Поверочный расчет парового котла бкз – 320 - 140 гм

 

2.2ЭКОНОМИЧНОСТЬ РАБОТЫ ПАРОВОГО КОТЛА

Составление теплового баланса котла заключается в установлении равенства между поступившим в котел количеством тепла, называемым располагаемым теплом и суммой полезно использованного тепла и тепловых потерь , , , и . На основании теплового баланса вычисляются КПД и необходимый расход топлива.

 

Расчет этого  пункта по .

1) Располагаемое  тепло 1 м³ газообразного топлива:

где - низшая теплота сгорания сухой массы газообразного топлива

-  физическое тепло топлива, 

 

с_ТЛ – теплоёмкость рабочего топлива

2) Потеря тепла  с уходящими газами:

низшая теплота сгорания

Энтальпию уходящих газов определяем по , интерполируя данные из ранее полученной таблицы 5:

Энтальпию теоретически необходимого количества воздуха на входе в РВП определяем по :

Теплоемкость  ищем интерполяцией по таблице V:

Энтальпия воздуха, присасываемого в газоходы котла:

3) КПД котла  брутто:

Где потери тепла  от химического недожога по газу принимаем по таблице ХХ:

Механический  недожог у газа отсутствует,

Потери тепла  в окружающую среду:

,

2 способ: Потери теплоты от наружного охлаждения через внешние поверхности котла (%), невелики и с ростом производительности котла уменьшаются: ([1], стр.30, рис. 5.1)

при ,

Потеря тепла  на охлаждение не включенных в циркуляционную схему котла панелей и балок топки:

Полное количество тепла, использованное в котле:

-количество выработанного  пара:

-энтальпия перегретого  пара по таблице ХХV:

-энтальпия питательной  воды по таблице ХХIV:

-количество  насыщенного пара, отданного до  перегревателя: 

-энтальпия насыщенного  пара по таблице XXIII по давлению в барабане

:

-расход воды на продувку не учитывается, т.к. она составляет меньше 2% от производительности (1%).

Если объем  топочной камеры и ее высота: ; , то:

 

4. Расход топлива, подаваемого в топочную камеру парового котла, определяется из баланса между полезным тепловыделением при горении топлива и тепловосприятием рабочей среды в паровом котле:

где - расчетная паропроизводительность котла, равная ;

      - энтальпия перегретого пара, равная [(3), табл.XXV по 560⁰С и 15,6 МПа];

     - энтальпия питательной воды, равная [(3), табл.XXIV по 230⁰С и 15,6 МПа];

    - энтальпия воды на линии насыщения при давлении в барабане парового котла, равная [(3), табл.XXIII по 15,6МПа];

- расход продувочной воды  из барабана парового котла,  принимаем  ,

где - относительная величина непрерывной продувки котла, принимаемая равной согласно рекомендации на [(2), стр.50], тогда

.

Тогда

 

.

5. Расчетный расход сгоревшего топлива:

.

 

2.3 ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ  ТОПОЧНОЙ КАМЕРЫ

 

Расчет этого  пункта по .

Радиационные  свойства продуктов сгорания:

1) Зададимся температурой газов на выходе из топочной камеры .

2)Критерий поглощательной способности:

3)Коэффициент поглощения лучей газовой фазой продуктов сгорания:

- давление в  топочной камере 

- для топки  из вышестоящей таблицы: 

- температура  газов на выходе из топки: 

- эффективная  толщина излучающего слоя топки:

где и - объем и поверхность стен топки.

4)Коэффициент поглощения лучей частицами сажи:

Отношение углерода и водорода в рабочей массе  топлива:

5) Коэффициент поглощения топочной среды:

-  при сжигании природного газа   .

Расчет  суммарного теплообмена в топке:

1)Безразмерная  температура газов на выходе  из топочной камеры:

- коэффициент,  учитывающий влияние на интенсивность теплообмена относительно уровня расположения горелок:

- параметр забалластированности  топочных газов

- относительный  уровень расположения горелок:

-уровень расположения  горелок в ярусе:

- эффективное  значение критерия Бугера:

2) Критерий радиационного  теплообмена:

- коэффициент сохранения  тепла:

.

- поверхность стен топки: .

- коэффициент излучения  абсолютно черного тела 

- cредняя суммарная теплоемкость продуктов сгорания:

- тепло, вносимое в  топку воздухом:

- энтальпия горячего воздуха:

- энтальпия холодного воздуха

- полезное тепловыделение  в топке:

- энтальпия продуктов  сгорания при температуре на  выходе из топки [табл.5]:

- адиабатическая температура  горения определяется интерполяцией,  принимая  .

3. Коэффициент тепловой эффективности экранов:

- угловой коэффициент экранов:

- коэффициент снижения  тепловосприятия экрана при загрязнении:

[(1), стр.42, табл.6-3]

4. Тогда температура газов на выходе из топки:

5. Общее количество тепла, переданное излучением от газов к поверхности топки:

Среднее тепловое напряжение экранов топки:

Полученная из расчета температура  газов на выходе отличается от принятой на 4,7 ⁰С,  что соответствует допустимой погрешности - 30⁰С. Уточнение расчета не требуется.

 

2.4 РАСЧЕТ  ШИРМОВОГО ПЕРЕГРЕВАТЕЛЯ

Имеется 24 ширмы  Æ из материала 12X1MФ, разделенных на две части: на 12 крайних и 12 средних. Расчет этого пункта по .

1)Площадь проходного сечения:

-зададимся скоростью  пара в ширме:  ;

-расход пара  через ширмы с учетом впрысков:

при паропроизводительности

тогда общая  площадь проходного сечения пара на выходе из коллектора:

2)Число ширм  в одной ступени по ширине  газохода:

;

-шаг между  соседними ширмами: 

-ширина топки: 

3)Число труб  в ленте:

;

-внутреннее  сечение трубы: 

-число ходов  пара в ширме: 

4)Глубина ступени  ширмы:

-продольный шаг труб  в ленте ширмы: 

-зазор между  лентами: 

5)Теплота, полученная  ширмовой поверхностью прямым  излучением из топки:

;

-коэффициент  взаимного обмена между объемом  топки и ширмой:

  (формула 3.40)

-температурный коэффициент для природного газа:

-коэффициент  неравномерности тепловосприятия  для верхней части топки:  (таб.3.4)

-лучевоспринимающая  поверхность плоскости на входе,  в случае облучения факелом  нижней плоскости ширм:

-высота входной части ширмы, обращенной в топку:

-угловой коэффициент  ширмы:

6)Снижение температуры  газов в ширме:

- на входе;  - на выходе

- температурный перепад

7)Балансовое  тепловосприятие зоны ширм:

-энтальпия газов  за ширмой:

8) Теплоприращение пара в ширмах:

9) Энтальпия  пара на выходе из ширм с  учетом пароохладителя в их  рассечке:

-охлаждение  пара в пароохладителе:

 

-энтальпия присосов:

 

h_пп=3467 кДж/кг

-по таб. XXIII при и :

h_ВПР=h_ПВ=993,34 кДж/кг

D_ПЕ=D_Н=88,88 кДж/кг

10) Средний расчетный температурный напор:

11) Скорость газов в ширме:

-коэффициент  живого сечения газохода ширм:

12) Поверхность нагрева ширмы:

13) Тепловосприятие ширмы от газового потока:

-коэффициент теплопередачи газов ширме :

14) Относительное расхождение:

 

т.к. , то с учетом коррекции:

15) Температура газов за ширмами:

16) Тепловосприятие от газового потока:

17) Переизлучение ширмы на последующую поверхность:

 

2.5 РАСЧЕТ  КОНВЕКТИВНОГО ПЕРЕГРЕВАТЕЛЯ

Ведем расчет I ступени перегревателя. Расчет этого пункта по .

1. Температуры пара  на входе и выходе из конвективного  перегревателя:

[(3), табл.II по 15,8МПа]

Энтальпии пара на входе  и выходе из конвективного перегревателя:

[(3), табл.II по 15,8МПа]

[(3), табл.III] интерполируем по 389⁰С и 15,8МПа

2) Энтальпия газов на входе в перегреватель:

Температура газов  на входе 

3) Тепловосприятие  пара в КП:

-расход пара  через КП:

4) Тепловосприятие  омывающих газов:

5) Энтальпия газов на выходе:

6) Температура газов на выходе:

7) Средний расчетный температурный  напор, с учетом противоточного  теплообмена:

 

8) Скорость движения  газов в КП:

- средняя температура  газов:

-коэффициент  живого сечения газохода в  районе КП:

-площадь сечения  газохода для прохода газов: 

9) Коэффициент  теплопередачи в КП (3,таб.4.1):

10) Тепловосприятие  поверхности КП от газа:

- площадь поверхности  нагрева 

11) Относительное  расхождение:

т.к. , то с учетом коррекции:

12) Корректировка  температуры газов на выходе:

-корректировка  тепловосприятия омывающих газов:

-корректировка  энтальпии газов на выходе:

 

 

 

-температура газов на  выходе:

 

 

2.6 РАСЧЕТ  ВОДЯНОГО ЭКОНОМАЙЗЕРА

Рассчитываем I ступень водяного экономайзера. Расчет этого пункта по .

1) Энтальпия  газов на входе в ЭК-I:

-температура  газов на входе: 

2. Температура питательной воды на входе в первую ступень водяного экономайзера (после ПВД) составляет 230ºС. Температуру воды на выходе из первой ступени принимаем равной 252ºС. Соответственно энтальпии воды:

,

           

.

3. Расход питательной  воды через водяной экономайзер  с учётом расхода собственного  конденсата на пароохладители