Тепловий та гідравлічний розрахунок котлеьного агрегату КВ-ГМ-100

- ширина а, м: а = 5,79; (1.173)

- довжина b, м: b = 2,76; (1.174)

Число труб (по кресленню)

- в одному ряді : . (1.175)

- уздовж потоку газів : . (1.176)

Загальне число труб

. (1.177)

Площа поверхні нагрівання (по кресленню) , м2

. (1.178)

Площа живого перетину для проходу газів , м2

. (1.179)

Температура газів за газоходом (приймається з наступним уточненням) , 0С

. (1.180)

Ентальпія газів за газоходом (з І- таблиці при α= 1,15) , кДж/м3

. (1.181)

Кількість теплоти по рівнянню теплового балансу , кДж/м3

. (1.182)

Середня температура газів , 0С

. (1.183)

Середня температура води в трубах , 0С

. (1.184)

Більша різниця температур , 0С

. (1.185)

Менша різниця температур , 0С

. (1.186)

Середній температурний напір , 0С

. (1.187)

Об'єм продуктів згоряння, на 1 м3 палива (з роздруківки при α=1,15) , м3/м3

. (1.188)

Середня швидкість газів , м/с

. (1.189)

Коефіцієнт тепловіддачі конвекцією (за номограмою 13 [1]) , Вт/м2

. (1.190)

Температура забрудненої поверхні труб , 0С

. (1.191)

Ефективна товщина випромінюючого шару , м

. (1.192)

Сумарна об’ємна доля трьохатомних газів і водяних пар (з розрахунку на ЕОМ при α=1,15)

. (1.193)

Добуток ,

. (1.194)

Коефіцієнт ослаблення променів газовим середовищем (з номограми 3 [1]) ,

. (1.195)

Ступінь чорності тіла

. (1.196)

Коефіцієнт тепловіддачі випромінюванням (за номограмою 19 [1]) , Вт/м2

. (1.197)

Коефіцієнт теплопередачі , Вт/м2

. (1.198)

Кількість теплоти, сприйнята поверхнею по рівнянню теплопередачі , кДж/м3

. (1.199)

Відношення

%. (1.200)

2 ГІДРАВЛІЧНИЙ РОЗРАХУНОК КОТЕЛЬНОГО АГРЕГАТУ

2.1 Задачі гідравлічного розрахунку

Задачею гідравлічного розрахунку прямострумних котельних агрегатів є забезпечення надійності поверхонь нагріву, раціональна компоновка їх; визначення витрат тиску в котлі, натиску живильного насосу та розробка заходів по підвищенню надійності.

При гідравлічних розрахунках визначають масові швидкості середовища, запаси надійності по стійкості струму, гідравлічним і температурним розвідкам, а також температурний режим труб, втрати тиску в елементах та котлі в цілому, необхідність установки дросельних шайб та їх розмірів. Гідравлічний розрахунок повинен виконуватися для всіх різнотипних контурів та тих однотипних, які знаходяться в найгірших умовах по обігріву та мають найбільш неблагоприємні конструктивні особливості.

В даному проекті гідравлічний розрахунок виконано для номінального навантаження. Задача розрахунку – визначити перепад тиску в водяному тракті з метою вибору живильного насосу та встановлення значень тиску в елементах тракту визначенню надійності роботи екранних труб топочної камери по мінімально допустимій швидкості руху середи в них.

Котельний агрегат складається з топочної камери, яка екранована трубами, і конвективної шахти, в якій розташовані хвостові поверхні нагріву. Водяний тракт котла розділений на два паралельних струми; при роботі котла на газі подача живильної води здійснюється в нижній колектор конвективної шахти, відпуск гарячої води здійснюється в нижній колектор конвективної шахти, відпуск гарячої води споживачу – із нижнього колектора фронтового екрана топки. По ходу обігрівної середи поверхні включен послідовно: задній екран конвективної шахти – конвективний пароперегрівач – задній екран топки – боковий екран топки – фронтовий екран топки.

Конструктивні дані елементів котлоагрегата приведені в таблиці 2.1.

Таблиця 2.1 – Конструктивні дані елементів котлоагрегата КВ-ГМ-100

2.2 Визначення теплосприйняття та приростів ентальпії в елементах котла

Теплосприйняття окремих радіаційних елементів визначається за формулою, кДж/год

, (2.1)

де - коефіцієнт нерівномірності тепло сприйняття елемента, прийнятий згідно п. 5-10 та додатку І (2);

- середнє питоме тепло сприйняття радіаційних нерівномірностей, кДж/(м2·год);

- ефективна радіаційна поверхня нагріву елементу, м2.

Теплосприйняття елементів конвективних поверхонь нагріву визначається згідно «Теплового розрахунку котельних агрегатів» з урахуванням коефіцієнтів нерівномірностей теплосприйняття по додатку І[2].

Ентальпія середи в котлі кожного елементу визначається за формулою, кДж/кг

, (2.2)

де - ентальпія середи на початку елемента;

- витрата середи в елементі.

Теплосприйняття елементів котла КВ-ГМ-100 приведені в таблиці 2.2.

Таблиця 2.2 - Теплосприйняття елементів котла КВ-ГМ-100

Приріст ентальпії в елементах котла КВ-ГМ-100 приведені в таблиці 2.3.

Таблиця 2.3 – Приріст ентальпії в елементах котла КВ-ГМ-100

2.4 Розрахунок перепадів тиску в елементах котельного агрегату КВ-ГМ-100

Коефіцієнти опору водяного тракту котла приведені в таблиці 2.4.

Таблиця 2.4 - Коефіцієнти опору водяного тракту котла

Розрахунок перепадів тиску в гідравлічному тракті котла КВ-ГМ-100 приведений в таблиці 2.5.

Таблиця 2.5 – Перепади тиску в гідравлічному тракті котла КВ-ГМ-100

2.5 Результати розрахунку елементів гідравлічного тракту котла КВ-ГМ-100

Результати гідравлічного розрахунку котла КВ-ГМ-100 приведені в таблиці 2.6.

Таблиця 2.6 - Результати гідравлічного розрахунку котла КВ-ГМ-100

Для циркуляції води в контурі котла необхідний мережний насос з характеристиками:

витрати води – 1235 м3/год (1170780 кг/год);

корисний напір – 125 м вод. ст.

Даним вимогам задовольняє насос мережної води Д1250-125 з електродвигуном А2-5005-4 (N=636 кВт; n = 140 хв-1), який забезпечує витрату води 1250 м3/год з натиском 125 м вод. ст. з максимальним ККД.

ЛІтература

Суриков В.С. – Основи теплової та електронної побутової техніки – М. «Протон» - 2001 г.

Карков И.С. – Физика элементарных частиц. – М. – 1999 г.

Синджанов И.К. Электродинамика – М. 2005 г.

Электротехнические материалы. Справочник / В.Б. Березин, Н.С. Прохоров, А.М. Хайкин. - М.: Энергоатомиздат, 1993. - 504с.

Рычина Т.А., Зеленский А.В. Устройства функциональной электроники и электрорадиоэлементы . - М.: Радио и связь, 1999. - 352с.

Резисторы: Справочник / В.В. Дубровский, Д.М. Иванов и др.; Под общ. ред. И.И. Четверткова и В.М. Терехова. - М.: Радио и связь, 1997. - 352с.

Справочник по отопительной электротехники: ремонт / Под ред. И.И. Четверткова, В.Ф. Смирнова. - М.: Радио и связь, 2003. - 576с.