Расчет котельной установки
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Расчет объемов воздуха и продуктов
сгорания
.1 Теоретически необходимый объем
воздуха
.2 Объем продуктов сгорания
Определение коэффициентов избытка
воздуха, объемных долей трехатомных газов и концентрации золовых частиц
Расчет энтальпий воздуха и продуктов
сгорания
Тепловой баланс котла
Расчет топки
Расчет поверхностей нагрева парового
котла
.1 Расчет ширмового
пароперегревателя
.2Расчет конвективного
пароперегревателя
.3 Расчет второй ступени
экономайзера
.4 Расчет второй ступени воздухоподогревателя
.5 Расчет первой ступени
экономайзера
.6 Расчет первой ступени
воздухоподогревателя
Уточнение теплового баланса
Список литературы
ВВЕДЕНИЕ
Паровой котел - это основной агрегат тепловой
электростанции (ТЭС). 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.
Получение перегретого пара из воды
характеризуется последовательным протеканием следующих процессов: подогрев
питательной воды до температуры насыщения, парообразование и, наконец, перегрев
полученного насыщенного пара до заданной температуры. Эти процессы
осуществляются в трех по назначению видах поверхностей нагрева.
Подогрев воды до температуры насыщения
происходит в поверхности экономайзера, образование пара - в парообразующей
(испарительной) поверхности нагрева, перегрев пара - в пароперегревателе.
Все эти поверхности нагрева выполнены из труб,
обогреваемых снаружи высокотемпературными продуктами сгорания топлива.
Номинальной производительностью называется
наибольшая производительность по пару, которую котел должен обеспечить в
длительной эксплуатации при номинальных параметрах пара и питательной воды с
допускаемыми отклонениями от этих величин.
Номинальное давление пара - наибольшее давление
пара, которое должно обеспечивать непосредственно за пароперегревателем котла.
Номинальные температуры пара высокого давления
(свежего пара) и пара промежуточного перегрева (вторичного перегретого пара) -
температуры пара, которые должны обеспечиваться непосредственно за
пароперегревателем с допускаемыми отклонениями при поддержании номинальных
давлений пара, температуры питательной воды и паропроизводительности.
При изменении нагрузки котла номинальные
температуры пара (свежего и вторично - перегретого) и, как правило, давления
должны сохраняться (в заданном диапазоне нагрузок), а остальные параметры будут
изменяться.
При выполнение расчета парового котла его
производительность, параметры пара и питательной воды являются заданными.
Поэтому цель теплового поверочного расчета
состоит в определении температур и тепловосприятий рабочего тела и газовой
среды в поверхностях нагрева заданного котла.
1 РАСЧЕТ ОБЪЕМОВ ВОЗДУХА И ПРОДУКТОВ СГОРАНИЯ
.1 Теоретический объем воздуха
V°в = 0,0889(CP+
0,375SP) + 0,265HP
- 0,0333OP, м3/кг.
V°в = 0,0889(65+
0,375 * 0,7) + 0,265 * 3,4 - 0,0333 * 7,3=6,46м3/кг.
Объём трёх атомных атомов
VRO2 =
0,01866(СР + 0,375SP),
м3/кг
VRO2 =
0,01866(65+ 0,375 *0,7) =1,217м3/кг
Полный объём азота
V°N2
= 0,79Vв + 0,008NP,
м3/кг
V°N2
= 0,79 * 6,46+ 0,008 * 0,5 = 5,107м3/кг
Необходимый теоретический объём водяных паров
V°H2O
= 0,111НР + 0,0124WP
+ 0,0161Vв , м3/кг
V°2O
= 0,111 * 3,4 + 0,0124 * 6 + 0,0161 * 6,46= 0,555м3/кг
.2 Объём продуктов сгорания
V°Г = V°N2
+ VRO2 + V°H2O
= 6,879м3/кг
сгорание
котельный газ нагрев
2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ИЗБЫТКА ВОЗДУХА,
ОБЬЁМНЫЕ ДОЛЕЙ ТРЕХАОТМНЫХ ГАЗОВ И КОНЦЕНТРАЦИЯ ЗОЛОВЫХ ЧАСТИЦ
Таблица 1 Таблица присосов
|
Газоходы
|
Α
|
Δα
|
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
|
Топка
|
1,2
|
0,08
|
1,05
|
|
Ширма
|
1,23
|
0
|
1,05
|
|
КПП
|
1,26
|
0,03
|
1,065
|
|
ВЭК-2
|
1,28
|
0,02
|
1,09
|
|
ВЗП-2
|
1,31
|
0,03
|
1,12
|
|
ВЭК-1
|
1,33
|
0,02
|
1,14
|
|
ВЗП-1
|
1,36
|
0,03
|
1,651
|
Таблица 2. «Объёмы продуктов сгорания, объемных
долей трехатомных газов и концентрации золовых частиц».
|
Величина
и расчетная формула
|
Газоход
|
|
Топка
|
Ширма
|
КПП
|
ВЭК-2
|
ВЗП-2
|
ВЭК-1
|
ВЗП-1
|
|
1)Коэффициент
избытка воздуха за поверхностью нагрева, α
|
1,2
|
1,23
|
1,26
|
1,28
|
1,31
|
1,33
|
1,36
|
|
2)Средний
Коэффициент избытка воздуха в поверхности нагрева, αср
|
1,05
|
1,05
|
1,065
|
1,09
|
1,12
|
1,14
|
1,165
|
|
3)Полный
объем водяных газов,  = +0,0161(αср-1)  0,56
|
0,56
|
0,561
|
0,564
|
0,567
|
0,569
|
0,572
|
|
|
4)Полный
объем дымовых газов,  = +(αср-1) *  ,
м3/м37,2027,2027,29897,467,6547,7837,944
|
|
|
|
|
|
|
|
5)Объемная доля трехатомных газов, 
=
/Vr
|
0,1680,1680,1660,1630,1590,1560,153
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6)Объемная
доля водяных газов, rH2O=VH2O/Vr
|
0,077
|
0,077
|
0,076
|
0,075
|
0,074
|
0,073
|
0,072
|
|
7)Суммарная
объемная доля, rn=rRO2+rH2O
|
0,245
|
0,245
|
0,242
|
0,238
|
0,233
|
0,229
|
0,225
|
|
8)Масса
дымовых газов сожженного топлива. GГ=1-0,01AP+1,036*α*V⁰в
|
8,857
|
9,057
|
9,258
|
9,392
|
9,593
|
9,727
|
9,927
|
|
9)Концентрация
золы в дымовых газах, µ=APαун/100GГ При ЖШУ αун=0,8
|
0,018
|
0,018
|
0,017
|
0,017
|
0,017
|
0,016
|
0,016
|
=+0,0161(αср-1)
=0,555+0,0161(1,05-1) 6,46=0,560
=0,555 +0,0161(1,05-1)6,46 =0,560
=0,555+0,0161(1,065-1)6,46 =0,561
=0,555+0,0161(1,09-1) 6.46=0,564
=0,555+0,0161(1,12-1)6,46 =0,567
=0,555+0,0161(1,14-1)6,46 =0,569
=0,555+0,0161(1,165-1) 6,46=0,572
=+(αср-1) * , м3/м3
=6,879+(1,05-1)6,46 =7,202
=6,879+(1,05-1)6,46 =7,202
=6,879+(1,065-1)6,46 =7,2989
=6,879+(1,09-1)6,46 =7,46
=6,879+(1,12-1)6,46=7,654
=6,879+(1,14-1)6,46 =7,783
=6,879+(1,165-1)6,46 =7,944
=/Vr
=1,217/7,202=0,16
=1,217/7,202=0,1603
=1,217/7,2989=0,158
=1,217/7,46=0,155
=1,217/7,654=0,151
=1,217/7,783=0,148
=1,217/7,944=0,145
=
/Vr
=0,56/7,202=0,077
=0,56/7,202=0,077
=0,561 /7,298=0,076
=0,564/7,46 =0,075
=0,567/7,654=0,074
=0,569/7,783=0,073
=0,572/7,944=0,072
3. РАСЧЁТ ЭНТАЛЬПИЙ ВОЗДУХА И ПРОДУКТОВ СГОРАНИЯ
Энтальпия теоретически необходимого
объема воздуха при 
=
(Сt)в, кДж/кг
°С=6,46·132=852,72
°С=6,46·266=1718,36
°С=6,46·403=2603,38
°С=6,46·542=3501,32
°С=6,46·684=4418,64
°С=6,46·830=5361,8
°С=6,46·979=6324,34
°С=6,46·1130=7299,8
°С=6,46·1281=8275,26
°С=6,46·1436=9276,56
°С=6,46·1595=10303,7
°С=6,46·1754=11330,84
°С=6,46·1913=12357,98
°С=6,46·2076=13410,96
°С=6,46·2239=14463,94
°С=6,46·2403=15523,38
°С=6,46·2566=16576,36
°С=6,46·2729=17629,34
°С=6,46·2897=18714,62
°С=6,46·3064=19793,44
°С=6,46·3232=20878,72
°С=6,46·3399=21957,57
Энтальпия продуктов сгоранияпри
=
+
+
, кДж/кг
=1,217·169+5,107·130+0,555·151=953,388
=1,217·357+5,107·260+0,555·304=1931,009
=1,217·559+5,107·392+0,555·463=2939,212
=1,217·772+5,107·527+0,555·626=3978,343
=1,217·996+5,107·664+0,555·794=5042,85
=1,217·1222+5,107·804+0,555·967=6129,887
=1,217·1461+5,107·946+0,555·1157=7245,844
=1,217·1704+5,107·1093+0,555·1335=8394,644
=1,217·1951+5,107·1243+0,555·1524=9568,188
=1,217·2202+5,107·1394+0,555·1725=10756,367
=1,217·2457+5,107·1545+0,555·1926=11949,414
=1,217·2717+5,107·1695+0,555·2161=13145,659
=1,2172976+5,107·1850+0,555·2344=14370,662
=1,217·3240+5,107·2009+0,555·2558=15622,733
=1,217·3504+5,107·2164+0,555·2779=16838,261
=1,217·3767+5,107·2323+0,555·3001=18113,555
=1,217·4035+5,107·2482+0,555·3227=19377,154
=1,217·4303+5,107·2642+0,555·3458=20648,635
=1,217·4571+5,107·2805+0,555·3688=21934,882
=1,217·4843+5,107·2964+0,555·3926=23210,009
=1,217·5115+5,107·3127+0,555·4161=24503,899
=1,217·5387+5,107·3290+0,555·4399=25799,454
Энтальпия золы
, кДж/кг
=0,01·0,95·17,4·80,8=13,356
=0,01·0,95·17,4·169,12=27,952
=0,01·0,95·17,4·263,7=43,589
=0,01·0,95·17,4·360=59,508
=0,01·0,95·17,4·458,5=75,79
=0,01·0,95·17,4·560,5=92,667
=0,01·0,95·17,4·662,9=109,577
=0,01·0,95·17,4·767,6=126,884
=0,01·0,95·17,4·874=144,472
=0,01·0,95·17,4·984=162,652
=0,01·0,95·17,4·1096=181,168
=0,01·0,95·17,4·1206=199,351
Теплосодержание дымовых газов на 1
кг сжигаемого топлива
, кДж/кг
=953,388+(1,2-1) ·852,72=1123,932
=1931,009+(1,2-1) ·1718,36=2274,681
=2939,212+(1,2-1) ·2603,88=3459,888
=3978,343+(1,2-1) ·3501,32=4678,607
=5043,85+(1,2-1) ·4418,64=5927,578
=6129,887+(1,2-1) ·5361,8=7202,242
=7245,844+(1,2-1) ·6324,34=8510,712
=8396,644+(1,2-1) ·7298,8=9856,604
=9568,188+(1,2-1) ·8275,26=11223,24
=10756,367+(1,2-1)·9276,56
=12611,679
=11949,414+(1,2-1)
·10303,7=14010,154
+(1,2-1) ·11330,84=15411,827
=14370,662+(1,2-1)
·12357,98=16842,258
=15622,733+(1,2-1)
·13410,96=18304,925
=16858,261+(1,2-1)
·14463,94=19751,049
18113,555+(1,2-1)
·15523,38=21218,231
19377,154+(1,2-1)
·16858,261=22692,426
=20648,635+(1,2-1)
·17629,34=24174,503
=21934,882+(1,2-1)
·18714,62=25677,806
=23210,009+(1,2-1)
·19793,44=27168,697
24503,899+(1,2-1)
·20878,72=29679,643
=25799,454+(1,2-1) ·21957,57=30190
Ширма при 
=1,23
=953,388+(1,23-1) ·852,72=1149,531
=1931,009+(1,23-1)
·1718,36=2326,2318
=2939,212+(1,23-1)
·2603,88=3537,9894
=3978,343+(1,23-1)
·3501,32=4783,6466
=5043,85+(1,23-1) ·4418,64=6060,1372
=6129,887+(1,23-1) ·5361,8=7363,01
=7245,844+(1,23-1)
·6324,34=8700,4822
=8396,644+(1,23-1) ·7298,8=10075,798
=9568,188+(1,23-1)
·8275,26=11471,4978
=10756,367+(1,23-1)· 9276,56
=12899,975
=11949,414+(1,23-1) ·10303,7=14319,265
=
+(1,23-1) ·11330,84=15751,7522
=14370,662+(1,23-1)
·12357,98=17212,9974
=15622,733+(1,23-1)
·13410,96=18707,0538
=16858,261+(1,23-1)
·14463,94=20184,9672
=18113,555+(1,23-1)
·15523,38=21683,9324
=19377,154+(1,23-1)
·16858,261=23180,6088
=20648,635+(1,23-1)
·17629,34=24703,3832
=21934,882+(1,23-1)
·18714,62=26239,2446
=23210,009+(1,23-1)
·19793,44=27762,5002
=24503,899+(1,23-1)
·20878,72=29306,0046
=25799,454+(1,23-1)
·21957,57=30849,6751
КПП=1,26
=953,388+(1,26-1) ·852,72=1175,0952
=1931,009+(1,26-1)
·1718,36=2377,7826
=2939,212+(1,26-1)
·2603,88=3616,0908
=3978,343+(1,26-1)
·3501,32=4888,6862
=5043,85+(1,26-1) ·4418,64=6192,6964
=6129,887+(1,26-1) ·5361,8=7523,955
=7245,844+(1,26-1)
·6324,34=8890,1724
=8396,644+(1,26-1) ·7298,8=10294,592
=9568,188+(1,26-1)
·8275,26=11719,7556
=10756,367+(1,26-1)· 9276,56
=13168,2726
=11949,414+(1,26-1)
·10303,7=14628,376
=+(1,26-1) ·11330,84=16091,6774
=14370,662+(1,26-1)
·12357,98=17583,7368
=15622,733+(1,26-1)
·13410,96=19109,5826
=16858,261+(1,26-1)
·14463,94=20618,8854
=18113,555+(1,26-1)
·15523,38=22149,6338
=19377,154+(1,26-1)
·16858,261=23687,0076
=20648,635+(1,26-1)
·17629,34=25232,2634
=21934,882+(1,26-1)
·18714,62=26800,6832
=23210,009+(1,26-1)
·19793,44=28356,3034
=24503,899+(1,26-1)
·20878,72=29932,3662
=25799,454+(1,26-1)
·21957,57=31508,4222
ВЭК-2=1,28
=953,388+(1,28-1) ·852,72=1192,1496
=1931,009+(1,28-1)
·1718,36=2412,1498
=2939,212+(1,28-1)
·2603,88=3668,1584
=3978,343+(1,28-1)
·3501,32=4958,7126
=5043,85+(1,28-1) ·4418,64=6281,0692
=6129,887+(1,28-1) ·5361,8=7631,191
=7245,844+(1,28-1)
·6324,34=9016,6592
=8396,644+(1,28-1) ·7298,8=9016,6592
=9568,188+(1,28-1)
·8275,26=11885,2608
=10756,36+(1,28-1)· 9276,56
=13353,8038
=11949,414+(1,28-1)
·10303,7=14834,45
=+(1,28-1) ·11330,84=16318,2942
=14370,662+(1,28-1)
·12357,98=17830,8964
=15622,733+(1,28-1)
·13410,96=19377,8018
=16858,261+(1,28-1)
·14463,94=20908,1642
=18113,555+(1,28-1)
·15523,38=22460,1014
=19377,154+(1,28-1)
·16858,261=24018,5348
=20648,635+(1,28-1)
·17629,34=25584,8502
=21934,882+(1,28-1)
·18714,62=27174,9756
=23210,009+(1,28-1)
·19793,44=28752,1722
=24503,899+(1,28-1)
·20878,72=30349,9306
=25799,454+(1,28-1)
·21957,57=31957,5736
ВЗП-2=1,31
=953,388+(1,31-1) ·852,72=1217,7312
=1931,009+(1,31-1)
·1718,36=2463,7006
=2939,212+(1,31-1) ·2603,88=3746,2598
=3978,343+(1,31-1)
·3501,32=3063,7522
=5043,85+(1,31-1) ·4418,64=6413,6284
=6129,887+(1,31-1) ·5361,8=7792,045
=7245,844+(1,31-1)
·6324,34=9206,3894
=8396,644+(1,31-1) ·7298,8=10659,582
=9568,188+(1,31-1) ·
8275,26=12133,5186
=10756,36+(1,31-1)·
9276,56=13632,1006
=+(1,31-1) ·11330,84=16658,2194
=14370,662+(1,31-1)
·12357,98=18201,6358
=15622,733+(1,31-1)
·13410,96=19780,1306
=16858,261+(1,31-1)
·14463,94=21342,0824
=18113,555+(1,31-1)
·15523,38=2925,8028
=19377,154+(1,31-1)
·16858,261=24515,8256
=20648,635+(1,31-1)
·17629,34=26113,7304
=21934,882+(1,31-1)
·18714,62=27736,4142
=23210,009+(1,31-1)
·19793,44=29345,9754
=24503,899+(1,31-1)
·20878,72=30976,3022
=25799,454+(1,31-1)
·21957,57=32606,3007
ВЭК-1=1,33
=953,388+(1,33-1) ·852,72=1234,7856
=1931,009+(1,33-1)
·1718,36=2498,0678
=2939,212+(1,33-1)
·2603,88=3798,3274
=3978,343+(1,33-1)
·3501,32=5133,7786
=5043,85+(1,33-1) ·4418,64=6502,002
=6129,887+(1,33-1) ·5361,8=7899,281
=7245,844+(1,33-1)
·6324,34=9332,8762
=8396,644+(1,33-1) ·7298,8=10805,578
=9568,188+(1,33-1)
·8275,26=12299,0238
=10756,36+(1,33-1)· )·
9276,56=13817,6318
=11949,414+(1,33-1)
·10303,7=15349,635
=+(1,33-1) ·11330,84=16884,8362
=14370,662+(1,33-1)
·12357,98=18448,7954
=15622,733+(1,33-1)
·13410,96=20048,1498
=16858,261+(1,33-1)
·14463,94=21631,3612
=18113,555+(1,33-1)
·15523,38=23236,2704
=19377,154+(1,33-1)
·16858,261=24847,3528
=20648,635+(1,33-1)
·17629,34=26466,3172
=21934,882+(1,33-1)
·18714,62=28110,7066
=23210,009+(1,33-1)
·19793,44=29741,8442
=24503,899+(1,33-1)
·20878,72=31393,8766
=25799,454+(1,33-1)
·21957,57=33045,4521
ВЗП-1=1,36
=953,388+(1,36-1) ·852,72=1251,8505
=1931,009+(1,36-1) ·1718,36=2842,195
=2939,212+(1,36-1) ·2603,88=3850,395
=3978,343+(1,36-1) ·3501,32=5203,805
=5043,85+(1,36-1) ·4418,6=6590,374
=6129,887+(1,36-1) ·5361,8=8006,517
=7245,844+(1,36-1) ·6324,34=9459,363
=8396,644+(1,36-1) ·7298,8=10951,574
=9568,188+(1,36-1) ·
8275,26=12464,529
=10756,36+(1,36-1)·
9276,56=14003,163
=11949,414+(1,36-1)
·10303,7=15555,709
=+(1,36-1) 11330,84=17111,453
=14370,662+(1,36-1)
·12357,98=18695,955
=15622,733+(1,36-1)
·13410,96=20316,369
=16858,261+(1,36-1)
·14463,94=21920,64
=18113,555+(1,36-1)
·15523,38=23546,738
Таблица 3 Энтальпии воздуха и продуктов сгорания
t, ⁰C 
Топка
Ширма 
\ КПП 
ВЭК-2
ВЗП-2 
ВЭК-1
ВЗП-1
|
|
|
|
|
|
100
|
852,72
|
953,388
|
13,356
|
1123,932
|
1194,3136
|
1175,0952
|
1192,149
|
1217,7312
|
1234,78
|
1251,86
|
|
200
|
1718,36
|
1931,009
|
27,952
|
2274,681
|
2326,2318
|
2377,7826
|
2412,149
|
2463,7
|
2498,06
|
2842,195
|
|
300
|
2603,38
|
2939,212
|
43,589
|
3459,888
|
3537,9894
|
3616,0908
|
3668,15
|
3746,25
|
3798,32
|
3850,395
|
|
400
|
3501,32
|
3978,343
|
59,508
|
4678,607
|
4783,6466
|
4888,6862
|
4958,712
|
5068,75
|
5133,77
|
5203,805
|
|
500
|
4418,64
|
5043,85
|
75,79
|
5927,578
|
6060,1372
|
6192,6964
|
6281,06
|
6413,6
|
6502,0012
|
6590,374
|
|
600
|
5361,8
|
6129,887
|
92,667
|
7202,242
|
7363,101
|
7523,955
|
7631,191
|
7792,04
|
7899,281
|
8006,517
|
|
700
|
6324,34
|
7245,844
|
109,507
|
8510,712
|
8700,4822
|
8890,1724
|
9016,659
|
9206,8
|
9332,8762
|
9459,363
|
|
800
|
7299,8
|
8396,644
|
126,884
|
9856,604
|
10075,798
|
10294,592
|
10440,5
|
10659,5
|
10805,578
|
10951,674
|
|
900
|
8275,26
|
9568,188
|
144,472
|
11223,24
|
11417,4978
|
11719,7556
|
11885,26
|
12133,51
|
12299,0238
|
12464,529
|
|
1000
|
9276,56
|
10756,36
|
162,652
|
12611,67
|
12819,9758
|
13168,2726
|
13353,8
|
13632,1
|
13817,6318
|
14093,163
|
|
1100
|
10303,7
|
11949,41
|
181,168
|
14010,15
|
14319,265
|
14628,376
|
14834,45
|
15143,56
|
15349,635
|
15555,709
|
|
1200
|
11330,84
|
13415,65
|
199,351
|
15411,82
|
15751,7522
|
16091,6774
|
16318,29
|
16658,21
|
16884,83
|
17111,453
|
|
1300
|
12357,98
|
14370,66
|
|
16842,258
|
17212,9974
|
17583,7368
|
17830,89
|
18201,63
|
18448,79
|
18695,955
|
|
1400
|
13410,96
|
15622,73
|
|
18304,925
|
18707,0538
|
19109,5826
|
19377,8
|
19780,13
|
20048,14
|
20316,369
|
|
1500
|
14463,94
|
16858,26
|
|
19751,049
|
20184,9672
|
20618,8854
|
20908,16
|
21342,08
|
21631,3612
|
21920,64
|
|
1600
|
15523,38
|
18113,55
|
|
21218,231
|
21683,9324
|
22149,6338
|
22460,1
|
22925,8
|
23326,27
|
23546,738
|
|
1700
|
16576,36
|
19377,15
|
|
22692,426
|
23180,6088
|
23687,0076
|
24018,5
|
24512,82
|
24847,35
|
25178,88
|
|
1800
|
17629,34
|
20648,63
|
|
24174,503
|
24703,3832
|
25232,2634
|
25584,8
|
26113,73
|
26466,31
|
26818,904
|
|
1900
|
18714,62
|
21934,88
|
|
25677,806
|
26239,2446
|
26800,6832
|
27174,9
|
27736,41
|
28110,7
|
28484,999
|
|
2000
|
19793,44
|
23210
|
|
27168,697
|
27762,5002
|
28356,3034
|
28752,17
|
29345,07
|
29741,8
|
30137,713
|
=19377,154+(1,36-1)
·16858,261=25178,88
=20648,635+(1,36-1)
·17629,34=26818,904
=21934,882+(1,36-1)
·18714,62=28484,999
=23210,009+(1,36-1)
·19793,44=30137,713
=24503,899+(1,36-1)
·20878,72=31811,451
=25799,454+(1,36-1)
·21957,57=33484,6035
4. ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС
КОТЛА
Таблица 4 Тепловой баланс котла
|
Наименование
рассчитываемой величины
|
Обозначение
или формула
|
Единица
измерения
|
Значение
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
|
1)Располагаемое
тепло топлива
|
|
кДж/кг(м3)
|
22950
|
|
2)Температура
уходящих газов
|
τух
|
⁰C
|
141
|
|
3)Теплосодержание
уходящих газов
|
Iух
|
кДж/кг(м3)
|
1354,204
|
|
4)Температура
холодного воздуха
|
tх.в.
|
⁰C
|
27
|
|
5)Теплосодержание
холодного воздуха
|
Iх.в.
|
кДж/кг(м3)
|
230
|
|
6)Потери
тепла т мех.недожога
|
|
%
|
1,5
|
|
7)Потери
тепла с уходящими газами
|
|
%
|
4,307
|
|
8)Потери
тепла от хим. Недожога
|
|
%
|
0
|
|
9)Потери
тепла с физ. теплом шлаков
|
  для ТШУ-(Ct)шл, при tшл=t3+100
|
% кДж/кг(м3)
|
0,066
0,05 1890 1600
|
|
10)Потери
тепла в окр. Среду
|
q5
|
%
|
0.45
|
|
11)Коэф.
сохран. тепла
|
|
%
|
0,9955
|
|
12)Сумма
тепловых потерь
|
Ʃq=
|
%
|
5.823
|
|
13)КПД
котла
|
|
%
|
94,177
|
|
14)Температура
перегретого пара
|
 (дана по
заданию)
|
⁰C
|
555
|
|
15)Давление
перегретого пара
|
|
МПа
|
13.8
|
|
16)Теплосодержание
перегретого пара пит.воды
|
|
кДж/кг(м3)
|
3477.2
|
|
17)Температура
пит.воды
|
⁰C
|
262
|
|
18)Теплосодержание
пит.воды
|
|
кДж/кг(м3)
|
1144.7
|
|
19)Полезно
используемое тепло в агрегате
|
|
кДж/кг(м3)
|
979650000
|
|
20)Полный
расход топлива
|
|
кг/час
|
45325.6
|
|
21)Расчетный
расход топлива
|
 )кг/час44872.3
|
|
|
5. РАСЧЕТ ТОПКИ
Таблица 5 Расчет топки
|
Наименование
рассчитываемой величины
|
Обозначение
или формула
|
Единица
измерения
|
Значение
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
|
1)Объем
топочной камеры
|
|
м3
|
2463
|
|
2)Поверхность
нагрева стен топки
|
|
м2
|
1761
|
|
3)Степень
экранирования
|
Ψ
|
|
0.98
|
|
4)Полная
лучевоспринимающая поверхность
|
|
м2
|
1725.78
|
|
5)Температура
горячего воздуха
|
|
⁰С
|
300
|
|
6)Теплосодержание
горячего воздуха
|
|
кДж/кг(м3)
|
2603.38
|
|
7)Тепло,
вносимое воздухом в топку
|
 
|
кДж/кг(м3)
|
3030.15 0.04
|
|
8)Полезное
тепловыделение в топке
|
|
кДж/кг(м3)
|
25964.843
|
|
9)Теоретическая
температура горения
|
|
⁰C
|
1920
|
|
10)Относительное
положение макс. температур по высоте топки
|
|
М
|
0.23
|
|
11)Коэф.
положения ядра по высоте топочной камеры
|
|
|
0,475
|
|
12)Напряжение
стен топки
|
|
кДж/кг(м3)
|
661613.983
|
|
13)Температура
газа при выходе из топки (пред.знач.)
|
|
⁰C
|
1000
|
|
14)Энтальпия
газа при выходе из топки(пред.знач.)
|
|
кДж/кг(м3)
|
12611.679
|
|
15)Эффект.толщинаизлуч.
слоя
|
|
М
|
5,03
|
|
16)Произведение
Давление в топ.кам. т.к. котлы работают под наддувом
|
 P=1
|
м*кг*с/см2
кг*с/см2
|
1.232
|
|
17)Коэф.
ослабления лучей а)3-х атомными газами б)Золовыми частицами в)Частицами кокса
|
    
|
1/м*кг*с/см2
|
9 70 0.1
0,5
0,1
0.018
|
|
18)Оптическая
толщина
|
 
|
|
817.4541
|
|
19)Степень
черноты факела
|
|
|
0,81
|
|
20)Условныйкоэф.
лучевоспр. поверхности
|
Ξ
|
|
0,45
|
|
21)Коэф.
тепловой эффективности экранов
|
φ=Ψ*ξ
|
|
0,441
|
|
22)Степень черноты топочной
камеры
|
 (номограмма 11)⁰C0.91
|
|
|
|
23)Температура
газов на выходе из топки
|
|
⁰C
|
950
|
|
24)Энтальпия
газа на выходе из топки
|
 (в таблице 3 по  кДж/кг(м3)12611,679
|
|
|
|
25)Количество
тепла воспринятого в топке
|
|
кДж/кг(м3)
|
13293,07
|
|
26)Средняя
тепловая нагрузка лучевоспринимающих поверхностей нагрева
|
|
кДж/кг(м3)
|
338775,6
|
|
27)Тепловое напряжение
топочного объема
|
|
кДж/кг(м3)
|
422339,6
|
Рис 1 Топочная камера с ТШУ
6. РАСЧЕТ ПОВЕРХНОСТЕЙ НАГРЕВА ПАРОВОГО КОТЛА
Таблица 6.1 Расчёт ширмового пароперегревателя
|
Наименование
рассчитываемой величины
|
Обозначение
или формула
|
Единица
измерения
|
Значение
|
|
1)Диаметр
труб
|
d1/d2
|
мм/мм
|
32/23
|
|
2)Шаги
между трубами
|
S1/S2
|
мм/мм
|
560/38
|
|
3)Лучевоспринимающаяпоеверхность
нагрева
|
|
м2
|
51
|
|
4)Поверхность
нагрева
|
|
м2
|
900
|
|
5)Температура
газов на входе в ширму
|
|
⁰C
|
950
|
|
6)Теплосодержание
газов на входе в ширму
|
|
кДж/кг(м3)
|
12611,6
|
|
7)Коэф.
учитывающий теплообмен топки и ширмы
|
Β
|
|
0,8
0,8-0,95
|
|
8)Неравномерность
тепловой нагрузки по высоте топки
|
|
|
1,1
|
|
9)Тепловая
нагрузка ширм на выходе из топки
|
|
кДж/кг(м3)
|
298122,5
|
|
10)Тепловосприятие
ширм излучением из топки
|
|
кДж/кг(м3)
|
338,8
|
|
11)Температура
газов на выходе из ширмы
|
|
⁰C
|
650
|
|
12)Теплосодержание
газов на выходе из ширмы
|
|
кДж/кг(м3)
|
10075,798
|
|
13)Средняя
температура газов
|
|
⁰С
|
1070
|
|
14)Толщина
излучающего слоя
|
S
|
М
|
0,9
|
|
15)Произведение
|
|
м*кг*с/см2
|
0,2205
|
|
16)Коэф.
ослабления лучей а)3-х атомными газами б)золовыми частицами
|
|
1/м*кг*с/см2
|
35
65
|
|
17)Оптическая
толщина
|
 
|
М
|
9,745
|
|
18)Тепловой
расчёт ширм по балансу
|
|
|
2524,4
|
|
19)Степень
черноты газов в ширмах
|
Ε
|
|
0,6
|
|
20)Прирост
энтальпии пара в ширмах
|
|
кДж/кг(м3)
|
305,9
|
|
21)Температура
пара перед ширмой
|
|
⁰С
|
400
|
|
22)Теплосодержание
пара на входе в ширму
|
|
|
3013,5
|
|
23)Теплосодержание
пара после ширмы
|
|
кДж/кг(м3)
|
3319,4
|
|
24)Температура
пара на выходе из ширмы
|
|
⁰C
|
496
|
|
25)Средняя
температура пара
|
|
⁰C
|
448
|
|
26)Температурный
набор
|
|
⁰C
|
402
|
|
27)Средняя
скорость газов
|
|
м2
|
4,5
|
|
28)Средний
удельный объем пара в ширмах
|
|
м3/кг
|
0,02044
|
|
29)Средняя
скорость пара
|
|
м/с
|
19,42
|
|
30)Коэф.
теплоотдачи конвекцией
|
|
кДж/кг(м3)
|
714,7
|
|
31)Коэф.
загрязнения
|
Ε
|
|
0,032
|
|
32)Температура
поверхности
|
|
⁰C
|
450,3
|
|
33)Коэф. теплоотдачи
излучением
|
|
кДж/кг(м3)
|
5,152
|
|
34)Коэф.
использования
|
ξ
|
|
0,85
|
|
35)Коэф.
теплоотдачи от газов к стенке
|
|
|
969,35
|
|
36)Коэф.теплоотдачи
отнесенный к расчетной пов. нагрева
|
|
|
26,8
|
|
37)Тепловосприятие
ширм на уровне теплоотдачи
|
|
кДж/кг(м3)
|
2500
|
|
38)Отношение
тепловосприятий
|
 / 0,99
|
|
|
Рис 2 Схема ширмового пароперегревателя
-выходные коллекторы радиационного
пароперегревателя, 2 перебросные коллекторы с впрыскивающими пароохладителями,
3 ввод охлаждающей среды (собственный конденсат или питательная вода), 4-ширмы,
5-подвесные трубы заднего экрана, 6-входные коллекторы конвективного
пароперегревателя, 7- дополнительные поверхности нагрева в области ширм, 8-узел
крепления
Таблица 6.2 Расчёт конвективного
пароперегревателя
|
Наименование
рассчитываемой величины
|
Обозначение
или формула
|
Единица
измерения
|
Значение
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
|
1)Диаметр
труб
|
d1/d2
|
мм/мм
|
32/24
|
|
2)Шаги
между трубами
|
S1/S2
|
мм/мм
|
80/60
|
|
3)Сечение
для прохода газа
|
|
м2
|
47
|
|
4)Сечение
для прохода пара
|
|
м2
|
0,177
|
|
5)Температура
газов на входе в КПП
|
 =⁰C750
|
|
|
|
6)Энтальпия
газов на входе в КПП
|
|
кДж/кг(м3)
|
9592,3822
|
|
7)Температура
пара на входе в КПП
|
 =⁰C496
|
|
|
|
8)Энтальпия
пара на входе в КПП
|
 = кДж/кг(м3)3319,4
|
|
|
|
9)Температура
пара на выходе из КПП
|
|
⁰C
|
555
|
|
10)Энтальпия
пара на выходе из КПП
|
|
кДж/кг(м3)
|
3477,2
|
|
11)Тепловосприятие
по балансу
|
|
кДж/кг(м3)
|
1476,9
|
|
12)Энтальпия
газов на выходе из КПП
|
 
|
кДж/кг(м3)
|
8119,9422
|
|
13)Температура
газов за КПП
|
|
⁰C
|
656
|
|
14)Средняя
температура газов
|
|
⁰C
|
703
|
|
15)Средняя
температура пара
|
|
⁰C
|
525
|
|
16)Средняя
скорость газа
|
|
м/сек
|
7
|
|
17)Средний
удельный объем пара
|
|
м3/кг
|
0,02416
|
|
18)Средняя
скорость пара
|
|
м/сек
|
|
19)Коэффициент теплоотдачи
|
|
кДж/м2⁰С
|
253,8
|
|
20)Коэффициент
теплопередачи от стенки к пару
|
|
|
4800
|
|
21)Эффективная
толщина излучающего слоя
|
Sэф
|
м
|
0,14
|
|
22)Произведение
|
|
м*кг*с/см2
|
4,74
|
|
23)Коэффициент
ослабления лучей а)3-атомными газами б)золовыми частиц.
|
|
1/м*кг*с/см2
|
24
105
|
|
24)Оптическая
толщина
|
|
|
510
|
|
25)Степень
черноты продуктов сгорания
|
ε
|
|
1,19
|
|
26)Коэффициент
теплоотдачи излуч.
|
αл
|
кДж/кг(м3)
|
157,4
|
|
27)Коэффициент
загрязнения
|
Е
|
|
0,025
|
|
28)Коэффициент
теплопередачи
|
|
кДж/м2⁰С
|
36,38
|
|
29)Температурный
набор на входе газов при противотоке
|
|
⁰C
|
195
|
|
30)Температурный
набор на выходе при противотоке
|
|
⁰C
|
160
|
|
31)Температурный
набор на входе газов при прямотоке
|
 = ⁰C254
|
|
|
|
32)
Температурный набор на выходе при прямотоке
|
 = ⁰C101
|
|
|
|
33)Температурный
напор при противотоке
|
|
⁰C
|
177,6
|
|
34)Температурный напор при
прямотоке
|
|
⁰C
|
166,3
|
|
35)Температурный
напор
|
|
⁰C
|
171,95
|
|
36)Расчётная
поверхность нагрева
|
|
м2
|
1965,8
|
Таблица 6.3 Расчет второй ступени экономайзера
|
Наименование
рассчитываемой величины
|
Обозначение
или формула
|
Единица
измерения
|
Значение
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
|
1)Диаметр
труб
|
d1/d2
|
мм/мм
|
32/25
|
|
2)Шаги
между трубами
|
S1/S2
|
мм/мм
|
80/55
|
|
3)Сечение
для прохода газа
|
|
м2
|
46
|
|
4)Температура
газов на входе в ВЭК-2
|
 =⁰C 656
|
|
|
|
5)Теплосодержание
газов на входе в ВЭК-2
|
|
кДж/кг(м3)
|
8240
|
|
6)Расчётное
тепловосприятие экономайзера двух ступеней
|
Qвэк=  кДж/кг(м3)2176,488
|
|
|
|
7)Энтальпия
воды на выходе
|
|
кДж/кг(м3)
|
1377,22
|
|
8)Температура
воды
|
|
⁰C
|
303
|
|
9)Температура
газа на выходе из ВЭК-2
|
 = -50⁰C576
|
|
|
|
10)Теплосодержание
газа на выходе из ВЭК-2
|
|
кДж/кг(м3)
|
6605
|
|
11)Тепловосприятие
поверхности по балансу
|
|
кДж/кг(м3)
|
1632,79
|
|
12)Теплосодержание
воды в ВЭК-2
|
|
кДж/кг(м3)
|
1202,7
|
|
13)Температура
воды на входе в ВЭК-2
|
|
⁰C
|
276
|
|
14)Средняя температура газов
|
|
⁰C
|
616
|
|
15)Средняя
температура воды
|
|
⁰C
|
290
|
|
16)Температурный
набор
|
|
⁰C
|
326
|
|
17)Температура
поверхности загрязн.
|
 t3=tвэк2+60
|
⁰C
|
360
|
|
18)Средняя
скорость газа
|
|
м/сек
|
6,5
|
|
19)Коэффициент
теплоотдачи конвекцией
|
|
|
255,4
|
|
20)Коэффициент
загрезнения
|
|
|
0,0041
|
|
21)Коэффициент
теплопередачи
|
|
кДж/кг(м3)
|
124,7
|
|
22)Поверхность
нагрева ВЭК2, требуемая по расчету
|
|
м2
|
1802,22
|
|
|
|
|
|
Таблица 6.4 Расчет второй ступени
воздухоподогревателя
|
Наименование
рассчитываемой величины
|
Обозначение
или формула
|
Единица
измерения
|
Значение
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
|
1)Диаметр
труб
|
d1/d2
|
мм/мм
|
40/37
|
|
2)Шаги
между трубами
|
S1/S2
|
мм/мм
|
50/38
|
|
3)Сечение
для прохода газа
|
|
м2
|
23,4
|
|
4)Сечение
для прохода воздуха
|
|
м2
|
31,6
|
|
5)Температура
газов на входе в ВЗП2
|
 =⁰С576
|
|
|
|
6)Теплосодержание
газов на входе в ВЗП2
|
|
кДж/кг(м3)
|
6744,44
|
|
7)Температура
воздуха на выходе из ВЗП2
|
|
⁰С
|
300
|
|
8)Теплосодержание
воздуха на выходе из ВЗП2
|
|
кДж/кг(м3)
|
2603,38
|
|
9)Температура
воздуха перед ВЗП2
|
|
⁰С
|
277
|
|
10)Теплосодержание
воздуха на входе в ВЗП2
|
|
кДж/кг(м3)
|
1921,91
|
|
11)Тепло,
воспринятое в ВЗП2
|
 
|
кДж/кг(м3)
|
746,2
|
|
12)Энтальпия
газов на выходе из ВЗП2
|
 + кДж/кг(м3)6062,7
|
|
|
|
13)Температура
газов на выходе из ВЗП2
|
|
⁰С
|
426,09
|
|
14)Средняя
температура воздуха
|
|
⁰С
|
288
|
|
15)Средняя
температура газов
|
|
⁰С
|
501
|
|
16)Температурный
набор
|
|
⁰С
|
213
|
|
17)Средняя
скорость газов
|
|
м/сек
|
11,5
|
|
18)Коэффициент
теплоотдачи с газовой стороны
|
|
|
34,9
|
|
19)Средняя
скорость воздуха
|
|
м/сек
|
6,9
|
|
20)Коэффициент
теплоотдачи от сечения воздуху
|
|
|
40
|
|
21)Коэффициент
использования поверхности
|
ξ
|
|
0,85
|
|
22)Коэффициент
теплопередачи
|
|
|
15,8
|
|
23)Поверхность
нагрева
|
|
м2
|
5865,6
|
Таблица 6.5 Расчёт первой ступени экономайзера
|
Наименование
рассчитываемой величины
|
Обозначение
или формула
|
Единица
измерения
|
Значение
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
|
1)Диаметр
труб
|
d1/d2
|
мм/мм
|
32/25
|
|
2)Шаги
между трубами
|
S1/S2
|
мм/мм
|
110/45
|
|
3)Сечение
для прохода газа
|
|
м2
|
34,2
|
4)Температура газов на входе в ВЭК-1
=
|
⁰С426
|
|
|
|
|
5)Теплосодержание
газов на входе в ВЭК-1
|
|
кДж/кг(м3)
|
6146,2
|
|
6)Тепловосприятие
поверхности по балансу
|
 Qбвэк1=Qвэк-Qбвэк2
|
кДж/кг(м3)
|
543,7
|
|
7)Температура
воды на входе в
ВЭК-1
|
|
⁰С
|
262
|
|
8)Теплосодержание
воды на входе в ВЭК-1
|
|
кДж/кг(м3)
|
1144,7
|
|
9)Теплосодержание
воды на выходе ВЭК-1
|
|
кДж/кг(м3)
|
1202,7
|
|
10)Температура
воды на выходе из ВЭК-1
|
|
⁰С
|
276
|
|
11)Теплосодержание
газов на выходе из ВЭК-1
|
|
кДж/кг(м3)
|
5594
|
|
12)Температура
газов на выходе из ВЭК-1
|
|
⁰С
|
466
|
|
13)Средняя
температура воды
|
|
⁰С
|
269
|
|
14)Средняя
температура газов
|
|
⁰С
|
446
|
|
15)Средний
температурный режим
|
|
⁰С
|
177
|
|
16)Температура
поверхности загрязнения
|
|
⁰С
|
294
|
|
17)Средняя
скорость газа
|
|
м/сек
|
9,1
|
|
18)Коэффициент
теплоотдачи конвекцией
|
αк
|
кДж/кг(м3)
|
314,25
|
|
19)Коэффициент
загрязнения
|
Ε
|
|
0,0198
|
|
20)Коэффициент
теплоотдачи
|
|
|
43,5
|
|
21)Поверхность
нагрева ВЭК-1, требуемая по расчету
|
|
м2
|
879
|
Рис. 3 Водяной экономайзер
-входные коллекторы; 2-выходные коллекторы;
3-узел крепления труб (стойки и балки); 4-трубы экономайзера
Таблица 6.6 Расчет первой ступени
воздухоподогревателя
|
Наименование
рассчитываемой величины
|
Обозначение
или формула
|
Единица
измерения
|
Значение
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
|
1)Диаметр
труб
|
d1/d2
|
мм/мм
|
|
2)Шаги
между трубами
|
S1/S2
|
мм/мм
|
70/45
|
|
3)Сечение
для прохода газа
|
|
м2
|
20,4
|
|
4)Сечение
для прохода пара
|
|
м2
|
30,7
|
|
5)Температура
уходящих газов
|
τух
|
⁰С
|
141
|
|
6)Теплосодержание
уходящих газов
|
Iух
|
кДж/кг(м3)
|
1354,2
|
|
7)Температура
воздуха на выходе из ВЗП-1
|
 = ⁰С253
|
|
|
|
8)Теплосодержание
воздуха на выходе в ВЗП-1
|
|
кДж/кг(м3)
|
1921,9
|
|
9)Температура
воздуха на входе в ВЗП-1
|
 =tх.в.⁰С27
|
|
|
|
10)Теплосодержание
воздуха на входе в ВЗП-1
|
 =Iх.в.кДж/кг(м3)230
|
|
|
|
11)Тепловосприятие
по балансу
|
 =(  - )*βсркДж/кг(м3)3595,1
|
|
|
|
12)Средняя
температура воздуха
|
tвзп1=(+)/2⁰С153
|
|
|
|
13)Теплосодержание
среней температуры воздуха
|
|
кДж/кг(м3)
|
1259,5
|
|
14)Температура
газов на входе в ВЗП-1
|
|
кДж/кг(м3)
|
466
|
|
15)Теплосодержание
газов на входе в ВЗП-1
|
|
кДж/кг(м3)
|
5675,2
|
|
16)Теплосодержание
газов на выходе из
|
 =  - Δ * кДж/кг(м3)2026,1
|
|
|
|
17)Температура
газов на выходе из ВЗП-1
|
|
⁰С
|
151
|
7. УТОЧНЕНИЕ ТЕПЛОВОГО БАЛАНСА
=1,06
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1 Ю.М. Липов, Ю.Ф. Самойлов и др.
Компоновка и тепловой расчет парового котла. М. Энергоатомиздат. 1988 - 207с.
2 М.И. Резников, Ю.М. Липов. Котельные
установки электростанций М. Энергоатомиздат. 1987 -287 с.
3 Тепловой расчет котельных агрегатов,
нормативный метод. Ленинград, 1973 г.