Кафедра:
теплотехники
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
з дисциплины:
„Котельные установки промышленных предприятий”
Исходные данные
Сорт (марка) топлива -
Межреченское Г
Тип котла - ТП-35
|
|
|
100 |
202 |
170 |
200 |
408 |
360 |
300 |
621 |
545 |
400 |
840 |
733 |
500 |
1066 |
925 |
600 |
1295 |
1122 |
700 |
1531 |
1325 |
800 |
1774 |
1529 |
900 |
2022 |
1732 |
1000 |
2278 |
1992 |
1100 |
2525 |
2157 |
1200 |
2778 |
2372 |
1300 |
3038 |
2587 |
1400 |
3302 |
2808 |
1500 |
3564 |
3029 |
1600 |
3830 |
3250 |
1700 |
4097 |
3470 |
1800 |
4365 |
3691 |
1900 |
4638 |
3918 |
2000 |
4908 |
4144 |
2100 |
5083 |
4371 |
tк -
30 ºС
tпв -
100ºС
tпс -
430ºС
Р - 3,7 МПа
Wр
- 8%
Ар
- 25,8 %
Sк
р
- 2,3%
Sор
р
- 0,8 %
Wр
макс
- 10% - влажность
Ар
макс
- 35,0 % - зольность
Wги
- 1,5 % - влажность гигроскопическая
Wп
- 1,55% - влажность 103
кг/ккал
Ап
- 5,01% - зольность 103
кг/ккал
Vг
- 38,01
% - выход летучих на горючую массу
Qг
б
- 8250 - теплота сгорания по бомбе, ккал/ кг
V0
= 5,66
VRO2
= 1,02
V0
N2
= 4,48
V0
Н2
О = 0,59
Vr
0
= 6,09
Qн
р
= 5250 ∙ 4,2 = 21630кДж/кг
Таблица 1-1 Присосы воздуха по газоходам Δα и расчётные коэффициенты избытка воздуха в газоходах α ''
Участки газового тракта |
Δα |
α '' |
Топка и фестон
|
0,10
|
1,25
|
Перегреватель (IIступень) |
0,03
|
1,28
|
То же (Iступень) |
0,02 |
1,30 |
Экономайзер стальной (IIступень)
|
0,03
|
1,33
|
Экономайзер стальной (Iступень) |
0,03
|
1,39 |
Воздухоподогреватель трубчатый (IIступень)
|
0,03
|
1,36
|
воздухонагреватель трубчатый (Iступень) |
0,03
|
1,42
|
Таблица 1-2 Характеристика продуктов сгорания в газоходах парогенератора
Величина
|
Единицы
|
Газоходы
|
Топка и фестон
|
ІІ ступень перегревателя
|
І ступень перегревателя
|
ІІ ступень экономайзера
|
ІІ ступень воздухоподогревателя
|
І ступень экономайзера
|
ІІ ступень воздухоподогревателя
|
Коэффициент избытка воздуха средний
|
-
|
1.25
|
1.28
|
1.3
|
1.33
|
1,36
|
1.39
|
1.42
|
vRO2
|
|
1.02 |
1.02 |
1.02 |
1.02 |
1.02 |
1.02 |
1.02 |
|
|
0.61
|
0.61
|
0.61
|
0.62
|
0.62
|
0.62
|
0.62
|
|
|
7.52
|
7.69
|
7.80
|
7.98
|
8.15
|
8.32
|
8.49
|
|
-
|
0.13
|
0.13
|
0.13
|
0.12
|
0.12
|
0.12
|
0.12
|
|
-
|
0.08
|
0.07
|
0.07
|
0.07
|
0.07
|
0.07
|
0.07
|
|
-
|
0.21
|
0.20
|
0.20
|
0.19
|
0.19
|
0.19
|
0.19
|
|
|
32.5
|
31.8
|
31.4
|
30.7
|
30.7
|
29.4
|
28.8
|
Таблица 1-3 Энтальпия теоретического объёма воздуха и продуктов сгорания топлива, кДж/кг.
V, ºС |
I0
B
= V0
(ct) в
|
IRO2
= =VRO2
(Cύ) RO2
|
I0
N2
=
= V0
N2
(Cύ) N2
|
I0
H2
O=V0
H2
O∙
∙ (Cύ) ∙H2
O
|
I0
r
= IRO2
+
+ I0
N2
+ I0
H2
O
|
25 |
221 |
- |
- |
- |
- |
100 |
748 |
173 |
583 |
90 |
846 |
200 |
1506 |
365 |
1165 |
180 |
1710 |
300 |
2281 |
571 |
1757 |
274 |
2602 |
400 |
3068 |
788 |
2361 |
351 |
3500 |
500 |
3872 |
1016 |
2975 |
469 |
4460 |
600 |
4698 |
1247 |
3602 |
571 |
5420 |
700 |
5542 |
1491 |
4239 |
677 |
6407 |
800 |
6396 |
1739 |
4897 |
788 |
7424 |
900 |
7251 |
1991 |
5569 |
890 |
8450 |
1000 |
8128 |
2247 |
6246 |
1018 |
9511 |
1100 |
9028 |
2507 |
6922 |
1137 |
10566 |
1200 |
9928 |
2772 |
7594 |
1258 |
11624 |
1400 |
12317 |
3305 |
9001 |
1510 |
13816 |
1600 |
13601 |
3843 |
10408 |
1771 |
16022 |
1800 |
15447 |
4390 |
11837 |
2041 |
18268 |
2000 |
17343 |
4940 |
13279 |
2335 |
20554 |
2200 |
19239 |
5495 |
14740 |
2596 |
22831 |
Таблица 1-4 Энтальпия продуктов сгорания в газоходах кДж/кг
|
|
|
Участки газового тракта
|
Топка
|
ІІ перегре-ватель
|
І перегре-ватель
|
ІІ
эконо-майзер
|
ІІ воздухоподогреватель
|
І
эконо-майзер
|
І воздухо-подогреватель
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
100 |
848 |
714 |
1254
1349
1210
1289
1317
1341
1333
1349
1352
1358
1385
1371
974
|
1193
1230
1261
1280
1382
1231
|
1191
1210
1247
1278
1296
1404
|
1181
1215
1235
1273
1303
1322
|
1105 |
1153
1174
1204
1240
1259
|
1127 |
1177
1197
1228
1263
|
1148 |
1201
1220
|
200 |
1714 |
1512 |
2258 |
2304 |
2349 |
300 |
2608 |
2289 |
3363 |
3432 |
3501 |
3569 |
400 |
3528 |
3079 |
4452 |
4544 |
4636 |
4729 |
500 |
4477 |
3885 |
5565 |
5643 |
5759 |
5876 |
5992 |
600 |
5439 |
4712 |
6758 |
6853 |
6994 |
7135 |
700 |
6430 |
5565 |
7988 |
8100 |
8267 |
800 |
7451 |
6422 |
9057 |
9249 |
9378 |
9570 |
900 |
8492 |
7274 |
10311 |
10529 |
10674 |
10892 |
1000 |
9568 |
8366 |
11660 |
11911 |
12078 |
1100 |
10605 |
9059 |
12870 |
13142 |
1200 |
11668 |
9962 |
14159 |
1300 |
12760 |
10865 |
15476 |
1400 |
13868 |
11794 |
16817 |
1500 |
14969 |
12722 |
18150 |
1600 |
16086 |
13650 |
19499 |
1700 |
17207 |
14574 |
20851 |
1800 |
18333 |
15502 |
22209 |
1900 |
19480 |
16456 |
23594 |
2000 |
20614 |
17405 |
24965 |
2100 |
21349 |
18358 |
25939 |
Таблица 1-5 Расчёт теплового баланса парогенератора и расход топлива
Величины |
Единица
|
Расчёт
|
Наименование
|
Обозначение |
Расчётные формулы или способ определения |
Располагаемая теплота топлива |
|
+
+
|
кДж/кг
|
21630+0+0=21630 |
Потеря теплоты от химической неполноты сгорания топлива |
|
По табл.4 - 3
|
%
|
0.5
|
Потеря теплоты от механической неполноты сгорания топлива |
|
То же
|
%
|
3
|
Температура уходящих газов
|
|
По заданию
|
|
100 |
Энтальпия уходящих газов
|
|
По
- таблице
|
кДж/кг
|
2231 |
Температура воздуха в котельной |
|
По выбору
|
|
30 |
Энтальпия воздуха в котельной |
|
По
- таблице |
кДж/кг |
221 |
Потеря теплоты с уходящими газами
|
|
|
%
|
|
Потеря теплоты от наружного охлаждения |
|
По рис.3 - 1
|
%
|
1.1 |
Сумма тепловых потерь
|
|
+
+
+ |
%
|
8.5+0.5+3+1.1=13 |
К.П.Д. парогенератора
|
|
100 -
|
%
|
100 - 13= 87 |
Коэффициент сохранения теплоты
|
|
1 -
|
|
Паропроизводительность агрегата |
|
По заданию
|
|
9.72 |
Давление пара в барабане
|
|
То же
|
МПа
|
3.7 |
Температура перегретого пара |
|
То же
|
|
430 |
Температура питательной воды |
|
То же
|
|
100 |
Удельная энтальпия перегретого пара |
|
По табл. VI-8
|
кДж/кг
|
3290 |
Удельная энтальпия питательной воды |
|
По табл. VI-6
|
кДж/кг
|
390 |
Значение продувки |
|
По выбору |
% |
4.5 |
Полезно используемая теплота в агрегате
|
|
(
-
) +
+
(
- )
|
кВт
|
|
Полный расход топлива
|
|
|
|
|
Расчётный расход топлива
|
|
|
|
|
Таблица 1-6 Расчёт конструктивных характеристик топки
Величины
|
Единица |
Расчёт
|
Наименование
|
Обозначение |
Расчётные формулы или способ определения |
Активный объём топочной камеры |
|
По конструктивным размерам |
|
206 |
Тепловое напряжение объёма топки:
расчётное
допустимое
|
|
/
По табл.4 - 3
|
кВт/
кВт/
|
210
|
Количество горелок
|
|
По табл. III - 10
|
шт.
|
2 |
Теплопроизводи-тельность горелки
|
|
1.25
|
МВт
|
|
Тип горелки
|
-
|
По табл. III - 6
|
-
|
ТКЗ - ЦКТИ, ГУ - 11 №3 |
Таблица 1-7 Расчет полной площади поверхности стен топки Fст
и площади лучевоспринимающей поверхности топки Нл
Величина |
Единица |
Стены топки |
Выходное окно топки |
Суммарная площадь |
Наименование |
Обозначение |
Фронтовая и свод |
Боковые |
задняя |
Общая площадь стены и выходного окна |
Fст
|
м2
|
74 |
87 |
41 |
20 |
222 |
Расстояние между осями крайних труб |
b |
м |
4,66 |
4,07
2 |
4,66 |
4,66 |
-
|
Освещенная длина труб |
lосв
|
м |
13,8 |
9,9 |
8,5 |
4,3 |
- |
Площадь, занятая лучевоспринимающей поверхностью:
полная
покрытая торкретом
открытая
|
F
Fзакр
Fоткр
|
м2
м2
м2
|
64,4
14
50,4
|
80,6
15
65,6
|
39,6
39,6
|
20,0
20,0
|
204,6
29
175,6
|
Наружный диаметр экранных труб |
d |
мм |
60 |
60 |
60 |
60 |
- |
Шаг экранных труб |
s |
мм |
110 |
110 |
80 |
- |
- |
Расстояние от оси экранных труб до кладки (стены) |
l |
мм |
60 |
60 |
60 |
-
|
- |
Отношение |
s/d |
- |
1,83 |
1,83 |
1,33 |
- |
- |
Отношение |
l/d |
- |
1 |
1 |
1 |
- |
- |
Угловой коэффициент экрана |
x |
- |
0,90 |
0,90 |
0,96 |
1,00 |
- |
Площадь лучевоспринимающей поверхности открытых экранов |
Hл.откр
|
м2
|
45,4 |
59,4 |
38,2 |
20,0 |
163 |
Площадь лучевоспринимающей поверхности экранов, покрытых торкретом |
Hл.закр
|
м2
|
14 |
15 |
- |
- |
29 |
Таблица 1-8 Поверочный расчёт теплообмена в топке
Величины
|
Единица
|
Расчёт
|
Наименование
|
Обозна-
чение
|
Расчётные формулы или способ определения |
Суммарная площадь лучевоспринимающей поверхности |
|
По конструктивным размерам
|
|
192 |
Площадь лучевоспринимающей поверхности открытых экранов |
|
То же
|
|
163
|
Площадь лучевоспринимающей поверхности закрытых экранов |
|
То же
|
|
29
|
Полная площадь стен топочной камеры |
|
То же
|
|
222 |
Коэффициент тепловой эффективности лучевоспринимающей поверхности |
|
|
-
|
|
Эффективная толщина излучающего слоя пламени
|
|
3.6
|
|
|
Полная высота топки
|
|
По конструктивным размерам
|
|
10.6 |
Высота расположения горелок |
|
То же
|
|
2.6 |
Относительный уровень расположения горелок |
|
/
|
-
|
0.245 |
Параметр, учитывающий характер распределения температуры в топке |
|
0.59 - 0.5
|
-
|
0.59-0.50.245=0.467
|
Коэффициент избытка воздуха на выходе из топки |
|
По табл.4 - 3
|
-
|
1.2
|
Присос воздуха в топке
|
|
По табл.2 - 1
|
-
|
0.1 |
Присос воздуха в системе пылеприготовления |
|
То же
|
-
|
0.1 |
Температура горячего воздуха |
|
По предварительному вибору
|
|
350 |
Энтальпия горячего воздуха
|
|
По
- таблице
|
кДж/кг
|
3143.5 |
Энтальпия присосов воздуха |
|
То же
|
кДж/кг
|
229.2 |
Количество теплоты, вносимое в топку воздухом
|
|
(
-
-
) +
+ (
+
)
|
кДж/кг
|
(1.2 - 0.1 - 0.1) 3143.5 +
+ (0.1+0.1) 229.2 = 3189.34
|
Полезное тепловыделение в топке
|
|
+
+
-
|
кДж/кг
|
+ 3189.34= 24708
|
Адиабатическая температура горения |
|
По
- таблице
|
|
1906 |
Температура газов на выходе из топки |
|
По предварительному вибору
|
|
1000 |
Энтальпия газов на выходе из топки |
|
По
- таблице
|
кДж/кг
|
11850 |
Средняя суммарная теплоёмкость продуктов сгорания |
|
|
кДж/ (кгК)
|
|
Объёмная доля:
водяных паров
трёхатомных газов
|
|
По табл.1 - 2
То же
|
0.08
0.14
|
Суммарная объёмная доля трёхатомных газов |
|
+
|
-
|
0.08 + 0.14 = 0.22 |
Произведение
|
|
|
МПа
|
0.1∙ 0.22 ∙ 3.35 = 0.074 |
Коэффициент ослабления лучей:
трёхатомными газами
золовыми частицами
частицами кокса
|
|
По рис.5 - 5
По рис.5 - 6
По п.5 - 2
|
1/ (
МПа)
1/ (
МПа)
1/ (
МПа)
|
9.6
0.057
10
|
Безразмерные параметры
|
|
По п.5 - 2
То же
|
0.5
0.1
|
Коэффициент ослабления лучей топочной средой
|
|
+
+
|
1/ (
МПа)
|
9.6 ∙ 0.22 + 0.057 ∙ 18.5 + 10 ∙ 0.5 ∙0.1= =3.67
|
Суммарная сила поглащения топочного объёма |
|
|
3.67 0.13.35 = 1.23 |
Степень черноты факела
|
|
По рис.5 - 4
|
-
|
0.77
|
Степень черноты топки
|
|
По рис.5 - 3
|
-
|
0.91 |
Тепловая нагрузка стен топки
|
|
|
кВт/
|
|
Температура газов на выходе из топки |
|
По рис.5 - 7
|
|
1115 |
Энтальпия газов на выходе из топки |
|
По
- таблице
|
кДж/кг
|
13360 |
Общее тепловосприятие топки |
|
(
-
) |
кДж/кг
|
0.988 (25126 - 13360) = 11625 |
Средняя удельная тепловая нагрузка лучевоспринимающих поверхностей топки |
|
|
кВт/
|
|
Таблица 1-9 Поверочный расчёт фестона
Величины |
Единица
|
Расчёт
|
Наименование |
Обозначение |
Расчётные формулы или способ определения |
Полная площадь поверхности нагрева |
|
По конструктивным размерам |
|
42 |
Площадь поверхности труб боковых экранов, находящихся в зоне фестона |
|
То же
|
|
4
|
Диаметр труб |
|
То же |
|
|
Относительный шаг труб:
поперечный
продольный
|
/
/
|
То же
То же
|
4
3.5
|
Кол-во рядов труб по ходу газов |
|
То же
|
шт.
|
3
|
Кол-во труб в ряду |
|
То же |
шт. |
16 |
Площадь живого сечения для прохода газов |
|
АВ-
|
|
13.3 |
Эффективная толщина излучающего слоя |
|
0.9 (
)
|
|
0.85
|
Температура газов перед фестоном |
|
Из расчёта топки |
|
1008 |
Энтальпия газов перед фестоном |
|
То же |
кДж/кг |
11948 |
Температура газов за фестоном |
|
По предварительному выбору |
|
950 |
Энтальпия газов за фестоном |
|
По
- таблице |
кДж/кг |
11198 |
Кол-во теплоты отданное фестону |
|
(
-
) |
кДж/кг |
0.988 (11948 - 11198) =750 |
Температура кипения при давлении в барабане Рб = 4.3 МПа |
|
По табл.VI - 7
|
|
255 |
Средняя температура газов |
|
0.5 (
+
) |
|
0.5 (1008 + 950) =979 |
Средний температурный напор |
|
-
|
|
979 - 255 =724 |
Средняя скорость газов |
|
|
|
|
Коэффициент теплоотдачи конвекцией |
|
По рис.6 - 5
|
кВт/ (
К) |
32.3 |
Суммарная поглащательная способность трёхатомных газов |
|
|
МПа
|
0.1 ∙ 0.194∙ 0.85 = 0.016
|
Коэффициент ослабления лучей трёхатомными газами |
|
По рис 5 - 5
|
1/
МПа
|
13 |
Коэффициент ослабления лучей золовыми частицами |
|
По рис 5 - 6
|
1/
МПа
|
0.07 |
Суммарная оптическая толщина запылённого газового потока |
|
(
+
) |
(13∙ 0.194+ 0.07∙ 18.5) ∙ 0.1 ∙
∙ 0.85 = 0.32
|
Степень черноты излучающей среды |
|
По рис 5 - 4 |
- |
0.161 |
Температура загрязнённой стенки трубы |
|
+
|
|
255+ 80 =335 |
Коэффициент теплоотдачи излучением |
|
По рис.6 - 12 (
=
) |
Вт/ (
К) |
195 ∙ 0.161 = 31.3 |
Коэффициент использованной поверхности нагрева |
|
По п.6 - 2
|
1 |
Коэффициент теплоотдачи |
|
(
+
) |
Вт/ (
К) |
1 (32.3 + 31.3) = 63.6 |
Коэффициент загрязнения |
|
По рис.6 - 13
(
=
)
|
(
К) / Вт |
0.018 |
Коэффициент теплопередачи |
|
|
Вт/ (
К) |
|
Тепловосприятие фестона по уровню теплопередачи |
|
|
кДж/кг
|
|
Тепловосприятие настенных труб |
|
|
кДж/кг
|
|
Суммарное тепловосприятие газохода фестона |
|
+
|
кДж/кг
|
719+69 = 788 |
Расхождение расчётных тепловосприятий |
|
100 |
%
|
|
Таблица 1-10 Конструктивные размеры и характеристики перегревателя
Размеры и характеристики |
Единица
|
Ступень |
наименование |
обозначение |
Расчётная ф-ла или способ определения |
I
|
II
|
Диаметр труб |
|
По конструктивным размерам |
|
38/32 |
38/32 |
Кол-во труб в ряду (поперёк газохода) |
|
То же |
шт. |
40 |
40 |
Кол-во труб в ряду (по ходу газов) |
|
То же |
шт. |
22 |
6 |
Средний шаг труб:
поперечный
продольный
|
|
То же |
|
110
82
|
110
104
|
Расположение труб в пучке |
То же |
- |
коридорное
|
коридорное
|
Характер омывания |
- |
То же |
- |
поперечное
|
поперечное
|
Средняя длина змеевика |
|
То же |
|
1.65
|
3.5
|
Суммарная длина труб |
|
То же |
|
1450
|
840
|
Полная площадь поверхности нагрева |
|
|
|
174
|
102
|
Площадь живого сечения на входе |
|
|
|
7.2
|
11.4
|
То же, на выходе |
|
|
|
4.7
|
9.4
|
Средняя площадь живого сечения газохода |
|
|
|
5.7
|
10.2
|
Кол-во параллельно включённых змеевиков (по пару) |
|
По конструктивным размерам |
шт. |
40
|
40
|
Площадь живого сечения для прохода пара |
|
|
|
0.032
|
0.032
|
Таблица 1-11 Поверочный расчёт второй ступени перегревателя
Величины |
Единица
|
Расчёт
|
Наименование
|
Обозначение |
Расчётные формулы или способ определения |
Диаметр труб |
|
По конструктивным размерам
|
|
38/32
|
Площадь поверхности нагрева |
|
То же |
|
102 |
Температура пара на выходе из ступени |
|
По заданию |
|
410 |
Температура пара на входе в ступень |
|
По предварительному выбору |
|
360 |
Давление пара:
на выходе из ступени
на входе в ступень
|
|
По заданию
По выбору
|
МПа
МПа
|
4,2
4.2
|
Удельная энтальпия пара:
на выходе из ступени
на входе в ступень
|
|
По табл. VI - 8
То же
|
кДж/кг
кДж/кг
|
3235
3117
|
Суммарное тепловосприятие ступени |
|
(
-
) |
кДж/кг
|
|
Средняя удельная тепловая нагрузка лучевосприни-мающих поверхностей топки |
|
Из расчёта топки
|
кВт/
|
91,1
|
Коэффициент распределения тепловой нагрузки:
по высоте
между стенами
|
|
По рис.5 - 2
По табл.5 - 7
|
0.62
1.1
|
Удельное лучистое тепловосприятие выходного окна топки |
|
∙
∙
|
кВт/
|
0.621.191.1=62.1 |
Угловой коэффициент фестона |
|
По рис.5 - 1 |
- |
0.72 |
Площадь поперечного сечения газохода перед ступенью |
|
|
|
3.9 ∙ 4.4 = 17.2 |
Лучистое тепловосприятие ступени
|
|
(1-
)
|
кДж/кг
|
|
Конвективное тепловосприятие ступени |
|
-
|
кДж/кг |
949 - 247.2= 701.8 |
Температура газов перед ступенью |
|
Из расчёта фестона |
|
950 |
Энтальпия газов на входе в ступень |
|
То же |
кДж/кг |
12180 |
Энтальпия газов на выходе из ступени |
|
-
+
|
кДж/кг
|
|
Температура газов на выходе из ступени |
|
По
- таблице |
|
840 |
Средняя температура газов |
|
0.5 (
+
) |
|
0.5 (950 + 840) = 995 |
Средняя скорость газов в ступени |
|
|
|
|
Коэффициент теплоотдачи конвекцией |
|
=
|
Вт/ (
К) |
34 |
Средняя температура пара |
|
0.5 (
+
) |
|
0.5 (360 + 410) = 385 |
Объём пара при средней температуре |
|
По табл. VI - 8
|
|
0.072 |
Средняя скорость пара |
|
|
|
|
Коэффициент теплоотдачи от ступени к пару |
|
По рис.6 - 8 (
=
) |
Вт/ (
К) |
1258.8 |
Толщина излучающего слоя |
|
0.9 (
)
|
|
|
Полный перепад температур газов |
|
|
|
950 - 840 = 110 |
Полный перепад температур пара |
|
-
|
|
410 - 360 = 50 |
Параметр |
|
|
- |
|
Параметр |
|
/
|
- |
110 ⁄ 50 = 2.2 |
Коэффициент перехода к сложной схеме |
|
По рис.6 - 14 |
- |
0.997 |
Температурный перепад |
|
|
|
0.997510 = 508 |
Тепловосприятие ступени по уравнению теплообмена |
|
|
кДж/кг
|
|
Расхождение расчётных тепловосприятий |
|
100 |
%
|
|
Температура пара на входе в ступень |
|
По выбору |
|
365 |
Удельная энтальпия пара на входе в ступень |
|
По табл. IV - 8
|
кДж/кг |
3040 |
Суммарное тепловосприятие ступени |
|
(
-
) |
кДж/кг |
|
Конвективное тепловосприятие ступени |
|
-
|
кДж/кг |
1568 - 247.2 = 1320.8 |
Энтальпия газов за ступенью |
|
-
+
|
кДж/кг |
|
Температура газов на выходе из ступени
|
|
По
- таблице
|
|
820 |
Разность температур между газами и паром:
наибольшая
наименьшая
|
|
-
-
|
|
950 - 410 = 540
820 - 365 = 455
|
Температурный напор при противотоке |
|
|
|
|
Температурный перепад |
|
|
|
0.997∙500 = 498.5 |
Тепловосприятие ступени по уравнению теплообмена |
|
|
кДж/кг |
|
Расхождение расчётных тепловосприятий |
|
100 |
%
|
|
Таблица 1-12 Конструктивный расчёт первой ступени перегревателя
Величины |
Единица
|
Расчёт
|
Наименование |
Обозначение |
Расчётные формулы или способ определения |
Диаметр труб |
|
По конструктивным размерам |
|
38/32 |
Параметры пара на входе в ступень:
давление
температура
паросодержание
|
|
=
=
По выбору
|
МПа
|
4.2
255
0.98
|
Удельная энтальпия:
кипящей воды
сухого насыщенного пара
|
|
По табл. VI - 7
То же
|
кДж/кг
кДж/кг
|
1101.7
2798.4
|
Удельная энтальпия пара на входе в ступень |
|
+ (1-
) |
кДж/кг |
0.98 ∙ 2798.4 + (1 - 0.98) ∙ 1101.7=
= 2764
|
Параметры пара на выходе из ступени:
давление
температура
удельная энтальпия
|
|
Из расчёта второй ступени перегревателя
То же
То же
|
МПа
кДж/кг
|
4.2
360
3040
|
Тепловосприятие пароохладителя |
|
По выбору |
кДж/кг
|
60 |
Тепловосприятие ступени |
|
(
+
-
) |
кДж/кг
|
|
Энтальпия газов на входе в ступень |
|
Из расчёта второй ступени перегревателя
|
кДж/кг
|
12180 |
Температура газов на входе в ступень |
|
То же |
|
820 |
Энтальпия газов на выходе из ступени |
|
-
+
|
кДж/кг
|
12180-
|
Температура газов на выходе из ступени |
|
По
- таблице |
|
612 |
Средняя температура газов в ступени |
|
0.5 (
+
) |
|
0.5∙ (820 + 612) = 716 |
Средняя скорость газов в ступени |
|
|
|
|
Коэффициент теплоотдачи конвекцией |
|
=
|
Вт/ (
К) |
55.6 |
Средняя температура пара |
|
0.5 (
+
) |
|
0.5∙ (255+ 360) = 307.5 |
Объём пара при средней температуре |
|
По табл. VI - 8
|
|
0.063 |
Средняя скорость пара |
|
|
|
|
Коэффициент теплоотдачи от стенки к пару |
|
По рис.6 - 7 (
=
)
|
Вт/ (
К) |
1227 |
Эффективная толщина излучающего слоя |
|
0.9 (
)
|
|
|
Суммарная поглощательная способность трёхатомных газов |
|
|
МПа
|
|
Коэффициент ослабления лучей:
трёхатомными газами
золовыми частицами
|
|
По рис.5 - 5
По рис.5 - 6
|
1/ (
МПа)
1/ (
МПа)
|
26
0.079
|
Суммарная оптическая толщина запылённого газового потока |
|
(
+
) |
- |
(26∙0.2+0.079∙18.5) ∙0.1∙0.25 = = 0.17
|
Степень черноты излучающей среды |
|
По рис.5 - 4 |
- |
0.16 |
Коэффициент загрязнения |
|
По п.6 - 2
|
(
К) / Вт |
0.006 |
Температура загрязнённой стенки трубы |
|
+ (
+
)
|
|
|
Коэффициент теплоотдачи излучением |
|
По рис.6 - 12 (
=
) |
Вт/ (
К) |
25.6 |
Температура в объёме камеры перед ступенью |
|
Из расчёта второй ступени перегревателя |
|
840 |
Коэффициент |
|
По п.6 - 2
|
- |
0.4 |
Глубина по ходу газов:
cтупени (пучка)
объёма перед ступенью
|
|
По конструктивным размерам
То же
|
|
0.7
1.8
|
Коэффициент теплоотдачи излучением с учётом излучения газового объёма перед ступенью |
|
|
Вт/ (
К)
|
=33.3
|
Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке |
|
(
+
) |
Вт/ (
К) |
1∙ (55.6 +33.3) = 88.9 |
Коэффициент тепловой эффективности |
|
По табл.6 - 2
|
- |
0.55 |
-Коэффициент теплопередачи |
|
|
Вт/ (
К)
|
|
Разность температур между газами и паром:
Наибольшая
наименьшая
|
|
|
|
820 - 360 = 460
612 - 255 = 357
|
Температурный напор при противотоке |
|
|
|
|
Полный перепад температур газового потока в ступени |
|
|
|
820 - 612 = 208 |
Полный перепад температур потока пара |
|
|
|
360 - 255= 105 |
Параметр |
|
|
- |
|
Параметр |
|
/
|
- |
280/105 = 1.98 |
Коэффициент перехода к сложной схеме |
|
По рис.6 - 15 |
- |
0.98 |
Температурный перепад |
|
|
|
0.98 ∙ 412 = 403.8 |
Площадь поверхности нагрева ступени |
|
|
|
|
Таблица 1-13. Конструктивные размеры и характеристики экономайзера
Величины |
Единица
|
Ступень |
Наименование |
Обозна-
чение
|
I |
II |
Диаметр труб:
наружный
внутренний
|
|
|
32
26
|
32
26
|
Расположение труб |
- |
- |
шахматное
|
шахматное
|
Кол-во труб в горизонтальном ряду |
|
шт. |
16 |
16 |
Кол-во горизонтальных рядов труб |
|
шт. |
38 |
12 |
Шаг труб:
поперёк потока газов (по ширине)
вдоль потока газов (по высоте)
|
|
|
90
56
|
90
56
|
Относительный шаг труб:
поперечный
продольный
|
/
/
|
2.8
1.75
|
2.8
1.75
|
Площадь поверхности нагрева |
|
|
250 |
80 |
Размеры сечения газохода поперёкдвижения газов |
|
|
4.3
1.49
|
4.3
1.49
|
Площадь живого сечения для прохода газов |
|
|
4.2 |
4.2 |
Кол-во параллельно включённых труб (по воде) |
|
шт. |
32 |
32 |
Площадь живого сечения для прохода воды |
|
|
0.017 |
0.017 |
Таблица 1-14. Конструктивные размеры и характеристики воздухоподогревателя
Величины |
Обозна-
чение
|
Единица
|
Ступень |
Наименование |
I |
II |
Диаметр труб:
наружный
внутренний
|
|
|
40
37
|
40
37
|
Длина труб |
|
|
3.4 |
3.4 |
Расположение труб |
- |
- |
шахматное
|
шахматное
|
Кол-во ходов по воздуху |
|
2 |
2 |
Кол-во труб в ряду поперёк движения воздуха |
|
шт. |
70 |
70 |
Кол-во рядов труб вдоль движения воздуха |
|
шт. |
34 |
34 |
Шаг труб:
поперечный
(поперёк потока воздуха)
продольный
(вдоль потока воздуха)
|
|
|
56
44
|
56
44
|
Относительный шаг труб:
поперечный
продольный
|
/
/
|
-
|
1.4
1.1
|
1.4
1.1
|
Кол-во параллельно включённых труб (по газам) |
|
шт. |
2400 |
2400 |
Площадь живого сечения для прохода газов |
|
|
2.4 |
2.4 |
Ширина сечения воздушного канала |
|
|
4.3 |
4.3 |
Площадь живого сечения для прохода воздуха |
|
|
2.1 |
2.1 |
Площадь поверхности нагрева |
|
|
1000 |
1000 |
Средняя высота воздушного канала |
|
|
1.7 |
1.7 |
Таблица 1-15 Поверочный расчёт второй ступени экономайзера
Величины |
Единица
|
Расчёт
|
Наименование |
Обозначение |
Расчётные формулы или способ определения |
Площадь поверхности нагрева ступени |
|
По конструктивным размерам |
|
145 |
Площадь живого сечения для прохода газов |
|
То же |
|
4.2 |
То же, для прохода воды |
|
То же |
|
0.017 |
Температура газов на входе в ступень |
|
Из расчёта перегревателя
|
|
685 |
Энтальпия газов на входе в ступень |
|
То же |
кДж/кг |
8080 |
Температура газов на выходе из ступени |
|
По выбору |
|
600 |
Энтальпия газов на выходе из ступени |
|
По
- таблице |
кДж/кг |
7149 |
Тепловосприятие ступени (теплота, отданная газами) |
|
(
-
+
) |
кДж/кг |
0.988 (8080 - 7149+0.03 ∙ ∙229) = 927 |
Удельная энтальпия воды на выходе из ступени |
|
|
кДж/кг
|
2930+ 60 -
(12573+ +1446 + 782 +1622) =711.4 |
Температура воды на выходе из ступени |
|
По табл.VI - 6 |
|
165 |
Удельная энтальпия воды на входе в ступень |
|
-
|
кДж/кг
|
|
Температура воды на входе в ступень |
|
По табл.VI - 6 |
|
145 |
Средняя температура воды |
|
0.5 (
+
) |
|
0.5∙ (165 + 145) =155 |
Скорость воды в трубах |
|
|
|
|
Средняя температура газов |
|
0.5 (
+
) |
|
0.5∙ (685 +600) = 642.5 |
Средняя скорость газов |
|
|
|
|
Коэффициент теплоотдачи конвекцией |
|
По рис.6 - 5 |
кВт/ (
К) |
76.3 |
Эффективная толщина излучающего слоя |
|
0.9 (
)
|
|
= 0.16
|
Суммарная поглощательная способность трёхатомных газов |
|
|
МПа
|
|
Коэффициент ослабления лучей:
трёхатомными газами
золовыми частицами
|
|
По рис.5 - 5
По рис.5 - 6
|
1/ (
МПа)
1/ (
МПа)
|
35
0.0076
|
Суммарная оптическая толщина запылённого газового потока |
|
(
+
) |
- |
(35 ∙ 0.2 + 0.0076∙ 17.9) ∙0.1∙
∙ 0.16 = 0.11
|
Степень черноты газа |
|
По рис.5 - 4 |
- |
0.036 |
Разность температур между газами и паром:
наибольшая
наименьшая
|
|
|
|
685 - 165= 520
550 - 115= 435
|
Температурный напор |
|
0.5 (
+
) |
|
477.5 |
Тепловосприятие ступени по уравнению теплообмена |
|
|
кДж/кг
|
|
Расхождение расчётных тепловосприятий |
|
100 |
%
|
|
Таблица 1-16 Поверочный расчёт первой ступени воздухоподогревателя
Величины |
Единица
|
Расчёт
|
Наименование |
Обозначение |
Расчётные формулы или способ определения |
Диаметр и толщина стенки труб |
|
По конструктивным размерам |
|
|
Относительный шаг труб:
поперечный
продольный
|
/
|
То же
То же
|
-
|
1.4
1.1
|
Кол-во рядов труб |
|
То же |
шт. |
34 |
Кол-во ходов по воздуху |
|
То же |
- |
2 |
Площадь живого сечения для прохода газов |
|
То же |
|
2.4 |
То же, для прохода воздуха |
|
То же |
|
2.1 |
Площадь поверхности нагрева |
|
То же |
|
1000 |
Температура газов на выходе из ступени |
|
По заданию (
=
) |
|
150 |
Энтальпия газов на выходе из ступени |
|
По
- таблице |
кДж/кг |
1799 |
Температура воздуха на входе в ступень |
|
По выбору |
|
25 |
Энтальпия теоретического кол-ва холодного воздуха |
|
По
- таблице |
кДж/кг |
191 |
Температура воздуха на выходе из ступени |
|
По выбору |
|
160 |
Энтальпия теоретического кол-ва воздуха на выходе из ступени |
|
По
- таблице |
кДж/кг |
1228 |
Отношение |
|
|
- |
1.25 - 0.1 - 0.1 + 0.03 = 1.08 |
Тепловосприятие ступени |
|
(
-
) |
кДж/кг |
|
Средняя температура воздуха в ступени |
|
0.5 (
+
) |
|
0.5∙ (25 + 160) = 92,5 |
Энтальпия теоретического кол-ва воздуха присосов при средней температуре |
|
По
- таблице |
кДж/кг |
707 |
Энтальпия газов на входе в ступень |
|
+
-
|
кДж/кг
|
1799+
|
Температура газов на входе в ступень |
|
По
- таблице |
|
243 |
Средняя температура газов |
|
0.5 (
+
) |
|
0.5∙ (243+ 150) = 196.5 |
Средняя скорость газов |
|
|
|
|
Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке |
|
По рис.6 - 7 (
=
) |
Вт/ (
К) |
30 |
Средняя скорость воздуха |
|
|
|
|
Коэффициент теплоотдачи конвекцией |
|
=
|
Вт/ (
К) |
58 |
Коэффициент использованной поверхности нагрева |
|
По табл.6 - 3
|
0.85
|
Коэффициент теплопередачи |
|
|
Вт/ (
К) |
|
Разность температур между газами и паром:
наибольшая
наименьшая
|
|
|
|
150 - 25 = 125
243 - 160 =83
|
Температурный напор |
|
0.5 (
+
) |
|
0.5∙ (125 + 83) = 104 |
Отношение |
|
|
- |
|
Наибольший перепад температур |
|
|
|
160 - 25 = 135 |
Наименьший перепад температур |
|
|
|
243 - 150 = 93 |
Параметр |
|
|
- |
|
Параметр |
|
/
|
- |
135/93 = 1,45 |
Коэффициент |
|
По рис.6 - 16 |
- |
0.91 |
Температурный перепад |
|
|
|
|
Тепловосприятие ступени по уравнению теплообмена |
|
|
кДж/кг
|
|
Расхождение расчётных тепловосприятий |
|
100 |
%
|
|
Таблица 1-17 Поверочный расчёт второй ступени воздухоподогревателя
Величины |
Единица
|
Расчёт
|
Наименование |
Обозначение |
Расчётные формулы или способ определения |
Диаметр труб |
|
По конструктивным размерам |
|
|
Относительный шаг труб:
поперечный
продольный
|
/
|
То же
То же
|
-
|
1.4
1.1
|
Кол-во рядов труб |
|
То же |
шт. |
34 |
Кол-во ходов по воздуху |
|
То же |
- |
2 |
Площадь живого сечения для прохода газов |
|
То же |
|
2.4 |
То же, для прохода воздуха |
|
То же |
|
2.1 |
Площадь поверхности нагрева |
|
То же |
|
1000 |
Температура газов на входе в ступень |
|
Из расчёта второй ступени экономайзера |
|
350 |
Энтальпия газов на входе в ступень |
|
То же |
кДж/кг
|
6519 |
Температура воздуха на выходе из ступени |
|
По выбору |
|
400 |
Энтальпия воздуха на выходе из ступени |
|
По
- таблице |
кДж/кг |
3125 |
Отношение кол-ва воздуха на выходе из ступени к теоретически необходимому |
|
|
- |
1.25 - 0.1 - 0.1 = 1.05 |
Температура воздуха на входе в ступень |
|
Из расчёта первой ступени воздухоподогревателя |
|
160 |
Энтальпия воздуха на входе в ступень |
|
По
- таблице |
кДж/кг |
1228 |
Тепловосприятие ступени |
|
(
-
) |
кДж/кг |
|
Средняя температура воздуха |
|
0.5 (
+
) |
|
0.5∙ (160 + 400) = 280 |
Энтальпия теоретического кол-ва воздуха присосов при средней температуре |
|
По
- таблице |
кДж/кг |
2166 |
Энтальпия газов на входе в ступень |
|
-
+
|
кДж/кг
|
|
Температура газов на выходе из ступени |
|
По
- таблице |
|
373 |
Средняя температура газов |
|
0.5 (
+
) |
|
0.5∙ (550+373) = 461.5 |
Средняя скорость газов |
|
|
|
|
Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке |
|
По рис.6 - 7 (
=
) |
Вт/ (
К) |
33.4 |
Средняя скорость воздуха |
|
|
|
|
Коэффициент теплоотдачи конвекцией |
|
По рис.6 - 6 (
=
) |
Вт/ (
К) |
60.4 |
Коэффициент использованной поверхности нагрева |
|
По табл.6 - 3 |
- |
0.85 |
Коэффициент теплопередачи |
|
|
Вт/ (
К) |
|
Разность температур между газами и паром:
наибольшая
наименьшая
|
|
|
|
373 - 160 = 213
550 - 400 = 150
|
Средний температурный напор при противотоке |
|
0.5 (
+
) |
|
0.5∙ (213 +150) = 181.5 |
Наибольший перепад температур |
|
|
|
400 - 160 = 240 |
Наименьший перепад температур |
|
|
|
550 - 373 = 177 |
Параметр |
|
|
- |
|
Параметр |
|
/
|
- |
240/177 = 1.4 |
Коэффициент |
|
По рис.6 - 16 |
- |
0.84 |
Температурный напор |
|
|
|
|
Тепловосприятие ступени по уравнению теплообмена |
|
|
кДж/кг
|
|
Расхождение расчётных тепловосприятий
|
|
100 |
%
|
|
|