№
|
Наименование рассчитываемой
величины
|
Размерность
|
Обозначение
|
Расчетная формула или
способ определения
|
Первый испарительный пучок
|
Пароперегреватель
|
Второй испарительный пучок
|
1-я секция экономайзера
|
2-я секция экономайзера
|
1
|
Расположение трубок
|
___
|
__
|
По эскизу
|
шахматное
|
2
|
Наружный диаметр трубок
|
м
|
dн
|
По эскизу
|
0,0455
|
0,025
|
0,029
|
0,029
|
0,038
|
3
|
Внутренний диаметр трубок
|
м
|
dвн
|
По эскизу
|
0,0395
|
0,02
|
0,024
|
0,023
|
0,034
|
4
|
Поперечный шаг трубок
|
м
|
s1
|
По эскизу
|
0,091
|
0,04
|
0,048
|
0,044
|
0,06
|
5
|
Продольный шаг трубок
|
м
|
s2
|
По эскизу
|
0,06
|
0,04
|
0,06
|
0,044
|
0,052
|
6
|
Эффективно омываемая газами
длина трубок
|
м
|
l
|
По эскизу
|
4,7
|
7
|
3,6
|
2,9
|
3,5
|
7
|
Расстояние между осями
крайних трубок в ряду
|
м
|
L
|
По эскизу
|
2,9
|
2,9
|
2,9
|
1,9
|
2,8
|
8
|
Количество трубок в ряду
|
__
|
z1
|
32
|
73
|
61
|
44
|
47
|
|
9
|
Количество рядов трубок
|
__
|
z2
|
По эскизу
|
4
|
5
|
12
|
23
|
39
|
10
|
Число перегородок
(поворотов) по высоте (шири не) паровоздухогазоходов
|
__
|
n
|
По эскизу
|
1
|
1
|
1
|
1
|
1
|
11
|
Площадь сечения для прохода
газов (воздуха, пара) с наружной стороны трубок
|
м2
|
Fн
|
3,61
|
3,90
|
2,12
|
0,97
|
1,88
|
|
12
|
Площадь поверхности с
шахматным расположением трубок
|
м2
|
H
|
84,7
|
199,3
|
238,1
|
-
|
678,0
|
|
13
|
Относительный шаг трубок в
ряду
|
-
|
sтр
|
2,000
|
1,600
|
1,655
|
1,517
|
1,579
|
|
14
|
Относительный шаг рядов
трубок
|
-
|
sр
|
1,3187
|
1,6000
|
2,0690
|
1,5172
|
1,3684
|
|
15
|
Относительный диагональный
шаг трубок
|
-
|
sд
|
1,6550
|
1,7889
|
2,2283
|
1,6963
|
1,5798
|
|
16
|
Коэффициент, учитывающий
геометрическое расположение трубок
|
-
|
1,5268
|
0,7606
|
0,5334
|
0,7428
|
0,9985
|
|
|
17
|
Поправка на геометрическую
компоновку при шахматном расположении трубок
|
-
|
Cs
|
0,35470,33080,31930,33000,3399
|
|
|
|
|
|
18 Поправка
на число рядов при шахматном расположении трубок - Cz
при
при ≥ 100,84391,00001,00001,00001,0000
|
|
|
|
|
|
|
19
|
Эквивалентная толщина
излучающего газового слоя при наружном омывании (газами) трубок
|
м
|
s
|
0,0966
|
0,0508
|
0,0877
|
0,0504
|
0,0599
|
|
Таблица 3 Определение количества продуктов сгорания и объемных долей
трехатомных газов
№
|
Определяемая величина
|
Обозначение
|
Размерность
|
Расчетная формула или
способ определения
|
Результат расчета
|
1
|
Марка топлива
|
-
|
-
|
По заданию
|
|
2
|
Элементарный состав рабочей
массы топлива: углерод водород сера кислород азот зола вода
|
CР HР SР OР NР AР WР
|
% % % % % % %
|
По заданию По заданию По
заданию По заданию По заданию По заданию По заданию
|
84 10 2 0,3 0,2 0,5
3
|
3
|
Коэффициент избытка воздуха
|
-По заданию1.24
|
|
|
|
4
|
Содержание влаги в воздухе
|
WВ
|
-
|
По заданию
|
0,008
|
5
|
Объем воздуха, теоретически
необходимый для сгорания 1кг топлива
|
10,17
|
|
|
|
6
|
Объем углекислого и
сернистого газов
|
1,576
|
|
|
|
7
|
Объем водяных паров
(теоретический)
|
1,284
|
|
|
|
8
|
Объем водяных паров (при
заданном )1,31
|
|
|
|
|
9
|
Объем азота (теоретический)
|
8,039
|
|
|
|
10
|
|
|
|
|
11
|
Объем кислорода
|
0,427
|
|
|
|
12
|
Суммарный объем продуктов
сгорания
|
VГ
|
12,96
|
|
|
13
|
Объемная доля водяных паров
|
-0,101
|
|
|
|
14
|
Объемная доля углекислого и
сернистого газов
|
-0,122
|
|
|
|
15
|
Суммарная доля трехатомных
газов (с учетом водяных паров)
|
-+0,223
|
|
|
|
Таблица 4 Cоставление
предварительного теплового баланса и определение расхода топлива
№
|
Определяемая величина
|
Обозначение
|
Размерность
|
Расчетная формула или
способ определения
|
Результат расчета
|
1
|
Низшая теплота сгорания
рабочей массы топлива
|
Из
таблиц для заданной марки топлива 38877
|
|
|
|
2
|
Температура холодного
воздуха, поступающего в воздухоподогреватель
|
Принимается
в пределах 20 - 50 40
|
|
|
|
3
|
Температура подогретого
воздуха, поступающего в топку
|
При
проверочно-конструктивном расчете принимают по заданию 165
|
|
|
|
4
|
Теплоемкость сухого
холодного воздуха при температуре, равной
|
Из
таблицы приложения 3 , по 1,2984
|
|
|
|
5
|
Теплоемкость сухого
подогретого воздуха при температуре, равной
|
Из
таблицы приложения 3 , по 1,3048
|
|
|
|
6
|
Теплоемкость водяного пара
при tХВ
|
Из
таблицы приложения 3 , по 1,4987
|
|
|
|
7
|
Теплоемкость водяного пара
tГВ
|
Из таблицы
приложения 3 , по 1,5163
|
|
|
|
8
|
Тепло, содержащееся во
влажном холодном воздухе на входе в воздухоподогреватель
|
643,5
|
|
|
|
9
|
Тепло, внесенное влажным
подогретым воздухом в топку
|
2667,7
|
|
|
|
10
|
Тепло, полученное воздухом
в воздухоподогревателе
|
-2024,2
|
|
|
|
11
|
Температура холодного
топлива перед топливоподогревателем
|
Принимаем
равной в пределах 20-50 30
|
|
|
|
12
|
Температура подогретого
топлива поступающего к форсункам (в топку)
|
По
рекомендации для данной марки топлива100
|
|
|
|
13
|
Теплоемкость холодного
топлива
|
1,8129
|
|
|
|
14
|
Теплоемкость подогретого
топлива
|
1,9887
|
|
|
|
15
|
Тепло, содержащееся в
холодном топливе на входе в топливоподогреватель (физическое тепло холодного
топлива)
|
54,4
|
|
|
|
16
|
Тепло, внесенное 1 кг
подогретого топлива в топку (физическое тепло подогретого топлива)
|
198,9
|
|
|
|
17
|
Тепло, полученное топливом
в топливоподогревателе
|
-144,5
|
|
|
|
18
|
Располагаемое тепло на 1 кг
топлива
|
39021,5
|
|
|
|
19
|
Потеря тепла от химического
недожога (в процентах от )%Выбираем в пределах 0,2 - 0,8 %0,50
|
|
|
|
|
20
|
Потеря тепла в окружающую
среду
|
%Выбираем в пределах 0,5 - 2 % 1,20
|
|
|
|
21
|
Энтальпия уходящих газов
|
По
диаграмме I -t , по 2968
|
|
|
|
22
|
Температура уходящих газов
|
По
заданию165
|
|
|
|
23
|
Потеря тепла с уходящими
газами
|
% 5,8
|
|
|
|
24
|
КПД парогенератора
|
% 92,5
|
|
|
|
25
|
Коэффициент сохранения
тепла
|
- 0,988
|
|
|
|
26
|
Полное тепловыделение в
топке (с учетом тепла полученного воздухом и топливом от окружающей среды)
|
41548,5
|
|
|
|
27 Адиабатная
температура в топке По диаграмме I -t , по
1880
2153
|
|
|
|
|
28
|
Давление питательной воды
на входе в экономайзер
|
4,88
|
|
|
|
29
|
Температура питательной
воды на входе в экономайзер
|
По
заданию165
|
|
|
|
30 Энтальпия
питательной воды По
таблицам водяного пара
по и 699,0
|
|
|
|
|
31
|
Давление насыщенного пара
|
По
заданию4,21
|
|
|
|
32 Теплота
парообразования По
таблицам водяного пара
по 1695,0
|
|
|
|
|
33
|
Степень сухости насыщенного
пара
|
-Принимаем0,980
|
|
|
|
34 Энтальпия
кипящей воды в паровом котле По
таблицам водяного пара
по 1103
|
|
|
|
|
35
|
Энтальпия влажного
насыщенного пара на входе в пароперегреватель
|
+2764,1
|
|
|
|
36
|
Полная паропроизво-
дительность парового котла (по насыщенному пару)
|
По
заданию6,30
|
|
|
|
37
|
Количество перегретого пара
в первичном (основном) пароперегревателе
|
По
заданию6,30
|
|
|
|
38
|
Давление перегретого пара
на выходе из пароперегревателя
|
По
заданию4,00
|
|
|
|
39
|
Температура перегретого
пара
|
По
заданию465
|
|
|
|
40 Энтальпия
перегретого пара По
таблицам водяного пара
по и 3364,0
|
|
|
|
|
41
|
Расчетный расход топлива
|
0,4652
|
|
|
|
Таблица 5 Расчет теплообмена в топке
№
|
Определяемая величина
|
Обозначение
|
Размерность
|
Расчетная формула или
способ определения
|
Результат расчета
|
1
|
Средний условный
коэффициент загрязнения лучевоспринимающих поверхность топочных экранов
|
-Принимаем для гладкотрубных, неошипованных
экранов0,65
|
|
|
|
2
|
Давление газов в топке и в
пределах газохода котла
|
Принимаем0,1
|
|
|
|
3
|
Парциальное давление
трехатомных газов
|
0,0223
|
|
|
|
4 Ориентировочная
температура газов на выходе из топки (перед первым пучком трубок, перед
фестоном)
Принимаем предварительно в пределах 950 - 1400
1623
|
|
|
|
|
5
|
Коэффициент ослабления
лучей трехатомными газами с учетом относительной доли трехатомных газов
|
1,3277
|
|
|
|
6
|
Коэффициент ослабления
лучей сажистыми частицами
|
4,3117
|
|
|
|
7
|
Степень черноты факела,
условно-состоящего только из святящегося пламени
|
- 0,5939
|
|
|
|
8
|
Степень черноты факела,
условно состоящего только из несветящихся трехатомных газов
|
- 0,1912
|
|
|
|
9 Относительная
доля светящихся трехатомных газов в факеле (для топок с мазутным отоплением) -
0,8434
,4802
|
|
|
|
|
10
|
Эффективная степень черноты
факела
|
- 0,5329
|
|
|
|
11
|
Степень черноты
экранированных камерных топок
|
- 0,7309
|
|
|
|
12
|
Теплосодержание (энтальпия)
газов на выходе из топки (за топкой)
|
По
диаграмме I -t по 31250
|
|
|
|
13
|
Средняя суммарная
теплоемкость продуктов сгорания 1 кг топлива
|
19,4311
|
|
|
|
14
|
Критерий Больцмана
|
- 0,7838
|
|
|
|
15
|
Среднее расстояние от пода
до оси форсунок
|
мПо эскизу топки прототипа заданного котла1
|
|
|
|
16
|
Расстояние от пода до топки
до геометрического центра выходного окна газов
|
мПо эскизу топки прототипа заданного котла2,4
|
|
|
|
17
|
Относительный уровень
расположения форсунок
|
- 0,4167
|
|
|
|
18
|
Относительное расположение
максимума температуры пламени по высоте топки
|
- ≈
0,4167
|
|
|
|
19
|
Параметр, зависящий от
относительного положения максимума температуры пламени по высоте топки
|
-0,54 - 0,20,4567
|
|
|
|
20
|
Температура газов на выходе
из топки ( перед первым притопочным пучком, фестоном)
|
1224
|
|
|
|
21
|
Энтальпия газов на выходе
из топки
|
По
диаграмме I -t по 29600
|
|
|
|
22
|
Количество тепла, отданного
газами в топке
|
кВт 5492,2
|
|
|
|
Таблица6. Расчет теплообмена в притопочном испарительном пучке трубок
№
|
Определяемая величина
|
Обозначение
|
Размерность
|
Расчетная формула или
способ определения
|
Результат расчета
|
1 Температура
и энтальпия газов за пучком
єС
кДж/кгПринимаются
ориентировочно три значения температуры. Из диаграммы , по 800
,26900
,151000
2 Средняя
температура газов в пучке
єС К
1012,2
,21062,2
,21112,2
1385,2
|
|
|
|
|
|
|
3
|
Средняя скорость газов в
пучке
|
м/с7,87
|
8,18
|
8,48
|
|
|
|
4
|
Количество тепла отданного
газами в первом пучке при принятых температурах
|
кВт5564,0
|
4454,0
|
3327,1
|
|
|
|
5
|
Коэффициент
теплопроводности газов среднего состава
|
Из
таблиц приложения 4, по0,000116
|
0,000121
|
0,000124
|
|
|
|
6 Поправка
к коэффициенту на действительный состав газов -По графику приложения 2,
по и 111
|
|
|
|
|
|
|
7
|
Коэффициент
теплопроводности для действительного состава газов
|
0,000116
|
0,000121
|
0,000124
|
|
|
|
8
|
Коэффициент кинематической
вязкости для среднего состава газов
|
м2/сИз таблиц приложения 4, по0,00018
|
0,000195
|
0,000205
|
|
|
|
9 Поправка
к коэффициенту на действительный состав газов -По графику приложения 2,
по и 111
|
|
|
|
|
|
|
10
|
Коэффициент кинематической
вязкости для действительного состава газов
|
м2/с0,00018
|
0,000195
|
0,000205
|
|
|
|
11
|
Критерий Прандтля для
среднего состава газов
|
-Из таблиц приложения 4, по0,58
|
0,57
|
0,56
|
|
|
|
12 Поправка
к критерию Прандтля на действительный состав газов -По графику приложения 2,
по и 0,980,980,98
|
|
|
|
|
|
|
13
|
Критерий Прандтля для
действительного состава газов
|
-0,5684
|
0,5586
|
0,5488
|
|
|
|
14
|
Критерий Рейнольдса для
действительного состава газов
|
-1989,1598
|
1907,584
|
1882,4833
|
|
|
|
15
|
Коэффициент теплоотдачи
конвекцией от газов к наружной поверхности слоя, загрязняющего трубки
|
0,06037
|
0,06106
|
0,06172
|
|
|
|
16 Коэффициент
ослабления лучей трехатомными газами Ч
Ч7,45777,19476,9316
|
|
|
|
|
|
|
17
|
Степень черноты газового
потока
|
-0,0695
|
0,0671
|
0,0647
|
|
|
|
18
|
Температура кипения воды в
котле
|
єСИз таблиц водяного пара по (см. приложение 5)253
|
|
|
|
19
|
Коэффициент загрязнения
(термическое сопротивление), учитывающий сопротивление накипи, металла трубок
и отложений со стороны газов
|
8,951
|
8,826
|
8,704
|
|
|
|
20 Температура
наружной поверхности слоя, загрязняющего стенки трубок со стороны газов
єС К841,4
1114,4717,4 990,4595,1 868,1
|
|
|
|
|
|
|
21
|
Степень черноты наружной
поверхности слоя, загрязняющего стенки трубок со стороны газов
|
-Принимается по опытным данным0,8
|
|
|
|
22
|
Приведенная степень черноты
теплообменивающихся сред
|
-0,0625
|
0,0604
|
0,0583
|
|
|
|
23
|
Отношение температур
(безразмерная температура)
|
-0,8671
|
0,7418
|
0,6267
|
|
|
|
24
|
Коэффициент теплоотдачи
излучением от газов к наружной поверхности слоя, загрязняющего трубки с
газовой стороны
|
0,0227
|
0,0208
|
0,0191
|
|
|
|
25
|
Коэффициент теплопередачи
от газов к пароводяной смеси
|
0,0477
|
0,0475
|
0,0475
|
|
|
|
26
|
Температурный напор между
теплообменивающимися средами
|
єC957,9
|
1107,5
|
1332,9
|
|
|
|
27
|
Количество тепла,
предаваемого от газов к пароводяной смеси
|
кВт3864,1
|
4455,5
|
5355,1
|
|
|
|
28
|
Расчетное количество тепла,
передаваемое (газами пароводяной смеси) в первом пучке
|
кВтГрафическим решением уравнений для и 3980
|
|
|
|
29 Расчетная
(действительная) температура и энтальпия газов за пучком
єC KГрафическим решением уравнений для и
По
диаграмме , по 920
30 Проверка
точности графического решения уравнений
кВт %
4297,8
7,3939
|
|
|
|
|
31
|
єС1072,2
|
|
|
|
32
|
Расчетный (средний)
температурный напор (в пределах пучка)
|
єС809,6
|
|
|
|
33
|
Расчетный (средний) коэффициент
теплопередачи от газов к пароводяной смеси (в пределах пучка)
|
0,0581
|
|
|
|
таблица7 Расчёт
пароперегревателя
№ п/п
|
Определяемая величина
|
Обозначение
|
Размерность
|
Расчётная формула или
способ определения
|
Результат расчёта
|
1 Удельный
объём пара: насыщенного перегретого средний
Из таблиц
водяного пара, по (см. приложение 5)
Из
таблиц водяного пара, по и
(см.
приложение 6)
0,047
,0777
0,0624
|
|
|
|
|
2
|
Количество тепла,
необходимое для перегрева пара до заданной температуры
|
3779,4
|
|
|
|
3
|
Энтальпия газов за
пароперегревателем
|
12027,8
|
|
|
|
4
|
Температура пара за
пароперегревателем
|
Из
диаграммы I-t, по 560
|
|
|
|
5 Средняя
температура газов в пределах пароперегревателя
740
6 Средняя
скорость газового потока в пределах пароперегревателя
5,73
|
|
|
|
|
7
|
Коэффициент
теплопроводности газов среднего состава (см. примечание к п.5 расчёта первого
пучка)
|
Из
таблиц приложения 4, по 0,0000742
|
|
|
|
8
|
Поправка к коэффициенту на
действительный состав газов
|
-По графику приложения 2, по и 1
|
|
|
|
9
|
Коэффициент
теплопроводности для действительного состава газов
|
0,0000742
|
|
|
|
10
|
Коэффициент кинематической
вязкости для среднего состава газов
|
Из
таблиц приложения 4, по 0,0000894
|
|
|
|
11
|
Поправка к коэффициенту на
действительный состав газов
|
-По графику приложения 2, по и 1
|
|
|
|
12
|
Коэффициент кинематической
вязкости для действительного состава газов
|
0,0000894
|
|
|
|
13 Критерий
Прандтля для среднего состава газов
-Из таблиц приложения 4, по
0,61
|
|
|
|
|
14
|
Поправка к критерию
Прандтля на действительный состав газов
|
-По графику приложения 2, по 1
|
|
|
|
15
|
Критерий Прандтля для
действительного состава газов
|
Pr
|
-
|
0,61
|
|
16
|
Критерий Рейнольдса для
действительного состава газов
|
Re
|
-
|
1603,32
|
|
17 Коэффициент
теплоотдачи конвекцией от газов к наружной поверхности слоя, загрязняющего
трубки с газовой стороны Для
шахматного расположения трубок
0,0699
|
|
|
|
|
18
|
Коэффициент ослабления
лучей трёхатомными газами
|
8,031
|
|
|
|
19
|
Степень черноты газового
потока
|
- 0,0400
|
|
|
|
20
|
Температура насыщенного
пара, поступающего в пароперегреватель
|
Определяется
по таблицам водяного пара (см. приложение 5) по давлению насыщенного пара на
входе в пароперегреватель :253
|
|
|
|
21
|
Средняя температура пара в
пароперегревателе
|
359
|
|
|
|
22 Ориентировочная
температура наружной поверхности слоя отложений со стороны газов
489
762
|
|
|
|
|
23
|
Степень черноты наружной поверхности
слоя отложений со стороны газов
|
-Принимается по опытным данным. Для котлов
работающих на мазуте, 0,8
|
|
|
|
24
|
Приведённая степень черноты
теплообменивающих сред
|
- 0,0360
|
|
|
|
25
|
Отношение температур
(безразмерная температура)
|
- 0,7522
|
|
|
|
26
|
Коэффициент теплоотдачи
излучением от газов к наружной поверхности слоя отложений со стороны газов
|
0,0055
|
|
|
|
27
|
Глубина (по ходу газов)
рассчитываемого пучка трубок пароперегревателя
|
По
эскизу, как расстояние между плоскостями, проходящими через оси крайних
трубок пароперегревателя (по ходу газов)0,72
|
|
|
|
28
|
Глубина (по ходу газов)
газового объёма перед пароперегревателем
|
По
эскизу, как расстояние между плоскостью, проходящей через оси крайних трубок
первого пучка (со сторону пароперегревателя), и плоскостью, проходящей через
оси крайних трубок пароперегревателя со стороны первого пучка0,1
|
|
|
|
29
|
Глубина (по ходу газов)
газового объёма внутри пароперегревателя (пазухи либо между секциями)
|
По
эскизу, как расстояние между плоскостями, проходящими через оси трубок
крайних (внутренних) рядов секций либо петель0,4
|
|
|
|
30
|
Температура газов в газовом
объёме перед пароперегревателем
|
1193
|
|
|
|
31
|
Температура газов в газовом
объёме между секциями либо в пазухе пароперегревателя
|
1013
|
|
|
|
32
|
Поправка на излучение
газовой камеры, расположенной перед пароперегревателем
|
- 1,2731
|
|
|
|
33
|
Поправка на излучение
газовой камеры, находящейся между секциями пароперегревателя (пазухи)
|
- 1,2888
|
|
|
|
34
|
Коэффициент теплоотдачи с учётом излучения газовых камер 0,0090
|
|
|
|
|
35
|
Суммарный коэффициент
теплоотдачи от газов к поверхности слоя отложений со стороны газов
|
0,0788
|
|
|
|
36
|
Средняя скорость пара в
трубках пароперегревателя
|
Выбирается
в пределах 15…30 м/с25
|
|
|
|
37
|
Коэффициент
теплопроводности пара
|
Из
таблиц приложения 7, по и 0,0000553
4,105
|
|
|
|
38
|
Коэффициент динамической
вязкости пара
|
Из
таблиц приложения 8, по и 0,00002275
|
|
|
|
39
|
Коэффициент кинематической
вязкости пара
|
1,41846E-06
|
|
|
|
40
|
Критерий Прандтля для пара
|
-Из таблиц приложения 9, по и 1,01
|
|
|
|
41
|
Внутренний диаметр трубок
пароперегревателя
|
По
эскизу заданного (рассчитываемого) пароперегревателя (см. табл. 1.2)0.02
|
|
|
|
42
|
Критерий Рейнольдса для
пара
|
- 352494,338
|
|
|
|
43
|
Коэффициент теплоотдачи
конвекцией от стенок трубок к пару
|
1,8368
|
|
|
|
44
|
Коэффициент термического
сопротивления: отложений со стороны газов, металла и со стороны пара
|
3,4402
|
|
|
|
45
|
Коэффициент теплопередачи
от газов к пару
|
0,06
|
|
|
|
46 Большая
разность температур теплообменивающихся сред для
петлевого пароперегревателя
47 Меньшая
разность температур теплообменивающихся сред для
петлевого пароперегревателя
201
|
|
|
|
|
48
|
Температурный напор между
теплообменивающимися средами
|
350,7
|
|
|
|
49
|
Необходимая (для перегрева
пара до заданной температуры) поверхность пароперегревателя
|
179,56
|
|
|
|
50
|
Действительная (приданной
площади) температура наружной поверхности слоя, загрязняющего трубу со
стороны газов
|
442,9
|
|
|
|
51
|
Общее количество трубок
пароперегревателя
|
- 327
|
|
|
|
52
|
Количество рядов трубок
пароперегревателя
|
- 4,5
|
|
|
|
53
|
Если пароперегреватель
петлевой, то количество рядов петель пароперегревателя
|
- 2,2
|
|
|
|
54
|
Количество трубок (петель),
соединённых параллельно в одну группу, для получения принятой скорости пара
|
- 55,0
|
|
|
|
Таблица 8 Расчет теплообмена во втором испарительном пучке трубок
№
|
Определяемая величина
|
Обозначение
|
Размерность
|
Расчетная формула или
способ определения
|
Результат расчета
|
1 Температура
и энтальпия газов за пучком
єС
кДж/кгПринимаются ориентировочно три значения температуры. Из диаграммы , по 300
2 Средняя
температура газов в пучке
єС К
430
803
|
|
|
|
|
|
|
3
|
Средняя скорость газов в
пучке
|
м/с7,3
|
7,8
|
8,4
|
|
|
|
4
|
Количество тепла отданного
газами в первом пучке при принятых температурах
|
кВт3026,8
|
2149,3
|
1248,4
|
|
|
|
5
|
Коэффициент
теплопроводности газов среднего состава
|
Из
таблиц приложения 4, по0,0000595
|
0,000061
|
0,000067
|
|
|
|
6 Поправка
к коэффициенту на действительный состав газов -По графику приложения 2,
по и 111
|
|
|
|
|
|
|
7
|
Коэффициент
теплопроводности для действительного состава газов
|
0,0000595
|
0,000061
|
0,000067
|
|
|
|
8
|
Коэффициент кинематической
вязкости для среднего состава газов
|
м2/сИз таблиц приложения 4, по0,000063
|
0,000069
|
0,000077
|
|
|
|
9 Поправка
к коэффициенту на действительный состав газов -По графику приложения 2,
по и 111
|
|
|
|
|
|
|
10
|
Коэффициент кинематической
вязкости для действительного состава газов
|
м2/с0,000063
|
0,000069
|
0,000077
|
|
|
|
11
|
Критерий Прандтля для
среднего состава газов
|
-Из таблиц приложения 4, по0,635
|
0,625
|
0,618
|
|
|
|
12 Поправка
к критерию Прандтля на действительный состав газов -По графику приложения 2,
по и 0,980,980,98
|
|
|
|
|
|
|
13
|
Критерий Прандтля для
действительного состава газов
|
-0,6223
|
0,6125
|
0,6056
|
|
|
|
14
|
Критерий Рейнольдса для
действительного состава газов
|
-3368,0
|
3293,9
|
3147,7
|
|
|
|
15
|
Коэффициент теплоотдачи
конвекцией от газов к наружной поверхности слоя, загрязняющего трубки
|
0,0732399
|
0,073703
|
0,078484
|
|
|
|
16 Коэффициент
ослабления лучей трехатомными газами Ч
Ч11,0510,7710,49
|
|
|
|
|
|
|
17
|
Степень черноты газового
потока
|
-0,0923
|
0,0901
|
0,0879
|
|
|
|
18
|
Температура кипения воды в
котле
|
єСИз таблиц водяного пара по (см. приложение 5)253
|
|
|
|
19
|
Коэффициент загрязнения
(термическое сопротивление), учитывающий сопротивление накипи, металла трубок
и отложений со стороны газов
|
9,182
|
8,965
|
8,753
|
|
|
|
20 Температура
наружной поверхности слоя, загрязняющего стенки трубок со стороны газов
єС К369,7
642,7333,9 606,9298,9 571,9
|
|
|
|
|
|
|
21
|
Степень черноты наружной
поверхности слоя, загрязняющего стенки трубок со стороны газов
|
-Принимается по опытным данным0,8
|
|
|
|
22
|
Приведенная степень черноты
теплообменивающихся сред
|
-0,0831
|
0,0811
|
0,0791
|
|
|
|
23
|
Отношение температур
(безразмерная температура)
|
-0,9143
|
0,8060
|
0,7122
|
|
|
|
24
|
Коэффициент теплоотдачи
излучением от газов к наружной поверхности слоя, загрязняющего трубки с
газовой стороны
|
0,0053
|
0,0055
|
0,0057
|
|
|
|
25
|
Коэффициент теплопередачи
от газов к пароводяной смеси
|
0,0456
|
0,0463
|
0,0485
|
|
|
|
26
|
Температурный напор между
теплообменивающимися средами
|
єC138,5
|
217,3
|
275,9
|
|
|
|
27
|
Количество тепла,
предаваемого от газов к пароводяной смеси
|
кВт1504,9
|
2395,6
|
3184,2
|
|
|
|
28
|
Расчетное количество тепла,
передаваемое (газами пароводяной смеси) в первом пучке
|
кВтГрафическим решением уравнений для и 1790
|
|
|
|
29 Расчетная
(действительная) температура и энтальпия газов за пучком
єC
KГрафическим решением уравнений для и
По
диаграмме , по 340
30 Проверка
точности графического решения уравнений
кВт %
2242,1
20,2
|
|
|
|
|
31
|
Расчетная (средняя)
температура газов (в пределах пучка)
|
єС450
|
|
|
|
32
|
Расчетный (средний)
температурный напор (в пределах пучка)
|
єС174,5
|
|
|
|
33
|
Расчетный (средний) коэффициент
теплопередачи от газов к пароводяной смеси (в пределах пучка)
|
0.0431
|
|
|
|
Таблица 9 Расчет экономайзера
№ п/п
|
Определяемая величина
|
Обозначение
|
Размерность
|
Расчётная формула или
способ определения
|
Результат Расчета
|
1 Энтальпия
и температура газов за экономайзером
Если
экономайзер является последним элементом котла, то
Из
диаграммы , по 5198,8
260
|
|
|
|
|
2
|
Количество тепла, на
восприятие которого должен быть рассчитан экономайзер
|
896,9
|
|
|
|
3 Средняя
температура газов в пределах экономайзера
300
573
|
|
|
|
|
4
|
Средняя скорость газов в
пределах экономайзера
|
м/с 13,1
|
|
|
|
5
|
Коэффициент
теплопроводности газов среднего состава (см. примечание к п. 5 расчета
первого пучка)
|
Из
таблиц приложения 4, по 0,0000445
|
|
|
|
6
|
Поправка к коэффициенту на
действительный состав газов
|
|
|
|
7
|
Коэффициент
теплопроводности для действительного состава газов
|
0,0000445
|
|
|
|
8
|
Коэффициент кинематической
вязкости для среднего состава газов
|
Из
таблиц приложения 4, по 0,0000382
|
|
|
|
9
|
Поправка к коэффициенту на
действительный состав газов
|
-По графику приложения 2, по и 1
|
|
|
|
10
|
Коэффициент кинематической
вязкости для действительного состава газов
|
0,0000382
|
|
|
|
11
|
Критерий Рейнольдса для
действительного состава газов
|
Re
|
-
|
9919,6
|
|
12 Критерий
Прандтля для среднего состава газов
-Из таблиц приложения 4, по
0,659
|
|
|
|
|
13
|
Поправка к критерию
Прандтля на действительный состав газов
|
-По графику приложения 2, по 1,02
|
|
|
|
14
|
Критерий Прандтля для
действительного состава газов
|
Pr
|
-
|
0,672
|
|
15 Коэффициент
теплоотдачи конвекцией от газов к наружной поверхности слоя, загрязняющего
трубки с газовой стороны Для
шахматного расположения трубок
0,0352
|
|
|
|
|
16
|
Коэффициент ослабления
лучей трёхатомными газами
|
15,577
|
|
|
|
17
|
Степень черноты газового потока
|
- 0,0755
|
|
|
|
18 Энтальпия
и температура воды на выходе из экономайзера
По
таблицам водяного пара, по и 841,36
223
|
|
|
|
|
19
|
Средняя температура воды в
экономайзере
|
194
|
|
|
|
20
|
Коэффициент термического
сопротивления с учётом загрязнения
|
3,970
|
|
|
|
21 Температура
наружной поверхности слоя, загрязняющего трубки со стороны газов
207,3
480,3
|
|
|
|
|
22
|
Степень черноты наружной
поверхности слоя отложений со стороны газов
|
-Принимается по опытным данным. 0.8
|
|
|
|
23
|
Приведенная степень черноты
теплообменивающихся сред
|
- 0,0680
|
|
|
|
24
|
Отношение температур
(безразмерная температура)
|
- 0,8382
|
|
|
|
25
|
Коэффициент теплоотдачи
излучением от газов к наружной поверхности слоя отложений со стороны газов
|
0,0021
|
|
|
|
26
|
Коэффициент теплопередачи
от газов к воде
|
0,0325
|
|
|
|
27
|
Большая разность температур
теплообменивающихся сред
|
Определение
большей и меньшей разностей температур теплообменивающихся сред змеевикового
экономайзера см. в описании расчёта пароперегревателя с.17, либо в работе
(1), с. 50, рис. 7-1, г, либо в приложении 11117
|
|
|
|
28
|
Меньшая разность температур
теплообменивающихся сред
|
См.
выше95
|
|
|
|
29
|
Температурный напор между
теплообменивающимися средами
|
105,6
|
|
|
|
30
|
Необходимая (для нагрева
питательной воды до температуры )
поверхность экономайзера 261,42
|
|
|
|
|
31
|
Действительная температура
наружной поверхности слоя, загрязняющего трубки со стороны газов
|
197,4
|
|
|
|
32
|
Общее количество трубок
экономайзера
|
- 990,0
|
|
|
|
33
|
|
- 23,0
|
|
|
|
Таблица 10 Тепловой баланс по результатам расчета. Сравнение результатов
расчета с результатами расчета таблицы 4
№ п/п
|
Определяемая величина
|
Обозначение
|
Размерность
|
Расчётная формула или
способ определения
|
Результат Расчета
|
1
|
Мощность теплового потока в
топке
|
кВтс.15, п.225492,2
|
|
|
|
2
|
Мощность теплового потока в
первом испарительном пучке
|
кВтс.17, п.283980
|
|
|
|
3
|
Мощность теплового потока в
пароперегревателе
|
кВтс.19, п.23779,4
|
|
|
|
4
|
Мощность теплового потока
во втором испарительном пучке
|
кВтс.24, п.281790
|
|
|
|
5
|
Мощность теплового потока в
экономайзере
|
кВтс.24, п.2896,9
|
|
|
|
6
|
Суммарная мощность
теплового потока, воспринятого всеми поверхностями нагрева котла
|
кВт ++++16880,2
|
|
|
|
7
|
Паропроизводительность
котла
|
кг/с 5,98
|
|
|
|
8
|
КПД котла
|
%87,8
|
|
|
|
9
|
Расхождение в
паропроизводительности
|
%5,07
|
|
|
|
10
|
Расхождение в КПД котла
|
%
|
|
|
|
11
|
Мощность теплового потока,
теряемого в окружающую среду (через стенки - обшивку котла)
|
кВт217,9
|
|
|
|
12
|
Мощность теплового потока,
теряемого с уходящими газами
|
кВт1056,1
|
|
|
|
13
|
Недоиспользованная тепловая
мощность в результате химического недожога
|
кВт90,8
|
|
|
|
14
|
Суммарная тепловая
мощность, неиспользуемая (теряемая) в котле
|
кВт++1364,8
|
|
|
|
Экономические показатели котла. Расчет стоимости пара
производимого котельной установкой
Стоимость 1 т пара, производимого котлом, определяют капитальные затраты
и эксплуатационные расходы, переносимые на единицу продукции:
- доля капитальных затрат;
- доля
эксплуатационных расходов.
-
годовые амортизационные отчисления, которые установлены для котлов танкеров в
размере 7,5 %;
- число
часов работы котла в год при паропроизводительности .
Ориентировочно
годовая выработка пара при определенной паропроизводительности:
для
двухкотельной установки
т/ч
-
коэффициент нагрузки котла в % от номинальной;
-
коэффициент, учитывающий продолжительность работы котла при определенной
нагрузке в % от эксплуатационного периода.
номинальный
режим %, %;
стояночный
режим с грузовыми операциями %, %;
стояночный
режим без грузовых операций %, %;
нахождение
в холодном резерве %, %.
- стоимость котла;
-
стоимость 1 м2 поверхности нагрева (≈ 100 у.е./ м2);
-
поверхность нагрева котла (≈ 1280 м2).
(у.е.)
-
стоимость вспомогательного оборудования.
(у.е.)
(у.е./т)
- годовые затраты на необходимые материалы и изделия;
-
стоимость 1 т топлива (≈ 100 у.е./т);
- расход
топлива (≈ 2,41 т/ч);
-
мощность всего вспомогательного оборудования (≈ 70 кВт);
-
стоимость 1 кВт·ч электроэнергии (≈ 0,02 у.е./кВт·ч);
- число
членов команды, обслуживающих котельную установку (≈ 4 чел.);
-
расходы на содержание одного члена экипажа (≈ 5 у.е.).
(у.е.)
(у.е./т)
(у.е./т)
Вывод
котел паровой экономайзер тепловой
В
процессе выполнения курсового проекта рассчитаны поверхности нагрева пароперегревателя
(179,56 м2) и экономайзера (261,42 м2). Проанализировав
удельный вес каждого составляющего затрат на ремонт и эксплуатацию котла можно
предпринять следующие меры к их уменьшению:
·
уменьшить
количество обслуживающего персонала ( автоматизация);
·
уменьшить
бункеровочные расходы (15 %);
·
добиваться
увеличения работы котла на номинальной нагрузке;
·
уменьшить затраты
на ремонт путем регулярного проведения профилактических работ.
Список используемой литературы
1.
Кузнецова И.В. и
др. Тепловой расчет котельных агрегатов. Нормативный метод. № М.: Энергия,
1973.
2.
Ривкин С.Л.,
Александров А.А. Теплофизические свойства воды и водяного пара. - Л.:
Судостроение, 1980.
3.
Федоренко В.М. и
др. Эксплуатация судовых котельных установок. - М.: Транспорт, 1991.
4.
Котелко В.Ю. и
др. Тепловой расчет судовых паровых котлов. - М.: Мортехинформреклама, 1983,
1992.
5.
Енин В.И. Атлас
котельных агрегатов морских судов.
6.
Дементьев И.С. и
др. Проектирование судовых парогенераторов. 1986.
7.
Хряченков А.С.
Судовые вспомогательные и утилизационные котлы. 1988.