Поверочный тепловой расчет котла Е-25-24 225 ГМ

|Угловой коэффициент фестона, хФ |По рис. 5-1 |0,76 |

|Площадь поперечного сечения газохода |a`b` |1,918*4,23=8,11 |

|перед ступенью, FГ`, м2 | | |

|Лучистое тепловосприятие ступени ,Qл,|[pic] |[pic](1-0,76)8,11=252,7|

|кДж/кг | | |

|Конвективное тепловосприятие ступени,|Q-QЛ |5057,4-252,7=4804,7 |

|QK, кДж/кг | | |

|Температура газов перед |Из расчета |900 |

|перегревателем, J`, 0С |фестона | |

|Энтальпия газов на входе в |То же |29683,85 |

|перегреватель, I`, кДж/кг | | |

|То же на выходе из ступени, I``, |I`-[pic] |29683,5-5987,5+0,1*239=|

|кДж/кг | |23719,9 |

|Температура газов на выходе из |По I J-таблице |730 |

|ступени, J``, 0С | | |

|Средняя температура газов, JСР, 0С |0,5(J``+ J`) |0,5(900+730)=815 |

|Средняя скорость газов в ступени, wГ,|[pic] |[pic]=4.4 |

|м/с | | |

|Коэффициент теплоотдачи конвекцией, |По рис. 6-5 |52*0,96*1.1*0,954=53,7 |

|aК, Вт/(м2К) | | |

|Средняя температура пара, tСР, 0С |0,5(t`+t``) |0,5(226.8+380)=303.4 |

|Объем пара при средней температуре, |По табл. VI-8 |0,094 |

|vП, м3/кг | | |

|Средняя скорость пара, wП ,м/с |[pic] |[pic]=24 |

|Коэффициент теплоотдачи от стенки к |По рис. 6-8 |1.05*1075=1128.75 |

|пару, a2, Вт/(м2К) | | |

|Толщина излучающего слоя, s, м |[pic] |0.34 |

|Суммарная поглощательная способность |prns |0,2278*0,1*0,34=0,0078 |

|трехатомных газов, prns, м*МПа | | |

|Коэффициент ослабления лучей |По рис. 5-6 |9.9 |

|трехатомными газами, кГ,1/( м*МПа) | | |

|Коэффициент ослабления лучей, |rnkг |9.7*0,2278=2.25 |

|несветящейся частью среды, kнс, | | |

|1/(м*МПа) | | |

|Коэффициент ослабления лучей |По формуле 5-32|2 |

|сажистыми частицами, кСЖ, 1/(м*МПа) | | |

|Коэффициент ослабления лучей, |kСВ= kнс+ кСЖ |2+2.25=4.25 |

|светящейся частью среды, kСВ, | | |

|1/(м*МПа) | | |

Продолжение таблицы 2-11

|Степень черноты: | | |

|светящейся части, аСВ |1-е-КсвPS |0,19 |

|несветящейся части, аГ |1-e-KнсPS |0,072 |

|Степень черноты факела, аФ |maСВ+(1-m)aг |1*0.17=0.17 |

|Коэффициент загрязнения, e, |По 6-2 |0,0042 |

|м2К/Вт | | |

|Температура загрязненной |tСР+([pic] |303.4+(0,0042+[pic])[pic]|

|стенки трубы, tСТ, 0С | |* 6183.68*=303.6 |

|Коэффициент теплоотдачи |По рис. 6-12 |0,98*138*0,19=25,8 |

|излучением, aЛ, Вт/(м2К) | | |

|Коэффициент теплоотдачи от |x(aЛ+aК) |0,95(25,8+50.3)=79,4 |

|газов к стенке, a1, Вт/(м2К)| | |

|Коэффициент тепловой |По табл. 6-2 |0,8 |

|эффективности, Y | | |

|Коэффициент теплопередачи, |[pic] |0,8[pic]=69,7 |

|к,Вт/(м2К) | | |

|Разность температур между | | |

|газами и паром: | | |

|наибольшая, DtБ, 0С |J`-t`` |900-380=520 |

|наименьшая, Dtм, 0С |J``-t` |730-226.8=503.2 |

|Температурный напор при |[pic] |511,6 |

|противотоке, DtПРТ, 0С | | |

|Площадь поверхности нагрева |По конструктивным |36 |

|прямоточного участка, |размерам | |

|НПРМ,м2 | | |

|Полная площадь поверхности |То же |73 |

|нагрева, Н, м2 | | |

|Параметр, А |НПРМ/Н |0.49 |

|Полный перепад температур |J`- J`` |900-730=173 |

|газов,t1, 0С | | |

|То же пара, t2, 0С |t``-t` |380-226.8=153.2 |

|Параметр, Р |[pic] |0.25 |

|Параметр R |t1/ t2 |1.129 |

|Коэффициент перехода к |По рис. 6-14 |1 |

|сложной схеме, y, | | |

|Температурный перепад, Dt, |y DtПРТ |1*511,6=511,6 |

|0С | | |

|Тепловосприятие ступени по |[pic] |[pic]=4820,5 |

|уравнению теплообмена, QТ, | | |

|кДж/кг | | |

|Расхождение расчетных |[pic] |[pic]100=0,3 |

|тепловосприятий, DQ | | |

2.9 Расчет испарительного пучка

Испарительные пучки непосредственно связаны с барабаном и определяет

общую компоновку парогенератора. Поэтому их реконструкция с изменением

площади поверхностей нагрева или конструктивных характеристик связана с

большими трудностями и значительными капитальными затратами. Поэтому

испарительные пучки ,как и фестон, только как правило поверяют. Расчет

ведем по таблице 2-12.

Таблица 1-12. Поверочный расчет испарительного пучка

|Наименование |Формула или способ |Расчет |

| |определения | |

|Полная площадь поверхности |По конструктивным |188 |

|нагрева, Н, м2 |размерам | |

|Диаметр труб, d, мм |» » |60[pic]3 |

|Относительный шаг труб, |» » | |

|продольный, s2 /d | |2 |

|поперечный, s1/d | |5.83 |

|Количество рядов труб, z2,шт |» » |10 |

|Количество труб в ряду,z1,шт |» » |12 |

|Площадь живого сечения для |АВ-z1dl |4.23*1.7-12*0.06*2.8=5|

|прохода газов, F, м2 | |.175 |

|Эффективная толщина |[pic] |0.74 |

|излучающего слоя, s, м | | |

|Температура газов перед |Из расчета |730 |

|пучком, J`, 0С |перегревателя | |

|Энтальпия газов перед пучком, |То же |23712 |

|I`, кДж/кг | | |

|Температура газов за пучком, |По предварительному |560 |

|J``, 0С |выбору | |

|Энтальпия газов за пучком, |По IJ- таблице |17904,2 |

|I``, кДж/кг | | |

|Количество теплоты, отданное |j(I`-I``+Da I0ПРС) |0.986(23712-17904,2 |

|пучку, Qг, кДж/кг | |+11,95)=5737,8 |

|Температура кипения при |По табл. VI-7 |226.8 |

|давлении в барабане(pБ=2.64 | | |

|МПа), tкип, 0С | | |

|Средняя температура газов, |0,5(J``+ J`) |0,5(730+560)=645 |

|Jср,0С | | |

|Средний температурный напор, |Jср-tкип |640-226,8=418,2 |

|Dt,0C | | |

|Средняя скорость газов, w, м/с|[pic] |[pic]=4.93 |

|Коэффициент теплоотдачи |По рис. 6-6 |38.3*0,95*1,1*1=40.1 |

|конвекцией, aК, кВт/(м2К) | | |

|Суммарная поглощательная |prns |0,1*0,219*0,74=0,016 |

|способность трехатомных газов,| | |

|prns, м*Мпа | | |

|Коэффициент ослабления лучей |По формуле 5-26 |6,9 |

|трехатомными | | |

|газами,кг,1/(м*МПа) | | |

|Коэффициент ослабления лучей, |rnkг |6,9*0,219=1,5 |

|несветящейся частью среды, | | |

|kнс, 1/(м*МПа) | | |

|Коэффициент ослабления лучей |По формуле 5-32 |1,31 |

|сажистыми частицами, кСЖ, | | |

|1/(м*МПа) | | |

|Коэффициент ослабления лучей, |kСВ= kнс+ кСЖ |1,31+1,5=2,81 |

|светящейся частью среды, kСВ, | | |

|1/(м*МПа) | | |

|Степень черноты: | | |

|светящейся части, аСВ |1-е-КсвPS |0,187 |

|несветящейся части, аГ |1-e-KнсPS |0,092 |

|Степень черноты излучающей |maСВ+(1-m)aг |0,55*0,182+0,45*0,092=|

|среды, а | |0,14 |

|Температура загрязнённой |tКИП+ Dt |226,8+80=306,8 |

|стенки трубы, tст, 0С | | |

|Коэффициент теплоотдачи |По рис. 6-12(aЛ= |76*0,14*0,97=10,3 |

|излучением, aЛ, Вт/(м2К) |aНаСГ) | |

|Коэффициент использования |По 6-2 |0.95 |

|поверхности нагрева, x | | |

|Коэффициент теплоотдачи от |x(aЛ+aК) |0,95(10,3+40.1)=47.8 |

|газов к стенке, a1, Вт/(м2К) | | |

|Коэффициент загрязнения, e, |По ф-ле 6-8 и рис. 6-1|0,0048 |

|м2К/Вт | | |

|Коэффициент теплопередачи k, |[pic] |[pic]=38.8 |

|Вт/м2К | | |

|Тепловосприятие фестона по |[pic] |[pic]=5649,1 |

|уравнению теплопередачи, QТ, | | |

|кДж/кг | | |

|Расхождение расчетных |[pic]100 |[pic]100=-1,54 |

|тепловосприятий, DQ, % | | |

2.10 Расчет хвостовых поверхностей

Расчет воздухоподогревателя и экономайзера будем вести в соответствии

с методикой, описанной в §9-1. Используя чертежи и техническую документацию

парогенератора Е-25-24-380ГМ, составляем таблицы конструктивных размеров и

характеристик его экономайзера и воздухоподогревателя.

После расчета хвостовых поверхностей определяем невязку теплового

баланса парогенератора (табл. 2-19). Так как величина невязки теплового

расчета не превышает допустимых 0.5%, то тепловой расчет парогенератора

считаем законченным.

Таблица 2-14. Конструктивные размеры и характеристики воздухоподогревателя

|Наименование |Размер |

|Диаметр труб: | |

|наружный, d, мм |40 |

|внутренний, dВН, мм |37 |

|Длина труб, L, м |1.6 |

|Расположение труб |Вертикальное|

|Количество ходов по воздуху, n, шт |1 |

|Количество труб в ряду поперек движения воздуха, |84 |

|z1, шт. | |

|Количество рядов труб вдоль движения воздуха, z2, |27 |

|шт. | |

|Шаг труб: | |

|поперечный, s1, мм |55 |

|продольный, s2, мм |50 |

|Относительный шаг: | |

|поперечный, s1/d |1,375 |

|продольный, s2/d |1,25 |

|Количество параллельно включенных труб( по газам),|1251 |

|z0, шт. | |

|Площадь живого сечения для прохода газов, FГ, м2 |2.4 |

|Ширина сечения воздушного канала, В, м |2,374 |

|Средняя высота воздушного канала, h, м |1.6 |

|Площадь живого сечения для прохода воздуха, FВ, м2|2.04 |

|Площадь поверхности нагрева, Н, м2 |242 |

Таблица 2-15. Конструктивные размеры и характеристики экономайзера

|Наименование |Размер |

|Характеристика одной трубы: | |

|длина, L, м |3 |

|площадь поверхности нагрева с газовой стороны,| |

|Н`, м2 | |

|площадь живого сечения для прохода газов,F`,м2| |

|Количество труб в горизонтальном ряду, z1, шт.|20 |

|Количество горизонтальных рядов, z2, шт. |10 |

|Площадь поверхности нагрева с газовой стороны,|590 |

|Н, м2 | |

|Площадь живого сечения для прохода газов, F, |2,4 |

|м2 | |

|Площадь живого сечения для прохода воды, f, м2|1,84 |

Таблица 2-16. Поверочный расчет воздухоподогревателя

|Наименование |Расчетная формула или способ|Расчет |

| |определения | |

|Диаметр труб, d, мм |По конструктивным размерам |40х1,5 |

|Относительный шаг труб: |То же | |

|поперечный, s1/d | |1,375 |

|продольный, s2/d | |1,25 |

|Количество рядов труб, |» » |27 |

|z2, шт. | | |

Продолжение таблицы 2-16

|Количество труб в ряду, z1, шт. |» » |84 |

|Площадь живого сечения для |» » |2.4 |

|прохода газов, FГ, м2 | | |

|То же для прохода воздуха, FВ, |» » |2.04 |

|м2 | | |

|Площадь поверхности нагрева, |» » |242 |

|Н,м2 | | |

|Температура газов на выходе, |По выбору |345 |

|J``, 0С | | |

|Энтальпия газов на выходе, I``, |По IJ- таблице |10808,62 |

|кДж/кг | | |

|Температура воздуха на входе, |По выбору |25 |

|t`, 0С | | |

|Энтальпия теоретического |По IJ- таблице |239 |

|количества холодного воздуха, | | |

|Iх.В0, кДж/кг | | |

|Температура воздуха на выходе, |По выбору |350 |

|t``, 0С | | |

|Энтальпия теоретического |По IJ- таблице |5008.2 |

|количества воздуха на выходе, | | |

|I0`, кДж/кг | | |

|Отношение b1`` |aТ-DaТ |1.15-0.05=1.1 |

|Тепловосприятие ступени, Q, |[pic]) |(1.1+0.03)(5008.2-23|

|кДж/кг | |9)=5389 |

|Средняя температура воздуха в |0,5(t`+t``) |0.5(25+350)=187.5 |

|ступени, t, 0С | | |

|Температура газов на входе, J`, |Из расчета |560 |

|0С |испарительного пучка | |

|Энтальпия газов на входе в |По IJ- таблице |17904,2 |

|ступень, I`, кДж/кг | | |

| | | |

|Средняя температура газов, JСР, |0,5(J``+ J`) |0,5(560+360)=460 |

|0С | | |

|Средняя скорость газов, wГ, м/с |[pic] |[pic]=8.9 |

|Коэффициент теплоотдачи от газов|По рис. 6-5 |0,94*86*0.98*1.4=110|

|к стенке, a1, Вт/(м2К) | |.9 |

|Средняя скорость воздуха, wВ, |[pic] |[pic]460.5=8.1 |

|м/с | | |

|Коэффициент теплоотдачи с |По рис. 6-4 |1.4*0.98*0.94*78=100|

|воздушной стороны, a2, Вт/(м2К) | |.6 |

|Коэффициент использования |По табл. 6-3 |0,85 |

|поверхности нагрева, xВП | | |

|Коэффициент теплопередачи, к, |xВП[pic] |0,85[pic]=44.8 |

|Вт/(м3К) | | |

|Разность температур между | | |

|средами |[pic] |345-25=320 |

|наибольшая, DtБ, 0С |[pic] |560-350=210 |

|наименьшая, DtМ, 0С | | |

|Температурный напор при |[pic] |265 |

|противотоке, DtПРТ, 0С | | |

|Перепад температур: | | |

|наибольший, tБ, 0С |t``-t` |350-25=325 |

|наименьший, tМ, 0С |[pic] |560-345=215 |

|Параметр Р |[pic] |0,22 |

|Параметр R |tБ/ tМ |2,7 |

|Коэффициент y |По рис. 6-16 |1 |

|Температурный перепад, Dt, 0С |y DtПРТ |272,5 |

|Тепловосприятие по уравнению |[pic] |[pic]=5320,4 |

|теплообмена, QТ, кДж/кг | | |

|Расхождение расчетных |[pic] |[pic]100=-1,27 |

|тепловосприятий, DQ, % | | |

Таблица 1-17. Поверочный расчет экономайзера

|Наименование |Расчетная формула или |Расчет |

| |способ определения | |

|Площадь поверхности нагрева, |По конструктивным |590 |

|Н,м2 |размерам | |

|Площадь живого сечения для |То же |2.4 |

|прохода газов, FГ, м2 | | |

|Температура газов на входе в |Из расчета |360 |

|ступень, J`, 0С |воздухоподогревателя | |

|Температура газов на выходе, |По заданию |140 |

|J``, 0С | | |

|Энтальпия газов на входе, I`, |По IJ- таблице |10808,62 |

|кДж/кг | | |

|Энтальпия газов на выходе, I``, |По IJ- таблице |4822.16 |

|кДж/кг | | |

|Тепловосприятие ступени(теплота,|j(I`- I``+[pic]) |0,986(10808,62-4822.|

|отданная газами), QГ, кДж/кг | |16+23,9)= =5926,2 |

|Температура воды на выходе , |По выбору |210 |

|t``, 0С | | |

|Удельная энтальпия воды на |По IJ- таблице | |

|выходе, i``,кДж/кг | | |

|Температура воды на входе , t`, |По заданию |100 |

|0С | | |

|Удельная энтальпия воды на входе|По IJ- таблице |419,7 |

|, i`, 0С | | |

|Средняя температура воды, t, 0С |0,5(t`+ t``) |0.5(100+210)=155 |

|Скорость воды в трубах, w, м/с |[pic] |[pic]=0.49 |

|Средняя температура газов, J, 0С|0,5(J``+ J`) |0.5(140+345)=242,5 |

|Средняя скорость газов, wГ, м/с |[pic] |[pic]=10,1 |

|Коэффициент теплоотдачи |По рис. 6-4 |75*1*1*0.99=74.25 |

|конвекцией, aК, Вт/(м2К) | | |

|Эффективная толщина излучающего | |0.24 |

|слоя, s, м | | |

|Суммарная поглощательная |prns |0.197*0.1*0.24=0.004|

|способность трехатомных газов, | |7 |

|prns, м*МПа | | |

|Коэффициент ослабления лучей |По рис. 5-6 |15.3 |

|трехатомными газами, кГ,1/( | | |

|м*МПа) | | |

|Коэффициент ослабления лучей, |rnkг |3 |

|несветящейся частью среды, kнс, | | |

|1/(м*МПа) | | |

|Коэффициент ослабления лучей |По формуле 5-32 |0.2 |

|сажистыми частицами, кСЖ, | | |

|1/(м*МПа) | | |

|Коэффициент ослабления лучей, |kСВ= kнс+ кСЖ |0.2+3=3.2 |

|светящейся частью среды, kСВ, | | |

|1/(м*МПа) | | |

|Степень черноты: | | |

|светящейся части, аСВ |1-е-КсвPS |0.074 |

|несветящейся части, аГ |1-e-KнсPS |0.07 |

|Степень черноты факела, аФ |maСВ+(1-m)aг |0.55*0.074+0.45*0.07|

| | |=0.0722 |

|Температура загрязненной стенки |tСР+Dt |279.75 |

|трубы, tСТ, 0С | | |

|Коэффициент теплоотдачи |По рис. 6-11 |0.14 |

|излучением, aЛ, Вт/(м2К) | | |

|Коэффициент теплоотдачи от газов|[pic]) |74.25+0.14=74,39 |

|к стенке, a1, Вт/(м2К) | | |

|Коэффициент загрязнения, |По формуле 6-8 |0.003 |

|e,м2К/Вт | | |

|Коэффициент теплопередачи, к, |[pic] |[pic]=60.8 |

|Вт/м2К | | |

|Разность температур между | | |

|средами: |[pic] |140-100=40 |

|наибольшая, DtБ, 0С |[pic] |345-210=135 |

|наименьшая, DtМ, 0С | | |

Продолжение таблицы 2-17

|Температурный напор, Dt, 0С |[pic] |87,5 |

|Тепловосприятие ступени, QТ, |[pic] |[pic]=5812,5 |

|кДж/кг | | |

|Расхождение расчетных |[pic] |[pic]100=-1,9 |

|тепловосприятий, DQ, % | | |

Таблица 1-18.Расчет невязки теплового баланса парогенератора

|Наименование |Расчетная формула или |Расчет |

| |способ определения | |

|Расчетная температура горячего |Из расчета |350 |

|воздуха, tГ.В,0С |воздухоподогревателя | |

|Энтальпия горячего воздуха, |То же |5008,5 |

|I0Г.В, кДж/кг | | |

|Количество теплоты, вносимое в |(aТ -DaТ)I0B+DaТI0ПРС |1,1*5008,5+23,9=5533,2|

|топку воздухом, QB, кДж/кг | |5 |

|Полезное тепловыделение в |[pic] |44084 |

|топке, QT, кДж/кг | | |

|Лучистое тепловосприятие топки,|(QГ-I``T)[pic] |13731,3 |

|QТЛ, кДж/кг | | |

|Расчетная невязка теплового |[pic]+[pic] |40554,8* |

|баланса, DQ, кДж/кг | |0,885-(13731,3+420,3 |

| | |+4804,7+ 5737,8+ 5389+|

| | |5926,2)=-119 |

|Невязка, % |[pic] |[pic]100=-0,29 |

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате выполнения данной работы я произвел поверочный расчет

парогенератора Е-25-24-380ГМ, топливом для которого является малосернистый

мазут. Я определил температуры воды, пара, воздуха и продуктов сгорания на

границах нагрева, КПД парогенератора, расход топлива. Расчетная невязка

теплового баланса равна -0.29% , что меньше допустимого, значит расчет

произведен правильно.

ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОК

В.И. Частухин Тепловой расчет промышленных парогенераторов. - Киев: Вища

школа. Головное издательство, 1980.-184 с

Роддатис К.Ф., Соколовский Я.Б. Справочник по котельным установкам малой

производительности. М.: Энергия, 1975

Страницы: 1, 2, 3