Тепловой расчет топочной камеры

Выбор способа шлакоудаления и типа углеразмольных мельниц

 

Определяем приведенную зольность топлива:

 

 

Исходя из значения температуры плавления золы t₃ >1500°C и приведенной зольности топлива, согласно рекомендациям [1, с.11] принимаем твердое шлакоудаление и волковые среднеходные мельницы СМ.

 

3. Выбор расчетных температур по дымовым газам и воздуху

 

 

тогда согласно рекомендациям [1, с.13-15 и таблиц 1.4;1.5;1.6] принимаем:

температура уходящих газов V_уг =120°C

температура подогрева воздуха t_гв =300°C

температура воздуха на входе в воздухоподогреватель t_ВП =20°C

 

4. Расчет объемов воздуха и продуктов сгорания

 

4.1 Теоретический объем воздуха

 

 

4.2 Теоретические объемы продуктов сгорания

 

 

Расчеты выполнены по рекомендациям [1, с.20-21]

 

5. Объемы продуктов сгорания в поверхностях нагрева

 

Таблица 2 - Таблица объемов продуктов сгорания в поверхностях нагрева

Наименование величин	Топка, ширма	ПП II	ПП I	ВЭК II	ВЗП II	ВЭК I	ВЗП I
1. Коэффициент избытка воздуха за поверхностью нагрева	1,2	1,23	1,26	1,28	1,31	1,33	1,36
2. Средний коэффициент избытка воздуха	1,2	1,215	1,245	1,27	1,295	1,32	1,345
3. Суммарный присос воздуха	0,8608	0,9254	1,0545	1,1621	1,2697	1,3773	1,4849
4. Действительный объем водяных паров	0,4586	0,4596	0,4617	0,4634	0,4651	0,4669	0,4686
5.Полный объем газов ,	5,50672	5,5713	5,7004	5,8080	5,9156	6,0232	6,1308
6. Объемная доля трехатомных газов	0,1443	0,1428	0,1395	0,1369	0,1314	0,1321	0,1297
7. Объемная доля водяных паров	0,0807	0,0798	0,0780	0,0766	0,0752	0,0738	0,0725
8. Суммарная объемная доля	0,2250	0,2226	0,2175	0,2135	0,2097	0,2059	0,2022
9. Масса дымовых газов	7,3364	7,4207	7,5893	7,7299	7,8704	8,0109	8,1515
10. Безразмерная концентрация золовых частиц	0,0557	0,0669	0,0671	0,0672	0,0673	0,0674	0,0675
11. Удельный вес дымовых газов	1,3322	1,33195	1,3314	1,3309	1,3304	1,3300	1,3296

6. Расчет энтальпий воздуха и продуктов сгорания

 

Энтальпии теоретических объемов воздуха и продуктов сгорания, а также энтальпия золы в кДж/кг при расчетной температуре  ^оС определяются по формулам:

 

 

где , , , ,  - теплоемкости воздуха, трехатомных газов, водяных паров, азота и золы, кДж/м³ и кДж/кг.

Энтальпии продуктов сгорания, кДж/кг определяются по формуле:

 

.

 

Результаты расчетов свели в таблицу 3

				Топка	ПП 2
2300	15344,1165	18316,4594	1422,3384	22807,6211
2100	13919,4594	16509,9186	1298,6568	20592,46728
1900	12430,2408	14793,7002	1146,9996	18426,74796
1700	10975,455	13094,2432	1009,5756	16,298,9098
1500	9619,6635	11370,4935	853,992	14148,4182
1300	8225,1351	9729,5458	663,5616	12038,13442	12161,5115
1100	6912,3846	8084,6678	539,88	10007,02472	10110,7104
1000	6219,4245	7263,6315	483,438	8990,9544	9084,2458
900	5539,3767	6459,8085	428,4684	7996,15224	8079,2429
800	4872,2412	5639,1322	376,9344	6990,51458	7063,5985
700	4218,018	4887,099	326,882		6120,3549
600	3576,7071	4137,9747	275,3388
500	2948,3085	3405,8395	225,760
400	2332,8222	2687,5118	176,688
300	1730,2482	1975,833	129,5712
200	1144,8906	1313,6665	82,9452
100	568,1412	644,2323	39,7548
	ПП 1	ВЭК 2	ВЗП 2	ВЭК 1	ВЗП 1
2200
2100
2000
1900
1800
1700
1600
1500
1400
1300
1200
1100	10318,082
1000	9270,8285	9426,3141
900	8245,4242	8383,9086	8522,3930
800	7209,7657	7331,5717	7453,3778
700	6246,8954	6352,3459	6457,7963	6563,2468
600	5289,6067	5379,0244	5468,4421	557,8598	5647,2775
500	4353,9351	4427,6428	4501,3505	4575,0582	4648,7659
400	3418,2635	3494,0618	3552,3823	3610,7029	3669,0235
300			2615,8274	2659,0836	2702,3398
200			1734,3544	1762,9767	1791,5989
100			811,8339	865,7923	879,9958

 

Расчет КПД котла и потери теплоты в нем

 

Этот расчет выполняется согласно рекомендациям [1, с.26-27] и введен в таблицу 4.

 

Наименование величин	Расчетная формула или страница [1]	Результат расчета
КПД, hпг ,%	hпг=100-(q2+ q3+ q4+ q5+ q6)	100-(4,6498+0+0,5+0,48+0,9615) =93,4087
Потери тепла от химического недожога, q3, %	[1, с.36, таблица 4.6]	q3=0
Потери тепла от механического недожога, q4, %	[1, с.36, таблица 4.6]	q4=0,5
Потери тепла в окр. Среду от наружного охлождения, q5, %
Потери тепла с физическим теплом шлаков, q6, %
Энтальпия шлаков, Сtшл,	Сtшл = Сшл *tшл	1952
Тем-ра вытекающ. шлака, tшл, °С	tшл= t3 +100	tшл, =1500+100=1600
Теплоемкость шлака, Сшл,	[1, с.23, таблица 2.2]	Сшл=1,22
Доля шлакоулавли-вания в топке, ашл	ашл=1- аун	ашл=1- 0,8=0,2
доля уноса лет. золы, аун	[1, с.36, таблица 4.6]	аун=0,8
Располагаемое тепло, ,		=1658000+26,154=16606,154
Физ. тепло топлива, Qтл,	Qтл=С тл t тл	Qтл=1,3077∙20=26,154
Температура топлива, T Тл, °С	[1, с.26]	t тл =20°
Теплоемкость топлива, С Тл,	С тл = 0,042*Wр+С°тл*(1-0,01*W)	0,042∙7+1,09(1-0,01∙7)=1,3077
Теплоемкость сухой массы топлива, С°тл,	[1, с.26]	С°тл=1,09
Энтальпия теор. объема воздуха на входе в воздухоподогреватель, ,	по t’вп=20°С из расчета энтальпий
Энтальпия теор. объема холодного воздуха, ,	39,5V°в	=39,5*4,3041=170,01195
Потеря тепла с ух. газами, q2, %		=4,6498
Энтальпия уходящих газов, Нух, кДж\кг	по nух=120 из расчета энтальпий	=778,1191
Коэффициент избытка воздуха в уходящих газах, aух	Из таблицы 3.1 расчета 3.6	=1,45

Определение расхода топлива

 

Данный расчет выполняется согласно рекомендациям [1, с. 28-29]

 

Таблица 5

Наименование величин	Расчетная формула или страница[1]	Результат расчета
Расход топлива, В,
Энтальпия перегретого пара на выходе из котла, hпе,	На основе заданных значений параметров пара	hпе=3434,7
Энтальпия питательной воды, hп.в,	По табл. 3 [7]	Hп.в=903
Расчетный расход топлива, Вр,	Вр=В∙(1-0,01∙q4)	=14,5045×(1-0,01×0,5)=14,4319

Тепловой расчет топочной камеры

 

9.1 Определение размеров топочной камеры и размещения горелок

 

Для последующего расчета топочной камеры составляем предварительный эскиз по выданным чертежам заданного котла.

При выполнении эскиза руководствуемся отдельными указаниями [1, с. 29-37], где берем рекомендованные данные, которые не уясняются из чертежей.

На эскиз топочной камеры наносим обозначения длин и площадей, необходимых для дальнейшего расчета.

 

Рисунок 1.1 - Эскиз топки

 

Таблица 6 - Тепловой расчет топочной камеры

Наименование величин	Расчетная формула	Расчет
Тепло воздуха, QВ, кДж/кг
Энтальпия гор. воздуха после ВЗП, , кДж/кг	Из табл. №6 расчета	=2771,54976
Полезное тепловыделение в топке, QТ, кДж/кг
Адиабатная температура горения, , оС		=2018,5686
Коэф-т сохр. тепла,		=
Угловой коэффициент, х	[1], стр.41,	=1-0,2(1,06-1)=0,988
Коэффициент загрязнения,	[1], стр.41, табл. 4.8	=0,45
Ср. коэф-т тепловой эффективности экранов,		=0,45∙0,988=0,4446
Величина, характер.отн. высоту полож. зоны макс.тем-р, ХТ	Эскиз топки	0,46
Коэф-т, учитывающий относ. положение ядра факела по высоте топки, М
Температура газов на выходе из топки, ,оС	[1], стр.38, табл. 4.7	1250
Средняя температура газов в топке, ,оС
Коэффициент ослабления лучей с частицами кокса,	[1], стр.43	0,5
Коэффициент ослабления лучей частицами летучей золы,	[1], стр.140, рис. 6.13	58
Эффективная толщина излучающего слоя в топке, , м
Объемная доля водяных паров,	табл. №5 расчета	0,0807
Суммарная объемная доля,	табл. №5 расчета	0,225
Давление дымовых газов в топочной камере, Р, МПа	-	0,1
Коэффициент ослабления лучей газовой средой, КГ,	[1], стр.138, рис. 6.12 по , VГ, рS	1,5
Коэффициент ослабления лучей топочной средой, К,
Коэффициент излучения факела,		0,71
Проверка ,оС	[1], стр.45, рис. 4.4	1250, равна принятой
Удельное тепловосприятие топки, , кДж
Тепловое напряжение топочного объема, ,
Среднее лучевое напряжение топочных экранов, ,

 

10. Тепловой расчет остальных поверхностей нагрева

 

Этот тепловой расчет выполняется согласно указаниям [1, гл.5;6]

 

10.1 Расчет ширмового пароперегревателя

 

Для упрощения расчета ширмовый пароперегреватель рассчитываем без дополнительных поверхностей нагрева в последовательности изложенной в [1, с.87-90]. Исключен из расчета ширм и пароохладитель.

Перед началом расчета составляем предварительный эскиз ширмового пароперегревателя. Ширмовый пароперегреватель включен прямоточно как предварительная ступень перегрева пара после барабана перед конвективным пароперегревателем. Ходом ширм считается ход пара лишь в одну сторону.

 

Рисунок 1.2 - Эскиз ширмового пароперегревателя

 

Таблица 7 - Расчет ширмового пароперегревателя

Диаметр труб и толщина труб d, м, б, мм	d= dвнутр*б, четеж	=32*4=40мм=0,04м б=4мм
Кол-во парал. включенных труб, n, шт.	По чертежу котла	9
Шаг между ширмами S1, м	По чертежу котла	0,6
Количество ширм, Z1, шт	чертеж	20
Продольный шаг труб в ширме, S2, м	[1] с 86	0,044
Глубина ширм, С, м	C=[(n-1)S2+d]Zx+d(Zx-1)	[(9-1)∙0,044+0,04]∙4+0,04(9-1) =1,68
Высота ширм	По чертежу	7,9
Относительный поперечный шаг, s1
Относительный продольный шаг, s2		1,1
Расчетная поверхность нагрева ширм, Fш, м2	Fш=2×hш×С×Z1×xш	2×7,9×20×0,96= =510
Угловой коэффициент ширм, Xш	[1, с.112, рисунок 5.19 по s2]	0,96
Площадь входного окна газохода ширм, Fп.вх, м2	Fп.вх.=(nx+c)×a	(7,9+1,68)×12 =114,96=115
Лучевоспринимающая поверхность ширм, Fл.ш, м2	Fл.ш.= Fвх	115
Живое сечение для прохода газов, Fг.ш. м2	Fг.ш.=а× hш-Z1× hш×d	12×7,9-20×7,9× ×0,04=88,48
Эффективная толщина излучающего слоя , S,м		0,76
Тем-ра газов на входе в ширму, V’ш, °С	V’ш = V’т	1050
Энтальпия газов на входе в ширмы, H’ш,	H’ш = H"ш	9498,9896
Лучистая теплота воспринятая плоскостью входного окна ширм, Qп.вх,
Коэффициент, учитывающий взаимный теплообмен между топкой и ширмами,
Температурный коэффициент, А	[1], стр.42	1100
Коэффициент неравномерности распределения лучистого тепловосприятия,	[1], стр.47, табл. 4.10	0,8
Поправочный коэффициент,	[1], стр.55	0,5
Температура газов за ширмами, ,оС	[1] стр.38 табл,4,7	960
Энтальпия газов за ширмами, ,кДж/кг	по	8593,0335
Ср. тем-ра газов в ширмах, , оС
Коэффициент ослабления лучей частицами летучей золы,	[1], стр.140, рис. 6.13	70
Объемная доля водяных паров,	Из табл. №5 расчета	0,0807
Давление дымовых газов в среде ширм, Р, МПа	-	0,1
Коэффициент ослабления лучей газовой средой, КГ,	[1], стр.138, рис. 6.12 по , VГ, рS	5
Коэффициент ослабления лучей средой ширм, К,
Коэффициент излучения газовой среды в ширмах,		0,33
Угловой коэффициент ширм с входного на выходное сечение,		0,16
Лучевоспринимающая поверхность за ширмами, Fл.вых, м2		81,5
Абсолютная средняя температура газов ширм, Тш, К	+273 оС	1005 + 273 = 1278
Теплота, излучаемая из топки и ширм на поверхности за ширмами, Qл.вых, кДж/кг		527,2149
Тепловосприятие ширм излучением, Qлш, кДж/кг
Тепловосприятие ширм по балансу, ,кДж/кг
Температура пара на входе в ширмы, , оС	-	342
Энтальпия пара на входе в ширмы, , кДж/кг	[2], табл.7.13 , по  МПа и	2606
Температура пара после ширм, ,оС	[7] табл. 3 по Рб	362
Энтальпия пара на выходе из ширм, , кДж/кг	+	2606+214,2060=820,206
Прирост энтальпии пара в ширме, ,		=214,2060
Ср. тем-ра пара в ширмах, tш, оС
Скорость газов в ширмах, , м/с
Поправка на компоновку пучка ширм, CS	[1], стр.122	0,6
Поправка на число поперечных рядов труб, СZ	[1], стр.122	1
Поправка ,Сф	[1], стр.123	1
Нормативный коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов к ширмам, ,	[1], стр.122 график 6,4	41
Коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов к ширмам , ,
Коэффициент загрязнения ширм, ,	[1], стр.143, граф. 6,15	0,0075
Коэффициент теплоотдачи от стенки к пару, ,	, [1], стр.132	1463,9582
Температура наружной поверхности загрязнения, tз, оС
Скорость пара в ширмах, , м/с
Средний удельный объем пара в ширмах, , м3/кг	[7] табл. 3, по  и	0,01396
Коэффициент использования ширм,	[1], стр.146	0,9
Коэффициент теплоотдачи излучением в ширмах, ,	, [1], стр.141
Угловой коэффициент для ширм,	[1], стр.112, рис. 5.19, кривая 1 (брать )	0,96
Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке, ,
Коэффициент теплопередачи для ширм, k,
Тепловосприятие ширм по уравнению теплопередачи, , кДж/кг
Большая разность температур, , оС	Из прилагаемого графика	708
Меньшая разность температур , оС	Из прилагаемого графика	598
Средний температурный напор, , оС
Необходимое тепловосприятие ширм, , %

 

Рисунок 1.3 - График изменения температур в ширмах при прямотоке

Расчет фестона

 

При расчете фестона не учитывать теплообмен через подвесные трубы и др. дополнительные поверхности. Фестон обыкновенно располагают между ширмами, висящими над топкой, и конвективным пароперегревателем. Фестон выполняют из разряженного пучка труб большего диаметра.

Расчет фестона сведен в нижеследующую таблицу.

 

Таблица 8

Диаметр и толщина труб, d, м	d=dвнут×d	0,114
Относительный поперечный шаг, s1	S1/d	5,3
Поперечный шаг труб, S1, м	По чертежу котла	0,6
Число труб в ряду, Z1, шт	По чертежу котла	20
Продольный шаг труб, S2, м	По чертежу котла	0.3
Относительный продольный шаг, s2	S2/d	2,65
Число рядов труб по ходу газов, Z2, шт	По чертежу	2
Теплообменные поверхности нагрева, Fф, м	П∙d∙Н∙ Z2∙ Z1	100
Лучевоспринимающая поверхность Fл.., м2	aН	94
Высота фестона, Н, м	По чертежу	7,8
Живое сечение для прохода газов, Fг.., м2	Fг..=а× Н-Z1× Н×d	76,216
Эффективная толщина излучающего слоя, S, м	Из расчета топки	5,95
Температура газов на входе в фестон, V’ф, °С	V’ф = V"ш	960
Энтальпия газов на входе в фестон, H’ф,	H’ф = H"ш	8593,0335
Температура газов за фестоном, V"ф, °С	Принимаем с последующим уточнением	934
Энтальпия газов на выходе из фестона, H"ф,	H"ф	8334,3849
Тепловосприятие ширм по балансу, Qбф,	Qбф =(H’ф-H"ф)×j	(8593,0335-8334,3849)0,99=256,0620
Угловой коэффициент фестона, Xф	[1, с.112, рисунок 5.19 по s2]	0,45
Средняя температура газов в фестоне, Vф, °С		947
Скорость газов в фестоне, wгф,
Коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов к ширмам, dк,	dк =Сs× Сz× Сф×aн	0,46×0,91×0,94×29=11,4110
Объемная доля водяных паров, rн2о	№5 расчета	=0,0807
Поправка на компоновку пучка, Сs	[1, с.122-123] Сs=¦(s1,s2)	=0,46
Поправка на число попереч ных труб, Сz	[1, с.122-123]	=91
Поправка, Сф	[1, с. 123] график Сф=¦(nш× rн2о)	=0,94
Нормативный коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов к фестону, aн,	[1, с. 122, график 6.8]	29
Температура наружной поверхности загрязнения, tз, °С	tcред+Δt	422
Коэффициент теплоотдачи излучением фестона, aл,	aл =aн ×Еш	62,37
Нормативный коэффициент теплоотдачи излучением, aп.н,	[1, с.141, граф 6.14]	189
Тепловосприятие фестона по уравнению теплопередачи, Qтф,
Необходимость тепловосприятия фестона, dQф, %		(256,0621-268,3986) /256,0621·100 =4,8178<5 %

 

10.3 Расчет конвективного пароперегревателя

 

Конвективный пароперегреватель двухступенчатый, в первую ступень по ходу пара поступает пар из ширмового пароперегревателя и далее он проходит во вторую ступень, из которой уходит на работу паровых турбин и на другие потребности.

Дымовые газы же идут в начале через вторую ступень пароперегревателя, а потом через первую ступень. По этой причине тепловой расчет осуществляется сначала второй, а потом первой ступени пароперегревателя. Поскольку для упрощения расчета не рассчитывается потолочный пароперегреватель и другие поверхности нагрева, конвективный пароперегреватель выполняется в значительной степени конструктивным расчетом.

Теплосъем конвективного пароперегревателя примерно пополам разделим по первой и второй ступеням.

Расчет ведем согласно указаниям [1, с.92-98] со ссылками на другие страницы. В начале рассчитываем геометрические размеры конвективного пароперегревателя общие для обеих его ступеней.

 

Рисунок 1.4 - Эскиз конвективного пароперегревателя второй ступени

Таблица 9- Расчет пароперегревателя второй ступени

Наименование величины	Расчетная формула или страница[1]	Результат расчета
Наружный диаметр труб, d, м	Из чертежа	0,04
Поперечный шаг, S1, м	Из чертежа	0,12
Продольный шаг, S2, м	Из чертежа	0,1
Относительный поперечный шаг, s1		3
Относительный продольный шаг, s2		2,5
Расположение труб	Из чертежа	Коридорное
Температура газов на входе во вторую ступень, V’п2, °С	V’п2= V"ф	934
Энтальпия газов на входе во вторую ступень, Н’п2,	Н’п2= Н"ф	8334,3849
Температура газов на выходе из второй ступени, V"п2, °С	Принимаем на 200 °С ниже	700
Энтальпия газов на выходе из второй ступени, Н"п2,	Из таблицы расчета №6	6120,3549
Тепловосприятие по балансу, Qбп2,	Qбп2=j×( Н’п2- Н"п2+Ùa×H°пр)	0,99×(8334,3849-6120,3549+ +0,03×173,0248)= 2197,0285
Присос воздуха , Ùa	[1, с.52] и №5 расчета	0,03
Энтальпия присасываемого воздуха, H°пр,	№6 расчета	173,0248
Тепловосприятие излучением, Qлп2,
Лучевоспринимающая поверхность, Fлп2, м2	Fлп2=а×hгп2	12,0513×5=60,26
Высота газохода, Hгп2, м	По чертежу	5
Теплота воспринятая паром, Ùhп2,		=391,5557
Снижение энтальпии в пароохладителе, Ùhпо,	[1, с.78]	75
Энтальпия пара на выходе из пароперегревателя, h"п2,	По tпе и Рпе [7 Таблица 3]	3447
Энтальпия пара на входе в пароперегреватель, h’п2,	H’п2= h"п2-Ùhп2+Ùhпо	3434,37-391,5537+75= =3117,8163
Температура пара на выходе из ПП, t"п2, °C	t"п2= t"пе	545
Тем-ра пара на входе в ПП, t’п2, °C	[7 таблица 3] по Рпе и h’п2	454
Средняя температура пара, tп2, °C		499,5
Удельный объем пара, Vп2,	По tпе и Рпе [7]	0,0225
Число рядов труб по ходу газов в одном ходу пара, Z2, шт	Z2=ZP [1 , с.95]	3
Живое сечение для прохода пара, fп2, м2		0,202
Скорость пара, wп2,
Ср. температура газов, Vп2, °C
Скорость дымовых газов, wгп2,
Живое сечение для прохода газов, Fгп2, м2	Fгп2=d×hгп2-Z1×hпп2×d	12,0513×5-99×4,5× ×0,04=42,4365
Высота конвективного пучка, hпп2, М	По чертежу	4,5
Число труб в ряду, Z1, шт		99
Коэф-т теплоотдачи конвекцией от газов к пучку, aк,	aк =СS×CZ× CФ×aнг	1×0,92×0,95×60=52,44
Поправка на компоновку пучка, СS	[1, с.122] СS=¦(s1×s2)	1
Поправка на число поперечных труб, CZ	[1, с.123] СZ =¦(z2)	0,92
Поправка, CФ	[1, с.123] СФ=¦(zН2О,Vп2)	0,95
Объемная доля водяных паров, rН2О	№5 расчета	0,0798
Нормативный коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов, aнг,	[1, с.122, график6.4]	60
Температура загрязненной стенки, tз, °С		719,025
Коэф-т загр., e,	[1, с.142]	0,0043
Коэффициент теплоотдачи конвекцией от стенки к пару, a2,	[1, с.132 график6.7] a2=Сd×aнп	2160
Теплообменная поверхность нагрева, Fп2, , м2	Fп2=Zx×p×d×hпп2×Z1×Z2	1680
Число ходов пара, Zx, шт	Принято конструктивно	10
Коэффициент теплоотдачи излучением, aл,	aл=aнл×eП2	188∙0,26=48,88
Эффективная толщина излучающего слоя, S, м		0,31
Коэф-т ослабления лучей в чистой газовой среде, Kг,	[1, с.138 рисунок 6.12]	9,5
Коэффициент ослабления лучей частицами летучей золы, Kз,	[1, с.140 рисунок 6.13]	90
Объемная доля трехатомных газов, Rп	№5 расчета	0,2226
Концентрация золовых частиц, mзл	№5 расчета	0,0669
Оптическая толщина, КРS,	KPS=( kг× rп+ kз×mзл)× ×РS	(9,5×0,2226+90×0,0669) ×0,1×0,31=0,2522
Коэффициент излучения газовой среды, eП2	[1, с.44 рисунок 4.3]	0,26
Нормативный коэффициент теплоотдачи излучением, aнл,	[1, с.144 рисунок 6.14]	188
Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке, a1,	a1=aк+aл	52,44+48,88=161,32
Коэффициент теплопередачи, Кп2,		=62,9072
Коэффициент тепловой эффективности, y	[1, с.145 таблица 6.4]	0,65
Большая разность температур на границах сред, Ùtб, °С	Из прилагаемого графика	480
Меньшая разность температур на границах сред, Ùtм, °С	Из прилагаемого графика	155
Температурный напор (прямоток) ÙtП2, °С
Тепловосприятие второй ступени пароперегревателя, Qт.п2,		1680×62,9072×288 /14431,9=2109,0099
Несходимость тепловосприятия, dQт.п2, %		/(2197,0285-2109,0099) ×100/2197,0285/∙100 =4,01 расчет окончен

 

Рисунок 1.5 - График изменения температур в ПП II

 

10.3.1 Расчет конвективного пароперегревателя первой ступени

Таблица 10

Наименование величины	Расчетная формула или страница[1]	Результат расчета
Температура газов на входе в первую ступень, V’п1, °С	V’п1= V" п2	700
Энтальпия газов на входе в первую ступень, Н’п1,	Н’п1= Н" п2	6120,3549
Энтальпия пара на входе в пароперегреватель, h’п1,	h’п1= h"ш	2852,2
Энтальпия пара на выходе из ПП, h"п1,	h"п1= h’п2	2820,206
Теплота восприятия пара, Ùhп1,	Ùhп1= h"п1- h’п1	3130,4443-2820,206=310,2383
Тепловосприятие по балансу, Qбп1,
Присос воздуха на первую ступень, Ùa	№5 расчета	0,03
Энтальпия газов на выходе из первой ступени, Н"п1,
Температура пара на выходе из пароперегревателя, t"п1, °C	t"п2= t’п2	454
Температура пара на входе в пароперегреватель, t’п1, °C	t’п2= t"ш	362
Средняя температура пара, Tп1 °C,		408
Удельный объем пара, Vп1,	По tпе и Рпе [7]	0,01774
Число рядов труб по ходу газов в одном ходу пара, Z2, шт	Как во второй ступени	2
Число труб в ряду, Z1, шт	Как во второй ступени	99
Живое сечение для прохода пара, fп1, м2	Fп1= fп2	0,202
Скорость пара, wп1,		=7,8
Коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов к пучку, aк,	aк =СS×CZ× CФ×aнг	1×0,92×0,98×69=56,8
Поправка на компоновку пучка, СS	[1, с.122] СS=¦(s1×s2)	1
Поправка на число поперечных труб, CZ	[1, с.123] СZ =¦(z2)	0,92
Поправка CФ,	[1, с.123] СФ=¦(zН2О,Vп2)	0,98
Объемная доля водяных паров, rН2О	№5 расчета	0,0780
Температура газов на выходе из первой ступени, V"п1, °С	№6 расчета по Н"п1	448
Средняя температура газов, Vп1, °С
Скорость дымовых газов, wгп1,
Живое сечение для прохода газов, Fгп1, м2	Fгп1= Fгп2	42
Нормативный коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов, aнг,	[1, с.122 , график6.4]	63
Температура загрязненной стенки , tз, °С		=411
Коэффициент загрязнения, e,	[1, с.142]	0,0038
Коэффициент теплоотдачи конвекцией от стенки к пару, a2,	[1, с.132, график6.7] a2=Сd×aнп	2540
Теплообменная поверхность нагрева, Fп1, м2	Fп1=Zx×p×d×hпп1×Z1×Z2	22×3,14×0,04×4,5×99×3=3693
Число ходов пара, Zx, шт	Принято конструктивно	22
Высота конвективного пучка, hпп1, м	Hпп1= hпп2	4,5
Коэффициент теплоотдачи излучением, aл,	aл=aнл×eП2	95∙0,26=24,7
Эффективная толщина излучающего слоя, S, м	Принимаем из расчета второй ступени	0,31
Коэф. ослабле ния лучей в чистой газовой среде, Kг,	[1, с.138, рисунок 6.12]	2,3
Коэф-т ослабл. лучей частицами летучей золы, Kз,	[1, с.140, рисунок 6.13]	100
Объемная доля трехатомных газов, Rп	№5 расчета	0,2175
Концентрация золовых частиц, mзл	№5 расчета	0,0671
Оптическая толщина, КРS,	KPS=( kг× rп+ kз×mзл)× ×РS	(2,3×0,2175+100×0,0671) ×0,031=0,2235
Коэф-т излуч. газовой среды, eП1	[1, с.44, рисунок 4.3]	0,19
Нормативный коэф-т излучением, aнл,	[1, с.144, рисунок 6.14]	95
Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке, a1,	a1=aк+aл	56,8+24,7=81,5
Коэффициент теплопередачи, Кп1,		=51,33
Коэффициент тепловой эффективности, y	[1, с.145, таблица 6.4]	0,65
Большая разность температур на границах сред, Ùtб, °С	V’п1-t"п1	246
Меньшая разность температур на границах сред, Ùtм, °С	V"п1-t’п1	86
Температурный напор (прямоток), ÙtП2, °С
Тепловосприятие второй ступени пароперегревателя, Qт.п1,		3693·51,33·153 /14431,9=2001,8914
Несходимость тепловосприятия, dQт.п1, %		(1910,6272-2001,8914) ·100/1910,6272=4,78<5% расчет окончен

 

10.4 Расчет водяного экономайзера и воздухоподогревателя

 

10.4.1 Расчет второй ступени экономайзера

Таблица 11- Расчет ВЭК II

Наименование величины	Расчетная формула или страница [1]	Результат расчета
Наружный диаметр труб, d, м	Из чертежа	0,032
Внутренний диаметр труб, dвн, м	Из чертежа	0,025
Поперечный шаг, S1, мм	Из чертежа	80
Продольный шаг, S2, мм	Из чертежа	64
Эффективная толщина излучающего слоя, S, м
Число рядов труб, ZР, шт.	[1, с.99]	4
Число труб в ряду при параллельном расположении Z1, шт.		=150
Живое сечение для прохода воды, Fвх, м2
Скорость воды, wвх,		88,88·0,00134/0,294=0,4051
Средний удельный объем воды, Vвэ,	[7, таблица 3] по Рпв и tэ	0,00134
Число рядов труб по ходу газа, Zг, шт.	По чертежу	4
Глубина конвективной шахты, bшк, м	По чертежу	6,450
Длинна труб по глубине конвективной шахты, Lэ2, м	По чертежу	6,2
Живое сечение для прохода газов, Fжэ2, м2	а×bшк- ×Z1×d×Lэ2	12,0513×6,45-150× ×0,032×6,2=48,2592
Поверхность нагрева, Fэ2, м2	Fэ2=p× Lэ2×Z1×Z2× ZР	3,14×0,032×6,2×150×4××4=1495,1424
Температура газов на входе во вторую ступень, V’э2, °С	V’э2= V"п1	448
Энтальпия газов на входе во вторую ступень, Н’э2,	Н’э2= Н"п1	4195,6192
Температура газов на выходе из второй ступени, V"э2, °С	Принимаем с последующим уточнением	420
Энтальпия газов на выходе из второй ступени, Н"э2,	№6 расчета	3680,778
Энтальпия воды на выходе из водяного экономайзера, h" э2,	Hпе+Ù hпо- × ×(Qлт+Qш+Qп1+Qп2)	3434,37+75-14,4319/88,88× ×(7849,8419+268,39+ +883,809+2109,0099+2001,8914)= =1380,1545
Температура воды на выходе из водяного экономайзера, t"э2, °С	[7, таблица 3] по Рпв и h"э2	282
Тепловосприятие по балансу, Qбэ2,	Qбэ2=j×( Н’э2- Н"э2+Ùa×H°пр)	0,99×(4195,6192-3680,778 + 0,02×173,0248)=513,1187
Присос воздуха, Ùa	[1, с.52] и №3.6 расчета	0,02
Энтальпия присасываемого воздуха, H°пр,	№5 расчета	173,0248
Энтальпия воды на входе во вторую ступень, h’э2,		1380,1545-(513,1187·14,4319/88,88)=1296,8368
Температура воды на входе в экономайзер, t’э2, °С	[7, таблица 3]	264
Температурный напор на выходе газов, , °С	V’э2- t"э2	166
Температурный напор на входе газов, , °С	V"э2- t’э2	156
Средне логарифмическая разность температур, Ùtэ2, °С		161
Средняя температура газов, Vэ2, °С
Средняя тем-ра воды, tэ2, °С
Тем-ра загрязненной стенки, tзэ2, °С	Tзэ2= tэ2+Ùt	273+60=333
Средняя скорость газов, wгэ2,
Коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов к шахматному пучку, aк,	aк =СS×CZ× CФ×aнг	0,7×0,75×0,98×56= =28,2975
Поправка на компоновку пучка, СS	[1, с.122] СS=¦(s1×s2)	0,7
Поправка на число поперечных труб, CZ	[1, с.123] СZ =¦(z2)	0,75
Поправка, CФ	[1, с.123] СФ=¦(zН2О,Vп2)	0,98
Объемная доля водяных паров, rН2О	№5 расчета	0,0766
Относ. попереч. шаг, s1		2,5
Относ. продольный шаг, s2		2
Норм. Коэф-т теплоотдачи конвекцией от газов, aнк,	[1, с.124]	56
Коэффициент теплоотдачи излучением, a1,	aнл×eэ2	56∙0,180=10,08
Коэффициент ослабления лучей в чистой газовой среде, Kг,	[1, с.138, рисунок 6.12]	14,5
Коэффициент ослабления лучей частицами летучей золы, Kз,	[1, с.140, рисунок 6.13]	108
Объемная доля трехатомных газов, rп	№5 расчета	0,2135
Концентрация золовых частиц, mзл	№5 расчета	0,0672
Оптическая толщина, КРS,	KPS=( kг× rп+ kз×mзл)× ×РS	(14,5×0,2135+108×0,0672)× 0,1×0,156=0,1615
Коэффициент излучения газовой среды, eэ2	[1, с.44, рисунок 4.3]	0,180
Нормативный коэффициент теплоотдачи излучением, aнл,	[1, с.144, рисунок 6.14]	58
Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке, a1,	a1=aк+aл	28,2975+10,08=38,3775
Коэффициент теплопередачи, Кэ2,		=31,2149
Коэффициент загрязнения стенки, e,	[1, с.143, рисунок 6.16]	0,0059
Тепловосприятие второй ступени пароперегревателя, Qт.э,		=520,6512
Несходимость тепловосприятия dQтэ2, %		(513,1187-520,6512) ·100/513,1187=1,47<2 расчет окончен

 

10.4.2 Расчет второй ступени воздухоподогревателя

Весь воздухоподогреватель выполнен двухпоточным двухступенчатым. Расчет выполняется согласно рекомендациям. Расчет второй ступени выполняется и вводится в ниже следующую таблицу.

Таблица 12- Расчет ВЗП II

Наименование величины	Расчетная формула или страница[1]	Результат расчета
Наружный диаметр труб, d, мм	Из чертежа	40
Внутренний диаметр труб, dвн, мм	Из чертежа	37
Поперечный шаг, S1, мм	Из чертежа	60
Продольный шаг, S2, мм	Из чертежа	45
Глубина установки труб, bвп, м	Из чертежа	42
Число труб в ряду, Z1, шт		=200
Число рядов труб, Z2, шт		=92
Длина труб воздухоподогревателя, Lвп2, м	Из чертежа	2,5
Поверхность нагрева, Fвп2, м2	Fвп2=p×d× Lвп2× Z1× Z2	3,14× 0,04×2,5×200× 92=6066,48
Сечение для прохода газов по трубам, Fгвп2, м2		=19,7738
Температура воздуха на выходе из второй ступени воздухоподогревателя, t"вп2, °С	№3 расчета	300
Энтальпия этого воздуха, h"вп2,	№6 расчета	2615,8274
Температура газов на входе во вторую ступень, V’ вп2, °С	V’ вп2= V"э2	420
Энтальпия газов на входе во вторую ступень, Н’вп2,	Н’вп2= Н"э2	3680,778
Температура воздуха на входе во вторую ступень, t’вп2, °С	Принимаем с последующим уточнением	220
Энтальпия этого воздуха, h’вп2,	№6 расчета	1910,649
Тепловосприятие первой ступени, Qбвп2,
Отношение количества воздуха за вп к теоретически необходимому, bвп	bвп=aт-Ùa т -Ùa пл +0,5×Ùa вп	1,2-0,08-0,04+ +0,5×0,03=1,11
Присос воздуха в топку, Ùa т	[1, с.19, таблица 1.8]	0,08
Присос воздуха в вп, Ùa вп	[1, с.19, таблица 1.8]	0,03
Присос воздуха в пылесистему, Ùa пл	[1, с.18]	0,04
Энтальпия газов на выходе из вп, Н"вп2,
Температура этих газов, V"вп2 °С	№6 расчета	328
Средняя температура газов, Vвп2, °С
Скорость дымовых газов, wвп2,		=9,0635
Коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов, aк,	aк = CL× CФ×aн	33×1×1,05=34,65
Нормативный коэффициент теплоотдачи конвекцией , aн,	[1, с.130] aн=¦(wвп2,dвн)	33
Поправка на относительную длину трубок, CL	[1, с.123] СL =¦(Lвп2/dвн)	1
Поправка, CФ	[1, с.130] СФ=¦(rН2О,Vвп2)	1,05
Объемная доля водяных паров, rН2О	№5 расчета	0,0752
Коэффициент теплоотдачи излучением от газов к поверхности, aл,	aл=0,5×(aнл×э2)	10,08/2=5,04
Коэффициент теплоотдачи от газов к поверхности, a1,	a1=aк+aл	34,65+5,047=39,69
Коэффициент теплоотдачи от поверхности к воздуху, a2,	a2=aк [1, с.177, таблица 6.2]	34,65
Коэффициент теплопередачи, К,
Коэффициент использования ВЗП, z	[1, с.147, таблица 6.6]	0,9
Температурный напор на входе газов, Ùtб, °С	V’вп2-t"вп2	420-300=120
Температурный напор на выходе газов, Ùtм, °С	V" вп2-t’ вп2	328-220=144
Средний температурный напор, Ùtвп2, °С
Тепловосприятие второй ступени пароперегревателя, Qт.вп2,		18,4996·114·5700/14431,9=832,9492
Несходимость тепловосприятия, dQт.вп2, %		(793,3257-832,9492) ·100/793,3257=4,99<5 % расчет окончен

---

Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 327; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!