|
Разработка и строительство котельной
Таблица 1.9
Энтальпия продуктов сгорания в
газоходах
J, °С
|
I0в,
КДж/кг
|
I0г,
КДж/кг
|
Газоходы и коэф-ты избытка воздуха
|
aТ=1,35
|
akr=1,45
|
aэк=1,53
|
aвп=1,63
|
Iг
|
Iг
|
Iг
|
Iг
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
30
|
227,2
|
|
|
|
|
|
100
|
|
871,596
|
|
|
1007,9
|
1015
|
200
|
|
1764,44
|
|
|
1900,76
|
1964
|
300
|
|
2674,98
|
|
|
2811,3
|
2870
|
400
|
|
3633,42
|
|
3747,02
|
3754
|
|
500
|
|
4605,89
|
|
4719,49
|
|
|
600
|
|
5597,18
|
|
5710,49
|
|
|
700
|
|
6615,82
|
|
6729,42
|
|
|
800
|
|
7666,71
|
|
7780,31
|
|
|
900
|
|
8736,37
|
|
8849,87
|
|
|
1000
|
|
9822,05
|
9912,93
|
9935,65
|
|
|
1200
|
|
12005,19
|
12096,07
|
|
|
|
1400
|
|
14289,71
|
14360,59
|
|
|
|
1600
|
|
16548,3
|
16639,18
|
|
|
|
1800
|
|
18868,07
|
18958,95
|
|
|
|
2000
|
|
21212,69
|
21303,57
|
|
|
|
2200
|
|
23557,3
|
23648
|
|
|
|
Расчет теплового балнса котлоагрегата
выполнен в табл. 1.10, а поверочный расчет поверхностей нагрева котлоагрегата
приведен в табл. 1.11.
На основе результатов табл. 1.9
построена I-d- диаграмма продуктов сгорания, которая представлена на рис. 1.2.
Таблица 1.10
Расчет теплового баланса теплового
агрегата
Наименование
|
Обозначения
|
Расчетная ф-ла, способ
опр.
|
Единицы измерения
|
Расчет
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
Распологаемая теплота
|
Qpp
|
Qpp=Qpн
|
КДж/Кг
|
22040
|
Потеря теплоты от мех. неполн.
сгорания
|
q3
|
по табл. 4.4 [4]
|
%
|
0,8
|
Потеря теплоты от мех. неполноты
сгорания
|
q4
|
по табл. 4.4 [4]
|
%
|
5
|
Т-ра уходящих газов
|
Jух
|
исх.данные
|
oC
|
135
|
Энтальпия уходящих газов
|
Iух
|
по табл. 1.9
|
КДж/Кг
|
1320
|
Т-ра воздуха в котельной
|
tхв
|
по выбору
|
oC
|
30
|
Энтальпия воздуха в котельной
|
I0хв
|
по табл. 1.8
|
КДж/Кг
|
227,2
|
Потеря теплоты с уход. газами
|
q2
|
|
%
|
(1320-1,63x227)*
*(100-5)/(22040)=
=6,25
|
Потеря теплоты от нар. охлажден.
|
q5
|
по рис 3.1 [4]
|
%
|
3,8
|
Потеря с физ. теплом шлаков
|
q6
|
ашл*Iз*Ар/Qрн
|
%
|
0,15*1206*
*23/22040=0,19
|
Сумма тепл. Потерь
|
Sq
|
|
%
|
6,25+0,8+5+3,8+
+0,19=16,04
|
КПД катлоагрегата
|
h
|
100-SQ
|
%
|
100-16,04=83,96
|
Коэф. Сохранения теплоты
|
j
|
1-q5/(h+ q5)
|
|
1-3,8/(83,96+3,8)=
=0,957
|
Производительность агрегата по пару
|
D
|
по заданию
|
Кг/с
|
25/3,6=6,94
|
Давление раб. тела
|
P
|
по заданию
|
МПа
|
1,4
|
Т-ра рабочего тела
|
tнп
|
по заданию
|
oC
|
195
|
Т-ра питательн. воды
|
tпв
|
по заданию
|
oC
|
104
|
Удельная энтальпия р.т.
|
iнп
|
по табл.vi-7[4]
|
КДж/Кг
|
2788,4
|
Удельная энт. питат. воды
|
iпв
|
по табл.vi-7[4]
|
КДж/Кг
|
439,4
|
Значение продувки
|
n
|
по задан.
|
%
|
4,8
|
Полезно исп. теплота вагрегате
|
Q1
|
D*(iнп-iпв)+n*
*D(Iкв-Iнп)
|
кВт
|
Q=6,94*(2788,4-439,4)+0,048*6,94*(830-439,4)=
=16432,3
|
Полный расход топлива
|
В
|
Q1/hQрр
|
Кг/с
|
16432,3/0,8396* *22040=0,88
|
Расчетный расход
|
Вр
|
В*(1-q4/100)
|
Кг/с
|
0,88*(1-5/100)=
=0,836
|
Таблица 1.11
Тепловой расчет котлоагрегата
КЕ-25-14с
№
|
Наименование
|
Обозначение
|
Расчетная формула или способ
определения
|
Ед. изм.
|
Расчет
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
|
Поверочный теплообмен в топке
|
|
|
|
|
1.
|
Температура холодного воздуха
|
tв
|
|
oC
|
30
|
2.
|
Энтальпия холодного воздуха
|
Iхв
|
табл. 1.10
|
КДж/Кг
|
227,2
|
3.
|
Температура воздуха после
воздухоподогревателя
|
tгв
|
принимается
|
oC
|
120
|
4.
|
Энтальпия воздуха после воздухоподогревателя
|
Iгв
|
диаграма
|
КДж/кг
|
925,5
|
5.
|
Количество теплоты вносимое в топку
воздухом
|
Qв
|
Iг.в.(aт-1)+ I°х.в.*Daт
|
КДж/кг
|
925,5*(1,35-1,0)+227,2*0,1=346,6
|
6.
|
Полезное тепловыделение в топке
|
Qт
|
Qрр(100-q4-q3-q5)/(100-q4)+Qв
|
КДж/кг
|
22040*(100-0,8-5,0-3,8)/(100-5)+346,6=22126,4
|
7.
|
Адиабатическая температура горения
|
tа
|
табл. 1.9
|
oC
|
2170
|
8.
|
Температура газов на выходе
|
J
|
по предварительному выбору табл.
5-3[4]
|
oC
|
1050
|
9.
|
Энтальпия газов на выходе
|
Iт
|
табл. 1.9
|
КДж/Кг
|
10458,7
|
10.
|
Площадь зеркала горения
|
R
|
по чертежу
|
м2
|
13,4
|
11.
|
Суммарная поверхность стен
|
Fст
|
по чертежу
|
м2
|
115,2
|
12.
|
Диаметр экранных труб
|
dнб
|
по чертежу
|
мм
|
51*2,5
|
13.
|
Шаг труб экранов: боковых и фронтового
заднего
|
S1
S2
|
по чертежу
по чертежу
|
мм
мм
|
55
100
|
14.
|
Эффективная лучевоспри-нимающая
поверхность топки
|
Нлп
|
по чертежу
|
м2
|
92,1
|
15.
|
Объем топочной камеры
|
Vт
|
по чертежу
|
м3
|
61,67
|
16.
|
Степень экранирования топки
|
Y
|
Нэкр/Fст
|
-
|
0,8
|
17.
|
Толщина излучающего слоя
|
Sт
|
3,6*Vт/Fст
|
м
|
3,6*61,67/115,2=1,93
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
18.
|
Относительное положение
максимальных температур по высоте топки
|
X
|
стр. 28[4]
|
|
0,3
|
19.
|
Параметр учитывающий распре-деление
температуры в топке
|
М
|
0,59-0,5*Xт
|
|
0,59-0,5*0,3=0,44
|
20.
|
Средняя суммарная теплоемкость
продуктов сгорания
|
Vгс*ср
|
|
КДж/Кг
|
(22040-10458,7)/(2170-1050)=11,35
|
21.
|
Объемная доля: водяных паров
трехатомных
газов
|
гH20
гRO2
|
табл. 1.7
табл. 1.7
|
|
0,075
0,122
|
22.
|
Суммарная объемная доля трехатомных
газов
|
гn
|
ГH20+ ГRO2
|
|
0,197
|
23.
|
Произведение
|
P*гn*Sт
|
|
м*МПа
|
0,1*0,197*1,93=0,036
|
24.
|
Степень черноты факела
|
А
|
рис. 5-4[4]
|
|
0,28
|
25.
|
Коэффициенты ослабления лучей:
3-х атомных газов
золовыми частицами
частицами кокса
|
kг
kз
kкокс
|
рис. 5-5 [4]
рис. 5-6 [4]
стр. 31 [4]
|
1/(м*Мпа)
|
7,2
0,048
10
|
26.
|
Безразмерные параметры:
X1
X2
|
X1
X2
|
стр. 31 [4]
|
-
-
|
0,5
0,03
|
27.
|
Коэффициенты ослабления лучей топочной
средой
|
kг*гn
|
|
1/(м*Мпа)
|
7,2*0,197+0,04*3,99+10*0,5*0,03==1,77
|
28.
|
Суммарная сила поглощения топочного
объема
|
kps
|
|
|
1,77*0,1*1,93=0,327
|
29.
|
Степень черноты топки
|
ат
|
рис. 5-3 [4]
|
|
0,57
|
30.
|
Коэффициент тепловой эффективности
|
Yср
|
S*Hтл/Fст
|
|
0,6*92,1/115,2=0,48
|
31.
|
Параметр
|
r
|
R/Fст
|
-
|
13,4/115,2=0,12
|
32.
|
Тепловая нагрузка стен топки
|
Qт
|
Вр*Qт/Fст
|
кВт/м2
|
0,836*22040/115,2=159,9
|
33.
|
Температура газов на выходе из
топки
|
J’’т
|
рис. 5-7 [4]
|
оС
|
1050
|
34.
|
Энтальпия газов на выходе из топки
|
I’’т
|
IJ - диаграмма
|
кДж/кг
|
10458,7
|
35.
|
Общее тепловосприятие топки
|
Qт
|
j(Qт- I’’т)
|
кДж/кг
|
0,96*(22126,4-10458,7)=11202,9
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
|
Расчет конвективного пучка
|
|
|
|
|
1.
|
Температура газа перед газоходом
|
J’кг
|
из расчета топки
|
оС
|
1050
|
2.
|
Энтальпия газа перед газаходом
|
I’кг
|
из расчета топки
|
кДж/кг
|
10458,7
|
3.
|
Температура газа за газоходом
|
J’’кп
|
принимается
|
оС
|
400
|
4.
|
Энтальпия газа за газаходом
|
I’’кп
|
диаграмма
|
кДж/кг
|
3747
|
5.
|
Диаметр труб
шаг поперечный
шаг продольный
|
dн*d
S1
S2
|
из чертежа
|
мм
мм
мм
|
51*2,5
110
95
|
6.
|
Число труб поперек движения газа
|
Z1
|
из чертежа
|
шт
|
22
|
7.
|
Число труб вдоль потока газа
|
Z2
|
из чертежа
|
шт
|
55
|
8.
|
Поверхность нагрева
|
Hкп
|
из чертежа
|
м2
|
417,8
|
9.
|
Ширина газохода
|
B
|
из чертежа
|
м
|
2,32
|
10.
|
Высота газохода
|
h
|
из чертежа
|
м
|
2,4
|
11.
|
Живое сечение для прохода газов
|
F
|
b*h-Z*dн*е
|
м2
|
2,32*2,4-22*2,5*0,051=2,763
|
12.
|
Толщина излучающего слоя
|
Sкп
|
0,9*dн*(4*S1*S2/(3,14*d2н)-1)
|
м
|
0,9*0,051*(4*0,11*0,095/(3,14*0,05)-1)=0,189
|
13.
|
Тепловосприятие по уравнению
теплового баланса
|
Qбкп
|
j*(I’-I’’+Daкп*Iхв)
|
кДж/кг
|
0,96*(10458,7-3747+0,1*227,2=7063,1
|
14.
|
Температурный напор в начале
газохода
|
Dtб
|
J’кп-tнп
|
оС
|
1050-195=855
|
15.
|
Температурный напор в конце
газохода
|
Dtм
|
J’’-tнп
|
оС
|
400-195=205
|
16.
|
Средний температурный напор
|
Dt
|
(Dtб-Dtм)/Ln(Dtб/Dtм)
|
оС
|
(855-195)/Ln(855/195)=459,2
|
17.
|
Средняя температура газов в
газоходе
|
Jср
|
0,5*(J’+J’’)
|
оС
|
0,5*(1050+400)=725
|
18.
|
Средняя скорость газов в газоходе
|
w
|
Вр*Vг*(Jср+273)/(Fг*273)
|
м/с
|
0,836*9,24*(725+273)/(2763*273)=
=9,74
|
19.
|
Коэффициент теплоотдачи конвекцией
от газов к стенке
|
aк
|
рис. 6-6 [4]
|
Вт
м2*оС
|
63*1*0,925*0,95=58,45
|
20.
|
Объемная доля водяных паров
|
ГH2O
|
табл. 1.8
|
-
|
0,072
|
|
|
|
|
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
21.
|
Суммарная объемная доля 3-х атомных
газов
|
ГRO2
|
табл. 1.8
|
-
|
0,186
|
22.
|
Суммарная поглощающая способность
3-х атомных газов
|
|
p*Гn*Sкп
|
м/МПа
|
0,1*0,186*0,189=0,0033
|
23.
|
Коэффициент ослабления лучей 3-х
атомными газами
|
kг
|
рис. 5-5 [4]
|
1/(м*МПа)
|
29,0
|
24.
|
Суммарная оптическая толщина запыленного
газового потока
|
|
kг*Гп*P*Sт
|
|
29*0,186*0,1*0,189=0,1
|
25.
|
Степень черноты газов
|
а
|
рис. 5-4 [4]
|
|
0,095
|
26.
|
Температура загрязненной стенки
|
tз
|
|
оС
|
195+60=255
|
27.
|
Коэффициент теплоотдачи излучением
|
a1
|
рис. 6-12 [4]
|
Вт/
(м2*оС)
|
9,36
|
28.
|
Коэффициент использования
|
ò
|
0,9¸0,95
|
|
0,93
|
29.
|
Коэффициент теплоотдачи от газов к
стенке
|
a1
|
ò(aк-aл)
|
Вт/
(м2*оС)
|
0,93*(58,95+9,36)=63,53
|
30.
|
Коэффициент тепловой эффективности
|
y
|
табл. 6-2
|
|
0,6
|
31.
|
Коэффициент теплопередачи
|
К
|
y*a1
|
Вт/
(м2*оС)
|
0,6*63,53=38,5
|
32.
|
Тепловосприятие пучка
|
Qткп
|
К*Н*Dt/Вр*103
|
КДж/кг
|
38,5*417,8*459,15/(0,836*103)=7907
|
33.
|
Расхождение величин
|
DН
|
(Qткп-Qбкп)/Qткп*100%
|
%
|
(7907-7663,1)/7907*100=3,1
|
|
Расчет воздухоподогревателя
|
|
|
|
|
1.
|
Температура газов на входе в
воздухонагреватель
|
J’вп
|
из расчета конвективного пучка
|
оС
|
400
|
2.
|
Энтальпия газов на входе в
воздухонагреватель
|
I’вп
|
из расчета конвективного пучка
|
КДж/кг
|
3747
|
3.
|
Температура газов на выходе из
воздухонагревателя
|
J’’вп
|
по предварительному выбору
|
оС
|
270
|
4.
|
Энтальпия газов на выходе из воздухонагревателя
|
I’’вп
|
IJ - диаграмма
|
КДж/кг
|
2538
|
5.
|
Температура холодного воздуха
|
tх*в
|
|
оС
|
30
|
6.
|
Тепловосприятие по балансу
|
Qбвп
|
j(I’-I’’+Da*I*L)
|
КДж/кг
|
0,95*(3747-2538+0,08*227,2)=828,7
|
|
|
|
|
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7.
|
Температура воздуха на выходе из
воздухоподогревателя
|
tгв
|
по предварительному выбору
|
оС
|
120
|
8.
|
Энтальпия воздуха на выходе из
воздухоподогревателя
|
Iгв
|
диаграмма
|
КДж/кг
|
925,5
|
9.
|
Тип воздухоподогревателя
|
|
Прил. 1 [1]
|
|
Тип Ш, площадь поверхности нагрева
166
|
10.
|
Диаметр труб
|
dн
|
Прил. 1 [1]
|
мм
|
40*1,5
|
11.
|
Относительный шаг
поперечный
продольный
|
S1
S2
|
Прил. IV
|
|
1,5
2,1
|
12.
|
Отношение
|
r’
|
aвп-Daвп
|
|
1,35-0,1=1,25
|
13.
|
Энтальпия воздуха на выходе из
воздухоподогревателя
|
I’’вп
|
Qбвп/(r’+Da/2)+I0вх
|
КДж/кг
|
828,7/(1,25+0,08/2)+227,3=869,7
|
14.
|
Температура воздуха на выходе из
воздухоподогревателя
Полученная температура горячего
воздуха t=115оС, отличается от выбранной t=120оС на 5оС,
что находится в норме
|
t’’вп
|
по IJ - таблице
|
оС
|
115
|
15.
|
Средняя температура газов
|
Jср
|
0,5*(J’+J’’)
|
оС
|
0,5*(400+270)=335
|
16.
|
Средняя температура воздуха
|
tср
|
0,5*(t’+t’’)
|
оС
|
0,5*(115+30)=72,5
|
17.
|
Средняя скорость воздуха
|
wв
|
6¸8
|
м/с
|
8
|
18.
|
Средняя скорость газов
|
wг
|
12¸16
|
м/с
|
12
|
19.
|
Большая разность температур
|
Dtб
|
J’-t’’
|
оС
|
400-115=285
|
20.
|
Меньшая разность температур
|
Dtм
|
J’’-t’
|
оС
|
270-30=240
|
21.
|
Средний температурный напор
|
Dt
|
(Dtб-Dtм)/Ln(Dtб/Dtм)
|
оС
|
(285-240)/Ln(285/240)=262
|
22.
|
Секундный расход газа
|
V’г
|
Вр*Vг*(Jср+273)/273
|
м3/с
|
0,836*9,832*(335-273)/273=18,3
|
23.
|
Секундный расход воздуха
|
V’в
|
Вр*Vв*(J’ср+273)/273
|
м3/с
|
0,836*8,162*(725-273)/273=8,63
|
24.
|
Коэффициент теплоотдачи с воздушной
стороны
|
aк
|
рис. 6-5 [4]
|
Вт/
(м2*оС)
|
72*0,9*0,88*1,02=62,7
|
25.
|
Коэффициент теплоотдачи от газов с
стенке
|
aл
|
рис. 6-7 [4]
|
Вт/
(м2*оС)
|
35*1,03*1,02=36,8
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12
|
|