Поверочный расчет котла

6.4 источник 1Для определения aн и коэффициента сГ вычисляем температуру загрязненной стенки tз , °Сtз=t+∆tгде: t – средняя температура окружающей среды, °С; для паровых котлов принимаем равной температуре насыщения при давлении в котле;∆t – при сжигании газа принимаем равной 25 °Сtз=194,1+25=219,1a400н=102a300н=98с400Г=0,96с300Г=0,94a400Л=102*0,161*0,96=15,77a300Л=98*0,167*0,94=15,386.1.8 Определяем суммарный коэффициент теплоотдачи a1, Вт/(м2К), от продуктов сгорания к поверхности нагреваa1=ξ(aк+ aЛ)где: ξ- коэффициент использования, учитывающий уменьшение тепловосприятия поверхности нагрева вследствие неравномерного обмывания ее продуктами сгорания, частично протекания продуктов сгорания мимо нее и образования застойных зон, для поперечно омываемых пучков принимаем равным 1a4001=1(68,3+15,77)=84,07a3001=1(58,5+15,38)=73,886.1.9 Определяем коэффициент теплопередачи К, Вт/(м2К),К= a1*ψгде: ψ – коэффициент тепловой эффективности, определяемый по таблице 6.2, источник 1, в зависимости вида сжигаемого топлива, принимаем равным ψ=К400= 84,07*0,9=75,66К300=73,88*0,9=66,496.1.10 Определяем количество теплоты QТ, кДж/кг, воспринятое поверхностью нагрева, на 1 кг сжигаемого топливагде: ∆t – температурных напор, °С, определяемый для испарительной конвективной поверхности нагрева6.1.11 По принятым двум значениям температуры , полученным двум значениям теплоты отданной продуктами сгоранияQ400Б=11723,3 и Q300Б=13334,4 производим графическую интерполяцию для определения температуры продуктов сгорания после поверхности нагрева, (рисунок 2).Температура на выходе из конвективного пучка равна 407°С.6.2 Расчет второго конвективного пучкаРасчет второго конвективного пучка производим по формулам из источника 1.Предварительно принимаем два значения температур после рассчитываемого газохода Далее весь расчет ведем для двух принятых температур.6.2.1 Определяем теплоту Q6 ,кДж/кг, отданную продуктами сгоранияQБ= (Н’ + Н” + ∆αк*Нoпрс)где: – коэффициент сохранения теплотыН – энтальпия продуктов сгорания на выходе в поверхность нагрева, кДж/м3, определяется по таблице 2 при температуре и коэффициенте избытка воздуха после топочной камеры.Н’ =6510,6Н” – энтальпия продуктов сгорания после рассчитываемой поверхности нагрева, кДж/м3∆αк – присос воздуха в поверхность нагреваНoпрс – энтальпия присасываемого в конвективную поверхность нагрева воздуха, при температуре воздуха 30°С , кДж/м3Q300Б=0,974(6510,6-5129,28+0,1*386,06)=1383Q200Б=0,974(6510,6-3385,65+0,1*386,06)=30816.2.2 Определяем расчетную температуру потока ,°С, продуктовсгорания в газоходегде: - температура продуктов сгорания на входе в поверхность нагрева, °С - температура продуктов сгорания на выходе из поверхности нагрева, °С6.2.3 Определяем температуру напора ∆t, °С∆t = - tкгде: tк – температура охлаждающей среды, для парового котла принимаем равной температуре кипения воды при давлении в котле, °С∆t300 =∆t200 =6.2.4 Определяем среднюю скорость ωГ , м/с, продуктов сгорания в поверхности нагревагде: Вр – расчетный расход топлива, кг/сF – площадь живого сечения для прохода продуктов сгорания, м2VГ – объем продуктов сгорания на 1 кг жидкого топлива - средняя расчетная температура продуктов сгорания, °С6.2.5 Определить коэффициент теплоотдачи конвекцией αк , Вт/(м2*К), щт продуктов сгорания к поверхности нагрева, при поперечном обмывании коридорных пучковαк= αнсzсsсфгде: αк–коэффициент теплоотдачи, определяется по номограмме рис.6,1 источник 1 при поперечном обмывании коридорных пучковα300к=118α200к=112сz – поправка на число рядов труб по ходу продуктов сгорания; определяется по номограмме рис. 6,1 источник 1 при поперечном обмывании коридорных пучковс300z=1с200z=1сs – поправка на компоновку пучка; определяется по номограмме рис.6,1 источник 1 при поперечном обмывании коридорных пучковс300s=1с200s=1сф – коэффициент, учитывающий влияние изменения физических параметров потока; определяется по монограмме рис. 6,1 источник 1 при поперечномомывании коридорных пучковс300ф=1,11с200ф=1,15α300к= 118*1*1*1,11=130,98α200к=112*1*1*1,15=128,86.2.6 Определяем степень черноты газового потока , a , по номограмме рис. 5.6 источник 1,α=1-е- KpsKps = kГ*rп*p*sгде: p – давление в газоходе, Мпа; для котлов без наддува принимаем равным 0,1;s –толщина излучающего слоя для гладкотрубных пучков, мkГ – коэффициент ослабления лучей трехатомными газами, (м*МПа)-1Kps = kГ*rп*p*sKps300 =38,68*0,25*0,1*0,177=0,171Kps200 =40,5*0,25*0,1*0,177=0,179α300 =1-е- 0,171=0,157α200 =1-е- 0,179=0,1646.2.7 Определяем коэффициент теплоотдачи aЛ ,Вт/(м2К), учитывающий передачу теплоты излучением в конвективных поверхностях нагреваaЛ=aн*a*cГгде: aн – коэффициент теплоотдачи, Вт/(м2К), определяем по номограмме рис.6.4 источник 1;a –степень чернотысГ- коэффициент, определяемый порис. 6.4 источник 1Для определения aн и коэффициента сГ вычисляем температуру загрязненной стенки tз , °Сtз=t+∆tгде: t – средняя температура окружающей среды, °С; для паровых котлов принимаем равной температуре насыщения при давлении в котле;∆t – при сжигании газа принимаем равной 25 °Сtз=194,1+25=219,1a300н=42a200н=38с300Г=0,97с200Г=0,95a300Л=42*0,157*0,97=6,4a200Л=38*0,164*0,95=5,96.2.8 Определяем суммарный коэффициент теплоотдачи a1, Вт/(м2К), от продуктов сгорания к поверхности нагреваa1=ξ(aк+ aЛ)где: ξ- коэффициент использования, учитывающий уменьшение тепловосприятия поверхности нагрева вследствие неравномерного обмывания ее продуктами сгорания, частично протекания продуктов сгорания мимо нее и образования застойных зон, для поперечно омываемых пучков принимаем равным 1a3001=1(130,98+6,4)=137,38a2001=1(128,8+5,9)=134,76.2.9 Определяем коэффициент теплопередачи К, Вт/(м2К),К= a1*ψгде: ψ – коэффициент тепловой эффективности, определяемый по таблице 6.2, источник 1, в зависимости вида сжигаемого топлива, принимаем равным ψ=К300= 0,9*137,38=123,64К200=0,9*134,7=121,236.2.10 Определяем количество теплоты QТ, кДж/кг, воспринятое поверхностью нагрева, на 1 кг сжигаемого топливагде: ∆t – температурный напор, °С, определяемый для испарительной конвективной поверхности нагрева6.2.11По принятым двум значениям температуры , полученным двум значениям теплоты отданной продуктами сгорания Q300Б=1383 и Q200Б=3081 производим графическую интерполяцию для определения температуры продуктов сгорания после поверхности нагрева, (рисунок 3).Температура на выходе из конвективного пучка равна 256°С.7. Тепловой расчет экономайзера.Расчеты водяного экономайзера выполняем по формулам с источника 1.7.1 По уравнению теплового баланса определяем количество теплоты Qб, кДж/кг, которое должно отдать продукты сгорания при температуре уходящих газовгде: Н‘ – энтальпия продуктов сгорания на входе в экономайзер, кДж/кгН“ - энтальпия уходящих газов, кДж/кг∆аэк – присос воздуха в экономайзерНопрс – энтальпия теоретического количества воздуха, кДж/кг - коэффициент сохранения теплоты0,974(4362,08-2816,86+0,1*386,06)=1542,67.2 Приравнивая теплоту, отданную продуктами сгорания, теплоте воспринятой водой в водяном экономайзере, определяем энтальпию воды h“эк ,кДж/кг, после водяного экономайзерагде: h‘ – энтальпия воды на входе в экономайзер, кДжruD – паропроизводительность котла, кг/сDпр –расход продувочной воды, кг/сПо энтальпии воды после экономайзера определяем температуру воды после экономайзера t“эк , °Сгде: С – температура воды, кДж/(кг*К)Температура воды на выходе из экономайзера на 92,1 °С ниже температуре кипения в барабане парогенератора.К установке принимаем чугунный экономайзер.Определяем температурный напор в экономайзере ∆t, °С∆tб= 256-125=131°С∆tб=155-100=55°Сгде: ∆tб и ∆tм – большая и меньшая разница температуры продуктов сгорания и температуры нагреваемой жидкости, °СВыбираем к установкеЧугунный экономайзер ВТИ с длиной труб 2000 мм; площадь поверхности нагреав с газовой стороны 2,95 м2; площадь живого сечения для прохода продуктов сгорания 0,12 м2.7.3 Определяем действительную скорость , м/c продуктов сгорания в экономайзерегде: - среднеарифметическая температура продуктов сгорания в экономайзере, °С - площадь живого сечения для прохода продуктов сгорания, м2 = z1*Fтргде: z1 – число труб в ряду; принимаем 4 трубFтр – площадь живого сечения для прохода продуктов сгорания одной трубы, м2Fэк = 4*0,12=0,487.4 Определяем коэффициент теплопередачи К, Вт/(м2*К)где: - коэффициент тепловой эффективности, принимается по таблице 6.9 источник 1, - коэффициент теплоотдачи от продуктов сгорания к стенке труб18,8*1,02=19,27.5 Определяем площадь поверхности нагрева водяного экономайзера Нэк , (м2)7.6 определяем общее число труб n, экономайзерагде: НТР – площадь поверхности нагрева одной трубы, м2≈ 447.7 Определяем число рядов труб m, в экономайзере≈11