α=1-е- Kps
Kps = kГ*rп*p*s
где: p – давление в газоходе, Мпа; для котлов без наддува принимаем равным 0,1;
s –толщина излучающего слоя для гладкотрубных пучков, м
kГ – коэффициент ослабления лучей трехатомными газами, (м*МПа)-1
Kps = kГ*rп*p*s
Kps400 = 37,1*0,266*0,1*0,177=0,175
Kps400 = 38,9*0,266*0,1*0,177=0,183
α400 =1-е- 0,175=0,161
a300 =1-е- 0,183=0,167
6.1.7 Определяем коэффициент теплоотдачи aЛ ,Вт/(м2К), учитывающий передачу теплоты излучением в конвективных поверхностях нагрева
aЛ =aн*a*cГ
где: aн – коэффициент теплоотдачи, Вт/(м2К), определяем по номограмме рис.6.4 источник 1;
a –степень черноты
сГ - коэффициент, определяемый по рис. 6.4 источник 1
Для определения aн и коэффициента сГ вычисляем температуру загрязненной стенки tз , °С
tз=t+∆t
где: t – средняя температура окружающей среды, °С; для паровых котлов принимаем равной температуре насыщения при давлении в котле;
∆t – при сжигании газа принимаем равной 25 °С
tз=194,1+25=219,1
a400 н=102
a300 н=98
с400 Г=0,96
с300 Г=0,94
a400 Л=102*0,161*0,96=15,77
a300 Л=98*0,167*0,94=15,38
6.1.8 Определяем суммарный коэффициент теплоотдачи a1, Вт/(м2К), от продуктов сгорания к поверхности нагрева
a1=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 1
a400 1=1(68,3+15,77)=84,07
a300 1=1(58,5+15,38)=73,88
6.1.9 Определяем коэффициент теплопередачи К, Вт/(м2К),
К= a1*ψ
где: ψ – коэффициент тепловой эффективности, определяемый по таблице 6.2, источник 1, в зависимости вида сжигаемого топлива, принимаем равным ψ=
К400= 84,07*0,9=75,66
К300=73,88*0,9=66,49
6.1.10 Определяем количество теплоты QТ, кДж/кг, воспринятое поверхностью нагрева, на 1 кг сжигаемого топлива
где: ∆t – температурных напор, °С, определяемый для испарительной конвективной поверхности нагрева
6.1.11 По принятым двум значениям температуры , полученным двум значениям теплоты отданной продуктами сгорания Q400 Б=11723,3 и Q300 Б=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 пучка
Расчет 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 сгорания
QБ= (Н’ + Н” + ∆αк*Нoпрс)
где: – коэффициент сохранения теплоты
Н – энтальпия продуктов сгорания на выходе в поверхность нагрева, кДж/м3, определяется по таблице 2 при температуре и коэффициенте избытка воздуха после топочной камеры.
Н’ =6510,6
Н” – энтальпия продуктов сгорания после рассчитываемой поверхности нагрева, кДж/м3
∆αк – присос воздуха в поверхность нагрева
Нoпрс – энтальпия присасываемого в конвективную поверхность нагрева воздуха, при температуре воздуха 30°С , кДж/м3
Q300 Б=0,974(6510,6-5129,28+0,1*386,06)=1383
Q200 Б=0,974(6510,6-3385,65+0,1*386,06)=3081
6.2.2 Определяем расчетную температуру потока , °С, продуктов сгорания в газоходе
где: - температура продуктов сгорания на входе в поверхность нагрева, °С
- температура продуктов сгорания на выходе из поверхности нагрева, °С
6.2.3 Определяем температуру напора ∆t, °С
∆t = - tк
где: 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 нагрева
где: Вр – расчетный расход топлива, кг/с
F – площадь живого сечения для прохода продуктов сгорания, м2
VГ – объем продуктов сгорания на 1 кг жидкого топлива
- средняя расчетная температура продуктов сгорания, °С
6.2.5 Определить коэффициент теплоотдачи конвекцией αк , Вт/(м2*К), щт продуктов сгорания к поверхности нагрева, при поперечном обмывании коридорных пучков
αк= αнсzсsсф
где: αк –коэффициент теплоотдачи, определяется по номограмме рис.6,1 источник 1 при поперечном обмывании коридорных пучков
α300 к=118
α200 к=112
сz – поправка на число рядов труб по ходу продуктов сгорания; определяется по номограмме рис. 6,1 источник 1 при поперечном обмывании коридорных пучков
с300 z=1
с200 z=1
сs – поправка на компоновку пучка; определяется по номограмме рис.6,1 источник 1 при поперечном обмывании коридорных пучков
с300 s=1
с200 s=1
сф – коэффициент, учитывающий влияние изменения физических параметров потока; определяется по монограмме рис. 6,1 источник 1 при поперечном омывании коридорных пучков
с300 ф=1,11
с200 ф=1,15
α 300к= 118*1*1*1,11=130,98
α200 к=112*1*1*1,15=128,8
6.2.6 Определяем степень черноты газового потока , a , по номограмме рис. 5.6 источник 1,
α=1-е- Kps
Kps = kГ*rп*p*s
где: p – давление в газоходе, Мпа; для котлов без наддува принимаем равным 0,1;
s –толщина излучающего слоя для гладкотрубных пучков, м
kГ – коэффициент ослабления лучей трехатомными газами, (м*МПа)-1
Kps = kГ*rп*p*s
Kps300 =38,68*0,25*0,1*0,177=0,171
Kps200 =40,5*0,25*0,1*0,177=0,179
α300 =1-е- 0,171=0,157
α200 =1-е- 0,179=0,164
6.2.7 Определяем коэффициент теплоотдачи aЛ ,Вт/(м2К), учитывающий передачу теплоты излучением в конвективных поверхностях нагрева
aЛ =aн*a*cГ
где: aн – коэффициент теплоотдачи, Вт/(м2К), определяем по номограмме рис.6.4 источник 1;
a –степень черноты
сГ - коэффициент, определяемый по рис. 6.4 источник 1
Для определения aн и коэффициента сГ вычисляем температуру загрязненной стенки tз , °С
tз=t+∆t
где: t – средняя температура окружающей среды, °С; для паровых котлов принимаем равной температуре насыщения при давлении в котле;
∆t – при сжигании газа принимаем равной 25 °С
tз=194,1+25=219,1
a300 н=42
a200 н=38
с300 Г=0,97
с200 Г=0,95
a300 Л=42*0,157*0,97=6,4
a200 Л=38*0,164*0,95=5,9
6.2.8 Определяем суммарный коэффициент теплоотдачи a1, Вт/(м2К), от продуктов сгорания к поверхности нагрева
a1=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 1
a300 1=1(130,98+6,4)=137,38
a200 1=1(128,8+5,9)=134,7
6.2.9 Определяем коэффициент теплопередачи К, Вт/(м2К),
К= a1*ψ
где: ψ – коэффициент тепловой эффективности, определяемый по таблице 6.2, источник 1, в зависимости вида сжигаемого топлива, принимаем равным ψ=
К300 = 0,9*137,38=123,64
К200 =0,9*134,7=121,23
6.2.10 Определяем количество теплоты QТ, кДж/кг, воспринятое поверхностью нагрева, на 1 кг сжигаемого топлива
где: ∆t – температурный напор, °С, определяемый для испарительной конвективной поверхности нагрева
6.2.11 По принятым двум значениям температуры , полученным двум значениям теплоты отданной продуктами сгорания Q300 Б=1383 и Q200 Б=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 газов
где: Н‘ – энтальпия продуктов сгорания на входе в экономайзер, кДж/кг
Н“ - энтальпия уходящих газов, кДж/кг
∆аэк – присос воздуха в экономайзер
Нопрс – энтальпия теоретического количества воздуха, кДж/кг
- коэффициент сохранения теплоты
0,974(4362,08-2816,86+0,1*386,06)=1542,6
7.2 Приравнивая теплоту, отданную продуктами сгорания, теплоте воспринятой водой в водяном экономайзере, определяем энтальпию воды h“эк ,кДж/кг, после водяного экономайзера
где: h‘ – энтальпия воды на входе в экономайзер, кДжru
D – паропроизводительность котла, кг/с
Dпр –расход продувочной воды, кг/с
По энтальпии воды после экономайзера определяем температуру воды после экономайзера t“эк , °С
где: 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°С
где: ∆tб и ∆tм – большая и меньшая разница температуры продуктов сгорания и температуры нагреваемой жидкости, °С
Выбираем к установке
Чугунный 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 экономайзере
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8
