150551 (594557), страница 4

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

1. По конструктивным данным выбираем:

Н - площадь поверхности нагрева;

H = 63,3м² ;

F - площадь живого сечения (м²) для прохода продуктов сгорания;

F = 0,348 м².

d-наружный диаметр труб;

d = 51мм

S_{1 ,}S₂ - поперечный и продольный шаг труб,

S₁ = S₂ = 110 мм, [2], стр.33

Подсчитываем относительный поперечный шаг G₁ = S₁ / d и относительный продольный шаг G₂ = S₂ / d

G₁ =110 / 51 = 2,15; G₂ =110 / 51 = 2,15

2. Предварительно принимаем два значения температуры продуктов сгорания после рассчитанного газохода. В дальнейшем весь расчет ведется для двух предварительно принятых температур.

_min = 300 °C; _max = 500 °С.

3. Определяем теплоту, отданную продуктами сгорания (кДж/кг):

Q = ∙(h - h + ∙h⁰_прc)

где: — коэффициент сохранения теплоты (табл.5); h—энтальпия продуктов сгорания перед поверхностью нагрева, определяется по рис.1(приложение) при температуре и коэффициенте избытка воздуха после поверхности нагрева, предшествующей рассчитываемой поверхности; h— энтальпия продуктов сгорания после рассчитываемой поверхности нагрева, определяется по рис.1(приложение) при двух предварительно принятых температурах после конвективной поверхности нагрева; — присос воздуха в конвективную поверхность нагрева, определяется как разность коэффициентов избытка воздуха на входе и выходе из нее (табл.3); h⁰_прc — энтальпия присосанного в конвективную поверхность нагрева воздуха, при температуре воздуха t_в = 30°С определяется по формуле: h⁰_прс= V⁰_В C_В t_в

h⁰_прc=9,91∙ 1,32 30 = 392,436 кДж/кг

h= = 23500 кДж/кг;

По h-t диаграмме: h_min = 5297,1 кДж/кг;

h_max = 9053,51 кДж/кг;

Коэффициент сохранения тепла: = 0,985

Q_{б min}= 0,985 (23500 – 5297,1 + 0,05 392,436) = 17949,2 кДж/кг;

Q_{б max}= 0,985 (23500 – 9053,51+ 0,05 392,436) = 14249,1 кДж/кг;

4. Вычисляем, расчетную температуру потока продуктов сгорания в конвективном газоходе (°С)

= ( + ) / 2

_min = (1000 + 300) / 2 = 650 °С;

_max = (1000 + 500) / 2 = 750 °С;

где и — температура продуктов сгорания на входе в поверхность и на выходе из нее.

5. Подсчитываем среднюю скорость продуктов сгорания в поверхности нагрева (м/с)

W_г = B_р∙ V_г∙ ( +273) / (F 273 3600)

где Вр — расчетный расход топлива, кг/с (табл.5); F— площадь живого сечения для прохода продуктов сгорания (см. п. 1), м²; V_Г —объем продуктов сгорания на 1 кг твердого и жидкого топлива (из расчетной табл. 3 при соответствующем коэффициенте избытка воздуха); — средняя расчетная температура продуктов сгорания, °С (см. п. 4).

W_{г min}=459,62 11,11 (650 + 273) / (0,348 273 3600) =13,78 м/с;

W_{г max}=459,62 11,11 (750 + 273) / (0,348 273 3600) = 15,27 м/с.

6. Определяем коэффициент теплоотдачи конвекцией от продуктов сгорания к поверхности нагрева:

при поперечном смывании коридорных и шахматных пучков и ширм

_ф

где: - коэффициент теплоотдачи определяемый по номограмме:

при поперечном омывании коридорных пучков - по рис. 6.1 [2]; - поправка на число рядов труб по ходу продуктов сгорания, определяется при поперечном омывании коридорных пучков - по рис. 6.1 [2]; - поправка на компоновку пучка, определяется: при поперечном смывании коридорных пучков - по рис. 6.1 [2]; Сф - коэффициент, учитывающий влияние изменения физических параметров потока, определяется: при поперечном омывании коридорных пучков труб - по рис. 6.1 [2].

= 1; = 1;

С_{Ф min} = 1,08; С_{Ф max} = 1,04;

_{mi n}= 84Вт/К∙м² ; _max = 89 Вт/К∙м².

_{k min} = 1 1,08 84 1= 90,72 Вт/К∙м²

_{k max}=1 1,04 89 1 = 92,56 Вт/К∙м²

7. Вычисляем степень черноты газового потока по номограмме рис. 5.6. [2]. При этом необходимо вычислить суммарную оптическую толщину

kps = (k_г r_n + k_зл∙ μ) p s

где: k_г — коэффициент ослабления лучей трехатомными газами;

k_зл − коэффициент ослабления лучей золовыми частицами, [2], стр.75

μ − концентрация золовых частиц.

Толщина излучающего слоя для гладкотрубных пучков (м)

S = 0,9 d (4/ ∙ (S₁ S₂ / d² ) -1)

S = 0,9 51 10^-3 (4 / 3,14 (110² / 51²) -1) = 0,213 м

P_n= r_n p

P_n = 0,216 0,1 = 0,0216 МПа,

где: p — давление продуктов сгорания в газоходе принимается 0,1 МПа [2], стр.62.

k_г=

k_{г min =} (м∙МПа)^-1

k_{г max =} (м∙МПа)^-1

kps_min = 36,48 0,0216 0,213 = 0,167

kps₂ = 33,05∙ 0,0216 0,213 = 0,152

По рис.5.6 [2] определяем степень черноты газового потока

a_min= 0,16; a_max= 0,14.

8. Определяем коэффициент теплоотдачи , учитывающий передачу теплоты излучением в конвективных поверхностях нагрева, Вт/(м² ∙К):

для незапыленного потока (при сжигании жидкого и газообразного топлива)

= ∙ a c_г,

где: — коэффициент теплоотдачи, определяется по номограмме на рис. 6.4,[2]; а — степень черноты; c_г — коэффициент, определяется по рис. 6.4,[2].

Для определения и коэффициента c_г вычисляется температура загрязненной стенки (°С)

t_з = t + t,

где: t — средняя температура окружающей среды, для паровых котлов принимается равной температуре насыщения при давлении в котле, а для водогрейных — полусумме температур воды на входе в поверхность нагрева и на выходе из нее, °С; t — при сжигании газа принимается равной 25°С ,[2] стр.78.

t = 195,04 °C

t₃= 195,04 + 25= 220,4 C

c_{г min}= 0,93 c_{г max}= 0,97.

_min= 38 Вт/(м²∙K); _max= 58 Вт/(м²∙K);

_min = 38 0,93 0,16 = 5,65 Вт/(м²∙K);

_max = 58 0,97 0,14= 7,87 Вт/(м²∙K).

9. Подсчитываем суммарный коэффициент теплоотдачи от продуктов сгорания к поверхности нагрева, Вт/(м²∙K):

∙( + ),

где: - коэффициент использования, учитывающий уменьшение тепловосприятия поверхности нагрева вследствие неравномерного омывания ее продуктами сгорания, частичного протекания продуктов сгорания мимо нее и образования застойных зон; для поперечно омываемых пучков принимается

= 1.[2], стр.79.

_1min = 1 (90,72 +5,65) = 96,37 Вт/(м²∙K);

_1max = 1 (92,56 + 7,87) = 100,43 Вт/(м²∙K).

10. Вычисляем коэффициент теплопередачи Вт/(м²∙K),

К= ∙

где: —коэффициент тепловой эффективности, определяемый из табл. 6.1 и 6.2 в зависимости от вида сжигаемого, топлива [2]:

= 0,85

K_min = 0,85 96,37 = 81,915 Вт/(м²∙K);

K_max = 0,85 100,43 = 85,366 Вт/(м²∙K).

11. Определяем количество теплоты, воспринятое поверхностью нагрева, на 1кг сжигаемого твердого и жидкого топлива (кДж/кг),

Q_т = [(K H T) / (B_р 1000 )] ∙3600

Для испарительной конвективной поверхности нагрева °С :

t_k - температура насыщения при давлении в паровом котле, определяется из таблиц для насыщенных водяных паров, °С

t_k = 195,04 °С, [1]стр.47:

T_min = (1000 - 300) / [ln (1000 – 195,04) / (300 – 195,04)] = 344 °С

T_max = (1000 - 500) / [ln (1000 – 195,04) / (500 – 195,04)] = 515 °С

Q_{т min} = (81,915 63,3 344 ∙3,6) / 459,62 = 13971,05 кДж/кг;

Q_{т max} = (85,366 63,3 515 3,6) / 459,62 = 21792,14 кДж/кг.

12. По принятым двум значениям температуры ₁” и ₂” и полученным двум значениям Q_т и Q_б производится графическая интерполяция для определения температуры продуктов сгорания после поверхности нагрева. Для этого строится зависимость Q =f( "), показанная на рис.2[приложение]. Точка пересечения прямых укажет температуру продуктов сгорания _кп1 , которую следовало бы принять при расчете.

13. Определив температуру _кп1 = 370 °С, находим по рис.1 [приложение] h_кп = 7000 кДж/кг.

14. Количество тепла переданное в первом конвективном пучке

Q_кп = ∙ (h_кп - h_кп + h⁰_прс )

Q_кп = 0,985 (23500 – 7000 + 0,05 392,44) = 16271,89 кДж/кг.

3. РАСЧЕТ ХВОСТОВЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ НАГРЕВА

3.1 Конструктивный расчет водяного экономайзера

В промышленных паровых котлах, работающих при давлении пара до 2,5 МПа, чаще всего применяются чугунные водяные экономайзеры, а при большем давлении — стальные. При этом в котельных агрегатах горизонтальной ориентации производительностью до 25 т/ч, имеющих развитые конвективные поверхности, часто ограничиваются установкой только водяного экономайзера. В котельных агрегатах паропроизводительностью более 25 т/ч вертикальной ориентации с пылеугольными топками после водяного экономайзера всегда устанавливается воздухоподогреватель. При сжигании высоковлажных топлив в пылеугольных топках применяется двухступенчатая установка водяного экономайзера и воздухоподогревателя.

При установке только водяного экономайзера рекомендуется такая последовательность его расчета:

1. По уравнению теплового баланса определяем количество теплоты (кДж/кг), которое должны отдать продукты сгорания при принятой температуре уходящих газов:

Q_эк= ∙ (h_эк-h_эк+ _эк∙ h⁰_прc)

где — коэффициент сохранения теплоты (табл.5) при температуре и коэффициенте избытка воздуха после поверхности нагрева, предшествующей рассчитываемой поверхности; h_эк— энтальпия продуктов сгорания на входе в экономайзер, определяется из рис.1[приложение ] по температуре продуктов сгорания, известной из расчета предыдущей поверхности нагрева, кДж/кг; h_эк — энтальпия уходящих газов, определяется из табл.5 по принятой в начале расчета температуре уходящих газов, кДж/кг; _эк— присос воздуха в экономайзер, принимается по табл.3; h⁰_прc — энтальпия теоретического количества воздуха, при температуре воздуха Tв = 30(°С) определяется по формуле:

Характеристики

Список файлов ВКР