Тепловой расчет котельного агрегата

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

"ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ»

Кафедра "Теплотехника и тепловые установки"

Курсовой проект

«Тепловой расчет котельного агрегата ДЕ-4-1,4-ГМ»

Выполнил

студент группы ПТЭ-013

Белов Д.А

Проверил:

Крылов В.И

Санкт-Петербург - 2013



Содержание

Введение

1. Исходные данные

2. Топливо. Состав топлива и определение его теплоты сгорания

3. Определение количества воздуха ,необходимого для горения, и количества продуктов сгорания топлива. Построение I-х-диаграммы

3.1 Выбор коэффициента избытка воздуха в топке и величин присосов воздуха по газоходам

3.2 Определение объемов воздуха и продуктов сгорания при б=1

3.3 Определение действительных объемов воздуха и продуктов сгорания при б>1

3.4 Определение энтальпий воздуха и продуктов сгорания. Построение I-х-диаграммы

4. Оценка технико-экономических показателей котлоагрегата

4.1 Тепловой баланс котлоагрегата

4.2 Определение КПД котлоагрегата и расхода топлива

5. Расчет теплообмена в топке котлоагрегата

5.1 Расчет теплообмена в топочной камере

6. Расчет конвективных элементов котлоагрегата

6.1 Расчет испарительного пучка

6.2 Расчет водяного экономайзера

Список использованной литературы



Введение

Газомазутный вертикально-водотрубный паровой котел типа Е (ДЕ) паропроизводительностью 4 т/ч (рис. 1) предназначен для выработки насыщенного или слабоперегретого пара, идущего на технологические нужды промышленных предприятий, в системы отопления, вентиляции и горячего водоснабжения.

Основными составными частями котла являются верхний и нижний барабаны, конвективный пучок, фронтовой, боковые и задний экраны, образующие топочную камеру.

Диаметр верхнего и нижнего барабанов - 1000 мм. Расстояние между барабанами - 2750 мм (максимально возможное по условиям транспортировки блока по железной дороге). Длина цилиндрической части барабанов котла - 2250 мм. Топочная камера котла размещается сбоку от конвективного пучка, оборудованного вертикальными трубами, развальцованными в верхнем и нижнем барабанах. Ширина топочной камеры по осям боковых экранных труб - 1790 мм. Глубина топочной камеры составляет - 1930 мм.

Трубы перегородки правого бокового экрана, образующего также под и потолок топочной камеры, вводятся непосредственно в верхний и нижний барабаны. Концы труб заднего экрана привариваются к верхнему и нижнему коллекторам 1596 мм. Трубы фронтового экрана привариваются к коллекторам 1596 мм.

Для доступа внутрь барабанов в переднем и заднем днищах имеются лазовые затворы. Изготовляются барабаны из стали 16ГС (ГОСТ 5520-69).

В водном пространстве верхнего барабана находятся питательная труба и труба для ввода фосфатов, в паровом объеме - сепарационные устройства. В нижнем барабане размещаются устройство для парового прогрева воды в барабане при растопке и патрубки для спуска воды, труба непрерывной продувки.

Котел выполнен с одноступенчатой схемой испарения.

Конвективный пучок отделен от топочной камеры газоплотной перегородкой, в задней части которой имеется окно для входа газов в пучок. Перегородка выполнена из плотно поставленных с шагом S=55 мм и сваренных между собой труб 512,5 мм. При входе в барабаны трубы разводятся в два ряда. Места разводки уплотняются металлическими проставками и шамотобетоном. Конвективный пучок образован коридорно-расположенными вертикальными трубами 512,5 мм, развальцованными в верхнем и нижнем барабанах. Шаг труб вдоль барабана - 90 мм, поперечный шаг - 110 мм. Для поддержания необходимого уровня скоростей газов в конвективном пучке устанавливаются продольные ступенчатые перегородки, а также изменяется ширина пучка (890 мм).

Контуры боковых экранов и конвективного пучка замкнуты непосредственно на барабаны. Контуры заднего и фронтового экранов котла соединяются с барабаном через промежуточные коллекторы: нижний раздающий (горизонтальный) и верхний - собирающий (наклонный).

В качестве первичных сепарационных устройств первой ступени испарения используются установленные в верхнем барабане направляющие щиты и козырьки, обеспечивающие выдачу пароводяной смеси на уровень воды. В качестве вторичных сепарационных устройств первой ступени котла применяется дырчатый лист. Сепарационными устройствами второй ступени испарения являются продольные щиты, обеспечивающие движение пароводяной смеси сначала на торец, а затем вдоль барабана к поперечной перегородке, разделяющей отсеки. Отсеки ступенчатого испарения сообщаются между собой по пару через окно над поперечной перегородкой, а по воде - через подпиточную трубу, расположенную в водяном объеме.

Плотное экранирование боковых стен (шаг труб S=55 мм), потолка и пода топочной камеры позволяет на котле применить легкую изоляцию в два-три слоя изоляционных плит общей толщиной 100 мм, укладываемую на слой шамотобетона по сетке толщиной 15-20 мм. Обмуровка фронтовой и задней стен выполняется облегченной из шамотобетона 65 мм и изоляционных плит общей толщиной 100 мм.

Отбойные щиты, направляющие козырьки, жалюзийные сепараторы и дырчатые листы выполняются съемными для возможности полного контроля и ремонта вальцовочных соединений труб с барабаном и самого барабана. Все сепарационные устройства крепятся к полухомутам, приваренным к барабану, с помощью шпилек и гаек. Разборка и сборка жалюзийных сепараторов и дырчатых листов выполняется поэлементно. Разборка отбойных щитов начинается с нижнего щита. Сборка сепарационных устройств осуществляется в обратной последовательности.

При сборке паросепарационных устройств, следует обратить внимание на создание плотности в местах соединения отбойных щитов между собой и в местах крепления их к полухомутам, а также в местах присоединения направляющих козырьков к полосе со шпильками: установить новые паронитовые прокладки, смазанные графитом.

При необходимости корректировки водно-химического режима котлов ввод фосфатов следует предусмотреть линию между экономайзером и котлом.

На котле предусмотрена непрерывная продувка из нижнего коллектора заднего экрана (в случае, когда задний экран имеет коллектора). Если задний экран топки выполнен из С-образных Ш51 мм, периодическая продувка котлов совмещена с непрерывной, осуществляемой из фронтового днища нижнего барабана: врезку трубопровода периодической продувки рекомендуется выполнить в промежутке между запорным и регулирующим органом на линии непрерывной продувки.



Рис. 1. Конструкция парового котла ДЕ 4-1,4:

а) продольный разрез; б) горизонтальный разрез (план); в) поперечный разрез: 1 - верхний барабан; 2 - ввод питательной воды; 3 - пароприемный сепаратор; 4 - выход пара; 5 - предохранительный клапан; 6 - манометр; 7 - водомерное стекло; 8 - непрерывная продувка; 9 - периодическая продувка; 10 - нижний барабан; 11 - трубы конвективного пучка. 12 - перегородка; 13 - обдувочный аппарат; 14 - топочная камера; 15 - горелка; 16 - боковой экран; 17 - задний экран; 18 - опускные трубы; 19 - огнеупорный кирпич



1. Исходные данные

Котел: ДЕ-4-1,4-ГМ топливо - мазут;

Мазут:

,

Техническая характеристика котельного агрегата:

паропроизводительность - 4 т/ч(1,1 кг/с);

p - давление в барабане котла - 1,4 МПа;

на входе в экономайзер 100°С;

Расчет ведется по Нормативному методу.

продувка;

Топка:

объем топочной камеры;

лучевоспринимающая поверхность нагрева;

,

· Ширина топочной камеры 1790 мм

· Высота топочной камеры 2400 мм

· Глубина топочной камеры 1930 мм

· Межцентровое расстояние барабанов 2750 мм

,

Экранные трубы:

,

продольный шаг;

Котельный пучок:

Расположение труб коридорное

поверхность нагрева труб;

живое сечение труб;

поперечный шаг;

продольный шаг;

Водяной чугунный оребренный экономайзер:

Чугунная конструкция ВТИ

площадь с оребренной стороны;

живое сечение одной трубы;

температура на входе воды в экономайзер;

температура уходящих газов;

температура кипения воды при давлении 1,4 МПа;

Присосы воздуха:

;

,

,

В соответствии с Нормативным методом.



2. Топливо. Состав топлива и определение его теплоты сгорания

Из таблиц Нормативного метода [2] определяем состав рабочей массы заданного жидкого топлива.

,

,

Низшая теплота сгорания ,кДж/ГК, рабочей массы жидкого топлива вычисляется по формуле Д.И. Менделеева:

,

,

,



3. Определение количества воздуха ,необходимого для горения, и количества продуктов сгорания топлива. Построение I-х-диаграммы

3.1 Выбор коэффициента избытка воздуха в топке и величин присосов воздуха по газоходам

Для выбранной камеры сгорания и заданного топлива принимаем коэффициент избытка воздуха на выходе из камеры сгорания -бт=1,1 [2].

Присосы воздуха по газоходам выбираем в соответствии с конструкцией котлоагрегата и рекомендациями[2,табл.16].

,

,

3.2 Определение объемов воздуха и продуктов сгорания при б=1

Теоретический объем воздуха, м3/кг

,

,

объем трехатомных газов, м3/кг

,

,

теоретический объем азота, м3/кг



,

,

Теоретический объем водяных паров , м3/кг

,

,

Теоретический объем продуктов сгорания топлива представляет сумму объема трехатомных газов, теоретического объема азота и теоретического объема водяных паров,:

,

.

3.3 Определение действительных объемов воздуха и продуктов сгорания при б>1

Действительные объемы продуктов сгорания отличаются от теоретических на величину объемов воздуха и водяных паров, поступающих в котел с избытком воздуха в виде его присосов через неплотности газоходов. Так как присосы воздуха не содержат трехатомных газов CO2 и SO2 ,то объем этих газов не зависит от коэффициента избытка воздуха, остается неизменным и равен теоретическому во всех газоходах котла.

Избыточное количество воздуха, водяных паров и суммарный объем дымовых газов,, для каждого газохода определяем , используя формулы:

,

,

,

где средний коэффициент избытка воздуха в газоходе для каждой поверхности нагрева при принятых значениях коэффициентов избытка воздуха перед газоходом - и после него - .

Объемные доли трехатомных газов и водяных паров, а также их суммарную объемную долю находим с помощью следующих формул:

,

,

,

Результаты расчета действительных объемов продуктов сгорания по газоходам котла заносим в табл.3.1.

Топка:

,

,

,

,

,

,

,

Конвективные пучки:

,

,

,

,

,

,

,

Экономайзер:

,

,

,

,

,

,

Таблица 3.1.

Величины и расчетные формулы	Теоретические объемы,: ;;;;;
	Газоходы
	Топка	Конвективные пучки	Экономайзер
Коэффициент избытка воздуха за газоходом б''	1,1	1,15	1,25
Средний коэффициент избытка воздуха	1,05	1,125	1,2
Избыточное количество воздуха,,	0,53	1,32	2,11
Объем водяных паров,,	1,52	1,53	1,54
Полный объем продуктов сгорания,,	11,96	12,76	13,56
Доля водяных паров,	0,127	0,12	0,114
Доля трехатомных газов,	0,132	0,124	0,117
Суммарная объемная доля,	0,259	0,244	0,231

3.4 Определение энтальпий воздуха и продуктов сгорания. Построение I-х-диаграммы

Энтальпии воздуха и продуктов сгорания рассчитываем на 1 кг жидкого топлива в кДж/кг.

Энтальпия теоретического объема воздуха определяем из выражения

,

Энтальпия теоретического объема продуктов сгорания рассчитываем по формуле

,

где ,,,-теплоемкости воздуха, трехатомных газов, азота, водяных паров, кДж/(м3·°С).

Энтальпия действительных объемов продуктов сгорания определяем по уравнению

.

Произведение является энтальпией избыточного количества воздуха .

Значения энтальпий воздуха продуктов сгорания ,, при соответствующих температурах принимаем по табл.3.2.[1].

Для принятой конструкции котлоагрегата и соответствующих значений коэффициентов избытка воздуха производим расчеты энтальпий продуктов сгорания в каждом элементе котла, задаваясь ориентировочными значениями температур для рассчитываемого газохода, и результаты расчета помещаем в табл.3.2.

Топочная камера:

,

2100°С?

1900°С?

1700°С?

1500°С?

1300°С?

1100°С?

900°С?

700°С?

,

2100°С?

1900°С?

1700°С?

1500°С?

1300°С?

1100°С?

900°С?

700°С?

,

2100°С?

1900°С?

1700°С?

1500°С?

1300°С?

1100°С?

900°С?

700°С?

Конвективные пучки:

,

1100°С?

900°С?

700°С?

500°С?

300°С?

,

1100°С?

900°С?

700°С?

500°С?

300°С?

,

1100°С?

900°С?

700°С?

500°С?

300°С?

Водяной экономайзер:

,

700°С?

500°С?

300°С?

100°С?

,

700°С?

500°С?

300°С?

100°С?

,

700°С?

500°С?

300°С?

100°С?

Таблица 3.2.

Поверхность нагрева	бср	х ,°C	Iв0	Iг0	Iг
Топочная камера	1,05	2100	34203,1	40575,39	42285,55
	1,05	1900	30658,3	36301,64	37834,56
	1,05	1700	27155,7	32053,4	33411,19
	1,05	1500	23705,85	27871,23	29056,52
	1,05	1300	20245,45	23748,44	24760,71
	1,05	1100	16880	19739,02	20583,02
	1,05	900	13556,75	15800,83	16478,67
	1,05	700	10360,1	11968,95	12486,96
Конвективные пучки	1,125	1100	16880	19739,02	21849,02
	1,125	900	13556,75	15800,83	17495,42
	1,125	700	10360,1	11968,95	13263,96
	1,125	500	7237,3	8336,33	9240,99
	1,125	300	4262,2	4864,64	5397,42
Водяной экономайзер	1,2	700	10360,1	11968,95	14040,97
	1,2	500	7237,3	8336,33	9783,79
	1,2	300	4262,2	4864,64	5717,08
	1,2	100	1403,15	1580,81	1861,44

По результатам расчета строится I-х-диаграмма. Значения температур откладываются по оси абсцисс, а соответствующие им значения энтальпий продуктов сгорания для соответствующего коэффициента избытка воздуха - по оси ординат. Значения энтальпий при соответствующих коэффициентах избытка воздуха соединяются линиями.



4. Оценка технико-экономических показателей котлоагрегата

4.1 Тепловой баланс котлоагрегата

Составление теплового баланса котлоагрегата заключается в установлении равенства между поступившим в агрегат количеством теплоты (располагаемая теплота),суммой полезно используемой теплоты теплопотерь ,,,,,кДж/кг.

.

Это же уравнение, % , по отношению к представим в виде:

,

где потери теплоты с уходящими газами;

потери теплоты от химической неполноты сгорания;

потери теплоты от механической неполноты сгорания (при сжигании мазута отсутствует);

потери теплоты от наружного охлаждения;

потери с физической теплотой шлака (при сжигании мазута отсутствует).

Располагаемую теплоту определяем по формуле для жидкого топлива,кДж/кг:

,

где низшая теплота сгорания жидкого топлива, кДж/кг;

физическая теплота, внесенная с подогретым топливом, кДж/кг;

теплота, вносимая в агрегат при паровом распылении жидкого топлива, кДж/кг;

Физическую теплоту топлива, кДж/кг, учитываем обычно при сжигании мазута при его предварительном подогреве от постороннего источника теплоты и определяем с помощью формулы:

,

где температура топлива,°С;°С;

удельная теплоемкость топлива, кДж/кг;

В этом случае теплоемкость мазута можем определить с помощью уравнения:

,

кДж/кг·°С,

, кДж/кг.

Теплоту, кДж/кг, вносимую в агрегат через форсунку при паровом распылении жидкого топлива, находим по формуле:

,

где энтальпия пара, расходуемого на распыление мазута, кДж/кг;

, кДж/кг;

, кДж/кг;

,

,.



Потери теплоты с уходящими газами определяем по формуле, %:

,

где энтальпия теоретического объема холодного воздуха при

,.

-энтальпия ходящих газов, определенная с помощью I-х-диаграммы по значению температуры уходящих газов топливо сгорание котлоагрегат экономайзер

коэффициент избытка воздуха на выходе из котлоагрегата.

,

,

Потери теплоты от наружного охлаждения парового котла находим, испорльзуя данные табл.4.1.[1]?

В соответствии с Нормативным методом [2] принимаем .

4.2 Определение КПД котлоагрегата и расхода топлива

Коэффициентом полезного действия котлоагрегата (КПД) парового котла называют отношение полезной теплоты к располагаемой теплоте. Не вся полезная теплота, выработанная котлоагрегатом, направляется к потребителю. Часть этой теплоты в виде пара и электрической энергии расходуется на собственные нужды. Под расходом на собственные нужды понимают расход всех видов энергии, затраченной на производство пара. Поэтому различают КПД брутто и нетто. Если КПД агрегата определяют по выбранной теплоте, то его называют брутто, а если по отпущенной теплоте - нетто.

При тепловом расчете парового котла тепловой баланс составляют для определения КПД брутто и расчетного расхода топлива.

КПД парового котла находим по уравнению обратного баланса, %:

,

,

Расход топлива ,кг/с, подаваемого в камеру сгорания, определяем по формуле:

,

где кг/с - паропроизводительность парогенератора;

? энтальпия воды при температуре кипения (определяется по таблицам [3]).

энтальпия питательной воды, ;

? температура питательной воды;

,

расход продувочной воды, кг/с;

величина продувки;

,

энтальпия насыщенного пара,

,

где ? энтальпия сухого насыщенного пара;

?скрытая теплота парообразования(выбираем по таблице [3] в зависимости от давления в барабане котла);

массовая степень сухости;

,

,



5. Расчет теплообмена в топке котлоагрегата

Топка представляет собой замкнутую камеру для сжигания топлива и одновременно теплообменный аппарат для передачи теплоты парообразующим поверхностям нагрева, которые расположены в ней.

Передача теплоты в топке осуществляется излучением. Телом, излучающим теплоту, является факел (пламя).Лучистую теплоту воспринимают трубные экраны, расположенные по стенкам топки, и продукты сгорания топлива. Если бы в топке отсутствовал теплообмен, т.е. имел бы место адиабатный процесс между факелом и трубными экранами, то вся теплота, выделяемая при горении, затрачивалась бы только н6а нагревание продуктов сгорания топлива. В этом случае топочные газы имели бы максимально возможную температуру , называемую теоретической, или адиабатной, температурой горения ха.днако под действием процессов теплообмена, существующих в действительности, температура газов по мере их движения в топке понижается и на выходе из топки принимает значение х”т.

5.1 Расчет теплообмена в топочной камере

1.Определяем степень экранирования топки:

,

,

2.Принимаем коэффициент загрязнения поверхностей нагрева о , учитывающий снижение тепловосприятия экранными поверхностями вследствие их загрязнения наружными отложениями или закрытия огнеупорной массой, о=0,5 для открытых гладкотрубных и плавниковых экранов при сжигании мазута.

3.Определяем коэффициент тепловой эффективности экрана:

,

.

где x - угловой коэффициент экрана:

= 1 - 0,2(S/d - 1)=1 - 0,2*(55/51 - 1) = 0,984.

где угловой коэффициент экрана.

Коэффициент ш характеризует отношения количества лучистой теплоты, воспринимаемой экранами, к падающему на экраны тепловому потоку.

4.Находим эффективную толщину, м, излучающего слоя s :

,

,

5.Определяем относительное положение максимума температуры топочных газов xт по формуле:

,

,

высота расположения горелок,данные с чертежа.

6.Вычисляем параметр M ,учитывающий распределение температуры по высоте топочной камеры и характеризующий влияние максимума температуры пламени на эффект суммарного теплообмена. Параметр M зависит от вида топлива, способа его сжигания и значения при сжигании мазута:

,

,

7.Принимаем предварительное (в первом приближении) значение температуры продуктов сгорания на выходе из топки ? х”т,°С. Для камерных топок при сжигании мазута х”т=960°С.

8.Для принятой температуры х”т=960°С определяем с помощью I-х-диаграммы энтальпию продуктов сгорания на выходе из топки ,кДж/кг.

,

9.Подсчитываем полезное тепловыделение в топке ,кДж/кг.

,

кДж/кг.

10.Определяем с помощью I-х-диаграммы теоретическую (адиабатную) температуру горения °С по значению , равному энтальпии продуктов сгорания ,кДж/кг.

кДж/кг.

,

11.Находим значение средней суммарной теплоемкости продуктов сгорания,кДж/(кг°С).

,

,

где соответственно адиабатная температура горения и температура продуктов сгорания на выходе из топки , К.

12.Определяем суммарное парциальное давление трехатомных газов ,МПа:

,

где давление в топке котла;

суммарная объемная доля трехатомных газов и водяных паров.

,

13.Коэффициент ослабления лучей , (мМПа)-1 , трехатомными газами определяют по формуле:

,

где объемная доля водяных паров;

эффективная толщина излучающего слоя, м.

14.Коэффициент ослабления лучей, (мМПа)-1 ,несветящейся частью топочной среды находим по формуле:

,

,



15.Коэффициент ослабления лучей, сажистыми частицами находим по формуле:

,

где содержание углерода и водорода в рабочей массе жидкого топлива.

,

16.Определяем коэффициент ослабления лучей , светящейся частью топочной среды:

,

,

При сжигание жидкого топлива является коэффициентом ослабления лучей топочной средой, т.е.

17.Определяем степень черноты факела

,

,

где коэффициент усреднения, характеризующий долю топочного объема, заполненного светящейся частью факела;

степень черноты светящейся части факела и несветящихся трехатомных газов газомазутного пламени.

,

,

,

,

Значение коэффициента принимаем в зависимости от вида сжигаемого топлива и удельной тепловой нагрузки топочного объема (для мазута):

при ;

при

,

18.Определяем степень черноты топки ,для камерных топок при сжигании жидкого топлива:

,

,

19.Определяем коэффициент сохранения теплоты , учитывающий долю потери теплоты от наружного охлаждения :

,

,

20.Рассчитываем действительную температуру на выходе из топки х”т,°С:



.

,

Полученное значение температуры сравниваем с температурой, принятой ранее в первом приближении .Разность между этими температурами не превышает 100.Действительное значение удовлетворяет требованиям расчета.

21.По рассчитанной температуре с помощью I-х-диаграммы находим действительное значение энтальпии продуктов сгорания на выходе из топки

,

Полученное значение используем для расчета количества теплоты ,, переданной излучением от продуктов сгорания поверхностям экранных труб:

,

,

22.Определяем удельные нагрузки лучевоспринимающих поверхностей топки, топочного объема:

удельное энерговыделение объема топочной камеры,

,

,

,

,

6. Расчет конвективных элементов котлоагрегата

6.1 Расчет испарительного пучка

1.Принимаем предварительное значение температуры газов за пучком

2.Определяем теплоту, отданную продуктами сгорания ,для производительности D?50 т/ч:

,

где присос воздуха на участке газохода, где расположен испарительный пучек;

,

3.Находим среднюю расчетную температуру, °С, газового потока в конвективном газоходе испарительного шахматного пучка:

,

,

4.Определяем температурный напор между продуктами сгорания и нагреваемой средой, °С.

,

,

где температура нагреваемой среды, °С.

Для парового котла , °С, принимают равным температуре кипения воды при давлении в котле по таблицам из справочной литературы[2],[3].

5.Подсчитываем среднюю скорость ,м/с, продуктов сгорания в пучке труб:

,

где объем продуктов сгорания,;

живое сечение испарительного пучка.

,

6.Определяем коэффициент теплообмена конвекцией , для поперечно омываемого шахматного пучка:

,

где коэффициент теплопроводности газов,

коэффициент кинематической вязкости,

число Прандтля,

поправки на компоновку пучка труб на число труб по ходу газов.

Значения принимаем при средней температуре газов в газоходе , °С[2].

Сs = (1 + (2(S1/dн) - 3)(1 - (S2/dн)/2)3)-2 = (1 + (2*2,157 - 3)(1 - (1,8/2)3)-2 = 0,996;

Поправка на число рядов труб по ходу газов

,

7.Определяем коэффициент теплообмена излучением

,

где степень черноты загрязненных стенок лучевоспринимающих поверхностей. Принимаем .

степень черноты потока газов при средней температуре газов в испарительном пучке;

показатель степени , принимаемый для жидкого топлива равным 3,6.

абсолютная средняя температура газов ,К, в испарительном пучке.

,

абсолютная температура ,К, загрязненных наружных поверхностей труб;

температура наружных поверхностей стенок труб при сжигании жидкого топлива,°С.

,

,



Степень черноты потока газов находим по формуле:

,

где суммарная оптическая толщина продуктов сгорания.

давление в газоходах потока;

эффективная толщина излучающего слоя, м:

,

,

коэффицент ослабления лучей газовой средой,

,

где коэффициент ослабления лучей , (мМПа)-1 , трехатомными газами определяют по формуле:

,

где объемная доля водяных паров;

,

где давление в топке котла;

суммарная объемная доля трехатомных газов и водяных паров.

,

температура на выходе продуктов сгорания из конвективного пучка.

,

,

,

,

8.Коэффициент теплообмена вычисляем по формуле

,

где для конвективных пучков с движением газов в горизонтальной плоскости (котлы ДЕ,ДК и ДКВР);

,

9.Определяем коэффициент теплопередачи в испарительном пучке ,

,

где коэффициент тепловой эффективности в зависимости от вида сжигаемого топлива( для мазута).

,

10.Рассчитываем средний температурный напор ,°С.



,

где

,

,

,

11.Определяем тепловосприятие испарительного пучка по уравнению теплопередачи:

,

.

12.Проверка правильности выполненных рачётов:

,

6.2 Расчет водяного экономайзера

1.Определяем теплоту, кДж/кг, воспринятую экономайзером от продуктов сгорания:

,

где кДж/кг находим по I-х-диаграмме;

,



2.Определяем энтальпию воды после водяного экономайзера, используя уравнение теплового баланса

,

где

расход продувочной воды, кг/с.

,

159,6°C ?экономайзер чугунный, т.к. температура воды после экономайзера на 20…40 °С ниже температуры кипения воды в барабане.

3.Определяем среднелогарифмический температурный напор, °С, используя уравнения противоточной схемы:

?разность температур на входе газов в экономайзер, °С:

,

,

?разность температур на выходе газов из экономайзера, °С:

,

,

,

,

4.Живое сечение экономайзера определяем с помощью формулы,



,

где объем газа в пучке экономайзера ,;

средняя температура газов в пучке,

,

скорость газов в пучке экономайзера, м/с;

;

,

5.Используя полученное значение , находим действительную скорость, м/с, продуктов сгорания в экономайзере:

,

,

6.Определяем коэффициент теплопередачи водяного экономайзера,.

Для чугунных экономайзеров коэффициент теплопередачи вычисляем с помощью номограммы[2].

;

7.Рассчитываем площадь поверхности нагрева, водяного экономайзера:



,

,

8.По полученному значению принимаем окончательные конструктивные характеристики экономайзера:

?

,

где площадь поверхности нагрева с газовой стороны одной трубы,

,

?число рядов:

,

где число труб в одном ряду:

,

где площадь живого сечения, для прохода газов одной трубы.

,

,

В заключение теплового расчета котлоагрегата определяем сходимость теплового баланса:

,

,

,

,



Список использованной литературы

1. Крылов В.И. Основы теплового расчета котельных агрегатов. Учебное пособие. ? СПб.: ПГУПС, 2002.?53с.

2. Тепловой расчет котельных агрегатов. Нормативный метод. - М.: Энергия, 1973.?295 с.

3. Александров А.А. Таблицы теплофизических свойств воды и водяного пара: Справочник - М.:МЭИ. 1999. ?168 с.

Размещено на Allbest.ru

...