Тепловой расчёт парового котельного агрегата ДКВР-10-13
Министерство
образования и науки Российской Федерации
Федеральное
агентство по образованию
ГОУ ВПО
Магнитогорский государственный технический университет имени Г.И. Носова
Энергетический
факультет
Кафедра
Теплотехнических и энергетических систем
Курсовая
работа
по
дисциплине Котельные установки и парогенераторы
Тепловой
расчёт парового котельного агрегата ДКВР-10-13
Выполнил: студент 3 курса
Группы ЭТ-03-2
Рахматуллин И.Ф.
Магнитогорск
2006
Содержание
Исходные данные
Глава 1.
Описание котла типа ДКВР
Глава 2.
Состав и теплота сгорания топлива
Глава 3.
Расчёт объемов и энтальпий воздуха и продуктов сгорания
.1 определение присосов воздуха и
коэффициентов избытка воздуха по отдельным газоходам
.2 Расчёт объемов воздуха и
продуктов сгорания
.3 Расчёт теплосодержания дымовых
газов и продуктов сгорания
Глава 4.
Расчетный тепловой баланс и расход топлива
.1 Расчет потерь теплоты
.2 Расчёт КПД и расхода топлива
Глава 5.
Расчёт топочной камеры
.1 Определение геометрических
характеристик топок
.2 Расчёт теплообмена в топке
Глава 6.
Расчёт конвективных поверхностей нагрева
.1 Тепловой расчёт первого газохода
.2 Тепловой расчёт второго газохода
.3 Тепловой расчёт водяного
экономайзера
Библиографический список
Исходные данные
1. Расчётная паропроизводительность
котла 
.
. Топливо - Подмосковный угольный
бассейн.
. Абсолютное давление пара 
.
. Температура питательной воды 
.
. Продувка 
.
. Пар в котлах насыщенный.
. Котёл оборудован индивидуальным
водяным экономайзером системы ВТИ
Глава 1. Описание котла типа ДКВР
Условное обозначение парового котла ДКВР
означает - двухбарабанный котел, водотрубный, реконструированный. Первая цифра
после наименования котла обозначает паропроизводительность, т/ч, вторая -
избыточное давление пара на выходе из котла, кгс/см2 - (для котлов с
пароперегревателями давление пара за пароперегревателем), третья - температуру
перегретого пара, °С.
Стационарные паровые котлы ДКВР разработаны ЦКТИ
им. Ползунова совместно с Бийским котельным заводом. Котлы были разработаны в
40-х годах, а с 50-го года начался их поточно-серийный выпуск под маркой ДКВ.
Впоследствии, в процессе изготовления и эксплуатации, эти котлы подверглись
некоторым изменениям (сокращена длима топки, уменьшены шаги труб кипятильного
пучка и т. п.) и с 1958 г. выпускаются под паркой ДКВР.
Котлы типа ДКВР применяются при работе как на
жидком, газообразном, так и на различных видах твердого топлива. Вид
используемых топочных устройств вносит определенные коррективы в компоновочные
решения. Для работы на каменных и бурых углях, грохочёных антрацитах марок АС и
АМ применяются полумеханические топки типа ПМЗ-РПК топки с пневмомеханическими
забрасывателями и решеткой с поворотными колосниками; механические топки типа
НМЗ-ЛРЦ, ПМЗ-ЧЦР и ЧЦР - топки с пневмомеханическими забрасывателями с обратным
ходом колосникового полотна ленточного и чешуйчатого типов. Для работы на
древесных отходах котлы комплектуются топками системы Померанцева. Работа
котлов на фрезерном топливе обеспечивается предтопками системы Шершнера.
Кусковой торф сжигается в котлах, оборудованных шахтными топками или топками с
решетками типа РПК (решетками с поворотным колосником).
Конструктивная схема котлов типа ДКВР
паропроизводительностью 2,5, 4, 6,5 и 10 т/ч одинакова независимо от
используемого топлива и применяемого топочного устройства (рисунок 1).
Рисунок 1: 1- топочная камера, 2-кипятильный
пучок, 3- кирпичная стенка, 4- камера догорания, 5-шамотная перегородка, 6-
чугунная перегородка, 7-кипятильные трубы, 8- линии поступления питательной
воды, 9- котельный пучок, 10- опускные трубы, 11- сепаратор влаги, 12- опорная
рама, 13- паровые обдувочные аппараты, 14- устройство для возврата из газоходов
на горящий слой недогоревшего угля, 15- питательные трубы, 16-
предохранительный клапан, 17- труба для периодической продувки котла.
Перед котельным пучком котлов
производительностью до 10 т/ч расположена топочная камера, которая для
уменьшения потерь с уносом и химическим недожогом делится кирпичной шамотной
перегородкой на две части: собственно топку и камеру догорания. Между первым и
вторым рядами труб котельного пучка устанавливается шамотная перегородка,
отделяющая кипятильный пучок от камеры догорания. Таким образом, первый ряд
труб котельного пучка - задний экран камеры догорания. Внутри котельного пучка
чугунная перегородка делит его на первый и второй газоходы. Выход газов из
камеры догорания и из котла асимметричен. При наличии пароперегревателя часть
кипятильных труб не устанавливается, пароперегреватель размещается в первом
газоходе после второго и третьего ряда кипятильных труб. Вода в трубы фронтовых
экранов котлов производительностью до 10 т/ч поступает одновременно из верхнего
и нижнего барабанов. В котлах с короткими верхними барабанами применено
двухступенчатое испарение и установлены выносные циклоны.
Питание боковых экранов водой осуществляется из
нижних коллекторов, куда вода поступает по опускным трубам из верхнего барабана
и одновременно по соединительным трубам из нижнего барабана. Такая схема
подвода воды в коллекторы повышает надежность работы котла при пониженном
уровне воды и способствует уменьшению отложений шлама в верхнем барабане.
В котлах без пароперегревателей при отсутствии
особых требований к качеству пара и содержании котловой воды до 3000мг/л, а
также в котлах с пароперегревателем при солесодержании котловой воды до
1500мг/л применяется сепарационное устройство, состоящее из жалюзи и дырчатых
листов.
Барабаны котлов типа ДКВР на 1,3 и 2,3 МПа
изготавливаются из низколегированной стали 16 ГС и имеют одинаковые диаметры
1000 мм, толщина стенки барабанов котлов с рабочим давлением 1,3МПа - 13мм,
котлов с рабочим давлением 2,3МПа - 20мм. Бараны котлов оснащены лазовыми
затворами, расположенными на задних днищах барабанов.
На котлах паропроизводительностью 6,5 и 10 т/ч с
одноступенчатым испарением, работающих с давлением 1,3 и 2,3 МПа, лазовые
затворы устанавливаются также и на передних днищах верхних барабанов.
По нижней образующей верхних барабанов всех
котлов устанавливаются две легкоплавкие пробки, предназначенные для
предупреждении перегрева стенок барабана под давлением. Сплав металла, которым
заливают пробки, начинает плавиться при упуске воды из барабана и повышении
температур его стенки до 280-320°С. Шум пароводяной смеси, выходящей через
образующееся в пробке отверстие при расплавлении сплава, является сигналом
персоналу для принятия экстренных мер к остановке котла. Завод-изготовитель применяет
в легкоплавких пробках сплав следующего состава: свинец С2 или СЗ по ГОСТ
3778-56 - 90%: олово О1 или О2 по ГОС'Т860-60 - 10%. Колебания температуры
плавления сплава допускается в пределах 240 - 310С.
Ввод питательной воды выполнен в верхний барабан,
в водяном пространстве которого, она распределяется по питательной трубе. Для
непрерывной продувки на верхнем барабане устанавливается штуцер, на котором
смонтирована регулирующая и запорная арматура. В нижнем барабане
устанавливаются перфорированная труба для периодической продувки и трубы для
прогрева котла паром при растопке.
Гибы труб экранов и конвективного пучка
выполнены с радиусом 400мм, при котором механическая очистка внутренней
поверхности шарошками не представляет затруднений. Механическая очистка труб
конвективного пучка и экранов производится из верхнего барабана. Камеры экранов
очищаются через торцевые лючки, устанавливаемые на каждой камере.
Камеры котлов типа ДКВР изготавливаются из труб
диаметром 219х8мм для котлов с рабочим давлением 1,3МПа. Конвективные пучки
выполняются с коридорным расположением труб. Камеры, экранные и конвективные
трубы котлов типа ДКВР изготавливаются из углеродистой стали марок 10 и 20.
Пароперегреватели котлов унифицированы по
профилю и отличаются друг от друга для котлов разной производительности числом
параллельных змеевиков. Располагают пароперегреватели в первом газоходе. Для
изготовления пароперегревателей применяются трубы диаметром 32х3мм из стали 10.
Камеры пароперегревателей выполняются из труб диаметром 133х5 мм для котлов с
рабочим давлением 1,3 и 2,3 МПа. Входные концы труб пароперегревателя крепятся
в верхнем барабане вальцовкой, выходные концы труб приваривают к камере
(коллектору) перегретого пара. При рабочем давлении 1,3 и 2,3 МПа
пароперегреватели выполняются одноходовыми по пару без пароохладителя.
Температура перегрева пара при сжигании различных топлив может колебаться не
выше 25 ˚С.
Очистка наружных поверхностей нагрела от
загрязнений в котлах осуществляется обдувкой насыщенным или перегретым паром с
давлением перед соплами 0,7-1,7 МПа, допускается применять для этих целей
сжатый воздух. Для обдувки применяют стационарные обдувочные приборы и
переносные, используемые для отчистки экранов и пучков труб от золовых
отложений через обдувочные лючки.
Котлы ДКВР-10-13 высокой компоновки опорной рамы
не имеют. Температурные перемещения элементов котла относительно неподвижной
опоры, которой является передняя опора нижнего барабана, обеспечиваются
подвижными опорами камер боковых экранов и нижнего барабана.
В котлах паропроизводительностью 10 т/ч камеры
фронтового и заднего экранов крепятся кронштейнами к обвязочному каркасу,
камеры боковых экранов крепятся к специальным опорам. Во всех котлах верхние
барабаны не имеют специальных опор, нагрузка от них через трубы конвективного
пучка и экранов воспринимается опорами нижнею барабана и коллекторов.
Котлы типа ДКВР не имеют силового каркаса, в них
применяется обвязочный каркас, который в котлах с облегчённой обмуровкой
используется для крепления обшивки.
В блочно - транспортабельных котлах
паропроизводительностью 10 т/ч на давление 1,3, 2,3, 3,9 МПа с короткими
верхними барабанами применимо двухступенчатое испарение с установкой во второй
ступени выносных циклов. Применение циклов позволяет уменьшить процент продувки
и улучшить качество пара при работе на питательной воде с повышенным
солесодержанием. В конвективный пучок вода поступает из верхнего барабана через
обогреваемые трубы последних рядов труб самого пучка и через нижний барабан.
Вода из выносных циклов поступает в нижние коллекторы экранов, а пар - в
верхний барабан, где очищается вместе с паром первой ступени испарения, проходя
через жалюзи и (дырчатый) перфорированный лист. Устойчивость работы
циркуляционных контуров боковых экранов обеспечивается применением
рециркуляционных труб диаметром 51мм.
Эти котлы предназначены не только для
отопительпо-производственных целей и при давлении 39 атм. могут быть
использованы в небольших энергетических установках.
Для всей серии котлов экраны и котельные пучки
выполняются из стальных бесшовных труб диаметром 51 мм и толщиной стенки 2,5
мм. Боковые экраны выполнены с шагом 80 мм, в котлах с фронтовым и задним
экраном шаг труб принят 130 мм. В кипятильных пучках трубы расположены в
коридорном порядке с шагом 100 мм вдоль оси и 110 мм поперек оси котлов.
Ширина конвективного пучка котлов
производительностью 2,5 и 4 т/ч - 2180 мм производительностью 6,5 и 10 т/ч -
2810 мм
При сжигании мазута и газа значительно меньше
избытка воздуха, чем при сжигании твердого топлива, поэтому уменьшаются объемы
продуктов сгорания, проходящих через котел, что позволяет повысить
паропроизводительность котлов на 40-50%. Однако при этом должны быть выполнены
условия, препятствующие повышению температуры стенки барабанов. В частности,
необходимо обеспечивать тщательную подготовку питательной воды (для снижения
накипеобразования) и надежно изолировать обогреваемую поверхность верхних
барабанов в топке и камере догорания.
Последнее мероприятие в условиях высоких
температур часто желательного эффекта не дает. Поэтому сокращение длины
барабана, а гласное, то, что его стали размещать вне топочной камеры в
сочетании с выносными циклонами, сделало работу котлов более надежной;
появились котлы с укороченными барабанами и полностью экранированными топочными
устройствами. На рисунке 2 показана циркуляционная схема котла ДКВР-10 с
укороченным верхним барабаном (в низкой компоновке), выносными циклонами,
экранными поверхностями и включением их в общую систему циркуляции котла.
Рисунок 2. Общая схема циркуляции котла ДКВР -
10
Верхний барабан 1 в области топочной камеры
заменен двумя коллекторами 2 экранов 3. Во II
ступень испарении выделены передние части обоих боковых экранов путем установки
в верхних 2 и нижних коллекторах 4 перегородок 5. Питание экранов II
ступени испарения осуществляется из двух выносных циклонов 6 через опускные
трубы 7, соединенные с нижними коллекторами 4 экранов 3. Подпитка циклонов
ведется из нижнего барабана 8 по трубам 9. Пароводяная смесь из труб экранов
поступает в переднюю часть верхних коллекторов 2, откуда по трубам 10
направляется в выносные циклоны 6. После отделения воды пар отводится по трубам
11 в барабан 1, а вода идет в опускные грубы циклонов. Питание экранов 1
ступени испарения происходит через трубы 12, приваренные к нижнему барабану и
нижним коллекторам экранов. Пароводяная смесь из экранов этой ступени испарения
отводится по трубам 13 в верхний барабан. Из-за небольшой высоты контуров у
всех экранов обеих ступеней испарения имеются рециркуляционные трубы 14.
Питательными трубами кипятильного пучка 15
служат последние обогреваемые ряды. Пар отбирается через штуцер 16. Питательная
вода поступает в барабан по трубам 17. Непрерывная продувка котла
осуществляется только из циклонов; периодическая же - из верхнего и нижнего
барабанов, сборных экранных коллекторов и из низа выносных циклонов.
Глава 2. Состав и теплота сгорания топлива
Донецкий угольный бассейн
: [1]
Низшая теплота сгорания рабочей
массы жидкого топлива рассчитывается по формуле Д.И. Менделеева.
(2.1)
теплота топливо котел
энтальпия
Глава 3. Расчёт объемов и энтальпий
воздуха и продуктов сгорания
.1 Определение присосов воздуха и
коэффициентов избытка воздуха по отдельным газоходам
Коэффициент избытка воздуха за
топкой бТ=1,4.
Количество присасываемого воздуха
выбираем в соответствии с характеристиками топки, значение коэффициента избытка
воздуха в топке принимается по характеристикам топки бт = 0,1, а все
остальные соответственно определяются равными:
.2 Расчёт объемов воздуха и
продуктов сгорания
.Определяем теоретический объём
воздуха, необходимого сгорания:
(3.2)
. Определяем объём избыточного
воздуха для разных пунктов котельного агрегата по формуле :
(3.3)
3. Избыточный объём водяных паров:
(3.4)
. Теоретический объём трёхатомных
сухих газов:
(3.5)
. Теоретический объём двухатомных
газов:
(3.6)
. Действительный объём сухих газов:
(3.7)
. Теоретический объём водяных паров:
(3.8)
8. Действительный объём водяных
паров:
(3.9)
. Общий объём дымовых газов:
(3.10)
. Объёмная доля трёхатомных сухих
газов:
(3.11)
. Объёмная доля двухатомных сухих
газов:
(3.12)
. Общая объёмная доля для сухих
трёхатомных газов:
(3.13)
. Температура точки росы:
(3.14)
. Масса
дымовых газов:
(3.15)
. Средняя плотность дымовых газов:
(3.16)
Составляем таблицу, в которую вносим
все подсчитанные величины, а также значения объёмных долей газов, находящихся в
продуктах сгорания (табл. 3.1).
Таблица 3.1
|
Наименование величин
|
Формулы для расчёта
|
Коэффициент избытка воздуха
|
|
|
   
|
|
|
|
|
Теоретический объём воздуха,
необходимого для сгорания, м3/кг.
|
 2,9
|
2,9
|
2,9
|
2,9
|
|
|
Объём избыточного воздуха, м3/кг
|
 1,161,451,742,03
|
|
|
|
|
|
Избыточный объём водяных паров, м3/кг
|
0,018
|
0,0232
|
0,0278
|
0,032
|
|
|
Теоретический объём трёхатомных
сухих газов, м3/кг
|
0,54
|
0,54
|
0,54
|
0,54
|
|
|
Теоретический объём двухатомных
газов, м3/кг
|
2,3
|
2,3
|
2,3
|
2,3
|
|
|
Действительный объём сухих газов,
м3/кг
|
44,294,584,87
|
|
|
|
|
|
Теоретический объём водяных паров,
м3/кг
|
 0,68
|
0,68
|
0,68
|
0,68
|
|
|
Действительный объём водяных
паров, м3/кг
|
 0,6980,70320,70780,7125
|
|
|
|
|
|
Общий объём дымовых газов, м3/кг
|
4,74,995,2875,5824
|
|
|
|
|
|
Объёмная доля трёхатомных сухих
газов
|
0,1150,1080,1020,0967
|
|
|
|
|
|
Объёмная доля водяных паров
|
0,1480,14080,13380,1276
|
|
|
|
|
|
Объёмная доля трёхатомных газов
|
0,260,24880,23580,2243
|
|
|
|
|
|
Температура точки росы, в °C
|
 - опред. по
табл. 2.3.146,5846,145,845,5
|
|
|
|
|
|
Масса дымовых газов в кг/кг
|
 6,056,426,87,186
|
|
|
|
|
|
Средняя плотность дымовых газов, в
кг/м3
|
 1,2871,28571,2681,287
|
|
|
|
|
Таблица 3.2
|
Температура газов в град
|
Трёхатомные газы
|
Двухатомные газы
|
Водяные пары
|
Избыточный воздух
|
 Теплосодержание
продуктов сгорания
|
|
|
           
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2000
|
0,54
|
0,582
|
0,31428
|
2,3
|
0,3545
|
0,81535
|
0,68
|
0,4689
|
0,318852
|
1,16
|
0,3661
|
0,424676
|
1,873158
|
3746,316
|
|
800
|
0,54
|
0,511
|
0,27594
|
2,3
|
0,3266
|
0,75118
|
0,68
|
0,3985
|
0,27098
|
1,16
|
0,3371
|
0,391036
|
1,689136
|
1351,3088
|
|
|
|
1000
|
0,54
|
0,5288
|
0,285552
|
2,3
|
0,3325
|
0,76475
|
0,68
|
0,4115
|
0,27982
|
1,45
|
0,3433
|
0,497785
|
1,827907
|
1827,907
|
|
400
|
0,54
|
0,4608
|
0,248832
|
2,3
|
0,3146
|
0,72358
|
0,68
|
0,3739
|
0,254252
|
1,45
|
0,3235
|
0,469075
|
1,695739
|
678,2956
|
|
|
|
500
|
0,54
|
0,4769
|
0,257526
|
2,3
|
0,3173
|
0,72979
|
0,68
|
0,3796
|
0,258128
|
1,74
|
0,3268
|
0,568632
|
1,814076
|
907,038
|
|
200
|
0,54
|
0,429
|
0,23166
|
2,3
|
0,3106
|
0,71438
|
0,68
|
0,3635
|
0,24718
|
1,74
|
0,3181
|
0,553494
|
1,746714
|
349,3428
|
|
|
|
300
|
0,54
|
0,4469
|
0,241326
|
2,3
|
0,3122
|
0,71806
|
0,68
|
0,3684
|
0,250512
|
2,03
|
0,3206
|
0,650818
|
1,860716
|
558,2148
|
|
100
|
0,54
|
0,4092
|
0,220968
|
2,3
|
0,3096
|
0,71208
|
0,68
|
0,3596
|
0,244528
|
2,03
|
0,3163
|
0,642089
|
1,819665
|
181,9665
|
.3 Расчёт теплосодержания дымовых газов и
продуктов сгорания
Теплосодержание продуктов сгорания в зависимости
от значений температур и коэффициентов избытка воздуха:
Для подсчёта величин теплосодержания
дымовых газов и воздуха в отдельных газоходах котельного агрегата и для
построения 
-диаграммы
задаёмся следующими температурами дымовых газов и воздуха:
при коэффициенте избытка воздуха 
=2000 и 800
°С;
при коэффициенте избытка воздуха 
=1000 и
400°С;
при коэффициенте избытка воздуха 
=500 и
200°С;
при коэффициенте избытка воздуха 
=300 и
100°С.
Температуру воздуха в котельной
принимаем 
.
Подсчёт производим по уравнению :
, кдж/кг (3.17)
все полученные результаты сводим в
таблицу 3.2. Значения теплоёмкостей берём из таблицы 3.3
Таблица 3.3
|
  Влажный воздух 
|
|
|
|
|
|
0
|
0,3088
|
0,3805
|
0,3569
|
0,315
|
|
100
|
0,3096
|
0,4092
|
0,3596
|
0,3163
|
|
200
|
0,3106
|
0,429
|
0,3635
|
0,3181
|
|
300
|
0,3122
|
0,4469
|
0,3684
|
0,3206
|
|
400
|
0,3146
|
0,4608
|
0,3739
|
0,3235
|
|
500
|
0,3173
|
0,4769
|
0,3796
|
0,3268
|
|
600
|
0,3203
|
0,4895
|
0,3856
|
0,3303
|
|
700
|
0,3235
|
0,5008
|
0,392
|
0,3338
|
|
800
|
0,3266
|
0,511
|
0,3985
|
0,3371
|
|
900
|
0,3297
|
0,5204
|
0,405
|
0,3403
|
|
1000
|
0,3325
|
0,5288
|
0,4115
|
0,3433
|
|
1100
|
0,3354
|
0,5363
|
0,418
|
0,3463
|
|
1200
|
0,338
|
0,5433
|
0,4244
|
0,349
|
|
1300
|
0,3406
|
0,5495
|
0,4306
|
0,3517
|
|
1400
|
0,343
|
0,5553
|
0,4367
|
0,3542
|
|
1500
|
0,3453
|
0,5606
|
0,4425
|
0,3565
|
|
1600
|
0,3473
|
0,5655
|
0,4482
|
0,3587
|
|
1700
|
0,3493
|
0,5701
|
0,4537
|
0,3067
|
|
1800
|
0,3511
|
0,5744
|
0,459
|
0,3625
|
|
1900
|
0,3529
|
0,5783
|
0,464
|
0,3644
|
|
2000
|
0,3545
|
0,582
|
0,4689
|
0,3661
|
По полученным значениям
теплосодержаний строим диаграмму
(рис.3.1).
Рис. 3.1 -диаграмма
для Подмосковного угольного бассейна.
Глава 4. Расчетный тепловой баланс и расход
топлива
.1 Расчет потерь теплоты
При работе парового или водогрейного котла вся
поступившая в него теплота расходуется на выработку полезной теплоты,
содержащейся в паре или горячей воде, и на покрытие различных потерь теплоты.
Суммарное количество теплоты, поступившее в котельный агрегат, называют
располагаемой теплотой. Между теплотой, поступившей в котельный агрегат и покинувшей
его, должно существовать равенство. Теплота, покинувшая котельный агрегат,
представляет собой сумму полезной теплоты и потерь теплоты, связанных с
технологическим процессом выработки пара или горячей воды. Следовательно,
тепловой баланс котла для 1 кг сжигаемого твердого и жидкого топлива или 1 м3
газа при нормальных условиях имеет вид:
(4.1)
где 
- располагаемая теплота, кДж/кг;
- полезная теплота, содержащаяся в
паре, кДж/кг;
- потери теплоты с уходящими газами,
от химической неполноты сгорания, от механической неполноты сгорания, от
наружного охлаждения, от физической теплоты, содержащейся в удаляемом шлаке, плюс
потери на охлаждение панелей и балок, не включённый в циркуляционный контур
котла, кДж/кг.
Тепловой баланс котла составляется
применительно к установившемуся тепловому режиму, а потери теплоты выражаются в
процентах располагаемой теплоты.
. Потеря теплоты с уходящими газами
(q2)
обусловлена тем, что температура продуктов сгорания, покидающих котельный
агрегат (принимаем равной 
°C),
значительно выше температуры окружающего атмосферного воздуха. Потеря теплоты с
уходящими газами зависит от вида сжигаемого топлива, коэффициента избытка
воздуха в уходящих газах, температуры уходящих газов, чистоты наружных и
внутренних поверхностей нагрева, температуры воздуха, забираемого дутьевым
вентилятором.
(4.2)
Значение 
берётся из -диаграммы
(рис 3.1) при значении коэффициента избытка воздуха, равном 
.
Для данного случая при °C
кдж/м3
Теплосодержание поступающего воздуха:
Следовательно,
2. Потеря теплоты от химической неполноты
сгорания (q3)
обусловлена появлением в уходящих газах горючих газов СО, Н2, СН4.
Потеря теплоты от химической неполноты горения зависит от вида топлива и
содержания в нем летучих, способа сжигания топлива и конструкции топки,
коэффициента избытка воздуха в топке, от уровня и распределения температуры в
топочной камере, организации смесеобразовательных процессов в топке (горелке и
топочной камере).
[4]
. Потеря теплоты от механической
неполноты горения (q4)
наблюдается только при сжигании твердого топлива и обусловлена наличием в
очаговых остатках твердых горючих частиц. Очаговые остатки в основном состоят
из золы, содержащейся в топливе, и твердых горючих частиц, не вступивших в
процессы газификации и горения. Считается, что твердые горючие частицы
представляют собой чистый углерод.
Потеря теплоты от механической
неполноты горения зависит от вида сжигаемого топлива и его фракционного
состава, форсировки колосниковой решетки и топочного объема, способа сжигания
топлива и конструкции топки, коэффициента избытка воздуха.
[4]
. Потеря теплоты от наружного
охлаждения (q5)
обусловлена передачей теплоты от обмуровки агрегата наружному воздуху, имеющему
более низкую температуру. Потеря теплоты от наружного охлаждения зависит от
теплопроводности обмуровки, ее толщины, поверхности стен, приходящейся на
единицу паропроизводительности 
Рисунок 3.2. График зависимости
потери тепла в окружающую среду от теплопроизводительности котла: 1 - с
экономайзером; 2 - без экономайзера
4.2 Расчёт КПД и расхода топлива
Коэффициентом полезного действия (КПД) парового
или водогрейного котла называют отношение полезной теплоты к располагаемой
теплоте. Не вся полезная теплота, выработанная агрегатом, направляется к
потребителю. Часть выработанной теплоты в виде пара и электрической энергии
расходуется на собственные нужды. Так, например, на собственные нужды
расходуется пар для привода питательных насосов, на обдувку поверхностей
нагрева и т.д., а электрическая энергия - для привода дымососа, вентилятора,
питателей топлива, мельниц системы пылеприготовления и т. д. Под расходом на
собственные нужды понимают расход всех видов энергии, затраченной на
производство пара или горячей воды. Поэтому различают КПД агрегата брутто и
нетто. Если КПД агрегата определяется по выработанной теплоте, то его называют
брутто, а если по отпущенной теплоте - нетто.
) По уравнению обратного баланса находим КПД
брутто
(4.3)
) Из уравнения прямого теплового баланса находим
расход топлива, подаваемого в топку (равному расчетному расходу топлива)
(4.4)
где 
- полезная мощность котла, кВт;
(4.5)
где 
кг/с - расход выработанного
перегретого пара;
кДж/кг - энтальпия перегретого пара
при Р=1,1МПа;
кДж/кг - энтальпия питательной воды
при 105
;
кДж/кг - энтальпия кипящей воды в
барабане котла при Р=1,3МПа
- непрерывная продувка парового
котла.
Значения берём из таблицы (4.1), обратить
внимание что энтальпия указана в ккал/кг, мы же берём кДж/кг.
-расчетный расход топлива с учетом
потери тепла от механической неполноты горения.
3) Определяем коэффициент сохранения теплоты
(4.6)
Таблица 4.1 Параметры для
насыщенного водяного пара
|
Давление P,
атм.
|
Температура насыщения  ,
градУдельный объём воды  , м3/кгУдельный
объём насыщенного пара  , м3/кгЭнтальпия
в ккал/кг
|
|
|
|
|
|
|
|
 жидкости
пара
|
|
|
0,02
|
17,2
|
0,001001
|
68,25
|
17,25
|
604,9
|
|
0,03
|
23,8
|
0,001003
|
46,52
|
23,81
|
607,8
|
|
0,04
|
28,6
|
0,001005
|
36,46
|
28,67
|
609,8
|
|
0,05
|
32,6
|
0,001006
|
28,72
|
32,57
|
611,5
|
|
0,06
|
35,8
|
0,001008
|
24,19
|
35,83
|
612,9
|
|
0,08
|
41,2
|
0,00101
|
18,45
|
41,16
|
615,2
|
|
0,1
|
45,6
|
0,001014
|
14,95
|
45,35
|
617
|
|
0,15
|
53,6
|
0,001017
|
10,2
|
53,59
|
620,5
|
|
0,2
|
59,7
|
0,001017
|
7,789
|
59,65
|
623,1
|
|
0,25
|
64,6
|
0,00102
|
6,318
|
64,54
|
625
|
|
0,3
|
68,7
|
0,001022
|
5,324
|
68,66
|
626,8
|
|
0,4
|
75,4
|
0,001026
|
4,066
|
75,41
|
629,5
|
|
0,5
|
80,9
|
0,00103
|
3,299
|
80,86
|
631,6
|
|
0,6
|
85,5
|
0,001033
|
2,782
|
85,47
|
633,5
|
|
0,7
|
89,5
|
0,001036
|
2,408
|
89,49
|
635,1
|
|
0,8
|
93
|
0,001038
|
2,125
|
93,05
|
636,1
|
|
0,9
|
96,2
|
0,001041
|
1,903
|
96,25
|
637,6
|
|
1
|
99,1
|
0,001043
|
1,725
|
99,19
|
638,8
|
|
2
|
119,6
|
0,00106
|
0,9018
|
119,94
|
646,3
|
|
3
|
132,9
|
0,001073
|
0,6169
|
133,4
|
650,7
|
|
4
|
142,9
|
0,001083
|
0,4709
|
143,7
|
653,9
|
|
5
|
151,1
|
0,001092
|
0,3817
|
152,1
|
656,3
|
|
6
|
158,1
|
0,0011
|
0,3214
|
159,3
|
658,3
|
|
7
|
164,2
|
0,001107
|
0,2778
|
165,7
|
659,9
|
|
8
|
169,6
|
0,001114
|
0,2448
|
171,4
|
661,2
|
|
9
|
174,5
|
0,00112
|
0,2189
|
176,5
|
662,3
|
|
10
|
179
|
0,001126
|
0,198
|
181,3
|
663,3
|
|
11
|
183,2
|
0,001132
|
0,1808
|
185,7
|
664,1
|
|
12
|
187,1
|
0,001137
|
0,1663
|
189,8
|
664,9
|
|
13
|
190,7
|
0,001143
|
0,154
|
193,6
|
665,6
|
|
14
|
194,1
|
0,001148
|
0,1434
|
197,3
|
666,2
|
|
15
|
197,4
|
0,001153
|
0,1342
|
200,7
|
666,9
|
|
16
|
200,4
|
0,1261
|
204
|
667,1
|
|
18
|
206,1
|
0,001166
|
0,1125
|
210,2
|
667,8
|
|
20
|
211,4
|
0,001175
|
0,1015
|
215,9
|
668,5
|
|
24
|
220,8
|
0,001194
|
0,0849
|
226,2
|
669,2
|
|
30
|
232,8
|
0,001224
|
0,06787
|
239,6
|
669,6
|
Глава 5. Расчёт топочной камеры
.1 Определение геометрических характеристик
топок
При поверочном расчете топки по чертежам
необходимо определить: объем топочной камеры, степень ее экранирования, площадь
поверхности стен и площадь лучевоспринимающих поверхностей нагрева, а также
конструктивные характеристики труб экранов (диаметр труб, расстояние между
осями труб).
Для определения геометрических характеристик
топки составляется ее эскиз. Активный объем топочной камеры складывается из
объема верхней, средней (призматической) и нижней частей топки. Для определения
активного объема топки ее следует разбить на ряд элементарных геометрических
фигур. Верхняя часть объема топки ограничивается потолочным перекрытием и
выходным окном, перекрытым фестоном или первым рядом труб конвективной
поверхности нагрева. При определении объема верхней части топки за его границы
принимают потолочное перекрытие и плоскость, проходящую через оси первого ряда
труб фестона или конвективной поверхности нагрева в выходном окне топки.
Нижняя часть камерных топок ограничивается подом
или холодной воронкой, а слоевых - колосниковой решеткой со слоем топлива. За
границы нижней части объема камерных топок принимается под или условная
горизонтальная плоскость, проходящая посередине высоты холодной воронки.
Полная площадь поверхности стен топки (FCT)
вычисляется по размерам поверхностей, ограничивающих объем топочной камеры. Для
этого все поверхности, ограничивающие объем топки, разбиваются на элементарные
геометрические фигуры. Площадь поверхности стен двухсветных экранов и ширм
определяется как удвоенное произведение расстояния между осями крайних труб
этих экранов и освещенной длины труб.
. Определение площади ограждающих поверхностей
топки
В соответствии с типовой обмуровкой топки котла
ДКВР-10-13, которая показана на рисунке 5, подсчитаем площади ограждающих её
поверхностей, включая поворотную камеру. Внутренняя ширина котла равна 2810 мм
Рисунок 5. Схема топки котла ДКВР-10 и её
основные размеры.
(5.1)
где 
- расстояние между осями крайних
труб данного экрана, м;
- освещенная длина экранных труб, м.
Боковые стены 
,
Передняя стена 
;
Задняя стена 
;
Две стены поворотной камеры 
;
Потолок 
;
Под топки и поворотной камеры
Общая площадь ограждающих
поверхностей
. (5.2)
2. Определение лучевоспринимающей поверхности
нагрева топки.
Таблица 5. Основные данные по определению
лучевоспринимающей поверхности нагрева
|
Экраны
|
Освещённая длина труб экрана l,
мм
|
Расстояние между осями крайних
труб экрана b, мм
|
Площадь стены покрытия экраном  Диаметр
экранных труб d,
ммШаг экранных труб S,ммРасстояние
оси трубы до стены l,ммОтносительный шаг экранных труб S|dОтносительное
расстояние от оси трубы до стены  Угловой
коэффициент экрана (см рис.2.6.3)
|
Лучевоспринимающая поверхность
нагрева 
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
кривая
|
значение
|
|
|
Боковые
|
4800
|
2600*2
|
25
|
51
|
130
|
40
|
2,55
|
0,79
|
2
|
0,78
|
19,5
|
|
Передние
|
2400
|
2470
|
5,95
|
51
|
130
|
40
|
2,55
|
0,79
|
2
|
0,78
|
4,65
|
|
Задние
|
4600
|
2470
|
11,3
|
51
|
130
|
40
|
2,55
|
0,79
|
2
|
0,78
|
8,8
|
|
Первый ряд котельного пучка
|
2400
|
1900
|
4,55
|
51
|
110
|
30
|
2,17
|
0,59
|
3
|
0,79
|
3,6
|
Общую лучевоспринимающую поверхность нагрева
топки определяют как сумму отдельных составляющих
(5.3)
.2 Расчёт теплообмена в топке.
Полезное тепловыделение в топке подсчитывают по
уравнению:
где тепло с вносимым в топку
воздухом определено при значении коэффициента избытка воздуха .
На -диаграмме по прямой, построенной
при значении коэффициента избытка воздуха , при найденном теплосодержании 
, находим
температуру горения 
=1400°C
Для определения температуры на
выходе из топки составляем таблицу 5.1, в которую и помещаем все необходимые
величины, включая конструктивные характеристики топки.
Таблица 5.1 Расчёт температур газов
на выходе из топки
|
Наименование величин
|
Условные обозн.
|
Расчётные формулы или основания
|
Расчётные данные
|
Результаты
|
|
Площадь боковых ограждающих
поверхностей топки с одной её стороны, м2
|
 Рис. 5
|
 15,21
|
|
|
|
Объём топочного пространства, м 3
|
  15,21  2,8143
|
|
|
|
|
Общая площадь ограждающих
поверхностей ,м2
|
 Рис. 5-89
|
|
|
|
|
Эффективная толщина излучающего
слоя
|
S
|
  1,75
|
|
|
|
Лучевоспринимающая поверхность
нагрева, м2
|
 Табл.5-37
|
|
|
|
|
Степень экранирования топки
|
   0,415
|
|
|
|
|
Положение максимума температур
|
  -0
|
|
|
|
|
Значение коэффициента
|
 Таблица 6.6 0,5
|
|
|
|
|
Суммарная поглощательная
способность трёхатомных газов, м-аmа
|
 Табл.3.1; 0,26367
1,750,46
|
|
|
|
|
Температура газов на выходе из
топки, °С
|
 Принимается с
последующим уточнением-1050--
|
|
|
|
|
Значение коэффициента ослабления
лучей трёхатомными газами
|
 Рисунок 6.5. -0,8
|
|
|
|
|
То же, топочной средой
|
  0,80,263670,21
|
|
|
|
|
Сила поглощения запылённым потоком
газов
|
  0,8*0,26367*1,750,3675
|
|
|
|
|
Степень черноты несветящейся части
пламени
|
  Рисунок 6.6 -0,3
|
|
|
|
|
Степень черноты факела
|
  0,3
(1-0,5)0,15
|
|
|
|
|
Значение условного коэффициента
загрязнения лучевоспринимающей поверхности нагрева
|
 --0,8
|
|
|
|
|
Произведение
|
 0,415*0,450,18675
|
|
|
|
|
Тепловыделение в топке на 1 м2
ограждающих её поверхностей, кдж/м2 ч
|
-
|
  256058
|
|
|
|
Постоянные величины расчётного
коэффициента М
|
А, Б
|
-
|
А=0,59 Б=0,5
|
-
|
|
Значение расчётного коэффициента М
|
М
|
М=А - БХ
|
0,59-0,5*0
|
0,59
|
|
Температура дымовых газов на
выходе из топки, оС
|
Рисунок 6.4 -900
|
|
|
|
|
Теплосодержание дымовых газов на
выходе из топки, кдж/м3
|
 рис.3.1-9415
|
|
|
|
|
Тепло, переданное излучением в
топке, кдж/м3
|
  0,98(10472-9415)1036
|
|
|
|
|
Тепловое напряжение топочного
объёма, кдж/м3ч
|
   524264
|
|
|
|
Как видим, температура газов на выходе из топки
оказалась равной 900 оС; не превышает допустимых норм и тепловое
напряжение объёма топочного пространства, следовательно, расчёт теплообмена в
топке произведён правильно. Переходим к расчёту первого газохода.
Глава 6. Расчёт конвективных поверхностей
нагрева
Конвективные поверхности нагрева паровых и
водогрейных котлов играют важную роль в процессе получения пара или горячей
воды, а также использования теплоты продуктов сгорания, покидающих топочную
камеру. Эффективность работы конвективных поверхностей нагрева в значительной
мере зависит от интенсивности передачи теплоты продуктами сгорания воде и пару.
При расчете конвективных поверхностей нагрева
используется уравнение теплопередачи и уравнение теплового баланса.
Уравнение теплопередачи
(6.1)
Уравнение теплового баланса
(6.2)
где К - коэффициент теплопередачи,
отнесенный к расчетной поверхности нагрева, Вт/(м2·К);
- температурный напор, °С;
Вр - расчетный расход
топлива, кг/с;
Н - расчетная поверхность нагрева, м2;
- коэффициент сохранения теплоты,
учитывающий потери теплоты от наружного охлаждения;
I', I" -
энтальпии продуктов сгорания на входе в поверхность нагрева и на выходе из нее,
кДж/кг;
- количество теплоты, вносимое
присасываемым в газоход воздухом, кДж/кг.
Коэффициент теплопередачи (К)
является расчетной характеристикой процесса и всецело определяется явлениями
конвекции, теплопроводности и теплового излучения.
Из уравнения теплопередачи ясно, что
количество теплоты, переданное через заданную поверхность нагрева, тем больше,
чем больше коэффициент теплопередачи и разность температур продуктов сгорания и
нагреваемой жидкости. Очевидно, что поверхности нагрева, расположенные в
непосредственной близости от топочной камеры, работают при большей разности
температуры продуктов сгорания и температуры воспринимающей теплоту среды. По
мере движения продуктов сгорания по газовому тракту температура их уменьшается
и хвостовые поверхности нагрева работают при меньшем перепаде температур
продуктов сгорания и нагреваемой среды. Поэтому чем дальше расположена конвективная
поверхность нагрева от топочной камеры, тем большие размеры должна она иметь и
тем больше металла расходуется на ее изготовление.
Уравнение теплового баланса
показывает, какое количество теплоты отдают продукты сгорания воде или пару
через конвективную поверхность нагрева.
Количество теплоты (Qб), отданное
продуктами сгорания приравнивается к теплоте, воспринятой водой или паром. Для
расчета задаются температурой продуктов сгорания после рассчитываемой
поверхности нагрева и затем уточняют ее путем последовательных приближений. В
связи с этим расчет ведут для двух значении температуры продуктов сгорания
после рассчитываемого газохода.
.1 Тепловой расчёт первого газохода
Определяем конструктивные
характеристики газохода и помещаем их в таблицу 6.1. Для данной конструкции
котла ширина газохода a=1,6м, а высота b=2,1м.
Таблица 6.1 Основные конструктивные
характеристики первого газохода
|
Наименование величин
|
Условное обозн.
|
Расчётные формулы
|
Результаты
|
|
|
общий вид
|
общий вид
|
|
|
Поверхность нагрева, м2
|
 По чертежам134
|
|
|
|
Число рядов труб:
|
|
|
|
|
|
вдоль оси котла
|
 --16
|
|
|
|
|
поперёк оси котла
|
 --22
|
|
|
|
|
Диаметр труб, мм
|
 --51*2,5
|
|
|
|
|
Расчётные шаги труб, мм
|
|
|
|
|
продольный
|
 --100
|
|
|
|
|
поперечный
|
 --110
|
|
|
|
|
Сечение для прохода газов, м2
|
   1,71
|
|
|
|
|
Эффективная толщина излучающего
слоя, м
|
   0,184
|
|
|
|
Задаёмся двумя значениями
температуры дымовых газов на выходе из первого газохода 
и проводим
для этих значений температур два параллельных расчёта. Все необходимые
расчётные операции располагаем в таблице 6.2. Расчёт первого газохода
производим при 
Приращением
значения коэффициента избытка воздуха пренебрегаем, т.е. 
Таблица 6.2 Тепловой расчёт первого
газохода
|
Наименования величин
|
Усл. обозн.
|
Расчётные формулы
|
Результаты при 
|
|
|
общий вид
|
числовые значения
|
500°С
|
300°С
|
|
Температура дымовых газов перед
первым газоходом, °С
|
 Из расчёта
топкиТабл.5.1900900
|
|
|
|
|
|
Теплосодержание дымовых газов
перед первым газоходом, кдж/м3
|
 -диаграммаРис.3.162766276
|
|
|
|
|
|
Температура дымовых газов за
первым газоходом, °С
|
Задаёмся-500300
|
|
|
|
|
|
Теплосодержание дымовых газов за
первым газоходом, кдж/м3
|
 Используем диаграмму
Рис.3.120921255
|
|
|
|
|
|
Тепловосприятие первого газохода
по уравнению теплового баланса, кдж/ч
|
Qб
|
  1,28*1062,13*106
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Средний температурный напор, °C
|
   488331
|
|
|
|
|
|
Средняя температура дымовых газов
в °C
|
   700600
|
|
|
|
|
|
Средняя скорость дымовых газов, °C
|
   5,95,3
|
|
|
|
|
|
Значение коэффициента теплоотдачи
конвекцией,   Рисунок 6.7  1,01*1,03*36156,7147,82
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,06*1,01*33
|
|
|
|
Суммарная поглощательная
способность трёхатомных газов, м-ата
|
  (табл. 3.1 и
6.2)0,263*0,1840,0480,048
|
|
|
|
|
|
Значение коэффициента ослабления
лучей трёхатомными газами
|
Рисунок 6.5.
-3,23,6
|
|
|
|
|
|
Суммарная сила поглощения газовым
потоком, м-ата
|
  3,2*0,263*0,1840,15360,1728
|
|
|
|
|
|
|
|
3,6*0,263*0,184
|
|
|
|
Степень черноты газового потока
|
 Рисунок 6.6.
-0,130,14
|
|
|
|
|
|
Значение коэффициента загрязнения
поверхности нагрева,   Таблица 6.8.
-0,0150,015
|
|
|
|
|
|
|
Температура наружной поверхности
загрязнённой стенки, град.
|
   326,5421,6
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Значение коэффициента теплоотдачи
излучением незапылённого потока,  Рисунок 6.8.   7,085,64
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Значение коэффициента омывания
газохода дымовыми газами
|
 --0,90,9
|
|
|
|
|
|
Значение коэффициента
теплопередачи в первом газоходе,     105,85100,4
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Тепловосприятие первого газохода
по уравнению теплопередачи,     1,65*1061,064*106
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рисунок 6.1. Вспомогательный график по определению
температур газов после первого газохода
По значениям Qб и Qт строим
вспомогательный график (рис. 6.1), и определяем температуру газов на выходе из
первого газохода. Эта температура, равная 
, является и температурой дымовых
газов при входе во второй газоход, т.е. 
.2 Тепловой расчёт второго газохода
Таблица 6.3. Основные конструктивные
характеристики второго газохода.
|
Наименование величин
|
Усл. обозн.
|
Расчётные формулы
|
Результат
|
|
|
общий вид
|
числовые значения
|
|
|
Поверхность нагрева, м2
|
По чертежам93
|
|
|
|
Число рядов труб:
|
|
вдоль оси котла
|
--11
|
|
|
|
|
поперёк оси котла
|
--22
|
|
|
|
|
Диаметр труб, мм
|
--51*2,5
|
|
|
|
|
Расчётные шаги труб, :
|
|
продольный
|
--100
|
|
|
|
|
поперечный
|
--110
|
|
|
|
|
Сечение для прохода газов, м2
|
   1,08
|
|
|
|
|
Эффективная толщина излучающего
слоя,  ,м  0,184
|
|
|
|
|
Таблица 6.4. Тепловой расчёт второго газохода
|
Наименования величин
|
Усл. обозн.
|
Расчётные формулы
|
Результаты при
|
|
|
общий вид
|
числовые значения
|
400°С
|
200°С
|
|
Температура дымовых газов перед
вторым газоходом, °С
|
 Из расчёта
первого газохода-450450
|
|
|
|
|
|
Теплосодержание дымовых газов
перед вторым газоходом, кдж/м3
|
  Рис.3.1-3347,23347,2
|
|
|
|
|
|
Температура дымовых газов за
вторым газоходом, °С
|
 Задаёмся-400200
|
|
|
|
|
|
Теплосодержание дымовых газов за
вторым газоходом, кдж/м3
|
 Рис.3.1-29291464,4
|
|
|
|
|
|
Тепловосприятие второго газохода
по уравнению теплового баланса, кдж/ч
|
Qб
|
  2,13*1059,6*105
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Средний температурный напор, °C
|
  24090
|
|
|
|
|
|
Средняя температура дымовых газов,
°C
|
   425325
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Средняя скорость дымовых газов, м/c
|
  4,253,64
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Значение коэффициента теплоотдачи
конвекцией,  Рисунок 6.7   142128
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Суммарная поглощательная
способность трёхатомных газов,   (табл.3.1 и
табл.6.3. ) 0,04850,0485
|
|
|
|
|
|
|
Значение коэффициента ослабления
лучей трёхатомными газами
|
Рисунок 6.5.  -3,33,6
|
|
|
|
|
|
Суммарная сила поглощения газовым
потоком,  0,0485*3,30,160,1746
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,0485*3,6
|
|
|
|
Степень черноты газового потока
|
Рисунок 6.6.
-0,130,14
|
|
|
|
|
|
Значение коэффициента загрязнения
поверхности нагрева,  Таблица 6.8.
-0,0150,015
|
|
|
|
|
|
|
Температура наружной поверхности
загрязнённой стенки, град.
|
  218338
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Значение коэффициента теплоотдачи
излучением незапылённого потока, Рисунок 6.8.  18,08-
|
|
|
|
|
|
|
|
|
 -12,55
|
|
|
|
Значение коэффициента омывания
газохода дымовыми газами
|
--0,90,9
|
|
|
|
|
|
Значение коэффициента
теплопередачи во втором газоходе ,    95,783,68
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Тепловосприятие второго газохода
по уравнению теплопередачи ,    5,1*1051,75*105
|
|
|
Рисунок 6.2. Вспомогательный график по
определению температур газов после второго газохода.
При построении графика (рис.6.2.) по
полученным значениям 
,
температура дымовых газов за вторым газоходом принимается равной 
.3 Тепловой расчёт водяного
экономайзера
К установке приняты водяные индивидуальные
экономайзеры системы ВТИ, конструктивные характеристики которых приведены в
таблице 6.5. Число труб в горизонтальном ряду для индивидуальных экономайзеров,
устанавливаемых под котлами ДКВР-10, берём по рис.6.3 равным 10; тогда живое
сечение для прохода дымовых газов будет равно:
Остальные расчётные данные помещаем
в таблице 6.6. К установке принимаем экономайзер состоящий из 16 горизонтальных
рядов общей поверхностью нагрева 
Таблица 6.5. Основные данные
ребристых труб экономайзера системы ВТИ.
|
Длина трубы в мм
|
Число рёбер на трубе
|
Масса одной трубы в кг
|
Поверхность нагрева с газовой
стороны в м2,h
|
Живое сечение для прохода газа в м2
|
|
1500
|
55
|
52,2
|
2,18
|
0,088
|
|
2000
|
75
|
67,9
|
2,95
|
0,12
|
|
2500
|
95
|
83,6
|
3,72
|
0,152
|
|
3000
|
115
|
99,3
|
4,49
|
0,184
|
Рисунок 6.3. Одноколонковый экономайзер ВТИ в
блочной облицовке.
Таблица 6.6. Тепловой расчёт экономайзера.
|
Наименование величин
|
Усл. обозн.
|
Расчётные формулы или обоснования
|
Расчетные данные
|
Окончательные результаты
|
|
Температура дымовых газов перед
экономайзером, °С
|
   347
|
|
|
|
|
Энтальпия дымовых газов перед
экономайзером, кДж/м3
|
 Рис. 3.1-2510,4
|
|
|
|
|
Температура дымовых газов после экономайзера,
°С
|
 Была принята-180
|
|
|
|
|
Энтальпия дымовых газов после
экономайзера кДж/м3
|
 Рис. 3.1-1548
|
|
|
|
|
Тепловосприятие в водяном
экономайзере, кДж/ ч
|
Qэ
|
  746368
|
|
|
|
Количество питательной воды,
проходящей через экономайзер, л/ч
|
Dэ
|
По заданию
|
-
|
9000
|
|
Температура питательной воды перед
экономайзером, °С
|
 По заданию-105
|
|
|
|
|
Температура воды на выходе из
экономайзера, °С
|
   159,5
|
|
|
|
|
Перепад температур между
температурой насыщения и температурой воды на выходе из экономайзера, °С
|
-
|
tн
- 20183,2-159,523,7
|
|
|
|
Средний температурный напор, °С
|
   132,25
|
|
|
|
|
Средняя температура дымовых газов,
°С
|
   263,5
|
|
|
|
|
Средняя скорость дымовых газов в
экономайзере, м/с
|
   5,35
|
|
|
|
|
Коэффициент теплоотдачи  kэ ,
рисунок 6.9. 16,83
|
|
|
|
|
|
Расчётная поверхность нагрева
экономайзера м2
|
Нэ
|
  335
|
|
|
|
Число труб в ряду шт
|
m
|
Было принято
|
-
|
10
|
|
Число горизонтальных рядов шт
|
n
|
  11,4
|
|
|
Таблица 6.7. Значение коэффициента m
|
Вид пламени
|
m
|
|
Светящееся пламя при сжигании
жидких топлив и твёрдых топлив, богатых летучими
|
0,6-0,4
|
|
Несветящееся пламя при сжигании
газообразных топлив, а также слоевом сжигании антрацита и тощих углей
|
0
|
Рисунок 6.4 Номограмма для определения
температуры дымовых газов на выходе из топки.
Рисунок 6.5. Номограмма для определения значения
ослабления лучей трёхатомными газами коэффициента.
Рисунок 6.6. Номограмма для определения степени
черноты топочной среды б.
Рисунок 6.7. Номограмма для определения
коэффициента теплоотдачи конвекцией при поперечном омывании коридорных
гладкотрубных пучков.
Таблица 6.8. Значения коэффициента
|
Топливо
|
Гладкотрубные пучки
|
Чугунные экономайзеры
|
|
Твердое топливо
|
0,015 - 0,02
|
0,03
|
|
Мазут
|
0,015
|
0,025
|
|
Природный газ
|
0,005
|
0,01
|
Рисунок 6.8. Значение коэффициента теплоотдачи
излучением
Рисунок 6.9. Коэффициент теплопередачи для
чугунных экономайзеров.
Библиографический список
1. Компоновка и тепловой расчет
парового котла: Учеб. пособие для вузов/ Ю.М. Липов, Ю.Ф. Самойлов, Т.В.
Виленский. - М.: Энергоатомиздат, 1988. - 208 с.
2. Эстеркин Р.И. Котельные установки.
Курсовое и дипломное проектирование: Учеб. пособ. для техникумов. - Л.:
Энергоатомиздат, 1989. - 280 с.
. Ривкин С. Л., Александров
А. А. Теплофизические свойства воды и водяного пара. - М.: «Энергия», 1980. -
424 с.
. Александров В.Г. Паровые котлы
малой и средней мощности. Изд. 2-е, перераб. и доп. Л.: «Энергия», 1972. - 200
с.