Xreferat.com » Рефераты по промышленности и производству » Тепловой расчет котла-утилизатора П-83

Сколько стоит написать твою работу?

Работа уже оценивается. Ответ придет письмом на почту и смс на телефон.

?Для уточнения нюансов.
Мы не рассылаем рекламу и спам.
Нажимая на кнопку, вы даёте согласие на обработку персональных данных и соглашаетесь с политикой конфиденциальности

Спасибо, вам отправлено письмо. Проверьте почту .

Если в течение 5 минут не придет письмо, возможно, допущена ошибка в адресе.
В таком случае, пожалуйста, повторите заявку.

Спасибо, вам отправлено письмо. Проверьте почту .

Если в течение 5 минут не придет письмо, пожалуйста, повторите заявку.
Хотите промокод на скидку 15%?
Успешно!
Отправить на другой номер
?Сообщите промокод во время разговора с менеджером.
Промокод можно применить один раз при первом заказе.
Тип работы промокода - "дипломная работа".

Тепловой расчет котла-утилизатора П-83

СОДЕРЖАНИЕ


1. Описание котла утилизатора П-83

2. Исходные данные

3. Расчет энтальпий газов

4. Расчет коэффициента использования тепла

5. Расчет пароперегревателя высокого давления

6. Расчет испарителя высокого давления

7. Расчет второй ступени экономайзера высокого давления

8. Расчет пароперегревателя низкого давления

9. Расчет испарителя низкого давления

10. Расчет экономайзера низкого давления

11. Расчет первой ступени экономайзера низкого давления

12. Расчет кипящего экономайзера

13. Расчет дополнительного экономайзера


1. ОПИСАНИЕ КОТЛА УТИЛИЗАТОРА П-83


Котел предназначен для работы в составе газотурбинной установки мощностью 345 МВТ.

Котел двухкорпусный, с естественной циркуляцией, выполнен в туннельной компановке.Два корпуса котла между собой функционально не связаны.

Газоход заполнен поверхностями нагрева, представляющими собой шахматные пакеты труб, расположенных вертикально. Пакеты труб собираются из типовых секций шириной 2340 мм и высотой 11800 мм. Каждая секция представляет собой два ряда труб, замкнутых вверху и внизу коллекторами. Все поверхности нагрева выполнены из труб 32Ч4 мм, с наружным спирально-ленточным ореберением.

Каждая поверхность набирается из одинакового количества секций по ширине котла, но разного по ходу газов.

Пароперегреватель высокого давления – 4 блока типовых секций по ширине газохода, в каждом блоке по 4 секции, соединенных последовательно.

Испаритель высокого давления – 4 блока по ширине газохода, 6 секций в блоке по глубине.

Экономайзер высокого давления, вторая ступень – 4 блока по ширине газохода, 4 секции по глубине.

Пароперегреватель низкого давления – 4 блока по ширине газохода, 4 секции по глубине.

Испаритель низкого давления – 4 блока по ширине газохода, 6 секций по глубине.

Экономайзер высокого давления, первая ступень – 2 бока по ширине газохода и 2 ряда секций по глубине.

Экономайзер низкого давления – 2 блока по ширине по 2 секции в каждом.

Кипящий экономайзер – один ряд типовых секций.

Дополнительный экономайзер – 4 блока по ширине газохода по 3 ряда секций.


2. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ


1. Расход охлаждаемых газов через котел 1142·103 м3/ч

2. Температура газов перед котлом 519 0С

3. Темература уходящих газов 96 0С

4. Давление газов перед котлом 3,0 КПа

5. Состав газов: N2=75,0 %, CO2=3,0 %, H2O=8,0 %, O2=14,0 %

6. Давление перегретого пара 8/0,7 МПа

7. Температура перегретого пара 470/220 0С

8. Паропроизводительность 170/43 т/ч

9. Расход пара через пароперегреватель 165/37,5 т/ч

10. Расход воды через ЭНД 95 т/ч

11.Расход воды через кипящий экономайзер 30 т/ч

12. Расход воды через дополнительный экономайзер 267 т/ч

13. Паросодержание пароводяной смеси

На выходе из кипящего экономайзера 0,16


3. РАСЧЕТ ЭНТАЛЬПИЙ ГАЗОВ


Объемные доли


ri=ki/100; (3.1)


rN2=75/1=0,75;

rCO2=3/100=0,03;

rH2O=8/100=0,08;

rO2=14/100=0,14.

Расчет энтальпий


Iг=∑(ri+Ci)∙υг, где (3.2)


υг - температура газов 0С,

Ci - средняя теплоемкость, кДж/(м3·К).

Энтальпия газов при температуре 100 0С, кДж/м3:

Iг=(0,75·1,295+0,03·1,702+0,08·1,506+0,14·1,318)·100=132,7.

Энтальпии газов в интервале температур 0 – 100 0С приведены в таблице 1.


Таблица 1 – Энтальпии газов.

υг, 0С Iг, кДж/м3 ΔIг, кДж/м3
0 0 -
100 132,7 132,7
200 267,2 134,5
300 404,1 136,9
400 544,4 140,3
500 688,5 144,1
500 835,8 147,4

4. РАСЧЕТ КОЭФФИЦИЕНТА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТЕПЛА


Коэффициент использования тепла, %:


Тепловой расчет котла-утилизатора П-83 где

I’ку=716,48 кДж/кг – энтальпия газов на входе в котел (табл.1) ,

I’’ку=127, 39 кДж/кг – энтальпия газов на выходе из котла (табл.1).

Тепловой расчет котла-утилизатора П-83

Потери тепли в окружающую среду, %:

q5=0,63.

Коэффициент сохранения тепла:


Тепловой расчет котла-утилизатора П-83


Тепловой расчет котла-утилизатора П-83


5. РАСЧЕТ ПАРОПЕРЕГРЕВАТЕЛЯ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ


Геометрические характеристики:

Диаметр и толщина стенок труб:


Тепловой расчет котла-утилизатора П-83 мм.


Поперечный шаг между трубами:

S1=72 мм.

Продольный шаг между трубами:

S2=85 мм.

Относительный поперечный шаг:


σ1=S1/d ,


σ1=0,072/0,032=2,52 м.

Относительный продольный шаг:


σ2=S2/d ,

σ2=0,085/0,032=2,65 м.

Компановка труб – шахматная.

Высота ребра:

hрб=13 мм.

Толщина ребра:

Тепловой расчет котла-утилизатора П-83мм.

Шаг между ребрами:

Sрб=5,0 мм.

Диаметр оребрения:


D=d+2∙hрб ,


D=32+2·13=58 мм.

Количество труб по ширине газохода:

z1=132.

Условный диаметр:


Тепловой расчет котла-утилизатора П-83


Тепловой расчет котла-утилизатора П-83 мм.

Длина труб:

l=11,5 мм.

Сечение для прохода газов:


Fг=a·b-z1·dy·l,


Fг=(10,55-0,9674)·11,5-0,0372·132·11,5=53,5 м2.

Число труб в одном сдвоенном ряду:

Nтр=z1·2,


Nтр=132·2=264.

Сечение для прохода пара:


fп=0,785·d2вн·Nтр,


fп=0,785·0,0242·264=0,119 м2.

Внутренняя поверхность теплообмена одного сдвоенного ряда:


Hвн=π∙dвн∙lтр∙Nтр,


Hвн=3,14∙0,028∙11,5∙264=266,9 м2.

Количество сдвоенных рядов: z=3.

Поверхность нагрева ребер одного сдвоенного ряда:


Тепловой расчет котла-утилизатора П-83


Тепловой расчет котла-утилизатора П-83 м2.

Гладкая поверхность нагрева одного сдвоенного ряда:


Тепловой расчет котла-утилизатора П-83


Тепловой расчет котла-утилизатора П-83м2.

Полная поверхность нагрева одного сдвоенного ряда:


H1р=Hрб+Hгл,

H1р=2341,3+244=2585,3 м2.

Полная поверхность нагрева пароперегревателя:


H=H1р∙z,


H=2585,3∙3=7755,9 м2.

Тепловой расчет

Температура газов перед ППВД, 0С: Тепловой расчет котла-утилизатора П-83

Энтальпия газов перед ППВД, кДж/м3:

Iг=716,48.

Температура перегретого пара, 0С:

tпе=470.

Давление перегретого пара, МПа:

Pпе=8.

Энтальпия перегретого пара, кДж/кг:

iпе=3328,53.

Давление в барабане, МПа:

Pб=8,4.

Температура насыщенного пара, 0С:

tн=300,3.

Энтальпия насыщенного пара, кДж/кг:

iн’’=2749,9.

Уравнение баланса, кДж/м3:


Тепловой расчет котла-утилизатора П-83 (5.1)


Тепловой расчет котла-утилизатора П-83


Энтальпия газов после ППВД, кДж/м3:


Тепловой расчет котла-утилизатора П-83 (5.2)


Тепловой расчет котла-утилизатора П-83

Температура газов после ППВД, 0С:

Тепловой расчет котла-утилизатора П-83

Температурный напор (перекрестное движение сред), 0С:


Тепловой расчет котла-утилизатора П-83, где (5.3)


Ψ – коэффициент пересчета от противоточной схемы к более сложной,

Δtпрт – температурный напор при противотоке.

Ψ=1.

Температурный напор при противотоке, 0С:


Тепловой расчет котла-утилизатора П-83 (5.4)


Температурный напор на входе при противотоке, 0С:


Тепловой расчет котла-утилизатора П-83 (5.5)


Тепловой расчет котла-утилизатора П-83

Температурный напор на выходе при противотоке, 0С:


Тепловой расчет котла-утилизатора П-83 (5.6)


Тепловой расчет котла-утилизатора П-83

Температурный напор при противотоке, 0С:

Тепловой расчет котла-утилизатора П-83

Температурный напор, 0С:

Δt=1·95=95.

Средняя температура газов, 0С:


Тепловой расчет котла-утилизатора П-83 (5.7)


Тепловой расчет котла-утилизатора П-83

Скорость газов, м/с:


Тепловой расчет котла-утилизатора П-83 (5.8)


Тепловой расчет котла-утилизатора П-83

Коэффициент теплоотдачи конвекцией, Тепловой расчет котла-утилизатора П-83:


Тепловой расчет котла-утилизатора П-83 где (5.9)


n=0,7+0,08·φ+0,005·Ψр, где


Ψр=8,48,


Тепловой расчет котла-утилизатора П-83


Тепловой расчет котла-утилизатора П-83


Тепловой расчет котла-утилизатора П-83


Тепловой расчет котла-утилизатора П-83


n=0,7+0,08·(-0,86)+0,005·8,48=0,67.

CS – коэффициент, определяемый в зависимости от относительных поперечного и продольного шагов труб в пучке, типа пучка.


Тепловой расчет котла-утилизатора П-83 (5.10)


Тепловой расчет котла-утилизатора П-83

CZ – поправка на число рядов труб по ходу газов.

При z2=6<8 и Тепловой расчет котла-утилизатора П-83<2,0, то


Тепловой расчет котла-утилизатора П-83 (5.11)


Тепловой расчет котла-утилизатора П-83

Коэффициент теплопроводности, Вт/м·к:

λ=5,57·10-2.

Коэффициент кинематической вязкости, м2/сек:

ν=71,63·10-6.

Критерий Прандтля:

Pr=0,62.

Тепловой расчет котла-утилизатора П-83

Средняя температура пара, 0С:


Тепловой расчет котла-утилизатора П-83 (5.12)


Тепловой расчет котла-утилизатора П-83

Скорость пара, м/с:


Тепловой расчет котла-утилизатора П-83 где (5.13)


υ=0,03287 м3/кг – средний удельный объем пара.

Тепловой расчет котла-утилизатора П-83

Коэффициент теплоотдачи от стенки к пару, Тепловой расчет котла-утилизатора П-83:


Тепловой расчет котла-утилизатора П-83 (5.14)


Коэффициент теплопроводности, Вт/м·к: λ=6,34·10-2

Коэффициент кинематической вязкости, м2/сек:


Тепловой расчет котла-утилизатора П-83 где (5.15)


μ – коэффициент динамической вязкости, (кгс·сек)/м2:

μ=2,86·10-6.

Тепловой расчет котла-утилизатора П-83

Критерий Прандтля: Pr=1,135.

Эквивалентный диаметр, м:


Тепловой расчет котла-утилизатора П-83 (5.16)


Тепловой расчет котла-утилизатора П-83

Поправка Ct. В элементах котла температура стенки при течении пара мало отличается от температуры среды. поэтому Ct=1.

Поправка Cd=1.

Cl=1, l/d>50.

Тепловой расчет котла-утилизатора П-83

Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке, Тепловой расчет котла-утилизатора П-83:


Тепловой расчет котла-утилизатора П-83 (5.17)


Тепловой расчет котла-утилизатора П-83

Тепловой расчет котла-утилизатора П-83

Коэффициент теплопередачи, Тепловой расчет котла-утилизатора П-83:


Тепловой расчет котла-утилизатора П-83 где (5.18)

Ψ=0,8 – коэффициент эффективности.

α1пр – приведенный коэффициент теплоотдачи.


Тепловой расчет котла-утилизатора П-83 где (5.19)


Тепловой расчет котла-утилизатора П-83 (5.20)


Тепловой расчет котла-утилизатора П-83 м.


Тепловой расчет котла-утилизатора П-83 (5.21)


Тепловой расчет котла-утилизатора П-83 м.

Е – коэффициент эффективности ребра.


Тепловой расчет котла-утилизатора П-83 где (5.22)


λрб=45,5 Вт/(м·к) – коэффициент теплопроводности материала ребра.

Тепловой расчет котла-утилизатора П-83

φЕ – коэффициент, учитывающий неравномерность теплоотдачи по поверхности ребра.


φЕ=1-0,058·m·hрб, (5.23)


φЕ=1-0,058·56,3·0,013=0,958.

μ – коэффициент, учитывающий влияние уширения ребра к основанию.

μ=1,03 (1, номограмма 6).

Е=0,78 (1, номограмма 6).

Тепловой расчет котла-утилизатора П-83

Тепловой расчет котла-утилизатора П-83

Уравнение теплопередачи, кДж/м3:


Тепловой расчет котла-утилизатора П-83 (5.24)


Тепловой расчет котла-утилизатора П-83

Погрешность, %:


Тепловой расчет котла-утилизатора П-83 (5.25)


Тепловой расчет котла-утилизатора П-83


6. РАСЧЕТ ИСПАРИТЕЛЯ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ


Геометрические характеристики.

Геометрические характеристики такие же как и у ППВД за исключением:

Количество сдвоенных рядов: z=9.

Полная поверхность нагрева испарителя, м2:


H=H1р∙z,

H=2585,3∙9=23267.

Тепловой расчет

Температура газов перед ИСПВД , 0С:

Тепловой расчет котла-утилизатора П-83(из расчета ППВД).

Энтальпия газов перед ИСПВД, кДж/м3:

Iг=634,9

Давление в барабане, МПа:

Pб=8,4.

Температура насыщенного пара, 0С:

tн=297.

Энтальпия насыщенного пара, кДж/кг:

iн’’=2756,2.

Температура насыщенной воды, 0С:

tн’=297.

Энтальпия насыщенной воды, кДж/кг:

i’н=1329,9.

Температура недогрева до кипения, 0С:

Δtнед=4.

Температура воды на выходе из экономайзера, 0С:


t’’эвд=tн’- Δtнед,


t’’эвд=297-4=293.

Энтальпия воды на выходе из экономайзера, кДж/кг:

i’’эвд=1306,9.

Величина недогрева до кипения, кДж/кг:


Δiнед=i’н-i’’эвд,


Δiнед=1329,9-1306,9=23.

Скрытая теплота парообразования, кДж/кг:

r=1426.

Уравнение баланса, кДж/м3:


Тепловой расчет котла-утилизатора П-83 (6.1)


Тепловой расчет котла-утилизатора П-83

Энтальпия газов после ИСППВД, кДж/м3:


Тепловой расчет котла-утилизатора П-83 (6.2)


Тепловой расчет котла-утилизатора П-83

Температура газов после ИСППВД, 0С:

Тепловой расчет котла-утилизатора П-83

Температурный напор (перекрестное движение сред), 0С:


Тепловой расчет котла-утилизатора П-83, где (6.3)


Ψ – коэффициент пересчета от противоточной схемы к более сложной,

Δtпрт – температурный напор при противотоке.

Ψ=1.

Температурный напор при противотоке, 0С:


Тепловой расчет котла-утилизатора П-83 (6.4)


Температурный напор на входе при противотоке, 0С:


Тепловой расчет котла-утилизатора П-83 (6.5)


Тепловой расчет котла-утилизатора П-83

Температурный напор на выходе при противотоке, 0С:


Тепловой расчет котла-утилизатора П-83 (6.6)


Тепловой расчет котла-утилизатора П-83

Температурный напор при противотоке, 0С:

Тепловой расчет котла-утилизатора П-83

Температурный напор, 0С:

Δt=1·54=54.

Средняя теипература газов, 0С:


Тепловой расчет котла-утилизатора П-83 (6.7)


Тепловой расчет котла-утилизатора П-83

Скорость газов, м/с:


Тепловой расчет котла-утилизатора П-83 (6.8)


Тепловой расчет котла-утилизатора П-83

Коэффициент теплоотдачи конвекцией, Тепловой расчет котла-утилизатора П-83:


Тепловой расчет котла-утилизатора П-83 где (6.9)


n=0,7+0,08·φ+0,005·Ψр, где


Ψр=8,48,


Тепловой расчет котла-утилизатора П-83


Тепловой расчет котла-утилизатора П-83


Тепловой расчет котла-утилизатора П-83


n=0,7+0,08·(-0,86)+0,005·8,48=0,67.

CS – коэффициент, определяемый в зависимости от относительных поперечного и продольного шагов труб в пучке, типа пучка.


Тепловой расчет котла-утилизатора П-83 (6.10)


Тепловой расчет котла-утилизатора П-83

CZ – поправка на число рядов труб по ходу газов.

При z2=18>8, то СZ=1.

Коэффициент теплопроводности, Вт/м·к:

λ=5,58·10-2.

Коэффициент кинематической вязкости, м2/сек:

ν=55,85·10-6.

Критерий Прандтля:

Pr=0,64.

Тепловой расчет котла-утилизатора П-83

Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке, Тепловой расчет котла-утилизатора П-83:


Тепловой расчет котла-утилизатора П-83 (6.11)


Тепловой расчет котла-утилизатора П-83

Тепловой расчет котла-утилизатора П-83

Коэффициент теплопередачи, Тепловой расчет котла-утилизатора П-83:


Тепловой расчет котла-утилизатора П-83 где (6.12)


Ψ=0,8 – коэффициент эффективности.

α1пр – приведенный коэффициент теплоотдачи.


Тепловой расчет котла-утилизатора П-83 где (6.13)


Тепловой расчет котла-утилизатора П-83 (6.14)


Тепловой расчет котла-утилизатора П-83 м.


Тепловой расчет котла-утилизатора П-83 (6.15)


Тепловой расчет котла-утилизатора П-83 м.

Е – коэффициент эффективности ребра.


Тепловой расчет котла-утилизатора П-83 где (6.16)


λрб=45,5 Вт/(м·к) – коэффициент теплопроводности материала ребра.

Тепловой расчет котла-утилизатора П-83

φЕ – коэффициент, учитывающий неравномерность теплоотдачи по поверхности ребра.


φЕ=1-0,058·m·hрб, (6.17)


φЕ=1-0,058·60,3·0,013=0,955.

μ – коэффициент, учитывающий влияние уширения ребра к основанию.

μ=1,03 (1, номограмма 6).

Е=0,78 (1, номограмма 6).

Тепловой расчет котла-утилизатора П-83

Тепловой расчет котла-утилизатора П-83

Уравнение теплопередачи, кДж/м3:


Тепловой расчет котла-утилизатора П-83 (6.18)


Тепловой расчет котла-утилизатора П-83

Погрешность, %:


Тепловой расчет котла-утилизатора П-83 (6.19)


Тепловой расчет котла-утилизатора П-83


7. РАСЧЕТ ЭКОНОМАЙЗЕРА ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ, ВТОРАЯ СТУПЕНЬ


Геометрические характеристики.

Геометрические характеристики такие же как и у ППВД за исключением:

Количество сдвоенных рядов: z=6.

Полная поверхность нагрева испарителя, м2:


H=H1р∙z,


H=2585,3∙6=15512.

Тепловой расчет

Температура газов перед ЭВД , 0С:

Тепловой расчет котла-утилизатора П-83(из расчета ИСПВД).

Энтальпия газов перед ЭВД, кДж/м3:

Iг=417,3.

Температура воды после ЭВД, 0С:

t’’эвд=293 (из расчета ИСПВД).

Энтальпия воды после ЭВД, кДж/кг:

i’’эвд=1306,9.

Температура воды перед ЭВД, 0С:

t’эвд=161,7.

Энтальпия воды перед ЭВД, кДж/кг:

i’эвд=688,2.

Уравнение баланса, кДж/м3:


Тепловой расчет котла-утилизатора П-83 (7.1)


Тепловой расчет котла-утилизатора П-83

Энтальпия газов после ЭВД, кДж/м3:


Тепловой расчет котла-утилизатора П-83 (7.2)


Тепловой расчет котла-утилизатора П-83

Температура газов после ЭВД, 0С:

Тепловой расчет котла-утилизатора П-83

Температурный напор (перекрестное движение сред), 0С:


Тепловой расчет котла-утилизатора П-83, где (7.3)


Ψ – коэффициент пересчета от противоточной схемы к более сложной,

Δtпрт – температурный напор при противотоке.

Ψ=1.

Температурный напор при противотоке, 0С:


Тепловой расчет котла-утилизатора П-83 (7.4)

Температурный напор на входе при противотоке, 0С:


Тепловой расчет котла-утилизатора П-83 (7.5)


Тепловой расчет котла-утилизатора П-83

Температурный напор на выходе при противотоке, 0С:


Тепловой расчет котла-утилизатора П-83 (7.6)


Тепловой расчет котла-утилизатора П-83

Температурный напор при противотоке, 0С:

Тепловой расчет котла-утилизатора П-83

Температурный напор, 0С:

Δt=1·40=40.

Средняя температура газов, 0С:


Тепловой расчет котла-утилизатора П-83 (7.7)


Тепловой расчет котла-утилизатора П-83

Скорость газов, м/с:


Тепловой расчет котла-утилизатора П-83 (7.8)


Тепловой расчет котла-утилизатора П-83

Коэффициент теплоотдачи конвекцией, Тепловой расчет котла-утилизатора П-83:


Тепловой расчет котла-утилизатора П-83 где (7.9)


n=0,7+0,08·φ+0,005·Ψр, где


Ψр=8,48,

Тепловой расчет котла-утилизатора П-83


Тепловой расчет котла-утилизатора П-83


Тепловой расчет котла-утилизатора П-83


Тепловой расчет котла-утилизатора П-83


n=0,7+0,08·(-0,86)+0,005·8,48=0,67.

CS – коэффициент, определяемый в зависимости от относительных поперечного и продольного шагов труб в пучке, типа пучка.


Тепловой расчет котла-утилизатора П-83 (7.10)


Тепловой расчет котла-утилизатора П-83

CZ – поправка на число рядов труб по ходу газов.

При z2=12>8, то СZ=1.

Коэффициент теплопроводности, Вт/м·к:

λ=4,63·10-2.

Коэффициент кинематической вязкости, м2/сек:

ν=40,88·10-6.

Критерий Прандтля:

Pr=0,65.

Тепловой расчет котла-утилизатора П-83

Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке, Тепловой расчет котла-утилизатора П-83:


Тепловой расчет котла-утилизатора П-83 (7.11)


Тепловой расчет котла-утилизатора П-83

Тепловой расчет котла-утилизатора П-83