Поверхностные и объемные эффекты при взаимодействии мощного лазерного излучения с веществом

 

Содержание

Задание

Исходные данные

Конструктивные характеристики котельного агрегата

.1 Топочная камера

.2 Первая ступень ширмового перегревателя

.3 Поворотная камера

.4 Выходная ступень вторичного перегревателя

.5 Регенеративный воздухоподогреватель

.6 Паропаровой теплообменник

Элементарный состав и теплота сгорания топлива

2.1 Определение объёма и парциальных давлений продуктов сгорания

2.2 Энтальпии продуктов сгорания

.3 Диаграмма I - t

Тепловой расчёт котельного агрегата

Список использованных источников

Задание

Для расчёта принят прямоточный котельный агрегат под наддувом с жидким шлакоудалением и газоплотными мембранными стенками (рис. 1). топка закрытого типа, однокамерная, её стены выполнены из плавниковых труб Ø 32×6 и с шагом 48 мм. Экраны нижней радиационной части ошипованы по высоте на 6 м. В выходном окне топки расположены две ступени ширм из труб Ø 32×6 и с шагом 692/752 мм. Перед ширмами первой ступени установлены теплообменник и впрыскивающий пароохладитель, перед ширмами второй ступени - впрыскивающий пароохладитель.

Газоплотными панелями экранированы стены поворотной камеры (включая район экономайзера), а также потолочные перекрытия котла. В промперегревателе два пакета: холодный (из труб Ø 54×4) и горячей (из труб Ø 42×4).

Водяной экономайзер выполнен из двухзаходных змеевиков Ø 32×6.

Промперегреватель и водяной экономайзер по фронту разделены на восемь блоков. За конвективной шахтой установлены два регенеративных воздухоподогревателя диаметром 9800 мм.

Исходные данные

Паропроизводительность котла D950 т/чРасход вторичного пара Dвт800 т/чТемпература питательной воды W260 ?СДавление питательной воды Pпв30 МПаТемпература перегретого пара tп.п565 ?СДавление перегретого пара Pп.п26 МПаТемпература вторичного пара на входе в котельный агрегат t?вх307 ?СДавление вторичного пара там же P?4 МПаТемпература вторичного пара на выходе из котельного агрегата t??570 ?СДавление вторичного пара там же P??3,8 МПаДавление в топке Pизб300 мм вод стТопливо - Березовский уголь марки Б2Схема пылеприготовления - замкнутая, мельницы среднеходовые

Рисунок 1 - Котельный агрегат

1 Конструктивные характеристики котельного агрегата

Рисунок 3 - Схема ширмового газохода

и поворотной камеры

Рисунок 2 - Схема топочной камеры

.1 Топочная камера

Рассчитываемая величинаОбозначениеРазмерностьФормула или обоснованиеРасчёт или данные чертежейДиаметр и толщина экранных трубммПо чертежу326Шаг труб--То же48Ошипованная частьПоверхности: фронтовой стены задней стены боковой стены пода Неэкранированная поверхность в области горелок Суммарная экранированная поверхность ошипованной части Fф Fз Fб Fпод Fгор

м2

м2

м2

м2

м2

м2

По рис. I.

Fз= Fф

По рис. I.

То же

---

Fф+ Fз+2 Fб+ Fпод- Fгор

,27517,3=91,3

,3

,2759,5+0,7254,325=53,2

(4,5+4,5)17,3=155

,3+91,3+253,2+155-12=432

Открытая частьОбъём топочной камеры до ширм Эффективная толщина излучающего слояVт sм3 мПо рис. 1. 17,3(53,2+220)=4710

.2 Первая ступень (по ходу пара) ширмового перегревателя

Рассчитываемая величинаОбозначениеРазмерностьФормула или обоснованиеРасчёт или данные чертежейДиаметр и толщина труб Количество параллельно включенных труб

nтрмм

-По чертежу

То же326

2724=648Количество ширм Средний шаг между ширмамиnш s1-- мм ---- ---- 24 Продольный шаг Относительный поперечный шагs2 ?1--

-----

s1/d35

Относительный продольный шаг ?2 -- s2/dПоверхность нагрева ширм Дополнительная область нагрева в области ширм Поверхность входного окна Лучевоспринемающая поверхность ширмHш1 Hдоп1 Hвх Hл.ш1м2 м2 м2 м2 222Аlnшx По рис. 1.2. То же

,54,472+4,4717,3=198

(4,47+13,5)17,3=311

Дополнительная лучевоспринемающая поверхность Hл.доп1 м2 Hвх - Hл.ш1 311-287=24 Живое сечение для газовFгм2Живое сечение для параfп м2Эффективная толщина излучающего слояsм

1.3 Поворотная камера

Рассчитываемая величинаОбозначениеРазмерностьФормула или обоснованиеРасчёт или данные чертежейВертикальные перебросные стояки: диаметр и толщина количество поверхность нагрева

n

Hв.ст

мм

-

м2

По чертежу

То же

?ndl

14

3,140,1086,724=54,5Подвесные экономайзерные трубы: диаметр и толщина количество поверхность нагрева

nэк

мм

-

м2

По чертежу

То же

?ndl

6

2=238

3,140,0327,66238=183Поверхности нагрева: входного окна выходного окна боковых стен потолка, задней стены и ската экранов поворотной камеры Hвх Hвых Hб ?H Hэкр м2 м2 м2 м2 м2 По рис. 1.2. То же То же То же Hб+ ?H 6,717,3=116 7,9517,3=137,6 131 296 131+296=427Поверхность ограждающих стен и подвесных труб Объём поворотной камеры Эффективная толщина излучающего слоя H V s м2 м3 м Hэкр+Hэк+Hвх+Hвых+Hв.ст По рис. II.

+183+116+137,6+54,5=918,1

Живое сечение для среды в подвесных экономайзерных трубах То же в вертикальных стояках fэк fв.ст м2 м2

,7850,022238=0,075

,7850,08224=0,12

Живое сечение для газов в подвесных экономайзерных трубах То же в вертикальных стояках Fг.эк Fг.в.ст м2 м2

,6617,3-1197,660,032=103,3

6,717,3-246,70,108=98,6

1.4 Выходная ступень второго перегревателя

Рисунок 4 - Вторичный перегреватель, выходная ступень

Рассчитываемая величинаОбозначениеРазмерностьФормула или обоснованиеРасчёт или данные чертежейДиаметр и толщина труб Расположение

-мм

-По чертежу

То же424

ШахматноеПоперечный шаг Продольный шагs1 s1 мм ммТо же По рис.1.3.144 575/11=52,2Количество параллельно включенных труб Число рядов по ходу газов Длина трубы Поверхность нагрева выходной ступени Живое сечение для газов То же для параn z2 l H Fг fп -- -- м м2 м2 м2 По чертежу То же По рис.1.3. ?ndl АВ-dln 2383=714

,95

3,140,04250,95238=1595

,9517,3 - 0,0427,88119=98

0,7850,0342714=0,647Эффективная толщина излучающего слоя s м0,90,042Подвесные экономайзерные и перегревательные трубы: диаметр и толщина количество Поверхность нагрева Поверхность нагрева экранов в области выходного пакета

nэк

Hэк

Hэкр

мм

-

м2

м2

По чертежу

То же

?dlnэк

По рис. 1.3.

6

119=238

,140,0323,375238=80,6

183,1

Рисунок 5 - Регенеративный воздухоподогревательРисунок 6 - Паропаровой теплообменник

1.5 Регенеративный воздухоподогреватель

Рассчитываемая величинаОбозначениеРазмерностьФормула или обоснованиеРасчёт или данные чертежейДиаметр ротора1DммПо рис. 1.4.9000Диаметр ступицыdммТо же1200Количество воздухоподогревателей на котёлn--По чертежу2Количество секторов----То же18 (8 газовых, 8 воздушных и 2 разделительных)Доли поверхности, омываемые газами и воздухом x1, x2 -- x1=x2

Горячая частьЭквивалентный диаметр интенсифицированной набивки dэ мм По чертежу 9,6Живое сечение для газов и воздухаFм2 0,785920,4450,930,892=46,8Высота набивкиhг мПо рис. 1.4.2,2Поверхность нагреваHг м2 0,950,785920,933652,22,0=902001 РВП ø9000 мм в настоящее время не изготовляется.

.6 Паропаровой теплообменник

Рассчитываемая величинаОбозначениеРазмерностьФормула или обоснованиеРасчёт или данные чертежейДиаметр и толщина труб первичного параммПо чертежу325Диаметр и толщина труб вторичного параммТо же604Количество труб в одной секцииnтр--По чертежу5Количество секцийz--То же136=78Количество параллельно включенных трубn--nтрz578=390Длинна труб теплообменникамПо рис. 1.5.2,432+3,140,5=6,43Поверхность нагрева теплообменникаHм2?ndl 3,140,0326,43390=252Живое сечение для первичного пара fп.п м20,7850,0222390=0,148Живое сечение для вторичного параfвт м20,785(0,0522-0,0322)390=0,52Эквивалентный диаметрdэм

2 Элементарный состав и теплота сгорания топлива

Углерод Водород

Кислород

Сера

Азот

Зола

Вода

Низшая теплота сгорания ,

кДж/кг37,62,612,70,40,47,339,013020

2.1 Определение объёма и парциальных давлений продуктов сгорания

Рассчитываемая величинаОбозначениеРазмерностьФормула или обоснованиеРасчёт или данные чертежейТеоретическое количество воздуха на 1 кг топлива: -сухого -влажного

м3/кг

м3/кг

,089*37,6+0,265*2,6+0,033* (0,4-12,7)=3,939

3,939*(1+0,0016*10)=4,002Влагосодержаниег/кгПринимаем10Коэффициент избытка воздуха в топке--Выбираем в зависимости от топочного устройства и вида топлива1,2Присос воздуха в систему пылеприготовления--Выбираем по характеристике пылесистемы0,04Действительное количество воздуха на 1 кг топлива

м3/кг1,2*4,002=4,802Объем газов:- трехатомных,м3/кг0,0186?(37,6+0,386?0,4)=0,702- двухатомные,м3/кг0,21?(1,2-1)?3,939+ +0,79?1,2?3,939+ +0,4/1,25?100=3,903- водяных паров,м3/кг1/0,804?(9?2,6+39)/100+0,0016? ?1,2?3,939=0,783- продуктов сгорания,м3/кг0,702+3,903+0,783=5,388- углекислого газа,м3/кг1,86?37,6/100=0,699Парциальное давление трехатомных газов:- углекислого газа, МН/м20,1?0,699/5,388=0,0129- водяных паров, МН/м20,1?0,783/5,388=0,0145- суммарноеМН/м20,0129+0,0145=0,0274Объемная доля трехатомных газов 0,702/5,388=0,13Объемная доля водяных паров 0,783/5,388=0,145Суммарная объемная доля трехатомных газов и водяных паров 0,13+0,145=0,275Масса дымовых газов, кг.газов/кг топл.1-0,01?7,3+1,306?1,2?3,939=7,1Безразмерная концентрация золовых частиц 7,3?0,8*/100?7,1=0,008

.2 Энтальпии продуктов сгорания

Трехатомные газыДвухатомные газыВодяные пары(ct)RO2 103, Дж/м3VRO2(ct)RO2 103, Дж/кг(ct)R2 103, Дж/м3VR2(ct)R2 103, Дж/кг(ct)H2O 103, Дж/м3VН2О(ct)Н2О 103, Дж/кг100170119,3130507,4151118,2744,9200357250,62611018,73042381507,3300559392,43931533,9463362,52288,8400772541,95282060,8626490,13092,8500994697,86652595,5795622,53915,86001225859,98073149,7669523,84533,470014621026,39513711,51149899,65637,480017051196,910974271,613341044,5651390019521370,312464863,115261194,87428,2100022041547,213975452,517231349,18248,8110024581725,515506049,619251507,29282,3120027171907,317046650,721321669,310227,3130029772089,818607259,823441827,511177,1140032392273,820177872,325592003,712149,8150035032459,12175848927692168,113116,2160037692645,823399129,130022354,514129,4170040362833,224949734,132232523,615090,9180043053022,1265410358,534582707,616088,2190045733210,2281610990,836902889,217090,2200048443400,5297811623,139263074,118097,7210051163591,4314212263,241623258,819113,4220053863780,9330412895,544023446,720123,1

.3 Диаграмма I - t

Рисунок 7 - Зависимость энтальпии от температуры

3 Тепловой расчёт котельного агрегата

котельный агрегат тепловой сгорание топливо

Рассчитываемая величинаОбозначениеРазмерностьФормула или обоснованиеРасчётТепловой балансРасполагаемое тепло топливакДж/кгЗадано13020Температура уходящих газов°СПринята предварительно130ЭнтальпиякДж/кгПо диаграмме973,6Температура холодного воздуха°СПринята30ЭнтальпиякДж/кгПо диаграмме74,5Температура горячего воздуха°С300 - 400340Тепло вносимое холодным воздухомкДж/кг1,3?4,802?30=172,8Потери тепла:-от химического недожогаq3%По таблице0-от механического недожогаq4%По таблице0,5-с уходящими газамиq2%(973,6-1,2?74,5)?

?(100-0,5)/13020=6,75-в окружающую средуq5%Принимаем0,2Доля золы топлива в шлаке--(1-0,8)=0,2Температура жидкого шлака°С1350+100=1450Энтальпия золыкДж/кгПо таблице1596Потеря с теплом шлаков%0,2?1596?7,3/13020=0,18Сумма тепловых потерь%6,75+0+0,5+0,2+0,18=7,63КПД котельного агрегата %100-7,63=92,37Давление перегретого пара за котельным агрегатомМПаЗадано26Температура там же°СЗадано565ЭнтальпиякДж/кгПо таблице3395Температура питательной воды°СЗадано260ЭнтальпиякДж/кгПо таблице1138,2Расход вторичного парат/чЗадано800Давление на входе в котельный агрегатМПаЗадано4Температура там же°СЗадано307ЭнтальпиякДж/кгПо таблице2995Давление вторичного пара на выходе из котельного агрегатаМПаЗадано3,8Температура там же°СЗадано570ЭнтальпиякДж/кгПо таблице3464Тепло, полезно используемое в агрегатекДж/ч263,9(3395-1138)+222

(3464-2995)=699103Полный расход топливакг/сРасчётный расходкг/сКоэффициент сохранения тепла--ТопкаКоэффициент избытка воздуха в топке--Принимаем1,2Присос воздуха в систему пылеприготовления--По таблице0,04Температура горячего воздуха°СПринята предварительно340Тепло, вносимое воздухом в топкукДж/кг1,32?4,802?340=2155,1Полезное тепловыделение в топкекДж/кг?(100-q3-q4- -)/(100-q4)+13020?(100-0,5-0,18)/(100-

-0,5)=13073,6Теоретическая температура горения°КПо диаграмме2064+273=2337Относительное положение максимума температур по высоте топки--Коэффициент--Принимаем0,5Температура газов на выходе из топки°КПринята предварительно1210+273=1483ЭнтальпиякДж/кгПо диаграмме10322,3Средняя суммарная теплоёмкость продуктов сгораниякДж/кг°КПроизведениеМПамКоэффициент ослабления лучей:-трёхатомными газами1/(МПа? ?м)-золовыми частицамито же-частицами коксато жеПринимаем для тощих углей1-топочной средойто же0,715?0,275+0,523?0,008+1=1,201Оптическая толщина--1,201?0,103?8,14=1,01Степень черноты факела--1-2,7-1,01=0,633Коэффициент тепловой эффективности гладкотрубных экранов--при x=10,45Коэффициент--Для открытой камерной топки1,0Коэффициент, учитывающий загрязнение ошипованных экранов, покрытых обмазкой--Коэффициент тепловой эффективности ошипованных экранов, покрытых обмазкой--при x=110,193=0,193Коэффициент, учитывающий загрязнение ширм, расположенных в выходном окне топки-- по таблице0,920,45=0,414Коэффициент тепловой эффективности ширм, расположенных в выходном окне топки--при x=110,414=0,414Средний коэффициент тепловой эффективности--Степень черноты топочной камеры--Температура газов на выходе из топки°KЭнтальпиякДж/кгПо диаграмме8215,9Количество тепла, воспринятое в топкекДж/кг0,988?(13073,6-8215,9)=4799,4Средняя тепловая нагрузка лучевоспринемающей поверхности нагревакВт/м2Теплонапряжение топочного объёмакВт/м2Ширма I ступениТемпература газов на входе°KИз расчёта топки1269ЭнтальпиякДж/кгПо диаграмме8215,9Лучистое тепло, воспринятое плоскостью входного сечения ширм по данным позонного расчёта кДж/кгПоправочный коэффициент для учёта излучения на пучок за ширмами--Принимаем0,5°СПринята предварительно1015Средняя температура газов в ширмах I ступени°СПроизведениеМПам0,1030,2750,888=0,0251Коэффициент ослабления лучей:-трёхатомными газами1/МПа?м-частицами золыто жеОптическая толщина--Степень черноты газов в ширме--1-2,7-0,313=0,267Угловой коэффициент с входного на выходное сечение ширм--Тепло излучения из топки и ширм I ступени на фестон

кДж/кгТепло, получаемое излучением из топки ширмами I ступени (включая дополнительные поверхности)кДж/кг516,38-162,9=353,48Тепловосприятие топочных экрановкДж/кг4799,4-516,38=4283,02Прирост энтальпии среды в экранахкДж/кгКоличество лучистого тепла, воспринятого из топки ширмамикДж/кгТо же дополнительными поверхностямикДж/кгЭнтальпия газов на выходе из ширм при принятой температурекДж/кгПо диаграмме7551,3Тепловосприятие ширм I ступени и дополнительных поверхностей по балансукДж/кг0,998?(8215,9-7551,3)=663,27В том числе: -собственных ширм -дополнительных поверхностей

кДж/кг

кДж/кг

Приняты предварительно

240Расход воды на I впрысккс/сПринято8,33Расход воды на II впрысккс/сПринято5,55Температура пара перед I впрыском°СПринята предварительно459Энтальпия пара там жекДж/кгПо таблице2960Снижение энтальпии пара I впрыскомкДж/кгЭнтальпия пара после I впрыскакДж/кгТемпература пара там же°СПо таблице450Температура пара на входе в ширмы°С450Энтальпия там жекДж/кг2900Прирост энтальпии пара в ширмахкДж/кгЭнтальпия пара на выходекДж/кг2900+621,4=3521,4Температура там же°СПо таблице540Средняя температура пара°СТемпературный напор°ССредняя скорость газовм/сКоэффициент теплоотдачи конвекциейВт/(м2K)По номограммеКоэффициент загрязнения(м2K)/

/ВтПринимаем0,0078Температура наружной поверхности загрязнений°СКоэффициент теплоотдачи излучениемВт/(м2K)По номограммеКоэффициент использования--Принимаем0,87Коэффициент теплоотдачи от газов к стенкеВт/(м2K)Коэффициент теплопередачиТо же96,99/1+(1+326,2/2450)?0,0078? ?96,99=52,2Тепловосприятие ширм по уравнению теплопередачикДж/кгОтношение тепловосприятий %Средняя температура пара в дополнительных поверхностях°СПринята предварительно350Тепловосприятие дополнительных поверхностей по уравнению теплопередачикДж/кгОтношение тепловосприятий %Примечание: Значения и разнятся меньше чем на 2%, а и меньше чем на 6 %, что допустимо.

Расчёт фестона аналогичен расчёту конвективных пучков и поэтому не приводится.

Расчёт ширм второй ступени выполняется аналогично расчёту ширм первой ступени и также опускается.Поворотная камераТемпература газов на входе °СИз расчёта ширм второй ступени922Энтальпия газов на входекДж/кгПо диаграмме7608,7Температура газов на выходе°СПринята предварительно853Энтальпия газов на выходекДж/кгПо диаграмме6998Тепловосприятие экранов, подвесных экономайзерных труб и вертикальных стояков в поворотной камерекДж/кг0,998?(7608,8-6998)=609,6Средняя температура газов °ССредняя скорость газов в сечении подвесных экономайзерных труб м/с

здесь коэффициент 0,5* учитывает проход газов помимо подвесных трубКоэффициент теплоотдачи конвекцией в подвесных экономайзерных трубахВт/(м2K)По номограмме52?0,92?0,95=45,4Скорость газов в сечении вертикальных стояковм/сКоэффициент теплоотдачи конвекцией к вертикальным стоякамВт/(м2K)По номограмме58?0,91?0,96=50,7Средняя температура пара в экранах и вертикальных стояках°СПринята предварительно320Коэффициент загрязнения экранов поворотной камеры, подвесных труб и вертикальных стояков(м2K)/

/ВтПринимаем0,005Температура наружной поверхности загрязнений экранных труб°С

принимаем предварительно =38 кВт/м2320+0,005?38?103=510ПроизведениеМПам0,1030,2754,45=0,126Коэффициент ослабления лучей трёхатомными газами1/МПамОптическая толщина--(2,84+0,58)?0,126=0,43Коэффициент теплоотдачи излучением к экранам поворотной камерыВт/(м2K)По номограмме210?065=136Тепловосприятие экранов по уравнению теплопередачикДж/кгТепловая нагрузка экрановкВт/м2Средняя температура среды в подвесных экономайзерных трубах°СПринята предварительно320Температура наружной поверхности подвесных экономайзерных труб°С

принимаем предварительно =51 кВт/м2Коэффициент теплоотдачи излучением к подвесным экономайзерным трубамВт/(м2K)По номограмме190?0,65=123,5Суммарный коэффициент теплоотдачи к подвесным экономайзерным трубамВт/м2Тепловосприятие подвесных экономайзерных труб кДж/кгТепловая нагрузка подвесных экономайзерных трубкВт/м2Температура наружной поверхности подвесных экономайзерных труб°С

принимаем предварительно =48 кВт/м2Коэффициент теплоотдачи излучением к вертикальным стоякамВт/(м2K)По номограмме210?0,65=136,5Суммарный коэффициент теплоотдачи к вертикальным стоякамВт/м2Тепловая нагрузка вертикальных стояковкВт/м2Суммарное тепловосприятие экранов, подвесных экономайзерных труб и вертикальных стояков в поворотной камерекДж/кг379,6+166,4+45,3=591,3Отношение тепловосприятий% Примечание: Величины и поверхностей поворотной камеры отличаются меньше чем на 10%, что допустимо.Вторичный перегревательВыходная ступеньТемпература газов на входе °СИз расчёта поворотной камеры853Энтальпия газов на входекДж/кгТо же6998Температура газов на выходе°СПринята предварительно753Энтальпия газов на выходекДж/кгПо диаграмме6101,4Тепло отданное газами. В том числе: тепловосприятие выходной ступени дополнительных поверхностей подвесных экономайзерных труб

кДж/кг

кДж/кг

кДж/кг

кДж/кг

Принято предварительно

То же

То же0,998?(6998-6101,4)=894,8

52Прирост энтальпии в выходной ступеникДж/кгТемпература пара на выходе°СЗадана570Энтальпия пара на выходекДж/кгПо таблицам водяного пара3619,6Энтальпия пара на входекДж/кг3619,6-157,6=3462Температура пара на входе °СПо таблицам водяного пара510Средняя температура газов°ССредняя температура пара°СТемпературный напор°ССредняя скорость газовм/сКоэффициент теплоотдачи конвекциейВт/(м2K)По номограммеСредний удельный объём парам3/кгПо таблицам водяного пара0,092(P=3,8 МПа)Средняя скорость парам/сКоэффициент теплоотдачи от стенки к пару Вт/(м2K)По номограмме1400?0,97=1358Коэффициент загрязнения(м2K)/ВтПо номограмме0,0046Температура наружной поверхности загрязнений°СПроизведениеМПам0,1030,2750,168=0,0047Коэффициент ослабления лучей: -трёхатомными газами

1/МПам-частицами золыто жеОптическая толщина--(7,39+0,629)?0,103?0,168=0,138Коэффициент теплоотдачи излучениемВт/(м2K)По номограмме2000,115=23То же с учётом объёма, находящегося перед пучком Вт/(м2K)Коэффициент теплоотдачиВт/(м2K)Тепловосприятие выходной ступени (по уравнению теплопередачи)кДж/кгОтношение тепловосприятий%Средняя температура пара в экранах выходной ступени °СПринята предварительно320Тепловосприятие в экранах выходной ступеникДж/кгОтношение тепловосприятий%Средняя температура среды в подвесных экономайзерах °СПринята предварительно320Тепловосприятие подвесных экономайзерных трубкДж/кгОтношение тепловосприятий%Примечание: Величины и отличаются меньше чем на 2%,и , а такжеи меньше чем на 10%, что допустимо.

Расчёт входной ступени выполняется аналогично.Регенеративный воздухоподогревательТемпература воздуха на входе °СПринята предварительно345Энтальпия воздуха на выходекДж/кгПо диаграмме2650,6Отношение расходов воздуха на выходе из горячей части к теоретическому --Из расчёта топки1,2Температура воздуха (промежуточная) °СПринята предварительно75Энтальпия воздуха на входе (промежуточная)кДж/кгПо диаграмме558,6Энтальпия воздуха на входекДж/кгИз расчёта экономайзера3816,4Температура газов на входе °СПо диаграмме488Тепловосприятие ступени (по балансу)кДж/кг1,2?(2650,6-558,6)=2510,4Энтальпия газов на выходекДж/кг3816,4-2510,4/0,998=1301Температура газов на выходе°СПо диаграмме173Средняя температура газов°ССредняя температура воздуха°ССредний температурный напор°С330-210=120Средняя температура стенки°С(330+210)/2=270

(х1=х1)Средняя скорость газовм/сСредняя скорость воздухам/сКоэффициент использования--По таблице0,85Коэффициент теплоотдачи от газа к стенкеВт/(м2K)По номограмме47,8?1,6?1?1=76,5Коэффициент теплоотдачи от стенки к воздухуВт/(м2K)По номограмме47,8?1,6?0,98=74,9Коэффициент теплопередачиВт/(м2K)Тепловосприятие горячей части (по уравнению теплопередачи)кДж/кгМинимальная температура стенки°СОтношение тепловосприятий%Примечание: Величины и отличаются меньше чем на 2%.

Холодная часть воздухоподогревателя рассчитывается аналогично.Уточнение теплового баланса.Потеря тепла с уходящими газами%Сумма тепловых потерь%6,757+0+0,5+0,2+0,18=7,637Коэффициент полезного действия котельного агрегата%100 - 7,637 = 92,363Расчётный расход топливакг/сТепло, вносимое воздухом в топкукДж/кг1,2?2650,6=3180,72Полезное тепловыделение в топкекДж/кгКоличество тепла, воспринятое в топкекДж/кг0,998?(13073,6-8215,9)=4847,98Невязка теплового баланса кДж/кгОтносительная невязка баланса%Примечание: Допустимая невязка 0,5%.Расчёт теплообменника.Температура вторичного пара на входе °СЗадано307Энтальпия вторичного пара на входекДж/кгПо таблицам водяного пара2995Температура вторичного пара после байпаса °СИз расчёта входной ступени вторичного пароперегревателя340Энтальпия паракДж/кгПо таблицам водяного пара3081 (P=4 МПа)Величина байпаса вторичного пара%Принято60Энтальпия вторичного пара на выходекДж/кгТемпература вторичного пара на выходе°СПо таблицам водяного пара390 (P=4 МПа)Тепловосприятие теплообменника по балансукДж/кгЭнтальпия первичного пара на входекДж/кг3034Температура пара там же°С476 (P=4 МПа)Расход первичного пара в теплообменникекг/сЗадан250Энтальпия первичного пара на выходе из теплообменникакДж/кгТемпература первичного пара на выходе из теплообменника°СПо таблицам водяного пара459 (P = 27,5 МПа)Средняя температура первичного пара°ССредняя температура вторичного пара°СТемпературный напор°ССредний удельный объём вторичного парам3/кгПо таблицам водяного пара0,06976 (P = 4 МПа)Скорость первичного парам/сКоэффициент теплоотдачи от греющегося пара к стенкеВт/(м2K)По номограммеСкорость вторичного парам/сКоэффициент теплоотдачи от стенки к паруВт/(м2K)По номограммеКоэффициент теплопроводности стенкиВт/(м2K)Принимаем по материалу стенки41870Коэффициент теплоотдачиВт/(м2K)Тепловосприятие теплообменника по уравнению теплопередачикДж/кгОтношение тепловосприятий%Примечание: Величины и отличаются меньше чем на 2 %.

Список использованных источников

1 Н.В. Кузнецова Тепловой расчёт котельных агрегатов. /Под ред., В.В. Митора, И.Е. Дубовского, Э.С. Карасиной. - 2-е изд. перераб.- М.: Энергия, 1973.- 295 с.

Я.Ю. Грузберг Судовые парогенераторы. - 2-е изд. перераб. и доп.- Л.: Судостроение, 1974. - 189 с.

В.С. Виноградов Поверочный тепловой расчет прямоточного котельного агрегата: Учеб. Пособие , В.В. Смирнов. - Комсомольск-на-Амуре: ГОУВПО «КнАГТУ», 2004. - 116с.

А.Н. Безгрешнов Расчет паровых котлов в примерах и задачах. - М.: Энергоатомиздат, 1991. - 320с.

Программа WaterSteamPro

Содержание Задание Исходные данные Конструктивные характеристики котельного агрегата .1 Топочная камера .2 Первая ступень ширмового перегрева

Больше работ по теме: