10.4.2 Расчет второй ступени воздухоподогревателя
Весь воздухоподогреватель выполнен двухпоточным двухступенчатым. Расчет выполняется согласно рекомендациям. Расчет второй ступени выполняется и вводится в ниже следующую таблицу.
Таблица 12- Расчет ВЗП II
Наименование величины |
Расчетная формула или страница[1] |
Результат расчета |
Наружный диаметр труб, d, мм |
Из чертежа |
40 |
Внутренний диаметр труб, dвн, мм |
Из чертежа |
37 |
Поперечный шаг, S1, мм |
Из чертежа |
60 |
Продольный шаг, S2, мм |
Из чертежа |
45 |
Глубина установки труб, bвп, м |
Из чертежа |
42 |
Число труб в ряду, Z1, шт |
=200 |
|
Число рядов труб, Z2, шт |
=92 |
|
Длина труб воздухоподогревателя, Lвп2, м |
Из чертежа |
2,5 |
Поверхность нагрева, Fвп2, м2 |
Fвп2=p×d× Lвп2× Z1× Z2 |
3,14× 0,04×2,5×200× 92=6066,48 |
Сечение для прохода газов по трубам, Fгвп2, м2 |
=19,7738 |
|
Температура воздуха на выходе из второй ступени воздухоподогревателя, t"вп2, °С |
№3 расчета |
300 |
Энтальпия этого воздуха, h"вп2, |
№6 расчета |
2615,8274 |
Температура газов на входе во вторую ступень, V’ вп2, °С |
V’ вп2= V"э2 |
420 |
Энтальпия газов на входе во вторую ступень, Н’вп2, |
Н’вп2= Н"э2 |
3680,778 |
Температура воздуха на входе во вторую ступень, t’вп2, °С |
Принимаем с последующим уточнением |
220 |
Энтальпия этого воздуха, h’вп2, |
№6 расчета |
1910,649 |
Тепловосприятие первой ступени, Qбвп2, |
||
Отношение количества воздуха за вп к теоретически необходимому, bвп |
bвп=aт-Ùa т -Ùa пл +0,5×Ùa вп |
1,2-0,08-0,04+ +0,5×0,03=1,11 |
Присос воздуха в топку, Ùa т |
[1, с.19, таблица 1.8] |
0,08 |
Присос воздуха в вп, Ùa вп |
[1, с.19, таблица 1.8] |
0,03 |
Присос воздуха в пылесистему, Ùa пл |
[1, с.18] |
0,04 |
Энтальпия газов на выходе из вп, Н"вп2, |
||
Температура этих газов, V"вп2 °С |
№6 расчета |
328 |
Средняя температура газов, Vвп2, °С |
||
Скорость дымовых газов, wвп2, |
=9,0635 |
|
Коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов, aк, |
aк = CL× CФ×aн |
33×1×1,05=34,65 |
Нормативный коэффициент теплоотдачи конвекцией , aн, |
[1, с.130] aн=¦(wвп2,dвн) |
33 |
Поправка на относительную длину трубок, CL |
[1, с.123] СL =¦(Lвп2/dвн) |
1 |
Поправка, CФ |
[1, с.130] СФ=¦(rН2О,Vвп2) |
1,05 |
Объемная доля водяных паров, rН2О |
№5 расчета |
0,0752 |
Коэффициент теплоотдачи излучением от газов к поверхности, aл, |
aл=0,5×(aнл×э2) |
10,08/2=5,04 |
Коэффициент теплоотдачи от газов к поверхности, a1, |
a1=aк+aл |
34,65+5,047=39,69 |
Коэффициент теплоотдачи от поверхности к воздуху, a2, |
a2=aк[1, с.177, таблица 6.2] |
34,65 |
Коэффициент теплопередачи, К, |
||
Коэффициент использования ВЗП, z |
[1, с.147, таблица 6.6] |
0,9 |
Температурный напор на входе газов, Ùtб, °С |
V’вп2-t"вп2 |
420-300=120 |
Температурный напор на выходе газов, Ùtм, °С |
V" вп2-t’ вп2 |
328-220=144 |
Средний температурный напор, Ùtвп2, °С |
||
Тепловосприятие второй ступени пароперегревателя, Qт.вп2, |
18,4996·114·5700/14431,9=832,9492 |
|
Несходимость тепловосприятия, dQт.вп2, % |
(793,3257-832,9492) ·100/793,3257=4,99<5 % расчет окончен |
10.4.3 Расчет первой ступени водяного экономайзера
Расчет проводится согласно рекомендациям данным для расчета второй ступени экономайзера
Таблица 13
Наименование величины |
Расчетная формула или страница[1] |
Результат расчета |
Наружный диаметр труб, d, мм |
Из чертежа |
32 |
Внутр. диаметр труб, dвн, мм |
Из чертежа |
25 |
Поперечный шаг, S1, мм |
Из чертежа |
80 |
Продольный шаг, S2, мм |
Из чертежа |
64 |
Число рядов труб на выходе из коллектора, ZР, шт |
[1, с.99] |
2 |
Число труб в ряду, Z1, шт |
(12,0513-0,08)0,08=150,2 |
|
Число рядов труб, Z2, шт |
Принимаем с последующим уточнением |
28 |
Живое сечение для прохода газов, Fжэ1, м2 |
Fжэ1= Fжэ2 |
48,2592 |
Поверхность нагрева, Fэ1, м2 |
Fэ1=p× Lэ1×Z1×Z2× ZР |
3,14×0,032×6,2×150,2×28× ×2=5239,9757 |
Длина трубок в экономайзере, L э1, м |
из чертежа |
4,3 |
Температура газов на входе в первую ступень, V’э1, °С |
V’э1= V"вп2 |
328 |
Энтальпия газов на входе в первую ступень, Н’э1, |
Н’э1= Н"вп2 |
2874,3385 |
Тем-ра воды на входе в первую ступень, t’э1, °С |
t’э1= tпв |
240 |
Энтальпия воды на входе в первую ступень, h’э1, |
[1, таблица 3] по Рпв |
1239,5 |
Тем-ра воды на выходе из первой ступени, t’’э1, °С |
t’’э1= t’э1 [1, с.72] |
264 |
Энтальпия воды на выходе из первой ступени, h’’э1, |
h’’э1= h’э1 |
1296,8368 |
Тепловосприятие по балансу, Qбэ1, |
88,88·(1296,8368-1239,5)/14,4319=353,1132 |
|
Энтальпия газов на выходе из ВЭК, Н"э1, |
2874,3385+0,02·173,0248-353,1132/0,99=2531,3735 |
|
Изменение избытка воздуха в первой ступени, Ùaэ1 |
№5 расчета |
0,02 |
Температура газа на выходе из вэ, V"э1, °С |
№5 расчета |
251 |
Средняя температура воды, tэ1, °С |
(240+264)/2=252 |
|
Средняя температура газов, Vэ1, °С |
||
Средняя скорость газов, wгэ1, |
14,4319·5,24·(374+273)/ (273·48,2592)=3,7138 |
|
Коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов к шахматному пучку, aк, |
aк =СS×CZ× CФ×aн |
58×0,75 ×0,7×99=30,1455 |
Поправка на компоновку пучка, СS |
Из расчета второй ступени |
0,7 |
Поправка на число поперечных труб, CZ |
[1, с.125] СZ =¦(z2) |
0,75 |
Поправка, CФ |
[1, с.123] СФ=¦(rН2О,Vэ1) |
0,99 |
Объемная доля водяных паров, rН2О, |
№5 расчета |
0,0738 |
Нормативный коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов, aн, |
[1, с.124] aн=¦(w гэ1×d) |
58 |
Коэффициент теплоотдачи излучением, a1, |
a1=aк |
30,1455 |
Коэффициент теплопередачи, Кэ1, |
30,1455/(1+0,0063·30,1455)=25,3349 |
|
Коэффициент загрязнения стенки, e, |
[1, с.143, рисунок 6.16] |
0,0063 |
Температурный напор на выходе газов, , °С |
V’э1- t"э1 |
328-264=64 |
Температурный напор на входе газов, , °С |
V"э1- t’э1 |
251-240=11 |
Средний температурный напор, Ùtэ1, °С |
(64+11)/2=37,5 |
|
Тепловосприятие первой ступени экономайзера, Qт.э, |
55239,9757·25,3349·37,5/14431,9=344,95 |
|
Несходимость тепловосприятия, dQтэ1, % |
(353,1132-344,95) ·100/353,1132=2,31 расчет окончен |
10.4.4 Расчет первой ступени воздухоподогревателя
Диаметры трубок, их длину шага и количество, а так же глубину установки в конвективной шахте принять из расчета второй ступени воздухоподогревателя.
Таблица 14
Наименование величины |
Расчетная формула или страница[1] |
Результат расчета |
Поверхность нагрева, Fвп1, м2 |
Fвп1= 3×p×d× Lвп1× Z1× Z2 |
18200,34 |
Сечение для прохода газов по трубам, Fгвп1, м2 |
Из расчета второй ступени |
19,7738 |
Температура газов на входе в первую ступень, V’вп1, °С |
V’вп1= V’’э1 |
251 |
Энтальпия газов на входе в первую ступень, Н’вп1, |
Н’вп1= Н’’э1 |
2531,3735 |
Температура воздуха на входе в первую ступень, t’вп1, °С |
№6 расчета |
30 |
Энтальпия воздуха на входе в первую ступень, h’вп1, |
№6 расчета |
267,2652 |
Температура воздуха на выходе из первой ступени, T’’вп1, °С |
t’’вп1= t’вп2 |
170 |
Энтальпия этого воздуха, H’’вп1, |
№6 расчета |
1539,0148 |
Тепловосприятие первой ступени, Qбвп1, |
||
Отношение количества воздуха за вп к теоретически необходимому, bвп |
Из расчета второй ступени воздухоподогревателя |
1,11 |
Присос воздуха в воздухоподогреватель, Ùa вп1 |
Ùa вп1=Ùa вп2 |
0,03 |
Энтальпия газов на выходе из взп, Н"вп1, |
2531,3735+0,03·173,0248-1430,7183/0,99=1091,3942 |
|
Температура газов на выходе, V’’вп1, °С |
№6 расчета по Н"вп1 |
121 |
Средняя температура газов, Vвп1, °C |
(251+121)/2=186 |
|
Ср. скорость газов, wгвп1, |
14,4319·5,24·(186+273)/(273·19,7738)=6,43 |
|
Коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов к поверхности, aк, |
aк =СL× CФ×aн |
1,1×1×26= 28,6 |
Нормативный коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов, aн, |
[1, с.130, рис. 6.6 ] aн=¦(w гэ1×dвн) |
26 |
Поправка на относительную длину трубок, CL |
[1, с.123] СL =¦(Lвп1/dвн) |
1,1 |
Поправка, CФ |
[1, с.130] СФ=¦(zН2О,Vвп1) |
1 |
Объемная доля водяных паров, rН2О |
№5 расчета |
0,0725 |
Коэффициент теплоотдачи излучением от газов к поверхности, aл, |
aл=0,5×(aнл×ξэ2) |
0,5∙0,180∙26=2,34 |
Коэффициент теплоотдачи от газов к поверхности, a1, |
a1=aк+aл |
28,6+2,34=30,94 |
Коэффициент теплоотдачи от поверхности к воздуху, a2, |
a2=aк[1, с.177, таблица 6.2] |
28,6 |
Коэффициент теплопередачи, К, |
0,9·30,94·28,6/(30,94+28,6)=13,3758 |
|
Коэффициент использования воздухоподогревателя, z |
[1, с.147, таблица 6.6] |
0,9 |
Температурный напор на входе газов, Ùtб, °С |
V’вп1-t"вп1 |
251-170=81 |
Температурный напор на выходе газов, Ùtм, °С |
V"вп1-t’вп1 |
121-30=91 |
Средний температурный напор, Ùtвп1, °С |
(81+91)/2=86 |
|
Тепловосприятие первой ступени пароперегревателя, Qт.вп1, |
18200,34·13,3758·86/14431,9=1450,6895 |
|
Несходимость тепловосприятия, dQт.вп1, % |
(1430,7183-1450,6895) ·100/1430,7183=1,39% расчет окончен |
11. Определение неувязки котлоагрегата
Расчет сведен в таблицу 15
Потеря тепла с уходящими газами, q2, % |
=4,6498 |
|
КПД, hпг, % |
hпг=100-(q2+ q3+ q4+ q5+ q6) |
100-(4,6498+0+0,5+0,48+0,9615)=93,4087 |
Расход топлива, В, |
||
Тепло воздуха, Qв, |
||
Полезное тепловыделение в топке, Qт, |
||
Удельное тепловосприятие топки, Qлт, |
||
Определение неувязки, /ΔQ/ |
×hпг - (Qлт+Qш+Qп1+Qп2 + QЭ1+ QЭ2+ QП1+ QП1)(100 –q4/100) |
16606,154*0.934087 – (7849,841972+883,809+2109,0099+2001,8914+520,6512+344,95+832,9492+1450,6895)*(100-1.5/100)=-426,6607 |
Несходимость баланса, /dQ/, % |
/ΔQ/*100/ |
426,6607*100/16606,154=2,5733% |
Список используемой литературы
1. Компоновка и тепловой расчет парового котла: Учеб. пособие для вузов/ Ю.М. Липов, Ю.Ф. Самойлов, Т.В. Виленский. – М.: Энергоатомиздат, 1988.- 208 с.: ил.
2. Теплоэнергетика и теплотехника. Общие вопросы. Справочник. //Под ред. Григорьев В.А., Зорин В.М. – М.: Энергия, 1980.
3. Котельные установки и парогенераторы (тепловой расчет парового котла): Учебное пособие / Е.А. Бойко, И.С. Деринг, Т.И. Охорзина. Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2005. 96 с.
4. Котельные установки и парогенераторы (конструкционные характеристики энергетических котельных агрегатов): Справочное пособие для курсового и дипломного проектирования студентов специальностей 1005 – "Тепловые электрические станции", 1007 – "Промышленная теплоэнергетика" / Сост. Е.А. Бойко, Т.И. Охорзина; КГТУ. Красноярск, 2003. 223с.