|
Кафедра промышленной теплоэнергетикиСтр 1 из 4Следующая ⇒ ТЕПЛОВОЙ И АЭРОДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТЫ КОТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКИ Выполнил Проверил Санкт-Петербург Исходные данные для расчета: Тип котла - барабанный, с естественной циркуляцией. Паропроизводительность Dпе , кг/с. Давление перегретого пара Рпе , бар. Температура перегретого пара tпе , °С. Состав топлива (выбирается по табл. 3, с.148): - месторождение и марка топлива; - влажность , %; - зольность Аr , %; - сера колчеданная , %; - сера органическая , %; - углерод Сr , %; - водород Нr , %; - азот Nr , %; - кислород Оr, %; - низшая теплота сгорания Qri, МДж/кг; - приведенная влажность Wrпр , (% · кг)/МДж; - приведенная зольность Аrпр , (% · кг)/МДж; - выход летучих на горючую массу Vdaf, %. Способ сжигания топлива - камерный, с твердым шлакоудалением. Температура питательной воды после регенеративного подогрева tпв ,°С. Непрерывная продувка р, %. Доля рециркуляции газов в топку - отсутствует. Температура уходящих газов, Jух , °С (выбирается по табл. 5, с.154). Температура воздуха на входе в воздухоподогреватель J'в, °С (см. с. 11). Температура горячего воздуха после воздухоподогревателя Jгв , °С (выбирается по табл. 6, с.154). Компоновка конвективных поверхностей нагрева выбирается: одноступенчатая или двухступенчатая. Тип углеразмольной мельницы (см. с.9).
Расчет объемов и энтальпий продуктов сгорания
Коэффициенты избытка воздуха по газоходам котлоагрегата (величина присосов ∆a выбирается по табл. 7, с.155)
Топка на выходе (табл. 8, с.156) aт Фестон aф = aт Пароперегреватель aпе = aт + Daпе 2-я ступень водяного экономайзера aвэ2 = aпе + Daвэ 2-я ступень воздухоподогревателя aвп2 = aвэ2 + Daвп 1-я ступень водяного экономайзера aвэ1 = aвп2 + Daвэ 1-я ступень воздухоподогревателя aвп1 = aвэ1 + Daвп
Расчет объемов воздуха и продуктов сгорания
1. Теоретически необходимое количество воздуха , м3/кг. 2. Теоретический объем азота 3. Объем трехатомных газов 4. Теоретический объем водяных паров , м3/кг. 5. Теоретический объем газов . 6. Действительный объем водяных паров и дымовых газов Vг ; объемные доли: водяных паров - , трехатомных газов - , сумма водяных паров и трехатомных газов - rп ; концентрация золы в дымовых газах μзл по газоходам котельного агрегата (топка, пароперегреватель, 2-я ступень водяного экономайзера, 2-я ступень воздухоподогревателя, 1-я ступень водяного экономайзера, 1-я ступень воздухоподогревателя) рассчитываются по средним значениям коэффициента избытка воздуха αср по формулам, приведенным в табл.1, с.146. Результаты расчетов сводятся в табл. 1.
Расчет энтальпий продуктов сгорания
Теоретические энтальпии газов и воздуха для сжигаемого топлива выбираем из табл. 4, с.150. Энтальпия продуктов сгорания при избытке воздуха α > 1 рассчитывается по формуле Iг = Iог + (α – 1)Iов. Результаты расчетов сводятся в табл. 2, с.147.
Тепловой баланс котлоагрегата
1. Располагаемое тепло топлива. Для большинства видов достаточно сухих и малозольных топлив и газового топлива принимается = , кДж/кг. 2. Температура уходящих газов Jух , °С (по заданию). 3. Энтальпия уходящих газов Iух , кДж/кг (табл. 2). 4. Температура холодного воздуха (принимаем) tхв=30 °С. 5. Энтальпия холодного воздуха Iохв , кДж/кг (табл. 2). 6. Потери тепла от химического недожога q3, % (табл. 8, с.156). 7. Потери тепла от механического недожога q4, % (табл. 8). 8. Потери тепла с уходящими газами , %. 9. Потери тепла от наружного охлаждения q5, % (рис. 5, с.173). 10. Потери с теплом шлака q6 = 0 (учитываются при Аr > 2,5 , где [МДж/кг]). 11. Сумма тепловых потерь Sq = q2 + q3 + q4 + q5 + q6, %. 12. КПД котлоагрегата «брутто» hка = 100 – Sq, %. 13. Коэффициент сохранения тепла . 14. Температура перегретого пара tпе , °С (по заданию). 15. Давление перегретого пара Pпе , МПа (по заданию). 16. Теплосодержание перегретого пара iпе , кДж/кг (табл. 11, с.160). 17. Температура питательной воды tпв , °С (по заданию). 18. Энтальпия питательной воды iпв , кДж/кг (табл. 10 при Рэ=1,2Рпе, с.158). 19. Энтальпия продувочной воды iкип , кДж/кг (табл. 9 при Рб=1,1Рпе, с.157). 20. Непрерывная продувка Dпр = 0,01р Dпе, кг/с, где р - процент продувки (по заданию). 21. Полезно использованное тепло Qка = Dпе (iпе ‑ iпв) + Dпр (iкип ‑ iпв), кВт. 22. Полный расход топлива , кг/с. 23. Расчетный расход топлива , кг/с.
Тепловой расчет котлоагрегата Топка 1. Диаметр экранных труб d, мм (по чертежу). 2. Шаг экранных труб s, мм (по чертежу). 3. Суммарная поверхность топочной камеры (рис. П1-2, с.100) Fст = Fф + 2Fб + Fз , м2. 4. Неэкранированная поверхность стен, занятая горелками Fгор, м2 (из чертежа). 5. Поверхность стен топки, занятая экранами, Fэкр = Fст – Fфест – Fгор , м2. 6. Угловой коэффициент гладкотрубных экранов cэ = . 7. Лучевоспринимающая поверхность экранов Hлэ = cэ Fэкр , м2. 8. Угловой коэффициент фестона cф = 1. 9. Лучевоспринимающая поверхность фестона Hлф = cф Fфест , м2. 10. Суммарная лучевоспринимающая поверхность топки Hлт = Hлэ + Hлф , м2. 11. Степень экранирования топки . 12. Объем топочной камеры Vт = Fб · b, м3. 13. Эффективная толщина излучающего слоя , м. 14. Присосы воздуха в систему пылеприготовления Daпл (табл.7, с.155). 15. Температура горячего воздуха Jгв , °С (по заданию). Рис. П1-2. Эскиз топочной камеры 16. Энтальпия горячего воздуха Iогв , кДж/кг (табл. 2, с.147). 17. Тепло, вносимое воздухом в топку Qв = (aт – Daт – Daпл) Iогв + (Daт + Daпл) Iохв, кДж/кг, где Daт – присосы в топке (табл. 7, с.155). 18. Полезное тепловыделение в топки , кДж/кг. 19. Адиабатная температура горения Jа, °С (табл. 2). 20. Относительное положение максимума температур (рис.П1-2, с.100) . 21. Коэффициент учитывающий положение максимума температуры М = 0,59 – 0,5 Хт ; М = 0,56 – 0,5Хт (для углей А, ПА, Т). 22. Температура газов на выходе из топки Jт'', °С (принимаем по табл. 12, с.163). 23. Энтальпия газов на выходе из топки Iт'', кДж/кг (табл. 2). 24. Объемная доля трехатомных газов и водяных паров rп (табл.1, с.146). 25. Концентрация золовых частиц μзл (табл. 1). 26. Суммарная поглощающая способность трехатомных газов (где Р = 0,1МПа – давление газов в топочной камере) Pn S = rn Р S, (м·МПа). 27. Коэффициент поглощения лучей трехатомными газами (рис.3, с.172) 28. Коэффициент поглощения лучей золовыми частицами (рис. 3) 29. Коэффициент поглощения лучей частицами кокса kкокс при камерном сжигании топлива: - для углей марки А, ПА, Т: kкокс = 1,0 [1/(м·МПа)]; - для каменных и бурых углей, торфа, сланцев kкокс = 0,5[1/(м·МПа)]. 30. Оптическая толщина kPS = (kг rn + kзл mзл + kкокс) РS. 31. Степень черноты факела ф (рис. 2, с.171). 32. Условный коэффициент загрязнения экранов x (табл. 16, с.165). 33. Коэффициент тепловой эффективности экранов y = xc. 34. Степень черноты топочной камеры т (рис. 4, с.173). 35. Средняя суммарная теплоемкость продуктов сгорания , кДж/(кг· °С). 36. Действительная температура газов на выходе из топки , °С. При расхождении температуры с ранее принятой более, чем на 50 оС необходимо повторить расчет с п.22, с.101, задавшись новым значением температуры. 37. Энтальпия газов на выходе из топки Iт'', кДж/кг (табл. 2, с.147). 38. Количество тепла, воспринятого в топке, = j (Qт – Iт''), кДж/кг. 39. Средняя тепловая нагрузка лучевоспринимающей поверхности , кВт/м2. 40. Теплонапряжение топочного объема , кВт/м3 . Фестон
Рис. П1-3. Эскиз фестона
1. Диаметр труб d, мм (по чертежу). 2. Расположение труб - шахматное. 3. Число рядов труб Z, шт (по чертежу). 4. Шаг труб (по чертежу): поперечный s1 = Zs, мм (s – шаг труб заднего экрана топки); 5. Число труб в каждом ряду (по чертежу): n2, шт; . .
6. Длина каждого ряда (по чертежу): . . 7. Поверхность нагрева фестона Hф = pd (l1n1 + l2n2 + … + lnnn), м2. 8. Живое сечение для прохода газов (среднее), где h - высота окна (по чертежу) Fжc = Fок – Fз = h (b – n1d), м2. 9. Относительные шаги: 10. Эффективная толщина излучающего слоя , м. 11. Угловой коэффициент фестона χф (рис.1, с.171). 12. Лучевоспринимающая поверхность фестона Hлф , м Нлф = b lсрχф. 13. Расчетная поверхность нагрева Hp = Hф – Hлф , м2. 14. Температура газов перед фестоном J', °С (из расчета топки). 15. Энтальпия газов перед фестоном I', кДж/кг (из расчета топки). 16. Температура газов за фестоном J'', °С (принимаем). 17. Энтальпия газов за фестоном I", кДж/кг (табл. 2, с.147). 18. Тепловосприятие фестона по балансу Qб = φ (I' – I"), кДж/кг. 19. Температура кипения в барабане tн, °С (табл. 9 при Рб = 1,1Рпе, с.157). 20. Средняя температура газов , °С. 21. Объем газов на 1 кг топлива Vг, м3/кг (табл. 1, с.146). 22. Объемная доля водяных паров (табл. 1). 23. Объемная доля трехатомных газов и водяных паров rn (табл. 1). 24. Концентрация золовых частиц mзл (табл. 1). 25. Скорость газов в фестоне , м/с. 26. Коэффициент теплоотдачи конвекцией (рис. 6, с.174) aк = aн Cz Cs Cф, Вт/м2 К. 27. Суммарная поглощающая способность трехатомных газов PnS = rnРS, м ·МПа, где Р = 0,1 МПа - давление газа в газоходах. 28. Коэффициент поглощения лучей трехатомными газами (рис.3, с.172) 29. Коэффициент поглощения лучей золовыми частицами (рис. 3) kзл, 1/(м·МПа). 30. Оптическая толщина kPS = (kг rn + kзл mзл)РS. 31. Степень черноты продуктов сгорания a (рис. 2, с.171). 32. Температура загрязненной стенки трубы (принимается на 80 °С выше температуры кипения) tст = tн + 80, °С. 33. Коэффициент теплоотдачи излучением (рис. 9, с.179) aл = aн a, Вт/(м2 ·K). 34. Коэффициент тепловой эффективности Ψ (рис. 14, с.183). 35. Коэффициент теплопередачи k = y (aк + aл), Вт/(м2 ·K). 36. Средний температурный напор Dt = J – tн, °С. 37. Тепловосприятие фестона , кДж/кг. 38. Невязка , %. Если невязка баланса > 5%, необходимо уточнить температуру газов за фестоном. 39. Энтальпия газов за фестоном , кДж/кг. 40. Температура газов за фестоном J", °С (табл. 2, с.147). По уточненному значению температуры газов за фестоном J" необходимо провести расчет заново, начиная с п.16, с.104.
Пароперегреватель
1. Температура газов на входе в пароперегреватель J ', °С (из расчета фестона). 2. Теплосодержание газов на входе I', кДж/кг (из расчета фестона). 3. Температура насыщенного пара на входе в пароперегреватель t' = tн, °С (табл. 9 при Рб = 1,1Рпе, с.157). 4. Теплосодержание насыщенного пара на входе в пароперегреватель i' = iнп, кДж/кг (табл. 9). 5. Температура пара за пароперегревателем t" = tпе , °С (по заданию). 6. Теплосодержание перегретого пара на выходе из пароперегревателя i''= iпе, кДж/кг (табл. 11 по давлению Рпе и температуре tпе перегретого пара, с.160).
Рис. П1-4. Эскиз пароперегревателя
7. Тепловосприятие пароперегревателя по балансу ( = 63 кДж/кг – тепловосприятие в пароохладителе) , кДж/кг. 8. Теплосодержание газов за пароперегревателем , кДж/кг. 9. Температура газов на выходе J", °С (табл. 2, с.147).
10. Средняя температура газов , °С. 11. Средняя температура пара , °С. 12. Диаметр труб d, мм принимаем 28 42 мм с толщиной стенки δ = 4-7 мм по сортаменту. 13. Расположение труб принимаем коридорное. 14. Относительные шаги труб пароперегревателя принимаем: продольный s2 = 2,0. 15. Шаги труб: 16. Количество параллельно включенных в коллектор змеевиков , шт. 17. Площадь, занятая трубами (hср – высота газохода в среднем cечении, по чертежу), Fз = Z1d hср , м2. 18. Площадь поперечного сечения газохода (окна) Fок = hср b, м2. 19. Площадь живого сечения для прохода газов Fжc = Fок – Fз, м2. 20. Объем газов на 1 кг топлива Vг, м3/кг (табл. 1, с.146). 21. Объемная доля водяных паров (табл. 1). 22. Объемная доля трехатомных газов и водяных паров rп (табл. 1). 23. Концентрация золовых частиц mзл (табл. 1). 24. Средняя скорость газов , м/с. Полученная скорость Wг должна быть не выше предельно допустимой (табл. 13, с.163), но не ниже 6 м/с. Для увеличения (снижения) скорости газов надо изменить шаг труб σ1. 25. Живое сечение для прохода пара параллельно включенных змеевиков (m - число труб в змеевике, принимаем m = 1) , м2. 26. Удельный объем пара, при средних значениях давления и темпе- ратуры пара в пароперегревателе , м3/кг (табл. 11, с.160). 27. Средняя скорость пара , м/с. (при скорости пара > 25 м/с принять m = 2 и уточнить скорость пара). 28. Коэффициент теплоотдачи конвекцией (рис. 7, с.176) aк = aн Cz Cs Cф, Вт/(м2 ·K). 29. Коэффициент теплоотдачи от стенки к пару (рис. 10, с.180) a2 = Cd aн, Вт/(м2 ·К). 30. Коэффициент загрязнения для коридорных пучков труб e = 0,0043, (м2 ·К)/Вт. 31. Температура загрязненной стенки (предварительно задаемся значением = (20÷30)103 Вт/м2) , °С. 32. Эффективная толщина излучающего слоя , м. 33. Суммарная поглощающая способность трехатомных газов Pn S = rn Р S, м·Мпа. 34. Коэффициент поглощения лучей трехатомными газами kг ,1/(м·МПа) (рис. 3, с.172). 35. Коэффициент поглощения лучей золовыми частицами kзл , 1/(м·МПа) (рис. 3). 36. Оптическая толщина kPS = (kг rn + kзл mзл)РS. 37. Степень черноты продуктов сгорания (рис. 2, с.171). 38. Коэффициент теплоотдачи излучением (рис. 9, с.179) αл = αн а , Вт/(м2 ·K). 39. Коэффициент тепловой эффективности y (рис. 14, с.183). 40. Коэффициент теплопередачи для коридорных пучков: , Вт/(м2 ·K); 41. Температурный напор на входе газов (противоток) Dt1 = J' – t", °С. 42. Температурный напор на выходе газов (противоток) Dt2 = J'' – t', °С. 43. Средний температурный напор при противотоке , °С. 44. Величина t1 = J' – J'', °С. 45. Величина t2 = t" – t', °С. 46. Параметр . 47. Параметр . 48. Отношение прямоточного участка к полной поверхности нагрева A=0,3(принимается). 49. Коэффициент пересчета от противоточной схемы y (рис. 11, с.181). 50. Средний температурный напор Dt = y Dtпрт, °С. 51. Необходимая поверхность нагрева , м2. 52. Поверхность нагрева одного змеевика , м2 . 53. Длина одного змеевика , м. 54. Число рядов по ходу потока (округлить до целого числа) , шт. 55. Число петель (округлить до целого числа кратного 2). 56. Прямоточная часть Zпрм = АZ, шт. 57. Противоточная часть Zпрт = Z – Zпрм, шт. Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам... ЧТО И КАК ПИСАЛИ О МОДЕ В ЖУРНАЛАХ НАЧАЛА XX ВЕКА Первый номер журнала «Аполлон» за 1909 г. начинался, по сути, с программного заявления редакции журнала... Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор... ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования... Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:
|