№	Газоходы	Коэффициент избытка воздуха за газоходом a’’	Величина присоса Da	Средний коэффициент избытка воздуха в газоходе a
1	Топка и фестон
2	Пароперегре-ватель	=1,13
3	Экономайзер	=1,21
4	Воздухоподо-греватели	+0,06=1,27

Wp	Ap	Sp	Сp	Нp	Np	Op	Qp H
3,0	0,05	0,3	84,65	11,7	-	0,3	9620

№	Величина	Единицы		АР=0,05%
				Газоходы
				Топка и фестон	Паропере-греватель	Экономай- зер	Воздухопо- догреватель
1	Коэф избытка воздуха за газоходом a’’	-		1,1	1,13	1,21	1,27
2	Средний коэф избытка воздуха в газоходе a	-		1,1	1,115	1,17	1,24
3		м3/кг	за	1,5271	-	-	1,5562
			ср	-	1,5297	1,5391	1,5510
4		м3/кг	за	12,5591	-	-	14,3936
			ср	-	12,7210	13,3145	14,0698
5		--	за	0,1258	-	-	0,1098
			ср	-	0,1242	0,1187	0,1123
6		--	за	0,1216	-	-	0,1081
			ср	-	0,1202	0,1156	0,1102
7		--	за	0,2474	-	-	0,2179
			ср	-	0,2445	0,2343	0,2225
8		кг/кг	За	16,2562	-	-	18,6140
			Ср	-	16,4642	17,2271	18,1980
9		кг/м3	За	1,2944	-	-	1,2932
			Ср	-	1,2943	1,2939	1,2934

газоход	Тем-ра газов
Топка и фестон (при aт’’)	2200	10218	8628	862,8	11080,80	-
	2100	9701	8203	820,3	10521,30	559,50
	2000	9187	7778	777,8	9964,80	556,50
	1900	8676	7353	735,3	9411,30	553,50
	1800	8168	6928	692,8	8860,80	550,50
	1700	7665	6514	651,4	8316,40	544,40
	1600	7163	6099	609,9	7772,90	543,50
	1500	6664	5684	568,4	7232,40	540,50
	1400	6170	5270	527	6697,00	535,40
	1300	5679	4856	485,6	6164,60	532,40
	1200	5193	4452	445,2	5638,20	526,40
	1100	4719	4048	404,8	5123,80	514,40
	1000	4248	3645	364,5	4612,50	511,30
	900	3779	3252	325,2	4104,20	508,30
Паропе-регреватель при aпе’’	700	2862	2486	323,18	3185,18	-
	600	2421	2106	273,78	2694,78	490,40
	500	1994	1736	225,68	2219,68	475,10
	400	1573	1375	178,75	1751,75	467,93
Эконо-майзер при aэк’’	500	1994	1736	364,56	2358,56	-
	400	1573	1375	288,75	1861,75	496,81
	300	1163	1022	214,62	1377,62	484,13
Воздухо-ль при aвп’’=aух	300	1163	1022	275,94	1438,94	-
	200	766	676	182,52	948,52	490,42
	100	379	336	90,72	469,72	478,80

III. Определение расчётного расхода топлива
3.1) Располагаемое тепло топлива Q^р_р находим по формуле:
Q^р_р=Q^р_н+Q_в.вн+i_тл
3.2) Величину тепла, вносимого воздухом, подогреваемом вне парового котла, Q_в.вн учитывают только для высокосернистых мазутов. Топливо проектируемого котла - малосернистый мазут.
где (I^o_в)^’ при t^’_вп =100 ^oC Þ (I^o_в)^’=322 ккал/кг;
3.3) Величину физического тепла топлива находим по формуле:
i_тл= C_тл t_тл, где t_тл =100 ^oC; C_тл =0,415+0,0006×t_тл=0,415+0,0006×100=0,475 ккал/(кг× ^oC);

i_тл= 0,475×100=47,5 ккал/кг;
3.4) Q^р_р=Q^р_н+i_тл=9620+47,5=9667,5 ккал/кг;
3.5) Потери теплас химическим недожогом q₃=0,5%;

с механическим недожогом q₄=0,0%;

3.6) Потеря тепла с уходящими газами:



где (I^o_хв) при t =30 ^oC; I^o_хв=9,5×V^o =9,5×10,62=100,89 ккал/кг;

I_ух=709,135 ккал/кг; t_ух=150 ^oC; a_ух=1,27;




3.7) Потеря тепла от наружного охлаждения котла: q₅=0,92% (при D = 50 т/ч);

3.8) КПД парового котла “брутто” находят по методу обратного баланса:
h_пк=100-(q₂+ q₃+ q₄+ q₅+ q₆)=100-(6,01+0,5+0,92)=92,57 %;




Коэффициент сохранения тепла:

3.9) Расход топлива, подаваемого в топку:





где Qпк=Dк×(I_пе- I_пв)×1000; при P_пе = 40 кгс/см² и t_пе = 440^oC Þ I_пе = 789,8 ккал/кг;

а при P_пв = 1,08×P_б = 1,08×45 = 48,6 кгс/см² и t_пв = 140^oC Þ I_пе = 141,3 ккал/кг;
Qпк = 50×(789,8- 141,3)×1000=3,2425·10⁷ккал/кг;





3.10) Расход топлива используют при выборе и расчёте числа и мощности горелочных устройств. Тепловой расчёт парового котла, определение объёмов дымовых газов и воздуха, количество тепла, отданного продуктами горения поверхностям нагрева, производятся по расчётному расходу фактически сгоревшего топлива с учетом механической неполноты горения:






IV. Выбор схемы сжигания топлива
4.1) Схему топливосжигания выбирают в зависимости от марки и качества топлива. Подготовка к сжиганию мазута заключается в удалении из него механических примесей, повышении давления и подогрева для уменьшения вязкости.

4.2) В проектируемом паровом котле установлены горелки (в количестве трёх штук) с механическими форсунками суммарной производительностью 110¸120% от паропроизводительности котла; мазут подогревают до 100¸130^оС. Скорость воздуха в самом узком сечении амбразуры должна быть 30¸40 м/с.




V. Поверочный расчёт топки
Задачей поверочного расчёта является определение температуры газов на выходе из топки J_т^’’ при заданных конструктивных размерах топки, которые определяют по чертежам парового котла.
V.1 Определение конструктивных размеров и характеристик топки
5.1.1) По чертежу парового котла определяем размеры топки и заполняем таблицу



5.1.2) Среднее значение коэффициента тепловой эффективности для топки в целом определяют по формуле:







5.1.3) Активный объём топочной камеры определяют по формуле:

Эффективная толщина излучающего слоя:



V.2 Расчёт теплообмена в топке
5.2.1) Расчёт основан на приложении теории подобия к топочным процессам. Расчётная формула связывает температуру газов на выходе из топки q_т^’’ с критерием Больцмана B_o, степенью черноты топки а_т и параметром М, учитывающим характер распределения температур по высоте топки и зависящим от относительного местоположения максимума температур пламени, который определяется схемой размещения и типом горелок.





При расчёте теплообмена используют в качестве исходной формулу:

Где T_т^’’ = J_т^’’ + 273 - абсолютная температура газов на выходе из топки, [K]; T_a = J_a + 273 -температура газов, которая была бы при адибатическом сгорании топлива, [K]; B_о – критерий Больцмана, определяемый по формуле:





Из этих формул выводятся рясчётные.

5.2.2)   Определяем полезное тепловыделение в топке Q_т и соответствующую ей адиабатическую температуру горения Т_а :







Где количество тепла, вносимое в топку с воздухом Q_в, определяют по формуле:



Полезное тепловыделение в топке Q_т соответствует энтальпии газов I_а, котрой располагали бы при адиабатическом сгорании топлива, т.е Q_т= I_а Þ Т_а=2352,4 К;

5.2.3)   Параметр М, характеризующий температурное поле по высоте топки, определяют по формуле:

М=А-B×x_т; где А и В опытные коэффициенты, значения которых принимают: А=0,54; В=0,2; (при камерном сжигании мазута).

Относительное положение максимума температур факела в топке определяют по формуле:

Х_т= Х_г+ DХ; где Х_г – относительный уровень расположения горелок, представляющий собой отношение высоты расположения осей горелок h_г (от пода топки) к общей высоте топки Н_т (от пода топки до середины выходного окна из топки, т.е. Х_г = h_г/ Н_т ); DХ – поправка на отклонение максимума температур от уровня горелок, принимаемая для газомазутных топок с производительностью >35т/ч DХ=0;

При расположении горелок в несколько ярусов и одинаковом числе горелок в ярусе высоту расположения определяют расстоянием от средней линии между ярусами горелок до пода или до середины холодной воронки; при разном числе горелок в каждом ярусе:





где
 n₁, n₂ и т.д. – число горелок в первом, втором и т.д. ярусах; h_1г, h_1г и т.д. – высота расположения осей ярусов.




М = 0,54·0,2·0,2459=0,4908




5.2.4) Степень черноты топки а_т и критерий Больцмана В₀ зависят от искомой температуры газов на выходе u_г^’’.

Принимаем u_г^’’ = 1100 ⁰С:
Среднюю суммарную теплоёмкость продуктов сгорания определяют по формуле:


5.2.5) Степень черноты топки определяют по формуле:
где а_ф – эффективная степень черноты факела:






где а_св и а_г – степень черноты,которой обладал бы факел при заполнении всей топки соответственно только светящимся пламенем или только несветящимися трёхатомными газами; m – коэффициент усреднения, зависящий от теплового напряжения топочного объёма и m=0,55 для жидкого топлива.



Величины а_св и а_г определяют по следующим формулам:

Где S_т – эффективная толщина излучаемого слоя в топке; P – давление в топке, для паровых котлов, работающих без наддува Р = 1 кгс/см^2.





Коэффициент ослабления лучей k_г топочной средой определяют по номограмме.





Коэффициент ослабления лучей k_с сажистыми частицами определяют по формуле:






где T_т^’’ - температура газов на выходе из топки; C^р/H^p - соотношение содержания углерода и водорода в рабочей массе топлива;














5.2.6)тОпределяем количество тепла, переданное излучением в топке:





5.2.7)   Определим тепловые нагрузки топочной камеры:



Удельное тепловое напряжение объёма топки:

Допуск 250¸300 Мкал/м³×ч;



Удельное тепловое напряжение сечения топки в области горелок




VI Поверочный расчёт фестона
6.1) В котле, разрабатываемом в курсовом проекте, на выходе из топки расположен трёхрядный испарительный пучок, образованный трубами бокового топочного экрана, с увеличенным поперечными и продольными шагами и называемый фестон. Изменение конструкции фестона связано с большими трудностями и капитальными затратами, поэтому проводим поверочный расчёт фестона.

Задачей поверочного расчёта является определение температуры газов за фестоном J_ф^’’ при заданных конструктивных размерах и характеристиках поверхности нагрева, а также известной температуре газов перед фестоном, т.е на выходе из топки.

6.2)          По чертежам парового котла составляют эскиз фестона.

6.3)          По чертежам парового котла составляем таблицу:

Наименование величин	Обозн.	Раз-ть	Ряды фестона			Для всего фестона
			1	2	3
Наружный диаметр труб	d	м	0,06
Количество труб в ряду	z1	--	23	23	24	-
Длина трубы в ряду	lI	м	2,3	2	1,275	-
Шаг труб: поперечный	S1	м	0,21	0,21	0,21	0,21
продольный	S2	м	-	0,35	0,775	0,5197
Угловой коэф фестона	xф	-	-	-	-	1
Расположение труб	-	-	шахматное
Расчётная пов-ть нагрева	H	м2	9,966	8,666	5,765	24,3977
Размеры газохода: высота	aI	м	2,25	2,05	1,275	-
ширина	b	м	5	5	5	-
Площадь живого сечения	F	м2	8,283	7,611	4,539	6,7646
Относительный шаг труб: поперечный	S1/d	-	3,5	3,5	3,5	3,5
продольный	S2/d	-	-	5,833	12,92	8,6616
Эффективная толщина излучающего слоя	Sф	м	-	-	-	2,03

Длину трубы в каждом ряду l_i определяем по осевой линии трубы с учётом её конфигурации от плоскости входа трубы в обмуровку топки или изоляцию барабана до точки перечения оси трубы каждого ряда с плоскостью ската горизонтального газохода. Количество труб в ряду z₁ определяют по эскизу, выполнив по всей ширине газохода разводку труб экрана в фестон.

Поперечный шаг S₁ равен утроенному шагу заднего экрана топки, т.к. этот экран образует три ряда фестона. Поперечные шаги для всех рядов и всего фестона одинаковы. Продольный шаг между первым и вторым рядами определяют как кратчайшее расстояние между осями труб этих рядов S₂^’, а между вторым и третьим рядами S₂^’’ как длину отрезка между осями труб второго и третьего рядов, соединяющего их на половине длины труб. Среднее значение продольного шага для фестона определяют с учетом расчетных поверхностей второго и третьего рядов труб, существенно различающихся по величине:

Принимаем x_ф = 1, тем самым увеличиваем конвективную поверхность пароперегревателя

(в пределах 5%), что существенно упрощает расчёт.

По S₁^ср и S₂^ср определяем эффективную толщину излучающего слоя фестона S_ф









6.4)          Расположение труб в пучке – шахматное, омывание газами – поперечное (угол отклонения потока от нормали не учитываем). Высоту газохода ‘а’ определяют в плоскости, проходящей по осям основного направления каждого ряда труб в границах фестона. Ширина газохода ‘b’ одинакова для всех рядов фестона, её определяют как расстояние между плоскостями, проходящими через оси труб правого и левого боковых экранов.

6.5)          Площадь живого сечения для прохода газов в каждом ряду:
F_i = a_i×b - z₁× l_iпр×d;
где l_iпр – длина проекции трубы на плоскость сечения, проходящую через ось труб расчитываемого ряда.

F_ср находим как среднее арифметическое между F₁ и F₃.

6.6) Расчётная поверхность нагрева каждого ряда равна геометрической поверхности всех труб в ряду по наружному диаметру и полной обогреваемой газами длине трубы, измеренной по её оси с учётом конфигурации, т.е гибов в пределах фестона:
Н_i = p×d×z_1i× l_i;
где z_1i – число труб в ряду; l_i – длина трубы в ряду по её оси.

Расчётная поверхность нагрева фестона определяют как сумму поверхностей всех рядов:
Н_ф = Н₁ + Н₂ + Н₃ = 9,966+8,666+5,765 = 24,3977 м;
На правой и левой стене газохода фестона расположена часть боковых экранов, поверхность которых не превышает 5% от поверхности фестона:

Н_доп = SF_ст·x^б = (1,7062 + 1,7062)·0,99 = 3,3782 Þ Н_ф^’ = Н_ф + Н_доп = 27,776 м;
6.7) Составляем таблицу исходных данных для поверочного теплового расчёта фестона.

6.8)          Ориентировочно принимают температуру газов за фестоном на 30¸100⁰С ниже, чем перед ним:






Для газов за фестоном находим энтальпию при







и по уравнению теплового баланса определяем тепловосприятие фестона:




6.9 Уравнение теплопередачи для всех поверхностей нагрева записывают в следующем виде:





где k - коэффициент теплопередачи, Dt - температурный напор,

Н - расчётная поверхность нагрева.

6.9.1)При сжигании мазута коэффициент теплопередачи определяют по формуле:





Где a_к - коэффициент теплоотдачи конвекцией; a_л - коэффициент теплоотдачи излучением газового объёма в трубном пучке; y - коэффициент тепловой эффективности поверхности; x = 1.

6.9.2) Для определения a_к (коэффициента теплоотдачи конвекцией от газов к стенке труб) рассчитаем среднюю скорость газового потока:





y для фестона при скорости газов 8,903 м/с равен 0,6.

Для нахождения a_к по номограммам определяем a_н=59 ккал/м²×ч×^оС и добавочные коэффициенты: С_z=0,88; С_ф=0,85; С_s=1 Þ a_к = a_н×С_z×С_ф×С_s = 59×0,88×0,85×1 = 44,13 ккал/м²×ч×^оС;







6.9.3)   Для нахождения a_л используем номограммы и степень черноты продуктов горения ‘a’:

Для незапылённой поверхности k×p×S = k_г×r_n×S×p, где р = 1кгс/ см²; r_n=0,2474;





р_n×S = r_n×S = 0,2474×2,03 = 0,5022






По номограмме находим k_г = 0,66 Þ

По номограмме находим С_г=0,96; a_н=170 ккал/м²×ч×^оС; Þ a_л = a_н×а×С_г =170×0,2819×0,96=46 ккал/м²×ч×^оС
6.9.4)







Находим температурный напор:








6.10)Если тепловосприятия фестона по уравнениям теплового баланса и теплопередачи отличаются менее чем на 5%, то температура за фестоном задана правильно:



т.о. поверочный расчёт выполнен.




VII. Определение тепловосприятий пароперегревателя, экономайзера, воздухоподогревателя и сведение теплового баланса парового котла
7.1)          При выполнении расчёта в целях уменьшения ошибок и связанных с ними пересчётов до проведения поверочно-конструкторских расчётов пароперегревателя целесообразно определить тепловосприятия этих поверхностей по уравнениям теплового баланса и свести тепловой баланс по паровому котлу в целом.

7.2)          Тепловосприятия пароперегревателя и воздухоподогревателя определяют по уравнениям теплового баланса рабочего тела (пара, воздуха), а тепловосприятие экономайзера – по уравнению теплового баланса теплоносителя (продуктов сгорания).

7.3)          Тепловосприятие пароперегревателя определяют по формуле:



Находим при P_пе=40 кгс/см² и t_пе=440^oC Þ i_пе=789,8 ккал/кг;

при P_б=45 кгс/см² и температуре насыщения Þ i_н=668,1 ккал/кг;

Di_по=15 ккал/кг;





Тепло, воспринимаемое пароперегревателем за счёт излучения факела топки, принимаем для упрощения расчётов равным нулю(Q_пе^л =0), а угловой коэффициент фестона Х_ф=1.

В этом случае полное тепловосприятие пароперегревателя численно совпадает с тепловосприятием конвекцией: Q_пе^к = Q_пе.

Для газохода пароперегревателя уравнение теплового баланса теплоносителя (дымовых газов) имеет вид:







Это уравнение решают относительно искомой энтальпии газов за пароперегревателем:




Полученное значение энтальпии газов за пароперегревателем позволяет определить температуру дымовых газов за ним u²_пе=601,52⁰С;

7.4)Тепловосприятие воздухоподогревателя определяют по уравнению теплового баланса рабочего тела (воздуха), т.к. температура горячего воздуха (после воздухоподогревателя) задана. Тепловосприятие воздухоподогревателя зависит от схемы подогрева воздуха. Т.к. предварительный подогрев воздуха, и рециркуляция горячего воздуха отсутствуют, то тепловосприятие воздухоподогревателя определяем:




где I^о_гв находим по t_гв=220^oC Þ I^о_гв=745,2 ккал/кг;
b²_вп – отношение объёма воздуха за воздухоподогревателем к теоретически необходимому:

Тепловосприятие воздухоподогревателя по теплоносителю (продуктам сгорания) имеет вид:

где I_ух – энтальпия уходящих газов, которую находим по t_ух=150^oC Þ I_ух=709,135 ккал/кг;

I^о_ух – энтальпия теоретического объёма воздуха, которую при t_прс=( t_гв + t^’_в)/2=(220+30)/2=125 ^oC Þ I_прс=421 ккал/кг;





Полученное значение энтальпии газов за экономайзером позволяет определить температуру дымовых газов за ним u²_эк=301,87⁰С;

7.5)          Тепловосприятие водяного экономайзера определяют по уравнению теплового баланса теплоносителя (дымовых газов):





7.6)          Определяем невязку теплового баланса парового котла:





VIII. Поверочно-конструкторский расчёт пароперегревателя
8.1)          Целью поверочно-конструкторского расчёта пароперегревателя является определение его поверхности нагрева при известных тепловосприятиях, конструктивных размерах и характеристиках. Тепловосприятие пароперегревателя определено ранее, конструктивные размеры и характеристики поверхности заданы чертежом. Решением уравнения теплопередачи определяют требуемую (расчётную) величину поверхности нагрева пароперегревателя, сравнивают её с заданной по чертежу и принимают решение о внесении конструктивных изменений в поверхность.

8.2)          По чертежам парового котла составляем эскиз пароперегревателя в двух проекциях на миллимет-ровой бумаге в масштабе 1:25.

8.3)          По чертежам и эскизу заполняем таблицу:
Конструктивные размеры и характеристики пароперегревателя



8.3.1) Поверхность нагрева для каждой ступени пароперегревателя определяют по наружному диаметру труб, полной длине змеевика (с учётом гибов) l и числу труб в ряду (поперёк газохода) z₁. В неё также включается поверхность труб, примыкающих к обмуровке, называемая дополнительной, которую определяют как произведение площади стены (потолка) F_ст, занятой этими трубами, на угловой коэффициент х, определяемый по номограмме на основании соотношений S₁/d и е/d причём е/d @ r/d =0,5 Þ х=0,75.

Таким образом, с учётом особенностей конструкции пароперегревателей поверхность нагрева определяем по формуле:
Н = p×d×z₁× l + F_ст ×х.
8.3.2)   Глубину газового объёма до пучка и глубину пучка определяют по рекомендациям и чертежу.

8.3.3)   По значениям шагов для пароперегревателя и диаметру труб находим эффективную толщину излучающего слоя:







8.3.4)   Площадь живого сечения для прохода газов на входе и выходе определяют по формуле:
F = a ·b – d·z₁· l_пр = 1,68·5,2 – 68·0,032·1,55 = 5,363 (м²);
Площадь живого сечения для прохода пара:





8.4)          Составляем таблицу исходных данных поверочно-конструкторского теплового расчёта пароперегревателя:





Средний удельный объём пара находят по удельным объёмам пара в состоянии насыщения и перегретого пара:



Все остальные величины определены ранее.

8.5)          Коэффициент теплопередачи определяют для пароперегревателя в целом по средним значениям необходимых величин из таблиц.

Коэффициент теплопередачи от газов к стенке для всех схем пароперегревателей определяют по формуле:





8.5.1)Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке для всех схем пароперегревателей определяют по формуле:





Где a_к - коэффициент теплоотдачи конвекцией; a¢_л - коэффициент теплоотдачи излучением газового объёма в трубном пучке; y - коэффициент тепловой эффективности поверхности; x = 1.

Для определения a_к - коэффициента теплоотдачи конвекцией от газов к стенке труб, рассчитаем среднюю скорость газового потока:




При поперечном омывании шахматных пучков дымовыми газами коэффициент теплоотдачи конвекцией, отнесённый к полной расчётной поверхности, определяют по номограмме:

a_н=80 ккал/м²×ч×^оС; добавочные коэффициенты: С_z=1; С_ф=0,98; С_s=1; Þ a_к = a_н×С_z×С_ф×С_s = =80×1×0,98×1 = 78,4 ккал/м²×ч×^оС;



Для нахождения a_л используем номограммы и степень черноты продуктов горения ‘a’:

Для незапылённой поверхности k×p×S = k_г×r_n×S×p, где р = 1кгс/ см²; r_n=0,2445;
р_n×S = r_n×S = 0,2445×0,119 = 0,0291.
По номограмме находим k_г = 3,34; Þ

Для пользования номограммой необходимо знать температуру загрязнённой стенки расчитываемой поверхности нагрева:
t_з = t_пе^ср + (80¸100) = 348,12 + 90 = 438,12 ^оС;
По номограмме находим С_г = 0,95; a_н = 130 ккал/м²×ч×^оС; Þ a_л = a_н×а×С_г = 130×0,95×0,0926 =

= 11,437 ккал/м²×ч×^оС;

При расчёте пароперегревателя и экономайзера на величину a_л необходимо ввести поправку, связанную с наличием газового объёма,



свободного от труб перед этими поверхностями и между отдельными пакетами поверхностей:


Где Т_к - температура газов в объёме камеры, (К); l_об и l_п - соответственно суммарная глубина пучка и суммарная глубина газового объёма до пучка, м; А – коэффициент: при сжигании мазута А=0,3;



8.5.2)   Коэффициент теплоотдачи от стенки к пару в пароперегревателе определяют по номограмме, при среднем значении давлений, температур и скорости пара:






При этой скорости пара С_d = 1,02; a_н = 1300 ккал/м²×ч×^оС;Þ a_л = a_н×С_d = 1300×1,02 = 1326 ккал/м²×ч×^оС;

8.5.3)Коэффициент теплоотдачи:




8.5.4)   Температурный напор:













Þ температурный напор можно найти как:

Поправочный коэффициент y определяют по номограмме по безразмерным параметрам:





По R и Р находим y= 0,96

8.6) Определим расчётную поверхность:






Невязка:





Невязка > 2% Þ вносим конструктивные изменения.

8.7) Найдем число петель змеевика, которое надо добавить:




Следовательно, добавляем к поверхность пароперегревателя 2 змеевика. Поверочный расчёт выполнен.




IX. Поверочно-конструкторский расчёт хвостовых поверхностей нагрева
IX.I Расчёт водного экономайзера
9.1.1) С использованием ранее выполненных расчётов для теплового расчёта экономайзера составляют таблицу исходных данных:



Примечание: Давление воды перед водяным экономайзером для паровых котлов среднего давления принимают Р¢_эк = 1,08×Р_б.
9.1.2)   Предварительно определяют тип водяного экономайзера (кипящий или некипящий) по значению энтальпии рабочей среды за экономайзером:

Энтальпию и температуру воды после водяного экономайзера определяют из уравнения теплового баланса по рабочему телу (воде):







Где D_эк – пропуск воды через экономайзер, кг/ч; при поверхностных пароохладителях D_эк = D_пе =D;

i²_эк – энтальпия воды после водяного экономайзера, ккал/кг; i¢_эк – энтальпия воды перед водяным экономайзером, ккал/кг.

При указаной схеме включения пароохладителя:





По i¢_эк = 156,3 ккал/кг и Р¢_эк = 48,6 кгс/см² находим и t¢_эк = 154,56 ⁰С;

По i²_эк = 251,274 ккал/кг и Р_б = 45 кгс/см² находим и t²_эк = 242,96 ⁰С;

Т.к i¢_эк < i²_эк, значит экономайзер некипящего типа.

9.1.3)   По чертежам парового котла составляем эскиз экономайзера в двух проекциях на миллиметровой бумаге в масштабе 1:25, на котором указываем все конструктивные размеры.

По чертежам и эскизу заполняем таблицу.
Конструктивные размеры и характеристики экономайзера



9.1.4) Площадь живого сечения для прохода газов в экономайзере при поперечном омывании определяют по формуле:





где l_пр – длина проекции ряда труб на плоскость сечения, м.



Площадь живого сечения для прохода воды:

Поверхность нагрева экономайзера:





Где l – длина змеевика, определяемая с использованием длины горизонтальной части змеевика (l₁):



9.1.5)Коэффициент теплопередачи для экономайзера в целом определяют по средним значениям необходимых величин.





Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке определяют по формуле:





Где a_к - коэффициент теплоотдачи конвекцией; a¢_л - коэффициент теплоотдачи излучением газового объёма в трубном пучке; y - коэффициент тепловой эффективности поверхности; x = 1.

Для определения a_к - коэффициента теплоотдачи конвекцией от газов к стенке труб, рассчитаем среднюю скорость газового потока:





При поперечном омывании шахматных пучков дымовыми газами коэффициент теплоотдачи конвекцией, отнесённый к полной расчётной поверхности, определяют по номограмме 13:

a_н=60 ккал/м²×ч×^оС; добавочные коэффициенты:
С_z=1; С_ф=1; С_s=1; Þ

a_к = a_н×С_z×С_ф×С_s = 63×1×1×1 = 60 ккал/м²×ч×^оС;




Для нахождения a_л используем номограмму 19 и степень черноты продуктов горения ‘a’:

Для незапылённой поверхности k×p×S = k_г×r_n×S×p, где р = 1кгс/ см²; r_n=0,2343.





р_n×S = r_n×S = 0,2343×0,118 = 0,02765;




По номограмме находим k_г = 3,4; Þ

Для пользования номограммой необходимо знать температуру загрязнённой стенки расчитываемой поверхности нагрева:
t_з = 0,5×(t¢_эк + t²_эк ) + (40¸60) = 0,5×(154,56+242,96) + 50 = 248,76 ^оС;
По номограмме находим С_г=0,97; a_н=100 ккал/м²×ч×^оС; Þ a_л = a_н×а×С_г =100×0,0897×0,97= 8,7 ккал/м²×ч×^оС;

При расчёте экономайзера на величину a_л необходимо ввести поправку, связанную с наличием газового объёма, свободного от труб перед этими поверхностями и между отдельными пакетами поверхностей:




Где Т_к - температура газов в объёме камеры, (К); l_об и l_п -- соответственно суммарная глубина пучка и суммарная глубина газового объёма до пучка, м; А – коэффициент: при сжигании мазута А=0,3;










9.1.6)Температурный напор:






Þ температурный напор с достаточной точностью можно найти как:





9.1.7)Определим расчётную поверхность:






Невязка:





Невязка > 2% Þ вносим конструктивные изменения.

9.1.8)Найдем требуемую длину змеевика:




Следовательно, принимаем Z₂^р равное 36, то есть Z₂^{1 ряда} =20, Z₂^{2 ряда} =16 Þ во втором пакете убираем одну сдвоенную петлю.

Для первого пакета:



Для второго пакета:

Высота экономайзера:



Расчёт закончен
IX.II Расчёт воздушного подогревателя
9.2.1) По чертежам парового котла составляем эскиз воздухоподогревателя в двух проекциях на миллиметровой бумаге в масштабе 1:25, на котором указывают все конструктивные размеры.

По чертежам и эскизу заполняем таблицу:
Конструктивные размеры и характеристики воздухоподогревателя


Примечание: Трубчатые воздухоподогреватели, как правило, выполняются с вертикальным расположением труб в газоходе, внутри которых движутся газы, а воздух омывает шахматно расположенный пучок труб снаружи, омывание поперечное; взаимное движение сред характеризуется перекрёстным током. Число ходов воздуха не меньше двух.

Расчётно определим число труб, включенных параллельно по газам:






Площадь живого сечения для прохода газа:
Площадь живого сечения для прохода воздуха (по заданной заводской конструкции):

Поверхность нагрева ВЗП:


9.2.2) С использованием ранее выполненых расчётов для теплового расчёта ВП составляют таблицу исходных данных:





Находим скорости газов и воздуха:

           
Скорости газов и воздуха должны быть в пределах допустимых нормативных значений в зависимости от вида топлива и характеристик зол. В курсовом проекте допустимая скорость газов составляет: W_г=12±3 м/с, а W_в = (0,5¸0,6)×W_г = 5,07¸6,08 м/с, однако полученная скорость воздуха больше допустимой Þ принимаем W_в^’=6,08 м/c.

Пересчитываем:



9.2.3)Коэффициент теплопередачи для воздухоподогревателя в целом определяют по средним значениям необходимых величин.

1. Реферат Инфляция в переходной экономике
2. Реферат на тему Comparison Of Paul
3. Реферат на тему Специальный уход за больными при заболеваниях желудочно кишечного тракта
4. Реферат Баварская правда
5. Курсовая на тему Субъекты гражданских правоотношений
6. Реферат Загрязнение нефтью. Экологические аспекты.
7. Творческая работа на тему Доказательство теоремы Ферма для n 4
8. Реферат на тему Shakespearean Comedy Essay Research Paper Shakespearean ComedyShakespeare
9. Реферат на тему Fences Essay Research Paper FencesIn the play
10. Реферат Вещь и право требования к вопросу о допустимости виндикации бездокументарных ценных бумаг