Сделай Сам Свою Работу на 5

Расчёт воздухоподогревателя, 1 ступень





Состав газа

  CH4 C2H6 C3H8 C4H10 C5H12 N2 H2 Qсн, ккал/нм3
%
Игрим-Пунга-Серов-Н.Тагил 95,7 1,9 0,5 0,3 0,1 1,3 0,2

 

Коэффициенты избытка воздуха за поверхностью:

α т = 1,1

= α т + ∆ =1,1 + 0,03 = 1,13

= + ∆ =1,13 + 0,02 = 1,15

= + ∆ =1,15 + 0,03 = 1,18

= + ∆ =1,18 + 0,02 = 1,2

= + ∆ =1,2 + 0,03 = 1,23

 

Таблица 1. Коэффициенты избытка воздуха и объёмы продуктов сгорания

 

= + + = 10,68

 

Рассчитываемая величина Размерность Газоходы
Топка, фестон кпп вэк2 взп2 вэк1 взп1
Коэффициент избытка воздуха за поверхностью, a - 1,1 1,13 1,15 1,18 1,2 1,23
Средний коэффициент избытка воздуха, aср - 1,1 1,115 1,14 1,165 1,19 1,215
Избыточное колличество воздуха, Vвизб м33 0,726 1,113 1,355 1,597 1,839 2,081
Объём водяных паров, V(H2O) м33 2,182 2,188 2,192 2,196 2,200 2,204
Полный объём продуктов сгорания, Vг м33 11,598 11,991 12,237 12,483 12,479 12,975
Объёмная доля трёхатомных газов, r(RO2) - 0,089 0,086 0,084 0,083 0,081 0,079
Объёмная доля водяных паров, r(H2O) - 0,188 0,182 0,179 0,176 0,173 0,170
Суммарная объёмная доля, rп - 0,277 0,268 0,263 0,258 0,254 0,249

 



 

3. Энтальпии продуктов сгорания(I-ϑ таблица)

 

  I0г, ккал/кг I0в, ккал/кг Верх топочной камеры, фестон Пароперегреватель 1 ступень ВЭК 1 ступень ВП
  Iвизб, ккал/кг I, ккал/кг Iвизб, ккал/кг I, ккал/кг Iвизб, ккал/кг I, ккал/кг Iвизб, ккал/кг I, ккал/кг
357,0 306,0 387,6   396,8   418,2   427,4  
721,0 616,0 782,6 395,0 801,1 404,3 844,2 426,0 862,7 435,3
1094,0 931,0 1187,1 404,5 1215,0 414,0 1280,2 436,0 1308,1 445,5
1478,0 1253,0 1603,3 416,2 1640,9 425,9 1728,6 448,4 1766,2 458,1
1871,0 1582,0 2029,2 425,9 2076,7 435,8 2187,4 458,8 2234,9 468,7
2272,0 1919,0 2463,9 434,7 2521,5 444,8 2655,8 468,4 2713,4 478,5
2685,0 2266,0 2911,6 447,7 2979,6 458,1 3138,2 482,4 3206,2 492,8
3110,0 2614,0 3371,4 459,8 3449,8 470,2 3632,8 494,6 3711,2 505,0
3544,0 2963,0 3840,3 468,9 3929,2 479,4 4136,6 503,8 4225,5 514,3
3985,0 3321,0 4317,1 476,8 4416,7 487,5 4649,2 512,6 4748,8 523,3
4428,0 3689,0 4796,9 479,8 4907,6 490,8 5165,8 516,6 5276,5 527,6
4874,0 4057,0 5279,7 482,8 5401,4 493,8 5685,4 519,6 5807,1 530,6
5332,0 4425,0 5774,5 494,8 5907,3 505,8 6217,0 531,6 6349,8 542,6
5798,0 4802,0 6278,2 503,7 6422,3 515,0 6758,4 541,4 6902,5 552,7
6261,0 5180,0 6779,0 500,8 6934,4 512,1 7297,0 538,6 7452,4 549,9
6732,0 5557,0 7287,7 508,7 7454,4 520,0 7843,4 546,4 8010,1 557,7
7266,0 5935,0 7859,5 571,8 8037,6 583,1 8453,0 609,6 8631,1 620,9
7682,0 6313,0 8313,3 453,8 8502,7 465,1 8944,6 491,6 9134,0 502,9
8166,0 6700,0 8836,0 522,7 9037,0 534,3 9506,0 561,4 9707,0 573,0
8648,0 7087,0 9356,7 520,7 9569,3 532,3 10065,4 559,4 10278,0 571,0
9135,0 7474,0 9882,4 525,7 10106,6 537,3 10629,8 564,4 10854,0 576,0
9624,0 7862,0 10410,2 527,8 10646,1 539,4 11196,4 566,6 11432,3 578,2

 



Тепловой баланс котла

Рассчитываемая величина Обо-значе-ние Размер-ность Формула или обоснование Расчет Значение
Располагаемая теплота Qрр ккал/кг Qсн+Qв.вн 8710+0
Низшая теплота сгорания Qнс ккал/кг задано -
Теплота, внесенная воздухом Qв.вн ккал/кг подогрева вне котла нет -
Температура холодного воздуха tх.в °С задана -
Энтальпия холодного воздуха I0х.в ккал/кг по I-υ табл. - 91,8
Температура уходящих газов ϑух °С Задана -
Энтальпия уходящих газов Iух ккал/кг по I-υ табл. При t=30°С 514,44
Потеря теплоты с уходящими газами q2 % (Iух-aухI0х.в)(100-q4)/Qрр (470,91-1,23*91,8)(100- -0)/8710 4,609942595
Потеря теплоты от химической неполноты сгорания q3 % По табл. 4 методички - 0,5
Потеря теплоты от механической неполноты сгорания q4 % По табл. 4 методички -
Потеря теплоты от наружного охлаждения q5 % по номограмме (методичка) - 0,8
КПД брутто парового котла ηка % 100-(q2+q3+q4+q5) 100-(4,6+0,5+0+0,8) 94,09005741
Полезная мощность котла Qпг ккал/ч D*(iпп-iп.в.) 75000*(790,3-105,04)
Паропроизводительность котла D т/ч Задано -
Давление перегретого пара Рпп атм Задано -
Температура перегретого пара tпп °С Задано -
Энтальпия перегретого пара iпп ккал/кг Табл. Термодинамические свойства воды и водяного пара - 790,3
Давление питательной воды Рп.в атм Задано -
Температура питательной воды tп.в °С Задано -
Энтальпия питательной воды iп.в ккал/кг Табл. Термодинамические свойства воды и водяного пара - 105,04
Расход топлива В кг/ч Qпг/(Qрр∙ ηка)∙100 6271,259282
Расчетный расход топлива Вр кг/ч Вр - 6271,259282
Коэффициент сохранения теплоты φ - 1-q5/(ηка+q5) 0,999999984

 



Расчёт воздухоподогревателя, 1 ступень

Рассчитываемая величина Обозначение Размерность Формула или обоснование Расчет Значение
Площадь поверхности нагрева Н м2 π* * ℓ * z1* z2 3,14*0,0392*136*39*2,8
Наружный диаметр труб d м По чертежу - 0,04
Внутренний диаметр труб dвн м По чертежу - 0,0384
Поперечный шаг труб S1 м По чертежу - 0,06
Продольный шаг труб S2 м По чертежу - 0,042
Относительный поперечный шаг труб s1 - S1/d - 1,50
Относительный продольный шаг труб s2 - S2/d - 1,05
Число труб в ряду z1 - По чертежу -
Число рядов труб по ходу воздуха z2 - По чертежу -
Общее число труб z - z1* z2 136*39
Длина трубы м По чертежу - 2,8
Размеры газохода a м2 По чертежу - 2,25
Размеры газохода b м2 По чертежу - 7,04
Сечение по газу Fг м2 zπdвн2/4 (5304*3,14*0,0384^2)/4 6,14
Сечение по воздуху Fв м2 2,8*7,04/2- -2,8*136*0,04/2 2,24
Температура воздуха на выходе t''в OС задаемся -
Энтальпия воздуха на выходе I''в ккал/кг по I-ϑ табл. - 740,0
Температура холодного воздуха tх.в °С задана -
Энтальпия холодного воздуха I0х.в ккал/кг по I-ϑ табл. - 91,8
Теплота, отданная продуктами сгорания QвпI ккал/кг (αТ + ΔαТ +1,5 ΔαВП)* (Iв"-Iх.в) (1,1+0,05+0,03) * (740,0– 91,8) 709,8
Коэффициент избытка воздуха в топке αТ - Табл. 5 - 1,1
Присосы воздуха в топку ΔαТ - Табл. 5 - 0,05
Присосы воздуха в ВЗП ΔαВП - Табл. 5 - 0,03
Температура уходящих газов ϑух °С задана -
Энтальпия уходящих газов Iух ккал/кг по I-ϑ табл. - 514,4
Энтальпия газов на входе I' ккал/кг Iух+Qвп1/ φ- ΔαВП *Iхв (514,4+ 709,8)/0,99 – 0,03 *91,8 1228,6
Температура продуктов сгорания на входе в ВЗП ϑ' °С по I-ϑ табл. - 290,2
Средняя температура газов ϑ °С (ϑ'+ ϑух)/2 (120+290,2)/2 205,12
Средняя температура воздуха tв °С (tхв+t"в)/2 (30+240)/2
Скорость газов wг м/с ВрVг(ϑ+273)/(3600*273*Fг) 6238,1*12,975( 205,12+273)/3600*273*6,14) 6,45
Скорость воздуха wв м/с ВрVо(αТ - ΔαТ + ΔαВП)(tср+273) / 273*3600*Fв 6238,1*9,68*1,18(135+273)/273*3600* 1,92 12,32
Коэффициент теплоотдачи от газов α1 ξ (α к+ α л) 1*(57,6+0) 57,6
Коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов α к ккал/м2*ч*°С α нcфcl 48*1,2*1 57,6
Коэффициент теплоотдачи αн Рис.16 -
Поправка на физические свойства среды сф - Рис.16 - 1,2
Поправка на длину канала сl - Рис.16 -
Коэффициент теплоотдачи излучением α л - -
Коэффициент использования ξ - задано -
Коэф. т/отдачи к воздуху α 2 αн czcscф 72*1,2*1*1
Коэффициент теплоотдачи αн Рис.15 -
Поправка на число рядов труб сz - Рис.15 а -
Поправка на компоновку пучка сs - Рис. 15 в - 1,2
Коэффициент, учитывающий влияние изменений физических параметров потока сф - Рис. 15 б -
Коэф. теплопередачи k ξ (α 1 α 2)/( α 1+ α 2) 1(57,6*86)/(57,6+86) 34,6
Температурный напор ∆t °С Ψ∆tпрт 159,61-90 70,1
Меньшая разность температур ∆tм °С ϑ'-tв" 290,2-240 50,2
Большая разность температур ∆tб °С ϑух-tх.в 110-30
Тепловосприятие ВЗП Qт ккал/кг KH∆t/Bр 34,6*70,1*1828/ 6238,1
Отклонение ∆Q % 100-Qвп1/Qт∙100 100-709,8/706*100 0,5

 

 

Таблица 5. Расчёт топочной камеры

Рассчитываемая величина Обо-значе-ние Разме-рность Формула или обоснование Расчет Значение
Объём топочной камеры Vт м3 По чертежу - 592,9
Поверхность стен топки Fст м2 По чертежу - 454,5
Диаметр экранных труб d м Конструктивные данные - 0,06
шаг экранных труб S м Конструктивные данные - 0,1
шаг фронтовой стены Sф м Конструктивные данные - 0,15
Относительный шаг экранных труб S/d - По чертежу 0,1/0,06 1,67
Относительный шаг экранных труб(фронтовая стена) Sф/d - По чертежу 0,15/0,06 2,50
Температура продуктов сгорания на выходе из топочной камеры ϑ"т °C Задаёмся -
Энтальпия продуктов сгорания на выходе из топочной камеры I"т ккал/кг по I-ϑ табл. - 4317,1
Полезное тепловыделение в топке Qт ккал/кг Qрр(100-q3)/100+Qв-Qв.вн 8710*(100-0,5)/100+982,1 9648,6
температура горячего воздуха °C задаёмся - 300,0
энтальпия горячего воздуха Iгв ккал/кг по I-ϑ табл. - 931,0
тепло вносимое воздухом в топку Qв ккал/кг αтIгв + ΔαтI0хв 1,1*931,0 + 0,05*91,8 982,1
Коэффициент избытка воздуха в топке αТ - Табл. 5 - 1,1
Присосы воздуха в топку αТ - Табл. 5 - 0,05
Энтальпия холодного воздуха I0х.в ккал/кг Рассчитана ранее - 91,8
Тепло, внесенное подогретым вне котла воздухом Qв.вн ккал/кг Подогрева вне котла нет -
среднее значение коэффициента эффективности Ψср - (0,39*(2*5,8*14,52+2*7,04*5,8+7,04*14,52)+0,27*7,04*14,52)/454,5 0,36
Коэффициент тепловой эффективности Ψ - х∙ξ 0,8*0,49 0,39
Коэффициент тепловой эффективности Ψф - хф∙ξ 0,55*0,49 0,27
Угловой коэффициент х - Рис.9 - 0,8
Угловой коэффициент хф   Рис.9 - 0,55
Коэффициент загрязнения экранов ξ - табл.6 - 0,49
Эффективная толщина излучающего слоя s м 3,6Vт/Fст 3,6*592,9/454,5 4,70
Коэффициент ослабления лучей k см^2 м*кгс krrп+kc 5,4*0,272+1,23 0,25
Коэффициент ослабления лучей трёхатомными газами kг см^2 м*кгс Рис. 11 - 0,4
Объёмная доля водяных паров r(H2O) - Табл. 1 - 0,188
Произведение рпs p*s* rп 4,67*1*0,277 1,30
Суммарная объёмная доля трёхатомных газов rп - Табл. 1 - 0,277
Давление в топочной камере р Котёл с уравновешенной тягой -
Коэффициент ослабления лучей сажистыми частицами кс см^2 м*кгс 0,03(2-αт)(1,6Т"т/1000-0,5)Срр 0,03(2-1,1)(1,6*1373/1000-0,5)*2,99 0,14
Содержание углерода и водорода в рабочей массе топлива Срр   0.12∑m/nCmHn   2,99
Степень черноты факела аф - maсв+(1-m)aг 0,1*0,59+(1-0,1)0,23 0,43
Доля топочного объёма, заполненной светящейся частью факела m - задано qv<350*103 0,1
Степень черноты светящейся части факела aсв - 1-exp[-(kгrп+kс)ps] 1-exp[-(0,2*0,277+0,14)0,1*4,67] 0,69
Степень черноты несветящимися трёхатомными газами aг - 1-exp[-kгrпps] 1-exp[-0,2*0,277*0,1*4,67] 0,41
Степень черноты топки ат - аф/(аф+(1-аф)ψ) 0,26/(0,26+(1-0,26)0,45) 0,68
Коэффициент, учитывающий относительное положение ядра факела по высоте топки М - 0,54-0,2хт 0,54-0,2*0,305 0,48
Относительная высота расположения горелок хт - hгт 4,15/13,6 0,305
Высота расположения горелок hг м По чертежу - 4,15
Высота топки Нт м По чертежу - 13,6
Средняя суммарная теплоёмкость продуктов сгорания Vcср ккал кг∙°С (Qт-I"т)/(ϑа-ϑ"т) 9648,6-4317,1/2056-1100 5,6
адиабатная температура ϑа °С По I-ϑ табл. -
Действительная температура на выходе из топки ϑ"т °С По номограмме -
Действительная энтальпия продуктов сгорания на выходе из топочной камеры I"т ккал/кг По I-ϑ табл. - 4707,43
количество тепла, воспринятое в топке на 1 кг топлива Qл ккал/кг φ(Qт-I"т) (9648,6-4317,1)*0,999 5331,49
коэффициент распределения тепловой нагрузки по высоте топки ηв   - рис. 13 1,4
теплонапряжение топочного объёма qv B*Qрн/Vт 6238,1*8710/592,9 92128,0
тепловосприятие отдельных участков лучевоспринимающих поверхностей нагрева, расположенных в топке qл ηвBрQл/Hл 1,4*6238,1*5331,49/450,9 8,11
диаметр горелок dгор м по чертежу - 0,88
площадь горелок Fгор м2 πdгор 2/4 3,14*0,882/4 3,65
площадь лучевоспринимающих поверхностей Hл м2 Fст-Fгор 454.5-3.65 450,85

 

 

Таблица 6. Расчёт пароперегревателя, 2 ступень

 

Рассчитываемая величина Обозн. Разм. Формула или обоснование Расчет Знач.
Площадь поверхности нагрева Н м2 Констр. Данные - 175,1
Наружный диаметр труб d м Констр. Данные - 0,038
Внутренний диаметр труб dвн м Констр. Данные - 0,035
Поперечный шаг труб S1 м По чертежу - 0,108
Продольный шаг труб S2 м По чертежу - 0,096
Относительный поперечный шаг труб s1 - S1/d 0,108/0,038 2,8
Относительный продольный шаг труб s2 - S2/d 0,096/0,038 2,5
Число труб в ряду z1 - По чертежу -
Число рядов труб по ходу воздуха z2 - По чертежу -
Общее число труб z - По чертежу 65*6
Длина труб м По чертежу - 3,76
Размеры газохода b м По чертежу - 7,04
Живое cечение по газу F м2 ℓb-z1ℓd 3,76*7,04- -65*3,76*0,038 17,18
Живое cечение по пару f м2 πd2внz1/4 3,14*0,0352*65/4 0,063
Перепад температур на фестоне Δϑ °С задано -
Температура продуктов сгорания на входе в КПП ϑ' °С ϑ"т-Δϑ 1080-50 1 031
Энтальпия продуктов сгорания на входе в КПП I' По I-ϑ табл. - 4569,1
Температура продуктов сгорания за КПП ϑ" °С Задаёмся -
Энтальпия продуктов сгорания за КПП I"I По I-ϑ табл. - 3617,6
Присосы воздуха в КПП ∆αпп - Табл.5 - 0,03
Теплота, отданная продуктами сгорания Qб φ(I'-I"I+∆ αпп Iх.в) 0,99*(4560,2-3617,6+0,03*91,8) 954,3
Температура перегретого пара tпп °С задана - 440,0
Энтальпия i" По I-ϑ табл. - 790,3
Расход D кг/ч задан - 75000,0
Энтальпия пара на выходе из пароохладителя i' ккал/кг iпп-QбBp/D 790,3-945,4*6238,1/75000 710,5
Температура пара на выходе из пароохладителя t" °С По таблице термодинамических Свойств воды и водяного пара -
Средняя температура газов ϑг °С (ϑ'- ϑ")/2 (1030+835)/2
Средня температура пара tп °С (tпп-t")/2 (440+270)/2
Средняя скорость продуктов сгорания wг м/с BpVгI+273)/(273F) 11,991*6238,1(932+273)/(3600*273*17,18) 5,4
Средняя скорость пара wпI м/с D∙ nI f 75000*0,07/(3600*0,063) 23,3
Средний удельный объем пара nI м3/кг По табл. термодинамических свойств воды и водяного пара - 0,07
Коэффициент теплоотдачи от продуктов сгорания к стенке труб КПП α1 x( αкл ) 1*(52,8+20,1) 72,9
Коэффициент использования x - задан -
Коэффициент теплоотдачи конвекцией αк aнIczcscф 54*1*0,94*1,04 52,8
Коэффициент теплоотдачи αн Рис. 15 -
Поправка на число рядов труб сz - Рис. 15 а -
Поправка на компоновку пучка сs - Рис. 15 в - 0,94
Коэффициент, учитывающий влияние изменений физических параметров потока сф - Рис. 15 б - 1,04
Коэффициент теплоотдачи излучением от газов αл aнаСг 152*0,98*0,135 20,1
Коэффициент теплоотдачи αн Рис. 20 -
Температура загрязненной стенки tз OС t+∆t 355+25 380,0
Разность температур ∆t °С задано - 25,0
Объём водяных паров r(Н2О) - Табл. 1 - 0,182
Произведение крs м∙МПа кгrnрs 2,10*0,278*1*0,268 0,1569
Суммарная объёмная доля излучающих газов rn - Табл. 1 - 0,268
Давление р МПа задано -
Оптическая толщина излучающего слоя s м 0,9d(4S1S2/(πd2) - 1) 0,9*0,038* *(4*0,108* *0,96/(3,14* *0,0382)-1) 0,278
Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами кг Рис.11 - 2,10
Степень черноты продуктов сгорания а - Рис. 10 - 0,14
Коэффициент Сг - Рис. 20 - 0,98
Коэф. т/отдачи к пару a2 aнcd 1100*0,97
Коэффициент теплоотдачи aн Рис. 17 -
Поправка на число рядов труб сd - Рис. 17 а - 0,97
Коэффициент теплопередачи K Вт/м2К Ψa1/(1+a1/a2)   58,0
Коэффициент тепловой эффективности Ψ - Табл. 6.2, [3] 0,85*72,9 1+72,9/1067 0,85
Большая разность температур ∆tб °С ϑ'-tпп 1030-440 591,5
Меньшая разность температур ∆tм °С ϑ''-t" 835-270 565,0
Температурный напор   ∆t   °С     ϑг-tп     932-355   578,2
Количество теплоты, воспринятое ПП1 Qт ккал/кг KH∆t/Bp 577,3*58,0*175,1/6238,1 936,4
Отклонение   %     1,87

 

 








Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.