Курсовая Проверочный расчет типа парового котла
Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2015-10-25Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
от 25%
Подписываем
договор
Содержание
Введение
1. Исходные данные
2. Выбор способа шлакоудаления
3. Выбор расчетных температур
4. Расчет объемов воздуха и продуктов сгорания
5. Объемы продуктов горения в поверхностях нагрева
6. Расчет энтальпий воздуха и продуктов сгорания
7. Расчет КПД котла и потерь в нем
8. Определение расхода топлива
9. Тепловой расчет топочной камеры
10. Тепловой расчет остальных поверхностей нагрева
10.1 Расчет ширмового ПП
10.2 Расчет фесона
10.3 Расчет конвективного ПП
10.3.1 Расчет ПП 1 ступени
10.3.2 Расчет ПП 2 ступени
10.4 Расчет ВЭК и ВЗП
10.4.1 Расчет ВЭК 2 ступени
10.4.2 Расчет ВЗП 2 ступени
10.4.3 Расчет ВЭК 1 ступени
10.4.4 Расчет ВЗП 1 ступени
11. Определение неувязки котлоагрегата
Список используемой литературы
Введение
Паровой котел - это основной агрегат тепловой электростанции (ТЭС). Рабочим телом в нем для получения пара является вода, а теплоносителем служат продукты горения различных органических топлив. Необходимая тепловая мощность парового котла определяется его паропроизводительностью при обеспечении установленных температуры и рабочего давления перегретого пара. При этом в топке котла сжигается расчетное количество топлива.
Номинальной паропроизводительностью называется наибольшая производительность по пару, которую котельный агрегат должен обеспечить в длительной эксплуатации при номинальных параметрах пара и питательной воды, с допускаемыми по ГОСТ отклонениями от этих величин.
Номинальное давление пара - наибольшее давление пара, которое должно обеспечиваться непосредственно за пароперегревателем котла.
Номинальные температуры пара высокого давления (свежего пара) и пара промежуточного перегрева (вторично-перегретого пара) - температуры пара, которые должны обеспечиваться непосредственно за пароперегревателем, с допускаемыми по ГОСТ отклонениями при поддержании номинальных давлений пара, температуры питательной воды и паропроизводительности.
Номинальная температура питательной воды - температура воды перед входом в экономайзер, принятая при проектировании котла для обеспечения номинальной паропроизводительности.
При изменении нагрузки котла номинальные температуры пара (свежего и вторично-перегретого) и, как правило, давление должны сохраняться (в заданном диапазоне нагрузок), а остальные параметры будут изменяться.
При выполнении расчета парового котла его паропроизводительность, параметры пара и питательной воды являются заданными. Поэтому цель расчета состоит в определении температур и тепловосприятий рабочего тела и газовой среды в поверхностях нагрева заданного котла. Этот тепловой расчет парового котла называется поверочным расчетом.
Поверочный расчет котла или отдельных его элементов выполняется для существующей конструкции с целью определения показателей ее работы при переходе на другое топливо, при изменении нагрузки или параметров пара, а также после проведенной реконструкции поверхностей нагрева. В результате поверочного расчета определяют:
- коэффициент полезного действия парового котла;
- расход топлива;
- температуру продуктов сгорания по газовому тракту, включая температуру уходящих газов;
- температуру рабочей среды (пара, воды) за каждой поверхностью нагрева.
Надежность работы поверхности нагрева устанавливают расчетом ожидаемой температуры стенки и сравнением ее с допустимой для использованного металла. Для выполнения расчета приходится предварительно задаваться температурой уходящих газов и температурой горячего воздуха, правильность выбора которых определяется лишь по завершении расчета.
Задание на поверочный расчет включает в себя следующие данные:
- тип парового котла (его заводская маркировка);
- номинальную паропроизводительность (Dnп, т/ч (кг/с)) и параметры перегретого пара (первичного (Рпп, МПа, tnп, °C) и вторичного перегрева);
- месторождение и марку энергетического топлива;
- температуру питательной воды (tnв, °C), поступающей в котел после регенеративного подогрева, и дополнительно - конструктивные данные поверхностей котла. По этому расчету предшествует определение по чертежам геометрических характеристик поверхностей (диаметров и шагов труб, числа рядов труб, размеров проходных сечений для газов и рабочей среды, габаритных размеров газоходов и поверхностей нагрева и т. д.). При поверочном расчете котла вначале определяют объемы и энтальпии воздуха и продуктов сгорания, КПД и расход топлива, а затем выполняют расчет теплообмена в топочной камере и других поверхностях в последовательности, соответствующей их расположению по ходу газов.
При поверочном расчете поверхности нагрева приходится задаваться изменением температуры одной из теплообменивающихся сред (разностью температур на входе и выходе). Этим определяется тепловосприятие поверхности в первом приближении. Далее можно вычислить температуры другой среды на концах поверхности нагрева, температурный напор, скорости газового потока и рабочей среды и все другие величины, необходимые для вычисления тепловосприятия во втором приближении. При расхождении принятого и расчетного тепловосприятий выше допустимого повторяют расчет для нового принятого тепловосприятия. Таким образом, поверочный расчет поверхности нагрева выполняют методом последовательных приближений.
1. Исходные данные
Таблица 1 – Таблица исходных данных
| Тип котла | БКЗ-320-140 |
| Паропроизводительность Dпп | 315 т/ч |
| Давление перегретого пара Рпп | 13,9 МПа |
| Температура перегретого пара tпп | 545оС |
| Температура питательной воды tпв | 240оС |
| Месторождение топлива | Куучекинская Р. |
| Температура начала деформации | 1230 оС |
| Температура размягчения | >1500 оС |
| Температура плавкого состояния | >1500 оС |
| Состав топлива | |
2. Выбор способа шлакоудаления и типа углеразмольных мельниц
Определяем приведенную зольность топлива:
Исходя из значения температуры плавления золы t3 >1500°C и приведенной зольности топлива, согласно рекомендациям [1, с.11] принимаем твердое шлакоудаление и волковые среднеходные мельницы СМ.
3. Выбор расчетных температур по дымовым газам и воздуху
тогда согласно рекомендациям [1, с.13-15 и таблиц 1.4;1.5;1.6] принимаем:
температура уходящих газов Vуг =120°C
температура подогрева воздуха tгв =300°C
температура воздуха на входе в воздухоподогреватель tВП =20°C
4. Расчет объемов воздуха и продуктов сгорания
4.1 Теоретический объем воздуха
4.2 Теоретические объемы продуктов сгорания
Расчеты выполнены по рекомендациям [1, с.20-21]
5. Объемы продуктов сгорания в поверхностях нагрева
Таблица 2 - Таблица объемов продуктов сгорания в поверхностях нагрева
| Наименование величин | Топка, ширма | ПП II | ПП I | ВЭК II | ВЗП II | ВЭК I | ВЗП I |
| 1. Коэффициент избытка воздуха за поверхностью нагрева | 1,2 | 1,23 | 1,26 | 1,28 | 1,31 | 1,33 | 1,36 |
| 2. Средний коэффициент избытка воздуха | 1,2 | 1,215 | 1,245 | 1,27 | 1,295 | 1,32 | 1,345 |
| 3. Суммарный присос воздуха | 0,8608 | 0,9254 | 1,0545 | 1,1621 | 1,2697 | 1,3773 | 1,4849 |
| 4. Действительный объем водяных паров | 0,4586 | 0,4596 | 0,4617 | 0,4634 | 0,4651 | 0,4669 | 0,4686 |
| 5.Полный объем газов | 5,50672 | 5,5713 | 5,7004 | 5,8080 | 5,9156 | 6,0232 | 6,1308 |
| 6. Объемная доля трехатомных газов | 0,1443 | 0,1428 | 0,1395 | 0,1369 | 0,1314 | 0,1321 | 0,1297 |
| 7. Объемная доля водяных паров | 0,0807 | 0,0798 | 0,0780 | 0,0766 | 0,0752 | 0,0738 | 0,0725 |
| 8. Суммарная объемная доля | 0,2250 | 0,2226 | 0,2175 | 0,2135 | 0,2097 | 0,2059 | 0,2022 |
| 9. Масса дымовых газов | 7,3364 | 7,4207 | 7,5893 | 7,7299 | 7,8704 | 8,0109 | 8,1515 |
| 10. Безразмерная концентрация золовых частиц | 0,0557 | 0,0669 | 0,0671 | 0,0672 | 0,0673 | 0,0674 | 0,0675 |
| 11. Удельный вес дымовых газов | 1,3322 | 1,33195 | 1,3314 | 1,3309 | 1,3304 | 1,3300 | 1,3296 |
6. Расчет энтальпий воздуха и продуктов сгорания
Энтальпии теоретических объемов воздуха и продуктов сгорания, а также энтальпия золы в кДж/кг при расчетной температуре
где
Энтальпии продуктов сгорания, кДж/кг определяются по формуле:
Результаты расчетов свели в таблицу 3
| | | | | Топка | ПП 2 |
| 2300 | 15344,1165 | 18316,4594 | 1422,3384 | 22807,6211 | |
| 2100 | 13919,4594 | 16509,9186 | 1298,6568 | 20592,46728 | |
| 1900 | 12430,2408 | 14793,7002 | 1146,9996 | 18426,74796 | |
| 1700 | 10975,455 | 13094,2432 | 1009,5756 | 16,298,9098 | |
| 1500 | 9619,6635 | 11370,4935 | 853,992 | 14148,4182 | |
| 1300 | 8225,1351 | 9729,5458 | 663,5616 | 12038,13442 | 12161,5115 |
| 1100 | 6912,3846 | 8084,6678 | 539,88 | 10007,02472 | 10110,7104 |
| 1000 | 6219,4245 | 7263,6315 | 483,438 | 8990,9544 | 9084,2458 |
| 900 | 5539,3767 | 6459,8085 | 428,4684 | 7996,15224 | 8079,2429 |
| 800 | 4872,2412 | 5639,1322 | 376,9344 | 6990,51458 | 7063,5985 |
| 700 | 4218,018 | 4887,099 | 326,882 | | 6120,3549 |
| 600 | 3576,7071 | 4137,9747 | 275,3388 | | |
| 500 | 2948,3085 | 3405,8395 | 225,760 | | |
| 400 | 2332,8222 | 2687,5118 | 176,688 | | |
| 300 | 1730,2482 | 1975,833 | 129,5712 | | |
| 200 | 1144,8906 | 1313,6665 | 82,9452 | | |
| 100 | 568,1412 | 644,2323 | 39,7548 | | |
| | ПП 1 | ВЭК 2 | ВЗП 2 | ВЭК 1 | ВЗП 1 |
| 2200 | | | | | |
| 2100 | | | | | |
| 2000 | | | | | |
| 1900 | | | | | |
| 1800 | | | | | |
| 1700 | | | | | |
| 1600 | | | | | |
| 1500 | | | | | |
| 1400 | | | | | |
| 1300 | | | | | |
| 1200 | | | | | |
| 1100 | 10318,082 | | | | |
| 1000 | 9270,8285 | 9426,3141 | | | |
| 900 | 8245,4242 | 8383,9086 | 8522,3930 | | |
| 800 | 7209,7657 | 7331,5717 | 7453,3778 | | |
| 700 | 6246,8954 | 6352,3459 | 6457,7963 | 6563,2468 | |
| 600 | 5289,6067 | 5379,0244 | 5468,4421 | 557,8598 | 5647,2775 |
| 500 | 4353,9351 | 4427,6428 | 4501,3505 | 4575,0582 | 4648,7659 |
| 400 | 3418,2635 | 3494,0618 | 3552,3823 | 3610,7029 | 3669,0235 |
| 300 | | | 2615,8274 | 2659,0836 | 2702,3398 |
| 200 | | | 1734,3544 | 1762,9767 | 1791,5989 |
| 100 | | | 811,8339 | 865,7923 | 879,9958 |
7. Расчет КПД котла и потери теплоты в нем
Этот расчет выполняется согласно рекомендациям [1, с.26-27] и введен в таблицу 4.
| Наименование величин | Расчетная формула или страница [1] | Результат расчета |
| КПД, hпг ,% | hпг=100-(q2+ q3+ q4+ q5+ q6) | 100-(4,6498+0+0,5+0,48+0,9615) =93,4087 |
| Потери тепла от химического недожога, q3, % | [1, с.36, таблица 4.6] | q3=0 |
| Потери тепла от механического недожога, q4, % | [1, с.36, таблица 4.6] | q4=0,5 |
| Потери тепла в окр. Среду от наружного охлождения, q5, % | | |
| Потери тепла с физическим теплом шлаков, q6, % | | |
| Энтальпия шлаков, Сtшл, | Сtшл = Сшл *tшл | 1952 |
| Тем-ра вытекающ. шлака, tшл, °С | tшл= t3 +100 | tшл, =1500+100=1600 |
| Теплоемкость шлака, Сшл, | [1, с.23, таблица 2.2] | Сшл=1,22 |
| Доля шлакоулавли-вания в топке, ашл | ашл=1- аун | ашл=1- 0,8=0,2 |
| доля уноса лет. золы, аун | [1, с.36, таблица 4.6] | аун=0,8 |
| Располагаемое тепло, | | |
| Физ. тепло топлива, Qтл, | Qтл=С тл t тл | Qтл=1,3077∙20=26,154 |
| Температура топлива, T Тл, °С | [1, с.26] | t тл =20° |
| Теплоемкость топлива, С Тл, | С тл = 0,042*Wр+С°тл*(1-0,01*W) | 0,042∙7+1,09(1-0,01∙7)=1,3077 |
| Теплоемкость сухой массы топлива, С°тл, | [1, с.26] | С°тл=1,09 |
| Энтальпия теор. объема воздуха на входе в воздухоподогреватель, | по t’вп=20°С из расчета энтальпий | |
| Энтальпия теор. объема холодного воздуха, | | |
| Потеря тепла с ух. газами, q2, % | | |
| Энтальпия уходящих газов, Нух, кДж\кг | по nух=120 из расчета энтальпий | =778,1191 |
| Коэффициент избытка воздуха в уходящих газах, aух | Из таблицы 3.1 расчета 3.6 | =1,45 |
8. Определение расхода топлива
Данный расчет выполняется согласно рекомендациям [1, с. 28-29]
Таблица 5
| Наименование величин | Расчетная формула или страница[1] | Результат расчета |
| Расход топлива, В, | | |
| Энтальпия перегретого пара на выходе из котла, hпе, | На основе заданных значений параметров пара | hпе=3434,7 |
| Энтальпия питательной воды, hп.в, | По табл. 3 [7] | Hп.в=903 |
| Расчетный расход топлива, Вр, | Вр=В∙(1-0,01∙q4) | =14,5045×(1-0,01×0,5)=14,4319 |
9. Тепловой расчет топочной камеры
9.1 Определение размеров топочной камеры и размещения горелок
Для последующего расчета топочной камеры составляем предварительный эскиз по выданным чертежам заданного котла.
При выполнении эскиза руководствуемся отдельными указаниями [1, с. 29-37], где берем рекомендованные данные, которые не уясняются из чертежей.
На эскиз топочной камеры наносим обозначения длин и площадей, необходимых для дальнейшего расчета.
Рисунок 1.1 - Эскиз топки
Таблица 6 - Тепловой расчет топочной камеры
| Наименование величин | Расчетная формула | Расчет |
| Тепло воздуха, QВ, кДж/кг | | |
| Энтальпия гор. воздуха после ВЗП, | Из табл. №6 расчета | =2771,54976 |
| Полезное тепловыделение в топке, QТ, кДж/кг | | |
| Адиабатная температура горения, | | =2018,5686 |
| Коэф-т сохр. тепла, | | = |
| Угловой коэффициент, х | [1], стр.41, | =1-0,2(1,06-1)=0,988 |
| Коэффициент загрязнения, | [1], стр.41, табл. 4.8 | =0,45 |
| Ср. коэф-т тепловой эффективности экранов, | | =0,45∙0,988=0,4446 |
| Величина, характер.отн. высоту полож. зоны макс.тем-р, ХТ | Эскиз топки | 0,46 |
| Коэф-т, учитывающий относ. положение ядра факела по высоте топки, М | | |
| Температура газов на выходе из топки, | [1], стр.38, табл. 4.7 | 1250 |
| Средняя температура газов в топке, | | |
| Коэффициент ослабления лучей с частицами кокса, | [1], стр.43 | 0,5 |
| Коэффициент ослабления лучей частицами летучей золы, | [1], стр.140, рис. 6.13 | 58 |
| Эффективная толщина излучающего слоя в топке, | | |
| Объемная доля водяных паров, | табл. №5 расчета | 0,0807 |
| Суммарная объемная доля, | табл. №5 расчета | 0,225 |
| Давление дымовых газов в топочной камере, Р, МПа | - | 0,1 |
| Коэффициент ослабления лучей газовой средой, КГ, | [1], стр.138, рис. 6.12 по | 1,5 |
| Коэффициент ослабления лучей топочной средой, К, | | |
| Коэффициент излучения факела, | | 0,71 |
| Проверка | [1], стр.45, рис. 4.4 | 1250, равна принятой |
| Удельное тепловосприятие топки, | | |
| Тепловое напряжение топочного объема, | | |
| Среднее лучевое напряжение топочных экранов, | | |
10. Тепловой расчет остальных поверхностей нагрева
Этот тепловой расчет выполняется согласно указаниям [1, гл.5;6]
10.1 Расчет ширмового пароперегревателя
Для упрощения расчета ширмовый пароперегреватель рассчитываем без дополнительных поверхностей нагрева в последовательности изложенной в [1, с.87-90]. Исключен из расчета ширм и пароохладитель.
Перед началом расчета составляем предварительный эскиз ширмового пароперегревателя. Ширмовый пароперегреватель включен прямоточно как предварительная ступень перегрева пара после барабана перед конвективным пароперегревателем. Ходом ширм считается ход пара лишь в одну сторону.
Рисунок 1.2 - Эскиз ширмового пароперегревателя
Таблица 7 - Расчет ширмового пароперегревателя
| Диаметр труб и толщина труб d, м, б, мм | d= dвнутр*б, четеж | =32*4=40мм=0,04м б=4мм |
| Кол-во парал. включенных труб, n, шт. | По чертежу котла | 9 |
| Шаг между ширмами S1, м | По чертежу котла | 0,6 |
| Количество ширм, Z1, шт | чертеж | 20 |
| Продольный шаг труб в ширме, S2, м | [1] с 86 | 0,044 |
| Глубина ширм, С, м | C=[(n-1)S2+d]Zx+d(Zx-1) | [(9-1)∙0,044+0,04]∙4+0,04(9-1) =1,68 |
| Высота ширм | По чертежу | 7,9 |
| Относительный поперечный шаг, s1 | | |
| Относительный продольный шаг, s2 | | 1,1 |
| Расчетная поверхность нагрева ширм, Fш, м2 | Fш=2×hш×С×Z1×xш | 2×7,9×20×0,96= =510 |
| Угловой коэффициент ширм, Xш | [1, с.112, рисунок 5.19 по s2] | 0,96 |
| Площадь входного окна газохода ширм, Fп.вх, м2 | Fп.вх.=(nx+c)×a | (7,9+1,68)×12 =114,96=115 |
| Лучевоспринимающая поверхность ширм, Fл.ш, м2 | Fл.ш.= Fвх | 115 |
| Живое сечение для прохода газов, Fг.ш. м2 | Fг.ш.=а× hш-Z1× hш×d | 12×7,9-20×7,9× ×0,04=88,48 |
| Эффективная толщина излучающего слоя , S,м | | 0,76 |
| Тем-ра газов на входе в ширму, V’ш, °С | V’ш = V’т | 1050 |
| Энтальпия газов на входе в ширмы, H’ш, | H’ш = H"ш | 9498,9896 |
| Лучистая теплота воспринятая плоскостью входного окна ширм, Qп.вх, | | |
| Коэффициент, учитывающий взаимный теплообмен между топкой и ширмами, | | |
| Температурный коэффициент, А | [1], стр.42 | 1100 |
| Коэффициент неравномерности распределения лучистого тепловосприятия, | [1], стр.47, табл. 4.10 | 0,8 |
| Поправочный коэффициент, | [1], стр.55 | 0,5 |
| Температура газов за ширмами, | [1] стр.38 табл,4,7 | 960 |
| Энтальпия газов за ширмами, | по | 8593,0335 |
| Ср. тем-ра газов в ширмах, | | |
| Коэффициент ослабления лучей частицами летучей золы, | [1], стр.140, рис. 6.13 | 70 |
| Объемная доля водяных паров, | Из табл. №5 расчета | 0,0807 |
| Давление дымовых газов в среде ширм, Р, МПа | - | 0,1 |
| Коэффициент ослабления лучей газовой средой, КГ, | [1], стр.138, рис. 6.12 по | 5 |
| Коэффициент ослабления лучей средой ширм, К, | | |
| Коэффициент излучения газовой среды в ширмах, | | 0,33 |
| Угловой коэффициент ширм с входного на выходное сечение, | | 0,16 |
| Лучевоспринимающая поверхность за ширмами, Fл.вых, м2 | | 81,5 |
| Абсолютная средняя температура газов ширм, Тш, К | | 1005 + 273 = 1278 |
| Теплота, излучаемая из топки и ширм на поверхности за ширмами, Qл.вых, кДж/кг | | 527,2149 |
| Тепловосприятие ширм излучением, Qлш, кДж/кг | | |
| Тепловосприятие ширм по балансу, | | |
| Температура пара на входе в ширмы, | - | 342 |
| Энтальпия пара на входе в ширмы, | [2], табл.7.13 , по | 2606 |
| Температура пара после ширм, | [7] табл. 3 по Рб | 362 |
| Энтальпия пара на выходе из ширм, | | 2606+214,2060=820,206 |
| Прирост энтальпии пара в ширме, | | |
| Ср. тем-ра пара в ширмах, tш, оС | | |
| Скорость газов в ширмах, | | |
| Поправка на компоновку пучка ширм, CS | [1], стр.122 | 0,6 |
| Поправка на число поперечных рядов труб, СZ | [1], стр.122 | 1 |
| Поправка ,Сф | [1], стр.123 | 1 |
| Нормативный коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов к ширмам, | [1], стр.122 график 6,4 | 41 |
| Коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов к ширмам , | | |
| Коэффициент загрязнения ширм, | [1], стр.143, граф. 6,15 | 0,0075 |
| Коэффициент теплоотдачи от стенки к пару, | | 1463,9582 |
| Температура наружной поверхности загрязнения, tз, оС | | |
| Скорость пара в ширмах, | | |
| Средний удельный объем пара в ширмах, | [7] табл. 3, по | 0,01396 |
| Коэффициент использования ширм, | [1], стр.146 | 0,9 |
| Коэффициент теплоотдачи излучением в ширмах, | | |
| Угловой коэффициент для ширм, | [1], стр.112, рис. 5.19, кривая 1 (брать | 0,96 |
| Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке, | | |
| Коэффициент теплопередачи для ширм, k, | | |
| Тепловосприятие ширм по уравнению теплопередачи, | | |
| Большая разность температур, | Из прилагаемого графика | 708 |
| Меньшая разность температур | Из прилагаемого графика | 598 |
| Средний температурный напор, | | |
| Необходимое тепловосприятие ширм, | | |
Рисунок 1.3 - График изменения температур в ширмах при прямотоке
10.2 Расчет фестона
При расчете фестона не учитывать теплообмен через подвесные трубы и др. дополнительные поверхности. Фестон обыкновенно располагают между ширмами, висящими над топкой, и конвективным пароперегревателем. Фестон выполняют из разряженного пучка труб большего диаметра.
Расчет фестона сведен в нижеследующую таблицу.
Таблица 8
| Диаметр и толщина труб, d, м | d=dвнут×d | 0,114 |
| Относительный поперечный шаг, s1 | S1/d | 5,3 |
| Поперечный шаг труб, S1, м | По чертежу котла | 0,6 |
| Число труб в ряду, Z1, шт | По чертежу котла | 20 |
| Продольный шаг труб, S2, м | По чертежу котла | 0.3 |
| Относительный продольный шаг, s2 | S2/d | 2,65 |
| Число рядов труб по ходу газов, Z2, шт | По чертежу | 2 |
| Теплообменные поверхности нагрева, Fф, м | П∙d∙Н∙ Z2∙ Z1 | 100 |
| Лучевоспринимающая поверхность Fл.., м2 | aН | 94 |
| Высота фестона, Н, м | По чертежу | 7,8 |
| Живое сечение для прохода газов, Fг.., м2 | Fг..=а× Н-Z1× Н×d | 76,216 |
| Эффективная толщина излучающего слоя, S, м | Из расчета топки | 5,95 |
| Температура газов на входе в фестон, V’ф, °С | V’ф = V"ш | 960 |
| Энтальпия газов на входе в фестон, H’ф, | H’ф = H"ш | 8593,0335 |
| Температура газов за фестоном, V"ф, °С | Принимаем с последующим уточнением | 934 |
| Энтальпия газов на выходе из фестона, H"ф, | H"ф | 8334,3849 |
| Тепловосприятие ширм по балансу, Qбф, | Qбф =(H’ф-H"ф)×j | (8593,0335-8334,3849)0,99=256,0620 |
| Угловой коэффициент фестона, Xф | [1, с.112, рисунок 5.19 по s2] | 0,45 |
| Средняя температура газов в фестоне, Vф, °С | | 947 |
| Скорость газов в фестоне, wгф, | | |
| Коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов к ширмам, dк, | dк =Сs× Сz× Сф×aн | 0,46×0,91×0,94×29=11,4110 |
| Объемная доля водяных паров, rн2о | №5 расчета | =0,0807 |
| Поправка на компоновку пучка, Сs | [1, с.122-123] Сs=¦(s1,s2) | =0,46 |
| Поправка на число попереч ных труб, Сz | [1, с.122-123] | =91 |
| Поправка, Сф | [1, с. 123] график Сф=¦(nш× rн2о) | =0,94 |
| Нормативный коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов к фестону, aн, | [1, с. 122, график 6.8] | 29 |
| Температура наружной поверхности загрязнения, tз, °С | tcред+Δt | 422 |
| Коэффициент теплоотдачи излучением фестона, aл, | aл =aн ×Еш | 62,37 |
| Нормативный коэффициент теплоотдачи излучением, aп.н, | [1, с.141, граф 6.14] | 189 |
| Тепловосприятие фестона по уравнению теплопередачи, Qтф, | | |
| Необходимость тепловосприятия фестона, dQф, % | | (256,0621-268,3986) /256,0621·100 =4,8178<5 % |
10.3 Расчет конвективного пароперегревателя
Конвективный пароперегреватель двухступенчатый, в первую ступень по ходу пара поступает пар из ширмового пароперегревателя и далее он проходит во вторую ступень, из которой уходит на работу паровых турбин и на другие потребности.
Дымовые газы же идут в начале через вторую ступень пароперегревателя, а потом через первую ступень. По этой причине тепловой расчет осуществляется сначала второй, а потом первой ступени пароперегревателя. Поскольку для упрощения расчета не рассчитывается потолочный пароперегреватель и другие поверхности нагрева, конвективный пароперегреватель выполняется в значительной степени конструктивным расчетом.
Теплосъем конвективного пароперегревателя примерно пополам разделим по первой и второй ступеням.
Расчет ведем согласно указаниям [1, с.92-98] со ссылками на другие страницы. В начале рассчитываем геометрические размеры конвективного пароперегревателя общие для обеих его ступеней.
Рисунок 1.4 - Эскиз конвективного пароперегревателя второй ступени
Таблица 9- Расчет пароперегревателя второй ступени
| Наименование величины | Расчетная формула или страница[1] | Результат расчета |
| Наружный диаметр труб, d, м | Из чертежа | 0,04 |
| Поперечный шаг, S1, м | Из чертежа | 0,12 |
| Продольный шаг, S2, м | Из чертежа | 0,1 |
| Относительный поперечный шаг, s1 | | 3 |
| Относительный продольный шаг, s2 | | 2,5 |
| Расположение труб | Из чертежа | Коридорное |
| Температура газов на входе во вторую ступень, V’п2, °С | V’п2= V"ф | 934 |
| Энтальпия газов на входе во вторую ступень, Н’п2, | Н’п2= Н"ф | 8334,3849 |
| Температура газов на выходе из второй ступени, V"п2, °С | Принимаем на 200 °С ниже | 700 |
| Энтальпия газов на выходе из второй ступени, Н"п2, | Из таблицы расчета №6 | 6120,3549 |
| Тепловосприятие по балансу, Qбп2, | Qбп2=j×( Н’п2- Н"п2+Ùa×H°пр) | 0,99×(8334,3849-6120,3549+ +0,03×173,0248)= 2197,0285 |
| Присос воздуха , Ùa | [1, с.52] и №5 расчета | 0,03 |
| Энтальпия присасываемого воздуха, H°пр, | №6 расчета | 173,0248 |
| Тепловосприятие излучением, Qлп2, | | |
| Лучевоспринимающая поверхность, Fлп2, м2 | Fлп2=а×hгп2 | 12,0513×5=60,26 |
| Высота газохода, Hгп2, м | По чертежу | 5 |
| Теплота воспринятая паром, Ùhп2, | | |
| Снижение энтальпии в пароохладителе, Ùhпо, | [1, с.78] | 75 |
| Энтальпия пара на выходе из пароперегревателя, h"п2, | По tпе и Рпе [7 Таблица 3] | 3447 |
| Энтальпия пара на входе в пароперегреватель, h’п2, | H’п2= h"п2-Ùhп2+Ùhпо | 3434,37-391,5537+75= =3117,8163 |
| Температура пара на выходе из ПП, t"п2, °C | t"п2= t"пе | 545 |
| Тем-ра пара на входе в ПП, t’п2, °C | [7 таблица 3] по Рпе и h’п2 | 454 |
| Средняя температура пара, tп2, °C | | 499,5 |
| Удельный объем пара, Vп2, | По tпе и Рпе [7] | 0,0225 |
| Число рядов труб по ходу газов в одном ходу пара, Z2, шт | Z2=ZP [1 , с.95] | 3 |
| Живое сечение для прохода пара, fп2, м2 | | 0,202 |
Скорость пара, wп2, | | |
| Ср. температура газов, Vп2, °C | | |
| Скорость дымовых газов, wгп2, | | |
| Живое сечение для прохода газов, Fгп2, м2 | Fгп2=d×hгп2-Z1×hпп2×d | 12,0513×5-99×4,5× ×0,04=42,4365 |
| Высота конвективного пучка, hпп2, М | По чертежу | 4,5 |
| Число труб в ряду, Z1, шт | | 99 |
| Коэф-т теплоотдачи конвекцией от газов к пучку, aк, | aк =СS×CZ× CФ×aнг | 1×0,92×0,95×60=52,44 |
| Поправка на компоновку пучка, СS | [1, с.122] СS=¦(s1×s2) | 1 |
| Поправка на число поперечных труб, CZ | [1, с.123] СZ =¦(z2) | 0,92 |
| Поправка, CФ | [1, с.123] СФ=¦(zН2О,Vп2) | 0,95 |
| Объемная доля водяных паров, rН2О | №5 расчета | 0,0798 |
| Нормативный коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов, aнг, | [1, с.122, график6.4] | 60 |
| Температура загрязненной стенки, tз, °С | | 719,025 |
| Коэф-т загр., e, | [1, с.142] | 0,0043 |
| Коэффициент теплоотдачи конвекцией от стенки к пару, a2, | [1, с.132 график6.7] a2=Сd×aнп | 2160 |
| Теплообменная поверхность нагрева, Fп2, , м2 | Fп2=Zx×p×d×hпп2×Z1×Z2 | 1680 |
| Число ходов пара, Zx, шт | Принято конструктивно | 10 |
| Коэффициент теплоотдачи излучением, aл, | aл=aнл×eП2 | 188∙0,26=48,88 |
| Эффективная толщина излучающего слоя, S, м | | 0,31 |
| Коэф-т ослабления лучей в чистой газовой среде, Kг, | [1, с.138 рисунок 6.12] | 9,5 |
| Коэффициент ослабления лучей частицами летучей золы, Kз, | [1, с.140 рисунок 6.13] | 90 |
| Объемная доля трехатомных газов, Rп | №5 расчета | 0,2226 |
| Концентрация золовых частиц, mзл | №5 расчета | 0,0669 |
| Оптическая толщина, КРS, | KPS=( kг× rп+ kз×mзл)× ×РS | (9,5×0,2226+90×0,0669) ×0,1×0,31=0,2522 |
| Коэффициент излучения газовой среды, eП2 | [1, с.44 рисунок 4.3] | 0,26 |
| Нормативный коэффициент теплоотдачи излучением, aнл, | [1, с.144 рисунок 6.14] | 188 |
| Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке, a1, | a1=aк+aл | 52,44+48,88=161,32 |
| Коэффициент теплопередачи, Кп2, | | |
| Коэффициент тепловой эффективности, y | [1, с.145 таблица 6.4] | 0,65 |
| Большая разность температур на границах сред, Ùtб, °С | Из прилагаемого графика | 480 |
| Меньшая разность температур на границах сред, Ùtм, °С | Из прилагаемого графика | 155 |
| Температурный напор (прямоток) ÙtП2, °С | | |
| Тепловосприятие второй ступени пароперегревателя, Qт.п2, | | 1680×62,9072×288 /14431,9=2109,0099 |
| Несходимость тепловосприятия, dQт.п2, % | | /(2197,0285-2109,0099) ×100/2197,0285/∙100 =4,01 расчет окончен |
