ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ КУРСОВОЙ РАБОТЫ

Исходные данные.

Выполнить тепловой расчет котла-утилизатора, установленного за мартеновской печью емкостью 600 т. Объем дымовых газов перед котлом        V_до = 23,6 м3с, температура дыма на входе в котел . Состав дымовых газов перед котлом:12% - CO₂; 10,5% - H₂O; 5,5% - O₂; 72% - N₂. Подсос воздуха в газоходах котла составляет V_под=0,05V_до, температура подсасываемого воздуха t_под=30°С. Давление пара после пароперегревателя P_n.e.=1800 кПа, температура t_n.e.=376 °С. Коэффициент сохранения тепла считаем равным φ=0,95, процент продувки β_n=8%.

Принимаем, что котел-утилизатор работает без подключения испарительного охлаждения и без предвключенной испарительной секции.

Согласно табл.2.7 выбираем для установки за печью котел-утилизатор типа КУ-80-3.

Для упрощения расчета принимаем расчетное количество дымовых газов, проходящих через котел, равным:

Расчет пароперегревателя

Принимаем температуру дымовых газов за пароперегревателем равной =600°С. Учитывая, что температура дыма перед котлом равна =650°С, температура перегретого пара =376°С, а температура пара в барабане при давлении 1800 кПа равна =209°С, по формуле (3.13) для противоточной схемы движения находим среднелогарифмичскую разность температур:

Температура продуктов сгорания /формула (2.10)/:

Объемный расход дымов газа через пароперегреватель:

А средняя скорость:

Значение живого сечения прохода для дыма  заимствовано из табл. 2.7. По номограмме на рис. 3. 1 (11) находим коэффициенты теплоотдачи конвекцией от дымовых газов к шахматному пучку труб α₀=90 Вт/(м²К). Используя данные табл. 2.7 находим ;                     и число продольных рядов z₂=8. Тогда по (3.15):

;  и  и тогда:

Так как , то эффективную толщину газового слоя находим по формуле, заимствованной из табл.10 [11]:

Произведение парциального давления на эффективную толщину газового слоя /длина луча/:

По номограммам на рис. 3.5, 3.6 [5] находим степень черноты газов при .

; ; β=1,08

.

И по формуле /2.14а/ .

Энтальпию дымовых газов при температуре  находим по приложению таблиц 3.4:

CO₂ … 0,12х1236,76=148,2

H₂O    … 0,105х964,68=101,2

O₂ … 0,055х851,64=47,3

N₂ …    0,72х805,06=590,0

По формуле 3.8 ориентировочно определяем значение количества тепла, переданного в пароперегревателе:

Площадь поверхности пароперегревателя F=87 м² берем из табл.2.7.

Средняя температура стенок труб равна (формула 4.7):

По формуле (3.14) с учетом формулы (3.14а) находим коэффициент теплоотдачи излучением:

Здесь  - эффективная степень черноты.

Суммарный коэффициент теплоотдачи равен:

Средний коэффициент теплопередачи определяем по формуле (3.11):

Количество тепла, воспринятое поверхностью пароперегревателя от 1 м³ дыма равно (формула 3.9):

Энтальпия дымовых газов на выходе из пароперегревателя (формула 3.12):

Где  - энтальпия подсосанного воздуха.

Таким образом,  и температура дыма на выходе из пароперегревателя равна:

Т.е., практически совпадает со значением температуры уходящих газов, принятых вначале расчета ( .

 

Расчет испарительных секций

Температуру газов в конце секции примем равной . Теперь можно определить величину среднелогарифмической разности температур (формула 3.13):

Температура газового потока равна .

Находим объемный расход дымовых газов:

И среднюю скорость движения дымовых газов:

По номограмме на рис. 3. 4 находим значение коэффициента конвективной теплоотдачи α₀=80 Вт/(м²К) и коэффициентов ;  и  и затем:

При ; ;  и  по номограммам на рис. 3.5, 3.6, 3.7 находим:

; ; β=1,08

.

А по формуле (3.14а) .

Среднюю температуру труб находим по формуле (3.7):

Где по формуле (3.8) ориентировочно найдено:

При температуре  энтальпия дымовых газов равна:

CO₂ … 0,12х564,24=67,5

H₂O … 0,105х461,36=48,4

O₂ … 0,055х407,48=22,4

N₂ …   0,72х392,41=282,0

Коэффициент теплоотдачи излучением:

Средний коэффициент теплопередачи равен (формула 3.11):

Количество тепла, воспринятое поверхностью испарительных секций от 1 м³ дыма /формула /2.9//:

Здесь F=684 заимствовано из табл. 2.7.

Энтальпия дымовых газов при выходе из испарительных секций равна (формула 3.12):

Энтальпия дымовых газов при температуре  равна:

CO₂ …   0,12х777,44=93,29

H₂O … 0,105х623,69=65,49

O₂ …  0,055х551,85=30,35

N₂ …    0,72х526,89=379,36

Находим истинную температуру дыма на выходе из испарительных секций:

Расхождение между принятой и полученной величиной составляет:

Что находится в пределах допустимого / /.

Расчет экономайзера

Принимая температуру газов после экономайзера равной , найдем среднелогарифмическую разность температур по формуле (3.13):

При температуре газового потока  объемный расход газов:

А средняя скорость дыма:

По номограмме на рис. III 13-(6) находим значения α₀=68 Вт/(м²К); ;  и  и затем:

При ;  и  по графикам на рис. 3.5, 3.6, 3.7 находим:

; ; β=1,08

.

А по формуле /2.14а/ .

Средняя температура стенок труб экономайзера (формула 3.7):

Где ориентировочно (формула 3.8):

Энтальпия дымовых газов при  равна:

CO₂ … 0,12х422,0=50,4

H₂O … 0,105х351,4=36,9

O₂ … 0,055х309,2=17,0

N₂ … 0,72х301,0=217,0

Коэффициент теплоотдачи излучением равен:

Средний коэффициент теплопередачи равен (формула 3.11):

Количество тепла, воспринятое поверхностью экономайзера от 1 м³ дыма (формула 3.9):

Энтальпия дымовых газов на выходе из экономайзера равна (формула 3.1):

Энтальпия дымовых газов при температуре  равна , при  - .

Тогда истинная температура дымовых газов на выходе из экономайзера:

Расхождение между принятой и полученной температурами составляет:

Поскольку расхождение между принятой и полученной значениями температур превышает 5%, расчет водяного экономайзера следует повторить, приняв в качестве расчетной температуры уходящих газов значение:

В результате повторного расчета получаем значение температуры дымовых газов на выходе из экономайзера, равное

---

Дата добавления: 2018-11-24; просмотров: 437; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!