Тепловой расчет котлоагрегата

Министерство образования и науки

Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

ФГБОУ ВПО АлтГТУ им. Ползунова И. И.

Кафедра «Теплогазоснабжение и вентиляция»

 

Тепловой расчет котлоагрегата

Пояснительная записка

КР 270109.06.000 ОТ

Выполнил

студент ТГВ - 01 Гончарова И.С.

Проверил

преподаватель Кисляк С.М.

Барнаул 2013р.

1.       Общая характеристика котла

1.1 Исходные данные для расчета

Тепловой расчет парового котла выполняется для многотопливного парового котла КЕ-6,5МТ с рабочим давлением 1,4 МПа(14 кгс/см3), расчетной паропроизводительностью 6,5 т/ч. Температура питательной воды 100°С. Котел предназначен для производства насыщенного пара, идущего на технологические нужды предприятий лесозаготовительной и деревообрабатывающей промышленности, в системы отопления, вентиляции и горячего водоснабжения.

В топке котла сжигается уголь Донецкий

Таблица 1.1 - Расчетные характеристики топлива

Состав рабочей массы, %		QPH, кДж/кг
Wp	14,0	17766
Ap	25,8
Spo+k	3,9
Cp	44,8
Hp	3,4
Np	1,0
Op	7,1

Таблица 1.2 - Конструктивные данные котлоагрегата

№	Наименование величин	Размерность	Обозначение	Значение
1	Паропроизводительность (теплопроизводительность)	т/ч (МВт)	D (Q)	6,6
2	Избыточное давление пара	МПа	Р изб.	1,4(14)
3	Температура перегретого пара (температура горячей воды для водогрейного котла)	оС	t п.п. (tгв)	194
4	Температура питательной воды	оС	t п.в.	100
5	Полная поверхность нагрева	м2	Н	173,8
6	Площадь лучевоспринимающей поверхности нагрева	м2	Нл	24,8
7	Площадь поверхности нагрева конвективного пучка	м2	Нкп	149
8	Площадь поверхности пароперегревателя	м2	Нп..п.
9	Наружный диаметр барабанов	мм		1000
10	Толщина стенки барабана	мм	d	1000*13
11	Живое сечение для прохода газов в пароперегревателе	м2	fп.п.	0,184
12	Объем топки и камеры догорания	м3	Vт	24,92
13	Рекомендуемая температура газов за котлом	оС	320
14	Длина цилиндрической части верхнего барабана	мм	lв	5240
15	Нижнего барабана	мм	lн	2240
16	Расстояние между осями барабанов	мм
17	Диаметр передних опускных труб	мм
18	Количество труб боковых экранов	шт
19	Количество кипятильных труб	шт
20	- по оси барабана	шт	z1
21	- по ширине котла	шт	z2
22	Длина котла	мм	-	5555
23	Ширина котла	мм	-	2580
24	Высота котла от пола до оси верхнего барабана	мм	-	7485
25	Масса котла	т	-	23903
26	Диаметр и толщина стенок экранных и кипятильных труб	мм	d, d	51*25
27	Диаметр и толщина стенок коллекторов экранов	мм	d, d
28	Шаг труб боковых экранов в топки и камере догорания	мм	s
29	Шаг труб заднего экрана в камере догорания	мм	s
30	Шаг кипятильных труб по длине котла	мм	s1	55
31	Шаг кипятильных труб по ширине котла	мм	s2
32	Диаметр и толщина стенок труб пароперегревателя	мм	d, d
33	Шаг труб пароперегревателя по длине котла	мм	s1
34	Шаг труб пароперегревателя по ширине котла	мм	s2
35	Величина непрерывной продувки	%	Р	5

2. Объемы и энтальпия воздуха и продуктов сгорания

 

.1 Коэффициенты избытка воздуха и присосы по газоходам в котлоагрегата

Коэффициент избытка воздуха в топке aT, соответствующий составу газов в конце топки, принимается в зависимости от типа топочного устройства и вида сжигаемого топлива, присосы воздуха по газоходам по приложению Б.

Расчеты коэффициентов избытка воздуха по газоходам рекомендуется занести в таблицу 2.1, рассчитав их по формуле

ai+1 = ai + Dai+1

Таблица 2.1 - Коэффициенты избытка воздуха по газоходам

№	Газоход	Величина присоса Da	Значение a на выходе
1	Топка	0.1	1.3
2	Конвективный пучек	0.05	1.35
3	Экономайзер (воздухоподогреватель	0.08	1.43

2.2 Расчет объемов воздуха и продуктов сгорания

Теоретический объем воздуха, необходимый для горения определяется по следующей формуле:

при сжигании твердого и жидкого топлива:

V0=0,0889(44,8+0,375*3,9)+0,265*3,4-0,0333*7,1=4.7 м3/кг

Теоретический объем 3-х атомных газов вычисляется по формуле:

при сжигании твердого и жидкого топлива:

= 0,0187(СP + 0,375SP) (2.2)

=0,0187(44,8+ 0,375*3,9)=0,86

При сжигании твердого топлива концентрацию частиц золы в продуктах сгорания (кг/кг) определяют по следующей формуле:

Определение составов и объемов воздуха и продуктов сгорания по трактам рекомендуется свести в таблицу 2.2.

Таблица 2.2

№	Наименование величины	Размерность	Расчетная формула	Коэффициенты избытка воздуха
				a = 1	aТ=1,3	aКП=1,35	aЭ=1,43
1	Теоретический объем воздуха, необходимый для горения	м3/м3, (м3/кг)	V0	4,7	4,7	4,7	4,7
2	Величина Da	-	a - 1	0	0,3	0,35	0,43
3	Объем избыточного воздуха	м3/м3, (м3/кг)	DV = (a - 1)Vo	0	1,41	1,65	2,02
4	Избыточный объем водяных паров	м3/м3, (м3/кг)	0,016(a - 1)Vo	0	0,022	0,026	0,032
5	Теоретический объем азота (N2)	м3/м3, (м3/кг)	VoN2 = 0,79Vo + 0,008Nр - для твердого и жидкого топлива;	3,7	3,7	3,7	3,7
6	Теоретический объем 3 - х атомных газов	м3/м3, (м3/кг)	VoRO2 вычисляется по формуле 2.3 или 2.4	0,86	0,86	0,86	0,86
7	Действительный объем сухих газов	м3/м3, (м3/кг)	Vсг = VoRO2 + VoN2 + DV	4,56	5,97	6,21	6,58
8	Теоретический объем водяных паров	м3/м3, (м3/кг)	VoH2O = 0,01(H2 + H2S+åCmHnn/2) + 0,124dГ+0,0161Vo	0,628	0,628	0,628	0,628
9	Действительный объем водяных паров	м3/м3, (м3/кг)	VH2O = VoH2O+ 0,016(a-1)Vo	0,628	0,65	0,654	0,66
10	Общий объем газов	м3/м3, (м3/кг)	åVГ = VС.Г+VH2O	5,188	6,62	6,864	7,24
11	Объемная доля 3-х атомных газов	-	rRO2 = VoRO2/VГ	0,165	0,129	0,125	0,119
12	Объемная доля водяных паров	-	rH2O = VH2O/VГ	0,121	0,098	0,095	0,091
13	Общая объемная доля 3-х атомных газов	-	rn = rRO2+rH2O	0,286	0,227	0,22	0,21
14	Масса дымовых газов	кг/м3	GГ = rСГ+dГ/1000+ +1,306aVo - для газа; GГ= 1-АР/100+ +1,306aVo - для твердого топлива; GГ=1-АР/100+ +1,306aVo+ Gф - для жидкости	6,39	8,23	8,54		9,03
15	Средняя плотность дымовых газов	rГ = GГ/VГ	1,23	1,24	1,24		1,25

2.3 Расчет энтальпии дымовых газов

 

Расчет энтальпии дымовых газов производится по формуле, кДж/кг:

 

J=J0г+(α-1) J0в

 

где J0г, J0в - энтальпии дымовых газов и воздуха при α=1,принимаются по приложению В;

α-коэффициент избытка воздуха за газоходом.

Таблица 2.3 - Энтальпии воздуха и продуктов сгорания

Коэффициент избытка воздуха	Температура дымовых газов θ, оС	Трехатомные газы			Двухатомные газы			Водяные пары			Избыточный воздух			Энтальпия J,кДж/кг
		VoRO2,м3/кг	(cθ)RO2, кДж/м3	JRO2, кДж/кг	VoR2, м3/кг	(cθ)R2, кДж/м3	JR2,кДж/кг	VH2O м3/кг	(cθ)H2O кДж/м3	JH2O, кДж/кг	DV, м3/кг	(cθ)в, кДж/м3	DJв, кДж/кг
αт	2000	0,86	4843	4164,98	3,7	2964	10966,8	0,628	3926	1924,19	2,02	3064	6189,28	23245,25
	800		1704	1465,44		1093	4044,1		1355	850,94		1130	2282,6	8643,08
αкп	1000		2202	1893,72		1394	5157,8		1725	1083,3	1,65	1436	2369,4	10504,22
	300		559	480,74		392	1450,4		463	290,76		403	664,95	2886,85
αэ	500		996	856,56		664	2456,8		794	498,63	1,41	684	964,44	4776,43
	100		169	145,34		130	481		151	94,83		132	186,12	907,29

 

ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС КОТЕЛЬНОГО АГРЕГАТА

 

Низшая теплота сгорания топлива определяется по формуле Менделеева: при сжигании твердого и жидкого топлива:

 

Qнр=338Ср+1025Нр-108,5(ОР-SР)-25WP

 

Qнр=338*44,8+1025*3,4-108,5(7,1-3,9)-25*14=17930,2 кДж/кг

Тепловой баланс котлоагрегата и все расчеты выполняются на 1 кг для твердого и жидкого топлива, кДж/кг:

QPP=Q1+ Q2+ Q3+ Q4+ Q5+ Q6

где QPP - поступившая в котлоагрегат теплота, называемая располагаемой теплотой;

Q1- полезно использованная теплота;

∑ Qi- тепловые потери.

Общее уравнение теплового баланса в этом случае можно записать, %

=q1+q2+q3+q4+q5+q6

Располагаемая теплота QPP определяется по формуле:

для жидкого и твердого топлива ,кДж/кг:

QPP= QнP+ QТ+ QФ;

где QнP- низшая теплота сгорания рабочей массы твердого и жидкого и сухой массы газообразного топлива,

QТ- физическая теплота топлива

QФ-теплота, вносимая в топку при паровом распыливании мазута.

QPP= QнP=17930,2 кДж/кг

Потери тепла от механической неполноты сгорания:

q4=5%

В зависимости от топлива и способа его сжигания. Потери тепла с уходящими газами определяются как разность между энтальпией продуктов сгорания на выходе из котла и энтальпии холодного воздуха ,%.

q2=,

где q4- потеря от механической неполноты сгорания, %;

Jхв0-энтальпия холодного воздуха при температуре 30°С, вычисленная по формуле:

Jхв0=39,8*V0

Jхв0=39,8*4,7=187,06 кДж/кг

Jух-энтальпия уходящих газов (за экономайзером и воздухоподогревателем) при соответствующим ух и температуре θух определяется по таблицы энтальпий методом линейной интерполяции .

Температура уходящих газов для котлов низкого давления с хвостовыми поверхностями нагрева должна быть не ниже значений, указанных в таблице 3.1.

Таблица 3.1 - Температура уходящих газов

Топливо
Угли с приведенной влажностью  %/МДж и природный газ120-130

Jух=907,29+*(130-100)=610,59 кДж/кг

q2==1,82%

Потеря тепла от химической неполноты сгорания q3 определяется при сжигании твердого топлива в слоевых топках по приложению Ж.

q3=0,5%

Потерю тепла от наружного охлаждения q5 принимается по приложению 3 в зависимости от номинальной производительности котлоагрегата.

 

q5= q5ном,

q5=3,2%,

 

где q5ном- потери теплоты от наружного охлаждения при номинальной нагрузке.

Потеря с теплом шлака q6шл определяется по формуле ,%

 

q6шл=(ашл××АР)/QРР,

где а шл - унос топлива со шлаком, определяется по расчетной характеристике топки, а шл = 1 - а ун;  - энтальпия золы определяется по приложению В для температуры золы при твердом шлакоудалении равной 6000 С.

а шл = 1 - а ун=1-0,08=0,92;

q6шл=(0,92*561*25.8)/ 17930,2=0,74%

Суммарная потеря тепла в котлоагрегате, %

åq = q2 + q3 + q4 + q5 + q6 шл.

åq=1,82+0,5+5+3,2+0,74=11,26%

Коэффициент полезного действия котлоагрегата, %

=88,74%

Расход топлива, подаваемого в топку, кг/с (м3/с)

=

Полное количество теплоты , полезно отданной в котлоагрегате Qка, кВт находится по общей формуле

ка = Dнп ( iнп - iпв ) + Dпр ( iкип - iпв ),

где Dнп - паропроизводительность котлоагрегата, кг / с; Dпр - расход котловой воды на продувку котла, кг / с

=0,009 кг/ска=1,83 (2788,4-418,7)+1,83*0,005(830,1-418,7)= 4340.31кВт,

B=(4340.31/17930,2*88,74)*100=0,272пр - процент от расхода пара на проводку, принимается ориентировочно 5 - 10%;нп - энтальпия насыщенного пара, определяется по давлению в барабане котла P = 1,4 МПа по приложению Г;кип - энтальпия котловой воды, определяется по полному давлению в котле по приложению Г;пв - энтальпия питательной воды на входе в котлоагрегат при р = 1,4 ,8 МПа определяется также по приложению Г.

В связи с тем, что при работе котлоагрегата имеется механическая неполнота сгорания и часть топлива не сгорает и не образует топочных газов тепловой расчет ведется по расчетному расходу топлива, кг / с

=0.258 кг/с

φ=1-(q5/100)

φ=1-(3,2/100)=0,968

№	Наименование величин	Размерность	обозначение	Расчетная формула или обоснование	Значение
1	Низшая теплота сгорания топлива по формуле Менделеева	кДж/кг	QpН	Из табл. 1.1	17930,2
2	Температура уходящих газов	оС	.Принимаем по таблице 3.1130
3	Энтальпия уходящих газов	кДж/кг	Jух	Методом интерполирования	610,59
4	Энтальпия воздуха поступающего в топку	кДж/кг	Ix.в.	39,8V0	187,06
5	Потеря тепла от химического недожога	%	q3	По приложению Ж	0,05
6	Потеря тепла от механического недожога	%	q4	По приложению Ж	5
7	Потеря тепла в окружающую среду	%	q5	По приложению З	3,2
8	Доля золы топлива в шлаке	__	ашл	1-аун	0,92
9	Энтальпия шлака при сухом шлакоудалении	кДж/кг	По приложению В	561
10	Потеря тепла со шлаком	%	q6	q6шл=(ашл××АР)/QРР0,74
11	Потеря тепла с уходящими газами	%	q2	q2=,	1,82
12	КПД брутто котельного агрегата	%	hбр.	88,74
13	Расход топлива подаваемого в топку	кг/с	В	B = .0,272
14	Расчетный расход топлива	кг/с	Вр	0.258

 

4. РАСЧЕТ ТОПКИ

 

По справочным данным и по чертежам определяют характеристики топки и заносят их в таблицы 4.1 и 4.2.

№	Наименование величин	Размерность	Обозначение	Значение
1	Удельная нагрузка топочного объема	кВт/м3	qV
2	Коэффициент избытка воздуха	-	aT	1.3
3	Потеря от химического недожога	%	q3	0.5
4	Потеря от химического недожога	%	q4	5
5	Доля золы топлива в уносе	%	aУН
6	Давление воздуха подаваемого под решетку	кПа	PВ	0.1
7	Габаритные размеры решетки	мм	-

 

№	Наименование величин	Размерность	Обозначение	Расчетная формула или обоснование	Значение
1	Площадь ограждающих поверхностей топки и камеры догорания	м2	Fт	по чертежам	60
2	Объем топки и камеры догорания	м3	Vт	табл.1.2	24,9
3	Эффективная толщина излучающего слоя	м	Sт	3,6·Vт/Fт	1,49
4	Лучевоспринимающая поверхность нагрева топки	м2	Hл	табл. 1.2	24,78
5	Степень экранирования топки	__	y	Нл/Fт	1,517

Задачей поверочного расчета топки является определение температуры газов на выходе из топки при известных ее конструктивных характеристиках.

Границами объема топочных камер Vт являются осевые плоскости экранных труб или обращенные в топку поверхности защитного огнеупорного слоя. В выходном сечении ее объем ограничивается поверхностью, проходящей через оси первого ряда котельного (конвективного) пучка. Границей объема нижней части топки при сжигании газа и мазута служит под.

В слоевых топках объем ограничивается плоскостью колосниковой решетки и вертикальной плоскостью, проходящей через концы колосников.

Полная поверхность стен топки Fст вычисляется по размерам поверхностей, ограничивающих объем топочной камеры.

В котлах ДКВР и КЕ предусмотрена камера догорания. Объем и ограждающие поверхности этой камеры должны войти в Vт и Fт топки.

Лучевоспринимающая поверхность нагрева настенных и двустенных экранов определяется по формуле,м2:

Л = å FПЛ χ,

 

где χ - угловой коэффициент экрана, определяется по приложению М;ПЛ- площадь стены, занятия экраном, м2ПЛ= Нл* ζ* χ,=24,78*0,45=11,15 м2

Активный объем топочной камеры подсчитывается по формуле, м3

 

vт=fбок-вт=44,52*2.3=102,396,

 

где fбок - площадь боковой стены топки, м2; вт - средняя ширина топочной камеры, м

По найденному значению vт определяется тепловое напряжение топочного объема (кВт/м3)

 

=0,927*17930,2/102,396=162.394 кВт/м3

При поверочном расчете топки необходимо задаться температурой  на выходе из топки, а затем ее уточнить.

Оптимальные значения температуры на выходе из топки находится в пределах 900-1150°С.

Расчет топки сведен в таблицу 4.3

№	Наименование величины		Размерность	Обозначение	Расчетная формула или обоснование		Значение
1	Энтальпия продуктов сгорания на выходе из топки		кДж/кг	J’’т	По  диаграмме9666,7
2	Теплота, вносимая в топку холодным воздухом		кДж/кг	Qв	aт × J ХВ		234,17
3	Полезное тепловыделение в топке		кДж/кг	Qт	По формуле 4.1		17939.3
4	Теоретическая (адиабатическая) температура горения		По  диаграмме (по значению Qт)1975,6
5	Коэффициент загрязнения топочных экранов		-	ζ	По Приложению К		0,45
6	Давление в топочной камере котлоагрегата		МПа	P	По рекомендациям принимаем Р = 0,1		0,1
7	Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами		По формуле 4.6
8		Коэффициент ослабления лучей частицами летучей золы	1/(м·МПа)	По формуле 4.77,253
9		Коэффициент ослабления лучей частицами кокса	1/(м·МПа)	0,3
10		Суммарный коэффициент ослабления лучей	1/(м·МПа)	К			3,03
11		Суммарная оптическая толщина среды	-	-		K·P·S	0,38
12		Коэффициент светимости пламени	-	m		По Приложению Л	0,55
13		Степень черноты факела	-	аф		По формуле 4.5	0,314
14		Угловой коэффициент топочных экранов	-	По приложению М1
15		Коэффициент тепловой эффективности экранов	-	0,6
16		Среднее значение коэффициент тепловой эффективности экранов	-	При степени экранирования топки0,6
17		Степень черноты топки	-	ат		По формуле 4.4	0,725
18		Параметр	-	М		По формуле 4.3	0,562
19		Тепловыделение на 1 м2общей поверхности стенок топки	кВт/м2	-		Bp·Qт/Fт	277,16
20		Действительная температура на выходе из топки	По формуле 4.21109

 

Полезное тепловыделение в топке складывается из располагаемого тепла и тепла воздуха поступившего в топку , кДж/кг

 

=17930,02+243,17=17939.3

где - тепло вносимое в топку с воздухом, кДж/кг,

=aт × J ХВ=187,06*1,3=243,17 для котлоагрегатов без подогрева воздуха.

Теоретическую температуру горения рекомендуется рассчитывать по максимальному тепловыделению в топке. Максимальное тепловыделение, кДж / кг

= JТ= VCСР·θА,

откуда  oC, TА = θА + 273=1975,6+273=2248,6 К.

При расчете котлоагрегата  определяется по графику (рис.2.1).

Температура на выходе из топки определяется по формуле, 0С

=1109

где  - теоретическая температура горения, К; M - коэффициент, учитывающий характер распределения температур по высоте топки/

При сжигании мазута и газа

=0,59-0,2*0,14=0,562

при камерном сжигании высокореакционных топлив и слоевом сжигании всех топлив

.

Для слоевых топок при сжигании топлива в тонком слое  = 0, при сжигании топлива в толстом слое = 0,14.

Также:

σо=5,67*10-11 - коэффициент излучения абсолютно черного тела, кВт/(м2*К4);

Ycp - средний коэффициент тепловой эффективности топочных экранов;ст - полная поверхность стен топочной камеры;р - расчетный расход топлива, кг/с, м3/с;·сср - средняя суммарная теплоемкость продуктов сгорания;

aт - степень черноты топки.

Если полученная температура отличается от предварительно заданной более чем __± 250С, то производят пересчет.

Средняя суммарная теплоемкость продуктов сгорания определяется как

=(17930,2-1975,6)/(1694.43-1158)=29,74

Степень черноты экранированных камерных топок определяется эффективной степенью черноты факела и тепловой эффективностью экранов.тепень черноты топки для слоевых топок, при сжигании твердого топлива

==0,725

где aФ - степень черноты факела, зависящая от вида сжигаемого топлива;

Yср - коэффициент тепловой эффективности экранов;

r - отношение между площадью зеркала горения и поверхностью стен топки;

Эффективная степень черноты факела при сжигании твердого топлива определяется

ф = 1 - е-kрs=1- е-0,462=0,365

где р - давление топке, 0,1 МПа;- эффективная толщина излучающего слоя, м;- коэффициент ослабления лучей топочной средой,= kГrп + kc для светящего пламени

Для не светящегося пламени:

=8,044*0,376+7,253*0,00011+0,3*0,5*0,003=3,03

где kзл - коэффициент ослабления золовыми частицами, определяется по формуле:

=7,253

 - плотность дымовых газов, принимаемая равной 1,3 кг/м3

 - средний диаметр эоловых частиц, мкм, его значения приведены в таблице 4.4.

Таблица 4.4 - Диаметр частиц золы

Топочное устройство	Топливо
Слоевые топки	Все топлива	20

 

Безразмерная концентрация золы в дымовых газах зл , рассчитывается по формуле (2.5); kкокс - эффективный коэффициент ослабления лучей коксовыми частицами: kкокс = 1 в камерных топках, в слоевых топках kкокс = 0,3 (для тощих углей и антрацитов); kкокс = 0,5 в камерных топках, в слоевых топках kкокс = 0,15 (для каменного и бурого угля, торфа). Величины x1, x2, учитывающие влияние концентраций коксовых частиц в факеле, зависят от рода топлива и способа сжигания. Для низко реакционных топлив х1=0,1: для высокореакционных (каменные и бурые угли торф сланцы древесина) х1 = 0,5. При камерном сжигании топлив х2 =0,1: при слоевом - х2 = 0,03

При проверочном и конструктивном расчете тепло, воспринятое в топке, определяется по формуле

л = φ(QТ - J''Т)=0,968( 17939.3-9666,7)=8007,87

котел газ нагрев баланс

5. РАСЧЕТ КОНВЕКТИВНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ НАГРЕВА

При проведения расчета конвективных поверхностей нагрева используются следующие основные уравнения:

где Qб - количество тепла, отданного дымовыми газами конвективной поверхности, отнесено к 1 кг топлива;

где Qт - количество тепла, переданного через поверхность труб котловой воде, отнесено к 1 кг топлива.

Для определения Qб и Qт необходимо знать температуру дымовых газов за поверхностью нагрева . Ее величиной первоначально задаются с последующим уточнением.

Расчет считается законченным, если расстояние между Qт и Qб и не превышает 2%.

№		Наименование величины	Размерность	Обозначение	Расчетная формула или обоснование	Значение
1		Температура дымовых газов за котлом	по таблице 1 исходных данных350
2		Энтальпия дымовых газов за конвективными поверхностями	кДж/кг	J²К	По J-V диаграмме	3798.89
3		Тепловосприятие конвективных поверхностей по уравнению теплового баланса	кДж/кг	Qб	6784.47
4		Температурный напор в начале газохода	915
5		Температурный напор в конце газохода	126
6		Средняя температурный напор в газоходе	429.47
7		Средняя температура дымовых газов в пароперегревателе	729.47
8		Средняя скорость дымовых газов	м/с	3,29
9		Суммарная поглощательная способность трехатомных газов	1/(м·МПа	-	rn·Sk	0.0548
10	Эффективная толщина излучающего слоя		м	0,19
11	Коэффициент теплоотдачи конвекцией от дымовых газов к стенке		По формуле 5.1, 5.238
12	Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами		1/(м·МПа)	По формуле 4.58.04
13	Суммарная оптическая толщина среды		-	Kps	0,044
14	Степень черноты газового потока		-	А	1-е-КPS	0,043
15	Коэффициент загрязнения		При сжигании твердого топлива принять 0,0043;0,0043
16	Температура наружной поверхности труб		194.11
17	Коэффициент теплоотдачи излучением		По формуле 5.438.68
18	Коэффициент омывания газохода дымовыми газами		-	Для поперечно омываемых пучков = 1; для сложно омываемых  = 0,951
19	Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке трубы		76.68
20	Коэффициент теплопередачи в котле		56.7
21	Тепловосприятие котла по уравнению теплопередачи		кДж/кг	Qт	6706.3
22	Невязка		·1001.2

Сz - поправка на число рядов труб по ходу газов,при z2>10 Сz=1

Cc-поправка на геометрическую компоновку пучка, в зависимости от относительных продольных  и поперечного  шагов находится по формуле:

Сс=

где  ,

где d-диаметр труб

Коэффициент теплоотдачи конвекцией при поперечном омывании шахматных пучков:

 коэффициент теплопроводности при средней температуре потока, определяется по приложению О;1,1639 - коэффициент перевода , равен 4,19×1000/3600;  коэффициент кинематической вязкости при средней температуре потока, определяется по Приложению О; d - диаметр труб;  скорость теплоносителя; Pr - при средней температуре потока, находится по Приложению О; Коэффициент теплоотдачи излучением определяется для запыленного потока:

где аз = 0,8;- температура потока, К;

Тз - температура загрязненной стенки, К (t3 = tкип + Dt),кип - температура котловой воды при Р = 1,4 МПа;

Dt - перепад температур между котловой водой и стенкой трубки принимается при сжигании твердого топлива и мазута 60оС

 

6. РАСЧЕТ ХВОСТОВЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ НАГРЕВА

 

.1 Тепловой расчет водяных экономайзеров

№	Наименование величин	Размерность	Обозначение	Значение
1	Длина труб	мм	l	2500
2	Площадь поверхности нагрева одной трубы с газовой стороны	м2	HТРВ.Э	4.49
3	Площадь живого сечения одной трубы для проходов газов	м2	fг	0.184

 

По справочным данным определяют основные характеристики экономайзера

При конструктивном расчете экономайзера известны энтальпии газов на выходе (из расчета предыдущей поверхности нагрева) и энтальпия воды на выходе.

Тепловой расчет экономайзеров основан на балансовом уравнении

Расчет водяного экономайзера рекомендуется свести в таблицу

№	Наименование величины	Размерность	Обозначение	Расчетная формула или Обоснование	значение
1	Тепловосприятие водяного экономайзера	кДж/кг	Qвэ	1228.7
2	Энтальпия воды на выходе из экономайзера	кДж/кг	653.8
3	Температура воды на выходе из экономайзера	по таблице для воды153.5
4	Температурный напор в начале экономайзера	196.49
5	Температурный напор в конце экономайзера	90
6	Средний температурный напор в экономайзере	136.38
7	Средняя температура дымовых газов в экономайзере	136.38
8	Средняя скорость дымовых газов в экономайзере	м/с	4.11
10	Коэффициент теплопередачи водяного экономайзера	16.32
11	Поверхность нагрева водяного экономайзера	м2	830.727
12	Число труб водяного экономайзера	шт.	185.017
13	Число горизонтальных рядов труб экономайзера	шт.	8

 

Для чугунных экономайзеров

г = fж z1

 

где fж- живое сечение для прохода газов через одну трубу, определяется в зависимости от длины трубы:

l,м fж м2

,5 0,152

Число труб z1 выбирается так, чтобы скорость дымовых газов wГ была не менее 5 м/с

Коэффициент теплопередачи определяется следующим образом:

а) для чугунных экономайзеров по приложению Н.

= KH CV;

 

где KH - определяется, зная wГ; CV - определяется, зная Vэкср;

 

6.2 Уточняющий расчет водяного экономайзера

 

Целью уточняющего расчета водяного экономайзера является уточнение принятых θух и t¢¢пв. На основание расчетов (см. таблицу 6.2) конструируется водяной экономайзер. Причем zр2 округляется в меньшую сторону, при этом θух несколько повысится. Расчет необходимо свести в таблицу 6.3

 

№	Наименование величины	Размерность	Обозначение	Расчетная формула или обоснование	Значение
1	Поверхность нагрева водяного экономайзера	м2	830.73
2	Тепловосприятие водяного экономайзера	кДж/кг	1228.7
3	Энтальпия газов на выходе из экономайзера	кДж/кг	1518.17
4	Температура уходящих газов	по J-θ диаграмме192.39

 

Заключение

 

При выполнении курсового проекта, был проведен тепловой поверочно- конструктивный

В результате расчета получены следующие тепловые характеристики котлоагрегата:

) КПД=88,74%

)потери тепла

с уходящими газами q2=1,82 %

от химической неполноты сгорания q3=0,05

от механической неполноты сгорания q4= 5 - от наружного охлаждения q5=3,2

с теплом шлака q6=0,74

)расход топлива при расчетной производительности Вр =0,927

4)температуры газов на выходе из топки =1109

температура дымовых газов за котлом =350

температура уходящих газов =192.39

)величина хвостовых поверхностей нагрева - поверхность нагрева водяного экономайзера =830.73