υ 400=(1033+ 400) / 2=716,5
υ300=(1033+ 300) / 2=666,5
Определяем температурный напор ∆t, 0С
∆t = υ – tк (42)
где tк – температура охлаждающей среды, для парового котла принимаем равной температуре кипения воды при давлении в котле, 0С.
∆t 400 = 716,5 – 194,1 = 522,4
∆t 300 = 666,5 – 194,1 = 472,4
Рассчитываем среднюю скорость ωг, м/с, продуктов сгорания в поверхности нагрева
(43)
где Вр – расчетный расход топлива, м3/с;
F – площадь живого сечения для прохода продуктов сгорания, м2;
Vг – объем продуктов сгорания на 1 м3 газообразного топлива, м3/м3;
υ – средняя расчетная температура продуктов сгорания, 0С.
Определяем коэффициент теплоотдачи конвекцией αк, Вт/(м2·К), от продуктов сгорания к поверхности нагрева; при поперечном омывании коридорных пучков
αк = αн сzсsсф (44)
где αн – коэффициент теплоотдачи, определяемый по номограмме рис.6.1 [2] при поперечном омывании коридорных пучков, Вт/(м2·К); αн400=95, αн300= 91;
сz – поправка на число рядов труб по ходу продуктов сгорания; сz400=1, сz300=1;
сs – поправка на компоновку пучка; сs400=1, сs300=1;
сф – коэффициент, учитывающий влияние измерения физических параметров потока; сф400=1,09, сф300=1,11.
α500к=95*1*1*1,09=103,5
α400к=91*1*1*1,11=101
Вычисляем степень черноты газового потока. При этом вычисляем суммарную оптическую толщину
kрs = ( kг rп) ps (45)
где kг – коэффициент ослабления лучей трехатомными газами;
р – давление в газоходе, МПа; для котлов без наддува принимаем равным 0,1.
Определяем толщину излучающего слоя s,м, для гладкотрубных пучков
s = (46)
s =
kрs 400 =34,69*0,253* 0,1*0,177=0,155
kрs 300 =35,59*0,253*0,1*0,177=0,159
Определяем коэффициент теплоотдачи αл, Вт/(м2·К), учитывающий передачу теплоты излучением в конвективных поверхностях нагрева для незапыленного потока при сжигании газообразного топлива
αл =αн а сг (47)
где αн – коэффициент теплоотдачи, Вт/(м2·К), определяем по номограмме на рис.6.4 [2];
а – степень черноты;
сг – коэффициент, определяем по рис.6.4 [2].
Для определения αн и коэффициент сг определяем температуру tз, 0С, загрязненной стенки
tз = t + ∆t (48)
где t – средняя температура окружающей среды, 0С; для паровых котлов принимаем равной температуре насыщения при давлении в котле;
∆t – при сжигании газообразного топлива принимаем равной 250С.
tз = 194,1 + 25 = 219,1
α400н =45; α300н =33
а400 = 0,14; а300 = 0,15
сг400 = 0,98; сг300 = 0,93
αл400 =45*0,14*0,98 = 6,4
αл 300 =33*0,15*0,93 = 4,7
Подсчитываем суммарный коэффициент теплоотдачи α1, Вт/(м2·К), от продуктов сгорания к поверхности нагрева
α1 = ξ (αк+ αл) (49)
где ξ – коэффициент использования, учитывающий уменьшение тепловосприятия поверхности нагрева вследствие неравномерного омывания ее продуктами сгорания, частичного протекания продуктов сгорания мимо нее и образования застойных зон; для поперечно омываемых пучков принимаем равным 1.
α1400 =1(103,5+6,4)=109,9
α1300 =1(101+4,7)=105,7
Вычисляем коэффициент теплопередачи К, Вт/(м2·К)
К = α1 ψ (50)
где ψ – коэффициент тепловой эффективности, определяемый из табл.6.2 [2]; принимаем равным 0,85.
К400 = 0,85*109,9 = 93,5
К300 = 0,85*105,7 = 89,8
Определяем количество теплоты Qт, кДж/м3, воспринятое поверхностью нагрева
(51)
где Δt – температурный напор, 0С, определяемый для испарительной конвективной поверхности нагрева
(52)
По принятым двум значениям температуры υ′ и υ″ полученным двум значениям Qб и Qт производим графическую интерполяцию для определения температуры продуктов сгорания после поверхности нагрева. Температура υ″ на выходе из первого конвективного пучка равна 3700С.
Расчет второго конвективного пучка производим по формулам в соответствии с источником [2] аналогично первому конвективному пучку.
Предварительно принимаем два значения температур после рассчитанного газохода υ″ =3000С и υ″ =2000С. Далее весь расчет ведем для двух принятых температур.
Определяем теплоту Qб ,кДж/м3, отданную продуктами сгорания по формуле
Qб = φ (H′– H″+ Δαк * H0прс)
Q300б = 0,975 (7422–3945+0,1*399,2) =3897
Q200б = 0,975 (7422–5980+0,1*399,2) =1912
Определяем расчётную температуру потока υ, 0С, продуктов сгорания в конвективной поверхности по формуле
υ 300=(370+ 300) / 2=335
υ 200=(370+200) / 2=285
Определяем температурный напор ∆t, 0С, по формуле (42)
∆t = υ – tк
∆t 300 = 335 – 194,1 = 140,9
∆t 200 = 285 – 194,1 = 90,9
Рассчитываем среднюю скорость ωг, м/с, продуктов сгорания в поверхности нагрева по формуле
Определяем коэффициент теплоотдачи конвекцией αк, Вт/(м2·К), от продуктов сгорания к поверхности нагрева; при поперечном омывании коридорных пучков по формуле
αк = αн сzсsсф
αн300=73, αн200= 68
сz300=1, сz200=1
сs300=1, сs200=1
сф300=1,11, сф200=1,15
α300к=73*1*1*1,11=81
α300к=68*1*1*1,15=78,2
Вычисляем степень черноты газового потока. При этом вычисляем суммарную оптическую толщину по формуле
kрs = ( kг rп) ps
Определяем толщину излучающего слоя s, м, для гладкотрубных пучков по формуле
s =
s =
kрs 300 =40,6*0,236* 0,1*0,177=0,17
kрs 200 =42,5*0,236*0,1*0,177=0,18
Определяем коэффициент теплоотдачи αл, Вт/(м2·К), учитывающий передачу теплоты излучением в конвективных поверхностях нагрева для
незапыленного потока при сжигании газообразного топлива по формуле (47)
αл =αн а сг
Для определения αн и коэффициент сг определяем температуру tз, 0С, загрязненной стенки по формуле
tз = t + ∆t
tз = 194,1 + 25 = 219,1
α300н =33; α200н =26
а300 = 0,14; а200 = 0,15
сг300 = 0,94; сг200 = 0,9
αл400 =67*0, 14*0,94 = 4,5
αл 200 =59*0,15*0,9 =3,6
Подсчитываем суммарный коэффициент теплоотдачи α1, Вт/(м2·К), от продуктов сгорания к поверхности нагрева по формуле
α1 = ξ (αк+ αл)
α1300 =1(81+4,5)=85,5
α1200 =1(78,2+3,6)=81,7
Вычисляем коэффициент теплопередачи К, Вт/(м2·К), по формуле
К = α1 ψ
К300 = 0,85*85,5 = 72,7
К300 = 0,85*81,7 = 69,5
Определяем количество теплоты Qт, кДж/м3, воспринятое поверхностью нагрева по формуле
где Δt – температурный напор, 0С, определяемый для испарительной конвективной поверхности нагрева, определяемый по формуле
По принятым двум значениям температуры υ′ и υ″ полученным двум значениям Qб и Qт производим графическую интерполяцию для определения температуры продуктов сгорания после поверхности нагрева. Температура υ″ на выходе из второго конвективного пучка равна 274.
7 Расчет экономайзера
Расчёт водяного экономайзера производим по формулам в соответствии с источником [2] .
Определяем теплоту отданную продуктами сгорания Qб, кДж/м3 при приятой температуре уходящих газов
Qб = φ (H′ – H″+ Δα эк * H0прс) (53)
где H′ – энтальпия продуктов сгорания на входе в экономайзер, кДж/м3
H″ – энтальпия уходящих газов, кДж/м3;
Δαэк – присос воздуха в экономайзер;
H0прс – энтальпия теоретического количества воздуха, Дж/м3;
φ – коэффициент сохранения теплоты.
Qб =0,975 (5450–3150+0,1*399,2) =2339,9
Приравнивая теплоту, отданную продуктами сгорания, теплоте, воспринятой водой в водяном экономайзере, определяем энтальпию воды h″эк, кДж/кг, после водяного экономайзера
(54)
где h′эк – энтальпия воды на входе в экономайзер, кДж/кг;
D – паропроизводительность котла, кг/с;
Dпр – расход продувочной воды, кг/с.
По энтальпии воды после экономайзера определяем температуру воды после экономайзера t″эк, 0С.
t″эк = h″эк/с (55)
t″эк = 575,2/4,19 = 137,3
В зависимости от направления движения воды и продуктов сгорания определяем температурный напор Δt, 0С
|
||||||||
|
||||||||
|
||||||||
|
||||||||
| ||||||||
