Название реферата: Котельные установки промышленных предприятий
Раздел: Производство и технологии
Скачано с сайта: www.refsru.com
Дата размещения: 10.09.2012
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 - 100 ºС
tпс - 430 ºС
Р - 3,7 МПа
Wр - 8 %
Ар - 25,8 %
Sкр - 2,3 %
Sорр - 0,8 %
Wрмакс - 10 % - влажность
Армакс - 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
Qгб - 8250 - теплота сгорания по бомбе, ккал/ кг
V0 = 5,66
VRO2 = 1,02
V0N2 = 4,48
V0Н2О = 0,59
Vr0 = 6,09
Qнр = 5250 ∙ 4,2 = 21630 кДж/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 (II ступень) |
0,03 |
1,28 |
То же (I ступень) |
0,02 |
1,30 |
Экономайзер стальной (II ступень) |
0,03 |
1,33 |
Экономайзер стальной (I ступень) |
0,03 |
1,39 |
Воздухоподогреватель трубчатый (II ступень) |
0,03 |
1,36 |
воздухонагреватель трубчатый (I ступень) |
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 |
I0B = V0 (ct) в |
IRO2 = =VRO2 (Cύ) RO2 |
I0N2 = = V0N2 (Cύ) N2 |
I0H2O=V0H2O∙ ∙ (Cύ) ∙H2O |
I0r = IRO2 + + I0N2 + I0H2O |
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 |
кДж/кг |
2231 |
Температура воздуха в котельной |
|
По выбору |
|
30 |
Энтальпия воздуха в котельной |
|
По |
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 |
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 |
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 |
|
Адиабатическая температура горения |
|
По |
|
1906 |
Температура газов на выходе из топки |
|
По предварительному вибору |
|
1000 |
Энтальпия газов на выходе из топки |
|
По |
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 |
|
|
|
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/ ( 1/ ( 1/ ( |
9.6 0.057 10 |
Безразмерные параметры |
|
По п.5 - 2 То же |
0.5 0.1 | |
Коэффициент ослабления лучей топочной средой |
|
|
1/ ( |
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 |
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 |
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/ ( |
32.3 |
Суммарная поглащательная способность трёхатомных газов |
|
|
|
0.1 ∙ 0.194 ∙ 0.85 = 0.016 |
Коэффициент ослабления лучей трёхатомными газами |
|
По рис 5 - 5 |
1/ |
13 |
Коэффициент ослабления лучей золовыми частицами |
|
По рис 5 - 6 |
1/ |
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/ ( |
195 ∙ 0.161 = 31.3 |
Коэффициент использованной поверхности нагрева |
|
По п.6 - 2 |
1 | |
Коэффициент теплоотдачи |
|
|
Вт/ ( |
1 (32.3 + 31.3) = 63.6 |
Коэффициент загрязнения |
|
По рис.6 - 13 ( |
( |
0.018 |
Коэффициент теплопередачи |
|
|
Вт/ ( |
|
Тепловосприятие фестона по уровню теплопередачи |
|
|
кДж/кг |
|
Тепловосприятие настенных труб |
|
|
кДж/кг |
|
Суммарное тепловосприятие газохода фестона |
|
|
кДж/кг |
719+69 = 788 |
Расхождение расчётных тепловосприятий |
|
|
% |
|
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 |
|
|
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 |
|
840 |
Средняя температура газов |
|
0.5 ( |
|
0.5 (950 + 840) = 995 |
Средняя скорость газов в ступени |
|
|
|
|
Коэффициент теплоотдачи конвекцией |
|
|
Вт/ ( |
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/ ( |
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 |
|
|
% |
|
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 |
|
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 |
|
|
% |
|
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 |
|
|
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 |
|
612 |
Средняя температура газов в ступени |
|
0.5 ( |
|
0.5∙ (820 + 612) = 716 |
Средняя скорость газов в ступени |
|
|
|
|
Коэффициент теплоотдачи конвекцией |
|
|
Вт/ ( |
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/ ( |
1227 |
Эффективная толщина излучающего слоя |
|
0.9 ( |
|
|
Суммарная поглощательная способность трёхатомных газов |
|
|
|
|
Коэффициент ослабления лучей: трёхатомными газами золовыми частицами |
|
По рис.5 - 5 По рис.5 - 6 |
1/ ( 1/ ( |
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 |
( |
0.006 |
Температура загрязнённой стенки трубы |
|
|
|
|
Коэффициент теплоотдачи излучением |
|
По рис.6 - 12 ( |
Вт/ ( |
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/ ( |
=33.3 |
Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке |
|
|
Вт/ ( |
1∙ (55.6 +33.3) = 88.9 |
Коэффициент тепловой эффективности |
|
По табл.6 - 2 |
- |
0.55 |
-Коэффициент теплопередачи |
|
|
Вт/ ( |
|
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 поперёк движения 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 |
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 - |
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/ ( |
76.3 |
Эффективная толщина излучающего слоя |
|
0.9 ( |
|
= 0.16 |
Суммарная поглощательная способность трёхатомных газов |
|
|
|
|
Коэффициент ослабления лучей: трёхатомными газами золовыми частицами |
|
По рис.5 - 5 По рис.5 - 6 |
1/ ( 1/ ( |
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 |
|
|
% |
|
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 |
кДж/кг |
1799 |
Температура воздуха на входе в ступень |
|
По выбору |
|
25 |
Энтальпия теоретического кол-ва холодного воздуха |
|
По |
кДж/кг |
191 |
Температура воздуха на выходе из ступени |
|
По выбору |
|
160 |
Энтальпия теоретического кол-ва воздуха на выходе из ступени |
|
По |
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 |
кДж/кг |
707 |
Энтальпия газов на входе в ступень |
|
|
кДж/кг |
1799+ |
Температура газов на входе в ступень |
|
По |
|
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/ ( |
30 |
Средняя скорость воздуха |
|
|
|
|
Коэффициент теплоотдачи конвекцией |
|
|
Вт/ ( |
58 |
Коэффициент использованной поверхности нагрева |
|
По табл.6 - 3 |
0.85 | |
Коэффициент теплопередачи |
|
|
Вт/ ( |
|
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 |
|
|
% |
|
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 |
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 |
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 |
кДж/кг |
2166 |
Энтальпия газов на входе в ступень |
|
|
кДж/кг |
|
Температура газов на выходе из ступени |
|
По |
|
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/ ( |
33.4 |
Средняя скорость воздуха |
|
|
|
|
Коэффициент теплоотдачи конвекцией |
|
По рис.6 - 6 ( |
Вт/ ( |
60.4 |
Коэффициент использованной поверхности нагрева |
|
По табл.6 - 3 |
- |
0.85 |
Коэффициент теплопередачи |
|
|
Вт/ ( |
|
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 |
|
|
% |
|
Таблица 1-18 Конструктивный расчёт первой ступени экономайзера
Величины |
Единица |
Расчёт | ||
Наименование |
Обозначение |
Расчётные формулы или способ определения | ||
Температура газов на входе в ступень |
|
Из расчёта второй ступени воздухоподогревателя |
|
373 |
Энтальпия газов на входе в ступень |
|
То же |
кДж/кг |
4009 |
Температура газов на выходе из ступени |
|
Из расчёта первой ступени воздухоподогревателя |
|
243 |
Энтальпия газов на выходе из ступени |
|
То же |
кДж/кг |
2928 |
Тепловосприятие ступени (теплота, отданная газами) |
|
|
кДж/кг |
|
Таблица 1-19 Расчёт невязки теплового баланса парогенератора
Величины |
Единица |
Расчёт | ||
Наименование |
Обозначение |
Расчётные формулы или способ определения | ||
Расчётная температура горячего воздуха |
|
Из расчёта воздухоподогревателя |
|
400 |
Энтальпия горячего воздуха |
|
То же |
кДж/кг |
3125 |
Количество теплоты, вносимое в топку воздухом |
|
( + ( |
кДж/кг |
(1.25 - 0.1 - 0.1) ∙3125 + + (0.1 + 0.1) ∙229= 3327 |
Полезное тепловыделение в топке |
|
+ |
кДж/кг |
|
Лучистое тепловосприятие топки |
|
|
кДж/кг |
0.988∙ (25263 - 11980) = = 13124 |
Расчётная невязка теплового баланса |
|
|
кДж/кг |
|
Невязка |
|
% |
|
Таблица 1-20 Распределение температурного перепада и тепловосприятий между ступенями воздухоподогревателя и экономайзера
Величины |
Единица |
Расчёт | ||
Наименование |
Обозначение |
Расчётные формулы или способ определения | ||
Температура уходящих газов |
|
По выбору |
|
150 |
Энтальпия уходящих газов |
|
По |
кДж/кг |
1799 |
Температура горячего воздуха |
|
По выбору |
|
380 |
Энтальпия теоретического кол-ва горячего воздуха |
|
По |
кДж/кг |
2965 |
Температура воздуха на выходе из первой ступени воздухоподогревателя: по условию (9 - 12) по выбору |
|
>0.4 ( |
180 | |
Энтальпия теоретического кол-ва воздуха на выходе из первой ступени воздухоподогревателя |
|
По |
кДж/кг |
1382.4 |
Отношение |
|
|
- |
|
Тепловосприятие первой ступени воздухоподогревателя |
|
|
кДж/кг |
|
Средняя температура воздуха в первой ступени воздухоподогревателя |
|
0.5 ( |
|
|
Энтальпия воздуха присосов при средней температуре |
|
По |
кДж/кг |
783 |
Энтальпия газов перед первой ступенью воздухоподогревателя |
|
|
кДж/кг |
|
Температура газов перед первой ступенью воздухоподогревателя |
|
По |
|
263 |
Отношение |
|
|
- |
1.25 - 0.1 - 0.1 = 1.05 |
Тепловосприятие второй ступени воздухоподогревателя |
|
|
кДж/кг |
|
Температура газов перед второй ступенью воздухоподогревателя |
|
По выбору |
|
500 |
Энтальпия газов перед второй ступенью воздухоподогревателя |
|
По |
кДж/кг |
5889 |
Средняя температура воздуха во второй ступени воздухоподогревателя |
|
0.5 ( |
|
0.5∙ (180 + 380) = 280 |
Энтальпия воздуха при средней температуре |
|
По |
кДж/кг |
3267 |
Энтальпия газов на выходе из второй ступени воздухоподогревателя |
|
|
кДж/кг |
|
Температура газов на выходе из второй ступени воздухоподогревателя |
|
По |
|
374 |
Тепловосприятие первой ступени экономайзера |
|
|
кДж/кг |
|
Энтальпия газов на входе во вторую ступень экономайзера |
|
Из расчёта перегревателя |
кДж/кг |
8080 |
Температура газа на входе во вторую ступень экономайзера |
|
То же |
|
684 |
Тепловосприятие второй ступени экономайзера |
|
|
кДж/кг |
|
Суммарное тепловосприятие ступеней экономайзера |
|
|
кДж/кг |
1029 + 1953= 2982 |
То же, по уравнению теплового баланса (9 - 13) |
|
( |
кДж/кг |
|
Расхождение расчётных тепловосприятий |
|
|
% |
|
Расход воды через экономайзер |
|
( |
|
|
Тепловосприятие пароохладителя |
|
Из расчёта перегревателя |
кДж/кг |
60 |
Параметры воды на входе в первую ступень: удельная энтальпия температура |
|
По табл. VI - 6 |
кДж/кг
|
112 |
Параметры воды на выходе из первой ступени: удельная энтальпия температура |
|
По табл. VI - 6 |
кДж/кг
|
143 |
Параметры воды на выходе из второй ступени: удельная энтальпия температура |
|
По табл. VI - 6 |
кДж/кг
|
205 |
Температура кипения воды при давлении в барабане |
|
По табл. VI - 7 |
|
256 |
Недогрев воды до кипения на выходе из второй ступени |
|
|
|
256 - 206= 51 |