151727 (621903), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Рисунок 1.3 - График изменения температур в ширмах при прямотоке
10.2 Расчет фестона
При расчете фестона не учитывать теплообмен через подвесные трубы и др. дополнительные поверхности. Фестон обыкновенно располагают между ширмами, висящими над топкой, и конвективным пароперегревателем. Фестон выполняют из разряженного пучка труб большего диаметра.
Расчет фестона сведен в нижеследующую таблицу.
Таблица 8
10.3 Расчет конвективного пароперегревателя
Конвективный пароперегреватель двухступенчатый, в первую ступень по ходу пара поступает пар из ширмового пароперегревателя и далее он проходит во вторую ступень, из которой уходит на работу паровых турбин и на другие потребности.
Дымовые газы же идут в начале через вторую ступень пароперегревателя, а потом через первую ступень. По этой причине тепловой расчет осуществляется сначала второй, а потом первой ступени пароперегревателя. Поскольку для упрощения расчета не рассчитывается потолочный пароперегреватель и другие поверхности нагрева, конвективный пароперегреватель выполняется в значительной степени конструктивным расчетом.
Теплосъем конвективного пароперегревателя примерно пополам разделим по первой и второй ступеням.
Расчет ведем согласно указаниям [1, с.92-98] со ссылками на другие страницы. В начале рассчитываем геометрические размеры конвективного пароперегревателя общие для обеих его ступеней.
Рисунок 1.4 - Эскиз конвективного пароперегревателя второй ступени
Таблица 9- Расчет пароперегревателя второй ступени
| Наименование величины | Расчетная формула или страница1 | Результат расчета |
| Наружный диаметр труб, d, м | Из чертежа | 0,04 |
| Поперечный шаг, S1, м | Из чертежа | 0,12 |
| Продольный шаг, S2, м | Из чертежа | 0,1 |
| Относительный поперечный шаг, 1 |
| 3 |
| Относительный продольный шаг, 2 |
| 2,5 |
| Расположение труб | Из чертежа | Коридорное |
| Температура газов на входе во вторую ступень, V’п2, С | V’п2= V"ф | 934 |
| Энтальпия газов на входе во вторую ступень, Н’п2, | Н’п2= Н"ф | 8334,3849 |
| Температура газов на выходе из второй ступени, V"п2, С | Принимаем на 200 С ниже | 700 |
| Энтальпия газов на выходе из второй ступени, Н"п2, | Из таблицы расчета №6 | 6120,3549 |
| Тепловосприятие по балансу, Qбп2, | Qбп2=( Н’п2- Н"п2+Hпр) | 0,99(8334,3849-6120,3549+ +0,03173,0248)= 2197,0285 |
| Присос воздуха , | [1, с.52] и №5 расчета | 0,03 |
| Энтальпия присасываемого воздуха, Hпр, | №6 расчета | 173,0248 |
| Тепловосприятие излучением, Qлп2, |
|
|
| Лучевоспринимающая поверхность, Fлп2, м2 | Fлп2=аhгп2 | 12,05135=60,26 |
| Высота газохода, Hгп2, м | По чертежу | 5 |
| Теплота воспринятая паром, hп2, |
|
|
| Снижение энтальпии в пароохладителе, hпо, | [1, с.78] | 75 |
| Энтальпия пара на выходе из пароперегревателя, h"п2, | По tпе и Рпе [7 Таблица 3] | 3447 |
| Энтальпия пара на входе в пароперегреватель, h’п2, | H’п2= h"п2-hп2+hпо | 3434,37-391,5537+75= =3117,8163 |
| Температура пара на выходе из ПП, t"п2, C | t"п2= t"пе | 545 |
| Тем-ра пара на входе в ПП, t’п2, C | [7 таблица 3] по Рпе и h’п2 | 454 |
| Средняя температура пара, tп2, C |
| 499,5 |
| Удельный объем пара, Vп2, | По tпе и Рпе [7] | 0,0225 |
| Число рядов труб по ходу газов в одном ходу пара, Z2, шт | Z2=ZP [1 , с.95] | 3 |
| Живое сечение для прохода пара, fп2, м2 |
| 0,202 |
Скорость пара, п2, |
|
|
| Ср. температура газов, Vп2, C |
|
|
| Скорость дымовых газов, гп2, |
|
|
| Живое сечение для прохода газов, Fгп2, м2 | Fгп2=dhгп2-Z1hпп2d | 12,05135-994,5 0,04=42,4365 |
| Высота конвективного пучка, hпп2, М | По чертежу | 4,5 |
| Число труб в ряду, Z1, шт |
| 99 |
| Коэф-т теплоотдачи конвекцией от газов к пучку, к, | к =СSCZ CФнг | 10,920,9560=52,44 |
| Поправка на компоновку пучка, СS | [1, с.122] СS=(12) | 1 |
| Поправка на число поперечных труб, CZ | [1, с.123] СZ =(z2) | 0,92 |
| Поправка, CФ | [1, с.123] СФ=(zН2О,Vп2) | 0,95 |
| Объемная доля водяных паров, rН2О | №5 расчета | 0,0798 |
| Нормативный коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов, нг, | [1, с.122, график6.4] | 60 |
| Температура загрязненной стенки, tз, С |
| 719,025 |
| Коэф-т загр., , | [1, с.142] | 0,0043 |
| Коэффициент теплоотдачи конвекцией от стенки к пару, 2, | [1, с.132 график6.7] 2=Сdнп | 2160 |
| Теплообменная поверхность нагрева, Fп2, , м2 | Fп2=Zxdhпп2Z1Z2 | 1680 |
| Число ходов пара, Zx, шт | Принято конструктивно | 10 |
| Коэффициент теплоотдачи излучением, л, | л=нлП2 | 188∙0,26=48,88 |
| Эффективная толщина излучающего слоя, S, м |
| 0,31 |
| Коэф-т ослабления лучей в чистой газовой среде, Kг, | [1, с.138 рисунок 6.12] | 9,5 |
| Коэффициент ослабления лучей частицами летучей золы, Kз, | [1, с.140 рисунок 6.13] | 90 |
| Объемная доля трехатомных газов, Rп | №5 расчета | 0,2226 |
| Концентрация золовых частиц, зл | №5 расчета | 0,0669 |
| Оптическая толщина, КРS, | KPS=( kг rп+ kззл) РS | (9,50,2226+900,0669) 0,10,31=0,2522 |
| Коэффициент излучения газовой среды, П2 | [1, с.44 рисунок 4.3] | 0,26 |
| Нормативный коэффициент теплоотдачи излучением, нл, | [1, с.144 рисунок 6.14] | 188 |
| Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке, 1, | 1=к+л | 52,44+48,88=161,32 |
| Коэффициент теплопередачи, Кп2, |
|
|
| Коэффициент тепловой эффективности, | [1, с.145 таблица 6.4] | 0,65 |
| Большая разность температур на границах сред, tб, С | Из прилагаемого графика | 480 |
| Меньшая разность температур на границах сред, tм, С | Из прилагаемого графика | 155 |
| Температурный напор (прямоток) tП2, С |
| |
|
| 168062,9072288 /14431,9=2109,0099 | |
| Несходимость тепловосприятия, Qт.п2, % |
| /(2197,0285-2109,0099) 100/2197,0285/∙100 =4,01 расчет окончен |
Рисунок 1.5 - График изменения температур в ПП II
10.3.1 Расчет конвективного пароперегревателя первой ступени
Таблица 10
| Наименование величины | Расчетная формула или страница1 | Результат расчета |
| Температура газов на входе в первую ступень, V’п1, С | V’п1= V" п2 | 700 |
| Энтальпия газов на входе в первую ступень, Н’п1, | Н’п1= Н" п2 | 6120,3549 |
| h’п1= h"ш | 2852,2 | |
| h"п1= h’п2 | 2820,206 | |
| hп1= h"п1- h’п1 | 3130,4443-2820,206=310,2383 | |
|
|
| |
| Присос воздуха на первую ступень, | №5 расчета | 0,03 |
|
|
| |
| Температура пара на выходе из пароперегревателя, t"п1, C | t"п2= t’п2 | 454 |
| Температура пара на входе в пароперегреватель, t’п1, C | t’п2= t"ш | 362 |
| Средняя температура пара, Tп1 C, |
| 408 |
| Удельный объем пара, Vп1, | По tпе и Рпе [7] | 0,01774 |
| Число рядов труб по ходу газов в одном ходу пара, Z2, шт | Как во второй ступени | 2 |
| Число труб в ряду, Z1, шт | Как во второй ступени | 99 |
| Живое сечение для прохода пара, fп1, м2 | Fп1= fп2 | 0,202 |
| Скорость пара, п1, |
|
|
| Коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов к пучку, к, | к =СSCZ CФнг | 10,920,9869=56,8 |
| Поправка на компоновку пучка, СS | [1, с.122] СS=(12) | 1 |
| Поправка на число поперечных труб, CZ | [1, с.123] СZ =(z2) | 0,92 |
| Поправка CФ, | [1, с.123] СФ=(zН2О,Vп2) | 0,98 |
| Объемная доля водяных паров, rН2О | №5 расчета | 0,0780 |
| Температура газов на выходе из первой ступени, V"п1, С | №6 расчета по Н"п1 | 448 |
| Средняя температура газов, Vп1, С |
|
|
|
|
| |
| Живое сечение для прохода газов, Fгп1, м2 | Fгп1= Fгп2 | 42 |
| Нормативный коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов, нг, | [1, с.122 , график6.4] | 63 |
| Температура загрязненной стенки , tз, С |
|
|
| [1, с.142] | 0,0038 | |
| Коэффициент теплоотдачи конвекцией от стенки к пару, 2, | [1, с.132, график6.7] 2=Сdнп | 2540 |
| Теплообменная поверхность нагрева, Fп1, м2 | Fп1=Zxdhпп1Z1Z2 | 223,140,044,5993=3693 |
| Число ходов пара, Zx, шт | Принято конструктивно | 22 |
| Высота конвективного пучка, hпп1, м | Hпп1= hпп2 | 4,5 |
| Коэффициент теплоотдачи излучением, л, | л=нлП2 | 95∙0,26=24,7 |
| Эффективная толщина излучающего слоя, S, м | Принимаем из расчета второй ступени | 0,31 |
| [1, с.138, рисунок 6.12] | 2,3 | |
| Коэф-т ослабл. лучей частицами летучей золы, | [1, с.140, рисунок 6.13] | 100 |
| Объемная доля трехатомных газов, Rп | №5 расчета | 0,2175 |
| Концентрация золовых частиц, зл | №5 расчета | 0,0671 |
| Оптическая толщина, КРS, | KPS=( kг rп+ kззл) РS | (2,30,2175+1000,0671) 0,031=0,2235 |
| Коэф-т излуч. газовой среды, П1 | [1, с.44, рисунок 4.3] | 0,19 |
| Нормативный коэф-т излучением, нл, | [1, с.144, рисунок 6.14] | 95 |
| Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке, 1, | 1=к+л | 56,8+24,7=81,5 |
| Коэффициент теплопередачи, Кп1, |
|
|
| Коэффициент тепловой эффективности, | [1, с.145, таблица 6.4] | 0,65 |
| Большая разность температур на границах сред, tб, С | V’п1-t"п1 | 246 |
| Меньшая разность температур на границах сред, tм, С | V"п1-t’п1 | 86 |
| Температурный напор (прямоток), tП2, С |
|
|
| Тепловосприятие второй ступени пароперегревателя, Qт.п1, |
| 3693·51,33·153 /14431,9=2001,8914 |
| Несходимость тепловосприятия, Qт.п1, % |
| (1910,6272-2001,8914) ·100/1910,6272=4,78<5% расчет окончен |
10.4 Расчет водяного экономайзера и воздухоподогревателя
10.4.1 Расчет второй ступени экономайзера
Таблица 11- Расчет ВЭК II
10.4.2 Расчет второй ступени воздухоподогревателя
Весь воздухоподогреватель выполнен двухпоточным двухступенчатым. Расчет выполняется согласно рекомендациям. Расчет второй ступени выполняется и вводится в ниже следующую таблицу.
Таблица 12- Расчет ВЗП II
10.4.3 Расчет первой ступени водяного экономайзера
Расчет проводится согласно рекомендациям данным для расчета второй ступени экономайзера
Таблица 13
| Наименование величины | Расчетная формула или страница1 | Результат расчета |
| Наружный диаметр труб, d, мм | Из чертежа | 32 |
| Внутр. диаметр труб, dвн, мм | Из чертежа | 25 |
| Поперечный шаг, S1, мм | Из чертежа | 80 |
| Продольный шаг, S2, мм | Из чертежа | 64 |
| Число рядов труб на выходе из коллектора, ZР, шт | [1, с.99] | 2 |
| Число труб в ряду, Z1, шт | | (12,0513-0,08)0,08=150,2 |
| Число рядов труб, Z2, шт | Принимаем с последующим уточнением | 28 |
| Живое сечение для прохода газов, Fжэ1, м2 | Fжэ1= Fжэ2 | 48,2592 |
| Поверхность нагрева, Fэ1, м2 | Fэ1= Lэ1Z1Z2 ZР | 3,140,0326,2150,228 2=5239,9757 |
| Длина трубок в экономайзере, L э1, м | из чертежа | 4,3 |
| Температура газов на входе в первую ступень, V’э1, С | V’э1= V"вп2 | 328 |
| Н’э1= Н"вп2 | 2874,3385 | |
| Тем-ра воды на входе в первую ступень, t’э1, С | t’э1= tпв | 240 |
[1, таблица 3] по Рпв | 1239,5 | |
| Тем-ра воды на выходе из первой ступени, t’’э1, С | t’’э1= t’э1 [1, с.72] | 264 |
h’’э1= h’э1 | 1296,8368 | |
| Тепловосприятие по балансу, Qбэ1, |
| 88,88·(1296,8368-1239,5)/14,4319=353,1132 |
| Энтальпия газов на выходе из ВЭК, Н"э1, |
| 2874,3385+0,02·173,0248-353,1132/0,99=2531,3735 |
| Изменение избытка воздуха в первой ступени, э1 | №5 расчета | 0,02 |
| Температура газа на выходе из вэ, V"э1, С | №5 расчета | 251 |
| Средняя температура воды, tэ1, С | | (240+264)/2=252 |
| Средняя температура газов, Vэ1, С | |
|
| Средняя скорость газов, гэ1, |
| 14,4319·5,24·(374+273)/ (273·48,2592)=3,7138 |
| Коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов к шахматному пучку, к, | к =СSCZ CФн | 580,75 0,799=30,1455 |
| Поправка на компоновку пучка, СS | Из расчета второй ступени | 0,7 |
| Поправка на число поперечных труб, CZ | [1, с.125] СZ =(z2) | 0,75 |
| Поправка, CФ | [1, с.123] СФ=(rН2О,Vэ1) | 0,99 |
| Объемная доля водяных паров, rН2О, | №5 расчета | 0,0738 |
| Нормативный коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов, н, | [1, с.124] н=( гэ1d) | 58 |
1=к | 30,1455 | |
|
| 30,1455/(1+0,0063·30,1455)=25,3349 | |
| Коэффициент загрязнения стенки, , | [1, с.143, рисунок 6.16] | 0,0063 |
| Температурный напор на выходе газов, | V’э1- t"э1 | 328-264=64 |
| Температурный напор на входе газов, | V"э1- t’э1 | 251-240=11 |
| Средний температурный напор, tэ1, С |
| (64+11)/2=37,5 |
|
| 55239,9757·25,3349·37,5/14431,9=344,95 | |
| Несходимость тепловосприятия, Qтэ1, % |
| (353,1132-344,95) ·100/353,1132=2,31 расчет окончен |
10.4.4 Расчет первой ступени воздухоподогревателя
Диаметры трубок, их длину шага и количество, а так же глубину установки в конвективной шахте принять из расчета второй ступени воздухоподогревателя.
Таблица 14
11. Определение неувязки котлоагрегата
Расчет сведен в таблицу 15
| Потеря тепла с уходящими газами, q2, % |
|
|
| КПД, пг, % | пг=100-(q2+ q3+ q4+ q5+ q6) | 100-(4,6498+0+0,5+0,48+0,9615)=93,4087 |
| Расход топлива, В, |
|
|
| Тепло воздуха, Qв, |
|
|
| Полезное тепловыделение в топке, Qт, |
|
|
| Удельное тепловосприятие топки, Qлт, |
|
|
| Определение неувязки, /ΔQ/ |
| 16606,154*0.934087 – (7849,841972+883,809+2109,0099+2001,8914+520,6512+344,95+832,9492+1450,6895)*(100-1.5/100)=-426,6607 |
| Несходимость баланса, /Q/, % | /ΔQ/*100/ | 426,6607*100/16606,154=2,5733% |
Список используемой литературы
-
Компоновка и тепловой расчет парового котла: Учеб. пособие для вузов/ Ю.М. Липов, Ю.Ф. Самойлов, Т.В. Виленский. – М.: Энергоатомиздат, 1988.- 208 с.: ил.
-
Теплоэнергетика и теплотехника. Общие вопросы. Справочник. //Под ред. Григорьев В.А., Зорин В.М. – М.: Энергия, 1980.
-
Котельные установки и парогенераторы (тепловой расчет парового котла): Учебное пособие / Е.А. Бойко, И.С. Деринг, Т.И. Охорзина. Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2005. 96 с.
-
Котельные установки и парогенераторы (конструкционные характеристики энергетических котельных агрегатов): Справочное пособие для курсового и дипломного проектирования студентов специальностей 1005 – "Тепловые электрические станции", 1007 – "Промышленная теплоэнергетика" / Сост. Е.А. Бойко, Т.И. Охорзина; КГТУ. Красноярск, 2003. 223с.
=411















