Однокорпусной прямоточный котел ТГМП-344-А

 

1. Kраткое описание конструкции котла


.1 Назначение и параметры котельного агрегата


Однокорпусной прямоточный котел ТГМП-344-А предназначен для получения пара сверхкритического давления при сжигании природного газа и мазута. Котел выполнен в газоплотном исполнении, что допускает его работу как под давлением, так и под разрежением.

Котел имеет П-образную компоновку и состоит из топочной камеры и конвективной шахты, соединенных в верхней части горизонтальным газоходом, и, вынесенных за пределы здания, 2-х регенеративных вращающихся воздухоподогревателей.

Все стены топочной камеры, горизонтального газохода и конвективной шахты экранированы панелями, выполненными из сваренных между собой плавниковых труб диаметром 32х6мм сталь 12Х1МФ с шагом 46мм.

На выходе из топки, в горизонтальном газоходе, расположены в один ряд ширмы, входной и выходной пакеты конвективного пароперегревателя высокого давления и выходной пакет конвективного пароперегревателя низкого давления. В конвективной шахте расположены, последовательно по ходу газов, входная ступень конвективного пароперегревателя низкого давления и водяной экономайзер.

Котел оборудован 16-ю газомазутными горелками, установленными встречно на фронтовой и задней стенках топки в два яруса (по четыре горелки в ярусе).


Таблица 1.1 - Основные паспортные данные котла ТГМП-344-А

№ п/пНаименование величинОбозна-чениеРазмер-ностьВеличина1Паропроизводительность по первичному паруDт/ч10002Давление первичного параРпкгс/см

МПА255

25,53Температура первичного параtп°С5454Температура питательной водыtпв°С2705Расход вторичного параDт/ч8006Температура вторичного парана входеtвп°С3007Температура вторичного парана выходе из котлаtвп°С5428Давление вторичного парана выходе из котлаРвпкгс/см

МПА38,5

3,859Давление вторичного парана входе в котелРвпкгс/см

МПА41

4,110Температура горячего воздухаtгв°С33311Температура уходящих газов (газ)tух°С12512Температура уходящих газов (мазут)tух°С13813Избыток воздуха на выходе из топки при сжигании мазутаa-1,0314Теплота сгорания топлива (мазут)Qрнккал/кг935015Расход мазутаGмт/ч7016Расход природного газаGгм3/ч7730017КПД котла при работе на газеh%95,118КПД котла при работе на мазутеh%94,3

1.2 Описание пароводяного тракта

котел камера водяной экономайзер

1.2.1 Тракт высокого давления

Пароводяной тракт сверхкритического давления (СКД) до встроенной задвижки (ВЗ) выполнен однопоточным. Питание котла осуществляется через основной регулирующий клапан Dу300 (РПК). После встроенной задвижки тракт СКД разделен на два нерегулируемых параллельных потока.

После РПК питательная вода двумя трубопроводами подается в четыре входных коллектора экономайзера диаметром Æ273х40мм - по две трубы в необогреваемую часть каждого коллектора.

Пройдя водяной экономайзер, вода из двенадцати выходных коллекторов диаметром Æ273х40мм поступает в триста сорок восемь подвесных труб диаметром Æ36х6 мм поверхностей нагрева конвективной шахты и далее - по перепускным трубам в смеситель Æ426х50мм.

Из смесительного (раздающего) коллектора (опускной стояк) вода подается в шесть панелей НРЧ первого хода : во вторую, третью и четвертую панели фронтового экрана (счет слева направо) и в третью, четвертую и пятую панели заднего экрана. Далее среда подается в шесть панелей второго хода НРЧ: в первую, пятую и шестую панели фронтового экрана и в первую, вторую и шестую заднего экрана. Затем среда поступает в два смесительных коллектора Æ325х38мм.Из фронтового смесительного коллектора среда подводится к четырем панелям левого бокового экрана, а из заднего смесительного коллектора к панелям правого бокового экрана.

Пройдя панели третьего хода НРЧ, среда по восьми перепускным трубам Æ159х18мм поступает в собирающие коллекторы Æ273х30мм и далее по перепускным трубам Æ273х30мм подается в смесительный коллектор между НРЧ и ВРЧ Æ426х50мм.

Из смесительного коллектора среда поступает в десять панелей первого хода ВРЧ: в две панели каждого бокового экрана (первую и вторую-счет от фронтовой стены) и в шесть панелей фронтового экрана. Далее среда поступает в два смесительных коллектора диаметром Æ325х38мм (12Х1МФ), а из них подводится к панелям второго хода ВРЧ: в две панели каждого бокового экрана и в шесть панелей заднего экрана.

От каждой из боковых панелей среда отводится одной трубой Æ159х18мм. От каждой панели заднего экрана среда отводится четырьмя трубами Æ89х14мм, которые образуют фестон. Вся среда после второго хода ВРЧ поступает в два смесительных коллектора Æ325х38мм, которые расположены в шатре над потолочным пароперегревателем. Трубы топочного фестона, образованного отводящими трубами заднего экрана ВРЧ, используются в качестве подвесных труб заднего экрана топки.

Из смесительных коллекторов за ВРЧ среда поступает в шесть раздающих коллекторов Æ194х22мм экранов конвективной шахты. Из каждого раздающего коллектора среда по трубам Æ133х15мм поступает в нижние коллекторы фронтового, заднего и боковых экранов. Подвод среды к каждому коллектору осуществляется одной трубой.

Среда, поступающая в задний экран конвективной шахты, проходит панели заднего экрана, панели потолочного экрана (шесть панелей) и дальше через выходные коллекторы потолка поступает в сборные коллекторы Æ325х38мм. Конструктивно, потолочный пароперегреватель выполнен заодно с задним экраном конвективной шахты.

Среда, поступающая в панели фронтового экрана конвективной шахты, частично поступает в трубы фестона, который образован продолжением каждой третьей трубы фронтового экрана конвективной шахты.Остальная часть среды из шести выходных коллекторов фронтовых панелей поступает в шесть панелей боковых экранов горизонтального газохода (по три панели на каждой из боковых стен) и затем поступает в сборные коллекторы Æ273х36мм за фестоном конвективной шахты. В эти сборные коллекторы подводится среда из панелей боковых экранов конвективной шахты (в каждый коллектор по три трубы). Сборные коллекторы за экранами конвективной шахты подключены к сборным коллекторам за потолочным пароперегревателем Æ325х38мм.

Из двух сборных коллекторов среда подается в смесительный коллектор Æ426х50мм, на котором установлена встроенная задвижка Dу325 и имеется байпас, на котором установлены два встроенных сепаратора и арматура.

После встроенной задвижки движение пара по тракту пароперегревателя выполнено двухпоточным, с перебросом пара с одной стороны котла на другую. После ВЗ пар поступает в два трубопровода (по числу потоков) Æ325х38мм, в которых установлены пароохладители первого впрыска перед ширмовым пароперегревателем. Из каждого коллектора, после первого впрыска, пар по семи трубам Æ133х15мм поступает в средние ширмы (всего 14 ширм).

Пар отводится от каждой из средних ширм одной трубой Æ133х15мм и поступает в коллектор-смеситель Æ325х38мм каждого потока. Из каждого из смесительных коллекторов пар по шести перепускным трубам Æ133х15мм поступает в шесть крайних ширм своего потока (всего 12 ширм).

После ШПП осуществляется переброс пара с одной стороны котла на другую и затем пар поступает в КППвд первой ступени, состоящей из шести блоков (по три блока на поток).

После КППвд первой ступени производится переброс пара на противоположную сторону котла. Далее пар идет во вторую ступень КППвд, состоящую из шести блоков.

Пройдя вторую ступень (выходную) КППвд, пар каждого потока по девяти трубам (по три от каждого блока) Æ159х22мм направляется в сборные коллекторы Æ377х70 мм своего потока. Из сборных коллекторов, через переходники, по двум трубопроводам Æ325х60мм осуществляется выход острого пара.

Все трубопроводы тракта высокого давления выполнены из стали 12Х1МФ.


1.2.2 Тракт низкого давления

Пар из ЦВД турбины подается к котлу двумя трубопроводами Æ465х19мм. Между двумя потоками имеется перемычка. Из подводящих трубопроводов пар поступает в два раздающих коллектора Æ465х30мм первой ступени КППнд. Пройдя змеевики КППнд-I и отводящие трубы, пар поступает в четыре выходных коллектора Æ465х30мм. Далее четырьмя перепускными трубопроводами Æ465х20мм, в каждом из которых установлен впрыскивающий пароохладитель, пар направляется в выходную ступень КППнд.

После пароохладителей пар поступает в четыре входных коллектора Æ465х30мм КППнд-II ст. и далее, пройдя обогреваемые трубы, направляется в четыре выходных коллектора Æ465х30мм.

Пар из вторичного пароперегревателя отводится четырьмя трубопроводами Æ465х30 мм, по два трубопровода на каждую из сторон котла - на выходе из котла эти трубопроводы объединяются попарно в два общих паропровода Æ630х40мм, по которым пар направляется в ЦСД турбины.

Трубопроводы входной ступени КППнд выполнены из стали 20, а выходной из стали 12Х1МФ.


1.3 Поверхности нагрева


.3.1 Ширмовый пароперегреватель

Ширмовый пароперегреватель располагается в верхней части топочной камеры и состоит из одного ряда вертикальных ширм. В ряду установлено 26 ширм с шагом 598мм. Каждая ширма состоит из двух коллекторов: входного и выходного Æ159х28мми 37 параллельно включенных U-образных змеевиков из труб Æ32х6мм. Шаг труб в ширме-35мм.

Крепление труб в плоскости ширмы осуществляется путем вывода двух пар труб из плоскости ширмы и обвязки ими остальных змеевиков. Каждая пара обвязочных змеевиков скрепляется посредством упоров, изготовленных из полос толщиной 6мм.

В верхней части ширм, в месте прохода змеевиков ширм через потолок, трубы установлены в шахматном порядке в два ряда с шагом 70мм и к ним приварены гребенки, огибающие каждый змеевик с двух сторон. К гребенкам привариваются специальные листы, образующие уплотнительную коробку, которая наполняется термобетоном.


1.3.2 Конвективный пароперегреватель высокого давления

Конвективный пароперегреватель высокого давления расположен в горизонтальном газоходе и состоит из двух ступеней: входной и выходной. Конструктивно входная и выходная ступени КППвд выполнены одинаково. Каждая ступень состоит из шести блоков. Каждый блок состоит из двух коллекторов: одного входного и одного выходного, а также 19 трехзаходных, двухпетлевых пакетов змеевиков. Входные коллекторы I-ой ступени КППвд выполнены из труб Æ273х36мм, выходные коллекторы - из труб Æ273х60мм.

Входные и выходные коллекторы II ступени КППвд выполнены из труб Æ273х50мм и Æ273х60мм соответственно.

Змеевики I и II ступеней КППвд выполнены комбинированными: необогреваемая часть на входе в ступень из труб Æ42х7мм и на выходе из ступени из труб Æ52х11мм. Обогреваемая часть I ступени КППвд состоит из двух петель: одна из труб Æ42х7мм, а другая-из труб Æ42х7мм (12Х18Н12Т). Обогреваемая часть II ступени-из труб Æ42х7мм. Шаг между змеевиками-65мм. Шаг между пакетами змеевиков-138мм.

Блоки змеевиков подвешены при помощи хомутов, пропущенных под коллекторы, и пружинных подвесок к металлоконструкциям потолка. На расстоянии 360мм от оси труб ППП к змеевикам КППвд приварены уплотняющие гребенки и гнутые листы, образующие коробку. Коробка заполняется термобетоном и уплотняет места прохода змеевиков КППвд через ППП.


1.3.3 Конвективный пароперегреватель низкого давления

Конвективный пароперегреватель низкого давления КППнд состоит из двух ступеней: входной и выходной. Входная ступень КППнд расположена в конвективной шахте и в этом газоходе является первой по ходу газов поверхностью нагрева. Выходная ступень КППнд расположена в горизонтальном газоходе и является последней по ходу газов поверхностью нагрева в этом газоходе.

Входная ступень каждого потока состоит из одного входного и двух выходных коллекторов Æ465х30мм и 176 четырехзаходных змеевиков из труб Æ50х4мм. Входные коллекторы расположены внутри газохода параллельно фронту котла, а змеевики перпендикулярно фронту. Выходные коллекторы ступени расположены за пределами обогреваемой зоны над трубами потолочного пароперегревателя. Змеевики ступени после десяти ходов в пакете имеют далее вертикальные участки, располагающиеся в четыре ряда, которые проходят через ППП и входят в выходные коллекторы. Подвеска и дистанцирование змеевиков каждого потока ступени осуществляется при помощи двух рядов подвесных труб, к которым приварены специальные крюки.

Подвод среды к входным коллекторам осуществляется с торца. Движение среды в ступени-противоточное.

Выходная ступень КППнд выполнена двухпоточной. Каждый поток состоит из двух подпотоков. Конструктивно каждый поток состоит из одного входного и одного выходного коллекторов Æ465х30мм и 29 трехзаходных, трехпетлевых пакетов труб Æ60х6 мм. Последняя петля змеевиков в обогреваемой зоне выполнена из стали 12Х18Н12Т, а остальные петли-из стали 12Х1МФ.


1.3.4 Подвесная система конвективной шахты

В подвесную систему конвективной шахты входит 348 водоотводящих труб Æ36х6мм водяного экономайзера. Подвесные трубы расположены в два ряда параллельно фронту котла по 174 трубы в каждом ряду с шагом 92мм. По ширине котла каждый ряд подвесных труб состоит из шести блоков, расположенных в шахматной порядке. Таким образом, каждый ряд делится на два полуряда. В среднем каждый блок состоит из 29 труб, выходящих из каждого выходного коллектора водяного экономайзера.

Половина труб в блоке (через одну) имеют специальные крюки для крепления змеевиков пароперегревателя низкого давления. Вторая половина труб обеспечивает подвеску водяного экономайзера. Расстояние между трубами полуряда 450мм, расстояние от крайних подвесных труб до фронтовой (задней) стены опускного газохода 1000мм.

Трубы каждого ряда подвесной системы проходят через ППП и входят в шесть коллекторов Æ273х40мм. На расстоянии 360мм от оси труб ППП к подвесным трубам крепятся гребенки, к которым привариваются фигурные листы, образующие коробку. Коробка заполняется термобетоном, обеспечивая уплотнение прохода подвесных труб.


1.3.5 Водяной экономайзер

Водяной экономайзер расположен в нижней части конвективной шахты и является последней поверхностью нагрева по ходу газов. По высоте водяной экономайзер состоит из двух частей с разъемом между ними. Стыковка пакетов экономайзера производится при монтаже. Нижняя часть экономайзера состоит из шести блоков и четырех входных коллекторов Æ273х40мм.

Верхняя часть состоит из шести блоков и двенадцати выходных коллекторов Æ273х40 мм. Два средних блока каждой части состоят из 33 четырехзаходных пятиходовых пакетов змеевиков, состоящих из труб Æ32х6. Остальные четыре блока состоят из 34 таких же пакетов змеевиков. Шаг между пакетами змеевиков-80мм. Шаг между трубами в пакете-80мм. Дистанцирование труб водяного экономайзера осуществляется при помощи пяти рядов стоек, фигурные щеки которых охватывают змеевики с двух сторон. Два ряда стоек являются несущими, они в верхнем пакете при помощи планок привариваются к выходным коллекторам. Стойки нижнего пакета при помощи планок приварены к входным коллекторам. Таким образом осуществляется крепление пакетов экономайзера.


1.3.6 Регенеративный вращающийся воздухоподогреватель РВП-98Г

РВП-98Г представляет собой противоточный теплообменный аппарат для подогрева воздуха за счет тепла дымовых газов. Процесс теплообмена осуществляется путем нагрева набивки ротора в газовом потоке и ее охлаждения в воздушном потоке. Последовательное перемещение нагретой набивки из газового потока в воздушный осуществляется за счет вращения ротора.

Ротор воздухоподогревателя состоит из обечайки цилиндрической формы и Æ9864мм с толщиной стенки 12 мм и ступицы Æ1200мм. Ступица и обечайка соединены между собой радиальными ребрами, которые делят весь ротор на 24 равные части (сектора). Каждый сектор разделен по радиусу на 6 отсеков, в которых устанавливаются пакеты набивки. Набивка условно разделяется по высоте ротора на два слоя: холодный (нижний) и горячий (верхний).

Холодный слой состоит из пакетов эмалированной набивки (возможно применение неэмалированной и керамической набивки) с высотой листов 600мм. Горячий слой состоит по высоте из двух пакетов набивки (стальные листы толщиной 0,63 ¸ 0,70мм). Высота листов в нижнем пакете составляет 1000мм, в верхнем-1200мм. В средней части ротора на обечайке установлен цевочный обод. По обе стороны от цевочного обода к обечайке приварены 48 полос, параллельных оси ротора, на которых крепятся полосы аксиальных уплотнений.

Корпус воздухоподогревателя состоит из верхней и нижней крышек соединенных между собой 12 щитами пяти типоразмеров: 4 основных (несущих) щита, на которые передается вес балки верхней крышки (в двух из этих щитов вмонтированы плиты аксиальных уплотнений), 2 щита укрепленными на них приводами; 2 щита, имеющих люк для бокового выема холодных пакетов набивки; 4 промежуточных обшивочных щита.

Нижняя крышка состоит из балки и 4 секторов. К балке крышки крепятся плиты радиальных уплотнений с системой регулирования. На верхней крышке РВП на специальной раме установлена верхняя подшипниковая опора.

Радиальные, аксиальные и центральные уплотнения создают сплошной разделительный контур между газовой и воздушной сторонами. Уплотнение осуществляется установкой минимального зазора между уплотнительными поверхностями, расположенными на корпусе с одной стороны и на роторе с другой стороны.

Периферийные уплотнения установлены по периметру примыкания вращающегося ротора к крышкам корпуса. Регулировка зазора в уплотнениях производится при тепловой нагрузке и стабильном режиме работы котла в соответствии с инструкцией по эксплуатации.


1.4 Описание газовоздушного тракта котла


Подача воздуха в котлоагрегат осуществляется двумя дутьевыми вентиляторами типа ВДН-25х2-1. Производительность одного вентилятора 583000 м3/час, развиваемый напор-807 кгс/м2 (8,07кПа). В напорных коробах дутьевых вентиляторов установлены калориферы, в которых осуществляется предварительный подогрев воздуха входящего в РВП.

Воздух, подогретый в калориферах, поступает в воздухоподогреватели РВН-98Г, перед которыми установлены по два отключающих клапана размером 5500х2500 мм. Горячий воздух после воздухоподогревателей двумя коробами диаметром 4420 мм направляется к горелкам. Скорость воздуха в коробах находится в пределах 19¸22 м/с при номинальной нагрузке. На этих коробах установлено два отключающих клапана размером 2500х4300 мм.

Далее воздушный короб разделяется на четыре воздухопровода: два воздухопровода подают воздух на центральные каналы горелок верхнего и нижнего ярусов, расположенных на одной половине топки; два других воздухопровода подают периферийный воздух к тем же горелкам. Также выполнен подвод воздуха к восьми горелкам расположенным на другой половине топки.

Дымовые газы после водяного экономайзера двумя потоками поступают в общий короб и направляются к РВП. Перед РВП общий короб разделяется на два размером 5500х4000 мм, на каждом из которых, перед входом в РВП, установлены сдвоенные плотные клапаны размером 2800х4000 мм. В коробах на выходе из каждого РВП установлены сдвоенные плотные клапаны размером 5500х2500 мм.

После РВП дымовые газы направляются на всос дымососов двумя коробами, на которых установлены плотные клапаны размером 5500х2500 мм. Для работы в режиме с уравновешенной тягой, котлоагрегат оборудован двумя дымососами ДОД-31,5-ФГМ. Каждый дымосос имеет производительность 970000 м3/ч при температуре газов на всасе-100°С и развивает напор 479 кгс/м2 (4,79 кПа). На всасывающих и напорных коробах дымососов установлены ремонтные заглушки.

Отбор дымовых газов на рециркуляцию осуществлен после водяного экономайзера. Газы рециркуляции двумя коробами Æ2000 мм, на которых установлены плотные клапаны Æ1800 мм, подаются на всос дымососов рециркуляции. Котлоагрегат оборудован двумя дымососами рециркуляции (ДРГ) типа ГД-31, каждый из которых имеет производительность 200000 м3/ч, при температуре газов на всосе 400°С, и развивает напор 490 кгс/м2 (4,90 кПа). В коробах, до и после ДРГ, установлены ремонтные заглушки. В напорном коробе каждого ДРГ установлены последовательно два плотных клапана размером 2400х2000 мм, между которыми в напорный короб врезана перемычка размером 2400х2000 мм соединяющая оба нагнетательных тракта газов рециркуляции и служащая для регулирования расходов рециркулирующих газов по сторонам котла.

Газы рециркуляции двумя коробами (по одному с каждой стороны котла) подаются в воздухопроводы периферийного воздуха и далее смешанный поток направляется в периферийные каналы горелок.


2. Поверочный расчет котла


.1 Выбор исходных данных


.1.1 Расчетные характеристики топлива

Расчетное топливо - природный газ газопровода Москва - Саратов.

По справочной таблице [2, табл. П4.3] найдем расчетные характеристики топлива:

объемный состав газа: СН4 - 84,5%, С2Н6 - 3,8%, С3Н8 - 1,9%, С4Н10 - 0,9%, С5Н12 и более тяжелые - 0,3%, N2 - 7,8%, СО2 - 0,8%;

низшая теплота сгорания сухого газа - МДж/м3;

теоретические объемы воздуха и продуктов сгорания при нормальных условиях (0°С и 0,1МПа): м3/м3, м3/м3, м3/м3, м3/м3, м3/м3.


2.1.2 Выбор температур и коэффициентов избытков воздуха

Для поверочного расчета обычно задаются температурой уходящих газов, которая впоследствии может уточняться. В рассчитываемом котле предусмотрена рециркуляция дымовых газов, с помощью которой можно производить регулирование, поэтому температуру уходящих газов считаем жестко заданной: Jух = 125°С.

Рециркуляцию дымовых газов в первом приближении принимаем равной 0: rрц = 0.

Коэффициент избытка воздуха на выходе из топки для газоплотной топочной камеры при сжигании природного газа принимают [2, табл. 1.7]: .

Избыток воздуха, подаваемый в зону горения:


, так как присосы воздуха в газоплотную топочную камеру .


Поскольку котел экранирован газоплотными экранами также в переходной камере и конвективной шахте до водяного экономайзера (ВЭ), то присосы воздуха в расположенные там поверхности нагрева равны нулю, и коэффициенты избытка воздуха за соответствующими поверхностями равны:


.


Здесь и далее: ШПП - ширмовый пароперегреватель; КПП-1 - 1-я ступень конвективного пароперегревателя; КПП-2 - 2-я ступень конвективного пароперегревателя; КПП-2нд - 2-я ступень конвективного пароперегревателя низкого давления (промперегрев); КПП-1нд - 1-я ступень конвективного пароперегревателя низкого давления).

Присосы воздуха в водяной экономайзер и регенеративный воздухоподогреватель (РВП)[2, табл. 1.8]:


; ;

;

.


2.2 Расчет объемов и энтальпий воздуха и продуктов сгорания


.2.1 Расчет объемов воздуха и продуктов сгорания

Расчет объемов воздуха и продуктов сгорания сведем в таблицу 2.1.


Таблица 2.1

Величина и формулаТопкаШПП, КПП-1, КПП-2, КПП-2нд, КПП-1ндВЭРВПКоэффициент избытка воздуха за поверхностью нагрева 1,051,051,071,27Средний коэффициент избытка воздуха в поверхности нагрева aср1,051,051,061,17Действительный объем водяных паров, м3/м3, 2,1082,1082,1092,126Полный объем газов, м3/м3, 10,73810,73810,73910,756Объемная доля трехатомных газов 0,09690,09690,09680,0967Объемная доля водяных паров0,19630,19630,19640,1977Объемная доля трехатомных газов и водяных паров 0,29320,29320,29320,2944

2.2.2 Расчет энтальпий воздуха и продуктов сгорания

Расчет энтальпий воздуха и продуктов сгорания сведем в таблицу 2.2.


Таблица 2.2

Поверхность нагреваТемпература за поверхностью нагрева J, °СЭнтальпия теоретического объема газа , кДж/м3Энтальпия теоретического объема воздуха

, кДж/м3Энтальпия действительного объема газа, кДж/м3

Топка, верхняя часть топки, фестон, ширмы, конвективный пароперегреватель высокого давления, промежуточный пароперегреватель a=1,05240043886356011780,0545666,05220039825323721618,641443,6200035785291821459,137244,1180031795259961299,833094,8160027863228851144,2529007,2514002399919774988,724987,712002017216705835,2521007,2511001833015190759,519089,510001649613674683,717179,79001467112200610152818001287410764538,213412,2700111129328466,411578,460094047900395979950077466515325,758071,7540061175158257,96374,9Водяной экономайзер aВЭ=1,0750077466515456,058202,0540061175158361,066478,0630045303835268,454798,45Воздухоподогреватель aРВП=1,2720029852537684,993669,9915022321899512,732744,7310014781260340,21818,2

2.3 Тепловой баланс котла


.3.1 Располагаемое тепло топлива

Так как в нашем случае отсутствует предварительный подогрев воздуха вне котельного агрегата, топливо - сухой газ, то располагаемая теплота [1, ф.5-02]:


МДж/м3=35800кДж/м3.


2.3.2 Потери теплоты в котельном агрегате

Потеря теплоты с уходящими газами определяется по формуле [2, ф.3.2]:


,


где Нух - энтальпия уходящих газов, определяем по табл. 2.2 при aух=1,27 и Jух = 125°С:


Нух = 2281,47кДж/м3;


- энтальпия холодного воздуха на входе в котел, определяем при tх.в.=30°С по формуле [2, ф.3.2]:


кДж/м3;

- потеря теплоты от механической неполноты сгорания, которая вместе с потерей от химического недожога при сжигании газа в котлах большой производительности принимается равной [2, табл. 4.6]:

+q4 = 0,1%, примем q3=q4=0,05%;

.


Потеря теплоты от наружного охлаждения через внешние поверхности котла принимается при номинальной производительности Dном> 900 т/час [1, п.5.10]: q5 = 0,2%.


2.3.3 Коэффициент полезного действия котла

Коэффициент полезного действия котла определяем по формуле:


%.


2.3.4 Количество теплоты полезно отданной в котле

Определяем по формуле:


,


Где Dпе - расчетная паропроизводительность котла, так как нагрузка 100%, топе = 1000 т/час = 278 кг/с;вт - расход вторично перегреваемого пара,вт= 800 т/час = 222 кг/с;пп - энтальпия перегретого пара, находим по термодинамическим таблицам при tпп=545°С и Рпп= 255кг/см2 [3, табл.III]:пп= 3316,5 кДж/кг;пв - энтальпия питательной воды, находим по термодинамическим таблицам при tпв=270°С и Рпв= 300кг/см2:пв= 1181,6кДж/кг;¢вт - энтальпия вторичного пара на входе в котел, находим по термодинамическим таблицам при t¢вт=300°С и Р¢вт= 41кг/см2:¢вт= 2958,2кДж/кг;¢¢вт - энтальпия вторичного пара на выходе из котла, находим по термодинамическим таблицам при t¢¢вт=542°С и Р¢¢вт= 38,5кг/см2:

¢¢вт= 3556,5кДж/кг;

кДж/с.


2.3.5 Расход топлива

Расход топлива, подаваемого в топку:


м3/с = 77100м3/час.


Так как потери теплоты с механическим недожогом очень малы, то расчетный расход топлива:


м3/с.


2.3.6 Коэффициент сохранения тепла


.


2.4 Тепловой расчет топочной камеры


Используя конструктивные данные котла, составим расчетную схему топки.


Рис. 2.1 - Схема топочной камеры


Расчет топки представим в таблице 2.3.


Таблица 2.3

Рассчитываемая величинаОбозна-чениеРазмер-ностьФормула или обоснованиеРасчетДиаметр и толщина экранных трубdxdммПо чертежу32х6Шаг трубS1ммТо же46Поверхности:фронтовой стеныFфм2По рис. 2.133,3.16,32=543,5задней стеныFз²То жебоковой стеныFб²²²подаFпод²²²8,47.16,32=138,2потолкаFп²²²3,2.16,32=52,2выходного окнаFвых²²²(9+2,8+1,34).16,32=214,4Суммарная поверхность стен топочной камерыFст²Fф+Fз+2Fб+Fпод+Fп+ +Fвых543,5+442,9+2.233,5+138,2+52,2+214,4=1860Объем топочной камерыVтм3По рис. 2.1233,5.16,32=3811Эффективная толщина излучающего слояsмТепловое напряжение топочного объемакВт/м3Коэффициент избытка воздуха в топкеaт-Принят ранее1,05Температура горячего воздухаtг.в.°СЗадана333Энтальпия горячего воздухакДж/м3По табл. 2.24271,6Тепло, вносимое воздухом в топкуQвкДж/м3Полезное тепловыделение в топкеQТкДж/м3Теоретическая температура горенияJа°СПо табл. 2.22145°САбсолютная теоретическая температура горенияТаКJа+2732418Высота расположения горелокhгмПо рис. 2.1Высота топки (до середины выходного газового окна)НтмТо жеСмещение максимума температур выше зоны горелокDх-При использовании вихревых горелок в несколько ярусов и D>110кг/с [2, с.40]0,05Относительное положение максимума температур по высоте топкихт-КоэффициентМ-Температура газов на выходе из топки°СПринимаем предварительно1350Абсолютная температура газов на выходе из топкиК1623Энтальпия газакДж/м3По табл. 2.223993Средняя суммарная теплоемкость продуктов сгоранияVcсркДж/(м3.К)Давление в топкерМПапринимаем0,1Коэффициент ослабления лучей трехатомными газамиКоэффициент теплового излучения несветящихся газовxг-Соотношение между содержанием углерода и водорода в топливе-Коэффициент ослабления лучей сажистыми частицамиКоэффициент ослабления лучей светящимся факеломkКоэффициент теплового излучения светящейся части факелаxс-Коэффициент, характеризующий долю топочного объема, заполненную светящейся частью факелаm-При сжигании газа и[2, табл. 4.9]0,1Коэффициент теплового излучения факелаxф-Угловой коэффициент экранах-Для плавниковых экранов1Условный коэффициент загрязнения поверхностиx-При сжигании газа и настенных мембранных экранах [2, табл. 4.8]0,65Коэффициент тепловой эффективности экранаyэк-x.х0,65Температурный коэффициентА-Для природного газа [2, с. 42]700Поправочный коэффициент на взаимный теплообмен газовых объемов верхней части топки и ширмb-Условный коэффициент загрязнения поверхности входа в ширмыxвых-x.b0,65.0,52=0,338Коэффициент тепловой эффективности выходной поверхностиyвых-xвых.х0,338Средний коэффициент тепловой эффективностиyср-Коэффициент теплового излучения топкиxт-Значение для формулы расчетной температуры газов на выходе из топкиR-Расчетная температура газов на выходе из топки°СОтличается от ранее принятой менее, чем на 100°С, следовательно второе приближение делать не нужноЭнтальпия газакДж/м3По табл. 2.224590Количество тепла, воспринятое в топкекДж/м3Поверхность стен топки, занятая горелкамиFгорм2Из чертежа14Лучевоспринимающая поверхность нагрева экранов топкиНлм2Средняя тепловая нагрузка поверхности нагрева топочных экрановqлкВт/ м2

2.5 Расчет ширмового пароперегревателя


Расчет ширм представим в таблице 2.4.


Таблица 2.4

Рассчитываемая величинаОбозна-чениеРазмер-ностьФормула или обоснованиеРасчетДиаметр и толщина трубdxdммПо чертежу32х6Количество ширмnш-То же26Количество параллельно включенных трубnтр-²²37x26=962Число ходов пара в ширмахzxn-Из описания котла2Шаг между ширмамиs1ммПо чертежу598Продольный шагs2²То же35Относительный поперечный шагs1-s1/d598/32=18,7Относительный продольный шагs2-s2/d35/32=1,09Высота ширмhшмПо чертежу2,8Глубина ширмс²То же9Угловой коэффициентхш-[1, номогр.1а]0,98Поверхность нагрева ширмFшм21284Дополнительная поверхность нагрева в области ширмFдоп²По рис. 2.1Поверхность входного окнаFвх²По табл. 2.3214,4Лучевоспринимающая поверхность ширмFл.шм2Дополнительная лучевоспринимающая поверхностьFл.доп²214,4-199,5=14,9Живое сечение для газов на входе в ширмыF¢²По рис. 2.1и чертежуЖивое сечение для газов на выходе из ширмF¢¢²По рис. 2.1и чертежуСреднее живое сечение для газовfг²Живое сечение для параfп²Эффективная толщина излучающего слояsмТемпература газов на входе в ширмы°СИз расчета топки1380ЭнтальпиякДж/м3Из расчета топки24590Коэффициент распределения тепловой нагрузки по высоте топки для ширмhв-[2, табл.4.10]0,8Лучистое тепло, воспринятое плоскостью входного сечения ширмQл.вхкДж/м3

(b и qл - из расчета топки)Температура газов на выходе из ширм°СПринята предварительно1098Абсолютная температура газов на выходе из ширмТш¢¢К1098+2731371Коэффициент ослабления лучей трехатомными газамиКоэффициент теплового излучения несветящихся газовxг-Коэффициент ослабления лучей сажистыми частицамиКоэффициент ослабления лучей светящимся факеломkКоэффициент теплового излучения светящейся части факелаxсв-Коэффициент излучения газовой средыx-Угловой коэффициент с входного на выходное сечение ширмjш-Поправочный коэффициент для учета излучения на пучок за ширмамиeп-[2, с.55]0,7Лучевоспринимающая поверхность, находящаяся за ширмамиFл.выхм2По чертежуТеплота, излучаемая из топки и ширм на поверхность за ширмамиQл.выхкДж/м3Теплота, получаемая излучением из топки ширмами и дополнительными поверхностямиQл.ш+доп²Qл.вх - Qл.вых757-196=561Количество лучистой теплоты, воспринятой излучением из топки ширмамиQл.ш²Количество лучистой теплоты, воспринятой излучением из топки дополнительными поверхностямиQл.доп²Qл.ш+доп - Qл.ш561-522=39Энтальпия газов на выходе из ширм при принятой температуреНш¢¢²По табл. 2.219051Тепловосприятие ширм и дополнительных поверхностей по балансуQб.ш+доп²j(Нш¢- Нш¢¢)0,998(24590-19051) = 5528Тепловосприятие ширм по балансуQб.ш²Принимаем предварительно 0,92Qб.ш+доп0,92×5528=5086Тепловосприятие дополнительных поверхностей по балансуQб.доп²Qб.ш+доп- Qб.ш5528-5086 = 442Расход воды на первый впрыск перед ширмовым пароперегревателемDвпрIкг/сПринимаем20Расход воды на второй впрыскDвпрIIкг/сПринимаем 15Температура пара перед первым впрыскомt¢впрI°СИз схемы пароводяного тракта котла421Давление пара на входе в ширмыр¢шМПарп+1,525,5+1,5 = 27Энтальпия пара перед первым впрыскомh¢впрIкДж/кг[3, табл. III]2700Снижение энтальпии пара первым впрыскомDhвпрI²Энтальпия пара после первого впрыскаh¢¢впрI²h¢впрI - DhвпрI2700-115 = 2585Температура пара там жеt¢¢впрI°С[3, табл. III]409Температура пара на входе в ширмыt¢ш²t¢ш = t¢¢впрI409Энтальпия пара там жеh¢шкДж/кгh¢ш = h¢¢впрI2585Прирост энтальпии пара в ширмахDhш²Энтальпия пара на выходе из ширмh¢¢ш²h¢ш+Dhш2585+456=3041Давление пара на выходе из ширмр¢¢шМПарп+125,5+1 = 26,5Температура пара на выходе из ширмt¢¢ш°С[3, табл. III]476Средняя температура параtш²Средняя температура газаJ²Температурный напорDt²1239-443 = 794Средняя скорость газовwгм/сКоэффициент теплоотдачи конвекциейaкВт/(м2.К)[2, рис.6.4]69,5.1.0,6.0,97=42Коэффициент загрязненияe(м2.К) /ВтПри сжигании газа [2, табл.6.1]0Температура стенкиtст°Сtш+25443+25 = 468Коэффициент теплоотдачи излучениемaлВт/(м2.К)[2, рис.6.14]265×0,25×0,97 = 64Коэффициент использования ширмовых поверхностейx-[2, рис.6.17]0,85Коэффициент теплоотдачи от газов к стенкеa1Вт/(м2.К)Коэффициент теплопередачиk²107Тепловосприятие ширм по уравнению теплопередачиQт.шкДж/м3Несходимость тепловосприятий ширмdQш%Средняя температура в дополнительных поверхностяхtдоп°СПринимаем415Тепловосприятие дополнительных поверхностей по уравнению теплопередачиQт.допкДж/м3Несходимость тепловосприятий дополнительных поверхностейdQдоп%

допустимо

2.6 Расчет конвективного пароперегревателя высокого давления


Составим расчетную схему конвективного пароперегревателя


Рис. 2.2


Расчет конвективного пароперегревателя представим в таблице 2.5. Конструктивные данные для обоих ступеней одинаковы.


Таблица 2.5

Рассчитываемая величинаОбозна-чениеРазмер-ностьФормула или обоснованиеРасчетДиаметр и толщина трубdxdммПо чертежу42х7Расположение--То жеКоридорноеКоличество параллельно включенных трубn-²²19x6х3=342Поперечный шагs1ммПо чертежу138Продольный шагs2²То же65Относительный поперечный шагs1-s1/d138/42=3,3Относительный продольный шагs2-s2/d65/42=1,5Число рядов по ходу газовz2-По чертежу12Длина трубымТо же27,2Поверхность нагрева ступениFкппм2Живое сечение для газовFг²По рис. 2.1и чертежуЖивое сечение для параfп²Дополнительная поверхность нагрева в области КПП1Fдоп1²По рис. 2.1Дополнительная поверхность нагрева в области КПП2Fдоп2²По рис. 2.1Поверхность входного окнаFвх²То же16,32×6,8 = 111Лучевоспринимающая поверхность ступени КПП1Fл.кпп1м2Дополнительная лучевоспринимающая поверхностьFл.доп²111-102 = 8Эффективная толщина излучающего слояsмРасчет входной ступениТемпература газов на входе во входную ступень КПП°СИз расчета ширм1098ЭнтальпиякДж/м3Из расчета ширм19051Теплота, получаемая излучением из топки и ширм КПП1 и дополнительными поверхностямиQл.кпп1+доп²Из расчета ширм (считаем, что вся оставшаяся лучистая теплота из топки и ширм воспринимается входной ступенью КПП)196Количество лучистой теплоты, воспринятой поверхностью КПП1Qл.кпп1²Количество лучистой теплоты, воспринятой дополнительными поверхностямиQл.доп²Qл.кпп1+доп - Qл.кпп1196-180 = 16Температура газов на выходе из ступени КПП1°СПринимаем предварительно950Энтальпия газов на выходе из ступени при принятой температуреН¢¢кДж/м3По табл. 2.216230Тепловосприятие КПП1 и дополнительных поверхностей по балансуQб.кпп1+доп²j(Н¢- Н¢¢)0,998(19051 - 16230) = 2815Тепловосприятие КПП1 по балансуQб.кпп1²Принимаем предварительно 0,9Qб.кпп1+доп0,9×2815=2534Тепловосприятие дополнительных поверхностей по балансуQб.доп²Qб.кпп1+доп- Qб.кпп12815 - 2534 = 281Температура пара на входе в ступеньt¢°СИз расчета ширм476Энтальпия пара там жеh¢кДж/кгТо же3041Прирост энтальпии пара в ступени КПП1Dh²Энтальпия пара на выходе из ступениh¢¢²h¢+Dh3041+221=3262Давление пара на выходе из КПП1р¢¢МПарп+0,525,5+0,5 = 26Температура пара на выходе из ступениt¢¢°С[3, табл. III]531Средняя температура параt²Средняя температура газаJ²Температурный напорDt²1024-503 = 521Средняя скорость газовwгм/сКоэффициент теплоотдачи конвекциейaкВт/(м2.К)[2, рис.6.4]77.1.0,91.1,02=71Коэффициент загрязненияe(м2.К) /ВтПри сжигании газа [2, табл.6.1]0Средняя абсолютная температура газаТК1024+2731297Коэффициент ослабления лучей трехатомными газамиКоэффициент излучения газовой средыx-Температура стенкиtст°Сt+25503+25 = 528Коэффициент теплоотдачи излучениемaлВт/(м2.К)[2, рис.6.14]240×0,13×0,97 = 30Коэффициент теплоотдачи от газов к стенкеa1²Коэффициент тепловой эффективностиy-[2, табл.6.5]0,85Коэффициент теплопередачиkВт/(м2.К)0,85×101 = 86Тепловосприятие входной ступени КПП по уравнению теплопередачиQт.кпп1кДж/м3Несходимость тепловосприятий ступениdQкпп1%

допустимоСредняя температура в дополнительных поверхностяхtдоп°СПринимаем415Тепловосприятие дополнительных поверхностей по уравнению теплопередачиQт.допкДж/м3Несходимость тепловосприятий дополнительных поверхностейdQдоп%

допустимоРасчет выходной ступениТемпература газов на входе в выходную ступень КПП°СИз расчета входной ступени950ЭнтальпиякДж/м3Из расчета ширм16230Температура газов на выходе из ступени КПП2°СПринимаем предварительно850Энтальпия газов на выходе из ступени при принятой температуреН¢¢кДж/м3По табл. 2.214347Тепловосприятие КПП2 и дополнительных поверхностей по балансуQб.кпп2+доп²j(Н¢- Н¢¢)0,998(16230 - 14347) = 1879Тепловосприятие КПП2 по балансуQб.кпп2²Принимаем предварительно 0,92Qб.кпп2+доп0,92×1879=1729Тепловосприятие дополнительных поверхностей по балансуQб.доп²Qб.кпп1+доп- Qб.кпп11879 - 1729 = 150Температура пара на выходе из ступениt¢¢°СЗадана545Давление пара на выходе из ступенир¢¢МПаЗадано25,5Энтальпия пара там жеh¢¢кДж/кг[3, табл. III]3317Прирост энтальпии пара в ступени КПП2Dh²Энтальпия пара на входе в ступеньh¢²h¢¢-Dh3317-133=3184Давление пара на входе в КПП2р¢МПаИз расчета первой ступени26Температура пара на входе в ступеньt¢°С[3, табл. III]509Энтальпия пара перед вторым впрыскомh¢впр2кДж/кгРавна энтальпии пара на выходе из КПП13262Уменьшение энтальпии вторым впрыскомDhвпр2кДж/кгh¢впр2- h¢3262-3184=78Уточним расход пара на второй впрыскDвпрIIкг/сСредняя температура параt²Средняя температура газаJ²Температурный напорDt²900-527 = 373Средняя скорость газовwгм/сКоэффициент теплоотдачи конвекциейaкВт/(м2.К)[2, рис.6.4]74.1.0,91.1,03=69Коэффициент загрязненияe(м2.К) /ВтПри сжигании газа [2, табл.6.1]0Средняя абсолютная температура газаТК900+2731173Коэффициент ослабления лучей трехатомными газамиКоэффициент излучения газовой средыx-Температура стенкиtст°Сt+25527+25 = 552Коэффициент теплоотдачи излучениемaлВт/(м2.К)[2, рис.6.14]210×0,14×0,96 = 28Коэффициент теплоотдачи от газов к стенкеa1²Коэффициент тепловой эффективностиy-[2, табл.6.5]0,85Коэффициент теплопередачиkВт/(м2.К)0,85×97 = 82Тепловосприятие выходной ступени КПП по уравнению теплопередачиQт.кпп2кДж/м3Несходимость тепловосприятий ступениdQкпп2%

допустимоСредняя температура в дополнительных поверхностяхtдоп°СПринимаем415Тепловосприятие дополнительных поверхностей по уравнению теплопередачиQт.допкДж/м3Несходимость тепловосприятий дополнительных поверхностейdQдоп%

допустимо

2.7 Расчет выходной ступени конвективного пароперегревателя низкого давления


Составим расчетную схему КППнд-2.


Рис. 2.3


Расчет выходной ступени конвективного пароперегревателя низкого давления представим в таблице 2.6.


Таблица 2.6

Рассчитываемая величинаОбозначениеРазмерностьФормула или обоснованиеРасчетДиаметр и толщина трубdxdммПо чертежу60х6Расположение--То жеКоридорноеКоличество параллельно включенных трубn-²²29x4х3=348Поперечный шагs1ммПо чертежу138Продольный шагs2²То же72Относительный поперечный шагs1-s1/d138/60=2,3Относительный продольный шагs2-s2/d72/60=1,2Число рядов по ходу газовz2-По чертежу18Длина трубымТо же40,8Поверхность нагрева ступениFкнд-2м2Живое сечение для газовFг²По рис. 2.1и чертежуЖивое сечение для параfп²Дополнительная поверхность нагрева в области КППнд-2Fдоп²По рис. 2.1Эффективная толщина излучающего слояsмТемпература газов на входе в выходную ступень КППнд°СИз расчета КПП2850ЭнтальпиякДж/м3Из расчета ширм14347Температура газов на выходе из ступени КППнд-2°СПринимаем предварительно710Энтальпия газов на выходе из ступени при принятой температуреН¢¢кДж/м3По табл. 2.211762Тепловосприятие КППнд-2 и дополнительных поверхностей по балансуQб.кнд2+доп²j(Н¢- Н¢¢)0,998(14347 - 11762) = 2580Тепловосприятие КППнд-2 по балансуQб.кнд2²Принимаем предварительно 0,95Qб.кнд2+доп0,95×2580=2451Тепловосприятие дополнительных поверхностей по балансуQб.доп²Qб.кнд2+доп- Qб.кнд22580 - 2451 = 129Температура пара на выходе из ступениt¢¢вп°СЗадана542Давление пара на выходе из ступенир¢¢впМПаЗадано3,85Энтальпия пара там жеh¢¢впкДж/кг[3, табл. III]3543Прирост энтальпии пара в ступени КППнд2Dh²Энтальпия пара на входе в ступеньh¢вп²h¢¢вп-Dh3543-236=3307Давление пара на входе в КППнд2р¢втМПаЗадано4,1Температура пара на входе в ступеньt¢вп°С[3, табл. III]440Средняя температура параtвп²Средняя температура газаJ²Температурный напорDt²780-491 = 289Средняя скорость газовwгм/сКоэффициент теплоотдачи конвекциейaкВт/(м2.К)[2, рис.6.4]75.1.0,83.1,04=65Коэффициент загрязненияe(м2.К) /ВтПри сжигании газа [2, табл.6.1]0Средняя абсолютная температура газаТК780+2731053Коэффициент ослабления лучей трехатомными газамиКоэффициент излучения газовой средыx-Температура стенкиtст°Сt+25491+25 = 516Коэффициент теплоотдачи излучениемaлВт/(м2.К)[2, рис.6.14]165×0,12×0,95 = 19Коэффициент теплоотдачи от газов к стенкеa1²Средний удельный объем параuм3/кг[3, табл. III]0,0858Средняя скорость параwпм/сКоэффициент теплопередачи от стенки к паруa2Вт/(м2.К)[2, рис.6.7]1400×0,91 = 1274Коэффициент тепловой эффективностиy-[2, табл.6.5]0,85Коэффициент теплопередачиkВт/(м2.К)Тепловосприятие выходной ступени КППнд по уравнению теплопередачиQт.кнд2кДж/м3Несходимость тепловосприятий ступениdQкпп2%

допустимоСредняя температура в дополнительных поверхностяхtдоп°СПринимаем405Тепловосприятие дополнительных поверхностей по уравнению теплопередачиQт.допкДж/м3Несходимость тепловосприятий дополнительных поверхностейdQдоп%допустимо

2.8 Расчет поворотной камеры


Составим расчетную схему поворотной камеры.

Расчет поворотной камеры представим в таблице 2.7.


Рис. 2.4


Таблица 2.7

Рассчитываемая величинаОбозначениеРазмерностьФормула или обоснованиеРасчетВертикальные трубы КППнд-1:диаметр и толщина трубdxdммПо чертежу50х4количествоn-То же1408поверхность нагреваFвертм2Подвесные экономайзерные трубы:диаметр и толщина трубdxdммПо чертежу36х6количествоn-То же348поверхность нагреваFподвм2Поверхности нагрева:входного окнаFвхм2По рис. 2.46,8×16,32 = 111выходного окнаFвых²²6,35×16,32 = 104боковых стенFб²²2(8,5×6,35+6,8×0,65) = 117потолка, задней стены и фронтовойFпот²²16,32×(7+8,5+1,7+0,65) = 291экранов поворотной камерыFэкр²Fб+Fпот117+291 = 408Поверхность ограждающих стен и подвесных трубF²Fверт+Fподв+Fвх+Fвых+Fэкр940+335+111+104+408=1898Объем поворотной камерыVм3По рис. 2.416,32×(117/2) = 955Эффективная толщина излучающего слояsмЖивое сечение для среды в вертикальных трубахfвертм2То же в подвесных экономайзерных трубахfподв²Живое сечение для газов в вертикальных трубахFг.верт²То же в подвесных экономайзерных трубахFг.подв²То жеТемпература газов на входе°СИз расчета КППнд-2710ЭнтальпиякДж/м3То же11762Температура газов на выходе из поворотной камеры°СПринимаем предварительно630Энтальпия газов на выходе при принятой температуреН¢¢кДж/м3По табл. 2.210333Тепловосприятие экранов, вертикальных труб КППнд2 и подвесных экономайзерных трубQб²j(Н¢- Н¢¢)0,998(11762 - 10333) = 1429Средняя температура газаJ°ССредняя скорость газов в сечении подвесных экономайзерных трубwг.подм/сКоэффициент теплоотдачи конвекцией в подвесных экономайзерных трубахaк.подВт/(м2.К)[2, рис.6.4]47.0,91.1.1,05= 45Средняя скорость газов в сечении вертикальных трубwг.вертм/сКоэффициент теплоотдачи конвекцией к вертикальным трубамaк.вертВт/(м2.К)[2, рис.6.4]51.0,91.1.1,05= 49Средняя температура пара в экранахtэкр°СПринимаем405Коэффициент ослабления лучей трехатомными газамиКоэффициент излучения газовой средыx-Температура наружной поверхности экранных трубtст°Сtэкр+25405+25 = 430Коэффициент теплоотдачи излучением к экранам поворотной камерыaл.экрВт/(м2.К)[2, рис.6.14]115×0,38×0,95 = 42Тепловосприятие экранов по уравнению теплопередачиQт.экркДж/м3Средняя температура среды в подвесных экономайзерных трубахtподв°СПринимаем320Температура наружной поверхности подвесных трубtст°Сtподв+25320+25 = 345Коэффициент теплоотдачи излучением к подвесным трубамaл.подвВт/(м2.К)[2, рис.6.14]104×0,38×0,95 = 38Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке подвесных трубa1подв²Тепловосприятие подвесных экономайзерных труб по уравнению теплопередачиQт.подвкДж/м3Средняя температура среды в вертикальных трубах КППнд1tверт°СПринимаем равной температуре пара на входе в выходную ступень КППнд440Температура наружной поверхности подвесных трубtст°Сtверт+25440+25 = 465Коэффициент теплоотдачи излучением к вертикальным трубам КППнд1aл.подвВт/(м2.К)[2, рис.6.14]122×0,38×0,95 = 44Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке вертикальных труб КППнд1a1верт²Тепловосприятие вертикальных труб КППнд1 по уравнению теплопередачиQт.верткДж/м3Суммарное тепловосприятие экранов, подвесных экономайзерных труб и вертикальных труб по уравнению теплопередачиQт²Qт.экр+ Qт.подв+ Qт.верт192+422+837 = 1451Необходимость тепловосприятий поворотной камерыdQ%

допустимо

2.9 Расчет входной ступени конвективного пароперегревателя низкого давления


Расчет входной ступени конвективного пароперегревателя низкого давления представим в таблице 2.8.


Таблица 2.8

Рассчитываемая величинаОбозна-чениеРазмер-ностьФормула или обоснованиеРасчетДиаметр и толщина трубdxdммПо чертежу50х4Расположение--То жеКоридорноеКоличество параллельно включенных трубn-²²176x4=704Поперечный шагs1ммПо чертежу90Продольный шагs2²То же128Относительный поперечный шагs1-s1/d90/50=1,8Относительный продольный шагs2-s2/d128/50=2,6Число рядов по ходу газовz2-По чертежу40Длина трубымТо же42Поверхность нагрева ступениFкнд-1м2Живое сечение для газовFг²По рис. 2.1и чертежуЖивое сечение для параfп²Дополнительная поверхность нагрева в области КППнд-1Fдоп²По рис. 2.1Эффективная толщина излучающего слояsмТемпература газов на входе в выходную ступень КППнд°СИз расчета поворотной камеры630ЭнтальпиякДж/м3То же10333Температура газов на выходе из ступени КППнд-1°СПринимаем предварительно490Энтальпия газов на выходе из ступени при принятой температуреН¢¢кДж/м3По табл. 2.28030Тепловосприятие КППнд-1 и дополнительных поверхностей по балансуQб.кнд1+доп²j(Н¢- Н¢¢)0,998(10333 - 8030) = 2303Тепловосприятие КППнд-1 по балансуQб.кнд1²Принимаем предварительно 0,97Qб.кнд1+доп0,97×2303=2234Тепловосприятие дополнительных поверхностей по балансуQб.доп²Qб.кнд1+доп- Qб.кнд12303 - 2234 = 69Температура пара на входе в ступеньt¢вп°СЗадана300Давление пара на входе в ступеньр¢впМПаЗадано4,1Энтальпия пара там жеh¢впкДж/кг[3, табл. III]2958Расход воды на впрыск перед выходной ступенью КППндDвпркг/сПринимаем10Прирост энтальпии пара в ступени КППнд1DhкДж/кгЭнтальпия пара на выходе из ступениh¢¢вп²h¢вп + Dh2958+288=3246Давление пара на выходе из КППнд1р¢втМПаЗадано4Температура пара на выходе из ступениt¢¢вп°С[3, табл. III]410Прирост энтальпии пара в вертикальных трубах КППнд1DhверткДж/кгЭнтальпия пара перед пароохладителемh¢впр²h¢¢вп + Dhверт3246+106 = 3352Температура пара там жеt¢впр°С[3, табл. III]460Уточним расход пара на впрыскDвпркг/сСредняя температура параtвп²Средняя температура газаJ²Температурный напорDt²Средняя скорость газовwгм/сКоэффициент теплоотдачи конвекциейaкВт/(м2.К)[2, рис.6.4]76.1.0,8.1,05=64Коэффициент загрязненияe(м2.К) /ВтПри сжигании газа [2, табл.6.1]0Средняя абсолютная температура газаТК565+273838Коэффициент ослабления лучей трехатомными газамиКоэффициент излучения газовой средыx-Температура стенкиtст°Сt+25355+25 = 380Коэффициент теплоотдачи излучениемaлВт/(м2.К)[2, рис.6.14]85×0,18×0,94 = 14Коэффициент теплоотдачи от газов к стенкеa1²Средний удельный объем параuм3/кг[3, табл. III]0,0693Средняя скорость параwпм/сКоэффициент теплопередачи от стенки к паруa2Вт/(м2.К)[2, рис.6.7]1000×0,9 = 840Коэффициент тепловой эффективностиy-[2, табл.6.5]0,85Коэффициент теплопередачиkВт/(м2.К)Тепловосприятие входной ступени КППнд по уравнению теплопередачиQт.кнд1кДж/м3Несходимость тепловосприятий ступениdQкнд1%

допустимоСредняя температура в дополнительных поверхностяхtдоп°СПринимаем405Тепловосприятие дополнительных поверхностей по уравнению теплопередачиQт.допкДж/м3Несходимость тепловосприятий дополнительных поверхностейdQдоп%

допустимо

2.10 Расчет водяного экономайзера


Расчет водяного экономайзера представим в таблице 2.9.


Таблица 2.9

Рассчитываемая величинаОбозна-чениеРазмер-ностьФормула или обоснованиеРасчетДиаметр и толщина трубdxdммПо чертежу32х6Расположение--То жеКоридорноеКоличество параллельно включенных трубn-²²202x4=808Поперечный шагs1ммПо чертежу80Продольный шагs2²То же80Относительный поперечный шагs1-s1/d80/32=2,5Относительный продольный шагs2-s2/d80/32=2,5Число рядов по ходу газовz2-По чертежу40Длина трубымТо же54Поверхность нагрева ступениFвэм2Живое сечение для газовFг²По рис. 2.1и чертежуЖивое сечение для параfп²Эффективная толщина излучающего слояsмТемпература газов на входе в ВЭ°СИз расчета КППнд-1490ЭнтальпиякДж/м3То же8030Температура газов на выходе из ВЭ°СПринимаем предварительно390Энтальпия газов на выходе из ступени при принятой температуреН¢¢кДж/м3По табл. 2.26310Тепловосприятие ВЭ по балансуQб.вэ²j(Н¢- Н¢¢)0,998(8030 - 6310) = 1717Температура воды на входе в ступеньt¢°СЗадана270Давление воды на входе в ступеньр¢МПапринимаем30Энтальпия пара там жеh¢кДж/кг[3, табл. III]1181,6Прирост энтальпии воды в ВЭDhкДж/кгЭнтальпия воды на выходе из ступениh¢¢²h¢ + Dh1181,6+152=1333,6Давление воды на выходе из ВЭр¢¢МПаЗадано29,5Температура воды на выходе из ступениt¢¢°С[3, табл. III]302Средняя температура водыt²Средняя температура газаJ²Температурный напорDt²Средняя скорость газовwгм/сКоэффициент теплоотдачи конвекциейaкВт/(м2.К)[2, рис.6.4]69.1.0,8.1,05=58Коэффициент загрязненияe(м2.К) /ВтПри сжигании газа [2, табл.6.1]0Средняя абсолютная температура газаТК440+273713Коэффициент ослабления лучей трехатомными газамиКоэффициент излучения газовой средыx-Температура стенкиtст°Сt+25286+25 = 311Коэффициент теплоотдачи излучениемaлВт/(м2.К)[2, рис.6.14]54×0,16×0,93 = 8Коэффициент теплоотдачи от газов к стенкеa1²Коэффициент тепловой эффективностиy-[2, табл.6.5]0,85Коэффициент теплопередачиkВт/(м2.К)Тепловосприятие водяного экономайзера по уравнению теплопередачиQт.вэкДж/м3Несходимость тепловосприятий ступениdQвэ%

допустимо

2.11 Расчет регенеративного воздухоподогревателя


Расчет регенеративного воздухоподогревателя представим в таблице 2.10. Расчет будем вести без разбивки на «холодную» и «горячую» части (это допускается при курсовом проектировании). При этом коэффициенты теплопередачи рассчитываем по средним скоростям воздуха и газов.


Таблица 2.10

Рассчитываемая величинаОбозначениеРазмерностьФормула или обоснованиеРасчетДиаметр ротораDммПо чертежу9864Диаметр ступицыd²То же1200Количество воздухоподогревателей на котелn-То же2Доли поверхности, омываемые газами и воздухомх1= х2[2, табл.5.10]0,375Эквивалентный диаметрdэмм[2, с. 131]9,6Среднее проходное сечение для газов и воздухаFг= Fвм2[2, табл.5.10]29Поверхность нагреваF²[2, табл.5.9]2×73150 = 146300Температура воздуха на входе в РВПt¢°СЗадана30Энтальпия воздуха там жекДж/м3По табл. 2.2377Температура воздуха на выходе из РВПt¢¢°СЗадана333Энтальпия воздуха там жекДж/м3По табл. 2.24272Отношение среднего количества воздуха в ВП к теоретически необходимомуbвп-Температура газов на входе в РВП°СИз расчета водяного экономайзера390ЭнтальпиякДж/м3То же6310Тепловосприятие РВП по балансуQб.вп²1,15(4272 - 377) = 4479Энтальпия газов на выходе²Температура газов там же°СПо табл. 2.2123Средняя температура воздухаt²Средняя температура газаJ²Температурный напорDt²257-182 = 75Средняя температура стенкиtст²Средняя скорость газовwгм/сСредняя скорость воздухаwв²Коэффициент теплоотдачи от газа к стенкеa1Вт/(м2.К)[2, рис.6.11]34.1,5.1,12.1=57Коэффициент теплоотдачи от стенки к воздухуa2²[2, рис.6.11]32.1,5.1.1=48Коэффициент тепловой эффективностиy-[2, табл.6.5]0,9Коэффициент теплопередачиkВт/(м2.К)Тепловосприятие РВП по уравнению теплопередачиQт.впкДж/м3Несходимость тепловосприятий ступениdQвэ%

допустимо

2.12 Уточнение теплового баланса


Потеря теплоты с уходящими газами:


.


Коэффициент полезного действия котла:


%.


Расчетный расход топлива:


м3/с = 77100м3/час.


Невязка теплового баланса:



Относительная невязка баланса:


,


Допустимая невязка баланса - 0,5%.

На этом поверочный расчет котла закончен.


Список использованной литературы


1. Тепловой расчет котельных агрегатов (Нормативный метод) /Под ред. Н.В. Кузнецова и др., М.: Энергия, 1973.

. Липов Ю.М. и др. Компоновка и тепловой расчет парового котла: Учебное пособие для вузов / Ю.М. Липов, Ю.Ф. Самойлов, Т.В. Виленский. - М.: Энергоатомиздат, 1988.

. Александров А.А., Григорьев Б.А. Таблицы теплофизических свойств воды и водяного пара: Справочник. - М.: Издательство МЭИ, 1999.



1. Kраткое описание конструкции котла .1 Назначение и параметры котельного агрегата Однокорпусной прямоточный котел ТГМП-344-А предназначен для по

Больше работ по теме:

КОНТАКТНЫЙ EMAIL: [email protected]

Скачать реферат © 2017 | Пользовательское соглашение

Скачать      Реферат

ПРОФЕССИОНАЛЬНАЯ ПОМОЩЬ СТУДЕНТАМ