Поверочный тепловой расчет парового котла Е-420-13,8-560 (ТП-81) на сжигание Назаровского бурого угля
Расчет второй ступени воздухоподогревателя
Двухступенчатая компоновка воздухоподогревателя позволяет подогреть воздух до 350-450 ˚С. Сущность этой схемы заключается в увеличении температурного напора на горячем конце воздухоподогревателя в результате переноса его горячей (второй) ступени в область более высокой температуры продуктов сгорания. Это позволяет сохранить температуру уходящих газов на достаточно низком уровне. Температура газов перед второй ступенью воздухоподогревателя задается из условия обеспечения надежности работы верхней трубной доски. Она должна быть не выше =550-5800С.
Таблица 6. Расчет воздухоподогревателя второй ступени
№ п/п | Наименование величины | Обозначение | Размерн-ость | Формула или обоснование | Расчет | |
1 | Диаметр труб | d | мм | По конструкт. характеристикам |
51 1,5 |
|
2 |
Шаги труб - поперечный - продольный |
S1 S2 |
мм | По конструкт. характеристикам |
78 51 |
|
3 |
Относительные шаги - поперечный шаг - продольный шаг |
σ1 σ2 |
мм мм |
S1/d S2/d |
1,5 1 |
|
4 |
Число труб в ряду: - поперек хода - по ходу воздуха |
Z1 Z2 |
шт. шт. |
По конструктивным характеристикам | ||
5 | Общее количество труб | n |
шт. |
|||
6 | Живое сечение для прохода газов | м2 | 21,5 | |||
7 | Живое сечение для прохода воздуха | fв | м2 | 21,8 | ||
8 | Поверхность нагрева | H | м2 |
Πdln= 3,14*0,04*3,4* *12598 |
9180 | |
9 | Температура уходящих газов | ˚С | Из расчета ВЭ-I | 392,5 | ||
10 | Энтальпия | I//ух | кДж/кг | табл. 6 | 2239,68 | |
11 | Температура газов на входе в ВП | ˚С | Принимается с последующим уточнением | 450 | 500 | |
12 | Энтальпия | I/вп | кДж/кг |
табл. 6 |
2513,5 | 2812,65 |
15 | Тепловосприятие ступени по балансу | Qб 1,2 | кДж/кг | φ(I/ - I// + ΔαI0хв) | 276,9 | 573,07 |
19 | Коэффициент избытка воздуха на выходе из ВП | β//вп | - |
βгв + |
1,065 | |
20 | Энтальпия горячего воздуха на выходе из ступени | I//гв | кДж/кг | 1377,6 | 1671,52 | |
21 | Температура горячего воздуха на выходе из ступени | t//гв | ˚С | табл. 6 | 245,09 | 296 |
22 | Средняя температура воздуха | t | ˚С | 224,045 | 249,5 | |
23 | Средняя температура газов | ˚С | 421,25 | 446,2 | ||
26 | Средняя скорость газов | Wг | м/с | 13,8 | 14,3 |
27 | Коэффициент теплоотдачи с газовой стороны | α2 | рисунок 5.6[1] | 41,82 | 41,58 |
28 | Средняя скорость воздуха | Wв | м/с | 6,65 | 6,99 | |
29 | Коэффициент теплоотдачи с воздушной стороны | α1 | рисунок 5.5 [1] | 90,24 | 92,15 | |
31 | Коэффициент теплопередачи | k | 24,3 | 24,4 | ||
32 | Температурный напор на входе газов | Δt/ | ˚С |
/ - t// |
204,91 | 204 |
33 | Температурный напор на выходе газов | Δt// | ˚С |
// - t0хв |
189,5 |
34 | Температурный напор при противотоке | Δtпрот | ˚С | 197,35 | 197 | |
35 | Больший перепад температур | τб | ˚С | t// - t/ | 42,09 | 93 |
36 | Меньший перепад температур | τм | ˚С |
/ - // |
57,5 | 107,5 |
37 | Параметр | Р | - | 0,23 | 0,36 | |
38 | Параметр | R | - | 0,732 | 0,86 | |
39 | Коэффициент | ψ | - | П. 5.3 рис. 5.15 [1] | 0,65 | |
40 | Температурный напор | Δt | ˚С | ψ Δtпр | 128,3 | 128,05 |
41 | Тепловосприятие по уравнению теплопередачи | QT | кДж/кг | 1163,43 | 1165,9 |
Из графического уточнения расчетных величин ВП-II (рис. 7) определили значения температур уходящих газов=500 Стемпературу горячего воздуха на выходе из ступени t//гв =177,5 С, Qбуточ=573,07 кДж/кг
Расчет водяного экономайзера второй ступени
Температура газов на входе во вторую ступень водяного эокономайзера не должна быть выше 600-650 °С(из условий надежности работы змеевиков). ВЭК-II выполнен двух заходным и двух поточным.
Таблица 7. Расчет водяного экономайзера второй ступени
№ п/п | Наименование величины | Обозначение | Размерность | Формула или обоснование | Расчет | ||
1 | Диаметр труб | dн/dвн | мм | По конструкт. характеристикам |
25 3,5 |
||
2 |
Шаги труб - поперечный - продольный |
S1 S2 |
мм | По конструкт. характеристикам |
85 60 |
||
3 | Живое сечение для прохода газов | Fr | м2 | 34 | |||
4 | То же для воды | fв | м2 | 0,1 | |||
5 |
Относительные шаги - поперечный шаг - продольный шаг |
σ1 σ2 |
- - |
S1/d S2/d |
3,4 2,4 |
||
6 | Число рядов труб в змеевике | Z2 | - | По конструкт. характеристикам | |||
7 | Число змеевиков | Z1 | - | ||||
8 | Поверхность нагрева | H | м2 |
Πdln |
870 | ||
9 | Температура газов на выходе из ступени | ˚С | Из расчета ВП-II | 500 | |||
10 | Энтальпия газов на выходе | I//ЭК | кДж/кг | табл. 6 | 2813 | ||
11 | Теплосодержание воды | i/эк | кДж/кг |
i – S табл. [2] При Р=11,5МПа |
969,5 | ||
12 | Температура воды на входе в экономайзер | t/эк | ˚С | Из расчета ВЭ-I | 243 | ||
13 | Температура газов на входе в экономайзер | ˚С | Принимается с последующим уточнением | 550 | 650 | ||
14 | Энтальпия газов на входе | I/эк | кДж/кг |
I –табл. 5 по α//вп |
3105,9 | 3695,2 | |
15 | Тепловосприятие экономайзера по балансу | Qб | кДж/кг | φ(I/ - I// + ΔαэкI0хв) | 295,6 | 882,4 | |
16 | Теплосодержание воды на выходе | i//эк | кДж/кг |
i/эк + Qб |
1030,6 | 1151,9 | |
17 | Условная темперетура воды на выходе из ступени | t//эк | ˚С |
i – S табл. [2] |
377,6 | 438,2 | |
18 | Температурный напор на входе газов | Δt/ | ˚С |
/ - t//эк |
172,4 | 211,8 | |
19 | Температурный напор на выходе газов | Δt// | ˚С |
// - t/ |
257 | ||
20 | Средний температурный напор | Δt | ˚С | 212,13 | 233,95 | ||
21 | Средняя температура газов | ˚С | 525 | 575 | |||
22 | Средняя температура воды | t | ˚С | 310,3 | 340,6 | ||
23 | Температура загрязненной стенки | tЗ | ˚С | t + 25 | 370,3 | 400,6 | |
28 | Средняя скорость газов | Wг | м/с | 9,9 | 10,5 | ||
29 | Коэффициент теплоотдачи конвекцией | αК |
рисунок 5.5 стр. 53 [1] |
71,76 | 76,26 | ||
30 | Эффективная толщина излучающего слоя | S | м | 0,211 | |||
31 | ∑ поглощательная способность | PnS | МПаЧм | rn * S*0,1 | 0,007 | ||
32 | Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами | kr | 1/ МПа |
k0r Ч rn k0r – рисунок 5.11[1] (33и31) |
9,5 | 10,15 | |
34 | Коэффициент поглощения частиц кокса | kк μк | 1/ МПа | Принимаем для бурого угля | 0,1 | ||
37 | Коэффициент теплоотдачи излучением | αл |
рис. 5.9 = αН αл = αНЧа |
70,98 | 75,44 |
39 | Коэффициент тепловой эффективности | ψ | - |
п. 5.3 табл. 5.2[1] СаО=33% |
0,65 | 0,65 |
43 | Коэффициент теплопередачи | k | ψ(αК + αл) | 92,8 | 98,6 | |
44 | Тепловосприятие ступени по уравнению теплопередачи | QT | кДж/кг | 696,2 | 815,8 |
Из графического уточнения расчетных величин ВЭ-II (рис. 9) определим значения температур уходящих газов=644Си температуру питательной воды на выходе из ступени t//ПВ =420,6СТепловосприятие экономайзера по балансу Qбуточ =812,5 кДж/кг
После расчета ВЭК-II приступаем к расчету топочной камеры.
Расчет теплообмена в топочной камере
Расчет топки
№ п/п | Наименование величины | Обозначение | Размерность | Формула или обоснование | Расчет |
3 | Температура горячего воздуха | tгв | ˚С | Из расчета ВП-II | 295 |
4 |
Энтальпия горячего воздуха |
I//гв | кДж/кг | табл. 6 | 1130 |
5 | Тепло, вносимое в топку с воздухом | Qв | кДж/кг | (αТ-ΔαТ-Δαпл)I0гв + +(ΔαТ+Δαпл)I0хв | 3110,6 |
6 | Полезное тепловыделение в топке | Qт | кДж/кг |
|
16088,2 |
7 | Теоретическая температура горения |
а |
˚С |
табл. 6 при Qт = Iа по α//Т |
2051 |
8 | Относительное положение максимума температур | XГ | - | XГ = hГ/HТ | 0.219 |
9 | Коэффициент | М | - | 0,4805 | |
10 | Температура газов на выходе из топки | ˚С | принята ориентировочно по t1 золы | 1000 | |
11 | Энтальпия | I//Т | кДж/кг | табл. 6 | 7150,6 |
12 | Произведение | РnS | МПаЧм |
rn * S*0,1 (S = 5,67) |
2,24 |
13 | Средняя суммарная теплоемкость продуктов сгорания | (VC)ср | 8,5 | ||
14 | Коэффициент ослабления лучей | ||||
15 |
- трехатомными газами |
kr | 1/ МПа |
k0r Ч rn k0r =2,1(рисунок 5.11 [1]) |
2,31 |
- золовыми частицами | kзл μзл | 1/ МПа | 0,57 | ||
- частицами кокса | kк μк | 1/ МПа | табл. 7.3 [1] | 0,1 | |
Эффективная толщина излучающего слоя | S | м | 6.79 | ||
16 | Оптическая толщина | k | - | kr + kзл μзл + kк μк | 2,98 |
17 | Критерий Бугера | Bu | - | kPS | 2,03 |
18 | Коэффициент тепловой эффективности экранов | ψэф | - | п. 7.6 таблица 7.4 [1] | 0,45 |
19 | Коэффициент | β | - | п. 7.6 [1] | 0,8 |
20 | Коэффициент учитывающий загрязнения ширм | - | ξЧβ | 0,36 | |
22 | Средний коэффициент тепловой эффективности | ψср | - | 0,45 | |
23 | Температура газов на выходе из топки | ˚С | 1050 | ||
24 | Энтальпия | I//Т | кДж/кг | табл. 6 | 7551,6 |
25 |
Количество тепла воспринятого в топке излучением | кДж/кг | 8536,6 | ||
26 | Средняя тепловая нагрузка лучевоспринимающей поверхности нагрева | кВт/м2 | 177.2 | ||
27 | Теплонапр. Топочного объема | кВт/м3 | 143,21 |
6. Расчет пароперегревателя
Расчет радиационного пароперегревателя
Радиационный пароперегреватель рассчитываемого котла закрывает потолок топки и потолок горизонтального газохода. Поэтому приращение энтальпии пара в РПП составляет, кДж/кг,
Удельное приращение тепла в отдельных частях РПП определим по формулам:
Количество воды идущее на впрыск:
Среднее тепловое напряжение поверхности топочной камеры
Таблица 8. Расчет КПП I
Наименование величины | Обозначение | Размерность | Формула или обоснование | Расчет |
Диаметр труб | d | мм | По конструктивным характеристикам | 32*5 |
Живое сечение для прохода газов | м2 | По конструктивным характеристикам | 58,8 | |
Живое сечение для прохода пара | м2 | По конструктивным характеристикам | 0,198 | |
Средний поперечный шаг труб | S1 | мм | По конструктивным характеристикам | 80 |
Средний продольный шаг труб | S2 | мм | По конструктивным характеристикам | 58,6 |
Эффективная толщина излучающего слоя | S | мм | 0,192 | |
Относительный поперечный шаг | - | 2,5 | ||
Относительный продольный шаг | - | 1,83 | ||
Поверхность нагрева | H | м2 | По конструктивным характеристикам | 1323 |
Температура газов на выходе из ступени |
Если Вам нужна помощь с академической работой (курсовая, контрольная, диплом, реферат и т.д.),
обратитесь к нашим специалистам. Более 90000 специалистов готовы Вам помочь.
Бесплатные корректировки и доработки. Бесплатная оценка стоимости работы.
Нужна помощь в написании работы?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Пишем статьи РИНЦ, ВАК, Scopus.
Помогаем в публикации. Правки вносим бесплатно.
Похожие рефераты: |