мал.. 4.2
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Одиниц вимірювання
|
|
кДж/м3
|
|
кДж/м3
|
кВт
|
|
|
м/с
|
Вт/м2К
|
Бар*м
|
|
|
позначення
|
  Qб𝘞срαк
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
РпS2 к
|
Кг
|
|
Назва розрахункової величини
|
Температура димових газів перед другим
газоходом
|
Ентальпія димових газів перед другим газоходом
|
Температура димових газів за другим газоходом
котла
|
Ентальпія димових газів за другим газоходом
|
Тепло сприйняття другого газоходу за р-нням
теплового балансу
|
Середній температурний напір
|
Середня температура димових газів
|
Середня швидкість димових газів
|
Коефіцієнт тепловіддачі конвекцією
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Сумарна поглинальна здібність триатомних газів
|
Коефіцієнт послаблення променів 3-х атомними
газами
|
|
Результат при
|
4500,112
|
0,107
|
0,015
|
198,39
|
6,278
|
1
|
32,2
|
1249,53
|
29
|
425
|
5226,54
|
1177,59
|
|
|
4000,117
|
0,112
|
0,015
|
198,45
|
6,278
|
1
|
31,54
|
1106,6
|
22,6
|
|
|
|
|
|
Розрахунок при
|
4503,1*0,036
|
|
|
198,28+0,015*968,2/ 123,43
|
0,107*0,945*69
|
|
|
32,2*123,43*314,39
|
100-  1000,987*0,69(9634,05-5226,34+21,426)
|
|
|
|
|
|
4003,25*0,036
|
|
|
198,28+0,015*1429,91/ 123,43
|
0,112*0,95*59
|
|
|
31,54*123,43*284,265
|
100-  100
|
|
|
|
|
|
Розрахункова формула або виток визначення
|
КгrпS1к
|
Номограма на мал.. 5.3
|
Рекомендації нормативного методу
|
tн+Ɛа*Сг*αн
номограма мал..5.4Рекомендації нормативного методу теплового розрахунку
|
К2Н2tср100- *100φВр(-+
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Одиниц вимірювання
|
Бар*м
|
|
м2К/Вт
|
|
Вт/м2К
|
|
Вт/м2К
|
кВт
|
%
|
|
кДж/м3
|
кВт
|
|
позначення
|
Кнесв*Sк
|
анесв
|
Ɛ
|
tст
|
αл
|
|
К2
|
Qт
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Qб
|
|
Назва розрахункової величини
|
Сумарна сила поглинання газового потоку
|
Степінь чорноти газового потоку
|
Коефіцієнт забруднення поверхні нагріву
|
Температура зовнішньої поверхні забруднених
труб
|
Коефіцієнт тепловіддачі випромінюванням не
запиленого потоку
|
Коефіцієнт омивання гозоходу димовими газами
|
Коефіцієнт тепловіддачі у другому газоході
|
Теплосприйняття котла по рівнянню
теплопередачі
|
Нав`язування
теплосприйняття у газоході
|
Істинне занесення температури газів за другим
газоходом
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Істинне значення ентальпії димових газів за
другим газоходом
|
Істинне тепло сприйняття другого газоходу за
р-ням теплового балансу
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
.4 тепловий розрахунок економайзер
Таблиця 5.6
Конструктивні характеристики
водяного економайзера
|
Назва величини
|
позначення
|
Одиниці вимірювання
|
Числові значення
|
|
Зовнішній діаметр та товщина труб
|
dн Sмм51*2,5
|
|
|
|
Число плит
|
|
шт
|
1
|
|
Довжина труби ряду
|
l
|
м
|
3
|
|
Кількість труб в ряді
|
z1
|
шт
|
9
|
|
Кількість паралельно увімкнутих труб
|
z2
|
шт
|
16
|
|
Розміщення труб:
|
|
|
|
|
Кількість рядів по групам
|
|
шт.
|
16
|
|
Кількість груп у колонках
|
|
шт.
|
|
|
Загальне число труб
|
n
|
шт
|
|
|
Поперечний крок труби
|
S1
|
мм
|
|
|
Ширина газоходу
|
в
|
м
|
|
|
Повздовжній крок труби
|
|
|
|
|
Глибина газоходу
|
a
|
м
|
|
|
Характер омивання труб димовими газами
|
|
|
|
|
Площа перерізу для проходження газів ав-z1в dн
|
Fэж
|
м2
|
1,656
|
|
Площа перерізу для проходження води z fэм20,00282
|
|
|
|
|
Поверхня нагріву ndнl Нэм2646
|
|
|
|
Порядок і результати розрахунків
водяного економайзера представлено у вигляді таблиці 5.7
|
Тепловий розрахунок економайзера Таблиця 5.7
|
Результати розрахунків
|
300
|
425
|
5226,34
|
300
|
3825,69
|
968,47
|
1,39
|
80
|
141,57
|
56,71
|
120,79
|
|
|
|
250
|
425
|
250
|
3188,075
|
1402,71
|
1,39
|
80
|
160,21
|
38,07
|
130,1
|
|
|
Розрахунок при  3000,987*0,69(5226,34-3825,69+21,426) 198,28-141,570,5(100+141,57)
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
250
|
|
|
|
|
0,987*0,69(5223,31-3188,075+21,426)
|
|
|
|
198,28-160,21
|
0,5(100+160,21)
|
|
|
Розрахункова формула або виток визначення
|
З розрахунку другого газоходу котла
|
І-V діаграма
|
задаємося
|
І-V діаграма
|
φВр( + +По завданню до виконання
проекту-\\- tн- 0,5( + )
|
|
|
|
|
|
|
|
Одиниц вимірювання
|
|
кДж/кг
|
|
кДж/кг
|
кВт
|
|
|
|
|
|
|
|
позначення
|
 QэDэ
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
tср
|
|
|
Назва розрахункової величини
|
Температура димових газів перед економайзером
|
Ентальпія димових газів перед економайзером
|
Температура димових газів за економайзером
|
Ентальпія димових газів за економайзером
|
Теплосприйняття у водному економайзері по
рівнянню теплового балансу
|
Кількість живильної води,що проходить через
економайзер
|
Температура живильної води перед економайзером
|
Температура води на виході з економайзера
|
Перепад температур м/д темпер. насищення тт.
темпер. води на виході з економайзера
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Середня температура води у економайзері
|
|
|
Результат при
|
300236,29362,50,1978,8922,163382,26249,242102677,981750,10
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
250194,44337,50,1978,5421,292674,290,652102677,98
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Розрахунок при
|
300 0,5(425+300)  0,985*22,522,16*646*236,29 0,987*0,69(5226,34-2677,98+21,426)
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
250 0,5(425+250)  0,99*21,521,29*646*194,44
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Розрахункова формула або виток визначення
|
|
0,5( )  номограма мал..5.6КэНэtср φВр(-+ )
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Одиниц вимірювання
|
|
|
м/с
|
|
Вт/м2К
|
кВт
|
%
|
|
кДж/ кг
|
кВт
|
|
позначення
|
|
Vср
|
𝘞ж
|
𝘞г
|
Кэ
|
Qт
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Qэ
|
|
Назва розрахункової величини
|
Середній температурний напір
|
Середня температура димових газів
|
Розрахункова швидкість води у економайзері
|
Швидкість димових газів у економайзері
|
Коефіцієнт тепловіддачі у водяному економайзері
|
Топлосприйняття водного економайзера за р-ням
теплопередачі
|
Нав`язування
теплосприйняття економайзера
|
Істинне температура димових газів на виході з
економайзера
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Істинне значення ентальпії димових газів за
економайзером
|
Істинне тепло сприйняття у економайзері
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Тепловий розрахунок
повітреперегрівача
Конструктивні характеристики
повітреперегрівача
Таблиця 5.8.
|
Назва величини
|
позначення
|
Одиниці вимірювання
|
Числові значення
|
|
Кількість пакетів
|
|
шт
|
1
|
|
Кількість кодів: Повітря Газу
|
|
шт. шт.
|
1 1
|
|
Кількість труб в ряді
|
z1
|
шт
|
4
|
|
Кількість труб в повітреперегрівачі
|
z
|
шт
|
1349
|
|
Довжина труб
|
l
|
мм
|
1400
|
|
Діаметр труб і товщина стінки
|
dн Sмм401,5
|
|
|
|
Крок труб: Вздовж потоку Поперек
|
S1 S2
|
мм мм
|
84 60
|
|
Розміщення труб:
|
Шахмотне,
|
Коридорне
|
|
|
Глибина газоходу
|
a
|
м
|
3140
|
|
Ширина газоходу
|
в
|
м
|
1260
|
|
Площа перерізу для проходження газів zfгм21,45
|
|
|
|
|
Площа перерізу для проходження повітря aв-z1dнl
|
Fв
|
|
1,23
|
|
Поверхня нагріву zndнl Нb1пм2300
|
|
|
|
Порядок ы результати розрахунків
повітреперегрівача представлені у вигляді таблиці 5.8.
|
Тепловий розрахунок повітрепідігрівача Таблиця
5.7
|
Результати розрахунків
|
160
|
28
|
210
|
2677,98
|
160
|
2105,62
|
397,09
|
68,37
|
48,185
|
185
|
141,63
|
|
|
|
140
|
28
|
210
|
2677,98
|
140
|
1842,41
|
576,346
|
99,23
|
63,615
|
175
|
110,77
|
|
|
Розрахунок при
|
160
|
28
|
|
|
|
|
0,987*0,69(2677,98-2105,62+0,05*21,426)
|
|
0,5(28+68,37)
|
0,5(210+160)
|
210-68,37
|
|
|
|
140
|
28
|
|
|
|
|
0,987*0,69(2677,98-1842,41+10,713)
|
|
0,5(28+99,23)
|
0,5(210+140)
|
210-99,23
|
|
|
Розрахункова формула або виток визначення
|
Умови виконання проекта
|
Із розрахунків економайзера
|
І-V діаграма
|
задаємо
|
І-V діаграма
|
φВр( + +   + 0,5(  )0,5( )
|
|
|
|
|
|
|
Одиниц вимірювання
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
позначення
|
|
|
|
|
|
Qб
|
|
|
Qср
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Назва розрахункової величини
|
Температура повітря на вході в
повітреперегрівач
|
Температура димових газів на вході ви
повітреперегрівач
|
Ентальпія димових газів на вході в
повітреперегрівач
|
Температура димових газів на виході із
повітреперегрівача
|
Ентальпія димових газів на виході із
повітреперегрівача
|
Теплосприйняття в повітрепідігрівачі по р-ню
теплового балансу
|
Температура повітря на виході із
повітрепідігрівача
|
Середня температура повітря
|
Середня температура димових газів
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Номінальний температурний напір
|
|
|
Тепловий розрахунок повітрепідігрівача Таблиця
5.9
|
Результат при
|
160
|
135,28
|
5,557
|
7,66
|
55,66
|
47,85
|
18,011
|
730,958
|
84,08
|
140
|
1842,41
|
576,34
|
|
|
140
|
107,69
|
5,176
|
7,5
|
54,316
|
47,05
|
17,648
|
570,153
|
1,07
|
140
|
1842,41
|
|
|
Розрахунок при
|
160
|
|
|
|
0,88*1,17*1,02*53
|
0,94*1,09*46,7
|
0,7(55,66*47,85)/ (55,666+47,85)
|
18,011*300*135,28
|
|
|
|
0,987*0,69(2677,98-1842,41+10,713)
|
|
|
140
|
|
|
|
0,88*1,17*1,02*51,72
|
0,94*1,09*45,92
|
0,7(54,316*47,05)/ (54,316+47,05)
|
17,648*300*107,69
|
|
|
|
|
|
Розрахункова формула або виток визначення
|
|
|
|
Номограма 5.7
|
Номограма 5.2
|
0,7(α1* α2)/ (α1+
α2)
|
Кв.п.*Нв.п.*tср
|
|
|
φВр(++
|
|
|
|
Одиниц вимірювання
|
|
м/с
|
|
Вт/ м2*к
|
Вт/ м2*к
|
Вт/ м2*к
|
кВт
|
%
|
|
|
кВт
|
|
|
позначення
|
|
|
|
α1
|
α2
|
Нв.п
|
Qт
|
 Q
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Qб
|
|
|
Назва розрахункової величини
|
Середній температурний напір
|
Швидкість повітря
|
Швидкість димових газів
|
Коефіцієнт від газів до стінки
|
Коефіцієнт тепловіддачі від стінки до повітря
|
Коефіцієнт тепловіддачі
|
Теплосприйняття в повітрепідігрівачі по
рівнянню теплопередачі
|
Навязка теплосприйняття повітрепідігрівача
|
Істинна температура димових газів на виході
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Істинне значення ентальпії газів за
повітрепідігрівачем
|
Істинне тепло сприйняття в повітрепідігрівачі
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
.5 Провірка правильності теплового
розрахунку котлоагрегата
Нав´язка
теплового балансу котла визначається наступним чином:
+
|
|=
||=
,03026%- допускаєма
нев´язка
Тепловий розрахунок виконано
вірно: вважається закінченим.
Література
котельний агрегат паливо газ
1. Тепловий розрахунок
котельних агрегатів (Нормативний метод): Під редакцією М.А.Кузнецова та інш.,М.
Інерія 1973 рік.
. Аеродинамічний
розрахунок котельних установок (нормативний метод) Під редакцією С.І.Могана.;
Л.Енергія 1971 рік
. Гідравлічний
розрахунок котельних агрегатів (нормативний метод) Під редакцією В.А.Локшина та
інш. М.: Енергія 1978рік
. Липов Ю.М., Самойлов
Ю.Ф. Виленсій Т.В., Компоновка; тепловий розрахунок парового котла М.:
Енерговидавництво. 1988 рік
. Гусев Ю.Л. основи
проектування котельного устаткування, М.: буд видавництво 1973 рік
. Роданси К.Р.
Понстероцький А.Н. довідник по котельним установкам малої виробничості М.:
Енерговидавництво 1989 рік
. Альбом обладнання.
Димососи та дуттєві вентилятори.