Расчет теплового агрегата

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Паровой котел ДКВР-6,5-13 состоит из двух барабанов диаметром 1000 мм. соединенных пучком кипятильных труб диаметром 51 x 2,5 мм., установленных с шагами, установленных с шагами НО и 100 мм. Два боковых экрана также выполнены из труб диаметром 51 x 2,5 мм., с шагом 80 мм.

Котел также имеет два котельных пучка с коридорным расположением труб диаметром 51 мм.

За котлом установлен экономайзер конструкции ВТИ, выполненный из чугунных ребристых труб с квадратными ребрами. Диаметр труб 76 мм., шаг 150 мм.

Подача воздуха осуществляется вентилятором марки ВДН 10x10 производительностью 13000 м³/ч.

Дымовые газы удаляются дымососом ДН-10 производительностью 31000 м³/ч.

Техническая характеристика котла ДКВР-6,5-13.

Таблица №1:

Наименование	Разм.
Паропроизводительность	Т/ч	6,5
Рабочее давление пара	Кгс / см2	13
Пар	насыщенный
- радиационная поверхность нагрева; - конвективная поверхность нагрева.	м2; м2	27; 171
Топливо	Природный газ Qнр = 8170ккал/м3

1. Поверочный расчет парового котлового агрегата ДКВР-6,5-13

В поверочном тепловом расчете по принятой конструкции и размерам котельного агрегата для заданных нагрузок и вида топлива определяют температуру воды, пара, воздуха и газов на границах между отдельными поверхностями нагрева, коэффициент полезного действия, расход топлива, расход и скорости воздуха и дымовых газов. Поверочный расчет производят для оценки показателей экономичности и надежности агрегата при работе на заданном топливе, выбора вспомогательного оборудования и получения исходных данных для проведения расчетов: аэродинамического, гидравлического, температур металла и прочности труб, интенсивности золового уноса труб, коррозии и т. д.

Исходные данные:

Паровая производительность, т/ч 6,5.

Пар насыщенный.

Рабочее давление пара, 13 кгс/см.

Радиационная поверхность нагрева, 27 м².

Конвективная поверхность нагрева, 171 м².

Топливо - природный газ.

Таблица №2:

Состав природного газа
СН4	С2Н6	С3Н8	С4Н10	С5Н12	N2	СO2	Qнр
%	%	%	%	%	%	%	Ккал / м3
94,21	2,33	0,99	0,37	0,11	1.83	0,15	8170

2. Определение объемов воздуха и продуктов сгорания

1. Теоретическое количество воздуха, необходимое, полного сгорания топлива:



2. Теоретический объем азота:

V°_N2 = 0,79V₀ + N₂ / 100 = 0,79 * 9,748 + 1,83 / 100 = 7.719 м³/м³

3. Объем трехатомных газов:

= 0,01 [0,15 + 94,21 + 3 * 0,99 + 5 * 0,11 + 2 * 2,33 + 4 * 0.37] = 1,04 м³/м³

4. Теоретический объем водяных паров:

= 0,01 [4 / 2 * 94,21 + 6 / 2 * 2,33 + 8 / 2 * 0,99 + 10 / 2 * 0,37 + 12 / 2 * 0,11 + 0,124 * 10] + 0,0161 * 9,748 = 2,188 м³ / м³

5. Теоретический объем дымовых газов:

V°_r = V_R02 + V⁰_N2 + V^o_H2O = 1,04 + 7,719 + 2,188 = 10,947 м³/м³

6. Объем водяных паров при а = 1,05:

2,188 + 0,0161(l,05-l)9,748 = = 2,196м³ / м³

7. Объем дымовых газов при а = 1,05:

V_r = V_R02 + V⁰_N2 + V_H20 + (a - 1) V° = 1,04 + 7,719 + 2,196 + (1,05 - 1) 9,748 = 11,442 м³/м³

8. Плотность сухого газа при нормальных условиях:

р^с_гтл = 0,01 [1,96C0₂ + 1,52H₂S + 1,25N₂ + 1,43O₂ + 1,25CO + 0,0899H₂ + L(0.536m + 0,045n)C_mH_n] = 0,01 [1,96 * О,15 + 1,25 * 1,83 + 1,43 * 0,01 + (0,536 * 0,045 * 4) 94,21 + (0,536 * 3 + 0,045 * 8) 0,99 + (0,536 * 5 + 0,045 * 12) 0,11 + (0,536 * 2 + 0.045 * 6) 2,33 + (0,536 * 4 + 0,045 * 10) 0.37] = 0.764 кг/м³

9. Масса дымовых газов:

G_r = p^c_г.тл + d_т.тл / 1000 + l,306бV° = 0,764 * 10 / 1000 + 1.306 * 1,05 * 9,748 = 14,141 кг / м³

10. Коэффициент избытка воздуха:

- на выходе из топки б_т = 1,05;

- на выходе из котельного пучка:

б_к.п = б_т + ?б_кп = 1,05 + 0,05 = 1,1

- на выходе из экономайзера:

б_эк = б_кп + ?б_эк = 1,1 + 0,05 = 1,2

Где:

?б - присосы воздуха в газоходах.

Таблица №3. - Объемы продуктов сгорания, объемные доли трехатомных газов:

11. Теоретическое теплосодержание дымовых газов:

I⁰_Г = V_RO2(cн) _RO2 + V⁰_N2(cн) _N2 + V⁰_H2O(cн) _H2O ккал / м³

I⁰_Г 100 = 2,188 * 36 + 1,04 * 40,6 + 7,719 * 31 = 360,3 ккал/м³;

I⁰_Г 200 = 2,188 * 72,7 + 1,04 * 85,4 + 7,719 * 62,1 = 727,2 ккал/м³;

I⁰_Г 300 ⁼ 2Д88 * 110,5 + 1,04 * 133,5 + 7,719 * 93,6 = 1103,1 ккал/м³;

I⁰_Г 400 = 2,188 * 149,6 + 1,04 * 184,4 + 7,719 * 125,8 = 1490,2 ккал/м³

I⁰_Г 500 = 2,188 * 189,8 + 1,04 * 238 + 7,719 * 158,6 = 1887,0 ккал/м³;

I⁰_Г 600 = 2,188 * 231 + 1,04 * 292 + 7,719 * 192 = 2291,2 ккал/м³;

I⁰_Г 700 = 2,188 * 274 + 1,04 * 349 + 7,719 * 226 = 2707.0 ккал/м³;

I⁰_Г 800 = 2,188 * 319 + 1,04 * 407 + 7,719 * 261 = 3135,9 ккал/м³;

I⁰_Г 900 = 2,188 * 364 + 1,04 * 466 + 7,719 * 297 = 3573.6 ккал/м³;

I⁰_Г 1000 ⁼ 2,188 * 412 + 1,04 * 526 + 7.719 * 333 = 4018.9 ккал/м³;

I⁰_Г 1100 = 2,188 * 460 + 1,04 * 587 + 7,719 * 369 = 4465.3 ккал/м³;

I⁰_Г1200 = 2,188 * 509 + 1,04 * 649 + 7,719 * 405 = 4914.8 ккал/м³;

I⁰_Г 1300 = 2,188 * 560 + 1,04 * 711 + 7,719 * 442 = 5376.5 ккал/м³;

I⁰_Г 1400 = 2,188 * 611 + 1,04 * 774 + 7,719 * 480 = 5846,9 ккал/м³;

I⁰_Г 1500 = 2,188 * 664 + l,04 * 837 + 7,719 * 517 = 6314,0 ккал/м³;

I⁰_Г 1600 = 2,188 * 717 + 1,04 * 900 + 7,719 * 555 = 6788,8 ккал/м³;

I⁰_Г 1700 = 2,188 * 771 + 1,04 * 964 + 7,719 * 593 = 7266,9 ккал/м³;

I⁰_Г 1800 = 2,188 * 826 + 1,04 * 1028 + 7,719 * 631 = 7747,1 ккал/м³;

I⁰_Г 1900 = 2,188 * 881 + l,04 * 1092 + 7,719 * 670 = 8235,0 ккал/м³;

I⁰_Г 2000 = 2,188 * 938 + 1,04 * 1157 + 7,719 * 708 = 8720,7 ккал/м³.

12. Теоретическое теплосодержание воздуха:

I⁰_В 100 = 9,748 * 31,6 = 308,0 ккал/м³;

I⁰_В 200 = 9,748 * 63,6 = 620.0 ккал/м³;

I⁰_В 300 = 9,748 * 96,2 = 937,8 ккал/м³;

I⁰_В 400 = 9,748 * 129,4 = 1261,4 ккал/м³;

I⁰_В 500 = 9,748 * 163,4 = 1592,8 ккал/м³;

I⁰_В 600 = 9,748 * 198,2 = 1932,1 ккал/м³;

I⁰_В 700 = 9,748 * 234 = 2281,0 ккал/м³;

I⁰_В 800 = 9,748 * 270 = 2632,0 ккал/м³;

I⁰_В 900 = 9,748 * 306 = 2982,9 ккал/м³;

I⁰_В 1000 = 9,748 * 343 = 3343,6 ккал/м³;

I⁰_В 1100 = 9,748 * 381 = 3714,0 ккал/м³;

I⁰_В 1200 = 9,748 * 419 = 4084,4 ккал/м³;

I⁰_В 1300 = 9,748 * 457 = 4454,8 ккал/м³;

I⁰_В 1400 = 9,748 * 496 = 4835.0 ккал/м³;

I⁰_В 1500 = 9,748 * 535 = 5215,2 ккал/м³;

I⁰_В 1600 = 9,748 * 574 = 5595,4 ккал/м³;

I⁰_В 1700 = 9,748 * 613 = 5975,5 ккал/м³;

I⁰_В 1800 = 9,748 * 652 = 6355,7 ккал/м³;

I⁰_В 1900 = 9,748 * 692 = 6745,6 ккал/м³;

I⁰_В 2000 = 9,748 * 732 = 7135,5 ккал/м³;

Таблица №4. - Энтальпия продуктов сгорания:

Теор. кол-во	По газоходам Iг = Iог + (? - 1)Iв
н,oC	I0Г	I0В	Т = 1,05	КП = 1,075	ВЭ = 1,15
	ккал/м3	ккал/м3	I	I	I	I	I	? I
100	360,3	308,0			391,1		4065
200	727,2	620.0			773,7		820,2	413,7
300	1103,1	937,8			1173,4	399,7	1243,8	423,6
400	190,1	1261,4			1584,8	411.4
500	1887,0	1592,8			2006,5	421,7
600	2291,2	1932,1
700	2707,0	2281,0
800	3135,9	2632,0	3267,5
900	3573.6	2982,9	3722,7	455,2
1000	4018,9	3343,6	4186.1	463,4
1100	4465,3	3714,0	4651,0	464,4
1200	4914,8	4084,4	5119,0	468,0
1300	5376,5	4454,8	5599,2	480,0
1400	6314,0	5215,2	6088,7	489,5
1500	6788,8	5595,4	6574,8	486,1
1600	7266,9	5975,5	7068,6	493,8
1700	7747,1	5975,5	7565,7	497,1
1800	8235,1	6355,7	8064,9	499,1
1900	8235,0	6745,6	8572,3	507,4
2000	8720,7	7135,5	9077.5	505,2

3. Тепловой расчет котла ДКВР-6,5-13

Тепловой баланс.

Располагаемое тепло топлива: Q_н^р = 8170 ккал/м³.

Температура уходящих газов: н_ух = 130⁰C.

Энтальпия уходящих газов: I_ух130 = 550,7 ккал/м³.

Температура и энтальпия холодного воздуха: t _хв = 30°С.

I?_хв = 92,4 ккал/м³.

Потери тепла, %:

q₃ - от химического недожога топлива;

q₃ = 0,5%;

q₄ = 0% - от механической неполноты сгорания топлива;

q₅ = 2.3% -в окружающую среду q₅ = 2.3%.

q₄) = 550,7-1,2 * 92,4)(100-0) / 8170 = 5,4%

Коэффициент полезного действия котла:

= 100 - (q₂ + q₃ + q₄ + q₅) = 100-0,5-0-2,3-5,4 = 91,8%

Температура и энтальпия воды при Р = 15 кгс/см²:

t_пв = 102°C;

i_пв = l 02,32 ккал/кг.

Энтальпия насыщенного пара при Р = 13 кгс/см²:

i_нп = 665,3ккал/кг.

Полезно используемое тепло топлива в котловом агрегате:

Q_ка = D_нп (i_нп - i _пв) = 4,5 * 10³(665,3 - 10232) = 3659370 ккал/ч

Полный расход топлива:

В = = 659370400 / 8170 * 91,8 = 487,9 м³/ч

Коэффициент сохранения тепла:

= = 1- 2,3 / (91,8 + 2,3) = 0,976

Расчет топочной камеры.

Диаметр и шаг экранных труб:

- боковых экранов dxS = 51 x 80 мм;

- заднего экрана d₁xS₁ = 51 x 10 мм.

Площадь стен 58,4 м².

Объем топки и камеры 24,2 м².

Коэффициент избытка воздуха в топке: б_т = 1,05.

Температура и энтальпия дутьевого воздуха: t_в = 30°С.

I_в = 92,4 ккал/м³.

Тепло, вносимое воздухом в топку:

Qв = б_т * I?_хв = l,05 * 92,4 = 97,02 ккал / м³

Полезное тепловыделение в топке:

= = 8170 * (100-0,5) / 100 + 97,02 = 226,2 ккал/м³

Теоретическая температура горения:

н_а = 1832⁰С;

Т_а = 2105К.

Коэффициент: М = 0.46.

Температура и энтальпия газов на выходе из топки:

= 1000°С (предварительно принимается);

= 4186,1 ккал/м³.

Средняя суммарная теплоемкость продуктов сгорания:

= (8225,9-4186,1) / (1832-1000) = = 4,856 ккал/м³С

Эффективная толщина излучающего слоя:

S = 3,6 V_T / F_CT.-3,6 * 24,2 / 58,4 = l,492 м

Давление в топке для котлов, работающих без наддува: Р = 1 кгс/см².

Суммарное парциальное давление газов:

Рп = Р * r_п = 0,283 кг с / см²

Произведение:

P_nS = Pr_nS = 0,283 * 1,492 = 0,422 м кг с / см²

Коэффициент ослабления лучей:

- трехмерными газами.

к = k_г * r_п = 0,58 * 0,283 = 0,164 1 / (м/кг, с/см²)

kс = = 00,3 (2-1,05) (1,6 * 1273 / 1000-0,5) 2,987 = 0.131 1 / (мкг/с/см²)

Где:

= 0,12 = 0,12 * (·* 94,21 + ·* 2,33 + * 0,99 + * 0,37 + * 0,11) = 2,987

Коэффициент ослабления лучей для светящегося пламени:

к = к_гг_п + к_с = 0.164 + 0,131 = 0,295 1 / (м кг с / см²)

Степень черноты при заполнении всей топки:

- светящимся пламенем:

a_св = 1- = 0,356

- несветящимися трехатомными газами:

аг = 1- = 0,217

Коэффициент усреднения, зависящий от теплового напряжения топочного объема: m = 0.1. Степень черноты факела:

аф = m * асв + (1 - m) * аг = 0,1 * 0,3 56 + (1 -0,1) 0,217 = 0,2309

Степень черноты топки:

ат = = 0,349

Коэффициент, учитывающий снижение тепловосприятия вследствие загрязнения или закрытия изоляцией поверхностей: ж = 0,65.

Угловой коэффициент:

- для боковых экранов х = 0,9;

- для заднего экрана x = 0,78.

Коэффициент угловой эффективности:

- боковых экранов:

Шбок.эк = Х * ж = 0,9 * 0,65 = 0,585

- заднего экрана:

Шзад.эк = Х * ж = 0,78 * 0,65 = 0,507

Среднее значение коэффициента тепловой эффективности экранов:

Действительная температура газов на выходе из топки:

Энтальпия газов на выходе из топки: = 3866.4 ккал/м³.

Количество тепла, воспринятое в топке:

= 0,976(8226,2-3866,4) = 4255,2 ккал / м³

Расчет первого котельного пучка.

Расположение труб коридорное.

Число рядов труб по ходу газов 20.

Диаметр труб:

d_тр = 51 мм.

Шаги:

- поперечный S₁ = 100 мм;

- продольный S₂ = 110 мм.

Площадь поверхностей нагрева 104 м².

Площадь живого сечения для прохода газов 1.61 м².

Температура и энтальпия газов на выходе из котельного пучка:

х1? = 320⁰С;

I_г^” = 1255,7 ккал / м³.

Присосы в котельном пучке:

?б = 0,025.

Тепло, отданное газами по уравнению теплового баланса:

Q_б = ц (I_г^” - I_г^” + ? б I⁰_прс) = 0976 (3866,4 - 1255,7 + 0,025 * 92,4) = 2550,3 ккал/м³

Средняя температура потока газов в котельном пучке:

х_ср = х¹ х¹¹ / 2 = (931 + 320) / 2 = 625,5⁰С

Скорость дымовых газов:

= 487,9 * 11,69(625,5 + 273)73600 * 1,61 * 273 = 3,2 м/с

Коэффициент теплоотдачи конвекцией:

= = 28,0 * 1,0 * 1,0 * 1,03 = 28,84 ккал/м²ч°С

Где:

а_н - номогр. значение коэффициента;

c_z - поправка на число труб по ходу газов;

c_s - поправка на геометрическую компоновку пучка;

с_ф - поправка на температуру потока.

Эффективная толщина излучающего слоя:

S = 0,9d * (4 / р * S₁ S₂ / d²-1) = 0,9 * 0,051 * (4 / 3,14 * 0,1 * 0,11 / 0,051²-1) = 0,201

Произведение: Р_пS = 0,277 * 0_;201 = 0,056 мкгс/см².

Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами: k_г = 31 (мкгс/см²).

Суммарная оптическая толщина продуктов сгорания:

a = f * (Kps)

Коэффициент теплоотдачи излучением:

Коэффициент использования, учитывающий уменьшения тепловосприятия поверхности нагрева вследствие неравномерного омывания ее газами, частичного перетекания газов помимо нее и образование застойных зон: ж = 1,0. Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке:

б₁ = о(б_к + б_л) = 1.0(28,84 + 11,554) = 40,4 ккал/м²/ч/°С

Коэффициент теплопередачи:

К = ш * б ₁ = 85 * 40,4 = 34.3 ккал/м²/ч/°С

Коэффициент тепловой эффективности при:

?¹ >400 * °С : ш = 0,85

Температурный напор:

Тепловосприятие котельного пучка по уравнению:

= = 34,3 * 345,9 * 104 / 487,9 = 2529,1 ккал/м³/Q_б/Q_т = (2550,3 / 2529,1) * 100 = 100,8%

Расхождение между значениями тепловосприятий по уравнениям теплового баланса и теплопередачи не превышает 2%, расчет не уточняется.

Расчет второго котельного пучка.

Расположение труб коридорное.

Диаметр труб d_тр = 51 мм.

Шаги:

- поперечный S₁ = 100 мм;

- продольный S₂ = 110 мм.

Число рядов труб по ходу газов 20.

Площадь поверхностей нагрева 67 м².

Площадь живого сечения для прохода газов 0,95 м².

Температура и энтальпия газов на входе в котельный пучок:

н¹ = 320°C;

I_г¹¹ = 1255,7 ккал/м³.

Температура и энтальпия газов на выходе из котельного пучка (принимается):

н¹¹ = 233°С;

I_г¹¹ = 905,6 ккал/м³.

Тепло, отданное газами по уравнению теплового баланса:

Q_б = ц (I_г¹ - I_г¹¹ + ? б I⁰_прс) = 0,976(1255,7-905,6 + 0,025 * 92_;4) = 343,9 ккал/м³

Средняя температура потока газов в котельном пучке:

х_ср = х¹ * х¹¹ / 2 = (320 + 233) / 2 = 276,5°С

Скорость дымовых газов:

= 487,9 * 11,69(276,5 + 273)73600 * 0,95 * 273 = 3,4 м/с

Коэффициент теплоотдачи конвекцией:

= = 28,5 * 1,0 * 1,0 * 1,12 = 31,92 ккал/(м²/ч/°С)

Эффективная толщина излучающего слоя:

S = 0,9d (4 / р * S₁ * S₂ / d²-1) = 0,9 * 0,051(4 / 3,14 * 0,1 * 0,11 / 0,51²-1) = 0,201 м

Произведение: Р_пS = 0,277 * 0,201 = 0.056 м/кг/с/см².

Суммарная оптическая толщина излучающего слоя:

kPS = *PS = 3,6 * 0,277 * 1,0 * 0,201 = 0,2

Степень черноты продуктов сгорания:

a = (kPS);

а = 0,182.

Коэффициент теплоотдачи излучением:

= a * = 32 * 0,182 * 0,925 = 5,376 ккал / (м²/ч/°С)

Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке:

б ₁ = о * (б_к + б_л) = 1,0 * (31,92 + 5,376) = 37,3 ккал/(м²/ч/°С)

Коэффициент тепловой эффективности: ш = 0,9.

Коэффициент теплопередачи:

К = ш * б ₁ = 0,9 * 37,3 = 33,6 ккал/(м²/ч/°С)

Температурный напор:

Рисунок 1:

Тепловосприятие котельного пучка по уравнению теплопередачи:

= = 33,6 * 74,2 * 67 / 487,9 = 342,4 ккал / м³

Отношение:

Q_б / Q_т = 343.9 / 342,4 = 100.4%

Расхождение между значениями тепловосприятий по уравнениям теплового баланса и теплопередачи не превышает 2%, расчет не уточняется.

Расчет экономайзера.

Экономайзер конструкции ВТИ выполнен из чугунных труб с квадратными ребрами.

Диаметр труб d_тр = 76 мм.

Расположение труб коридорное.

Поперечный и продольный шаги S₂ = 150 мм.

Площадь поверхностей нагрева 236 м².

Площадь поперечного сечения для прохода газов 0,6 м².

Температура и энтальпия газов на входе в экономайзер:

н¹ = 233°С;

I_г¹ = 905,6 ккал/м³.

Температура и энтальпия газов на выходе из экономайзера:

н¹¹ = 130°С;

I_г¹ = 530,6 ккал/м³.

Тепло, отданное газами по уравнению теплового баланса:

Q_б = ц (I_г¹ - I_г¹¹ + ? б I⁰_прс) = 0,976 (905,6 - 530,6 + О,1 * 92,4) = 375,0 ккал/м³

Средняя температура потока газов в экономайзере:

х _ср = (х¹ + х¹¹) / 2 = (233 + 130) / 2 = 181,5°C

Скорость дымовых газов:

487,9 * 12,433 (181,5 + 273) / 3600 * 0,6 * 273 = 4,7 м/с

Коэффициент теплопередачи:

к = кН * сн = 13,2 * 1,039 = 13,7 ккал/(м²/ч/°С)

Температура и энтальпия воды на выходе из экономайзера:

i_в¹¹ = i_в¹ + Q₆B_p / D = 102,32 + 375 * 487,9 / 6,5 * 10³ = 130,5 ккал/м³.

Температура и энтальпия воды на входе в экономайзер:

t_в¹ = 102°C;

i_в¹ = 102,32 ккал/кг.

Средняя температура питательной воды:

t_в^ср = (t_в¹ + t_в¹¹) / 2 = (102 + 129,8) / 2 = 115,9°С

Рисунок 2:



Тепловосприятие экономайзера по уравнению теплопередачи:

= = 13,7 * 57,6 * 236 / 487,9 = 381,7

Q_б / Q_т = (381,7 / 375) * 100 = 101.8%

Расхождение между значениями тепловосприятий по уравнениям теплового баланса и теплопередачи не превышает 2%, расчет не уточняется.

Уточнение теплового баланса. Невязка теплового баланса:

?Q = Q_P^P + з_к.а - (Q_т + Q_кп1 + Q_кп11 + Q_вэ) * (100-q₄) / l 00 = 8170 * 0_,918 - (4255,2 + 2529,1 + 342,4 + 381,7) = 8,34

Относительная невязка теплового баланса:

(?Q / Q_P^P) * 100 = (8,34 / 8170) * 100 = 0,102%

Допустимая невязка баланса 0,5%, расчет не уточняется.

4. Аэродинамический расчет

Расчет проводится по нормативному методу «Аэродинамический расчет котельных установок». Целью аэродинамического расчета котлового агрегата (расчета тяги и дутья) является определение производительности тяговой и дутьевой систем и перепада полных давлений в газовом и воздушном трактах. Исходные данные:

1. Расход топлива - 487,9 м/ч;

2. Коэффициент избытка воздуха в уходящих газах - 1.2;

3. Температура уходящих газов - 130°С.

Расчет тяги:

1. Разрежение в топке: .

2. Площадь окна: F_окна = 1,32 м².

3. Скорость газов на входе в поворотную камеру:

487,9 * 11,442 * 1204 / 3600 * 1,32 * 273 = 502 м/с

4. Коэффициент сопротивления поворота: ж₉₀ = 1,0.

5. Местное сопротивление поворота: ?h_м90 = 1,0 * (5,22 * 0_,293 / 2 * 9,8) = 0,404 кг / м².

6. Площадь поворотной камеры: F_{пов.кам} = 1,03 м².

7. Скорость газов на выходе из поворотной камеры: W_r = (1,32 / l,03) * 5,2 = 6,7 м/c.

8. Скорость газов на входе в первый котельный пучок: W_r = (l,32 / l,61) * 5,2 = 4,3 м/с.

9. Средняя скорость газов: W_ср = (6,7 + 4,3) / 2 = 5,5 м/с.

10. Коэффициент сопротивления поворота: ж₁₈₀ = 2,0.

11. Местное сопротивление поворота на 180°:

?h_м180 = ж₁₈₀ * (W_r² * p / 2g) = 2,0 * (5,5² * 0.293 / 2 * 9,8) = 0,904 кг / м²

12. Скорость газов на входе во второй котельный пучок:

= 487,9 * 11.69 * 593 / 3600 * 0,95 * 273 = 3,6 м/с

13. Скорость газов на выходе из первого котельного пучка: W_r = (0,95 / l,61) * 3,6 = 2,l м / с.

14. Средняя скорость газов на повороте между котельными пучками: W_ср = (3,6 + 2,1) / 2 = 2,85 м/с.

15. Местное сопротивление второго поворота на 180°:

?h_м180 = ж₁₈₀ * (W_r² * p / 2g) = 2,0 * (2,85² * 0,599 / 2 * 9,8) = 0,496 кг / м²

16. Скорость газов на выходе из второго котельного пучка: W_r = (l,61 / 0,95) 3,6 = 3,2 м/c.

17. Местное сопротивление второго поворота на 90°:

?h_м90 = ж₉₀ * (W_r² * 0,705 / 2g) = l,0 * (3,2² * 0,705 / 2 * 9,8) = 0,368 кг/м²

18. Коэффициент сопротивления коридорного пучка при поперечном омывании при:

S₁ / d<S₂ / d

ж = ж ₀ * z₂ = 0,62 * 0,57 * 20 = 7,068

19. Скорость газов в первом котельном пучке: W_r = 3,2 м/c.

20. Местное сопротивление поперечного омываемых труб первого котельного пучка:

?h_м = ж * (W_r² * p / 2g) = 7,068 * (3,22 * 0,394 / 2 * 9_,8) = 1,455 кг / м² * 1

21. Коэффициент сопротивления второго котельного пучка:

ж = ж ₀ * z₂ = 0,62 * 0,478 * 20 = 5,927

22. Сопротивление поперечно омываемых труб второго котельного пучка:

?h_м = ж * (W_r² * p / 2g) = 5,927 * (3,42 * 0,648 / 2 * 9,8) = 2,265 кг / м²

23. Суммарное сопротивление котла:

У?h = 5,892 кг/м².

5. Расчет участка от котла до дымососа

1. Коэффициент сопротивления поворота на 30°:

ж₃₀ = ж₉₀ * (30 / 90) = 0_;3 * (30 / 90) = 0,1

2. Местное сопротивление поворота на 30°:

?h_м30 = ж * (W_r² * p / 2g) = 0,1(3,2² * 0,705 / 2 * 9,8) = 0,037 кг/м²

3. Коэффициент сопротивления первого конфузора: ж = 0,1

4. Скорость газов на выходе из первого конфузора: W_r = (1200 / 750) * 3.2 = 5.12 м/с.

5. Средняя скорость газов в конфузоре: W_cp = (3,2 + 5,12) 72 = 4,2 м/с.

6. Местное сопротивление первого конфузора:

?h_м = ж * (W_r² * p / 2g) = 0_;l * (4,22 * 0,705 / 2 * 9.8) = 0.063 кг / м³

7. Скорость газов на выходе из второго конфузора: W_r = 750 * 750 / 500 * 1000 = 5,7 м/с.

8. Средняя скорость дымовых газов во втором конфузоре: W_ср = (5,1 + 5,7 / 2) 72 = 5,4 м/с

9. Местное сопротивление второго конфузора:

?h_м = ж * (W_r² * p / 2g) = 0.1 * 5,4² * 0,705 / 2 * 9.8 = 0,105 кг / м²

10. Скорость газов на входе в экономайзер:

487,9 * 11,938 * 506 / 3600 * 0,6 * 273 = 5,0 м/с

11. Местное сопротивление поворота на 90:

?h_м90 = ж₉₀ * (W_r² * 0,705 / 2g) = 1,0 * (5,0² * 0,705 / 2 * 9,8) = 0,899 кг/м²

12. Средняя скорость газов в экономайзере (из теплового расчета котла): W_cp = 4,7 м/с.

13. Местное сопротивление поворота на 180° в экономайзере:

?h_м180 = ж₁₈₀ * (W_r² * p / 2g) = 2,0 * (4,7² * 0,785 / 2 * 9,8) = l,769 кг / м²

14. Коэффициент сопротивления пучков труб с квадратными ребрами при:

S_рб / d = 25 / 76 = 0,33 : ж = (l,80 + 2,75 * (h_рб / d)) * (l / (S₁ / d))(z₂-l)Re^-0,12 = 1,80 + 2,75 * (0,035 / 0,076) * (1 / (0,15 / 0,D76))(16-1) * 3825^-0,12 = 8,66

Где:

S_рб = 25 мм;

d = 76 мм;

h_рб = 35 мм;

z₂ = 16;

S₁ = 150 мм.

15. Сопротивление экономайзера:

?h_эк = ж * (W_r² * 0,705 / 2g) = 8.66 * (4,7² * 0,785 / 2 * 9,8) = 7,662 кг / м²

16. Скорость газов на выходе из экономайзера:

= 487,9 * 12,928 * 403 / 3600 * 0,6 * 273 = 4,3 м/с

17. Местное сопротивление второго поворота на 90°:

?h_м90 = ж₉₀ * (W_r² * 0,705 / 2g) = l,0 * 4,3² * 0,889 / 2 * 9,8 = 0,839 кг / м²

18. Скорость газов на входе в третий конфузор: W_r = 487,9 * 12,928 * 403 / 3600 * 0,5 * 1,0 * 273 = 5,2 м/с.

19. Скорость газов на выходе: W_r = (0,5 * 1,0 / 0,52 * 0,5) * 5,2 = 10 м/с.

20. Средняя скорость в конфузоре: W_r = (5,2 + 10) / 2 = 7,6 м/c.

21. Местное сопротивление конфузора:

?h_м = ж * (W_r² * p / 2g) = 0,1 * 7,6² * 0,889 / 2 * 9,8 = 0,262 кг/м²

22. Коэффициент сопротивления третьего поворота:

ж₉₀ = k? * ж₀ВС = 0,57 * 1,0 * 1.0 = 0,57

23. Местное сопротивление поворота:

?h_м90 = ж₉₀ * (W_r² * 0,705 / 2g) = 0,57 * (10² * 0,889 / 2 * 9,8) = 2,585 кг/м²

24. Коэффициент сопротивления шибера: ж = 0,1.

25.Скорость газов:

487,9 * 12,928 * 403 / 3600 * 0,196 * 273 = 13,2 м/с

26. Местное сопротивление шибера:

?h_м = ж * (W_r² * p / 2g) = 0,l * 13,2² * 0,889 / 2 * 9,8 = 0,79 кг/м²

27. Местное сопротивление четвертого поворота на 90°:

?h_м90 = ж₉₀ * (W_r² * 0,705 / 2g) = 0,3 * 13,2² * 0,889 / 2 * 9,8 = 2,371 кг / м²

28. Сопротивление трения на участке:

?h_тр = л (l / d₃) * (W²p / 2g) = 0,2 * [(l,665 / 0,795)* (4,8² * 0,705 / 2 * 9,8) + (0,943 / 0,589) * (7,6² * 0,889 / 2 * 9,8)] = 0,119 кг/м²

29. Суммарное сопротивление участка от котла до дымососа: У?h = 17,501 кг/м².

6. Расчет участка от дымососа до дымовой трубы

1. Коэффициент сопротивления диффузора за дымососом: ж = 0,425.

2. Скорость газов на входе в диффузор:

 = 487,9 * 12,928 * 403 / 3600 * 0,65 * 0,52 * 273 = 7,7 м/с

3. Скорость газов на выходе из диффузора: W_r = (0,65 * 0,52 / 0.9 * 0,7) * 7,7 = 4,l м/с.

4. Средняя скорость газов в диффузоре: W_cp = 7,7 + 4,1 / 2 = 5,9 м/с.

5. Сопротивление диффузора:

?h_м = ж * (W_r² * p / 2g) = 0,425 * (5,9² * 0,889 / 2 * 9,8) = 0,671 кг / м²

6. Сопротивление трения диффузора:

7. Сопротивление трения участка:

?h_тр = л* (l / d₃) * (W²p / 2g) = 0,02 * (4,3 / 0,488) * (4,1² * 0,889 / 2 * 98) = 0,083 кг/м²

d₃ = 2ab / a + b = 2 * 0,9 * 0,7 / (0,9 + 0,7) = 0,788

8. Суммарное сопротивление участка:

У?h = 0,779 кг/м².

9. Коэффициент сопротивления входа в дымовую трубу:

ж = 0,9.

10. Сопротивление входа в дымовую трубу:

?h_м = ж * (W_r² * p / 2g) = 0,9 * (4,1² * 0,889 / 2 * 9,8) = 0_;686 кг / м²

11. Сопротивление трения дымовой трубы:

?h_тр = (0,03 / 8sin(a / 2))(n²-1 / n²)(W₂² / 2g)p = 0,0075 * H_TP * W² * p / (d₁-d₂) * 2g = 0.004 * W₂² * p / i * 2g = 0,004 * 15,0² * 0,889 / 0,02 * 2 * 9,8 = 2,041

Где: i = 0,02 - средний уклон внутренних стенок трубы.

12. Потеря давления с выходной скоростью:

?h_вых = ж * (W_r² * p / 2g) = l,l(15² * 0,889 / 2 * 9,8) = l 1,226 кг/м²

13. Суммарное сопротивление дымовой трубы: У?h = 3,953 кг/м².

7. Расчет перепада полных давлений тракта

1. Суммарное сопротивление тракта: У?h = 38,0 кг/м².

2. Самотяга трубы: h_с¹ = 0,35 * 45 = 15,75 кг/м².

3. Перепад полных давлений:

?Н = h_m¹¹ + ?Н - Н_с = 2,0 + 38,0 - 15,75 = 24,25 кг/м²

На основании выполненного расчета тяги выбираем дымосос марки ДН-10:

Производительность - 31000 м³/ч;

Напор - 98 мм./вод./ст.;

8. Расчет всасывающего воздухопровода

1. Сечение всасывающей шахты: F_BC = 0,5 * 0,3 = 0,15 м².

2. Объем холодного воздуха:

V_хв = B_p * V0 * (б_T * ?б_T) * (t_хв + 273) / 273 * 3600 = 487,9 * 9,748 * (1,05 - 0,05) * (30 + 273) / 273 * 3600 = 1,5 м³/секунд

3. Скорость воздуха в шахте:

W_BC = V_хв / F_BC = 1,5 / 0,15 = 10 м/с

4. Коэффициент сопротивления входа в канал с прямыми выступающими кромками: ж _вых = 1,0.

5. Сопротивление входа:

?h _вх = ж_вх * (W_r² * p / 2g) = ж_вх * h_д = 1,0 * 5,9 = 5,9 кг/м²

h _д = W² * p / 2g

6. Скорость воздуха:

W = V_хв / F = 1,5 / 0,6 * 0,3 = 8,3 м/с

7. Коэффициент сопротивления поворота на 90° с изменением сечения:

ж₉₀ = k? * ж₀ * BC = 1,25 * 1,0 * 1,0 = 1,25

8. Местное сопротивление поворота:

?h ₉₀ = ж * h_д = 1,25 * 4,1 = 5,125 кг/м²

9. Скорость воздуха:

W^вх = V_хв / F_вх = 1,5 / 0,6 * 0,3 = 8,3 м/с

W^вых = V_хв / F_вых = 1,5 / 0,9 * 0,3 = 5,6 м/с

10. Коэффициент сопротивления диффузора с изменением сечения:

ж_диф = ц_р * ж_вых = 525 * 0,17 = 0,09

Где:

ц_р - коэффициент расширения.

11. Местное сопротивление диффузора: ?h _диф = 0,09 * 2,9 = 0,261 кг/м².

12. Скорость воздуха:

W^вх = V_хв / F_вх = 1,5 / 0,9 * 0,3 = 5,6 м/с

W^вых = V_хв / F_вых = 1,5 / 1,0 * 0,3 = 5,0 м/с

W^cp = (5,6 + 5,0) / 2 = 5,3 м/с.

13. Коэффициент сопротивления второго диффузора:

ж_диф = ц_р * ж_диф = ц_р * ж_вых = 0,32 * 0,02 = 0,0064

14. Сопротивление диффузора:

?h_диф = ж_диф * h_д = 0,0064 * 1,65 = 0,011 кг/м²

15. Скорость воздуха:

W = V_хв / F = 1,5 / 1 * 0,3 = 5 м/c

16. Коэффициент сопротивления поворота на 90°:

ж₉₀ = k? * ж₀ * BC = 1.4 * 1.0 * 1.0 = 1.4

17. Местное сопротивление поворота на 90°:

?h₉₀ = ж * h_д = l,4 * 1,45 = 2,03 кг/м²

18. Коэффициент сопротивления шибера: ж = 0,1.

19. Скорость воздуха:

W = V_хв / (рd² / 4) = l,5 / (3,14 * 0,72 / 4) = 3.9 м/c

20. Местное сопротивление шибера:

?h_шиб = ж_шиб * h_д = 0,1 * 0,95 = 0,095кг/м²

21. Суммарное сопротивление всасывающего воздухопровода: У?h = 13,422 кг/м.

22. Сопротивление трения участка:

энтальпия газ экономайзер

?h_тр = лlh_д / d_э = 0,02 [0,06 * 5,9 / 0375 + 1,5 * 4 / 0,4 + 0,65 * 2,9 / 0,425 + 035 * 1,65 / 0,455 + 1,1 * 1_,45 / 0,46 + 0,5 * 0,095 / 0,7] = 0,681 кг/м²

23. Суммарное сопротивление всасывающего воздухопровода: У?h_м = 11,103 кг/м.

Размещено на Allbest.ru

...