Тепловой расчет котлоагрегата

 

Министерство образования и науки

Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

ФГБОУ ВПО АлтГТУ им. Ползунова И. И.

Кафедра «Теплогазоснабжение и вентиляция»

Тепловой расчет котлоагрегата

Пояснительная записка

КР 270109.06.000 ОТ

Выполнил

студент ТГВ - 01 Гончарова И.С.

Проверил

преподаватель Кисляк С.М.

Барнаул 2013р.

1.Общая характеристика котла

1.1 Исходные данные для расчета

Тепловой расчет парового котла выполняется для многотопливного парового котла КЕ-6,5МТ с рабочим давлением 1,4 МПа(14 кгс/см3), расчетной паропроизводительностью 6,5 т/ч. Температура питательной воды 100°С. Котел предназначен для производства насыщенного пара, идущего на технологические нужды предприятий лесозаготовительной и деревообрабатывающей промышленности, в системы отопления, вентиляции и горячего водоснабжения.

В топке котла сжигается уголь Донецкий

Таблица 1.1 - Расчетные характеристики топлива

Состав рабочей массы, %QPH, кДж/кгWp14,017766Ap25,8Spo+k3,9Cp44,8Hp3,4Np1,0Op7,1

Таблица 1.2 - Конструктивные данные котлоагрегата

№Наименование величинРазмерностьОбозначениеЗначение1 Паропроизводительность (теплопроизводительность)т/ч (МВт)D (Q)6,62 Избыточное давление параМПаР изб.1,4(14)3 Температура перегретого пара (температура горячей воды для водогрейного котла)оСt п.п. (tгв)1944 Температура питательной водыоСt п.в.1005 Полная поверхность нагревам2Н173,86 Площадь лучевоспринимающей поверхности нагревам2Нл24,87 Площадь поверхности нагрева конвективного пучкам2Нкп1498 Площадь поверхности пароперегревателям2Нп..п.9 Наружный диаметр барабановмм100010 Толщина стенки барабанаммd1000*1311 Живое сечение для прохода газов в пароперегревателем2fп.п.0,18412 Объем топки и камеры догораниям3Vт24,9213 Рекомендуемая температура газов за котломоС32014 Длина цилиндрической части верхнего барабанаммlв524015 Нижнего барабанаммlн224016 Расстояние между осями барабановмм17 Диаметр передних опускных трубмм18 Количество труб боковых экрановшт19 Количество кипятильных трубшт20 - по оси барабанаштz121 - по ширине котлаштz222 Длина котламм-555523 Ширина котламм-258024 Высота котла от пола до оси верхнего барабанамм-748525 Масса котлат-2390326 Диаметр и толщина стенок экранных и кипятильных трубммd, d51*2527 Диаметр и толщина стенок коллекторов экрановммd, d28 Шаг труб боковых экранов в топки и камере догоранияммs29 Шаг труб заднего экрана в камере догоранияммs30 Шаг кипятильных труб по длине котламмs15531 Шаг кипятильных труб по ширине котламмs232 Диаметр и толщина стенок труб пароперегревателяммd, d33 Шаг труб пароперегревателя по длине котламмs134 Шаг труб пароперегревателя по ширине котламмs235 Величина непрерывной продувки%Р5

2. Объемы и энтальпия воздуха и продуктов сгорания

.1 Коэффициенты избытка воздуха и присосы по газоходам в котлоагрегата

Коэффициент избытка воздуха в топке aT, соответствующий составу газов в конце топки, принимается в зависимости от типа топочного устройства и вида сжигаемого топлива, присосы воздуха по газоходам по приложению Б.

Расчеты коэффициентов избытка воздуха по газоходам рекомендуется занести в таблицу 2.1, рассчитав их по формуле

ai+1 = ai + Dai+1

Таблица 2.1 - Коэффициенты избытка воздуха по газоходам

№ГазоходВеличина присоса DaЗначение a на выходе1Топка0.11.32Конвективный пучек0.051.353Экономайзер (воздухоподогреватель0.081.43

2.2 Расчет объемов воздуха и продуктов сгорания

Теоретический объем воздуха, необходимый для горения определяется по следующей формуле:

при сжигании твердого и жидкого топлива:

V0=0,0889(44,8+0,375*3,9)+0,265*3,4-0,0333*7,1=4.7 м3/кг

Теоретический объем 3-х атомных газов вычисляется по формуле:

при сжигании твердого и жидкого топлива:

= 0,0187(СP + 0,375SP) (2.2)

=0,0187(44,8+ 0,375*3,9)=0,86

При сжигании твердого топлива концентрацию частиц золы в продуктах сгорания (кг/кг) определяют по следующей формуле:

Определение составов и объемов воздуха и продуктов сгорания по трактам рекомендуется свести в таблицу 2.2.

Таблица 2.2

№Наименование величиныРазмерностьРасчетная формулаКоэффициенты избытка воздухаa = 1aТ=1,3aКП=1,35aЭ=1,431Теоретический объем воздуха, необходимый для горениям3/м3, (м3/кг)V04,74,74,74,72Величина Da-a - 100,30,350,433Объем избыточного воздухам3/м3, (м3/кг)DV = (a - 1)Vo01,411,652,024Избыточный объем водяных паровм3/м3, (м3/кг)0,016(a - 1)Vo00,0220,0260,0325Теоретический объем азота (N2)м3/м3, (м3/кг)VoN2 = 0,79Vo + 0,008Nр - для твердого и жидкого топлива;3,73,73,73,76Теоретический объем 3 - х атомных газовм3/м3, (м3/кг)VoRO2 вычисляется по формуле 2.3 или 2.40,860,860,860,867Действительный объем сухих газовм3/м3, (м3/кг)Vсг = VoRO2 + VoN2 + DV4,565,976,216,588Теоретический объем водяных паровм3/м3, (м3/кг)VoH2O = 0,01(H2 + H2S+åCmHnn/2) + 0,124dГ+0,0161Vo0,6280,6280,6280,6289Действительный объем водяных паровм3/м3, (м3/кг)VH2O = VoH2O+ 0,016(a-1)Vo0,6280,650,6540,6610Общий объем газовм3/м3, (м3/кг)åVГ = VС.Г+VH2O5,1886,626,8647,2411Объемная доля 3-х атомных газов-rRO2 = VoRO2/VГ0,1650,1290,1250,11912Объемная доля водяных паров-rH2O = VH2O/VГ0,1210,0980,0950,09113Общая объемная доля 3-х атомных газов-rn = rRO2+rH2O0,2860,2270,220,2114Масса дымовых газовкг/м3GГ = rСГ+dГ/1000+ +1,306aVo - для газа; GГ= 1-АР/100+ +1,306aVo - для твердого топлива; GГ=1-АР/100+ +1,306aVo+ Gф - для жидкости6,398,238,549,0315Средняя плотность дымовых газовкг/м3rГ = GГ/VГ1,231,241,241,25

2.3 Расчет энтальпии дымовых газов

Расчет энтальпии дымовых газов производится по формуле, кДж/кг:

J=J0г+(?-1) J0в

где J0г, J0в - энтальпии дымовых газов и воздуха при ?=1,принимаются по приложению В;

?-коэффициент избытка воздуха за газоходом.

Таблица 2.3 - Энтальпии воздуха и продуктов сгорания

Коэффициент избытка воздухаТемпература дымовых газов ?, оСТрехатомные газыДвухатомные газыВодяные парыИзбыточный воздухЭнтальпия J,кДж/кгVoRO2,м3/кг(c?)RO2, кДж/м3JRO2, кДж/кгVoR2, м3/кг(c?)R2, кДж/м3JR2,кДж/кгVH2O м3/кг(c?)H2O кДж/м3JH2O, кДж/кгDV, м3/кг(c?)в, кДж/м3DJв, кДж/кг?т20000,8648434164,983,7296410966,80,62839261924,192,0230646189,2823245,2580017041465,4410934044,11355850,9411302282,68643,08?кп100022021893,7213945157,817251083,31,6514362369,410504,22300559480,743921450,4463290,76403664,952886,85?э500996856,566642456,8794498,631,41684964,444776,43100169145,3413048115194,83132186,12907,29

ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС КОТЕЛЬНОГО АГРЕГАТА

Низшая теплота сгорания топлива определяется по формуле Менделеева: при сжигании твердого и жидкого топлива:

Qнр=338Ср+1025Нр-108,5(ОР-SР)-25WP

Qнр=338*44,8+1025*3,4-108,5(7,1-3,9)-25*14=17930,2 кДж/кг

Тепловой баланс котлоагрегата и все расчеты выполняются на 1 кг для твердого и жидкого топлива, кДж/кг:

QPP=Q1+ Q2+ Q3+ Q4+ Q5+ Q6

где QPP - поступившая в котлоагрегат теплота, называемая располагаемой теплотой;

Q1- полезно использованная теплота;

? Qi- тепловые потери.

Общее уравнение теплового баланса в этом случае можно записать, %

=q1+q2+q3+q4+q5+q6

Располагаемая теплота QPP определяется по формуле:

для жидкого и твердого топлива ,кДж/кг:

QPP= QнP+ QТ+ QФ;

где QнP- низшая теплота сгорания рабочей массы твердого и жидкого и сухой массы газообразного топлива,

QТ- физическая теплота топлива

QФ-теплота, вносимая в топку при паровом распыливании мазута.

QPP= QнP=17930,2 кДж/кг

Потери тепла от механической неполноты сгорания:

q4=5%

В зависимости от топлива и способа его сжигания. Потери тепла с уходящими газами определяются как разность между энтальпией продуктов сгорания на выходе из котла и энтальпии холодного воздуха ,%.

q2=,

где q4- потеря от механической неполноты сгорания, %;

Jхв0-энтальпия холодного воздуха при температуре 30°С, вычисленная по формуле:

Jхв0=39,8*V0

Jхв0=39,8*4,7=187,06 кДж/кг

Jух-энтальпия уходящих газов (за экономайзером и воздухоподогревателем) при соответствующим ух и температуре ?ух определяется по таблицы энтальпий методом линейной интерполяции .

Температура уходящих газов для котлов низкого давления с хвостовыми поверхностями нагрева должна быть не ниже значений, указанных в таблице 3.1.

Таблица 3.1 - Температура уходящих газов

ТопливоУгли с приведенной влажностью %/МДж и природный газ120-130

Jух=907,29+*(130-100)=610,59 кДж/кг

q2==1,82%

Потеря тепла от химической неполноты сгорания q3 определяется при сжигании твердого топлива в слоевых топках по приложению Ж.

q3=0,5%

Потерю тепла от наружного охлаждения q5 принимается по приложению 3 в зависимости от номинальной производительности котлоагрегата.

q5= q5ном,

q5=3,2%,

где q5ном- потери теплоты от наружного охлаждения при номинальной нагрузке.

Потеря с теплом шлака q6шл определяется по формуле ,%

q6шл=(ашл××АР)/QРР,

где а шл - унос топлива со шлаком, определяется по расчетной характеристике топки, а шл = 1 - а ун; - энтальпия золы определяется по приложению В для температуры золы при твердом шлакоудалении равной 6000 С.

а шл = 1 - а ун=1-0,08=0,92;

q6шл=(0,92*561*25.8)/ 17930,2=0,74%

Суммарная потеря тепла в котлоагрегате, %

åq = q2 + q3 + q4 + q5 + q6 шл.

åq=1,82+0,5+5+3,2+0,74=11,26%

Коэффициент полезного действия котлоагрегата, %

=88,74%

Расход топлива, подаваемого в топку, кг/с (м3/с)

=

Полное количество теплоты , полезно отданной в котлоагрегате Qка, кВт находится по общей формуле

ка = Dнп ( iнп - iпв ) + Dпр ( iкип - iпв ),

где Dнп - паропроизводительность котлоагрегата, кг / с; Dпр - расход котловой воды на продувку котла, кг / с

=0,009 кг/ска=1,83 (2788,4-418,7)+1,83*0,005(830,1-418,7)= 4340.31кВт,

B=(4340.31/17930,2*88,74)*100=0,272пр - процент от расхода пара на проводку, принимается ориентировочно 5 - 10%;нп - энтальпия насыщенного пара, определяется по давлению в барабане котла P = 1,4 МПа по приложению Г;кип - энтальпия котловой воды, определяется по полному давлению в котле по приложению Г;пв - энтальпия питательной воды на входе в котлоагрегат при р = 1,4 ,8 МПа определяется также по приложению Г.

В связи с тем, что при работе котлоагрегата имеется механическая неполнота сгорания и часть топлива не сгорает и не образует топочных газов тепловой расчет ведется по расчетному расходу топлива, кг / с

=0.258 кг/с

?=1-(q5/100)

?=1-(3,2/100)=0,968

№Наименование величинРазмерностьобозначениеРасчетная формула или обоснованиеЗначение1Низшая теплота сгорания топлива по формуле МенделеевакДж/кгQpНИз табл. 1.117930,22Температура уходящих газовоС.Принимаем по таблице 3.11303Энтальпия уходящих газовкДж/кгJухМетодом интерполирования610,594Энтальпия воздуха поступающего в топкукДж/кгIx.в.39,8V0187,065Потеря тепла от химического недожога%q3По приложению Ж0,056Потеря тепла от механического недожога%q4По приложению Ж57Потеря тепла в окружающую среду%q5По приложению З3,28Доля золы топлива в шлаке__ашл1-аун0,929Энтальпия шлака при сухом шлакоудалениикДж/кгПо приложению В56110Потеря тепла со шлаком%q6q6шл=(ашл××АР)/QРР0,7411Потеря тепла с уходящими газами%q2q2=,1,8212КПД брутто котельного агрегата%hбр.88,7413Расход топлива подаваемого в топкукг/сВB = .0,27214Расчетный расход топливакг/сВр0.258

4. РАСЧЕТ ТОПКИ

По справочным данным и по чертежам определяют характеристики топки и заносят их в таблицы 4.1 и 4.2.

№Наименование величинРазмерностьОбозначениеЗначение1Удельная нагрузка топочного объемакВт/м3qV2Коэффициент избытка воздуха-aT1.33Потеря от химического недожога%q30.54Потеря от химического недожога%q455Доля золы топлива в уносе%aУН6Давление воздуха подаваемого под решеткукПаPВ0.17Габаритные размеры решеткимм-

№Наименование величинРазмерностьОбозначениеРасчетная формула или обоснованиеЗначение1Площадь ограждающих поверхностей топки и камеры догораниям2Fтпо чертежам602Объем топки и камеры догораниям3Vттабл.1.224,93Эффективная толщина излучающего слоямSт3,6·Vт/Fт1,494Лучевоспринимающая поверхность нагрева топким2Hлтабл. 1.224,785Степень экранирования топки__yНл/Fт1,517

Задачей поверочного расчета топки является определение температуры газов на выходе из топки при известных ее конструктивных характеристиках.

Границами объема топочных камер Vт являются осевые плоскости экранных труб или обращенные в топку поверхности защитного огнеупорного слоя. В выходном сечении ее объем ограничивается поверхностью, проходящей через оси первого ряда котельного (конвективного) пучка. Границей объема нижней части топки при сжигании газа и мазута служит под.

В слоевых топках объем ограничивается плоскостью колосниковой решетки и вертикальной плоскостью, проходящей через концы колосников.

Полная поверхность стен топки Fст вычисляется по размерам поверхностей, ограничивающих объем топочной камеры.

В котлах ДКВР и КЕ предусмотрена камера догорания. Объем и ограждающие поверхности этой камеры должны войти в Vт и Fт топки.

Лучевоспринимающая поверхность нагрева настенных и двустенных экранов определяется по формуле,м2:

Л = å FПЛ ?,

где ? - угловой коэффициент экрана, определяется по приложению М;ПЛ- площадь стены, занятия экраном, м2ПЛ= Нл* ?* ?,=24,78*0,45=11,15 м2

Активный объем топочной камеры подсчитывается по формуле, м3

vт=fбок-вт=44,52*2.3=102,396,

где fбок - площадь боковой стены топки, м2; вт - средняя ширина топочной камеры, м

По найденному значению vт определяется тепловое напряжение топочного объема (кВт/м3)

=0,927*17930,2/102,396=162.394 кВт/м3

При поверочном расчете топки необходимо задаться температурой на выходе из топки, а затем ее уточнить.

Оптимальные значения температуры на выходе из топки находится в пределах 900-1150°С.

Расчет топки сведен в таблицу 4.3

№Наименование величиныРазмерностьОбозначениеРасчетная формула или обоснованиеЗначение1Энтальпия продуктов сгорания на выходе из топкикДж/кгJтПо диаграмме9666,72Теплота, вносимая в топку холодным воздухомкДж/кгQвaт × J ХВ234,173Полезное тепловыделение в топкекДж/кгQтПо формуле 4.117939.34Теоретическая (адиабатическая) температура горенияПо диаграмме (по значению Qт)1975,65Коэффициент загрязнения топочных экранов-?По Приложению К0,456Давление в топочной камере котлоагрегатаМПаPПо рекомендациям принимаем Р = 0,10,17Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами1/(м·МПа)По формуле 4.68Коэффициент ослабления лучей частицами летучей золы1/(м·МПа)По формуле 4.77,2539Коэффициент ослабления лучей частицами кокса1/(м·МПа)0,310Суммарный коэффициент ослабления лучей1/(м·МПа)К3,0311Суммарная оптическая толщина среды--K·P·S0,3812Коэффициент светимости пламени-mПо Приложению Л0,5513Степень черноты факела-афПо формуле 4.50,31414Угловой коэффициент топочных экранов-По приложению М115Коэффициент тепловой эффективности экранов-0,616Среднее значение коэффициент тепловой эффективности экранов-При степени экранирования топки0,617Степень черноты топки-атПо формуле 4.40,72518Параметр-МПо формуле 4.30,56219Тепловыделение на 1 м2общей поверхности стенок топкикВт/м2-Bp·Qт/Fт277,1620Действительная температура на выходе из топкиПо формуле 4.21109

Полезное тепловыделение в топке складывается из располагаемого тепла и тепла воздуха поступившего в топку , кДж/кг

=17930,02+243,17=17939.3

где - тепло вносимое в топку с воздухом, кДж/кг,

=aт × J ХВ=187,06*1,3=243,17 для котлоагрегатов без подогрева воздуха.

Теоретическую температуру горения рекомендуется рассчитывать по максимальному тепловыделению в топке. Максимальное тепловыделение, кДж / кг

= JТ= VCСР·?А,

откуда oC, TА = ?А + 273=1975,6+273=2248,6 К.

При расчете котлоагрегата определяется по графику (рис.2.1).

Температура на выходе из топки определяется по формуле, 0С

=1109

где - теоретическая температура горения, К; M - коэффициент, учитывающий характер распределения температур по высоте топки/

При сжигании мазута и газа

=0,59-0,2*0,14=0,562

при камерном сжигании высокореакционных топлив и слоевом сжигании всех топлив

.

Для слоевых топок при сжигании топлива в тонком слое = 0, при сжигании топлива в толстом слое = 0,14.

Также:

?о=5,67*10-11 - коэффициент излучения абсолютно черного тела, кВт/(м2*К4);

Ycp - средний коэффициент тепловой эффективности топочных экранов;ст - полная поверхность стен топочной камеры;р - расчетный расход топлива, кг/с, м3/с;·сср - средняя суммарная теплоемкость продуктов сгорания;

aт - степень черноты топки.

Если полученная температура отличается от предварительно заданной более чем __± 250С, то производят пересчет.

Средняя суммарная теплоемкость продуктов сгорания определяется как

=(17930,2-1975,6)/(1694.43-1158)=29,74

Степень черноты экранированных камерных топок определяется эффективной степенью черноты факела и тепловой эффективностью экранов.тепень черноты топки для слоевых топок, при сжигании твердого топлива

==0,725

где aФ - степень черноты факела, зависящая от вида сжигаемого топлива;

Yср - коэффициент тепловой эффективности экранов;

r - отношение между площадью зеркала горения и поверхностью стен топки;

Эффективная степень черноты факела при сжигании твердого топлива определяется

ф = 1 - е-kрs=1- е-0,462=0,365

где р - давление топке, 0,1 МПа;- эффективная толщина излучающего слоя, м;- коэффициент ослабления лучей топочной средой,= kГrп + kc для светящего пламени

Для не светящегося пламени:

=8,044*0,376+7,253*0,00011+0,3*0,5*0,003=3,03

где kзл - коэффициент ослабления золовыми частицами, определяется по формуле:

=7,253

- плотность дымовых газов, принимаемая равной 1,3 кг/м3

- средний диаметр эоловых частиц, мкм, его значения приведены в таблице 4.4.

Таблица 4.4 - Диаметр частиц золы

Топочное устройствоТопливоСлоевые топкиВсе топлива20

Безразмерная концентрация золы в дымовых газах зл , рассчитывается по формуле (2.5); kкокс - эффективный коэффициент ослабления лучей коксовыми частицами: kкокс = 1 в камерных топках, в слоевых топках kкокс = 0,3 (для тощих углей и антрацитов); kкокс = 0,5 в камерных топках, в слоевых топках kкокс = 0,15 (для каменного и бурого угля, торфа). Величины x1, x2, учитывающие влияние концентраций коксовых частиц в факеле, зависят от рода топлива и способа сжигания. Для низко реакционных топлив х1=0,1: для высокореакционных (каменные и бурые угли торф сланцы древесина) х1 = 0,5. При камерном сжигании топлив х2 =0,1: при слоевом - х2 = 0,03

При проверочном и конструктивном расчете тепло, воспринятое в топке, определяется по формуле

л = ?(QТ - J''Т)=0,968( 17939.3-9666,7)=8007,87

котел газ нагрев баланс

5. РАСЧЕТ КОНВЕКТИВНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ НАГРЕВА

При проведения расчета конвективных поверхностей нагрева используются следующие основные уравнения:

где Qб - количество тепла, отданного дымовыми газами конвективной поверхности, отнесено к 1 кг топлива;

где Qт - количество тепла, переданного через поверхность труб котловой воде, отнесено к 1 кг топлива.

Для определения Qб и Qт необходимо знать температуру дымовых газов за поверхностью нагрева . Ее величиной первоначально задаются с последующим уточнением.

Расчет считается законченным, если расстояние между Qт и Qб и не превышает 2%.

№Наименование величиныРазмерностьОбозначениеРасчетная формула или обоснованиеЗначение1Температура дымовых газов за котломпо таблице 1 исходных данных3502Энтальпия дымовых газов за конвективными поверхностямикДж/кгJ²КПо J-V диаграмме3798.893Тепловосприятие конвективных поверхностей по уравнению теплового балансакДж/кгQб6784.474Температурный напор в начале газохода9155Температурный напор в конце газохода1266Средняя температурный напор в газоходе429.477Средняя температура дымовых газов в пароперегревателе729.478Средняя скорость дымовых газовм/с3,299Суммарная поглощательная способность трехатомных газов1/(м·МПа-rn·Sk0.054810Эффективная толщина излучающего слоям0,1911Коэффициент теплоотдачи конвекцией от дымовых газов к стенкеПо формуле 5.1, 5.23812Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами1/(м·МПа)По формуле 4.58.0413Суммарная оптическая толщина среды-Kps0,04414Степень черноты газового потока-А1-е-КPS0,04315Коэффициент загрязненияПри сжигании твердого топлива принять 0,0043;0,004316Температура наружной поверхности труб194.1117Коэффициент теплоотдачи излучениемПо формуле 5.438.6818Коэффициент омывания газохода дымовыми газами-Для поперечно омываемых пучков = 1; для сложно омываемых = 0,95119Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке трубы76.6820Коэффициент теплопередачи в котле56.721Тепловосприятие котла по уравнению теплопередачикДж/кгQт6706.322Невязка·1001.2

Сz - поправка на число рядов труб по ходу газов,при z2>10 Сz=1

Cc-поправка на геометрическую компоновку пучка, в зависимости от относительных продольных и поперечного шагов находится по формуле:

Сс=

где ,

где d-диаметр труб

Коэффициент теплоотдачи конвекцией при поперечном омывании шахматных пучков:

коэффициент теплопроводности при средней температуре потока, определяется по приложению О;1,1639 - коэффициент перевода , равен 4,19×1000/3600; коэффициент кинематической вязкости при средней температуре потока, определяется по Приложению О; d - диаметр труб; скорость теплоносителя; Pr - при средней температуре потока, находится по Приложению О; Коэффициент теплоотдачи излучением определяется для запыленного потока:

где аз = 0,8;- температура потока, К;

Тз - температура загрязненной стенки, К (t3 = tкип + Dt),кип - температура котловой воды при Р = 1,4 МПа;

Dt - перепад температур между котловой водой и стенкой трубки принимается при сжигании твердого топлива и мазута 60оС

6. РАСЧЕТ ХВОСТОВЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ НАГРЕВА

.1 Тепловой расчет водяных экономайзеров

№Наименование величинРазмерностьОбозначениеЗначение1Длина трубммl25002Площадь поверхности нагрева одной трубы с газовой стороным2HТРВ.Э4.493Площадь живого сечения одной трубы для проходов газовм2fг0.184

По справочным данным определяют основные характеристики экономайзера

При конструктивном расчете экономайзера известны энтальпии газов на выходе (из расчета предыдущей поверхности нагрева) и энтальпия воды на выходе.

Тепловой расчет экономайзеров основан на балансовом уравнении

Расчет водяного экономайзера рекомендуется свести в таблицу

№Наименование величиныРазмерностьОбозначениеРасчетная формула или Обоснованиезначение1Тепловосприятие водяного экономайзеракДж/кгQвэ1228.72Энтальпия воды на выходе из экономайзеракДж/кг653.83Температура воды на выходе из экономайзерапо таблице для воды153.54Температурный напор в начале экономайзера196.495Температурный напор в конце экономайзера906Средний температурный напор в экономайзере136.387Средняя температура дымовых газов в экономайзере136.388Средняя скорость дымовых газов в экономайзерем/с4.1110Коэффициент теплопередачи водяного экономайзера16.3211Поверхность нагрева водяного экономайзерам2830.72712Число труб водяного экономайзерашт.185.01713Число горизонтальных рядов труб экономайзерашт.8

Для чугунных экономайзеров

г = fж z1

где fж- живое сечение для прохода газов через одну трубу, определяется в зависимости от длины трубы:

l,м fж м2

,5 0,152

Число труб z1 выбирается так, чтобы скорость дымовых газов wГ была не менее 5 м/с

Коэффициент теплопередачи определяется следующим образом:

а) для чугунных экономайзеров по приложению Н.

= KH CV;

где KH - определяется, зная wГ; CV - определяется, зная Vэкср;

6.2 Уточняющий расчет водяного экономайзера

Целью уточняющего расчета водяного экономайзера является уточнение принятых ?ух и t¢¢пв. На основание расчетов (см. таблицу 6.2) конструируется водяной экономайзер. Причем zр2 округляется в меньшую сторону, при этом ?ух несколько повысится. Расчет необходимо свести в таблицу 6.3

№Наименование величиныРазмерностьОбозначениеРасчетная формула или обоснованиеЗначение1Поверхность нагрева водяного экономайзерам2830.732Тепловосприятие водяного экономайзеракДж/кг1228.73Энтальпия газов на выходе из экономайзеракДж/кг1518.174Температура уходящих газовпо J-? диаграмме192.39

Заключение

При выполнении курсового проекта, был проведен тепловой поверочно- конструктивный

В результате расчета получены следующие тепловые характеристики котлоагрегата:

) КПД=88,74%

)потери тепла

с уходящими газами q2=1,82 %

от химической неполноты сгорания q3=0,05

от механической неполноты сгорания q4= 5 - от наружного охлаждения q5=3,2

с теплом шлака q6=0,74

)расход топлива при расчетной производительности Вр =0,927

4)температуры газов на выходе из топки =1109

температура дымовых газов за котлом =350

температура уходящих газов =192.39

)величина хвостовых поверхностей нагрева - поверхность нагрева водяного экономайзера =830.73

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное агентство по образованию ФГБОУ ВПО АлтГТУ им. Ползунова И. И. Кафедра «Теплог

Больше работ по теме: