Рисунок 1.3 - График изменения температур в ширмах при прямотоке
10.2 Расчет фестона
При расчете фестона не учитывать теплообмен через подвесные трубы и др. дополнительные поверхности. Фестон обыкновенно располагают между ширмами, висящими над топкой, и конвективным пароперегревателем. Фестон выполняют из разряженного пучка труб большего диаметра.
Расчет фестона сведен в нижеследующую таблицу.
Таблица 8
|
Диаметр и толщина труб, d, м |
d=dвнут×d |
0,114 |
|
Относительный поперечный шаг, s1 |
S1/d |
5,3 |
|
Поперечный шаг труб, S1, м |
По чертежу котла |
0,6 |
|
Число труб в ряду, Z1, шт |
По чертежу котла |
20 |
|
Продольный шаг труб, S2, м |
По чертежу котла |
0.3 |
|
Относительный продольный шаг, s2 |
S2/d |
2,65 |
|
Число рядов труб по ходу газов, Z2, шт |
По чертежу |
2 |
|
Теплообменные поверхности нагрева, Fф, м |
П∙d∙Н∙ Z2∙ Z1 |
100 |
|
Лучевоспринимающая поверхность Fл.., м2 |
aН |
94 |
|
Высота фестона, Н, м |
По чертежу |
7,8 |
|
Живое сечение для прохода газов, Fг.., м2 |
Fг..=а× Н-Z1× Н×d |
76,216 |
|
Эффективная толщина излучающего слоя, S, м |
Из расчета топки |
5,95 |
|
Температура газов на входе в фестон, V’ф, °С |
V’ф = V"ш |
960 |
|
Энтальпия газов на входе в фестон, H’ф, |
H’ф = H"ш |
8593,0335 |
|
Температура газов за фестоном, V"ф, °С |
Принимаем с последующим уточнением |
934 |
|
Энтальпия газов на выходе из фестона, H"ф, |
H"ф |
8334,3849 |
|
Тепловосприятие ширм по балансу, Qбф, |
Qбф =(H’ф-H"ф)×j |
(8593,0335-8334,3849)0,99=256,0620 |
|
Угловой коэффициент фестона, Xф |
[1, с.112, рисунок 5.19 по s2] |
0,45 |
|
Средняя температура газов в фестоне, Vф, °С |
947 |
|
|
Скорость газов в фестоне, wгф, |
||
|
Коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов к ширмам, dк, |
dк =Сs× Сz× Сф×aн |
0,46×0,91×0,94×29=11,4110 |
|
Объемная доля водяных паров, rн2о |
№5 расчета |
=0,0807 |
|
Поправка на компоновку пучка, Сs |
[1, с.122-123] Сs=¦(s1,s2) |
=0,46 |
|
Поправка на число попереч ных труб, Сz |
[1, с.122-123] |
=91 |
|
Поправка, Сф |
[1, с. 123] график Сф=¦(nш× rн2о) |
=0,94 |
|
Нормативный коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов к фестону, aн, |
[1, с. 122, график 6.8] |
29 |
|
Температура наружной поверхности загрязнения, tз, °С |
tcред+Δt |
422 |
|
Коэффициент теплоотдачи излучением фестона, aл, |
aл =aн ×Еш |
62,37 |
|
Нормативный коэффициент теплоотдачи излучением, aп.н, |
[1, с.141, граф 6.14] |
189 |
|
Тепловосприятие фестона по уравнению теплопередачи, Qтф, |
||
|
Необходимость тепловосприятия фестона, dQф, % |
(256,0621-268,3986) /256,0621·100 =4,8178<5 % |
10.3 Расчет конвективного пароперегревателя
Конвективный пароперегреватель двухступенчатый, в первую ступень по ходу пара поступает пар из ширмового пароперегревателя и далее он проходит во вторую ступень, из которой уходит на работу паровых турбин и на другие потребности.
Дымовые газы же идут в начале через вторую ступень пароперегревателя, а потом через первую ступень. По этой причине тепловой расчет осуществляется сначала второй, а потом первой ступени пароперегревателя. Поскольку для упрощения расчета не рассчитывается потолочный пароперегреватель и другие поверхности нагрева, конвективный пароперегреватель выполняется в значительной степени конструктивным расчетом.
Теплосъем конвективного пароперегревателя примерно пополам разделим по первой и второй ступеням.
Расчет ведем согласно указаниям [1, с.92-98] со ссылками на другие страницы. В начале рассчитываем геометрические размеры конвективного пароперегревателя общие для обеих его ступеней.
Рисунок 1.4 - Эскиз конвективного пароперегревателя второй ступени
Таблица 9- Расчет пароперегревателя второй ступени
|
Наименование величины |
Расчетная формула или страница[1] |
Результат расчета |
|
Наружный диаметр труб, d, м |
Из чертежа |
0,04 |
|
Поперечный шаг, S1, м |
Из чертежа |
0,12 |
|
Продольный шаг, S2, м |
Из чертежа |
0,1 |
|
Относительный поперечный шаг, s1 |
3 |
|
|
Относительный продольный шаг, s2 |
2,5 |
|
|
Расположение труб |
Из чертежа |
Коридорное |
|
Температура газов на входе во вторую ступень, V’п2, °С |
V’п2= V"ф |
934 |
|
Энтальпия газов на входе во вторую ступень, Н’п2, |
Н’п2= Н"ф |
8334,3849 |
|
Температура газов на выходе из второй ступени, V"п2, °С |
Принимаем на 200 °С ниже |
700 |
|
Энтальпия газов на выходе из второй ступени, Н"п2, |
Из таблицы расчета №6 |
6120,3549 |
|
Тепловосприятие по балансу, Qбп2, |
Qбп2=j×( Н’п2- Н"п2+Ùa×H°пр) |
0,99×(8334,3849-6120,3549+ +0,03×173,0248)= 2197,0285 |
|
Присос воздуха , Ùa |
[1, с.52] и №5 расчета |
0,03 |
|
Энтальпия присасываемого воздуха, H°пр, |
№6 расчета |
173,0248 |
|
Тепловосприятие излучением, Qлп2, |
||
|
Лучевоспринимающая поверхность, Fлп2, м2 |
Fлп2=а×hгп2 |
12,0513×5=60,26 |
|
Высота газохода, Hгп2, м |
По чертежу |
5 |
|
Теплота воспринятая паром, Ùhп2, |
=391,5557 |
|
|
Снижение энтальпии в пароохладителе, Ùhпо, |
[1, с.78] |
75 |
|
Энтальпия пара на выходе из пароперегревателя, h"п2, |
По tпе и Рпе [7 Таблица 3] |
3447 |
|
Энтальпия пара на входе в пароперегреватель, h’п2, |
H’п2= h"п2-Ùhп2+Ùhпо |
3434,37-391,5537+75= =3117,8163 |
|
Температура пара на выходе из ПП, t"п2, °C |
t"п2= t"пе |
545 |
|
Тем-ра пара на входе в ПП, t’п2, °C |
[7 таблица 3] по Рпе и h’п2 |
454 |
|
Средняя температура пара, tп2, °C |
499,5 |
|
|
Удельный объем пара, Vп2, |
По tпе и Рпе [7] |
0,0225 |
|
Число рядов труб по ходу газов в одном ходу пара, Z2, шт |
Z2=ZP [1 , с.95] |
3 |
|
Живое сечение для прохода пара, fп2, м2 |
0,202 |
|
Скорость пара, wп2, |
||
|
Ср. температура газов, Vп2, °C |
||
|
Скорость дымовых газов, wгп2, |
||
|
Живое сечение для прохода газов, Fгп2, м2 |
Fгп2=d×hгп2-Z1×hпп2×d |
12,0513×5-99×4,5× ×0,04=42,4365 |
|
Высота конвективного пучка, hпп2, М |
По чертежу |
4,5 |
|
Число труб в ряду, Z1, шт |
99 |
|
|
Коэф-т теплоотдачи конвекцией от газов к пучку, aк, |
aк =СS×CZ× CФ×aнг |
1×0,92×0,95×60=52,44 |
|
Поправка на компоновку пучка, СS |
[1, с.122] СS=¦(s1×s2) |
1 |
|
Поправка на число поперечных труб, CZ |
[1, с.123] СZ =¦(z2) |
0,92 |
|
Поправка, CФ |
[1, с.123] СФ=¦(zН2О,Vп2) |
0,95 |
|
Объемная доля водяных паров, rН2О |
№5 расчета |
0,0798 |
|
Нормативный коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов, aнг, |
[1, с.122, график6.4] |
60 |
|
Температура загрязненной стенки, tз, °С |
719,025 |
|
|
Коэф-т загр., e, |
[1, с.142] |
0,0043 |
|
Коэффициент теплоотдачи конвекцией от стенки к пару, a2, |
[1, с.132 график6.7] a2=Сd×aнп |
2160 |
|
Теплообменная поверхность нагрева, Fп2, , м2 |
Fп2=Zx×p×d×hпп2×Z1×Z2 |
1680 |
|
Число ходов пара, Zx, шт |
Принято конструктивно |
10 |
|
Коэффициент теплоотдачи излучением, aл, |
aл=aнл×eП2 |
188∙0,26=48,88 |
|
Эффективная толщина излучающего слоя, S, м |
0,31 |
|
|
Коэф-т ослабления лучей в чистой газовой среде, Kг, |
[1, с.138 рисунок 6.12] |
9,5 |
|
Коэффициент ослабления лучей частицами летучей золы, Kз, |
[1, с.140 рисунок 6.13] |
90 |
|
Объемная доля трехатомных газов, Rп |
№5 расчета |
0,2226 |
|
Концентрация золовых частиц, mзл |
№5 расчета |
0,0669 |
|
Оптическая толщина, КРS, |
KPS=( kг× rп+ kз×mзл)× ×РS |
(9,5×0,2226+90×0,0669) ×0,1×0,31=0,2522 |
|
Коэффициент излучения газовой среды, eП2 |
[1, с.44 рисунок 4.3] |
0,26 |
|
Нормативный коэффициент теплоотдачи излучением, aнл, |
[1, с.144 рисунок 6.14] |
188 |
|
Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке, a1, |
a1=aк+aл |
52,44+48,88=161,32 |
|
Коэффициент теплопередачи, Кп2, |
=62,9072 |
|
|
Коэффициент тепловой эффективности, y |
[1, с.145 таблица 6.4] |
0,65 |
|
Большая разность температур на границах сред, Ùtб, °С |
Из прилагаемого графика |
480 |
|
Меньшая разность температур на границах сред, Ùtм, °С |
Из прилагаемого графика |
155 |
|
Температурный напор (прямоток) ÙtП2, °С |
||
|
Тепловосприятие второй ступени пароперегревателя, Qт.п2, |
1680×62,9072×288 /14431,9=2109,0099 |
|
|
Несходимость тепловосприятия, dQт.п2, % |
/(2197,0285-2109,0099) ×100/2197,0285/∙100 =4,01 расчет окончен |
