Тепловой расчёт котельного агрегата

 

_{1. Глубина ширм:}

 

_{2. Угловой коэффициент  с входного на  выходное сечение  ширм:}

3. Расчетная  поверхность   нагрева  ширм и дополнительных поверхностей:

4. Лучевоспринимающая  поверхность входного сечения  ширм:

_{5. Лучевоспринимающая  поверхность, находящаяся  за ширмами:}

_{6. Лучевоспринимающая поверхность ширм:}

8. Эффективная толщина излучающего слоя: 

 

9. Площадь живого сечения для прохода продуктов сгорания:

10. Площадь живого сечения для прохода пара:

 

11. Температура газов на входе в ширму 1050 ^оС, –  энтальпия продуктов сгорания перед ширмой.

Температуру газов за ширмой примем равной 853 ^оС,

11. Средняя  температура:

_{12. Степень черноты  газового потока  при температуре  дымовых газов:}

13. Лучистое  тепло,  воспринимаемое  плоскостью  входного  сечения  ширм (теплота, получаемая из топки):

,

– коэффициент, учитывающий взаимный теплообмен между топкой и ширмами  при сжигании газа (1, стр. 44);

– коэффициент распределения  тепловой нагрузки по высоте топки

(1, табл. 6.1).

14. Теплота,  излучаемая  из  топки  и  ширм  на  поверхность  нагрева за ширмами:

- угловой  коэффициент   с  входного  на  выходное  сечение  ширм;

- поправочный  коэффициент,  =0,5 (1, стр. 100);

15. Количество теплоты,  воспринятой излучением из топки  ширмами:

16. Тепло,  отданное  газами  ширмам:

 

_{16.Средняя  температура пара  в ширмах:}

17.Среднее давление  пара в ширмах:

_{18. Средний  удельный объем пара:}

19. Температурный напор:

20. Расчётная скорость  продуктов сгорания в поверхности  нагрева:

_{21. Средний  расход пара в  ширмах:}

_{22. Средняя скорость  пара в ширмах:}

23 .Коэффициент теплоотдачи конвекцией  от продуктов сгорания к поверхности  нагрева:

где – коэффициент теплоотдачи при поперечном омывании коридорных пучков (1, рис.5.4);

– поправка на число рядов труб по ходу продуктов сгорания (1);

– поправка на компоновку пучка (1);

– поправка, учитывающая  влияние  изменения физических  параметров потока (1).

24.  Коэффициент теплоотдачи  конвекцией от поверхности к  обогреваемой среде:  (1, рис. 5.7)

где – поправочный коэффициент.

25. Температура наружной  поверхности стенки с учетом  загрязнения:

26. Коэффициент теплоотдачи излучением  продуктов сгорания:

,

 а_з= 0,8  (1, стр.72);

27. Коэффициент теплоотдачи  по  газовой  стороне:

где  – коэффициент использования (1, рис.5.14)

28. Коэффициент  теплопередачи:

где  – коэффициент загрязнения при сжигании пылевидного топлива;

29. Количество теплоты,  воспринятое поверхностью нагрева:

              

_{30. Определяем  несходимость  тепловосприятия:}

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8. Расчет фестона

Фестон располагается  между ширмами и пакетами конвективного  пароперегревателя и конструктивно  представляет собой разреженный  трубный пучок из труб заднего  экрана. В котельном агрегате ТП – 13/Б фестон однорядный, наружный диаметр d = 100 мм и шаг s₁ = 470 мм.

   

Рис. 3. Схема фестона

_{Таблица 10. Конструктивные размеры  фестона}

Показатель	Обозначение	Ед.изм.	Значение
Диаметр труб наружный		м	0,1
Количество труб в ряду		шт	20
Количество рядов  труб		шт	1
Общее количество труб в расчетном  участке		шт	20
Угловой коэффициент		-	0,26
Длина труб		м	6,804
Шаг труб:
- поперечный		м	0,47
Размеры поперечного  сечения газохода		м	9,852
		м	6,804

 

1. Расчетная  поверхность   нагрева:

.

2. Площадь лучевоспринимающей поверхности:

.

3. Теплота, получаемая  излучением:

_.

4. Температура газов  на входе в фестон  Принимаем температуру газов за фестоном

5. Тепло,  отданное  газами:

- энтальпия продуктов сгорания  перед фестоном, определяем при  температуре продуктов сгорания  перед фестоном; - энтальпия продуктов сгорания после фестона;

- присос воздуха в фестоне,  ;

6. Площадь живого сечения  для прохода продуктов сгорания:

.

7. Средняя  температура  газов:

  .

8. Температурный напор:

9. Средний расход дымовых  газов:

10. Расчётная скорость  продуктов сгорания в поверхности  нагрева:

.                

11. Коэффициент теплоотдачи  конвекцией от газов к поверхности при поперечном омывании гладкотрубных пучков:

           

где – коэффициент теплоотдачи при поперечном омывании пучков, (1, рис. 5.4)

– поправка на число рядов труб по ходу продуктов сгорания;

– поправка на компоновку пучка;

– поправка, учитывающая  влияние  изменения физических  параметров потока.

12. Эффективная толщина  излучающего слоя:

.

.

_{13. Степень черноты  газового потока  при температуре  дымовых газов:}

  

14. Коэффициент теплоотдачи  излучением продуктов сгорания:

,

 где а_з= 0,8  (1, стр.72)

  ^оС – температура стенки труб,

   

15. Коэффициент теплоотдачи от  газов к стенке:

_{16. Коэффициент теплопередачи:}

16. Тепловосприятие фестона:

_{17. Определяем  несходимость  тепловосприятия:}

 

Ошибка в расчетах менее 5%, что допустимо.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9. Расчет теплообмена  в конвективном пароперегревателе

 

I ступень по ходу пара (II по ходу дымовых газов) имеет следующие конструктивные характеристики:

1) ;

2) Поперечный шаг:  ;

    Продольный  шаг:  ;

3) Относительный поперечный  шаг: 

    Относительный  продольный шаг: 

4) Число труб в ряду:

;

 

II ступень по ходу пара (I по ходу дымовых газов) имеет следующие конструктивные характеристики:

1)

2) Поперечный шаг: ;

    Продольный  шаг:  ;

3) Относительный поперечный  шаг: 

    Относительный продольный шаг:

4) Число труб в ряду:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9.1. Тепловой  расчет II ступени конвективного пароперегревателя по ходу пара (I по ходу газов)

 

 

 

 

Рис. 4. Схема II ступени КПП

 

Вторая ступень конвективного  пароперегревателя по пару и первая по газам.

Схема движения теплоносителя - прямоток.

1. Температура газов  на входе в пароперегреватель: 

Энтальпия продуктов  сгорания  на входе:

2. Давление пара:

На входе:

На выходе :

3. Температура пара:

На входе:

На выходе:

4. Энтальпия пара:

На входе:

На выходе:

5. Лучистое тепло, воспринятое  конвективным пароперегревателем:

6. Тепловосприятие пароперегревателя по балансу:

    

7. Энтальпия продуктов  сгорания  на выходе:

          

где - присос воздуха в газоход пароперегревателя, на поверхность каждой ступени ;

Определим по таблице 6 температуру продуктов сгорания после второй ступени пароперегревателя:

8. Средняя  температура  газов:

 

9. Площадь живого сечения  для прохода дымовых газов:

– на входе:

– на выходе:

– среднее:

10. Площадь живого сечения для прохода пара:

                                                      

_{Где: n – число параллельно включенных труб, т.к. zр =1, то n=z1}

11.  Определим эффективную  толщину излучения:

12. Ступень прямоточная,  так как во второй ступени  пароперегревателя имеет место  большое температурное напряжение  стенок труб (прямоточная схема  обеспечивает более щадящий режим  для металла труб).

Определим температурный  напор:

                                                           

 

 

13.  Скорость дымовых  газов:

 

14.  Скорость пара в змеевиках:

  

средний удельный объем пара при:

- средняя температура пара;

- среднее давление пара;

15. Коэффициент теплоотдачи конвекцией от продуктов сгорания к поверхности нагрева:

  

- коэффициент теплоотдачи при  поперечном омывании коридорного  пучка, который определяется по (1, рис.5.4), ;

- поправка на число рядов  труб по ходу продуктов сгорания, ;

- поправка на компоновку пучка,  ;

- поправка, учитывающая влияние физических параметров потока, ;

;

16.  Определим коэффициент  теплоотдачи от стенки к пару:

,

 a_н, С_d  – по справочной литературе,  (1)

 

_{17. Степень  черноты газового потока при температуре дымовых газов:}

18. Температура наружной  поверхности стенки с учетом  загрязнения:

19. Коэффициент теплоотдачи  излучением продуктов сгорания (при  учете излучения золы):

,

 а_з= 0,8  (1, стр.72),

20. Определим коэффициент  теплоотдачи от газов к стенке:

a₁=ξ(a_к+a_л))=1∙(51,42+36,475)=87,895

21. Определим коэффициент  теплопередачи для коридорного  пучка:

= 59,913 Вт/(м²∙К) .

22. Из уравнения теплопередачи  находим площадь теплообмена:

 

 

 

 

 

23. Длина змеевика пароперегревателя:

24.  Число петель:

25.  Примем z_пет= 6 и уточним длину змеевика:

26.  Уточняем площадь  теплообмена:

27. Уточняем тепловосприятие :

.

Ошибка не превышает 5%, следовательно, расчет верен.

28. Глубина пакета пароперегревателя  по ходу газов, м:

Где: s_пет -  шаг одной петли змеевика пароперегревателя.

Шаг однорядной петли: