125524 (690578), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Котел призначений для одержання гарячої води з температурою 150 0С в окремих котельнях для використання в системах опалення, вентиляції і гарячого водопостачання обєктів промислового і побутового призначення, на ТЕЦ як піково-резервні джерела тепла.
Котел використовується для роботи як в основному режимі, так і в пвковому (для підігріву мережної води відповідно від 70 до 150 0С).
Котел КВ-ГМ-100 повинен працювати з постійною витратою води.
Як розрахункові палива прийняті: мазут марки М100 та природний газ з Qнр = 37,3 МДж/м3.
Топка котла обладнана газомазутними пальниками з ротаційними форсунками типу РГМГ-20 продуктивністю 20 Гкал/год. Пальники допускають форсування: РГМГ-20 до 25 Гкал/год.
Кожен пальник типу РГМГ має автономний вентилятор первинного повітря типу 30ЦС85.
На фронтовій стіні топки котла КВ-ГМ-100 в один ярус встановлені два пальники типу РГМГ-20. Діапазон регулювання навантаження котлів – 20-100% від номінальної продуктивності.
Топка і задня стіна конвективного газоходу цілком екранована трубами Ø60×3 мм із кроком S=64 мм.
Конвективна поверхня нагрівання котла складається з трьох пакетів, розташованих у вертикальному газоході. Кожен пакет набирається з П-образних ширм, виконаних із труб Ø28×3 мм. Ширми пакетів розташовані паралельно фронту котла і встановлені таким чином, що їхні труби утворюють шаховий пучок із кроками S1 = 64 мм і S2 = 40 мм. Бокові стіни конвективного вертикального газоходу закриті трубами Ø83×3,5 мм із кроком S = 128 мм, що є одночасно колекторами для ширм конвективних пакетів.
При роботі на мазуті котли по воді повинні включатися за прямоточною схемою (підведення води здійснюється в поверхні нагрівання топкової камери, а відвід води – з конвективних поверхонь нагрівання. При роботі тільки на газоподібному паливі включення котлів по воді виконується по протиточній схемі (підведення води – у конвективні поверхні нагрівання, а відвід води – з поверхонь нагрівання топкової камери).
Якість мережної і підпиточної води повинна відповідати встановленим вимогам.
Для видалення зовнішніх відкладень із труб пакетів конвективних поверхонь нагрівання при роботі на мазуті котли обладнані установками дробевого очищення. Дріб транспортується повітрям, для чого використовується повітродувка.
Котел виконаний без несучого каркаса. Екрани топкової камери і конвективного газоходу спираються нижніми колекторами через опори на портал. Опора, розташована посередині нижнього колектора проміжного екрана топки, розміщеного між топкою і конвективним газоходом, є нерухомою.
Площадки і сходи котла кріпляться до стінок, що спираються на кронштейни порталу. Обмуровування котла – полегшене, патрубне, товщиною 110 мм. Воно складається з трьох шарів і шамотобетону, совелітових плит чи мінераловатних матраців і магнезіальної обмазки.
Котел КВ-ГМ-100 розрахований на роботу з врівноваженою тягою.
-
Газопостачання
Газ постачається в котельню від мережі високого тиску Р ≤ 0,6 МПа. Зниження тиску газа до Р = 50 кПа у котлів КВ-ГМ-100 здійснюється в газорегулюючій установці (ГРУ), в якій передбачається для двох котлів КВ-ГМ-100 дві нитки редуцировання з регуляторами РДУК 2В-200/140. Одна нитка робоча, друга – резервна. Для двох котлів ДЕ-35-14ГМ передбачається одна нитка редуцировання з регулятором РД БК1-100/50 з байпасом, яка знижує тиск газа до Р = 60 кПа.
ГРУ розташовується в котельні на площадці з відміткою 6.000. Газообладнання котлів запроектовано з урахуванням роботи на газі пониженого середнього тиску з обладнанням автоматикою безпеки та регулювання.
В якості другого виду палива прийнятий мазут. У випадку роботи котельні тільки на мазутному паливі для розпалу котлів передбачаються штуцери для можливості підлючення газобалонної установки сжиженого газу.
Для заземлення газопроводів проектів передбачається приварка до газопроводу смуг 4×25, другий кінець яких необхідно приварити до контуру заземлення котельні.
Після монтажу до випробувань ГРУ огородити металевою сіткою, газопроводи захищати протикорозійним лакофарбовим покриттям з двох шарів емалі ХВ-125 та двох шарів грунтовки ФЛ-0,3К.
-
Тепловий розрахунок котла КВ-ГМ-100
Для теплового розрахунку котлоагрегату необхідна таблиця «ентальпія-температура», що виконується на ЕОМ по програмі, розробленій на кафедрі «Теплотехніка та теплові двигуни» УкрДАЗТ. Метою теплового розрахунку є визначення умов роботи всіх поверхонь нагрівання й уточнення значень температури мережної води в процесі її переміщення по гідравлічному тракту котлоагрегату.
Тепловий розрахунок повинний підтвердити дотримання основних нормативних показників по температурах продуктів згоряння в топці, на виході з неї і по газоходах, аж до температури газів, що йдуть, а також по швидкостях руху газів у газоходах котельног оагрегату й інтенсивності теплопередачі у випадку відхилення будь-яких параметрів від нормативних значень. Тепловий розрахунок служить підставою для забезпечення нормальної тривалої роботи котлоагрегату.
1.4.1 Вихідні дані для теплового розрахунку котла КВ-ГМ-100
Вид палива – природний газ з родовища Шебелінка-Харків.
Склад газу: СН4 = 92,8 %; С2Н6 = 3,9 %; С3Н8 = 1 %; С4Н10 = 0,4 %;
С5Н12 = 0,3 %; N2 = 1,5 %; СО2 = 0,1 %.
Коефіцієнт надлишку повітря:
-
топка α = 1,1;
- котельний пучок α = 1,15.
Теплоносій - вода.
Температура води на вході - tвод = 70 0C.
Температура води на виході - t"вод = 150 0C.
Температура холодного повітря - tх.п. =30 0С.
Нижча робоча теплота палива – Qpн = 37,3 МДж/м3.
Робочий тиск - Рвод = 2,5 МПа.
1.4.2 Тепловий баланс
Робоча розташовувана теплота палива Qрр , кДж/м3
Qpp= Qpн=37332,9.(1.1)
Температура газів, що йдуть
ух., 0С
ух.=180.(1.2)
Ентальпія газів, що йдуть (з I -
таблиці) Іух.., кДж/м3
Іух. = 2758,696. (1.3)
Температура холодного повітря tх..n.., °С
tx.n.
. (1.4)
Ентальпія теоретично необхідної кількості повітря (з I -
таблиці) Ix.n., кДж/м3
I x.n. =417,148. (1.5)
Втрата теплоти від хімічного недопалу (з таблиці XX [1]) q3, %
q3 = 0,5. (1.6)
Втрата теплоти від механічного недопалу (з таблиці XX [1]) q4, %
q4 = 0. (1.7)
Втрата теплоти з газами, що ідуть q2, %
, (1.8)
.
Втрата теплоти у навколишнє середовище (з рисунку 5-1 [1]) q5, %
q5 = 0,2. (1.9)
Втрата теплоти зі шлаком q6, %:
q6 = 0. (1.10)
Сума теплових втрат ∑q, %
∑q=q2+ q3+ q4+ q5+ q6=6,105+0,5+0+0,2+0=6,805. (1.11)
Розрахунковий ККД котельного агрегату ηк.а..,%
ηк.а. =100-∑q = 100-6,805 = 93,195. (1.12)
Витрата води через котлоагрегат (по завданню) Gвод, т/год
Gвод=1235. (1.13)
Кількість корисно використаної теплоти Qп., кВт
. (1.14)
Витрата палива В, м3/год
. (1.15)
Розрахункова витрата палива Вр, м3/год
. (1.16)
Коефіцієнт збереження теплоти φ
. (1.17)
1.4.3 Розрахунок топки
Розрахунок теплообміну в топках водогрійних котлів ґрунтується на додатку теорії подоби до топкових процесів. На базі цієї теорії розроблений нормативний метод розрахунку котельних агрегатів [1].
Об'єм топки (з заводських характеристик) Vт, м3
Vт = 388,0. (1.18)
Видима теплова напруга топкового об'єму
- дійсне розрахункове qv, кВт/м3
. (1.19)
- нормативне (з таблиці XX [1]) qv0, кВт/м3
qv0 = 350. (1.20)
qv <qv0. (1.21)
Діаметр труб екранів (з заводських характеристик)
, мм
. (1.22)
Відстань від осей труб до стін (з заводських характеристик) e, мм
e = 30. (1.23)
Площі стін зайнятих екранами (з заводських характеристик):
- бічних Fбок., м2: (1.24)
- фронтового і заднього
, м2 Fз + Fф=105. (1.25)
Крок екранних труб (з заводських характеристик)
, мм
. (1.26)
Кутовий коефіцієнт екрана (з номограма 1 [1])
- бічного
:
. (1.27)
- фронтового і заднього, м2
. (1.28)
Коефіцієнт забруднення (з таблиці 6-2 [1]) ξ
ξ=0,65. (1.30)
Коефіцієнт теплової ефективності екранів
- бічного
. (1.31)
- фронтового і заднього
, м2
-
. (1.32)
Сумарна поверхня стін топки
, м2
. (1.34)
Середній коефіцієнт теплової ефективності екранів
. (1.35)
Ефективна товщина випромінюючого шару
, м
. (1.36)
Температура газів на виході з топки (приймається з майбутнім уточненням)
, °С
. (1.37)
Ентальпія газів на виході з топки (з I -
таблиці)
, кДж/м3
(1.38)
Сумарна об'ємна доля трьохатомних газів і водяної пари (з розрахунку на ЕОМ)
(1.39)
Добуток
,
.
. (1.40)
Коефіцієнт ослаблення променів газовими частками (з номограми 3 [1])
,
:
. (1.41)
Коефіцієнт ослаблення променів трьохатомних газів
,
:
. (1.42)
Коефіцієнт надлишку повітря на виході з топки
. (1.43)
Відношення
(1.44)
Коефіцієнт ослаблення променів сажистими частками
,
:
(1.45)
.
Ступінь чорноти світного полум'я
. (1.46)
Ступінь чорноти газового факела
. (1.47)
Коефіцієнт усереднення (за пунктом 6-07 [1])
. (1.48)
Ефективний ступінь чорноти факела
. (1.49)
Ступінь чорноти топки
. (2.50)
Температура повітря на вході в топку
, 0С
. (1.51)
Ентальпія теоретично необхідної кількості повітря
, кДж/м3
. (1.52)
Теплота, внесена в топку повітрям
, кДж/м3
. (1.53)
Тепловиділення в топці
, кДж/м3
.(1.54)
Теоретична температура горіння (з I-
таблиці)
, 0C
, (1.55)
К. (1.56)
Середня сумарна теплоємність продуктів згоряння
, кДж/м3
. (1.57)
Середнє теплове навантаження поверхонь нагрівання
, кВт/м2
. (1.58)
Висота розміщення пальників (за кресленням)
, м
=1,82. (1.59)
Висота топки
, м
. (1.60)
Відносна висота розміщення пальників
. (1.61)
Коефіцієнт виправлення (за пунктом 6-14 [1])
. (1.62)
Характеристика положення максимуму температури
. (1.63)
Параметр (за пунктом 6-13 [1])
. (1.64)
Розрахункова температура газів на виході з топки
, 0С
(1.65)
.
Ентальпія газів на виході з топки (з І-
таблиці)
, кДж/м3
(1.66)
Питома кількість теплоти, передана в топці випромінюванням
, кДж/м3
(1.67)
Сумарна кількість теплоти, переданої в топці
, кВт
. (1.68)
Витрата мережної води через екранні труби
, кг/год
. (1.69)
Нагрівання води при проходженні через екранні труби
, 0С
. 1.70)
1.4.4 Розрахунок конвективного пучка
Тепловий розрахунок конвективних поверхонь нагрівання котла КВ-ГМ-100 проводиться по газоходах котельного агрегату. Тому в газоході конвективного пучка температура газів значно змінюється і середній температурний напір для всього пучка істотно відрізняється від температурного напору на початку і наприкінці його, умовно поділяємо газохід на чотири частини. Площа поверхні нагрівання в кожній обраній для розрахунку ділянці газоходу визначаємо по фактичній кількості труб, їх довжині і зовніньому діаметру. Температуру води на вході в конвективний пучок приймаємо з наступних розумінь. На вході в котел розрахункове значення температури 70 0С, а в трубах топкових екранів збільшення температури отримане в тепловому розрахунку топки (приблизно 30-40 0С). Можливі відхилення дійсних значень температури води від прийнятих у розрахунку невеликі і не впливають на точність теплового розрахунку конвективного пучка.
Розрахункова точка 1
Температура газів перед газоходом (з розрахунку попередньої поверхні)
, 0С
. (1.71)
Ентальпія газів перед газоходом (з I-
таблиці при α= 1,15)
, кДж/м3
. (1.72)
Діаметр труб (по кресленню)
, мм
. (1.73)
Кроки труб (по кресленню)
- поперечний
, мм:
. (1.74)
- подовжній
, мм:
. (1.75)
Розміри газоходу (по кресленню)
- ширина
, м:
. (1.76) –
довжина
, м:
. (1.77)
Число труб (по кресленню)
- в одному ряді
:
. (1.78)
- уздовж потоку газів
:
. (1.79)
Загальне число труб
. (1.80)
Площа поверхні нагрівання (по кресленню)
, м2
. (1.81)
Площа живого перетину для проходу газів
, м2
. (1.81)
Температура газів за газоходом (приймається з наступним уточненням)
, 0С
. (1.82)
Ентальпія газів за газоходом (з І-
таблиці при α= 1,15)
, кДж/м3
. (1.83)
Кількість теплоти по рівнянню теплового балансу
, кДж/м3
. (1.84)
Середня температура газів
, 0С
. (1.85)
Середня температура води в трубах
, 0С
. (1.86)
Більша різниця температур
, 0С
. (1.87)
Менша різниця температур
, 0С
. (1.88)
Середній температурний напір
, 0С
. (1.89)
Об'єм продуктів згоряння, на 1 м3 палива (з роздруківки при α=1,15)
, м3/м3
. (1.90)
Середня швидкість газів
, м/с
. (1.91)
Коефіцієнт тепловіддачі конвекцією (за номограмою 13 [1])
, Вт/м2
. (1.92)
Температура забрудненої поверхні труб
, 0С
. (1.93)
Ефективна товщина випромінюючого шару
, м
. (1.94)
Сумарна об’ємна доля трьохатомних газів і водяних пар (з розрахунку на ЕОМ при α=1,15)
. (1.95)
Добуток
,
. (1.96)
Коефіцієнт ослаблення променів газовим середовищем (з номограми 3 [1])
,
. (1.97)
Ступінь чорності тіла
. (1.98)
Коефіцієнт тепловіддачі випромінюванням (за номограмою 19 [1])
, Вт/м2
. (1.99)
Коефіцієнт теплової ефективності (за таблицею 7-3 [1])
. (1.100)
Коефіцієнт теплопередачі
, Вт/м2
. (1.101)
Кількість теплоти, сприйнята поверхнею по рівнянню теплопередачі
, кДж/м3
. (1.101)
Відношення
. (1.102)
Розрахункова точка 2
Температура газів перед газоходом (з розрахунку попередньої поверхні)
, 0С
. (1.103)
Ентальпія газів перед газоходом (з I-
таблиці при α= 1,15)
, кДж/м3
. (1.104)
Діаметр труб (по кресленню)
, мм
. (1.105)
Кроки труб (по кресленню)
- поперечний
, мм:
. (1.106)
- подовжній
, мм:
. (1.107)
Розміри газоходу (по кресленню)
- в одному ряді
:
. (1.108)
- уздовж потоку газів
:
. (1.109)
Загальне число труб
. (1.110)
Площа поверхні нагрівання (по кресленню)
, м2
. (1.111)
Площа живого перетину для проходу газів
, м2
. (1.112)
Температура газів за газоходом (приймається з наступним уточненням)
, 0С
. (1.113)
Ентальпія газів за газоходом (з І-
таблиці при α= 1,15)
, кДж/м3
. (1.114)
Кількість теплоти по рівнянню теплового балансу
, кДж/м3
. (1.115)
Середня температура газів
, 0С
. (1.116)
Середня температура води в трубах
, 0С
. (1.117)
Більша різниця температур
, 0С
. (1.118)
Менша різниця температур
, 0С
. (1.119)
Середній температурний напір
, 0С
. (1.120)
Об'єм продуктів згоряння, на 1 м3 палива (з роздруківки при α=1,15)
, м3/м3
. (1.121)
Середня швидкість газів
, м/с
. (1.122)
Коефіцієнт тепловіддачі конвекцією (за номограмою 13 [1])
, Вт/м2
. (1.123)
Температура забрудненої поверхні труб
, 0С
. (1.124)
Ефективна товщина випромінюючого шару
, м
. (1.125)
Сумарна об’ємна доля трьохатомних газів і водяних пар (з розрахунку на ЕОМ при α=1,15)
. (1.126)
Добуток
,
. (1.127)
Коефіцієнт ослаблення променів газовим середовищем (з номограми 3 [1])
,
. (1.128)
Ступінь чорності тіла
. (1.129)
Коефіцієнт тепловіддачі випромінюванням (за номограмою 19 [1])
, Вт/м2
. (1.130)
Коефіцієнт теплопередачі
, Вт/м2
. (1.131)
Кількість теплоти, сприйнята поверхнею по рівнянню теплопередачі
, кДж/м3
. (1.132)
Відношення
%. (1.133)
Розрахункова точка 3
Температура газів перед газоходом (з розрахунку попередньої поверхні)
, 0С
. (1.134)
Ентальпія газів перед газоходом (з I-
таблиці при α= 1,15)
, кДж/м3
. (1.135)
Діаметр труб (по кресленню)
, мм
. (1.136)
Кроки труб (по кресленню)
- поперечний
, мм:
. (1.137)
- подовжній
, мм:
. (1.138)
Розміри газоходу (по кресленню)
- ширина а, м: а = 5,79; (1.139)
- довжина b, м: b = 2,76; (1.140)
Число труб (по кресленню)
- в одному ряді
:
. (1.141)
- уздовж потоку газів
:
. (1.142)
Загальне число труб
. (1.143)
Площа поверхні нагрівання (по кресленню)
, м2
. (1.144)
Площа живого перетину для проходу газів
, м2
. (1.145)
Температура газів за газоходом (приймається з наступним уточненням)
, 0С
. (1.146)
Ентальпія газів за газоходом (з І-
таблиці при α= 1,15)
, кДж/м3
. (1.147)
Кількість теплоти по рівнянню теплового балансу
, кДж/м3
. (1.148)
Середня температура газів
, 0С
. (1.149)
Середня температура води в трубах
, 0С
. (1.150)
Більша різниця температур
, 0С
. (1.151)
Менша різниця температур
, 0С
. (1.152)
Середній температурний напір
, 0С
. (1.153)
Об'єм продуктів згоряння, на 1 м3 палива (з роздруківки при α=1,15)
, м3/м3
. (1.154)
Середня швидкість газів
, м/с
. (1.155)
Коефіцієнт тепловіддачі конвекцією (за номограмою 13 [1])
, Вт/м2
. (1.156)
Температура забрудненої поверхні труб
, 0С
. (1.157)
Ефективна товщина випромінюючого шару
, м
. (1.158)
Сумарна об’ємна доля трьохатомних газів і водяних пар (з розрахунку на ЕОМ при α=1,15)
. (1.159)
Добуток
,
. (1.160)
Коефіцієнт ослаблення променів газовим середовищем (з номограми 3 [1])
,
. (1.161)
Ступінь чорності тіла
. (1.162)
Коефіцієнт тепловіддачі випромінюванням (за номограмою 19 [1])
, Вт/м2
. (1.163)
Коефіцієнт теплопередачі
, Вт/м2
. (1.165)
Кількість теплоти, сприйнята поверхнею по рівнянню теплопередачі
, кДж/м3
. (1.166)
Відношення
%. (1.167)
Розрахункова точка 4
Температура газів перед газоходом (з розрахунку попередньої поверхні)
, 0С
. (1.168)
Ентальпія газів перед газоходом (з I-
таблиці при α= 1,15)
, кДж/м3
. (1.169)
Діаметр труб (по кресленню)
, мм
. (1.170)
Кроки труб (по кресленню)
- поперечний
, мм:
.(1.171)
- подовжній
, мм:
. (1.172)
Розміри газоходу (по кресленню)
- ширина а, м: а = 5,79; (1.173)
- довжина b, м: b = 2,76; (1.174)
Число труб (по кресленню)
- в одному ряді
:
. (1.175)
- уздовж потоку газів
:
. (1.176)
Загальне число труб
. (1.177)
Площа поверхні нагрівання (по кресленню)
, м2
. (1.178)
Площа живого перетину для проходу газів
, м2
. (1.179)
Температура газів за газоходом (приймається з наступним уточненням)
, 0С
. (1.180)
Ентальпія газів за газоходом (з І-
таблиці при α= 1,15)
, кДж/м3
. (1.181)
Кількість теплоти по рівнянню теплового балансу
, кДж/м3
. (1.182)
Середня температура газів
, 0С
. (1.183)
Середня температура води в трубах
, 0С
. (1.184)
Більша різниця температур
, 0С
. (1.185)
Менша різниця температур
, 0С
. (1.186)
Середній температурний напір
, 0С
. (1.187)
Об'єм продуктів згоряння, на 1 м3 палива (з роздруківки при α=1,15)
, м3/м3
. (1.188)
Середня швидкість газів
, м/с
. (1.189)
Коефіцієнт тепловіддачі конвекцією (за номограмою 13 [1])
, Вт/м2
. (1.190)
Температура забрудненої поверхні труб
, 0С
. (1.191)
Ефективна товщина випромінюючого шару
, м
. (1.192)
Сумарна об’ємна доля трьохатомних газів і водяних пар (з розрахунку на ЕОМ при α=1,15)
. (1.193)
Добуток
,
. (1.194)
Коефіцієнт ослаблення променів газовим середовищем (з номограми 3 [1])
,
. (1.195)
Ступінь чорності тіла
. (1.196)
Коефіцієнт тепловіддачі випромінюванням (за номограмою 19 [1])
, Вт/м2
. (1.197)
Коефіцієнт теплопередачі
, Вт/м2
. (1.198)
Кількість теплоти, сприйнята поверхнею по рівнянню теплопередачі
, кДж/м3
. (1.199)
Відношення
%. (1.200)
2 ГІДРАВЛІЧНИЙ РОЗРАХУНОК КОТЕЛЬНОГО АГРЕГАТУ
2.1 Задачі гідравлічного розрахунку
Задачею гідравлічного розрахунку прямострумних котельних агрегатів є забезпечення надійності поверхонь нагріву, раціональна компоновка їх; визначення витрат тиску в котлі, натиску живильного насосу та розробка заходів по підвищенню надійності.
При гідравлічних розрахунках визначають масові швидкості середовища, запаси надійності по стійкості струму, гідравлічним і температурним розвідкам, а також температурний режим труб, втрати тиску в елементах та котлі в цілому, необхідність установки дросельних шайб та їх розмірів. Гідравлічний розрахунок повинен виконуватися для всіх різнотипних контурів та тих однотипних, які знаходяться в найгірших умовах по обігріву та мають найбільш неблагоприємні конструктивні особливості.
В даному проекті гідравлічний розрахунок виконано для номінального навантаження. Задача розрахунку – визначити перепад тиску в водяному тракті з метою вибору живильного насосу та встановлення значень тиску в елементах тракту визначенню надійності роботи екранних труб топочної камери по мінімально допустимій швидкості руху середи в них.
Котельний агрегат складається з топочної камери, яка екранована трубами, і конвективної шахти, в якій розташовані хвостові поверхні нагріву. Водяний тракт котла розділений на два паралельних струми; при роботі котла на газі подача живильної води здійснюється в нижній колектор конвективної шахти, відпуск гарячої води здійснюється в нижній колектор конвективної шахти, відпуск гарячої води споживачу – із нижнього колектора фронтового екрана топки. По ходу обігрівної середи поверхні включен послідовно: задній екран конвективної шахти – конвективний пароперегрівач – задній екран топки – боковий екран топки – фронтовий екран топки.
Конструктивні дані елементів котлоагрегата приведені в таблиці 2.1.
Таблиця 2.1 – Конструктивні дані елементів котлоагрегата КВ-ГМ-100
| Елемент | Напрямок потоку | Число ходів, n | Число елементів на агрегаті, n, шт. | Діаметр, товщина стінки d×S, мм | Число труб в елементів, n, шт. | Перетин елемента, F, м2 | Середня довжина труб l, мм | Висота елемента, h1 | Повороти | Колектор | Різниця відміток Δhкол, м | ||||||
| Кут α | Число nпов, шт | роздаючий | збираючий | ||||||||||||||
| Діаметр, товщина стінки d×S, мм | Число nр, шт. | Перетин fр, м2 | Діаметр, товщина стінки d×S, мм | Число nс, шт. | Перетин fр, м2 | ||||||||||||
| Задній екран конвективної шахти | Підйомний | 1 | 1 | 64×5 | 28 | 0,064 | 10 | 10 | - | - | 273×35 | 1 | 0,032 | 273×35 | 1 | 0,032 | 10 |
| Перепускні труби | Горизонтальне | 1 | 2 | 273×35 | 1 | 0,032 | 10 | - | 90 | 2 | - | - | - | - | - | - | - |
| Конвективні пароперегрівачі | Горизонтальне та підйомне | 3 | 2 | 28×3 | 672 | 0,255 | 10 | 6 | 90 | 12 | 273×35 | 2 | 0,032 | 273×35 | 2 | 0,032 | 6 |
| Перепускні труби | Підйомно-опускне | 1 | 2 | 273×35 | 2 | 0,032 | 10 | 5 | 90 | 3 | - | - | - | - | - | - | - |
| Задній екран топки | Підйомно-опускне | 2 | 1 | 64×5 | 84 | 0,192 | 10,7 | 10,7 | 90 | 4 | 273×35 | 2 | 0,032 | 273×35 | 2 | 0,032 | 10,7 |
| Перепускні труби | Підйомно-опускне | 1 | 2 | 273×35 | 2 | 0,032 | 10,3 | 3 | 90 | 2 | - | - | - | - | - | - | - |
| Боковий екран топки | Підйомно-опускне | 4 | 2 | 64×5 | 96 | 0,22 | 10,3 | 10,7 | 90 70 | 8 16 | 273×35 | 2 | 0,032 | 273×35 | 2 | 0,032 | 10,7 |
| Перепускні труби | Підйомно-опускне | 1 | 2 | 273×35 | 2 | 0,032 | 10 | 3 | 90 | 2 | - | - | - | - | - | - | - |
| Фронтовий екран топки | Підйомно-опускне | 2 | 1 | 64×5 | 88 | 0,202 | 10,7 | 10,7 | 90 | 2 | 273×35 | 2 | 0,032 | 273×35 | 2 | 0,032 | 10,7 |
2.2 Визначення теплосприйняття та приростів ентальпії в елементах котла
Теплосприйняття окремих радіаційних елементів визначається за формулою, кДж/год
, (2.1)
де
- коефіцієнт нерівномірності тепло сприйняття елемента, прийнятий згідно п. 5-10 та додатку І (2);
- середнє питоме тепло сприйняття радіаційних нерівномірностей, кДж/(м2·год);
- ефективна радіаційна поверхня нагріву елементу, м2.
Теплосприйняття елементів конвективних поверхонь нагріву визначається згідно «Теплового розрахунку котельних агрегатів» з урахуванням коефіцієнтів нерівномірностей теплосприйняття по додатку І[2].
Ентальпія середи в котлі кожного елементу визначається за формулою, кДж/кг
, (2.2)
де
- ентальпія середи на початку елемента;
- витрата середи в елементі.
Теплосприйняття елементів котла КВ-ГМ-100 приведені в таблиці 2.2.
Таблиця 2.2 - Теплосприйняття елементів котла КВ-ГМ-100
| Елемент | Коефіцієнт нерівно-мірностей
| Площа поверхонь елемента Н, м2 | Питоме тепло- сприйняття
| Кількість елементів n, шт | Теплосприйняття |
| Фронтовий екран топки | 1,2 | 60,8 | 587132,8 | 1 | 39259030 |
| Боковий екран топки | 1 | 101,6 | 587132,8 | 2 | 1,13·108 |
| Задній екран топки | 1 | 60,8 | 587132,8 | 1 | 38856450 |
| Конвективний перегрівач | 1 | 2360,21 | 104617,1 | 1 | 2,5·108 |
| Задній екран конвективної шахти | 1 | 0,05 | 104617,1 | 1 | 5230,8 |
Приріст ентальпії в елементах котла КВ-ГМ-100 приведені в таблиці 2.3.
Таблиця 2.3 – Приріст ентальпії в елементах котла КВ-ГМ-100
| Елемент | Тепло-сприйняття, кДж/год | Початкова ентальпія, ін, кДж/кг | Приріст ентальпії, Δіел, кДж/кг | Початкова ентальпія, ік, кДж/кг |
| Задній екран конвективної шахти | 5230,8 | 294 | 0,42 | 294,3 |
| Конвективний перегрівач | 2,5·108 | 294,3 | 216 | 510,2 |
| Задній екран топки | 38856450 | 511,5 | 31 | 541,2 |
| Боковий екран топки | 1,13·108 | 541,8 | 63,6 | 604,8 |
| Фронтовий екран топки | 39259030 | 604,8 | 31,8 | 636 |
2.4 Розрахунок перепадів тиску в елементах котельного агрегату КВ-ГМ-100
Коефіцієнти опору водяного тракту котла приведені в таблиці 2.4.
Таблиця 2.4 - Коефіцієнти опору водяного тракту котла
| Елемент | Вхід ξвх | Тертя | Оберти Σξпов | Вихід | ||||
| λ0 | λов | ξвих | z | |||||
| Задній екран конвективної шахти | 0,5 | 0,446 | 2,03 | 5,25 | 1,2 | 8,98 | ||
| Перепускні труби | 0,5 | 0,048 | 0,48 | 3,5 | 0,8 | 5,28 | ||
| Конвективний перегерівач | 0,5 | 1,2 | 9,53 | 24,5 | 1,2 | 35,73 | ||
| Перепускні труби | 0,5 | 0,048 | 0,48 | 3,5 | 0,8 | 5,28 | ||
| Задній екран топки | 0,5 | 1,74 | 17,5 | 7 | 1,2 | 26,1 | ||
| Перепускні труби | 0,5 | 0,048 | 0,48 | 3,5 | 0,8 | 5,28 | ||
| Боковий екран топки | 0,4 | 17,5 | 17,5 | 33,2 | 1,2 | 52,3 | ||
| Перепускні труби | 0,5 | 0,48 | 0,48 | 3,5 | 0,8 | 5,28 | ||
| Фронтовий екран топки | 0,4 | 17,5 | 17,5 | 7 | 1,8 | 26,1 | ||
Розрахунок перепадів тиску в гідравлічному тракті котла КВ-ГМ-100 приведений в таблиці 2.5.
Таблиця 2.5 – Перепади тиску в гідравлічному тракті котла КВ-ГМ-100
| Величина | Розрахункова формула | Фронтовий екран топки | Перепускні труби | Боковий екран топки | Перепускні труби | Задній екран топки | Перепускні труби | Конвективний пароперегрівач | Перепускні труби | Задній екран конвективної шахти |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 |
| Тиск середи на виході з елемента |
| 10 | 10,963 | 11,72 | 12,71 | 13,5 | 14,44 | 15 | 15,71 | 16,9 |
| Витрата середи | Задано | 585884 | 585884 | 585884 | 585884 | 585884 | 585884 | 585884 | 585884 | 585884 |
| Теплосприйняття елемента
| По табл. 2.2 | 39259030 | - | 1,13·108 | - | 38856450 | - | 2,5·108 | - | 530,8 |
| Масова швидкість середовища в елементі |
| 805,7 | 5085,8 | 739,75 | 5085,8 | 847,6 | 5085,8 | 638,2 | 5085,8 | 2542,9 |
| Приріст ентальпії середовища в елементі |
| 31,8 | - | 63,6 | - | 31 | - | 215,8 | - | 0,42 |
| Ентальпія середовища на виході з елемента |
| 636,6 | 604,8 | 604,8 | 541,2 | 541,2 | 510,2 | 510,2 | 294,3 | 294,3 |
| Те ж на вході |
| 604,8 | 604,8 | 541,2 | 541,2 | 510,2 | 510,2 | 294,3 | 294,3 | 294 |
| Середня ентальпія середовища в елементі |
| 620,7 | 604,8 | 570,9 | 541,2 | 525,7 | 510,2 | 400,1 | 294,3 | 294,3 |
| Повний коефіцієнт опору z | По і та Рк | 0,001089 | 0,001083 | 0,001075 | 0,001069 | 0,001065 | 0,00106 | 0,001039 | 0,001022 | 0,001022 |
| Перепад тиску в елементі | | 939,5 | 939,5 | 7538,4 | 1568,2 | 7441 | 1017,8 | 7378,4 | 7113,8 | 3024,7 |
| Повний коефіцієнт опору z | По табл. 2.4 | 26,1 | 26,1 | 5,28 | 52,3 | 5,28 | 21,1 | 5,28 | 5,28 | 8,98 |
| Розрахунковий коефіцієнт для збираючого колектора | По п.2 – 60(2) | 2 | - | 2 | - | 2 | - | 2 | - | 2 |
| Те ж для роздаючого Ар | По п.2 – 60(2) | 0,8 | - | 0,8 | - | 0,8 | - | 0,8 | - | 0,8 |
| Щільність середо-вища у роздаючому колекторі | По ін та Рк | 917,4 | - | 923,4 | - | 934,6 | - | 942,5 | - | 978,5 |
| Теж у збираючому | По ік та Рк | 923,4 | - | 934,6 | - | 942,5 | - | 978,3 | - | 978,5 |
| Швидкість середо-вища у роздаючому колекторі | | 5,54 | - | 5,51 | - | 5,44 | - | 5,4 | - | 5,2 |
| Теж в збираючому колекторі | | 5,51 | - | 5,44 | - | 5,4 | - | 5,2 | - | 5,2 |
| Зміна тиску по довжині роздаючого колектора | | 2870 | - | 2857,7 | - | 2819,4 | - | 2801,6 | - | 2801,6 |
| Зміна тиску по довжині збираючого колектора | | 1148 | - | 1143,1 | - | 1127,8 | - | 1120,6 | - | 1120,6 |
| Сумарна зміна тиску в колекторах для середніх труб | | -11,48 | - | -1714,6 | - | -1691,6 | - | 1120,7 | - | 1120,7 |
| Середня щільність середовища | По і | 919,1 | 923,4 | 930,2 | 935,5 | 939 | 943,4 | 962,5 | 978,5 | 978,5 |
| Нівелюючий перепад тиску в елементі | | 9834,4 | - | 9953,4 | - | 10047,3 | - | 5871 | - | 9705 |
| Сумарний перепад тиску в елементі | | 9625,9 | 7538,4 | 9806,8 | 7441 | 9373,5 | 7378,4 | 5521 | 7113,8 | 11689 |
2.5 Результати розрахунку елементів гідравлічного тракту котла КВ-ГМ-100
Результати гідравлічного розрахунку котла КВ-ГМ-100 приведені в таблиці 2.6.
Таблиця 2.6 - Результати гідравлічного розрахунку котла КВ-ГМ-100
| Витрата G, кг/год | Масова швидкість wV, кг/(м2·с) | Тепло-сприйняття Q, кДж/год | Тиск на виході Рвих, кгс/см2 | Перепад тиску ΔР, кгс/см2 | Ентальпія на виході ік, кДж/кг | Приріст ентальпії, кДж/кг | Температура на виході, tк, 0С | |
| Задній екран конвективної шахти | 585884 | 805,7 | 39259030 | 10 | 0,963 | 636,6 | 31,8 | 150 |
| Перепускні труби | 585884 | 5085,8 | - | 10,963 | 0,757 | 604,8 | - | 143,5 |
| Конвективний перегерівач | 585884 | 739,75 | 1,13·108 | 11,72 | 0,99 | 604,8 | 63,6 | 143,5 |
| Перепускні труби | 585884 | 5085,8 | - | 12,71 | 0,79 | 741,8 | - | 129 |
| Задній екран топки | 585884 | 847,6 | 38856450 | 13,5 | 0,96 | 741,8 | 31 | 129 |
| Перепускні труби | 585884 | 5085,8 | - | 14,44 | 0,56 | 511,5 | - | 121 |
| Боковий екран топки | 585884 | 638,2 | 2,5·108 | 15 | 0,71 | 511,5 | 215,8 | 121 |
| Перепускні труби | 585884 | 5085,8 | - | 15,71 | 1,19 | 294,3 | - | 70 |
| Фронтовий екран топки | 585884 | 2542,9 | 5230,8 | 16,9 | 1,2 | 294 | 0,42 | 70 |
Для циркуляції води в контурі котла необхідний мережний насос з характеристиками:
-
витрати води – 1235 м3/год (1170780 кг/год);
-
корисний напір – 125 м вод. ст.
Даним вимогам задовольняє насос мережної води Д1250-125 з електродвигуном А2-5005-4 (N=636 кВт; n = 140 хв-1), який забезпечує витрату води 1250 м3/год з натиском 125 м вод. ст. з максимальним ККД.
ЛІтература
-
Суриков В.С. – Основи теплової та електронної побутової техніки – М. «Протон» - 2001 г.
-
Карков И.С. – Физика элементарных частиц. – М. – 1999 г.
-
Синджанов И.К. Электродинамика – М. 2005 г.
-
Электротехнические материалы. Справочник / В.Б. Березин, Н.С. Прохоров, А.М. Хайкин. - М.: Энергоатомиздат, 1993. - 504с.
-
Рычина Т.А., Зеленский А.В. Устройства функциональной электроники и электрорадиоэлементы . - М.: Радио и связь, 1999. - 352с.
-
Резисторы: Справочник / В.В. Дубровский, Д.М. Иванов и др.; Под общ. ред. И.И. Четверткова и В.М. Терехова. - М.: Радио и связь, 1997. - 352с.
-
Справочник по отопительной электротехники: ремонт / Под ред. И.И. Четверткова, В.Ф. Смирнова. - М.: Радио и связь, 2003. - 576с.















