Из графического уточнения расчетных величин ВП-II (рис. 7) определили значения температур уходящих газов=500 Стемпературу горячего воздуха на выходе из ступени t//гв =177,5 С, Qбуточ=573,07 кДж/кг

Расчет водяного экономайзера второй ступени

Температура газов на входе во вторую ступень водяного эокономайзера не должна быть выше 600-650 °С(из условий надежности работы змеевиков). ВЭК-II выполнен двух заходным и двух поточным.

Таблица 7. Расчет водяного экономайзера второй ступени

№ п/п	Наименование величины	Обозначение			Размерность	Формула или обоснование		Расчет
1	Диаметр труб	dн/dвн			мм	По конструкт. характеристикам		25 3,5
2	Шаги труб - поперечный - продольный	S1 S2			мм	По конструкт. характеристикам		85 60
3	Живое сечение для прохода газов	Fr			м2			34
4	То же для воды	fв			м2			0,1
5	Относительные шаги - поперечный шаг - продольный шаг	σ1 σ2			- -	S1/d S2/d		3,4 2,4
6	Число рядов труб в змеевике	Z2			-	По конструкт. характеристикам
7	Число змеевиков	Z1			-
8	Поверхность нагрева	H			м2	Πdln		870
9	Температура газов на выходе из ступени				˚С	Из расчета ВП-II		500
10	Энтальпия газов на выходе	I//ЭК			кДж/кг	табл. 6		2813
11	Теплосодержание воды	i/эк			кДж/кг	i – S табл. [2] При Р=11,5МПа		969,5
12	Температура воды на входе в экономайзер	t/эк			˚С	Из расчета ВЭ-I		243
13	Температура газов на входе в экономайзер				˚С	Принимается с последующим уточнением		550		650
14	Энтальпия газов на входе	I/эк			кДж/кг	I –табл. 5 по α//вп		3105,9		3695,2
15	Тепловосприятие экономайзера по балансу	Qб			кДж/кг	φ(I/ - I// + ΔαэкI0хв)		295,6		882,4
16	Теплосодержание воды на выходе	i//эк			кДж/кг	i/эк + Qб		1030,6		1151,9
17	Условная темперетура воды на выходе из ступени	t//эк			˚С	i – S табл. [2]		377,6	438,2
18	Температурный напор на входе газов	Δt/			˚С	/ - t//эк		172,4		211,8
19	Температурный напор на выходе газов	Δt//			˚С	// - t/		257
20	Средний температурный напор	Δt		˚С				212,13		233,95
21	Средняя температура газов			˚С				525		575
22	Средняя температура воды	t		˚С				310,3	340,6
23	Температура загрязненной стенки	tЗ		˚С		t + 25		370,3	400,6
28	Средняя скорость газов	Wг		м/с				9,9	10,5
29	Коэффициент теплоотдачи конвекцией	αК				рисунок 5.5 стр. 53 [1]		71,76	76,26
30	Эффективная толщина излучающего слоя	S		м				0,211
31	∑ поглощательная способность	PnS		МПа×м		rn * S*0,1		0,007
32	Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами	kr		1/ МПа		k0r × rn k0r – рисунок 5.11[1] (33и31)		9,5		10,15
34	Коэффициент поглощения частиц кокса	kк μк		1/ МПа		Принимаем для бурого угля		0,1
37	Коэффициент теплоотдачи излучением	αл				рис. 5.9 = αН αл = αН×а		70,98		75,44
39	Коэффициент тепловой эффективности	ψ		-		п. 5.3 табл. 5.2[1] СаО=33%		0,65			0,65
43	Коэффициент теплопередачи	k				ψ(αК + αл)		92,8		98,6
44	Тепловосприятие ступени по уравнению теплопередачи	QT	кДж/кг				696,2		815,8

Из графического уточнения расчетных величин ВЭ-II (рис. 9) определим значения температур уходящих газов=644Си температуру питательной воды на выходе из ступени t//ПВ =420,6СТепловосприятие экономайзера по балансу Qбуточ =812,5 кДж/кг

После расчета ВЭК-II приступаем к расчету топочной камеры.

Расчет теплообмена в топочной камере

Расчет топки

№ п/п	Наименование величины	Обозначение	Размерность		Формула или обоснование	Расчет
3	Температура горячего воздуха	tгв	˚С		Из расчета ВП-II	295
4	Энтальпия горячего воздуха	I//гв	кДж/кг		табл. 6	1130
5	Тепло, вносимое в топку с воздухом	Qв	кДж/кг		(αТ-ΔαТ-Δαпл)I0гв + +(ΔαТ+Δαпл)I0хв	3110,6
6	Полезное тепловыделение в топке	Qт	кДж/кг			16088,2
7	Теоретическая температура горения	а	˚С		табл. 6 при Qт = Iа по α//Т	2051
8	Относительное положение максимума температур	XГ	-		XГ = hГ/HТ	0.219
9	Коэффициент	М	-			0,4805
10	Температура газов на выходе из топки		˚С		принята ориентировочно по t1 золы	1000
11	Энтальпия	I//Т	кДж/кг		табл. 6	7150,6
12	Произведение	РnS	МПа×м		rn * S*0,1 (S = 5,67)	2,24
13	Средняя суммарная теплоемкость продуктов сгорания	(VC)ср				8,5
14	Коэффициент ослабления лучей
15	- трехатомными газами	kr	1/ МПа		k0r × rn k0r =2,1(рисунок 5.11 [1])	2,31
	- золовыми частицами	kзл μзл	1/ МПа			0,57
	- частицами кокса	kк μк	1/ МПа		табл. 7.3 [1]	0,1
	Эффективная толщина излучающего слоя	S	м			6.79
16	Оптическая толщина	k	-		kr + kзл μзл + kк μк	2,98
17	Критерий Бугера	Bu		-	kPS	2,03
18	Коэффициент тепловой эффективности экранов	ψэф		-	п. 7.6 таблица 7.4 [1]	0,45
19	Коэффициент	β		-	п. 7.6 [1]	0,8
20	Коэффициент учитывающий загрязнения ширм			-	ξ×β	0,36
22	Средний коэффициент тепловой эффективности	ψср		-		0,45
23	Температура газов на выходе из топки			˚С		1050
24	Энтальпия	I//Т		кДж/кг	табл. 6	7551,6
25	Количество тепла воспринятого в топке излучением			кДж/кг		8536,6
26	Средняя тепловая нагрузка лучевоспринимающей поверхности нагрева			кВт/м2		177.2
27	Теплонапр. Топочного объема			кВт/м3		143,21

6. Расчет пароперегревателя

Расчет радиационного пароперегревателя

Радиационный пароперегреватель рассчитываемого котла закрывает потолок топки и потолок горизонтального газохода. Поэтому приращение энтальпии пара в РПП составляет, кДж/кг,

Удельное приращение тепла в отдельных частях РПП определим по формулам:

Количество воды идущее на впрыск:

Среднее тепловое напряжение поверхности топочной камеры

Таблица 8. Расчет КПП I

Наименование величины	Обозначение	Размерность	Формула или обоснование	Расчет
Диаметр труб	d	мм	По конструктивным характеристикам	32*5
Живое сечение для прохода газов		м2	По конструктивным характеристикам	58,8
Живое сечение для прохода пара		м2	По конструктивным характеристикам	0,198
Средний поперечный шаг труб	S1	мм	По конструктивным характеристикам	80
Средний продольный шаг труб	S2	мм	По конструктивным характеристикам	58,6
Эффективная толщина излучающего слоя	S	мм		0,192
Относительный поперечный шаг		-		2,5
Относительный продольный шаг		-		1,83
Поверхность нагрева	H	м2	По конструктивным характеристикам	1323
Температура газов на выходе из ступени		°С	Из расчета ВЭ	644
Энтальпия газов на выходе		кДж/кг	Таблица 5	3660,1
Теплосодержание пара на входе в ст.		кДж/кг	Из расчета впрыска I	3062,9
Температура пара на входе в ступень		°С	Из расчета впрыска I	420
Температура газов на входе в ступень		°С	Принимается	700
Энтальпия газов на входе в ступень		кДж/кг	Таблица 5	3825
Тепловосприятие ступени по балансу		кДж/кг		760,9
Теплосодержание пара на выходе из ступени		кДж/кг		3237,4
Температура пара на выходе из ступени		°С	Таблицы воды и водяного пара	472
Температурный напор на входе газов (прямоток)		°С		280
Температурный напор на выходе газов (прямоток)		°С
Средний темп. напор при прямотоке		°С
Средняя температура газов	J	°С
Средняя температура пара	t	°С
Средняя скорость газов		м/с
Коэффициент теплоотдачи конвекцией			[5, рисунок 3]
Средний удельный объем пара	u	м3/кг	Таблицы воды и водяного пара
Средняя скорость пара		м/с
Коэффициент теплоотдачи от стенки пару			[5, рисунок 6]
Температура загрязненной стенки	tз	°С	t + 100
Суммарная толщина оптического слоя	PnS	МПа
Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами	kг		[5, рисунок 11], k
Коэффициент ослабления лучей золовыми частицами	kзл·μзл
Оптическая толщина	Bu	-	(kг+ kзл·зл+ kk·k)·p·S
Коэффициент теплоотдачи излучением			[5, рисунок 8]
Поправка на излучение газовых объемов
Коэффициент теплоотдачи	k
Тепловосприятие ступени по уравнению теплопередачи		кДж/кг

Из графического уточнения расчетных величин КПП-I vопределим значения температур уходящих газов=669 Си температуру питательной воды на выходе из ступени t//ПВ =455СТепловосприятие экономайзера по балансу Qбуточ =525 кДж/кг

Таблица 13. Расчет КПП II

Наименование величины	Обозначение	Размерность	Формула или обоснование	Расчет
Диаметр труб	d	мм	По конструктивным характеристикам	32*5
Живое сечение для прохода газов		м2	По конструктивным характеристикам	46,2
Живое сечение для прохода пара		м2	По конструктивным характеристикам	0,198
Средний поперечный шаг труб	S1	мм	По конструктивным характеристикам	80
Средний продольный шаг труб	S2	мм	По конструктивным характеристикам	60
Эффективная толщина излучающего слоя	S	мм		0,198
Относительный поперечный шаг		-		2,5
Относительный продольный шаг		-		1,875
Поверхность нагрева	H	м2	По конструктивным характеристикам	1340
Температура газов на выходе из ступени		°С	Из расчета КПП 1	669
Энтальпия газов на выходе		кДж/кг	Таблица 5	3689
Теплосодержание пара на входе в ст.		кДж/кг	Из расчета впрыска I	3186?1
Температура пара на входе в ступень		°С	Из расчета впрыска I	455
Температура газов на входе в ступень		°С	Принимается	900	1000
Энтальпия газов на входе в ступень		кДж/кг	Таблица 5	5100	5723?3
Тепловосприятие ступени по балансу		кДж/кг		1407	2028
Теплосодержание пара на выходе из ступени		кДж/кг		3509	3651
Температура пара на выходе из ступени		°С	Таблицы воды и водяного пара	569	624
Температурный напор на входе газов (прямоток)		°С		445	545
Температурный напор на выходе газов (прямоток)		°С		100	45
Средний темп. напор при прямотоке		°С		272,5	295
Средняя температура газов	J	°С		784,5	834,5
Средняя температура пара	t	°С		512	539,5
Средняя скорость газов		м/с		9,4	9,9
Коэффициент теплоотдачи конвекцией			[5, рисунок 3]	84,24	85,6
Коэффициент теплоотдачи от стенки пару			[5, рисунок 6]	1980	2079
Температура загрязненной стенки	tз	°С	t + 100	537	564,5
Суммарная толщина оптического слоя	PnS	МПа		0,006
Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами	kг		[5, рисунок 11], k	8,91	8,25
Коэффициент ослабления лучей золовыми частицами	kзл·μзл			0,65
Коэффициент теплоотдачи излучением			[5, рисунок 8]	14,35	18,43
Поправка на излучение газовых объемов				23,09	28,53
Коэффициент теплоотдачи	k			69,8	74,2
Тепловосприятие ступени по уравнению теплопередачи		кДж/кг		1035,2	1191,4

Из графического уточнения расчетных величин КПП-II определим значения температур уходящих газов=827 Си температуру питательной воды на выходе из ступени t//ПВ =532СТепловосприятие экономайзера по балансу Qбуточ =966,7 кДж/кг.

Таблица 13. Расчет КПП III

Наименование величины	Обозначение	Размерность	Формула или обоснование	Расчет
Диаметр труб	d	мм	По конструктивным характеристикам	32*6
Живое сечение для прохода газов		м2	По конструктивным характеристикам	46,2
Живое сечение для прохода пара		м2	По конструктивным характеристикам	0,198
Средний поперечный шаг труб	S1	мм	По конструктивным характеристикам	80
Средний продольный шаг труб	S2	мм	По конструктивным характеристикам	60
Эффективная толщина излучающего слоя	S	мм		0,192
Относительный поперечный шаг		-		2,5
Относительный продольный шаг		-		1,875
Поверхность нагрева	H	м2	По конструктивным характеристикам	1025
Температура газов на выходе из ступени		°С	Из расчета КПП 1	827
Энтальпия газов на выходе		кДж/кг	Таблица 5	4704
Теплосодержание пара на входе в ст.		кДж/кг	Из расчета впрыска I	3412,6
Температура пара на входе в ступень		°С	Из расчета впрыска I	532
Температура газов на входе в ступень		°С	Принимается	1100	1200
Энтальпия газов на входе в ступень		кДж/кг	Таблица 5	6422	7075
Тепловосприятие ступени по балансу		кДж/кг		1713	2363
Теплосодержание пара на выходе из ступени		кДж/кг		3805,4	3954,5
Температура пара на выходе из ступени		°С	Таблицы воды и водяного пара	683,5	743
Температурный напор на входе газов (прямоток)		°С		568	668
Температурный напор на выходе газов (прямоток)		°С		143,5	84
Средний темп. напор при прямотоке		°С		356	376
Средняя температура газов	J	°С		963,5	1013,5
Средняя температура пара	t	°С		608	637,5
Средняя скорость газов		м/с		11,1	11,6
Коэффициент теплоотдачи конвекцией			[5, рисунок 3]	91,8	104,3
Коэффициент теплоотдачи от стенки пару			[5, рисунок 6]	2178	2326,5
Температура загрязненной стенки	tз	°С	t + 100	633	662,5
Суммарная толщина оптического слоя	PnS	МПа		0,006
Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами	kг		[5, рисунок 11], k	7,6	6,9
Коэффициент ослабления лучей золовыми частицами	kзл·μзл			0,65
Коэффициент теплоотдачи излучением			[5, рисунок 8]	21,4	28,13
Поправка на излучение газовых объемов				29,1	38,2
Коэффициент теплоотдачи	k			78,6	92,6
Тепловосприятие ступени по уравнению теплопередачи		кДж/кг		1164,95	1449,6

Из графического уточнения расчетных величин КПП-III определим значения температур уходящих газов=902 Си температуру питательной воды на выходе из ступени t//ПВ =568СТепловосприятие экономайзера по балансу Qбуточ =505 кДж/кг.

Проверка расчёта

|12300,32– 12975|×100%/12300,32 = 4,6%

На этом расчет котла считается законченным.

Выводы по расчету:

При сжигании в котле непроектного вида топлива советую внести следующие конструктивные изменения:уменьшить поверхность нагрева ВЗП-II в 2 раза.

Список используемой литературы

1. Сорокина Л.А., Федчишин В.В., Кудряшов А.Н., «Котельные установки и парогенераторы»: Учебное пособие. – Иркутск: Издательство ИрГТУ, 2002. – 148 с

2. Александров А.А., Григорьев Б.А., «Таблица теплофизических свойств воды и водяного пара»: Справочник. Рек. Гос. Службой стандартных справочных данных. Издательство МЭИ, 1999 - 168 с.

3. Сорокина Л.А., Федчишин В.В., Кудряшов А.Н., «Котельные установки и парогенераторы. Поверочный расчет котельного агрегата Е-160-9,8-540 (БКЗ-160-100Ф) на угле Переясловского месторождения»: Учебное пособие для курсового и дипломного проектирования. – Иркутск, 2004. – 91 с.

Страницы: 1, 2, 3