Изменение СЭУ С. Есенин
Аннотация
Рассмотрены альтернативные варианты замены двух автономных водогрейных котлов и технико-экономическим расчетом обоснован выбор одного автономного парового котла. Также рассмотрен вариант установки на газоходы дизель-генераторов водогрейных утилизационных котлов для обеспечения части потребителей горячей водой.
Проведены проверочные расчеты трубопроводов систем отопления и систем обслуживающих автономный котел.
Выполнен тепловой расчет котла, а также расчет системы передачи теплоты от пара к воде.
Предложен способ снижения вибрации корпуса судна.
Разработан технологический вопрос, вопросы охраны труда и окружающей среды. Приведено экономическое обоснование проекта.
Листов 71
Чертежей 8
Оглавление
Аннотация
Введение
Анализ задания
Расчет системы отопления
Выбор автономного котла
Описание и размеры
Тепловой расчет
Расчет питательной системы котла и выбор центробежного насоса
Принципиальная схема топливной системы котла
Средства автоматики котла
Расчет системы «пар-вода»
Расчет и выбор котла-утилизатора на газоходы ДГ
Гидравлический расчет трубопровода системы радиаторного отопления
Расчет и выбор дополнительных теплообменников
Гидравлический расчет системы снабжения горячей водой установки для кондиционирования воздуха
Охрана труда
Анализ вибрации в кормовой части судна
Расчет освещения помещения главных двигателей
Охрана окружающей среды
Гражданская оборона
Технологический вопрос
Расчет экономической эффективности от использования утиль-котла
Заключение и выводы
Список используемой литературы
Введение
В дипломном проекте рассмотрены варианты замены водогрейных котлов на паровой, в связи с увеличением потребности в теплоте, и предложен в качестве наиболее приемлемого в настоящее время, варианта автономный паровой котел КВ 1,6 / 5 паропроизводительностью 1600 кг / ч и рабочим давлением пара 0,5 МПа.
Выбор котла был необходим в связи с тем, что вторую навигацию во время зимней стоянки т/х “Сергей Есенин” под гостиницу количества теплоты производимого автономными водогрейными котлами для потребителей горячей воды ( а в бо’льшей степени для системы отопления ) стало нехватать.
При установке предлагаемого для замены котла проверена и оценена целесообразность замены и установки новых элементов систем и оборудования, обслуживающих котел.
Т.к. вновь устанавливаемый котел паровой, то в проекте предусмотрена установка двух пароводоподогревателей и питательной цистерны котла.
Проанализирована вибрация кормовой части судна и предложены меры по ее снижению.
Рассмотрена возможность установки на дизель-генераторы утиль-котлов, для работы в стояночном режиме и обслуживании части потребителей горячей воды.
Разработана технология обработки фланцев трубопроводов системы отопления.
Рассмотрены вопросы охраны труда и окружающей среды.
Годовой экономический эффект от предлагаемого использования утилизационных котлов на стояночном режиме и частичной разгрузки автономного котла может составить около 10 млн. рублей.
I. Анализ задния
Теплоходы проекта Q-065 постройки судоверфи «Корнойбург» ( Австрия ) – это трехвинтовые пассажирские теплоходы, предназначенные для перевозок туристов по рекам с ограниченными для судоходства глубинами, а также в районах плавания, соответствующих разряду «О» Речного Регистра РСФСР. Головное судно – т/х «Сергей Есенин».
Основные характеристики :
Габаритные размеры судна , (м) :
Длина – 90,24 ;
Ширина - 15,0 ;
Высота от ОЛ до верхней кромки
несъемных частей - 12,66 ;
Размеры корпуса расчетные, (м) :
Длина - 83,0 ;
Ширина по КВЛ – 13,5 ;
Высота борта до главной
палубы - 4,0 ;
Водоизмещение судна с грузом, пассажирами и полными запасами, (т) – 1345 ;
Осадка при водоизмещении 1345т , (м) – 1,63 ;
Скорость на тихой воде при осадке 1,63м , (км/ч) – 22,6 ;
Пассажировместимость , (чел) – 180 ;
Автономность , (сут) :
по запасам топлива - 10 ;
по запасам масла - 10 ;
по запасам продовольствия - 10 ;
по запасам питьевой воды – не ограничена ;
по сточно-фановым и подсланевым водам – не ограничена ;
по вместимости резервных цистерн сточно-фановых и подсланевых вод – 1 ;
Автоматизация – в соответствии с Правилами Речного Регистра РСФСР.
Данные теплоходы эксплуатируются в Московском речном пароходстве с 1984 года и пригодны для перевозки пассажиров по реке Волге на участке Москва-Астрахань. Но в последнее время они используются, в основном, для перевозки иностранных туристов на более коротких линиях ( Москва – Санктъ-Петербург ) и в качестве гостиниц.
Во время зимней стоянки судов данного проекта под гостиницы возникают проблемы с имеющейся системой отопления. В качестве системы отопления на теплоходе установлена установка «Honeywell» фирмы «FLAKT, Gmbh» ( Австрия ) осуществляющая одновременно отопление, вентиляцию и кондиционирование воздуха. Установка работает с минимальной долей приточного воздуха в 70% летом и осенью (циркуляционный воздух max 30%). Во время переходного периода при наружной температуре в 0оС - +20оС доля приточного воздуха с помощью пневматического регулирования заслонкой устанавливается на 100%. Производительность по воздуху для приборов кондиционирования воздуха была установлена на основании тепловыделения в помещениях; однако для установок приточного воздуха на основании объема помещений и предписанной кратности воздухообмена. Наружный воздух и смесь наружного и циркуляционного воздуха всасывается вентилятором кондиционера через фильтрующую часть, водонагревательную батарею, увлажнительную часть (для питьевой воды с норальной температурой) и охлаждающую (осушительную) батарею, а подводится в отдельные помещения через воздухо - распределительный ящик с батареями дополнительного нагрева и зональные каналы. Тут воздух распределяется с помощью потолочных приборов. Приточный воздух частично отсасывается через кабины санитарных блоков. Остальной воздух поступает через решетки в коридор, где отсасывается соответствующим вентилятором рециркуляционного воздуха (max 30%).
Остальное количество воздуха выводится наружу с помощью высокого давления.
Для отопления санитарных и служебных помещений, а также помещений машинных отделений предусмотрена система радиаторного отопления с отопительными панелями.
Для производства теплой воды предусмотрено два чугунных секционных котла теплой воды. Централь теплой воды использует получающуюся в котлах теплую воду / +90оС / +70оС / и регулирует циркуляцию теплой воды по отношению к наружной температуре, т.е. в случае изменения наружной температуры от -6оС до +28оС температура циркуляционной теплой воды меняется от +90оС до +30оС . Это регулирование исполняется с помощью зонда “сензор” и чуствительного элемента “сензор” с наружной компенсацией. Пневматический регулировщик действует на пневматический трехходовой клапан, с помощью которого осуществляется смешивание / регулрование температуры / потока воды от насоса теплой воды / возврат теплой воды / и потока воды от котельной установки.
Водоподогревательная установка служит для производства горячей воды, которая требуется:
для бойлеров потребителей
для установки кондиционирования воздуха и системы радиаторного отопления санитарных и служебных помещений.
для системы радиаторного отопления машинных отделений.
В машинном отделении проложен кольцевой трубопровод, обеспечивающий следующую циркуляцию: циркуляционный насос системы отопления – котлы-утилизаторы / включенные параллельно / - отопительный котел 1 – отопительный котел 2 – циркуляционный насос системы отопления . Из этого кольцевого трубопровода все потребители отбирают необходимое в данном случае количество воды. Снабжение всех потребителей (см. выше) обеспечивается отдельными циркуляционными насосами. В случае остановки всех насосов потребителей циркуляционный насос системы отопления гарантирует достаточную промывку высокопроизводительных котлов.
При постройке судна и проектировании системы отопления, вентиляции и кондиционирования за основу были взяты следующие расчетные условия :
Лето : снаружи +28 оС -50% относительной влажности
внутри +23 оС -55% относительной влажности
Переходный : снаружи 0 оС -80% относительной влажности
период внутри +21 оС -45% относительной влажности
Осень : снаружи -6 оС -70% относительной влажности
внутри +21 оС -45% относительной влажности
Допуски в соответствии с санитарными предписаниями п.2.10.82 :
+- 2 оС для температуры
+- 10% для относительной влажности
Для системы радиаторного отопления предусмотрены следующие температуры внутри помещений:
в машинных отделениях +15 оС
в помещении для аккумуляторов, аварийного дизеля,
цеха боцмана, отделении рулевых машин, носового руля,
централи питьевой воды, помещении сбора отходов,
туалетных, прачечной, амбулатории, изолятора и помещении
для глажения + 20 оС
в помещениях душевых + 25 оС
Количество теплоты необходимое для обеспечения нормальной жизнедеятельности пассажиров и экипажа :
Теплота необх.потребителям для расчетных условий |
|
Помещения с кондиционированием | 359.910 ккал/ч |
Помещения с термовентиляцией | 40.020 ккал/ч |
Помещения с радиаторным отоплением | 37.897 ккал/ч |
Теплота необходимая для бойлеров горячей воды | 230.000 ккал/ч |
ИТОГО необходимое кол-во теплоты : | 667.827 ккал/ч |
Для производства необходимого количества тепла предусмотрены два отопительных котла теплопроизводительностью 335.000 ккал/ч, а также для утилизации тепла отходящих газов трех главных двигателей установлены три котла-утилизатора с теплопроизводительностью 120.000 ккал/ч каждый при полной нагрузке.
Технические данные отопительного котла «Lollar» 35.1 фирмы Buderus с наддувом на жидком топливе :
количество секций - 13
номинальная мощность, (ккал/ч) - 335.000
длина котла, (мм) - 970
глубина топки, (мм) - 860
количество воды в котле, (л) - 227
к.п.д. котла, (%) - 90
рабочее давление, (м вод.ст.) - 40
допустимая темп-ра подающей
линии, (оС) - 110
расход топлива при 100%
нагрузке, ( кг/ч ) - 72
вес котла :
сухого, ( кг ) : - 1800
с водой, ( кг ) : - 3100
форсунка жидкого топлива - Weishaupt типа L3ZAC двухступенчатая со
встроенным подогревателем топлива
умягчитель котельной воды - AQUA CLEAR FLUSSING 180
Котел оборудован двумя регуляторами температуры воды в котле, одним температурным реле, термометром подводимой воды котла и термометром выхлопных газов.
Технические данные котла-утилизатора :
поверхность нагрева, (м2) - 15,2
тепловая нагрузка поверхности нагрева, (ккал/ м2) - 7.900
мощность при полной нагрузке, (ккал/ч) - 120.000
рабочее давление (бар) - 2,5
Котел-утилизатор выполнен в виде газотрубного котла в сварной конструкции
из ст.41КТ.
В выхлопном трубопроводе к котлам-утилизаторам вставлены пневматические запорные клапаны. В зависимости от темпратуры воды в котле-утилизаторе выхлопные газы проходят через них или направляются в обводный трубопровод. Управление клапанами происходит автоматически при помощи термостата в зависимости от температуры воды.
*** - Т.к. в данном дипломном проекте рассматривается модернизация системы отопления, то далее в расчет будут приниматься только условия непосредственно влияющие на систему производства горячей воды.
В связи с тем, что вот уже вторую навигацию в зимний период т/х «С.Есенин» используется под гостиницу возникла необходимость модернизации существующей системы отопления, т.к. из расчетных условий видно, что данная система не расчитана для работы в зимний период, когда температура наружного воздуха опускается ниже отметки -25 оС , а потому не справляется с обогревом помещений.
II. Расчет системы отопления
На основании санитарных правил, а также расчетных условий эксплуатации теплоходов проекта №301 ( т/х «Николай Карамзин» ) произведем расчет теплоты необходимой для обогрева помещений и удовлетворительной работы системы кондиционирования в режиме отопления, используя новые показания температуры наружного воздуха ( а именно - 20 оС для зимнего периода ).
Перерасчет для системы радиаторного отопления и термовентиляционной установки не требуется поскольку по опыту работы вторую навигацию в зимний период данные системы работают удовлетворительно и имеющегося количества теплоты для этих двух статей вполне достаточно.
Система бойлеров горячей воды остается неизменной.
*** - Для убодства расчетов и выбора автономных и утилизационных котлов, переведем значения теплот в систему «СИ» , т.е. из «ккал/ч» в «кДж/ч» .
Теплота необх. Потребителям для расчетных условий в “кДж/ч” |
||
Помещения с кондиционированием | 359.910 ккал/ч | 1.511.622 кДж/ч |
Помещения с термовентиляцией | 40.020 ккал/ч | 168.084 кДж/ч |
Помещения с радиаторным отоплением | 37.897 ккал/ч | 159.167 кДж/ч |
Теплота необходимая для бойлеров горячей воды | 230.000 ккал/ч | 966.000 кДж/ч |
ИТОГО необходимое кол-во теплоты : | 667.827 ккал/ч | 2.804.873 кДж/ч |
За исходную возьмем формулу расчета теплоты для системы кондиционирования:
Q = k F ( tвнутр - tнар ), где
Q – количество теплоты необходимое для обогрева помещений с кондиционированием воздуха при разнице внутренней и наружной температур ( tвнутр - tнар ) ;
k – коэффициент теплопроводности материала стен и потолков ( усредненный );
F – площадь обрабатываемых помещений ;
tвнутр - температура воздуха, которую необходимо поддерживать в обрабатываемых
помещениях ;
tнар – температура наружного воздуха ;
Имеющийся расчет теплоты необходимой для системы кондиционирования:
Q = k F ( tвнутр - tнар )
1.511.622 = k F ( 21 – ( - 6 ) ), отсюда
k F = 52986
Расчет необходимого количества теплоты для нового значения tнар :
Q1 = k F ( tвнутр - tнар1 )
Q1 = 52986 ( 21 – ( -20 ) ) = 2.172.426 кДж/ч
Как видно из расчета количество теплоты необходимое для помещений с кондиционированием в зимний период увеличилось на 660.804 кДж/ч , а целом необходимое количество теплоты для всех потребителей составляет :
Теплота необх. потребителям для новых расчетных условий (- 20 оС в зимний период) |
|
Помещения с кондиционированием | 2.172.426 кДж/ч |
Помещения с термовентиляцией | 168.084 кДж/ч |
Помещения с радиаторным отоплением | 159.167 кДж/ч |
Теплота необходимая для бойлеров горячей воды | 966.000 кДж/ч |
ИТОГО необходимое кол-во теплоты : | 3.465.677 кДж/ч |
Возможные пути решения стоящей перед нами проблемы :
Выбрать и установить новый автономный котел с бо’льшей теплопроизводительностью .
Цель: увеличить количество теплоты необходимой потребителям.
Установить дополнительные котлы-утилизаторы на ДГ.
Цель : использовать теплоту отработанных газов ДГ .
Установить дополнительные теплообменники во внутренний контур охлаждения ДГ.
Цель : использовать теплоту внутреннего контура системы охлаждения ДГ .
Установить в климатцентры электрические ТЭНы.
Цель : получить дополнительную теплоту для обогрева помещений.
Полностью перекрыть подачу наружного воздуха.
Цель : производить постоянный дополнительный нагрев рециркуляционного воздуха.
Установить на фотоэлементные двери дополнительные тепло-воздушные завесы.
Цель : исключить попадание холодного наружного воздуха в коридоры и помещения.
Установить в обрабатываемых помещениях дополнительные электронагревательные приборы.
Цель : обеспечить дополнительный обогрев в помещениях.
В данном дипломном проекте будем рассматривать пункты 1 и 2 как самые наиболее эффективные для решения проблемы.
III. Выбор автономного котла ( по имеющемуся значению необходимого количества теплоты для всех потребителей )
По имеющимся данным о производительности, габаритах и массе водогрейных котлов отечественного производства единственным целесообразным решением будет установка на теплоходе данного проекта парового котла. Произведем расчет паропроизводительности по данному значению теплопроизводительности :
Dк = Qобщ / ( iп – iпв ) = 3.465.677 / ( 2749 – 640 ) = 1530 кг/ч
где : Dк – полная паропроизводительность ;
Qобщ – полная теплопроизводительность ;
iп – энтальпия влажного насыщенного пара ;
iпв – энтальпия питательной воды ;
По полученному значению подбираем паровой котел КВ 1,6 / 5
1. Описание и параметры
Паропроизводительность - 1600 кг/ч ;
Давление пара - 0,5 Мпа ;
Температура питательной воды - 40 оС ;
Температура уходящих газов - 300 оС ;
К.П.Д. - 81 % ;
Объемная плотность теплового потока - 1150 кВт / м3 ;
Объем топки - 1, 17 м3 ;
Площадь парообразующей поверхности нагрева - 70,7 м3 ;
Количество форсунок - 1 шт ;
Давление топлива перед форсункой - 0,9 Мпа ;
Тип форсунки - паромеханическая ;
Расход топлива при 100% нагрузке - 90 кг/ч ;
Газовоздушное сопротивление котла - 2000 Па ;
Масса котла :
сухого - 6,4 т ;
с водой - 7,5 т ;
Габариты котла : - 1920 х 1530 х 1740 ;
2. Тепловой расчет автономного котла
Расчетные характеристики рабочей массы дизельного топлива ( исходные данные
для составления материального баланса ).
Состав рабочей массы :
Ср = 86,3 % ; Нр = 13,3 % ; Np + Op = 0,1 % ; Ар = 0,01 % ; Wp = 0 ; Q = 42.700 кДж/кг ;
Объем трехатомных газов : VRO2 = 1,866 Ср / 100 = 1,61 м3 / кг ;
Теоретически необходимый объем воздуха : VО=VO2 О / 0,21 = 2, 35 / 0,21 = 11,19 м3/кг ;
VO2 О = 1,866 Ср / 100 + 5,6 Нр / 100 - Ор / 100 О2 = 2, 35 м3 / кг ;
О2 = 1,44 кг/ м3 – плотность кислорода ;
Теоретический объем азота : VN2 О = 0,79 VО + Nр / 100 N2 = 8, 84 м3 / кг ;
Теоретический объем водяных паров :
VH2O О = 0,0124 ( 9 Hр + WP + 0,0161 VO + 1,24 Gпр ) = 1,66 м3 / кг ;
Суммарный теоретический объем газов : Vг О = VRO2 + VN2 О + VH2O О = 12,11 м3 / кг ;
Низшая теплота сгорания : QнР = 42.700 кДж / кг ;
2.2. Материальный баланс процесса горения 1 кг топлива.
Марка топлива : ДТ марки “Л” по ГОСТ 305-82
Коэффициент избытка воздуха : = 1,2 ;
Объем водяных паров ( избыточный при > 1 ) : VH2O = 0,0161 ( - 1 ) VO = 0,036 м3 /кг ;
Действительный объем водяных паров : VH2O = VH2O + VH2O 0 = 1,696 м3 / кг ;
Действительный суммарный объем дымовых газов : Vг =Vг + ( - 1 ) V0=14,35 м3/кг ;
Объемные доли продуктов сгорания :
углекислого газа : rRO2 = VRO2 / Vг = 0,112 ;
водяных паров : rH2O = VH2O / Vг = 0,118 ;
суммарная для трехатомных газов : rп = rRO2 + rH2O = 0,23 ;
Давление в топке без наддува : P = 0,1 МПА ;
Парциальные давления :
углекислого газа : PRO2 = P rRO2 = 0,0112 Мпа ;
водяных паров : PH2O = P rH2O = 0,0118 Мпа ;
суммарное для трехатомных газов : Pп = P rп = 0,023 Мпа ;
2.3. Определение энтальпии дымовых газов Iг , кДж/кг, в зависимости от их температуры.
Таблица 1
t0 C |
Iг 0 , кДж/кг |
Iв 0 , кДж/кг |
IH2O , кДж/кг |
Iг , кДж/кг |
100 | 1671.95 | 1477.08 | 5.436 | 1972.802 |
200 | 3377.81 | 2976.54 | 10.944 | 3984.062 |
300 | 5133.85 | 4509.57 | 16.668 | 6052.432 |
400 | 6940.76 | 6064.98 | 22.536 | 8176.292 |
500 | 8791.36 | 7653.96 | 28.584 | 10350.736 |
600 | 10680 | 9287.7 | 34.812 | 12572.35 |
700 | 12618.87 | 10955.01 | 41.292 | 14851.16 |
800 | 14621.66 | 12644.7 | 48.06 | 17198.66 |
900 | 16659.07 | 14334.39 | 54.864 | 19580.81 |
1000 | 18731.68 | 16068.84 | 62.1 | 22007.55 |
1100 | 20810.73 | 17848.05 | 69.336 | 24449.68 |
1200 | 22904.47 | 19627.26 | 76.716 | 26906.64 |
1300 | 25036.4 | 21406.47 | 84.384 | 29402.08 |
1400 | 27222.24 | 23320.44 | 92.088 | 31960.42 |
1500 | 29384.34 | 25054.41 | 100.044 | 34495.27 |
1600 | 31581.85 | 26889.57 | 108.036 | 37067.8 |
1700 | 33794.05 | 28713.54 | 116.172 | 39652.93 |
1800 | 36023.39 | 30537.51 | 124.488 | 42255.38 |
1900 | 38277.59 | 32417.43 | 132.768 | 44893.84 |
2000 | 40516.15 | 34286.16 | 141.336 | 47514.72 |
2100 | 42785.09 | 36166.08 | 149.796 | 50168.1 |
2200 | 45059.01 | 38034.81 | 158.364 | 52824.34 |
Строим диаграмму I – t : ( на миллиметровой бумаге прилагается к данному дипломному проекту )
Расчеты велись по формулам :
Теоретические энтальпии дымовых газов Iг 0 , кДж/кг :
Iг 0 = VRO2 (ct)RO2 + VN2 0 (ct)N2 + VH2O 0 (ct)H2O ;
Теоретические энтальпии избыточного воздуха Iв 0 , кДж/кг :
Iв 0 = V0 (ct)в ;
Энтальпии водяных паров содержащихся в избыточном воздухе IH2O , кДж/кг :
IH2O = VH2O (ct)в ;
Энтальпии дымовых газов в зависимости от температуры Iг , кДж/кг :
Iг = Iг 0 + ( - 1 ) Iв 0 + VH2O ;
2.4. Предварительный тепловой баланс и определение расхода топлива.
к.п.д. котла : к = 81%
Тепловые потери :
от химической неполноты сгорания : q3 = 0,7 % ;
в окружающую среду : q5 = 2,5 % ;
с уходящими газами : q2 = 100 - (к + q3 + q5 ) = 12 % ;
Температура воздуха : tх.в. = 40 0С ;
Количество теплоты вносимое воздухом в топку : Qх.в. = V0 cх.в. tх.в. = 708,35 кДж/ч ;
Температуры топлива : tт = 40 0С ;
Теплоемкость топлива : ст = 2,742 кДж/кг К ;
Коэффициент сохранения : = ( 100 - q5 ) / 100 = 0,975
Количество теплоты, вносимое в топку топливом : Qт = ст tт = 858,34 кДж/кг ;
Энтальпия уходящих газов : Iух = q2 Qн Р + Qх.в. + Qт = 6.690,69 кДж/кг ;
Температура уходящих газов : tух = 300 ОС ( из диаграммы I-t ) ;
Полезное тепловыделение в топке : Qв.т. = Qн Р ( 100 - q2 ) / 100 + Qх.в. + Qт = 43.967,79 кДж/кг ;
Полная паропроизводительность : Dк = 0,44 кг/с ;
Энтальпия влажного насыщенного пара : iп = 2749 кДж/кг ;
Энтальпия питательной воды : iпв = 640 кДж/кг ;
Расчетный расход топлива : В = Dк (iп - iп.в. ) / Qн Р к = 0,025 кг/с ;
Испарительность топлива : u = Dк / В = 0,005 кг/с ;
2.5. Определение основных элементов топки, характеризующих общую компоновку котла.
Тепловое напряжение топочного объема : qv = 1150 кВт / м2 ;
Объем топки : Vт = В Qн Р / qv = 0,93 м2 ;
Расчетная длина топки : Lт = 0,91 м ;
Площадь стенки топочного фронта : Fт.ф. = Vт / Lт = 1,02 м2 ;
Средняя длина парообразующих труб, освещенных излучением из топки :
пучка : lп = 1,61 м ;
бокового экрана : lб.э. = 1,96 м ;
Угловой коэффициент лучевоспринимающих труб : х = хп = хб.э. = 1 ;
Лучевоспринимающая поверхность нагрева : Нл = Lт ( lп + lб.э. ) = 3,25 м2 ;
Полная площадь стен, ограничивающих топочный объем : Fст = Нл + 2 Fт.ф. = 5,29 м2 ;
Степень экранирования топки : = Нл / Fст = 0,614 ;
Эффективная толщина излучающего слоя : s = 3,6 Vт / Fст = 0,632 м ;
2.6. Расчет теплообмена в топке.
Условный коэффициент загрязнения лучевоспринимающей поверхности нагрева:=0,9;
Произведение : = 0,553 ;
Тепловое напряжение лучевоспринимающей поверхности нагрева :
qл = В Qв.т. / Нл = 369,74 кВТ / м2 ;
Теоретическая температура сгорания : tа = 1850 ОС или Та = 2123 К ; ( из диагр. I-t, т.к. Iа = Qв.т. )
Температура газов на выходе из топки : t’ з.т. = 950 ОС или Т’з.т. = 1223 К ;
Энтальпия газов на выходе из топки : I’з.т. = 22.134 кДж/кг ;
Коэффициент ослабления лучей топочной средой : k = 4,14 ( Мпа м ) –1 ( из номограммы ) ;
Суммарная оптическая толщина продуктов сгорания : kPs = 0,26 при ( P = 0,1 Мпа ) ;
Степень черноты факела : аф = 1 – е –kPs = 0,22 ;
Степень черноты топки : ат = 0,36 ( из номограммы по аф ) ;
Расчетная температура газов на выходе из топки : tз.т. = 1030 ОС ;
Энтальпия газов на выходе из топки : Iз.т. = 23.986 кДж/кг ;
Количество теплоты, переданной в топке : Qл = (Iа - Iз.т. ) = 20.494,143 кДж/кг ;
2.7. Расчет теплообмена в пучке парообразующих труб
Строение трубного пучка – шахматный
Наружный диаметр труб : d = 0,029 х 0, 0025 м ;
Число рядов труб : Z2 = 8 ;
Поперечный шаг труб : S1 = 0,04 м ;
Продольный шаг труб : S2 = 0,04 м ;
Число труб в одном ряду : Z1 = LT / S1 = 0,91 / 0, 04 = 23 ( округлено до целого ) ;
Средняя расчетная длина труб : lп = 1,61 м ( из эскиза ) ;
Коэффициент учитывающий неравномерность омывания : = 0,85 ;
Расчетная поверхность нагрева труб : Hп = П d lп Z1 Z2 - lп LT = 25,5 м2 ;
Полная поверхность нагрева пучка : H = П d lп Z1 Z2 = 26,975 м2 ;
Площадь сечения для прохода газов : F = ( LT - Z1 d ) lп = 0,39 м2 ;
Эффективная толщина излучающего слоя : s = 0,9 d ( 4 / П S1 / d S2 / d –1)=0.065м ;
Температура газов на выходе из топки : tз.т. = 950 0С ;
Энтальпия газов на выходе из топки : Iз.т. = 23.986 кДж/кг ;
Температура кипения воды при рабочем давлении : ts = 151,84 0С ;
Температура газов на выходе из первого пучка : t’ п = 1330 ОС ;
Энтальпия на выходе из первого пучка : I’п = 30.500 кДж/кг ;
Средняя температура газового потока : t’ г = 0,5 ( tз.т. + t’ п ) = 1140 ОС или Т г=1413 К ;
Расчетная средняя скорость газов : = В Vг / F Тг / 273 = 4,76 м/сек ;
Количество теплоты, отданное газами : Q’п = (Iз.т. - I’п ) = 8.156 кДж/кг ;
Коэффициент
загрязнения
: