Котлы(ПК-19) (Пример курсового проекта), страница 3

Зависимость тепловосприятия по балансу и по теплообмену будем приближенно считать линейной от температуры газов за фестоном. -14- Тепловой расчет фестона приведем в таблице 5. -14- Обозначение Ед. измерения Таблица 5. Тепловой расчет фестона Расчетные формулы или способ определения 2 3 4 5 t’г °С Из расчета топки 1050 H’ Кдж/кг Из расчета топки 12276 t”г °С H” Кдж/кг По H-t таблице QБ Кдж/кг φ(H’- H”) tS °С По таблицам [2] 315.69 tГ °С (t’г+t”г)/2 1030.0 1015.0 Δtб °С t’г-tS 734.3 Δtм °С t”г-tS Δtср °С (Δtб+Δtм)/2 714.3 664.3 724.3 699.3 Средняя скорость газов wг м/c B p V Г ( t Г +273 ) F 273 5.26 5.2 Коэффициент распреде- hВ Наименование 1 Температура газов перед фестоном Энтальпия газов перед фестоном Температура газов за фестоном Энтальпия газов за фестоном Тепловосприятие фестона по балансу Принимаем два значения Расчет 1010 980 9973.0 9958.1 2286.88 2301.68 Температура кипения при Pб=1,065Pпп= = 10 65 Мпа Средняя температура газов Температурный напор на входе газов Температурный напор на выходе газов Средний температурный напор ления тепловосприятия Коэффициент теплоотдачи конвекцией Температура загрязненной стенки aк Вт м2 К По номограмме 13[1] tз °С tS+Δt Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами Коэффициент ослабления По номограмме 11 [11] при х=1 kг aнСzCsCф По номограмме 3[1] 1 r = 0.0820 МПа⋅м H2O pпS= 0.314 1 МПа⋅м -15- 0.65 39,5·0,85·0,92·0,93= 40,0·0,85·0,92·0,93= 315,69+80= 395.69 8.4 28.7 29.1 лучей золовыми kЗЛμЗЛ частицами 1 По номограмме 4[1] 85x0,0292= 2.482 МПа⋅м Суммарная оптическая толщина запыленного kps (kгrП+kзлmзл)ps 0.6054 потока Степень черноты продуктов сгорания a По номограмме 2[1] -15- 0.46 продолжение таблицы 5.

1 2 Коэффициент теплоотдачи излучением Коэффициент теплоотдачи Коэффициент теплопередачи aл a1 k 3 4 Вт м2 К Вт м2 К Вт м2 К По номограмме 19[1] x(aк+aл) ya1 Тепловосприятие фестона по уравнению тепло- QT qлн 1х(34,7+89,02)= 117.7 1х(34,5+84,97)= 114.1 0,6x123,7= 70.6 0,6x119,5= 68.4 1016.48 kHф ΔtСР Кдж/кг 950.67 Bp передачи Тепловая нагрузка 5 89.02 84.97 КВт м2 ηВ B pQл 71.11 F ст Теперь графической интерполяцией можем определить тепловосприятие фестона и температуру газов на выходе из него : 1200 1100 1000 900 800 Q По ур-нию теплопередачи Linear (По ур-нию теплопередачи) По балансу Linear (По балансу) 700 Кдж/кг 600 500 400 300 960 970 980 990 1000 1010 1020 t”г ,°С Итак : - тепловосприятие фестона Qб=Qт=1070 КДж/кг - температура газов за фестоном по I-h-таблице t”г=965,5 °С I"= 11191,85 кДж/кг -16- Тепловой расчет топки : Теперь можем провести тепловой расчет топки. Тепловой расчет топки заключается в определении лучево -16- ющей поверхности топки исходя из новых условий.

Эта величина находится из совмечтного решения двух ура лучевоспринимающей поверхности: критериального (ур-н из [1]) и уравнения, которое позволяет найти поверхн коэффициент тепловой эффективности ψ. Эти уравнения функциями от ψ, т.о. задаваясь рядом значений ψ можн графоаналитическим способом определить действительно лучевоспринимающей поверхности топки, а также значен коэффициента x поверхностей топки. Проведем тепловой расчет и занесем его в таблицу 4. -16- елении лучевоспринима-16- ения двух уравнений для льного (ур-ние 6-31 найти поверхность через ти уравнения являются ачений ψ можно действительной значение также значение углового в таблицу 4. -16- 10.Расчет пароперегревателя Геометрические характеристики ПП определяются по чертежам Пароперегреватель состоит из 2 последовательно (по газам) расположенных ступеней и имеет сложную схему парового потока.Насыщенный пар по 76 потолочным трубам 38x4,5 поступает в змеевики первой ступени пароперегревателя (ПП1),являющиеся продолжением потолочных туб.Расположение труб коридорное.

Шаг по ширине S1=90 мм, шаг по глубене S2=98. Пароохладитель разделяет ПП1 на две части :предшествующую с пряямоточной схемой движения теплонасителей и последующую с последовательно смешанным током. Вторая ступень ППII состоит из 2 боковых и 1 средней секции, расположенных параллельно по ходу газов.Боковые секции соеденены со средней последовательно по пару. Они имеют 42 двойных змеевика,а средняя-33 двойных змеевика из труб 42х5 .Шаг по ширине 90 мм ,шаг по глубине 95 мм. ППII имеет коридорное расположение труб,за исключением шахматно расположеенных разреженных второго и четвертого рядов.

Так как доля поверхности нагрева этих рядов в общей поверхности нагрева всего перегревателя незначительна, для расчета принимается , что все трубы расположены коридорно. Поверхность нагрева первых четырех разряженных рядов труб ( длина 1 и 4 рядов 4,875м, 2 и 3 рядов 4,23 м, так как змеевики частично заходят в перекрытие потолка , длина их измеряется до оси потолочных труб) при суммарной длине. асположенных ар по 76 потороперегревателя руб коридорное.

ь разделяет ПП1 теплонасителей , расположенных ей последова- все трубы отолочных L =4*(4.795+4.151)+2*3.14*(0.085+0.165)=37.354 м, H1=3,14*0,042*37,354*37=182 м2. Поверхность нагрева остальных неразреженных рядов труб первой по ходу газа ступени при суммарной дли L=4,151*4+3,3*4+2,82*4+2,38*4+4*3,14*(0,085+0,165)=53,74 м, Н2=3,14*,042*53,74*75=531 м2 . Полная поверхность змеевиков ПП II HII=531+182=713 м2. Сечение для прохода газов в разреженной части ПП II F1  ( 5.5  4.8) 7.17 2  37 0.042  ( 4.795  4.151)  2  0.085  =29,8 м2 Сечение для прохода газов в разреженной части ПП II F2   ( 4.6  2.6) 7.17  2  75 0.042 2.9 =16,68 м2  Шаг труб по ширине котла: -разреженной по ширине части S1p=180 мм; -основной части S1*0=90 мм.

Продольный шаг: -разреженной части S2p=200 мм; -основной части S2*0=95 мм. ПП1 имеет потолочные трубы , переходящие в змеевики, длиной L1=2.06*10+3.14*0.075*9+1.5=24.22 м. Поверхность петель потолочных труб Н1=3,14*0,038*24,22*76=220 м2. Поверхность нагрева потолочных туб Hпот  0.038 3.14 6.2 76 =28,1 м2 2 Длина змеевиков после пароохладителя L2 =2.2*20+3.14*.075*14+2=49.3 м Поверхность нагрева после пароохладителя Н2=3,14*,038*49,3*75=441 м2.

Полная поверхность нагрева ступени НI= Н1 + Нпот + Н2 =220+28,1+441=689,1 м2 Сечение для прохода газов F1=6.89*2.4-75*.038*2.32=9.9 м2 Для поверхности 441 8 20 =176,4 м2 F2=6.89*3.2-75*.038*2.8=14 м2 - для поверхности 484,5 м2. Конструктивные характеристики пароперегревателя в целом . Расчетная поверхность нагрева второй по пару ступени Нпе II=713 м2. Расчетная поверхность нагрева первой по пару ступени Нпе I=689 м2. Расчетная поверхность нагрева всего пароперегревателя Нпе=713+689=1402 м2. Среднее сечение для прохода газов в Нпп II  Fср   H1  H2 H1 F1  H2 F2 = 182  531 182 29.8  531 16.68  18.792 м2.

у газа ступени при суммарной длине. Среднее сечение для прохода газов в Нпп I 176.4  484.5 (Fср)1= 176.4 9.9  484.5  12.607 м2; 14 Среднее сечение для прохода газов во всем пароперегревателе 713  661 Fср= 713 18.8   15.201 м2 661 12.6 Средние шаги труб в газоходе для ПП II  S 1 ср  S1 p H1  S1 .0 H2 =  S 2 ср  S2 p H1  S2 .0 H2 = 200 182  95 531  121.802 м2 H1  H2 H1  H2 180 182  90 531 182  531  112.973 м2 182  531 Расчетные шаги труб для всего пароперегревателя в целом S1 ср   S 1 cp H   S 1 H S2 ср  = 113 713  90 661 713  ( 220  441) H  H  S 2 cp H  S2 H H  H  101.935 м2 по ширине = 122 713  98 661  110.454 м2 по глубине 713  ( 220  441) Эффективная толщина излучающего слоя в пределах ПП  4 S1 S2 s  0.9 d  2 = 0.9 0.04  4  0.102 0.1105  1   0.287 м2 0.042  3.14    1  p d  Сечение для прохода пара : 2 2 - в первой по пару ступени f =0,785*0,03 *75=0,053 м ; 1 - в крайних пакетах второй по пару ступени f2к=0,785*0,0352*84=0,00808 м2; в среднем пакете второй по пару ступени f2с=0,785*0,0332*66=0,0564 м2.

Расчетное живое сечение для прохода пара fcp  H1  H2 H f  = 731  689.1 689 0.053  42 75  713 0.0808  33 75  713  0.06 0.0564 При раздельном расчете первой и второй ступеней ПП вторая ступень рассчитывается как теплообменник с параллельно смешанным током при двух ходах многоходовой среды,причем оба хода с поямотоком по отно- шению к одноходовой среде. Принятие этой схемы допустимо потому , что соотношение поверхностей обоих ходов по пару равно( по отношению числа змеевиков) 42/33= =1,27<1,5.

Первая ступень ПП имеет последовательно смешанный ток теплоносителей. Тепловой расчет ПП приведен в таблице. торая ступень ным током при током по отно- е поверхностей ов) 42/33= теплоносителей. Наименование 1 2 dcp 1.Средний диаметр трубы 2.Угловой коэффици- хпуч ент фестона 3Лучевоспринимающая Нлф Ед. измерения Тепловой расчет пароперегревателя Обозначение таблица 6: Расчетные формулы или способ определения Расчет 3 4 5 мм По конструктивным характеристикам По номмограме 1,г[1] 0.77 По конструктивным хар-кам топки 32.7 м2 поверхность фестона 4.Тепловая нагрузка экранов в верхней qлв части топки 5.Тепло, полученное Qл излучением из топки 6.температура газов t'г на входе 7Энтальпия газов на I' входе 8.Температура перег tпп ретого пара 9.Энтальпия перегре iпп того пара 10.Тепло,переданное Δiпо в пароохладитель 11Энтальпия насыщен iнп ного пара 12.Тепловосприятие Qб ПП по балансу 13.Энтальпия газов I" за ПП 14.Температура га- t"г кВт ηВ м2 B pQл F ст 40 71.11 кг (1- хпуч)qлв*Нлф Вр 119.91 С из расчета фестона 965.5 кДж о То же кДж 11191.85 кг о С кДж По заданию 510 По табл.XXV 3402.35 кг кДж Задаемся 62.8 кг По табл.XXIII кг при Рб=10,45 Мпа (i пп -i нп +Δi по )D  _ Qл кДж             Вр кг кДж 2709.7                     кДж I'-Qб/φ+∆αпеIхв #DIV/0! кг о С 5520.56 По Н-t таблице 453 зов за ПП 15.Средняя температура газов tГ 16.Средняя температура пара 17.Средняя скорость t о о С С газов в перегрева- ωг м/с теле 18.Коэффициент тепaк Вт2 лоотдачи конвекцией мК 19.Коэффициент теп- ψ ловой эффективности 20.Коэффициент заг- ε м2 К рязнения кг 21.Коэффициент тепa2 Вт2 лоотдачи от стенки мК к пару о 22.Температура заг- tз С рязненной стенки t'+t" 2 t нп +t пп  2 В рV    (t+273) г      Fср     273 По номограмме 12[1] aнСzCsCф По табл.7-1[1] По табл.7-36[1] По номограмме 15[1] 709.25 413.3 6.95 60*1*1*0,94= 56.4 0.6 0.005 2550*0,94 = =2397 t+(ε+1/α2)Вр(Qб+Qл) Н 413,3+(0,005+1/2397)* 4,03*(6118,96+123,34)*1000/ /1402= 510.5 продолжение таблицы:6 1 2 vп 23.Объем пара при средней тем-ре ωп 24.Средния скорость пара 25.Суммарная поглащательная способ pпS ность трехатомных газов 26.Коэффициент ослабления лучей тре κг хатомными газами 27.Коэффициент ослабления лучей зо- κзл ловыми частицами 28.Суммарная оптическая толщина крs запыленного потока 29.Степень черноты а продуктов сгорания 30.Коэффициент теп αл лоотдачи излучения 31.Коэффициент теп α1 лоотдачи 32.Коэффециент теп к лопередачи 33.Температурный напор на входе при ∆t’прт 3 4 м3 По таблице XXV[1] кг при(Рб+Рп)/2=10,12 5 0.02639 м/с D*vн/f 14.65 мМПа рrпs 0,1(0,143+0,0604)0,286= 0.0064 1 мМПа По номограмме 3[1] 22.96 1 мМПа По номограмме 4[1] 106.12 (кгrп+кзлμзл)ps 0.210 По номограмме 2[1] 0.175 Вт По номограмме 19[1 м2К Вт ξ(αк+αл) 141,9*0,175= 24.8 81.2 м2К Вт ψα1/(1+α1/α2) 0,6*81,2/(1+81,2/2397 47.12 м2К о С t'-tпп 455.5 о С 136.4 о С t"-tнп ∆t’прт -∆t”прт 2.3lg ∆t’прт/ ∆t”прт 264.898 о С t'-tнп 648.9 о С t"-tпп -57 протикотоке 34.То же на выходе ∆t"прт 35.Температурный напор при противо- ∆tпрт токе 36.Температурный ∆t’прм  напор газов на входе при прямотоке 37.То же на выходе ∆t”прм   ( ∆t’     -∆t”      ) прм  прм   38.Температурный напор при прямото- ∆tпрм ке 39.Отношение температурных напоров о С 2.3lg ∆t’прм/ ∆t”прм ∆t прм    ∆tпрт Err:502 <<0,92 ВЫВОД:температурные напоры для обеех ступеней ПП надо рассчитывать раздельно считывать 1 1.Температура газов на выходе 2.Энтальпия газов на выходе 3.Энтальпия ступени по балансу 4.Энтальпия пара на входе в ступень Ед.