Длину трубы в каждом ряду li определяем по осевой линии трубы с учётом её конфигурации от плоскости входа трубы в обмуровку топки или изоляцию барабана до точки перечения оси трубы каждого ряда с плоскостью ската горизонтального газохода. Количество труб в ряду z1 определяют по эскизу, выполнив по всей ширине газохода разводку труб экрана в фестон.
Поперечный шаг S1 равен утроенному шагу заднего экрана топки, т.к. этот экран образует три ряда фестона. Поперечные шаги для всех рядов и всего фестона одинаковы. Продольный шаг между первым и вторым рядами определяют как кратчайшее расстояние между осями труб этих рядов S2’, а между вторым и третьим рядами S2’’ как длину отрезка между осями труб второго и третьего рядов, соединяющего их на половине длины труб. Среднее значение продольного шага для фестона определяют с учетом расчетных поверхностей второго и третьего рядов труб, существенно различающихся по величине:
Принимаем xф = 1, тем самым увеличиваем конвективную поверхность пароперегревателя
(в пределах 5%), что существенно упрощает расчёт.
По S1ср и S2ср определяем эффективную толщину излучающего слоя фестона Sф
6.4) Расположение труб в пучке – шахматное, омывание газами – поперечное (угол отклонения потока от нормали не учитываем). Высоту газохода ‘а’ определяют в плоскости, проходящей по осям основного направления каждого ряда труб в границах фестона. Ширина газохода ‘b’ одинакова для всех рядов фестона, её определяют как расстояние между плоскостями, проходящими через оси труб правого и левого боковых экранов.
6.5) Площадь живого сечения для прохода газов в каждом ряду:
Fi = ai×b - z1× liпр×d;
где liпр – длина проекции трубы на плоскость сечения, проходящую через ось труб расчитываемого ряда.
Fср находим как среднее арифметическое между F1 и F3.
6.6) Расчётная поверхность нагрева каждого ряда равна геометрической поверхности всех труб в ряду по наружному диаметру и полной обогреваемой газами длине трубы, измеренной по её оси с учётом конфигурации, т.е гибов в пределах фестона:
Нi = p×d×z1i× li;
где z1i – число труб в ряду; li – длина трубы в ряду по её оси.
Расчётная поверхность нагрева фестона определяют как сумму поверхностей всех рядов:
Нф = Н1 + Н2 + Н3 = 9,966+8,666+5,765 = 24,3977 м;
На правой и левой стене газохода фестона расположена часть боковых экранов, поверхность которых не превышает 5% от поверхности фестона:
Ндоп = SFст·xб = (1,7062 + 1,7062)·0,99 = 3,3782 Þ Нф’ = Нф + Ндоп = 27,776 м;
6.7) Составляем таблицу исходных данных для поверочного теплового расчёта фестона.
6.8) Ориентировочно принимают температуру газов за фестоном на 30¸1000С ниже, чем перед ним:
|
Наименование величин |
Обозначение |
Размерность |
Величина |
|
Температура газов перед фестоном |
Jф’=Jт’’ |
0С |
1053,4 |
|
Энтальпия газов перед фестоном |
I ф’=I т’’ |
ккал/кг |
4885,534 |
|
Объёмы газов на выходе из топки при a¢¢т |
Vг |
м3/кг |
12,559 |
|
Объёмная доля водяных паров |
rH2O |
-- |
0,1216 |
|
Объёмная доля трёхатомных газов |
rRO2 |
-- |
0,2474 |
|
Температура состояния насыщения при давлении в барабане Рб=45кгс/см2 |
tн |
0С |
256,23 |
Для газов за фестоном находим энтальпию при
и по уравнению теплового баланса определяем тепловосприятие фестона:
6.9 Уравнение теплопередачи для всех поверхностей нагрева записывают в следующем виде:
где k - коэффициент теплопередачи, Dt - температурный напор,
Н - расчётная поверхность нагрева.
6.9.1)При сжигании мазута коэффициент теплопередачи определяют по формуле:
Где aк - коэффициент теплоотдачи конвекцией; aл - коэффициент теплоотдачи излучением газового объёма в трубном пучке; y - коэффициент тепловой эффективности поверхности; x = 1.
6.9.2) Для определения aк (коэффициента теплоотдачи конвекцией от газов к стенке труб) рассчитаем среднюю скорость газового потока:
y для фестона при скорости газов 8,903 м/с равен 0,6.
Для нахождения aк по номограммам определяем aн=59 ккал/м2×ч×оС и добавочные коэффициенты: Сz=0,88; Сф=0,85; Сs=1 Þ aк = aн×Сz×Сф×Сs = 59×0,88×0,85×1 = 44,13 ккал/м2×ч×оС;
6.9.3) Для нахождения aл используем номограммы и степень черноты продуктов горения ‘a’:
Для незапылённой поверхности k×p×S = kг×rn×S×p, где р = 1кгс/ см2; rn=0,2474;
рn×S = rn×S = 0,2474×2,03 = 0,5022
По номограмме находим kг = 0,66 Þ
По номограмме находим Сг=0,96; aн=170 ккал/м2×ч×оС; Þ aл = aн×а×Сг =170×0,2819×0,96=46 ккал/м2×ч×оС
6.9.4)
Находим температурный напор:
6.10)Если тепловосприятия фестона по уравнениям теплового баланса и теплопередачи отличаются менее чем на 5%, то температура за фестоном задана правильно:
т.о. поверочный расчёт выполнен.
VII. Определение тепловосприятий пароперегревателя, экономайзера, воздухоподогревателя и сведение теплового баланса парового котла
7.1) При выполнении расчёта в целях уменьшения ошибок и связанных с ними пересчётов до проведения поверочно-конструкторских расчётов пароперегревателя целесообразно определить тепловосприятия этих поверхностей по уравнениям теплового баланса и свести тепловой баланс по паровому котлу в целом.
7.2) Тепловосприятия пароперегревателя и воздухоподогревателя определяют по уравнениям теплового баланса рабочего тела (пара, воздуха), а тепловосприятие экономайзера – по уравнению теплового баланса теплоносителя (продуктов сгорания).
7.3) Тепловосприятие пароперегревателя определяют по формуле:
Находим при Pпе=40 кгс/см2 и tпе=440oC Þ iпе=789,8 ккал/кг;
при Pб=45 кгс/см2 и температуре насыщения Þ iн=668,1 ккал/кг;
Diпо=15 ккал/кг;
Тепло, воспринимаемое пароперегревателем за счёт излучения факела топки, принимаем для упрощения расчётов равным нулю(Qпел =0), а угловой коэффициент фестона Хф=1.
В этом случае полное тепловосприятие пароперегревателя численно совпадает с тепловосприятием конвекцией: Qпек = Qпе.
Для газохода пароперегревателя уравнение теплового баланса теплоносителя (дымовых газов) имеет вид:
Это уравнение решают относительно искомой энтальпии газов за пароперегревателем:
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9
