Курсовая работа: Тепловой расчет парогенератора ГМ-50-1

где lпр – длина проекции ряда труб на плоскость сечения, м.

Площадь живого сечения для прохода воды:

Поверхность нагрева экономайзера:

Где l – длина змеевика, определяемая с использованием длины горизонтальной части змеевика (l1):

9.1.5)Коэффициент теплопередачи для экономайзера в целом определяют по средним значениям необходимых величин.

Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке определяют по формуле:

Где aк - коэффициент теплоотдачи конвекцией; a¢л - коэффициент теплоотдачи излучением газового объёма в трубном пучке; y - коэффициент тепловой эффективности поверхности; x = 1.

Для определения aк - коэффициента теплоотдачи конвекцией от газов к стенке труб, рассчитаем среднюю скорость газового потока:

При поперечном омывании шахматных пучков дымовыми газами коэффициент теплоотдачи конвекцией, отнесённый к полной расчётной поверхности, определяют по номограмме 13:

aн=60 ккал/м2×ч×оС; добавочные коэффициенты:

Сz=1; Сф=1; Сs=1; Þ

aк = aн×Сz×Сф×Сs = 63×1×1×1 = 60 ккал/м2×ч×оС;

Для нахождения aл используем номограмму 19 и степень черноты продуктов горения ‘a’:

Для незапылённой поверхности k×p×S = kг×rn×S×p, где р = 1кгс/ см2; rn=0,2343.

рn×S = rn×S = 0,2343×0,118 = 0,02765;

По номограмме находим kг = 3,4; Þ

Для пользования номограммой необходимо знать температуру загрязнённой стенки расчитываемой поверхности нагрева:

tз = 0,5×(t¢эк + t²эк ) + (40¸60) = 0,5×(154,56+242,96) + 50 = 248,76 оС;

По номограмме находим Сг=0,97; aн=100 ккал/м2×ч×оС; Þ aл = aн×а×Сг =100×0,0897×0,97= 8,7 ккал/м2×ч×оС;

При расчёте экономайзера на величину aл необходимо ввести поправку, связанную с наличием газового объёма, свободного от труб перед этими поверхностями и между отдельными пакетами поверхностей:

Где Тк - температура газов в объёме камеры, (К); lоб и lп -- соответственно суммарная глубина пучка и суммарная глубина газового объёма до пучка, м; А – коэффициент: при сжигании мазута А=0,3;

9.1.6)Температурный напор:

Þ температурный напор с достаточной точностью можно найти как:

9.1.7)Определим расчётную поверхность:

Невязка:

Невязка > 2% Þ вносим конструктивные изменения.

9.1.8)Найдем требуемую длину змеевика:

Следовательно, принимаем Z2р равное 36, то есть Z21 ряда =20, Z22 ряда =16 Þ во втором пакете убираем одну сдвоенную петлю.

Для первого пакета:

Для второго пакета:

Высота экономайзера:

Расчёт закончен

IX.II Расчёт воздушного подогревателя

9.2.1) По чертежам парового котла составляем эскиз воздухоподогревателя в двух проекциях на миллиметровой бумаге в масштабе 1:25, на котором указывают все конструктивные размеры.

По чертежам и эскизу заполняем таблицу:

Конструктивные размеры и характеристики воздухоподогревателя

	Наименование величин					Обозн	Раз-ть	Величина
Наружный диаметр труб		d	м	0,04
	Внутренний диаметр труб					dвн	м	0,037
	Количество труб в ряду					z1	-	72
	Количество рядов труб по ходу газов					z2	-	33
	Шаг труб: поперечный					S1	м	0,056
	продольный					S2	м	0,042
	Относительный шаг труб: поперечный					S1/d	-	1,4
	продольный					S2/d	-	1,05
	Расположение труб					-	-	шахматное
	Характер омывания труб газами					-	-	продольный
	Характер омывания труб воздухом					-	-	поперечный
	Число труб, включённых параллельно по газам					z0	-	2376
	Площадь живого сечения для прохода газов					Fг	м2	2,555
	Ширина газохода					b	м	4,144
	Высота одного хода по воздуху (заводская)					hх	м	2,1
	Площадь живое сечение для прохода воздуха					Fв	м2	2,6544
	Поверхность нагрева ВЗП					Hвп	м2	2413,99

Примечание: Трубчатые воздухоподогреватели, как правило, выполняются с вертикальным расположением труб в газоходе, внутри которых движутся газы, а воздух омывает шахматно расположенный пучок труб снаружи, омывание поперечное; взаимное движение сред характеризуется перекрёстным током. Число ходов воздуха не меньше двух.

Расчётно определим число труб, включенных параллельно по газам:

Площадь живого сечения для прохода газа:

Площадь живого сечения для прохода воздуха (по заданной заводской конструкции):

Поверхность нагрева ВЗП:

9.2.2) С использованием ранее выполненых расчётов для теплового расчёта ВП составляют таблицу исходных данных:

Наименование величин	Обознение	Размерность	Величина
Температура газов до воздухоподогревателя	uэк²	0С	301,87
Температура газов за воздухоподогревателем	uух	0С	150
Температура воздуха до воздухоподогревателя	t¢в	0С	30
Температура горячего воздуха после воздухоподогревателя	tгв	0С	220
Объёмы газов при среднем избытке воздуха	Vг	м3/кг	14,0698
Теоретический объём воздуха	V0	м3/кг	10,62
Температура воздуха до воздухоподогревателем к теоретически необходимому	b²вп	--	1,05
Объёмная доля водяных паров	rH2O	--	0,1102
Тепловосприятие по балансу	Qбвп	ккал/кг	695,85

Находим скорости газов и воздуха:

           

Скорости газов и воздуха должны быть в пределах допустимых нормативных значений в зависимости от вида топлива и характеристик зол. В курсовом проекте допустимая скорость газов составляет: Wг=12±3 м/с, а Wв = (0,5¸0,6)×Wг = 5,07¸6,08 м/с, однако полученная скорость воздуха больше допустимой Þ принимаем Wв’=6,08 м/c.

Пересчитываем:

9.2.3)Коэффициент теплопередачи для воздухоподогревателя в целом определяют по средним значениям необходимых величин.

где x = 0,7

Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке для воздухоподогревателя определяют по формуле:

При продольном омывании трубной поверхности дымовыми газами коэффициент теплоотдачи конвекцией, отнесённый к полной расчётной поверхности, определяют по номограмме 14:

aн=29 ккал/м2×ч×оС; добавочные коэффициенты: Сф=1,1; Сl=1; Þ

aк = aн×Сф×Сl = 29×1,1×1 = 31,9 ккал/м2×ч×оС;

При поперечном омывании шахматных пучков дымовыми газами коэффициент теплоотдачи конвекцией, отнесённый к полной расчётной поверхности, определяют по номограмме 13:

aн= 56 ккал/м2×ч×оС; добавочные коэффициенты: Сz=1; Сф=0,98; Сs=1; Þ

aк = aн×Сz×Сф×Сs = 56×1×0,98×1 = 54,88 ккал/м2×ч×оС;

9.2.4) Температурный напор:

Þ температурный напор можно найти как:

Поправочный коэффициент y определяют по номограмме по безразмерным параметрам:

По R и Р находим y= 0,96

9.2.5)Определим расчётную поверхность:

Невязка:

Невязка > 10% Þ вносим конструктивные изменения.

Принимаем число ходов n=3.

Пересчитываем:

высота трубного пучка:

высота хода:

расчетная площадь живого сечения для прохода воздуха:

действительная скорость воздуха:

Невязка:

Невязка <10 % Þ расчёт закончен.

Список литературы

1)  Тепловой расчёт котельных агрегатов. (Нормативный метод)/Под редакцией Н.В. Кузнецова. – М.: Энергия, 1973. –296с.

2)  Резников М.И. Парогенераторные установки электростанций. – М.: Энергия, 1974. –360с.

3)  Методические указания по определению коэффициента полезного действия паровых котлов / Парилов В.А., Ривкин А.С., Ушаков С.Г., Шелыгин Б.Л. – Иваново, 1987. –36с.

4)  Методические указания по определению коэффициента теплопередачи и температурного напора при расчёте поверхностей нагрева паровых котлов / Парилов В.А., Ривкин А.С., Ушаков С.Г., Шелыгин Б.Л. – Иваново; ИЭИ, 1987.

5)  Методические указантя по поверочному расчёту топочной камеры и фестона паровых котлов / Парилов В.А., Ривкин А.С., Ушаков С.Г., Шелыгин Б.Л. – Иваново; ИЭИ, 1987.

6)  Методические указания по конструкторскому расчёту пароперегревателя и хвостовых поверхностей паровых котлов / Парилов В.А., Ривкин А.С., Ушаков С.Г., Шелыгин Б.Л. – Иваново; ИЭИ, 1991. –36с.

7)  Александров В.Г. Паровые котлы средней и малой мощности. – Л.: Энергия, 1972.—200с.

8)  Ковалёв А.П., Лелеев Н.С., Виленский Т.В. Парогенераторы: Учебник для ВУЗов. – М.: Энерго- атомиздат, 1985. –376с.