Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Курсовой проект

Тепловой расчет парового котла

Введение

экономайзер тепловой топка тепловой

Паровой котёл - это устройство, в котором для получения пара требуемых параметров используют теплоту, выделяющуюся при сгорании органического топлива или отходящих газов.

По виду пароводяного тракта различают барабанные и прямоточные котлы. В барабанных котлах пароводяная смесь в замкнутом контуре (барабаны, коллекторы и испарительные поверхности нагрева) проходит многократно.

Питательная вода после экономайзера подаётся в барабаны, где смешивается с котловой водой (водой, заполняющей барабаны). Верхняя часть объёма барабанов заполнена паром, нижняя - водой. Смесь котловой и питательной воды по опускным необогреваемым трубам из барабанов поступает в нижние распределительные коллекторы, питающие испарительные поверхности (топочные экраны). Вода, поднимаясь по трубам этих поверхностей, воспринимает теплоту от продуктов сгорания топлива (топочных газов), нагревается до температуры насыщения, а затем частично испаряется. Из обогреваемых труб полученная пароводяная смесь поступает в барабаны, где происходит разделение пара и воды. Уровень воды (зеркало испарения) делит барабан на водный и паровой объёмы. Из последнего пар по трубам, расположенным в верхней части барабанов, направляется в пароперегреватель. Вода же, смешиваясь в водяном объёме с питательной водой, поступающей из экономайзера, вновь направляется в опускные трубы.

ДКВР - двухбарабанный паровой котел, вертикально-водотрубный, реконструированный с естественной циркуляцией и уравновешенной тягой, предназначен для выработки насыщенного пара.

Расположение барабанов продольное. Движение газов в котлах горизонтальное с несколькими поворотами или без поворотов, но с изменением сечения по ходу газов.

Котлы относятся к системе котлов горизонтальной ориентации, т.е. увеличение паропроизводительности идет за счет их развития в длину и ширину при сохранении высоты.

Котлы выпускаются Бийским котельным заводом производительностью 2,5; 4; 6,5; 10 и 20 т./ч. с избыточным давлением пара на выходе из котла (для котлов с пароперегревателем - давление пара за перегревателем) 1,3 МПа.

Газомазутные котлы типа ДКВР имеют камерную топку.

Котлы паропроизводительностью 2.5; 4; 6,5 т/ч выполняются с удлиненным верхним барабаном.

Газомазутные котлы ДКВР - 2,5; 4; 6,5 т/ч с избыточным давлением 1,3 МПа выпускаются с низкой компоновкой в тяжелой и облегченной обмуровке.

Котлы ДКВР - 2,5; 4; 6,5; 10 т/ч с удлиненным барабаном поставляются в полностью собранном виде без обмуровки.

Котлы с удлиненным верхним барабаном имеют одну ступень испарения, с коротким верхним барабаном - две ступени испарения.

Котлы ДКВР - 2,5; 4; 6,5; т/ч в топке имеют два боковых экрана - фронтового и заднего экранов у них нет.

Трубы боковых экранов завальцованы в верхнем барабане. Нижние концы труб баковых экранов приварены к нижним коллекторам (камерам), которые расположены под выступающей частью верхнего барабана возле обмуровки боковых стен. Для создания циркуляционного контура передний конец каждого экранного коллектора соединен опускной не обогреваемой трубой с верхним барабаном, а задний конец - перепускной (соединительный) трубой с нижним барабаном.

Вода поступает в боковые экраны одновременно из верхнего барабана по передним опускным трубам и из нижнего барабана по перепускным трубам. Такая схема питания боковых экранов повышает надежность работы котла при понижении уровня воды в верхнем барабане и повышает кратность циркуляции. Верхние концы труб экранов завальцованы в верхний барабан, а нижние - в коллекторы.

Циркуляция в кипятильных трубах конвективного пучка происходит за счет бурного испарения воды в передних рядах труб, так как они ближе расположены к топке и омываются более горячими газами, чем задние, вследствие чего в задних трубах, расположенных на выходе из котла, вода идет не вверх, а вниз.

Камера догорания отделяется от конвективного пучка шамотной перегородкой, устанавливаемой между первым и вторым рядами кипятильных труб, в следствие чего первый ряд конвективного пучка является одновременно и задним экраном камеры догорания.

Внутри конвективного пучка устанавливается поперечная чугунная перегородка, разделяющая его на 1 и 2 газоходы, по которым движутся дымовые газы, поперечно омывающие все кипятильные трубы. После этого они выходят из котла через специальное окно, расположенное с левой стороны в задней стенке.

Питательная вода подается в верхний барабан и в его водяном пространстве распределяется по перфорированной трубе.

Барабан оборудован устройствами для непрерывной продувки, предохранительными клапанами, водоуказательными приборами и сепарационными устройствами, состоящими из жалюзи и дырчатых листов.

Нижний барабан является шламоотстойником и из него по перфорированной трубе производится периодическая продувка. В нижнем барабане устанавливается труба для прогрева котла паром при растопке.

Исходные данные

1. Номер варианта 9

2. Тип котла ДКВР-4-13

3. Паропроизводительность 3,9 т/ч (1,083 кг/с)

4. Температура питательной воды 94°С

5. Температура холодного воздуха 22°С

6. Процент продувки 2%

7. Происхождение газа и месторождение Дашава-Киев

8. Состав газа (объемные проценты): СН₄-98,9%; С₂Н₆-0,3%; С₃Н₈-0,1%; С₄Н₁₀-0,1%; СО₂-0,2%; редкие газы и N₂-0,4%;=8570 ккал/м³

9. Давление в барабане котла(абс) р_б =1,4 [МПа];

10. Основные конструктивные характеристики котла:

Объём котла, паровой / водяной 2,05/5,55 [м³];

Объём топочной камеры V_T=13,7 [м³];

Площадь стен топочной камеры, F=41,4 [м²]

Площадь зеркала горения, R=3,8 [м²];

Площадь поверхности нагрева:

- радиационная Н_р=21,4 [м²],

конвективная Н_к=116,3 [м²];

- общая Н=138,3 [м²]

Площадь живого сечения для прохода газов

котельного пучка, f_ж=0,84 [м²]

1. Материальный баланс котла

1.1 Расчётные характеристики топлива, объёмы воздуха и продуктов сгорания

В соответствием с заданием, в котором указано месторождение топлива, выбираем основные расчётные параметры топлива: элементарный химический состав рабочей массы, низшую теплоту сгорания рабочей массы, приведённые влажность и зольность, выход летучих.

Рис. 1. Материальный баланс котла

1-топочный объем, 2 - радиационные поверхности нагрева, 3 - поверхности нагрева водяного экономайзера, 4 - поверхности нагрева воздухоподогревателя, 5-контур котла.

Таблица 1. Состав топлива и основные характеристики

Наименование	Обозначение	Размерность	Величина
Теплота сгорания (низшая)		кДж/м3 (ккал/м3)	35881 (8570)
Состав на рабочую массу
Влага		%	-
Зола		%	-
Сера		%	-
Водород		%	-
Азот		%	-
Кислород		%	-
Выход летучих на горючую массу		%	-
Температура начала размягчения золы			-
Доля золы в уносе			-
Содержание углеводородов по компонентам для газообразного топлива (объемных%)	CH4 C2H6 C3H8 C4H10 C5H12 CO2 N2	% % % % % % %	98,9 0,3 0,1 0,1 0,1 0,2 0,3

Теоретические объёмы по стехиометрическим соотношениям:

Таблица 2. При сжигании газов

Количество воздуха для горения				9,563
Объём азота				7,558
Объём трёхатомных газов				1,01
Объём водяных паров				2,156

Где m - число атомов углерода, n - число атомов водорода в отдельной углеводородной компоненте.

Коэффициенты избытка воздуха и присосы

Коэффициент избытка воздуха по мере движения продуктов сгорания по газоходам котельного агрегата увеличивается. Это обусловлено тем, что давление в газоходах (для котлов, работающих под разрежением) меньше давления окружающего воздуха и через неплотности в обмуровке происходят присосы атмосферного воздуха в газовый тракт агрегата.

При тепловом расчёте котлоагрегата присосы воздуха принимаются по нормативным данным.

Коэффициент избытка воздуха за каждой поверхностью нагрева после топочной камеры подсчитывается прибавлением к соответствующих присосов воздуха.

Коэффициент избытка воздуха принимается в зависимости от вида топлива, способа его сжигания и конструкции топки ([1], таблица 1.3)

,

»_кп='_кп+_кп=1,15

.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 2. Схема присосов в котельном агрегате

Объёмы и объёмные доли продуктов сгорания

При тепловом расчёте паровых и водогрейных котлов определяются теоретические и действительные объёмы воздуха и продуктов сгорания.

Таблица 3

Наименование	Обоз-нач.	Размер-ность	Расчётная формула	Величина
				Топка	Конвективный пучок »кп=1,15	Экономайзер =1,25
Объём водяных паров				2,171	2,179	2,194
Полный объём продуктов сгорания				11,70	12,18	13,15
Объёмная доля трёхатомных газов				0,09	0,08	0,08
Объёмная доля водяных паров				0,19	0,18	0,17
Суммарная объёмная доля				0,28	0,26	0,25

Концентрация золовых частиц в продуктах сгорания: , , т.к. топливом является природный газ и золовые частицы в прдуктах сгорания отсутствуют.

1.2 Энтальпии воздуха и продуктов сгорания

Количество теплоты, содержащееся в воздухе или продуктах сгорания, называют теплосодержанием (энтальпией) воздуха или продуктов сгорания. При выполнении расчётов энтальпию воздуха и продуктов сгорания относим к 1 м³ (при нормальных условиях) газообразного топлива.

Расчёт энтальпий продуктов сгорания производим при действительных коэффициентах избытка воздуха после каждой поверхности нагрева. Расчёт ведём для всего возможного диапазона температур после поверхностей нагрева, так как эти температуря неизвестны. В дальнейших расчётах при пользовании значениями энтальпии выполняется линейная интерполяция в интервале температур 100К. Поэтому при расчётах энтальпии интервал температур не должен быть более 100К.

Энтальпия теоретически необходимого объёма воздуха:

, ,

где - теплоёмкость воздуха при температуре .

Энтальпия теоретического объёма продуктов сгорания:

, ,

где - теплоёмкости трёхатомных газов, азота и водяных паров при температуре продуктов сгорания .

Энтальпия золы: , т.к. топливом является природный газ.

Энтальпия действительного объёма продуктов сгорания:

, .

Энтальпия воздуха и продуктов сгорания по газовому тракту за поверхностями нагрева котла (таблица 4).

Таблица 4

Темпе- ратура ,	Энтальпия
			Топка	конв. пуч.	Эконом.
1	2	3	4	5	7
2500	37191,58	45659,99	49379,15	51238,73	54957,89
2400	35580,74	43634,94	47193,01	48972,05	52530,13
2300	33969,90	41618,25	45015,24	46713,74	50110,73
2200	32342,32	39605,74	42839,97	44457,09	47491,32
2100	30748,22	37589,06	40663,89	42201,29	45276,12
2000	29158,30	35584,92	38500,75	39958,67	42874,5
1900	27564,19	33601,70	36358,12	37736,33	40494,75
1800	25970,09	31614,30	34211,31	35509,81	38106,82
1700	24417,82	29652,01	32093,79	33314,68	35756,47
1600	22861,38	27702,26	29988,40	31131,47	33417,61
1500	21309,11	25765,07	27895,98	28961,44	31092,35
1400	19756,85	23875,17	25850,86	26838,7	28814,38
1300	18204,58	21936,71	23757,17	24667,40	26487,86
1200	16689,98	20053,91	21722,91	22557,41	24226,41
1100	15175,37	18221,32	19738,86	20497,63	22015,16
1000	13660,76	16397,10	17763,18	18446,21	19812,29
900	12187,99	14581,24	15800,04	16409,44	17628,24
800	10752,88	12794,67	13869,96	14407,60	15482,89
700	9321,95	11045,76	11977,96	12444,05	13376,25
600	7895,21	9347,06	10136,58	10531,34	11320,86
500	6510,30	7698,56	8349,59	8675,11	9326,14
400	5154,69	6079,35	6594,82	6852,55	7368,02
300	3832,54	4501,98	4885,23	5076,86	5460,12
200	2531,32	2966,46	3219,58	3346,16	3599,29
100	1259,38	1468,58	1594,52	1657,49	1783,43

2. Тепловой расчёт котла

2.1 Тепловой баланс котла

Рис. 3. Тепловой баланс котла

1-топочный объем, 2-радиационные поверхности нагрева, 3-конвективные поверхности нагрева, 4 - поверхности нагрева водяного экономайзера, 5 - поверхности нагрева воздухоподогревателя, 6 - контур котла

При работе парового котла вся поступившая в него теплота расходуется на выработку полезной теплоты, содержащейся в паре, и на покрытие различных потерь теплоты. Суммарное количество теплоты, поступавшее в котельный агрегат и отнесенное к 1 кг твердого или жидкого топлива (МДж/кг) или 1 м³ газообразного топлива, называют располагаемой теплотой и обозначают .

По заданию топливо-газообразное.

Для газообразного топлива располагаемая теплота составляет

=+ ,

где -теплота, внесенная в топку с воздухом при его нагреве перед воздухоподогревателем вне котла.

В нашем примере при отсутствии подогрева воздуха располагаемое тепло, полученное при сжигании 1 м³ газа:

.

Полное количество вносимой в котел теплоты составляет

Q_р=*В,

где В-расход газообразного топлива в котле, м³/с при нормальных условиях.

Для котлов паропроизводительностью до D=50 т/ч, оборудуемых водяными экономайзерами, температуру уходящих газов рекомендуется принимать в зависимости от оптимального значения разности между температурами газов на выходе и воды на входе в экономайзер.

Температура уходящих газов: , - [1], таблица 1.13.

Энтальпия уходящих газов: - по таблице для .

Температура холодного воздуха: .

Энтальпия воздуха, кДж/м³ (при коэффициенте избытка воздуха б = 1,1),



c_в=1,2978 кДж/(м³*К) - Рабинович, табл.XII, стр. 322.

Потеря теплоты с уходящими газами обусловлена тем, что температура продуктов сгорания, покидающих котельный агрегат, значительно выше температуры окружающего атмосферного воздуха.

.

Потеря тепла от химической неполноты сгорания обусловлена появлением в уходящих газах горючих газов СО, Н₂, СН₄.

, [1], таблица 1.8

Потеря тепла от механического недожога наблюдается только при сжигании твёрдого топлива и обусловлена наличием в очаговых остатках твёрдых горючих частиц.

, - так как топливом является газ.

Потеря тепла от наружного охлаждения: , - см. [1], график 1.1

Сумма тепловых потерь: , .

Коэффициентом полезного действия (КПД) парового котла называют отношение полезной теплоты к располагаемой теплоте. Не вся полезная теплота, выработанная агрегатом, направляется к потребителю, часть её в виде пара или электрической энергии расходуется на собственные нужды.

КПД котла рассчитываем по уравнению обратного баланса:

.

Температура питательной воды:

Энтальпия питательной воды: - по таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара при

Энтальпия кипящей воды в барабане котла: , - по таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара в соответствии с давлением

р_б =1,4 .

Энтальпия насыщенного пара в барабане котла: , - по таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара в соответствии с давлением

р_б =1,4 .

Полезная мощность котельного агрегата:

, .

Полный расход топлива:

.

Коэффициент сохранения тепла:

.

2.2 Расчёт топки

Топка котельной установки служит для сжигания топлива и получения продуктов сгорания с высокой температурой, а также для организации теплообмена между высокотемпературной средой и поверхностями нагрева, расположенными в топке. Теплообмен в топке - это сложный процесс, который усложняется ещё и тем, что в топке происходит одновременно движение и горение топлива. Источник излучения в топке - горящее топливо. Процесс излучения складывается из излучений топлива, газов и обратного излучения тепловоспринимающих и других ограждающих поверхностей.

Известно, что твёрдые тела излучают энергию с поверхности, а газы - со всего объёма. В топках энергию излучают в основном трёхатомные газы (СО₂, SО₂) и водяной пар (Н₂О).

В топочном объёме наблюдается пространственное, несимметричное поле температур излучающей среды; максимальная температура, близкая к теоретической, располагается в зоне ядра факела, а минимальная - на выходе из топки.

Расчёт теплообмена в топках паровых котлов основывается на приложении теории подобия к топочным процессам. На базе этой теории разработан нормативный метод теплового расчёта котельных агрегатов.

Геометрические размеры топочного пространства котла ДКВР-4-13 примем согласно [1], таблица 1.13.

Объем топочной камеры 13,7 м³

Поверхность стен топки 41,4 м²

Радиационная поверхность 21,4 м²

Параметр топки М 0,53

Конвективная поверхность 116,9 м²

Поперечный шаг труб 110 мм

Продольный шаг труб 100 мм

Число рядов труб 20

Площадь живого сечения для

прохода топочных газов 0,84 м²

Температура продуктов сгорания на выходе из топки: , - [1], таблица 1.13.

Энтальпия продуктов сгорания на выходе из топки: - по - таблице для .

Полезное тепловыделение в топке:

, .

Теоретическая температура горения: , - по таблице для и при .

Коэффициент загрязнения - учитывает снижение тепловосприятия экранных поверхностей нагрева вследствие их загрязнения наружными отложениями или закрытия огнеупорной массой: [1], таблица 1.10.

Коэффициент тепловой эффективности экранов: , где х - угловой коэффициент экрана. Угловой коэффициент плоскости, проходящей через оси первого ряда фестона, расположенного в выходном окне топки, равен единице.

Эффективная толщина излучающего слоя:

.

Давление в топочной камере котлоагрегата:

Парциальное давление трёхатомных газов: (r_п см. таблицу 3 для топки).

Коэффициент пропорциональности, определяющий относительное изменение интенсивности луча в поглощающем слое единичной толщины, называют коэффициентом ослабления луча. Это основная характеристика любой мутной среды, определяющая её излучательную, рассеивающую и поглощательную способности.

Коэффициент ослабления лучей трёхатомными газами:

.

Содержание углерода и водорода в рабочей массе газообразного топлива при сжигании природного газа:

.

Коэффициент ослабления лучей сажистыми частицами:

.

Степень черноты светящейся частицы факела, какой обладал бы факел при заполнении всей топки только светящимся пламенем:

.

Степень черноты несветящейся частицы факела, какой обладал бы факел при заполнении всей топки несветящимися трёхатомными газами:

Удельной нагрузкой, или теплонапряжением топочного объема называют количество теплоты, выделяемое при сжигании топлива в 1 м³ объема топки V_m за единицу времени. Эта величина определяется по формуле

q_v=Q/V_m= *В/ V_m=35581*0,0813/13,7=211,15 кВт/м³

Коэффициент усреднения, характеризующий долю топочного объёма, заполненного светящейся частью факела: [1], рисунок 1.7.

Степень черноты факела:

.

Коэффициент М учитывает распределение температуры по высоте топочной камеры и характеризует влияние максимума температуры пламени на эффект суммарного теплообмена

М=0,53

Степень черноты топки - отношение излучательной способности действительной топке к излучательной способности абсолютно чёрного тела

.

Средняя суммарная теплоёмкость продуктов сгорания на 1 м³ газа при нормальных условиях:

Действительная температура продуктов сгорания на выходе топки:

, .

Так как полученное значение действительной температуры на выходе из топки отличается от принятого значения равного °С менее чем на 100°С, то расчёт топочной камеры считаем законченным

Энтальпия продуктов сгорания на выходе из топки: , - по таблице для .

Тепло, переданное излучением:

, .

Удельная нагрузка топочного объёма:

, .

Удельная нагрузка лучевоспринимающей поверхности нагрева:

, .

2.3 Расчёт теплообмена в конвективных пучках

Котельный пучок - это система параллельно включенных труб конвективной парообразующей поверхности котла, соединённых общими коллекторами или барабанами.

Конвективные поверхности нагрева паровых котлов играют важную роль в процессе получения пара, а также использования теплоты продуктов сгорания, покидающих топочную камеру. Эффективность работы конвективных поверхностей нагрева в значительной мере зависит от интенсивности передачи теплоты продуктами сгорания пару. Такая передача теплоты представляет собой сложный процесс, называемый теплопередачей.

При расчёте конвективных поверхностей нагрева используется уравнение теплопередачи и уравнение теплового баланса. Расчёт выполняем для 1 м³ газа при нормальных условиях.

Для расчёта задаются температурой продуктов сгорания после рассчитываемой поверхности нагрева и затем уточняют её путём последовательных приближений. В связи с этим расчёт ведём для двух значений температуры продуктов сгорания после рассчитываемого газохода.

Уравнение теплопередачи:

.

Уравнение теплового баланса:

В уравнении теплопередачи коэффициент теплопередачи K является расчетной характеристикой процесса и всецело определяется явлениями конвекции, теплопроводности и теплового излучения. Из уравнения теплопередачи ясно, что количество теплоты, переданное через заданную поверхность нагрева, тем больше, чем больше коэффициент теплопередачи и разность температур продуктов сгорания и нагреваемой жидкости. Очевидно, что поверхности нагрева, расположенные в непосредственной близости от топочной камеры, работают при большей разности температуры продуктов сгорания и температуры воспринимающей теплоту среды. По мере движения продуктов сгорания по газовому тракту температура их уменьшается и хвостовые поверхности нагрева (водяной экономайзер) работают при меньшем перепаде температур продуктов сгорания и нагреваемой среды. Поэтому чем дальше расположена конвективная поверхность нагрева от топочной камеры, тем большие размеры должна она иметь и тем больше металла расходуется на ее изготовление.

При выборе последовательности размещения конвективных поверхностей нагрева в котлоагрегате стремятся так расположить эти поверхности, чтобы разность температуры продуктов сгорания и температуры воспринимающей среды была наибольшей. Например, пароперегреватель располагают сразу после топки или фестона, поскольку температура пара выше температуры воды, а водяной экономайзер - после конвективной поверхности нагрева, потому что температура воды в водяном экономайзере ниже температуры кипения воды в паровом котле.

Уравнение теплового баланса показывает, какое количество теплоты отдают продукты сгорания пару через конвективную поверхность нагрева. Количество теплоты Q_б, отданное продуктами сгорания, приравнивается к теплоте, воспринятой паром.

Поверхность нагрева конвективного пучка Н_к=116,9 м²

Диаметр экранных и кипятильных труб 51х2,5 мм

Шаги труб: поперечный s₁=110 мм; продольный s₂=100 мм;

относительный поперечный ₁= s₁/d=110/51=2,16;

относительный продольный ₂= s₂/d=100/51=1,96.

Живое сечение для прохода газов f=0,84 м².

Температура продуктов сгорания на выходе топки: .

Энтальпия продуктов сгорания на выходе из топки: , .

Температура продуктов сгорания на выходе из пучка - принимается предварительно

; .

Теплосодержание газов за газоходом: , - по таблице для .

; .

Тепловосприятие газохода находим из уравнения теплового баланса:

.

Средняя температура продуктов сгорания в газоходе: , .

; .

Средний температурный напор в пучке: , .

=159 =507,8

Средняя скорость продуктов сгорания в газоходе: , .

; .

Определим коэффициент теплоотдачи _н по номограмме (рис. 4)

_н

Рис. 4. Определение _н и C_ф

; .

Поправка на число рядов труб по ходу продуктов сгорания: - является постоянной для обеих температур и двух пучков, так как определяется конструкцией газохода (по числу рядов труб по ходу продуктов сгорания в газоходе ).

Для r _Н2О=0,18 (см. п. 1.4) и известных значениях определим C_ф - коэффициент, учитывающий влияние изменения физических параметров потока (рис. 4)

; .

Поправка на компоновку пучка: - по номограмме, рис. 2, является постоянной для обеих температур и двух пучков, так как определяется конструкцией газохода (по диаметру труб конвективных пучков и поперечного и продольного шага труб конвективных пучков).

Коэффициент теплоотдачи конвекцией:

, .

; .

Толщина излучающего слоя:

, ,

является одинаковой для обеих температур и двух пучков

Коэффициент ослабления излучения трёхатомными газами:

, .

;

.

Суммарная оптическая толщина: .

; .

Степень черноты газового потока: .

; .

Температура загрязнённой стенки: ,.

Коэффициент теплоотдачи , - по номограмме, рис. 5.

; .

Коэффициент - по номограмме, рис. 5.

; .

Коэффициент теплоотдачи излучением: , .

; .

Коэффициент использования, учитывающий уменьшение тепловосприятия поверхности нагрева вследствие неравномерного омывания её продуктами сгорания, частичного протекания продуктов сгорания мимо неё и образования застойных зон; для поперечно омываемых пучков принимается .

Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке: , .

; .

Коэффициент тепловой эффективности конвективных поверхностей нагрева:

Коэффициент тепловой передачи , является расчётной характеристикой процесса и всецело определяется явлениями конвекции, теплопроводности и теплового излучения. Количество теплоты, переданное через заданную поверхность нагрева, тем больше, чем больше коэффициент теплопередачи и разность температур продуктов сгорания и нагреваемой жидкости. Очевидно, что поверхности нагрева, расположенные в непосредственной близости от топочной камеры, работают при большей разности температуры продуктов сгорания и температуры, воспринимающей теплоту среды.

; .

Тепловосприятие газохода: , .

; .

Действительная температура газов после конвективных пучков рассчитывается по интерполяционной формуле:

Примем

°С

2.4 Расчёт водяного экономайзера

Экономайзеры - обогреваемые продуктами сгорания устройства, предназначенные для подогрева (или для подогрева и частичного парообразования) воды, поступившей в паровой котёл [6].

В промышленных паровых котлах, работающих при давлении пара до 2,5 , чаще всего применяются чугунные водяные экономайзеры.

Температура дымовых газов перед экономайзером равна температуре дымовых газов после конвективного пучка: , - из расчёта газохода.

Теплосодержание дымовых газов перед экономайзером: , - по - таблице для .

Температура дымовых газов после экономайзера: , - была принята.

Теплосодержание дымовых газов после экономайзера: , - по - таблице для .

Тепловосприятие в водяном экономайзере рассчитывают по уравнению теплового баланса:

, .

Температура воды перед экономайзером равна температуре питательной воды: , .

Теплосодержание воды перед экономайзером: ,

Энтальпию воды после водяного экономайзера определим, приравняв теплоту, отданную продуктами сгорания, теплоте, воспринятой водой в водяном экономайзере:

, ,

где .

Теплоёмкость питательной воды: .

Температура воды за экономайзером: , .

Температурный напор:

, .

Средняя температура продуктов сгорания в экономайзере:

, .

К установке принимаем водяной экономайзер ВТИ 1500 с характеристиками ([1] стр. 57):

Длина трубы,	Число рёбер на трубе	Масса одной трубы,	Поверхность нагрева с газовой стороны ,	Живое сечение для прохода газа ,
1500	55	52,5	2,18	0,088

Ориентировочно примем 5 труб в ряду:

.

Общая площадь живого сечения для прохода продуктов сгорания:

.

Средняя скорость дымовых газов:

, .

м/с находится в интервале скоростей 4 - 9 , которые должен обеспечить водяной экономайзер, т.о. мы приняли верно.

По номограмме определяем:

; .

Коэффициент теплопередачи: , .

Расчётная поверхность нагрева экономайзера:

, .

Общее число труб:

, .

Число рядов:

, .

Размещено на Allbest.ru

...