МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ КУРСОВОЙ РАБОТЫ
Произвести поверочный тепловой расчет котла-утилизатора, установленного за технологическим агрегатом.
Определить:
· Коэффициенты теплоотдачи всех конвективных поверхностей котла;
· Паропроизводительность котла;
· КПД котла-утилизатора.
Изобразить компоновочную схему котла-утилизатора с размещением нагревательных элементов в газоходах котла.
Исходные данные:
· Тип котла-утилизатора – КУ-80-3;
· Объем дымовых газов, поступающих в котел-утилизатор – Vдо, м3/с;
· Температура дымовых газов перед котлом - 
;
· Процент непрерывной продувки – βn;
· Химический состав газов перед котлом: CO2-12%; H2O-10,5%; N2-72%; O2-5,5%;
· Параметры пара на выходе из котла: Pn.e.=1800 кПа; tn.e.=376 °С;
· Коэффициент сохранения тепла φ=0,95.
Цифровые данные к заданию студент выбирает в соответствии с номером своего шифра /последними двумя цифрами номера зачетной книжки/.
В таблице 3.1 по последней цифре номера зачетной книжки выбираются значения Vдо и .
В таблице 3.2 по предпоследней цифре номера зачетной книжки выбираются значения tп.в. и βn.
Например, номер зачетной книжки №423093, выбирают из таблиц следующие данные: Vдо=22,0 нм3/с; 
; tп.в.=60°С; βn=8%.
Таблица 3.1 Значения параметров Vдо и .
| Последняя цифра шифра | Объем газов перед котлом, Vдо, нм3/с | Температура газов перед котлом,  , °С
|
| 0 | 23,4 | 600 |
| 1 | 23,0 | 640 |
| 2 | 22,5 | 670 |
| 3 | 22,0 | 650 |
| 4 | 23,4 | 620 |
| 5 | 23,0 | 580 |
| 6 | 22,5 | 600 |
| 7 | 22,0 | 670 |
| 8 | 21,7 | 650 |
| 9 | 23,0 | 620 |
|
|
|
Таблица 3.2 Значения параметров tп.в. и βn.
| Предпоследняя цифра шифра | Температура питательной воды, tп.в., °С | Процент продувки, βn, % |
| 0 | 70 | 8 |
| 1 | 80 | 5 |
| 2 | 90 | 6 |
| 3 | 80 | 7 |
| 4 | 60 | 5 |
| 5 | 70 | 6 |
| 6 | 80 | 7 |
| 7 | 90 | 8 |
| 8 | 70 | 6 |
| 9 | 60 | 8 |
Целью теплового расчета котла-утилизатора является /при заданных объеме дымовых газов и их начальной температуре/ определение паропроизводительности котла, температур газов на выходе из поверхностей нагрева отдельных элементов котла /пароперегревателя, испарительной части, экономайзера/, КПД котла-утилизатора.
Принципиальная схема котла-утилизатора представлена на рис. 2.1.
Тепловой расчет должен быть выполнен в следующей последовательности.
1. Определяется увеличение объема дымовых газов вследствие подсосов воздуха в газоходах котла:
(3.1)
2. Для всех элементов котла последовательно определяют:
· Среднелогарифмический температурный напор 
;
· Среднюю скорость движения дыма 
;
· Коэффициенты теплоотдачи излучением 
и конвекцией 
;
· Средний коэффициент теплопередачи 
;
· Количество тепла, воспринятое теплообменной поверхностью Qс;
|
|
|
· Температуру дымовых газов на выходе из поверхности теплообмена tд;
3. Паропроизводительность котла-утилизатора /см. табл.3.3, формула 3.3/.
4. Полезное использование тепла дымовых газов в котле /см. табл. 3.3, формула 3.9/.
5. Коэффициент полезного действия КПД котла:
, (3.2)
где Vдо и iд – объемный расход и энтальпия дымовых газов на входе в котел.
Тепловой расчет котла-утилизатора выполняется в последовательности, изложенной в разделе 3, основные формулы для расчета приведены в табл.3.3. Весь расчет оформляется в виде пояснительной записки к курсовой работе на листах формата А4 /210х293/.
Пояснительная записка оформляется в следующей последовательности:
· Титульный лист;
· Задание на курсовую работу;
· Содержание;
· Введение /1стр./;
· Теоретические сведения /2стр./;
· Схема котла-утилизатора с описанием работы;
· Таблица конструктивных характеристик котла /табл.2.7/;
· Расчет пароперегревателя;
· Расчет испарительных секций;
· Расчет экономайзера;
· Определение паропроизводительности и КПД котла;
· Заключение;
· Список использованных источников.
Все расчетные значения подставляются в системе единиц СИ.
|
|
|
Таблица 3.3 Основные формулы для расчета котлов-утилизаторов
| Параметр | Единица измерения | Примечание |
Расчетная производительность котла
 (3.3)
| кг/с |  - количество тепла, воспринятое в котле 1кг воды в процессе ее превращения в пар, кДж/кг
|
Количество тепла, отданное дымом
 (3.4)
| кВт |  - объем дыма с учетом подсоса воздуха, м3/с;
 - энтальпии дыма перед и после котла, кДж/м3;
 - энтальпия подсосанного воздуха, при 
 кДж/м3
|
Количество тепла, воспринятое 1кг воды
 (3.5)
| кДж/кг |  - энтальпия перегретого пара и питательной воды, кДж/кг, определяемые по таблицам водяного пара
|
Продолжение таблицы 3.3
| Параметр | Единица измерения | Примечание |
Энтальпия продувочной воды
 (3.6)
| кДж/кг |  - энтальпия питательной воды при температуре кипячения;
 - процент продувки
|
Температура стенок труб
 (3.7)
| °С |  =0,005÷0,01 м2К/Вт - коэффициент загрязнения поверхности;
 - площадь поверхности, м2
|
Количество тепла, отданное дымом в секции: ориентировочное значение
 (3.8)
| кВт |  - энтальпия дыма при  ;
К – средний коэффициент теплопередачи, Вт/(м2К), определяемый по формуле (2.11)
|
Фактическое значение
 (3.9)
| кВт |  - среднелогарифмическая разность температур, °С (по формуле 2.13)
|
Средняя температура дыма
(3.10)
| °С | - средняя разность температур между дымом и водой, определяемая по формуле (2.13)
Для испарительной секции  - температура насыщения при давлении в барабане, °С, определяемая по таблицам водяного пара
|
Средний коэффициент теплопередачи
(3.11)
| Вт/(м2К) | Рекомендуемые скорости: дыма 7-12 м/с; воды на выходе из экономайзера 0,5-0,8 м/с; пара в перегревателе 15-30 м/с |
Истинная энтальпия дыма на выходе из секции
(3.12)
| кДж/м3 |  =0,9÷0,95 – коэффициент сохранения тепла
|
|
|
|
Окончание таблицы 3.3
| Параметр | Единица измерения | Примечание |
Среднелогарифмическая разность температур
(3.13)
| К | Для противотока
 ;
|
Коэффициент теплоотдачи излучением:
(3.14)
| Вт/(м2К) |  =5,7 Вт/(м2К4) – константа излучения абсолютно черного тела;
 - коэффициент излучения системы дымовые газы – стенка;
(2.14а)
|
Коэффициент конвективной теплоотдачи
(3.15)
| Вт/(м2К) |  - коэффициент конвективного переноса тепла для труб диаметром 26/32мм, расположенных в шахматном порядке 6;
 - поправка на число рядов;
 - поправка на относительный шаг труб;
 - поправка на температуру.
|
Таблица 3.4 Удельные энтальпии воздуха, газов и золы
|
| 
| 
| 
| 
|
кДж/кг |
| кДж/м3 | |||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 30 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 | 39 132 266 403 542 684 830 979 1130 1281 1436 | 169 357 559 772 996 1222 1461 1704 1951 2202 | 130 260 392 527 664 804 946 1093 1243 1394 | 151 304 463 626 794 967 1147 1335 1524 1725 | 81 169 264 360 458 561 663 768 874 984 |
, 0С
, 
Рисунок 3.1 Коэффициент теплоотдачи конвекцией для ширм и коридорных гладкотрубных пучков при поперечном омывании αк=αнСZ СS СФ
Рисунок 3.1а Поправочный коэффициент для расчета коэффициента теплоотдачи к рис. 3.1.
Рисунок 3.2а Поправочный коэффициент для расчета коэффициента теплоотдачи к рис. 3.2.
Рисунок 3.3 Коэффициент теплоотдачи конвекцией для шахматных гладкотрубных пучков при поперечном омывании αк=αнСZ СS СФ
Рисунок 3.4 Коэффициент теплоотдачи конвекцией при продольном омывании αк=αн Сl СФ.
Рисунок 3.4а Поправочные коэффициенты для расчета коэффициента теплоотдачи к рис. 3.4.
Рисунки 3.5, 3.6 Номограммы для определения степени черноты СО2 и H2O
Рисунок 3.7 Номограмма для определения поправочного коэффициента ß
Дата добавления: 2018-11-24; просмотров: 771; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!