|
Курсовая работа: Поверочный тепловой расчет парового котла Е-420-13,8-560 (ТП-81) на сжигание Назаровского бурого угля
Для данной
марки и модификации котла достаточно одного слагаемого из формулы:
=,
где -количество выработанного
перегретого пара, кг/с;
- удельная энтальпия
перегретого пара, кДж/кг;
После расчета
теплового баланса приступаем к расчету воздухоподогревателя первой ступени.
5. Конвективная шахта
Конвективная
шахта представляет собой опускной газоход с размещенными в ней в рассечку,
водяным экономайзером и трубчатым воздухоподогревателем. Низкотемпературные
поверхности нагрева имеют двухступенчатую схему расположения. Кубы водяного
экономайзера и воздухоподогревателя имеют «горячий» каркас и с основным
каркасом не связаны. Такая конструкция дает возможность осуществить приварку
этих блоков друг к другу. Сплошная заварка всех сочленений блоков устраняет
присосы воздуха и повышает тем самым экономичность котла. Тепловое расширение
конвективной шахты происходит снизу вверх, стык между верхними пакетами воздухоподогревателя
и верхним водяным экономайзером уплотняется линзовым компенсатором.
Расчет первой
ступени трубчатого воздухоподогревателя
Расчет
трубчатого воздухоподогревателя I
Таблица 4
№ п/п |
Наименование величины |
Обозначение |
Размерность |
Формула или обоснование |
Расчет |
|
1 |
Диаметр труб |
d |
мм |
По конструкт. характеристикам |
40×1,5 |
|
2 |
Шаги труб
- поперечный
- продольный
|
S1
S2
|
мм |
По конструкт. характеристикам |
60
40,5
|
|
3 |
Относительные шаги
- поперечный шаг
- продольный шаг
|
σ1
σ2
|
мм
мм
|
S1/d
S2/d
|
1,55
1,0125
|
|
4 |
Число труб в ряду:
- поперек хода
- по ходу воздуха
|
Z1
Z2
|
шт.
шт.
|
По конструктивным
характеристикам |
156
35
|
|
5 |
Живое сечение для
прохода газов |
|
м2
|
Характер. |
17,8 |
|
6 |
Живое сечение для
прохода воздуха |
|
м2
|
Характер. |
9,31 |
|
7 |
Поверхность нагрева |
H |
м2
|
Характер. |
12315 |
|
8 |
Температура уходящих
газов |
|
˚С |
Принята с последующим
уточнением |
130 |
|
9 |
Энтальпия |
I//ух
|
кДж/кг |
I –табл.
|
833.4155 |
|
10 |
Температура газов на
входе в ВП |
|
˚С |
Принимается с последующим
уточнением |
250 |
300 |
|
11 |
Энтальпия |
I/вп
|
кДж/кг |
табл. 6
по α//эк
1.3
|
1434.1 |
1728.42 |
|
12 |
Температура холодного
воздуха |
tхв
|
˚С |
Задана |
30 |
|
13 |
Энтальпия |
Iхв
|
кДж/кг |
табл. 6 |
112,845 |
|
14 |
Тепловосприятие ступени
по балансу |
Qб 1,2
|
кДж/кг |
φ(I/
- I// + ΔαI0хв)
|
603,7 |
896,1 |
|
15 |
Присос воздуха в топку |
ΔαT
|
- |
таблица 3.2[1] |
0,05 |
|
16 |
Присос воздуха в
пылесистему |
Δαпл
|
- |
таблица 3.2[1] |
0,04 |
|
17 |
Отношение количества
горячего воздуха к Vнo,хв
|
βгв
|
- |
αT - ΔαT - Δαпл
|
1,15 |
|
18 |
Коэффициент избытка
воздуха на выходе из ВП |
β//вп
|
- |
|
1,05 |
|
19 |
Энтальпия горячего
воздуха на выходе из ступени |
I//гв
|
кДж/кг |
|
683,5 |
934,6 |
|
20 |
Температура горячего
воздуха на выходе из ступени |
t//гв
|
˚С |
табл. 6 |
124,026 |
169,59 |
|
21 |
Средняя температура
воздуха |
t |
˚С |
|
78,5 |
99,8 |
|
22 |
Средняя температура
газов |
|
˚С |
|
190 |
215 |
|
25 |
Средняя скорость газов |
Wг
|
м/с |
|
11,46 |
12,1 |
|
26 |
Коэффициент теплоотдачи
с газовой стороны |
α2
|
|
рисунок 5.6[1] |
38 |
40 |
|
27 |
Средняя скорость
воздуха |
Wв
|
м/с |
|
4,03 |
4,27 |
28 |
Коэффициент теплоотдачи
с воздушной стороны |
α1
|
|
рисунок 5.5[1] |
48,45 |
49,82 |
29 |
Коэффициент использования
поверхности нагрева |
ξ |
- |
таблица 5.5[1] |
0,85 |
|
30 |
Коэффициент теплопередачи |
k |
|
|
19,95 |
18,86 |
31 |
Температурный напор на
входе газов |
Δt/
|
˚С |
/ - t//
|
125,9 |
130,41 |
|
32 |
Температурный напор на
выходе газов |
Δt//
|
˚С |
// - t0хв
|
100 |
|
33 |
Температурный напор при
противотоке |
Δtпрот
|
˚С |
|
112,95 |
115,2 |
34 |
Больший перепад
температур |
τб
|
˚С |
t// - t/
|
94,026 |
139,59 |
|
35 |
Меньший перепад
температур |
τм
|
˚С |
/ - //
|
120 |
170 |
36 |
Параметр |
Р |
- |
|
0,545 |
0,629 |
37 |
Параметр |
R |
- |
|
0,78 |
0,82 |
38 |
Коэффициент |
ψ |
- |
П. 5.3 рис. 5.15
[1] |
0,65 |
0,65 |
39 |
Температурный напор |
Δt |
˚С |
ψ Δtпр
|
73,41 |
74,88 |
40 |
Тепловосприятие по
уравнению теплопередачи |
QT
|
кДж/кг |
|
1178 |
1136 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Из
графического уточнения расчетных величин ВП-I (рис. 3) определили
значения температур уходящих газов=340˚С
и температуру горячего воздуха на выходе из ступени t//гв =203˚С Qбуточ=1100кДж/кг
Расчет
первой ступени водяной экономайзер
Расчет первой
ступени водяного экономайзер
№ п/п |
Наименование величины |
Обозначение |
Размерность |
Формула или обоснование |
Расчет |
|
1 |
Диаметр труб |
dн/dвн
|
мм |
По конструкт. характеристикам |
25×3,5 |
|
2 |
Шаги труб
- поперечный
- продольный
|
S1
S2
|
мм |
По конструкт. характеристикам |
80
49
|
|
3 |
Живое сечение для
прохода газов |
Fr
|
м2
|
|
36,8 |
|
4 |
То же для воды |
fв
|
м2
|
|
0,212 |
|
5 |
Относительные шаги
- поперечный шаг
- продольный шаг
|
σ1
σ2
|
-
-
|
S1/d
S2/d
|
3,2
1,96
|
|
6 |
Число рядов труб в
змеевике |
Z2
|
- |
По конструкт. характеристикам |
228 |
|
7 |
Число змеевиков |
Z1
|
- |
По конструкт. характеристикам |
114 |
|
8 |
Поверхность нагрева |
H |
м2
|
Πdln
|
2580 |
|
9 |
Температура газов на
выходе из ступени |
|
˚С |
Из расчета ВП-I |
340 |
|
10 |
Энтальпия газов на
выходе |
I//ЭК
|
кДж/кг |
Табл.. по α//эк
|
1968,96 |
|
11 |
Теплосодержание воды |
i/эк
|
кДж/кг |
i – S табл. [2] |
990,21 |
|
12 |
Температура воды на
входе в экономайзер |
t/эк
|
˚С |
задана |
230 |
|
13 |
Температура газов на
входе в экономайзер |
|
˚С |
Принимается с
последующим уточнением |
400 |
450 |
14 |
Энтальпия газов на
входе |
I/эк
|
кДж/кг |
табл. 6
по α//вп=1,28
|
2329,76 |
2540,2 |
15 |
Тепловосприятие ВЭКпо
балансу |
Qб
|
кДж/кг |
φ(I/ - I// + ΔαэкI0хв)
|
361,08 |
533,8 |
16 |
Теплосодержание воды на
выходе |
i//эк
|
кДж/кг |
i/эк + Qб
|
1064,9 |
1100,6 |
17 |
Температура воды на
выходе из ступени |
t//эк
|
˚С |
при Рэк =11,5
МПа
|
245,5 |
253,06 |
18 |
Температурный напор на
входе газов |
Δt/
|
˚С |
/ - t//эк
|
154,5 |
196,94 |
19 |
Температурный напор на
выходе газов |
Δt//
|
˚С |
// - t/=349-215
|
110 |
|
20 |
Средний температурный
напор |
Δt |
˚С |
|
131,63 |
149,4 |
21 |
Средняя температура
газов |
|
˚С |
|
370 |
395 |
22 |
Средняя температура
воды |
t |
˚С |
|
237,75 |
241,53 |
23 |
Температура
загрязненной стенки |
tЗ
|
˚С |
t + 25 |
262,75 |
266,53 |
24 |
Суммарная объемная доля
трехатомных газов и водяных паров |
rn
|
- |
таблица 5 |
0,317 |
|
25 |
Средняя скорость газов |
Wг
|
м/с |
|
7,58 |
7,87 |
26 |
Коэффициент теплоотдачи
конвекцией |
αК
|
|
рисунок 5.5
стр. 53 [1]
|
30,25 |
29,4 |
27 |
Эффективная толщина излучающего
слоя |
S |
м |
|
0,157 |
|
28 |
∑ поглощательная
способность |
PnS
|
МПа×м |
rn * S*0,1
|
0,00497 |
|
29 |
Коэффициент ослабления
лучей трехатомными газами |
kr
|
1/ МПа |
k0r × rn
k0r – рисунок 5.11[1]
(24 и 23)
|
37 |
35 |
30 |
Коэффициент теплоотдачи
излучением |
αл
|
|
рис. 5.9 |
4 |
4,5 |
31 |
Коэффициент тепловой
эффективности |
ψ |
- |
п. 5.3 табл. 5.2 |
0,7 |
|
32 |
Коэффициент теплопередачи |
k |
|
ψ(αК
+ αл)
|
23,97 |
23,73 |
33 |
Тепловосприятие ступени
по уравнению теплопередачи |
QT
|
кДж/кг |
|
532,324 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Из
графического уточнения расчетных величин ВЭК-I(рис. 5) найдем
значение уходящих газов на входе в ВЭК-I и значение температуры
питательной воды на выходе из ВЭК-I: =392 t//эк =243С; Qбуточ=330кДж/кг
Расчет
второй ступени воздухоподогревателя
Двухступенчатая
компоновка воздухоподогревателя позволяет подогреть воздух до 350-450 ˚С. Сущность
этой схемы заключается в увеличении температурного напора на горячем конце
воздухоподогревателя в результате переноса его горячей (второй) ступени в
область более высокой температуры продуктов сгорания. Это позволяет сохранить
температуру уходящих газов на достаточно низком уровне. Температура газов перед
второй ступенью воздухоподогревателя задается из условия обеспечения надежности
работы верхней трубной доски. Она должна быть не выше =550-5800С.
Таблица 6. Расчет
воздухоподогревателя второй ступени
№ п/п |
Наименование величины |
Обозначение |
Размерн-ость |
Формула или обоснование |
Расчет |
|
1 |
Диаметр труб |
d |
мм |
По конструкт.
характеристикам |
51
1,5
|
|
2 |
Шаги труб
- поперечный
- продольный
|
S1
S2
|
мм |
По конструкт.
характеристикам |
78
51
|
|
3 |
Относительные шаги
- поперечный шаг
- продольный шаг
|
σ1
σ2
|
мм
мм
|
S1/d
S2/d
|
1,5
1
|
|
4 |
Число труб в ряду:
- поперек хода
- по ходу воздуха
|
Z1
Z2
|
шт.
шт.
|
По конструктивным
характеристикам |
|
|
5 |
Общее количество труб |
n |
шт. |
|
|
|
6 |
Живое сечение для
прохода газов |
|
м2
|
|
21,5 |
|
7 |
Живое сечение для
прохода воздуха |
fв
|
м2
|
|
21,8 |
|
8 |
Поверхность нагрева |
H |
м2
|
Πdln=
3,14*0,04*3,4*
*12598
|
9180 |
|
9 |
Температура уходящих
газов |
|
˚С |
Из расчета ВЭ-I |
392,5 |
|
10 |
Энтальпия |
I//ух
|
кДж/кг |
табл. 6 |
2239,68 |
|
11 |
Температура газов на
входе в ВП |
|
˚С |
Принимается с
последующим уточнением |
450 |
500 |
|
12 |
Энтальпия |
I/вп
|
кДж/кг |
табл. 6 |
2513,5 |
2812,65 |
|
15 |
Тепловосприятие ступени
по балансу |
Qб 1,2
|
кДж/кг |
φ(I/ - I// + ΔαI0хв)
|
276,9 |
573,07 |
|
19 |
Коэффициент избытка
воздуха на выходе из ВП |
β//вп
|
- |
βгв +
|
1,065 |
|
20 |
Энтальпия горячего
воздуха на выходе из ступени |
I//гв
|
кДж/кг |
|
1377,6 |
1671,52 |
|
21 |
Температура горячего
воздуха на выходе из ступени |
t//гв
|
˚С |
табл. 6 |
245,09 |
296 |
|
22 |
Средняя температура
воздуха |
t |
˚С |
|
224,045 |
249,5 |
|
23 |
Средняя температура
газов |
|
˚С |
|
421,25 |
446,2 |
|
26 |
Средняя скорость газов |
Wг
|
м/с |
|
13,8 |
14,3 |
|
27 |
Коэффициент теплоотдачи
с газовой стороны |
α2
|
|
рисунок 5.6[1] |
41,82 |
41,58 |
28 |
Средняя скорость
воздуха |
Wв
|
м/с |
|
6,65 |
6,99 |
|
29 |
Коэффициент теплоотдачи
с воздушной стороны |
α1
|
|
рисунок 5.5 [1] |
90,24 |
92,15 |
|
31 |
Коэффициент теплопередачи |
k |
|
|
24,3 |
24,4 |
|
32 |
Температурный напор на
входе газов |
Δt/
|
˚С |
/ - t//
|
204,91 |
204 |
|
33 |
Температурный напор на
выходе газов |
Δt//
|
˚С |
// - t0хв
|
189,5 |
34 |
Температурный напор при
противотоке |
Δtпрот
|
˚С |
|
197,35 |
197 |
|
35 |
Больший перепад
температур |
τб
|
˚С |
t// - t/
|
42,09 |
93 |
|
36 |
Меньший перепад
температур |
τм
|
˚С |
/ - //
|
57,5 |
107,5 |
37 |
Параметр |
Р |
- |
|
0,23 |
0,36 |
|
38 |
Параметр |
R |
- |
|
0,732 |
0,86 |
|
39 |
Коэффициент |
ψ |
- |
П. 5.3 рис. 5.15
[1] |
0,65 |
|
40 |
Температурный напор |
Δt |
˚С |
ψ Δtпр
|
128,3 |
128,05 |
|
41 |
Тепловосприятие по
уравнению теплопередачи |
QT
|
кДж/кг |
|
1163,43 |
1165,9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Страницы: 1, 2, 3
|
|