Паровой котел Е-35-2,4-250 с естественной циркуляцией и конвективным пароперегревателем

экономайзер.docx

5 Расчет экономайзера
КР 13.03.03.11.000 ПЗ
Змеевики экономайзера выполняются из гладких или оребренных труб диаметром 28-42 мм (28 32 38 42 мм) с толщиной стенки 3-65 мм.
Применение оребрения хотя и усложняет технологию изготовления позволяет существенно до 25-50% в зависимости от типа оребрения сократить по сравнению с гладкотрубной поверхностью расход металла работающего под давлением уменьшить размеры газохода для размещения экономайзера.
Для данного экономайзера следует применить мембранный тип оребрения т.к. размеры воздухоподогревателя слишком большие для размещения (Рисунок 5.1).
Рисунок 5.1 – Экономайзер с мембранным оребрением
Мембранное оребрение в отличии от других типов оребрения менее чувствительно к загрязнению поэтому оно пригодно для котлов работающих на загрязняющем виде топлива.
В освоенной промышленностью технологии поперечного оребрения используются в основном оребренные трубы с рб=1-2 мм hрб=10-20 мм sрб=4-8 мм.
Основные конструктивные параметры экономайзера:
Материал труб – Сталь 20
Относительный поперечный шаг:
Относительный продольный шаг:
Экономайзер расположен параллельно фронту котла.
Количество труб в ряду поперек потока газов:
n1=bк.ш.S1-1=1150096-1=11;
Количество змеевиков:
Число ниток в змеевике:
z=Дэкdвн24nзмnпотρ=100943140026242214295=2
где ρ – массовая скорость;
nпот =1 – число заходов воды в экономайзере;
dвн = 0.026 м – внутренний диаметр труб;
Дэк = (1+p)Дпе = (1+003)98 = 10094 кгс – расход питательной воды в экономайзере;
р = ДпрДпе=029498=003 – доля непрерывной продувки;Изм.
Поверхность нагрева одной петли оребренных змеевиков:Изм.
Fор.пет=Fор.тр+Fрб.пет
где lрб – длина ребра в мембранном пучке считается по формуле:
R=2d = 20032 = 0064 м – радиус гиба труб;
Для однопоточного экономайзера:
α = 1310-5 м(мК) – температурный коэффициент линейного расширения для стали 20;
По формуле теплового баланса можно определить энтальпию воды на выходе из экономайзера:
hэк"=hэк'+φHг.эк'-Hг.эк"+αэкHо.прсBpДэк=46323+099959334-4019215+0082442039610710094=105025 кДжкг;
Отсюда t”эк = 2210С – температуры воды на выходе из экономайзера;
Pп.в. = 2784 МПа – давление питательной воды;
hп.в.=46323=h’эк кДжкг – энтальпия питательной воды при температуре 1100С;
Hг.эк'=959334кДжкг- энтальпия газов перед экономайзером;
Hг.эк"=401921кДжкг-энтальпия газов на выходе из экономайзера;
Количество мембран в одной петле мембранной поверхности:
Сечение для прохода газов:Изм.
fг=ак.ш.bк.ш.-dак.ш.n1=36115-00323611=287м2;
Общая длина трубы (нитки) одной петли мембранной поверхности:
Qб.эк=ДэкВрhэк"-hэк'=10094107105025-46323=553774 кДжкг;
Поверхность нагрева ступени экономайзера:
Температурный напор:
t=tб-tмlntбtм=530-22135ln53022135=354770С
где tм=эк"-tэк'=33135-110=221350C;
tб=эк'-tэк"=751-221=5300C;
Коэффициент теплопередачи для пучка не получающего прямое излечение из топки:
=067 – коэффициент тепловой эффективности определяется по графику (Рисунок 5.2):
Рисунок 5.2 – Коэффициент тепловой эффективности конвективных поверхностей нагрева при сжигании твердых топлив для умеренно загрязняющего топлива с очисткой
Приведенный коэффициент теплоотдачи для пучков из оребренных труб
α1пр=FтрFφтрαк+αл+FрбFЕφтрαк+αл
При поперечном омывании пучка отношение коэффициента теплоотдачи по трубе к среднему в пучке:
Коэффициент теплоотдачи по ребру к среднему в пучке:
φрб=1-005(1105)08-00322-1=1-005(314405)08-0032144-1=094;
Коэффициент теплоотдачи конвекцией при поперечном омывании мембранных шахматных пучков (Рисунок 5.3):
Расчетная скорость дымовых газов:
Wг=Вр*Vгн*(+273)fг*273=107*832*(541175+273)287*273=925мс.
Рисунок 5.3 – Коэффициент теплоотдачи конвекцией при поперечном омывании мембранных шахматных пучков
Поправочные коэффициенИзм.
ты находятся по графику (Рисунок 5.4):
Рисунок 5.4 – Поправочные коэффициенты Cs Сz Сф
αк=αнСzCsCф = 82099098096=764 Вт(м2К);
Коэффициент теплоотдачи излучением для запыленного потока:
αл=56710-8аз+12аТ31-(ТзТ)41-ТзТ
где аз – степень черноты загрязняющих стенок лучевоспринимающих поверхностей; для котельных поверхностей нагрева котлов аз = 08;
а – степень черноты потока газов при температуре Т определяется по формуле:Изм.
kpS – суммарная оптическая толщина продуктов сгорания;
для котлов без наддува p=01 МПа;
Т – абсолютная температура продуктов сгорания К;
Т = 541175+273=814175 К;
Тз – абсолютная температура загрязненной наружной поверхности К;
tз = t+Δtз = 1655+60 =2255 0C;
tп.в. = 1100C – температура питательной воды (на входе в экономайзер);
t”эк = 2210С – температура воды на выходе из экономайзера;
t=05(tп.в.+t”эк) = 05(110+221) = 16550С – средняя температура протекающей среды;
Tз=tз+273 = 2255+273 = 49850C;
S- эффективная толщина излучающего слоя ограниченного со всех сторон газового объема на ограждающие поверхности; для мембранных пучков:
S=09d412-14hрбd+1=09003243143144-1431400030032+1=0116 м
Коэффициент поглощения лучей газовой фазой продуктов сгорания:
kг=kо*rп=78-16*rH2O10*P*rп*S-1*(1-037*10-3*T")*rп=78-16*007710*01*0214*0116-1*(1-037*10-3*6045)*0222=933;
Коэффициент поглощения лучей частицами золы:
kзлзл=104Азл3(кпе")2зл1+12злS=100000836045200161+1200160116=179;
где зл=0016 – концентрация золы в продуктах сгорания кгкг.
kpS = (kг0rn+kзлзл)pS= 933+179010116=0129;
а=1-е-kpS=1-27-0129=012;
отсюда коэффициент теплоотдачи излучением:
αл=56710-8аз+12аТ31-(ТзТ)41-ТзТ=56710-808+1201281417531-(4985814175)41-4985814175=73 Вт(м2К);
При наличии газовых объемов расположенных перед конвективными пучками их излучение приближенно учитывается путем увеличения расчетного коэффициента теплоотдачи излечением в межтрубном пространстве:
α'л=αл*1+A*Tоб1000025*
Tоб – температура газов в объеме камеры (газовом объеме) перед пакетом К;
nпет=6 (предварительно)
Глубина пакета экономайзера:
Температура газов в объёме камеры перед пакетом:
Глубина газового объема перед пакетом:Изм.
Коэффициент А=04 при сжигании каменных углей.
α'л=αл*1+A*Tоб1000025*lобlп007=73*1+04*102651000025*1952162007=993 Вт(м2К).
Коэффициент эффективности ребра (Е) находится по графику (Рисунок 5.6):
Рисунок 5.6 – Коэффициент эффективности ребра
Dd=1 т.к. ребра с прямым основанием.
m=2(φрбαк+αлрбλрб=2(094764+9930003459=3445;
tрб=t+100=1655+100=26550С
где t = 16550С – средняя температура среды в трубах;
Коэффициент теплопроводности металла ребер:
λрб=Аtрб-tисх+B=-24710-22655-0525=459
где А В tисх – коэффициенты и исходная для расчета температура и принимается из таблицы С1 [1].
α1пр=FтрFφтрαк+αл+FрбFЕφтрαк+αл=307551108764+993+244551078094764+993=7981 Вт(м2К);
k=α1пр= 0677981 = 5347 ВтмК;
F=QбВрkt=553774107534735477=31236 м2;
nпет=FFор.пет=31236551=566 – принято 6 значит расчет экономайзера окончен.

расчет кпе.doc

2 Расчет конвективного пароперегревателя
Следующей по ходу пара после фестона в данном котле является ступень
конвективного пароперегревателя (Рисунок 2.1).
Рисунок 2.1 – Конвективный пароперегреватель
Для данного перегревателя предпочтение отдаётся трубам диаметра:
d=32 мм=0032 м - внешний диаметр труб что увеличивает эффективность
= 4 мм = 0004 м – толщина стенки трубы;
S1=77+d=77+32=109 мм = 0109 м – поперечный шаг;
S2=512 мм = 00512 м – продольный шаг;
Число змеевиков располагаемых по ширине газохода определяется по
nзм=[pic] -1=[pic] -1=32
Число ниток (заходов) в каждом змеевике:
где Дст=[pic] = 9016 кгс – расход пара через рассчитываемую
[pic] = 08[pic]Дпе=0784 кгс – расход конденсата впрыскиваемого в
nх=1 – число ходов пара в пределах ступени;
ρ=3109 кг(м2с) – массовая скорость пара;
Поверхность нагрева одной петли пакета змеевика:
hг- высота газохода в котором размещается рассчитываемая ступень
[pic] - высота газохода соответственно во входном и выходном сечениях
nпет=2 (предварительно) – количество петель пароперегревателя;
lп- длина пакета пароперегревателя м
где R=2d=2[pic] 0032=0064 м – радиус гиба труб
Так как одна петля перегревателя находится над наклонным участком
горизонтального газохода а вторая петля на горизонтальном участке
горизонтального газохода (Рисунок 2.2) то расчет производится следующим
Рисунок 2.2 – Конвективная ступень пароперегревателя
Первой по ходу газов поверхностью располагаемой в конвективной
шахте является экономайзер; живое сечение для прохода газов в нем при
расположении змеевиков параллельно фронту котла
[pic]=6500С (предварительно) – температура газов на входе в конвективную
шахту (за перегревателем);
Wг=10 мс (предварительно) – скорость газов в экономайзере;
ак.ш.=ат=36 м – ширина конвективной шахты;
d=28 мм=0028 м – диаметр труб экономайзера;
=3 мм – толщина стенки труб экономайзера;
=3 – относительный поперечный шаг экономайзера;
S1= 1[pic]d=3[pic]28=84 мм – шаг между трубами змеевиков в ряду поперек
Отсюда bк.ш.=[pic]м – глубина конвективной шахты.
Здесь принимается: bк.ш.=hг.г.=[p
[pic]=12 мс (предварительно для дальнейшего расчета) – скорость газов в
[pic]=[pic]= 8420C – температура газов на входе в перегреватель
[pic]=[pic]=287 м2 – живое сечение для прохода газов через пакет змеевиков
[pic] =[pic]=[pic]=[pic]
Исходя из расчетов получается:
Из получившихся значений следует что средняя скорость газов для
прохода через змеевики пароперегревателя будет:
Отсюда Fпет=[pic]=[pic]
1 Тепловой баланс пароперегревателя
При наличии в газоходе рассчитываемой ступени дополнительных
поверхностей нагрева уравнения теплового баланса принимают вид:
- для первой по ходу газов конвективной ступени:
[pic]=hпе=2888 кДжкг - энтальпия пара на выходе из ступени
[pic]- тепло отданное газами дополнительными поверхностями нагрева
Расчет поверхности потолка закрытых экранами из дополнительных
поверхностей нагрева:
Расчет удельных тепловых нагрузок (топка фестон пароперегреватель
Расчет приращений энтальпий в потолке:
Σhпот=[pic] - суммарное приращение энтальпии пара в потолке.
Тепловосприятие каждой дополнительной поверхности нагрева (топки
фестона пароперегревателя поворотной камеры):
Расход пара через дополнительную поверхность нагрева:
Ддоп=Дпе-Двпр=98-0784=9016 кгс
Приращение энтальпии пара в дополнительной поверхности нагрева:
2 Расчет параметров пара до и после впрыскивающего пароохладителя
Рисунок 2.3 – Пароохладитель
Уравнение баланса в пароохладителе:
Расход пара на выходе из пароохладителя:
где Двпр=0784 кгс – количество конденсата впрыскиваемого в
рассчитываемый пароохладитель;
Рвпр=Рб-01 = 2712 – 01=2612 МПа
где Рб – давление в барабане;
tвпр=tб-(10..20)=228-15 = 2130С;
По найденным значениям давления и температуры впрыска находится
энтальпия впрыскиваемого конденсата:
Энтальпия пара до пароохладителя:
где hб- энтальпия в барабане;
По найденным значениям энтальпий и расхода пара находится энтальпия
пара на выходе из пароохладителя:
Отсюда тепловой баланс конвективного пароперегревателя:
Δα=003 – разность коэффициента избытка воздуха между топкой и
Но.прс=24420396 кДжкг – энтальпия присосов воздуха;
Отсюда находится температура газов на выходе из пароперегревателя:
По найденному значению энтальпии на выходе из пароперегревателя
находится температура газов на выходе из к.пе.:
Поверхность нагрева ступени должна быть такой чтобы обеспечить
тепловосприятие Qб=Qт т.е.
где k-коэффициент теплопередачи конвективных гладкотрубных пучках не
получающих прямое излучение из топки:
где =055 – коэффициент тепловой эффективности для умеренно
загрязняющего топлива с очисткой находится по графику (Рисунок 2.4)
Рисунок 2.4 – Коэффициент тепловой эффективности конвективных поверхностей
нагрева при сжигании твердых топлив
α1 – коэффициент теплоотдачи от греющей среды к стенке:
Для гладкотрубных конвективных пучков:
=1 – коэффициент использования;
Расчетная скорость дымовых газов:
=05([pic]+[pic]) – средняя температура дымовых газов:
’=8420С – температура газов на входе в пароперегреватель;
”=756060С – температура газов на выходе из пароперегревателя
=05([pic]+[pic])= =05(842+75606)=799030С
где fг=05(fг1+fг2)=05(336+296)=316 м2
где αн находится по рисунку 2.5;
Рисунок 2.5 – Коэффициент теплоотдачи конвекцией при поперечном омывании
коридорных гладкотрубных пучков
а коэффициенты Cs Cz Cф- определяются по рисунку 7.6;
Рисунок 2.6 – Поправочные коэффициенты к определению αк при поперечном
омывании коридорных гладкотрубных пучков
αк=αнСzCsCф=83[pic]=718 Вт(м2К)
αл – коэффициент теплоотдачи излечением;
для запыленного потока:
где аз – степень черноты загрязняющих стенок лучевоспринимающих
поверхностей; для котельных поверхностей нагрева котлов аз = 08;
а – степень черноты потока газов при температуре Т определяется по
kpS – суммарная оптическая толщина продуктов сгорания;
для котлов без наддува p=01 МПа;
Т – абсолютная температура продуктов сгорания К;
Т = 79903+273=107203 К;
Тз – абсолютная температура загрязненной наружной поверхности К;
tз = t+Δtз = 239+60 = 2990C;
tб = 2280C – температура среды протекающей в барабане;
tпе = 2500С – температура перегретого пара (на выходе из
t=05(tб+tпе) = 05(228+250) = 2390С – температура протекающей среды;
Tз=tз+273 = 299+273 = 5720C;
S- эффективная толщина излучающего слоя ограниченного со всех сторон
газового объема на ограждающие поверхности; для гладкотрубных пучков:
Коэффициент поглощения лучей газовой фазой продуктов сгорания:
Коэффициент поглощения лучей частицами золы:
где зл=0016 – концентрация золы в продуктах сгорания кгкг.
а=1-е-kpS=1-27-0127=012;
отсюда коэффициент теплоотдачи излучением:
При наличии газовых объемов расположенных перед конвективными
пучками их излучение приближенно учитывается путем увеличения расчетного
коэффициента теплоотдачи излечением в межтрубном пространстве:
где lп и lоб – глубина по ходу газов рассчитываемого пакета и газового
Tоб – температура газов в объеме камеры (газовом объеме) перед пакетом К;
Коэффициент А=04 при сжигании каменных углей.
Коэффициент теплоотдачи конвекцией при продольном омывании перегретого
пара находится по графику (рисунок 2.7):
Рисунок 2.7 – Коэффициент теплоотдачи конвекцией при продольном омывании
Расчетная скорость пара:
α2= αнСd = 1250*105=13125 Вт(м2К).
отсюда коэффициент теплопередачи:
Температурный напор определяется по формуле:
где Δtб=842-226=6160С – разность температур сред на том конце
поверхности нагрева где она больше;
Δtм=506060С – разность температур сред там сред на том конце
поверхности нагрева где она меньше.
Тогда поверхность нагрева ступени:
Количество петель в пакете змеевиков ступени перегревателя
[pic] принято 2 петли.
Проверка расчета производится на уточнении и сравнении принятых и
полученных данных на основе расчета тепловосприятия каждой дополнительной
Принятые и полученные значения тепловосприятия верны и расходятся
в пределах допустимой нормы 10% следовательно расчет конвективной ступени
перегревателя окончен.
КР 13.03.03.11.000 ПЗ
КР.13.03.03.11.000 ПЗ

воздухоподогреватель.docx

4 Расчет воздухоподогревателя
КР 13.03.03.11.000 ПЗ
Для изготовления трубчатых воздухоподогревателей (Рисунок 4.1) применяются трубы наружным диаметром 29-40 мм (29 33 40) с толщиной стенки 15 мм. При сжигании твердых топлив с целью уменьшения опасности забивания летучей золой или липкими отложениями предпочтение отдается трубкам диметром 40 мм.
Рисунок 4.1 – Трубчатый воздухоподогреватель
Расположение труб – шахматное с относительными шагами:
=S1d=15 - относительный поперечный шаг;
=S2d=105 - относительный продольный шаг;
d = 40 мм – диаметр труб;
= 15 мм – толщина стенки трубы;
S1 = 60 мм = 006 м – поперечный шаг;
S2 = 42 мм = 0042 м – продольный шаг;
Количество труб в одном ряду поперек потока воздуха
n1=aк.ш.S1-1=36006-1=59.
n2=bк.ш.S2-1=1150042-1=26.
dвн = 37 мм = 0037 м – внутренний диаметр труб;
Площадь сечения для прохода газов при продольном омывании и течении их внутри труб
fг=dвн24n1n2=3140037245926=16 м2;
Qб.вп=вп*Hо.г.в-H'о.вп
где Hо.г.в и H'о.вп - энтальпии теоретически необходимого количества воздуха при температурах перед воздухоподогревателем tвп'=300С и на выходе из него tг.в=2900С (температура горячего воздуха была уменьшена от ранее принятой (3100С) для дальнейшего корректного расчета это изменение не повлияет на весь расчет котла)
H'о.вп=24420396 кДжкг;
Средний коэффициент избытка воздуха по воздушной стороне в воздухоподогревателе при одноступенчатой схеме
вп=вп"+05αвп=114+05006=117;
Qб.вп=впHо.г.в-H'о.вп=11725748-24420396=27268 кДжкг
Отсюда рассчитывается энтальпия газов перед воздухоподогревателем
H'г.вп=Qб.впφ+H"г.вп-αвп*H'о.вп+Hо.г.в2=27268099+1349515-006*24420396+257482=4019215 кДжкг
где H"г.вп- энтальпия газов на выходе из воздухоподогревателя при температуре уходящих газов ух=1100С;
По найденной энтальпии находится температура газов перед воздухоподогревателем
Средняя температура газов в воздухоподогревателе:
= 05(г.вп'+ ух) = 05(33135+110)=22060С;
Скорость газов в воздухоподогревателе:
Wг=BрVгн(+273)fг273=1078758(2206+273)16273=106 мс;
Для снижения скорости воздуха до оптимальной принимают:
Wв=07Wг=07106=742 мс
Поверхность нагрева воздухоподогревателя определяется по формулеИзм.
Коэффициент теплопередачи
где =1 – коэффициент использования;Изм.
Коэффициент теплоотдачи конвекцией определяется по формуле:
где αн=32 - определяется по графику (Рисунок 4.2);
Рисунок 4.2 – Коэффициент теплоотдачи конвекцией при продольном омывании для дымовых газов
а коэффициенты Cф=11 и Cl = 102 – определяются по графику (Рисунок 4.3):
-14668556515Рисунок 4.3 – Поправочные коэффициенты
где dэ=d=004 м – эквивалентный диаметр труб;Изм.
Предварительно задав скорость воздуха производим расчет высоты одного хода ступени для определения поправочных коэффициентов:
Коэффициент теплоотдачи конвекцией при поперечном омывании шахматных гладкотрубных пучков с воздушной стороны определяется по формуле
где αн – находится по графику (Рисунок 4.4):
Рисунок 4.4 – Коэффициент теплоотдачи конвекцией при поперечном омывании шахматных гладкотрубных пучков
а значения коэффициентов Сs Сф Сz находятся по графику (Рисунок 4.4 Рисунок 4.5):Изм.
Рисунок 4.5 – Поправочные коэффициенты
α2=αнСzСsСф=731106096=743;
k=α11+α1α2=093591+359743=2183;
Δt=tб-tмlntбtм=80-4135ln804135=586
где Δtб = 110-30 = 800С;Изм.
Δtм = 33135-290 = 41350С;
F=QбBрkt=272681072183586=22808 м2
Высота трубной поверхности ступени воздухоподогревателя
hвп=Fdсрn1n2=22808314003855926=123 м
где dср = d- = 004 – 00015 = 00385 м – средний диаметр трубы воздухоподогревателя
Число ходов в ступени воздухоподогревателя
nх=hвпhх=123147=836 - округляется до ближайшего и тогда число ходов – 8;
Площадь живого сечения для прохода воздуха:
fв=hвпnходaк.ш-d*n1nпот=123836-004591=19 м2;
Уточнение скорости воздуха
Wв=впBрVон(+273)fв*273=117107616(200+273)19273=7032 мс
Так как высота воздухоподогревателя слишком большая то следует поднять топку в целях безопасности эксплуатации и удобства обслуживания котла.
Δ=Wв1-Wв2Wв1100%=7315-70327315100%=38%
Расхождение между принятой и полученной скоростью воздуха в пределах допустимых 5% следовательно расчет воздухоподогревателя окончен.

расчет кпе.docx

КР 13.03.03.11.000 ПЗ
Расчет конвективного пароперегревателя
Следующей по ходу пара после фестона в данном котле является ступень конвективного пароперегревателя (Рисунок 2.1).
Рисунок 2.1 – Конвективный пароперегреватель
Для данного перегревателя предпочтение отдаётся трубам диаметра:
d=32 мм=0032 м - внешний диаметр труб что увеличивает эффективность теплообмена;
= 4 мм = 0004 м – толщина стенки трубы;
S1=77+d=77+32=109 мм = 0109 м – поперечный шаг;
=S1d =0109032 = 34 – относительный поперечный шаг;
S2=512 мм = 00512 м – продольный шаг;
=S2d =00512032 = 16 – относительный продольный шаг;
Число змеевиков располагаемых по ширине газохода определяется по формуле:
nзм=aтS1 -1=360109 -1=32
Число ниток (заходов) в каждом змеевике:Изм.
где Дст=Дпе-Двпрn.ст=98-0784 кгс = 9016 кгс – расход пара через рассчитываемую ступень;
Двпрn.ст = 08Дпе=0784 кгс – расход конденсата впрыскиваемого в пароохладитель;
nх=1 – число ходов пара в пределах ступени;
ρ=3109 кг(м2с) – массовая скорость пара;
z=Дстdвн24nзмnxρ=90163140032243213109=2.
Поверхность нагрева одной петли пакета змеевика:
hг- высота газохода в котором размещается рассчитываемая ступень м
hг' и hг" - высота газохода соответственно во входном и выходном сечениях пакета змеевиков м;
nпет=2 (предварительно) – количество петель пароперегревателя;
lп- длина пакета пароперегревателя м
lп=lпетnпет+(nпет-1)2R
где R=2d=2 0032=0064 м – радиус гиба труб
КР.13.03.03.11.000 ПЗ
lпет=2z-1S2+2R=22-100512+20064=023 м
lп=lпетnпет+nпет-12R=0232+2-120064=0588 м
Так как одна петля перегревателя находится над наклонным участком горизонтального газохода а вторая петля на горизонтальном участке горизонтального газохода (Рисунок 2.2) то расчет производится следующим образом:
Рисунок 2.2 – Конвективная ступень пароперегревателя
Первой по ходу газов поверхностью располагаемой в конвективной шахте является экономайзер; живое сечение для прохода газов в нем при расположении змеевиков параллельно фронту котла
fг=BpVгH(к.ш.'+273)Wг273
к.ш.'=6500С (предварительно) – температура газов на входе в конвективную шахту (за перегревателем);
Wг=10 мс (предварительно) – скорость газов в экономайзере;
fг=BpVгH(к.ш.'+273)Wг273=1077881(650+273)10273=285 м2
ак.ш.=ат=36 м – ширина конвективной шахты;
d=28 мм=0028 м – диаметр труб экономайзера;
=3 мм – толщина стенки труб экономайзера;
=3 – относительный поперечный шаг экономайзера;
S1= 1d=328=84 мм – шаг между трубами змеевиков в ряду поперек потока газов.
Отсюда bк.ш.=fг-ак.ш.daк.ш.(1-dS1)=285-36002836(1-00280084)=115 м – глубина конвективной шахты.
Здесь принимается: bк.ш.=hг.г.=hг"=115 м;
Wг'=12 мс (предварительно для дальнейшего расчета) – скорость газов в пароперегревателе;
пе'=ф"= 8420C – температура газов на входе в перегреватель
fг=BpVгH(пе'+273)WГ'273=fг=1077881(842+273)12273=287 м2 – живое сечение для прохода газов через пакет змеевиков пароперегревателя.
hг=fгаг-dnзм=28736-003232=1114 м
h’+h”=223hг'=hок- α=90-490=410Сhг'=1464 мhг"=115 м
Исходя из расчетов получается:
hг1=05(hг'+hг")=051464+115=1307 м;
fг=hг1аг-hг1dnзм=130736-1307003232=336 м2;
Wг1=BpVгH(к.ш.'+273)fг273=1077975(842+273)336273=103 мc;
hг2=05(hг'+hг")=05115+115=115 м;
fг=hг1аг-hг1dnзм=11536-115003232=296 м2;
Wг2=BpVгH(к.ш.'+273)fг273=1077975(842+273)296273=124 мc
Из получившихся значений следует что средняя скорость газов для прохода через змеевики пароперегревателя будет:
Wг=Wг1+Wг22=103+1242=1135 мс
Отсюда Fпет=dzlтр.петnзм=dznзм2hг1+hг2==Fпет 1+Fпет 2=168+148=316 м2
Fпет1=dz2hг1nзм=314003222130732=168м2;
Fпет2=dz2hг2nзм=31400322211532=148м2;
1 Тепловой баланс пароперегревателя
При наличии в газоходе рассчитываемой ступени дополнительных поверхностей нагрева уравнения теплового баланса принимают вид:
- для первой по ходу газов конвективной ступени:
Qб=φНг'-Нг"+ΔαНо.прс-ΔНдоп=ДстВрh"-h'-Qл.п..
Qл.п.=qвх.фFвх.ф.Bp-Qл.ф. - Изм.
тепло полученное этой ступенью излучением из топки;
h'- энтальпия пара на входе в ступень;
h"=hпе=2888 кДжкг - энтальпия пара на выходе из ступени
Qл.п.=qвх.фFвх.ф.Bp-Qл.ф.=6334864107-23115=2803 кДжкг
Нг"=QбφНг'+ΔαНо.прс-ΔНдоп – энтальпия газов за ступенью;
ΔНдоп- тепло отданное газами дополнительными поверхностями нагрева
Расчет поверхности потолка закрытых экранами из дополнительных поверхностей нагрева:
Расчет удельных тепловых нагрузок (топка фестон пароперегреватель поворотная камера):
qт=yвBpQл.т.потFстср=071071587679045187752045=6334 кВтм2;
qпоткпе=29 кВтм2;Изм.
Расчет приращений энтальпий в потолке:
Δhпотт=qпоттFпоттДст=63341089016=7587 кДжкг- приращение энтальпии в потолке топки;
Δhпотф=qпотфFпотфДст=124689016=623 кДжкг - приращение энтальпии в потолке над фестоном;
Δhпоткпе=qпоткпеFпоткпеДст=292129016=682 кДжкг- приращение энтальпии в потолке над перегревателем;
Δhпотпк=qпотпкFпотпкДст=297029016=226 кДжкг - приращение энтальпии в потолке поворотной камеры;
Σhпот= Δhпотт+Δhпотф+Δhпоткпе+Δhпотпк=7587+623+682+226=1116 кДжкг - суммарное приращение энтальпии пара в потолке.
Тепловосприятие каждой дополнительной поверхности нагрева (топки фестона пароперегревателя поворотной камеры):
Qдоп.потт=qпоттFпоттBp=6334108107=63932 кДжкг;
Qдоп.потф=qпотфFпотфBp=12468107=525 кДжкг;
Qдоп.поткпе=qпоткпеFпоткпеBp=29212107=5745 кДжкг;
Qдоп.потпк=qпотпкFпотпкBp=29702107=19026 кДжкг;
Qдоп.пот=Qдоп.потт+Qдоп.потф+Qдоп.поткпе+Qдоп.потпк=63932+525+5745++19026=93926 кДжкг
ΔНдоп.потт=Qдоп.поттφ=63932099=64578 кДжкг;Изм.
ΔНдоп.потф=Qдоп.потфφ=525099=5303 кДжкг;
ΔНдоп.поткпе=Qдоп.поткпеφ=5745099=5803 кДжкг;
ΔНдоп.потпк=Qдоп.потпкφ=19026099=19218 кДжкг;
ΔHдоп.пот= ΔНдоп.потт+ΔНдоп.потф+ΔНдоп.поткпе+ΔНдоп.потпк=64578+5303+5803+19218=94902 кДжкг.
Расход пара через дополнительную поверхность нагрева:
Ддоп=Дпе-Двпр=98-0784=9016 кгс
Приращение энтальпии пара в дополнительной поверхности нагрева:
Δhдоп=Qдоп потBpДдоп=939531079016=1115 кДжкг
2 Расчет параметров пара до и после впрыскивающего пароохладителя (Рисунок 2.3):
Рисунок 2.3 – Пароохладитель
Уравнение баланса в пароохладителе:Изм.
Дпо'hпо'+Двпрhвпр=Дпо"hпо
Расход пара на выходе из пароохладителя:
где Двпр=0784 кгс – количество конденсата впрыскиваемого в рассчитываемый пароохладитель;
Дпо' и Двпр- расход пара соответственно до и после пароохладителя;
Тогда Дпо"=Дпо'+Двпр=9016+0784 = 98 кгс;
Рвпр=Рб-01 = 2712 – 01=2612 МПа
где Рб – давление в барабане;
tвпр=tб-(10..20)=228-15 = 2130С;
По найденным значениям давления и температуры впрыска находится энтальпия впрыскиваемого конденсата:
Энтальпия пара до пароохладителя:
hпо'=hб+Σhпот=2801+1115=29125 кДжкг
где hб- энтальпия в барабане;
По найденным значениям энтальпий и расхода пара находится энтальпия пара на выходе из пароохладителя:
hпо"=Дпо'hпо'+ДвпрhвпрДпо"=901629125+0784911798=27524 кДжкг
Отсюда тепловой баланс конвективного пароперегревателя:Изм.
Qб=ДстВрh"-h'-Qл.п.=90161072888-27524-2803=8623 кДжкг
Δα=003 – разность коэффициента избытка воздуха между топкой и пароперегревателем;
Но.прс=24420396 кДжкг – энтальпия присосов воздуха;
Отсюда находится температура газов на выходе из пароперегревателя:
Нг"=QбφНг'+ΔαНо.прс-ΔНдоп=862309910060476+00324420396-5803= 9138762 кДжкг
По найденному значению энтальпии на выходе из пароперегревателя находится температура газов на выходе из к.пе.:
Поверхность нагрева ступени должна быть такой чтобы обеспечить тепловосприятие Qб=Qт т.е.
где k-коэффициент теплопередачи конвективных гладкотрубных пучках не получающих прямое излучение из топки:
где =055 – коэффициент тепловой эффективности для умеренно загрязняющего топлива с очисткой находится по графику (Рисунок 2.4)
Рисунок 2.4 – Коэффициент тепловой эффективности конвективных поверхностей нагрева при сжигании твердых топлив
α1 – коэффициент теплоотдачи от греющей среды к стенке:Изм.
Для гладкотрубных конвективных пучков:
=1 – коэффициент использования;
Расчетная скорость дымовых газов:
Wг=Вр*Vгн*(+273)fг*273
где VгH =7975м3кг – объем газов;
=05(+) – средняя температура дымовых газов:
’=8420С – температура газов на входе в пароперегреватель;
”=756060С – температура газов на выходе из пароперегревателя
=05(+)= =05(842+75606)=799030С
Wг=Вр*Vгн*(+273)fг*273=107*7975*(79903+273)316*273=106мс.
где fг=05(fг1+fг2)=05(336+296)=316 м2
где αн находится по рисунку 2.5;Изм.
Рисунок 2.5 – Коэффициент теплоотдачи конвекцией при поперечном омывании коридорных гладкотрубных пучков
а коэффициенты Cs Cz Cф- определяются по рисунку 7.6;
Рисунок 2.6 – Поправочные коэффициенты к определению αк при поперечном омывании коридорных гладкотрубных пучковИзм.
αк=αнСzCsCф=83094098094=718 Вт(м2К)
αл – коэффициент теплоотдачи излечением;
для запыленного потока:
αл=56710-8аз+12аТ31-(ТзТ)41-ТзТ
где аз – степень черноты загрязняющих стенок лучевоспринимающих поверхностей; для котельных поверхностей нагрева котлов аз = 08;Изм.
а – степень черноты потока газов при температуре Т определяется по формуле:
kpS – суммарная оптическая толщина продуктов сгорания;
для котлов без наддува p=01 МПа;
Т – абсолютная температура продуктов сгорания К;
Т = 79903+273=107203 К;
Тз – абсолютная температура загрязненной наружной поверхности К;
tз = t+Δtз = 239+60 = 2990C;
tб = 2280C – температура среды протекающей в барабане;
tпе = 2500С – температура перегретого пара (на выходе из пароперегревателя);
t=05(tб+tпе) = 05(228+250) = 2390С – температура протекающей среды;
Tз=tз+273 = 299+273 = 5720C;
S- эффективная толщина излучающего слоя ограниченного со всех сторон газового объема на ограждающие поверхности; для гладкотрубных пучков:
S=09d412-1=09003243143416-1=017 м
Коэффициент поглощения лучей газовой фазой продуктов сгорания:
kг=kо*rп=78-16*rH2O10*P*rп*S-1*(1-037*10-3*T")*rп=78-16*007910*01*0222*017-1*(1-037*10-3*102906)*0222=623;
Коэффициент поглощения лучей частицами золы:Изм.
kзлзл=104Азл3(кпе")2зл1+12злS=10000083(102906)200161+120016017=125;
где зл=0016 – концентрация золы в продуктах сгорания кгкг.
kpS = (kг0rn+kзлзл)pS= 623+12501017=0127;
а=1-е-kpS=1-27-0127=012;
отсюда коэффициент теплоотдачи излучением:
αл=56710-8аз+12аТ31-(ТзТ)41-ТзТ=56710-808+12012107231-(5721072)41-5721072=16986 Вт(м2К);
При наличии газовых объемов расположенных перед конвективными пучками их излучение приближенно учитывается путем увеличения расчетного коэффициента теплоотдачи излечением в межтрубном пространстве:
α'л=αл*1+A*Tоб1000025*
Tоб – температура газов в объеме камеры (газовом объеме) перед пакетом К;
Коэффициент А=04 при сжигании каменных углей.
α'л=αл*1+A*Tоб1000025*lобlп007=16986*1+04*11151000025*080588007=241 Вт(м2К).
α1=(αк+αл')=1(718+241)=959 Вт(м2К);
Коэффициент теплоотдачи конвекцией при продольном омывании перегретого пара находится по графику (рисунок 2.7):
Рисунок 2.7 – Коэффициент теплоотдачи конвекцией при продольном омывании перегретого пара
Расчетная скорость пара:
fп=z**dвн24*nзм=2*314*002424*32=0029- площадь живого сечения для прохода пара м2;
Wп=Дст*fп=9016*00840029=26115 мс;
α2= αнСd = 1250*105=13125 Вт(м2К).
отсюда коэффициент теплопередачи:Изм.
k=α11+α1α2=0559591+95913125=49156 Вт(м*К).
Температурный напор определяется по формуле:
где Δtб=842-226=6160С – разность температур сред на том конце поверхности нагрева где она больше;
Δtм=506060С – разность температур сред там сред на том конце поверхности нагрева где она меньше.
Δt=tб-tмlntбtм=616-50606ln61650606 = 5610С
Тогда поверхность нагрева ступени:
F=QбBpkt=847491070049156561=329 м2.
Количество петель в пакете змеевиков ступени перегревателя
nпет=FFпет=329168=196 принято 2 петли.
Проверка расчета производится на уточнении и сравнении принятых и полученных данных на основе расчета тепловосприятия каждой дополнительной поверхности нагрева
Qдопф=kFфtBр=0019319896236107=526 кДжкг ;
Qдопкпе=kFкпеtBр=004915621256103107=546 кДжкг ;
Qдоппк=kFпкtBр=004915670256103107=18093 кДжкг ;
Принятые и полученные значения тепловосприятия верны и расходятся в пределах допустимой нормы 10% следовательно расчет конвективной ступени перегревателя окончен. Изм.

Титульник.doc

Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
«Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова»
Факультет Энергомашиностроения и автомобильного транспорта
Кафедра "Котло- и реакторостроения”
Котел паровой Е-35-24-250 КТ
Пояснительная записка
по дисциплине «Паровые котлы»
КР 13.03.03.11.000 ПЗ
Студент группы ЭМ-21
Руководитель проекта доцент

содержание недоделанное.docx

КР 13.03.03.11.000 ПЗ
Алт.ГТУ ФЭАТ гр.ЭМ-21
Расчет конвективного пароперегревателя 16
1 Тепловой баланс пароперегревателя 20
2 Расчет параметров пара до и после впрыскивающего пароохладителя 23
Расчет газоповоротной камеры 34
Расчет воздухоподогревателя 38
Расчет экономайзера 46
Приложение А Задание 62

Введение.docx

КР 13.03.03.11.000 ПЗ
В ходе проектирования данного парового котла с естественной циркуляцией паропроизводительностью давлением перегретого пара и температурой перегретого пара температурой питательной воды работающего на каменном угле Кузнецкого бассейна марки 1СС класса “рядовой” “семечко со штыбом” 1 были приняты конструктивные решения и рассчитаны следующие параметры котла:
- выбрана камерная топка с твердым шлакоудалением;
- П-образная компоновка котла;
- пароперегреватель состоит из одной конвективной ступени;
- для подогрева воздуха до температуры используется рекуперативный трубчатый воздухоподогреватель подогрев воздуха в калорифере перед подачей в воздухоподогреватель не используется;
- одноступенчатая схема экономайзера и воздухоподогревателя;
- при расчете теплового баланса были определены коэффициент полезного действия котла расход твердого топлива и расход топлива с учетом механической неполноты сгорания ;
- выбрано тангенциальное расположение горелок в 1 ярус;
- выбраны 4 прямоточные горелки вертикально-щелевые с односторонней подачей пылевоздушной смеси мощностью 7 МВт(действительная мощность 15 МВт);
- в результате конструкционного расчета были рассчитаны: ширина и глубина топочной камеры соответственно ат= 36м и bт=3 м высота топки – hт=1337 м объем топочной камеры - ;
- выбрана температура уходящих газов – 110°С температура на выходе газов из топочной камеры – 861°С;
- температура газов на выходе из зоны активного горения Целью данного курсового проекта является:
- Расчет фестона пароперегревателя низкотемпературных поверхностей нагрева (экономайзер и воздухоподогреватель) расположенных в конвективной шахте котла.
- Чертеж тепловой схемы котла.
Расчет производятся на основе данных полученных в 1.

Котел Е-35-2,4-250.dwg

КР 13.03.03.11.000 ПЗ
Рисунок 6.1 - Эскиз котла
- барабан; 2 - экраны топочной камеры; 3 - горелки; 4 - фестон;n5 - конвективный пароперегреватель; 6 - пароохладитель; n7 - впрыскивающий конденсатор; 8 - экономайзер; n9 - воздухоподогреватель

Диаграмма.dwg

КР 13.03.03.11.000 ПЗ
Рисунок 7.1 - (Q t ) диаграмма

Расчет газоповоротной камеры.docx

3 Расчет газоповоротной камеры
Для настенных поверхностей нагрева (Рисунок 3.1) газоповоротной камеры между горИзм.
КР 13.03.03.11.000 ПЗ
изонтальным газоходом и конвективной шахтой в объёме которой не размещены основные поверхности например подвесные трубы экономайзера или пароперегревателя принимается k=αл Δt=-tз.
Рисунок 3.1 – Газоповоротная камера
Целью расчета будет являться сравнение Qб и Qт разность между ними не должна превышать 10%.
Для газоповоротной камеры
где Нг'=9138762 кДжкг – энтальпия газов на выходе из конвективной части перегревателя (перед газоповоротной камерой) при температуре кпе"=пк' = 756060С;
Нг" = 907284 кДжкг – энтальпия газов на выходе из газоповоротной камеры (перед экономайзером) при температуре предварительно задавшейся пк" = 7510С.
Qб=φ(Нг'-Нг")=0999138762-907284=6526 кДжкг.
Коэффициент теплоотдачи излучением
αл=567*10-8*aз+12*a*T3*1-(TзT)41-TзT;
tз=t+Δtз=261+60=3210С – температура стенки;Изм.
t=t1+t2=257+265 = 2610C – средняя температура среды;
Tз=tз+273 = 321+273=594 К – абсолютная температура загрязненной наружной поверхности
Δt= -tз= 75353-321= 432530С
где =05(пк'+пк")=0575606+751=753530С – средняя температура газов в газоповоротной камере
aз=08 – степень черноты загрязненных стенок лучевоспринимающих поверхностей
a – степень черноты потока газов при температуре T определяемая по формуле
kps – суммарная оптическая толщина продуктов сгорания;
Т = +273=75353+273 = 102653 К – абсолютная температура продуктов сгорания;
kpS = (kг0rn+kзлзл)pS
Эффективная толщина излучающего слоя
где Vп.к. = aк.ш.bк.ш.hг.г.=36115115=4761м3 - объем газоповоротной камеры.
Рисунок 3.2 – площадь стен газопоротной камерыИзм.
Fстп.к.=Fбок+Fпот+Fфр - площадь стен газоповоротной камеры (Рисунок 3.2)
Fбок=bк.ш.hг.г.2=1151152=2645 м2;
Fпот=aк.ш.bк.ш.2=361152=828 м2;
Fфр=aк.ш.hг.г.2=361152=828 м2;
Fстп.к.=Fбок+Fпот+Fфр=2645+828+828=192 м2
S = Vп.к.Fстп.к.=364761192 = 089 м;
Коэффициент поглощения лучей газовой фазой продуктов сгорания:
kг=kо*rп=78-16*rH2O10*P*rп*S-1*(1-037*10-3*T")*rп=78-16*007910*01*0222*089-1*(1-037*10-3*1024)*0222=2924;
Коэффициент поглощения лучей частицами золы:
kзлзл=104Азл3(кпе")2зл1+12злS=10000083(1024)200161+120016089=1239;
где зл=0016 – концентрация золы в продуктах сгорания кгкг.Изм.
kpS = (kг0rn+kзлзл)pS= 2924+123901089=037;
а=1-е-kpS=1-27-037=031
отсюда коэффициент теплоотдачи излучением:
αл=56710-8аз+12аТ31-(ТзТ)41-ТзТ=56710-808+1203110265331-(594102653)41-594102653=36026 Вт(м2К);
отсюда коэффициент теплопередачи для газоповоротной камеры:
k = αл = 36026 Вт(мК).
Уравнение теплового баланса по найденным значениям
Qт = kFtBp=3602641443253107=6029 кДжкг.
Δ=Qб-QтQт100%=6526-60296029100%=82%
Выполняется условие следовательно расчет газоповоротной камеры окончен.

Этикетка.docx

направление 13.03.03
Князев Илья Игоревич

Литература.docx

Фурсов И.Д. Конструирование и тепловой расчет паровых котлов: учебное пособие И. Д. Фурсов; Алт. гос. техн. ун-т им. И.И. Ползунова. – 3-е изд. перераб. и доп. - Барнаул: Изд-во АлтГТУ 2014. – 300 с.
Князев И. И. Котел паровой Е-35-24-250 : Пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине технология сжигания органических топлив. – Барнаул: АлтГТУ 2015. – 52 с.
Ривкин С.Л. Александров А.А. Термодинамические свойства воды и водяного пара. – М.: «Энергия» 1975. - 80 с.
КР 13.03.03.11.000 ПЗ

фестон.docx

КР 13.03.03.11.000 ПЗ
Расчет фестона и подвесных труб не являющихся элементами пароперегревателя целесообразно выполнять после расчета ширм т.к. расположены они как правило в пределах газохода пароперегревателя после ширм.
В данном курсовом проекте котла Е-35-24-250 выбран испарительный фестон так как котел низкого давления а площадь испарительного участка должна быть большой поэтому нет необходимости в применении ширм.
Рисунок 1.1 – Диаграмма состояния воды и пара в координатах T-S
b-c – испарительный участок
Тепловая схема пароперегревателя (Рисунок 1.2).
Рисунок 1.2 – Тепловая схема пароперегревателя
Под фестоном понимается поверхность нагрева с числом рядов не более четырех и с поперечным относительным шагом 1≥2.
Конструктивно фестон может представлять собой разведенный в несколько рядов в области выходного окна из топки задний экран с увеличенным поперечным S1=200-300 мм – и продольным S2=250-400 мм шагами. При размещении ширм на выходе из топки фестон как правило выполняется однорядным из пароотводящих труб заднего экрана выполняющих также функции подвесок этого экрана.
Задачей расчета фестона или подвесных труб является определение температуры газов за ними их тепловосприятия и потока лучистого тепла на последующий конвективный пакет (рисунок 1.3).
-задний экран; 2-фестон; 3-подвеска; 4-узел крепления подвески
Рисунок 1.3 – фестонированные трубы заднего экрана
Расчетная поверхность фестона:
Sэкр=80 мм=008 м – шаг между трубами;
d=dэкр=60 мм=006 м – диаметр труб экрана;
Количество труб заднего экрана:
nф=nз.экр=aтSэкр =36008 - 1 = 45-1= 44
z2=3 – число рядов по ходу газов;
Число труб в ряду фестона поперек потока газов;
z1=nфz2 = 443 =15 (в среднем ряду 14)
hф=hок=24 м – высота труб фестона;
S1-поперечный шаг считается по формуле:
S1=aтz1 =3615 =024 м= 240 мм;
- относительный поперечный шаг считается по формуле:Изм.
S2=250 мм-продольный шаг;
-относительный продольный шаг считается по формуле:
Количество блоков заднего экрана nбл.з.экр. может быть определено из уравнения:
nбл.з.экр.= aт+Sэкрaбл+Sэкр= 36+00818+008 = 2
где aбл=aт2 =362 = 18 м – ширина топочного блока;
тогда расчетная поверхность фестона:
Fф=z1z2dhф= 15331400624=1989 м2
Площадь живого сечения для прохода газов:
fг=aтhф-dz1hф=3624-0061524=648 м2
Поверочный тепловой расчет выполняется на основании уравнений теплового баланса и теплообмена по известным температуре и энтальпии газов перед фестоном и конструктивным характеристикам поверхности нагрева:
где Нг и Нг - энтальпии газов соответственно на входе и выходе из фестона кДжкг (кДжм3);
ΔНдопф - тепло отданное газами дополнительным поверхностям нагрева в пределах газохода фестона и считается по формуле:
k и Δt – коэффициент теплопередачи и температурный напор;
Коэффициент теплопередачи получающий прямое излучение из топки считается по формуле:Изм.
где α1- коэффициент теплопередачи от греющей среды к стенке;
- коэффициент тепловой эффективности (рисунок 1.4) т.к. топливо умеренно загрязняющее с очисткой тогда:
=1-коэффициент использования обеспечивающий прохождение через поверхность всего газового потока;
αл- не учитывается- коэффициент теплоотдачи излучением;
αк- коэффициент теплоотдачи конвекцией;
Рисунок 1.4 – Коэффициент тепловой эффективности конвективных поверхностей нагрева при сжигании твердых топлив
Расчетная скорость дымовых газов:
Wг=Вр*Vгн*(+273)fг*273
где VгH =7881м3кг – объем газов;
=05(+) – средняя температура дымовых газов:
’=8610С – температура газов на входе в фестон;
”=8420С – температура газов на выходе из фестона
=05(+)= =05(861+842)=85150С
Wг=Вр*Vгн*(+273)fг*273=107*7881*(8515+273)648*273=536мс.
где αн находится по рисунку 1.5;
Рисунок 1.5 – Коэффициент теплоотдачи конвекцией при поперечном омывании шахматных гладкотрубных пучков
а коэффициенты Cs Cz Cф- определяются по рисунку 1.6;
Рисунок 1.6 – Поправочные коэффициенты к определению αк при поперечном омывании шахматных гладкотрубных пучков
αк=αнСzCsCф=51088094088=3712 Вт(м2К)
α1=(αк+αл)=1(3712+0)=3712 Вт(м2К)
k=α1=0523712=193 Вт(мК).
Температурный напор:
где и t- средние температуры обеих сред:
Δt=-t=8515-228=62350С.
Qб.ф=φ*(Нг'-Нг"+ΔαНо.прс-ΔНдопф
где φ=099-коэффициент сохранения тепла;
Нг'=10312758 кДжкг – энтальпия газов на входе в фестон при температуре газов ’=8610С;
Нг"=10060476 кДжкг – энтальпия газов на выходе из фестона при температуре газов ”=8420С;
ΔНдопф- тепло отданное газами дополнительной поверхностью нагрева в пределах газохода фестона и рассчитывается по формуле:
Hдоп=H'г-H"г*FдопFф+Fдоп
где Fдоп – дополнительная поверхность в пределах газохода фестона и рассчитывается по формуле:
Fдоп=hокS222 = 2402522=24 м2
Hдоп=H'г-H"гFдопFф+Fдоп=10312758-1006047624198924=2699 кДжкг
Qб.ф=φНг'-Нг"+ΔαНо.прс-ΔНдопф==09910312758-10060476+0-2699=22304 кДжкг
Qт.ф=k*Fф*tBр=19310-319896235107=22369 кДжкг
=Qт.ф-Qб.фQт.ф100%=22369-2230422369100%=02%
Расхождение между Qб.ф. и Qт.ф. составляет не более ±5% значит расчет фестона завершен.Изм.
Qл.ф. – тепловосприятие фестона за счет излучения газов из топки кДжкг.
aф=1-e-kps - степень черноты газового объема
где p=01МПа - давление в пределах газохода фестона;
s=09d412-1=0900643144417-1=07 м-эффективная толщина излучающего слоя;
k=(kг+kзлзл)pS - коэффициент поглощения топочной среды при сжигании мазута
где kг=kг0rп=7816rH2О10prпs-11-03710-3Тфrп
где rH2О=008-объемная доля водяных паров; [1]
rп=0225-сумарная объемная доля; [1]
Тср='ф+"ф2+273=861+8422+273=11245К.
kг=kг0*rп=78*16*rH2О10*p*rп*s-1*1-037*10-3*Тср*rп=78*16*00810*01*0225*07-1*1-037*10-3*11245*0225=361м*МПа.
kзлзл=104Азл3Тф2зл1+12злS=10408312645002500171+12001707=1153
k=kг+kзлзлpS=36+11530107=036
aф=1-e-kps=1-e-036=031.
Количество тепла полученное подвесными трубами излучением из топки: Изм.
Qл.ф=qвх.ф*Fл.вх.ф*(1-aф)*xр.фBр
Qл.ф=6334*864*1-031*0655107=23115кДжкг.