Теплогенерирующие установки

F^´₁=0,625*2,75-5*0,051*2,75=1.0175( м²).

F^´´₁=0.518*2,75-5*0,051*2,75=0.72325( м²).

F₁=(2*1.0175*0.72325)/( 1.0175+0.72325)=1.2483(м²).

ω(500)=

(м/с)

ω(300)=

(м/с).

9.10 Визначають коефіцієнт  тепловіддачі конвекції при поперечному  омиванні коридорних гладко трубних  пучків по формулі, Вт/(м²К)

α_к=α_нс_zс_sс_ф,

де α_н- номінальний коефіцієнт тепловіддачі,Вт/(м²К), який визначається за швидкістю димових газів ω та зовнішньому діаметру труб газоходу d_н1; с_z- поправка по кількості рядів труб Z по ходу руху димових газів; с_s- поправка на компоновку пучка, яка залежить від відносного поперечного та продольного шагів, значення поперечного S₁,мм та продольного S₂,мм шагів труб приймають за дод.1; с_ф- поправка на фізичні характеристики потоку.

Величини α_н,с_z,с_s,с_ф знаходять за номограмою(рис.11.1).

с_s=1, с_ф(300)=1,4, с_ф(500)=1,3, α_н(300)=25, α_н(500)=25, с_z=0.94, с_z=0.94.

α_к(300)=25*0.94*1*1,4=32.9(Вт/(м²К));

α_к(500)=25*0.94*1*1,3=30.55 (Вт/(м²К));

9.11 Визначають температуру  забруднення стінки труб газоходу,˚С      

t_ст=t_н+∆t,

де ∆t- температурний перепад між температурою забрудненої стінки та температурою середовища в трубі, приймають при спаленні газу ∆t=25,˚С

t_ст=212,77+25=237,77,˚С

9.12 Визначають коефіцієнт  тепловіддачі випромінюванням продуктів  спалювання за формулою, Вт/(м²К)

α_л=α_нαс_z,

де α_н- номінальний коефіцієнт тепловіддачі випромінюванням, Вт/(м²К), який визначається за температурою стінки труб газоходу t_ст та середньою температурою димових газів t_cр; с_г- поправка, яка вводиться для не запиленого потоку димових газів; а- ступінь чорноти випромінюючого середовища, визначається за формулою

α=1-е^-kгrпPS,

де k_г - коефіцієнт послаблення промінів трьохатомними газами, (мМПа^-1), визначається за формулою, аналогічною виразу (10.15), чи за номограмою;  r_n- сумарна об’ємна доля трьохатомних газів, береться з таблиці 5.1; P- тиск в газоході конвективного пучка, МПа, для агрегатів, що працюють без надуву, P=0,1Мпа; S- оптична товщина випромінюючого шару газів в між трубному просторі газоходу конвективного пучка, визначається за формулою, м, 

S=0,9(4S₁S₂/(πd²_н1)-1)d_н1,

S=0,9(4*0,1*0,1/(3,14*0,051²)-1)*0,051=0,1791(м),

α=1-е^{-10.73*0,266*0,1*0,1791}=0,0499;

α_л(500)=54*0.91*0,0499= 2.4521(Вт/(м²К));

α_л(300)=33*0,93*0,0499= 1.5314(Вт/(м²К)).

9.13 Визначають коефіцієнт тепловіддачі від продуктів спалювання до стінок труб першого газоходу за формулою, Вт/(м²К),

α₁=ξ(α_к+α_л),

де ξ-коефіцієнт використання пучка труб газоходу, ξ=1.

α₁(300)= 32.9+1.5314=34.43 (Вт/(м²К));

α₁(500)= 30.55+2.4521=33 (Вт/(м²К)).

9.14 Визначають коефіцієнт тепловіддачі в першому газоході конвективного пучка, Вт/(м²К)

К₁=ψα₁,

де ψ-коефіцієнт теплової ефективності,визначають за дод.11.

К₁(300)=0,85*34.43=29.2667 (Вт/(м²К));

К₁(500)=0,85* 33=28.05(Вт/(м²К)).

9.15 Визначаємо кількість теплоти,яка приймається першим газоходом, за рівнянням теплопередачі, кДж/кг (кДж/м³)

Q_m=(3,6K₁H₁∆t)/B_p,

Q_m(500)=(3,6*28.05*52.846*481.97)/212,77= 13736.39(кДж/кг);

Q_m(300)=(3,6*29.2667*52.846*322.156)/212,77= 9581.325(кДж/кг).

9.16 За отриманими даними  Q_δ та Q_m на міліметровій бумазі будуємо графік в координатах Q-t^´´₁. Точка перетину прямих вкаже дійсну температуру продуктів спалення на виході з першого газоходу t^´´₁.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9.17 За I-t-діаграмою (рис.6.1) для отриманої температури t^´´ визначають ентальпію димових газів на виході з першого газоходу I^´´₁, кДж/кг (кДж/м³).

I^´´₁=5800 кДж/кг.

9.18 Визначають кількість  теплоти за балансом, яке прийняте  в першому газоході, кДж/кг (кДж/м³)

Q₁=φ(I^´₁- I^´´₁+∆ I_в).

Q₁=0,962*(20000-5800+18,907) =11202.15 (кДж/кг).

Потім виконують розрахунок другого газоходу конвективного пучка. Розрахунок виконується в тій же послідовності (п.п. 9.2-9.18), задавшись при цьому двома значеннями температури димових газів на виході з другого газоходу

t^´₂=300˚С,  t^´´₂=200˚С.

I^´´₂=4604,09 (кДж/кг), при t^´´₂=200˚С.

I^´´₂=3032,67 (кДж/кг), при t^´´₂=300˚С.

∆I_в=0,1*10*1,3*30 =37.814 (кДж/кг).

Q_δ(300)=0,962*(5800-4604,09+37.814)=1140.3 (кДж/кг).

Q_δ(200)= 0,962*(5800-3032,67+37.814)=6001.35 (кДж/кг).

∆t_б=352.95-212,77=140,18 ˚С,

∆t_м(300)=300-212,77=87,23,˚С,

∆t_м(200)=200-212,77=-12,77,˚С,

∆t(300)= ,˚С,

∆t(200)= ,˚С,

t_ср(300)=(352.95+300)/2=326.475,˚С,

t_ср(200)=(352+200)/2=276.475,˚С,

ω(300)= м/с)

ω(200)= (м/с)

F^´₂=0.518*2,75-5*0,051*2,75=0.72325( м²).

F^´´₂=0.557*2,75-5*0,051*2,75=0.8305( м²).

F₂=(2*0.72325*0.8305)/( 0.72325+0.8305)=0.77317(м²).    

с_s=1, с_ф(300)=1,3, с_ф(200)=1,4, α_н(300)=25, α_н(200)=25, с_z= 0.94, с_z=0.94.

α_к(300)=25*0.94*1*1.3=30.55 (Вт/(м²К));

α_к(200)=25*0.94*1*1,4=32.9 (Вт/(м²К));

α_л(300)=33*0,95*0,0443=1,3891 (Вт/(м²К));

α_л(200)=29*0,93*0,0443=1,195 (Вт/(м²К)).

α=1-е^{-10.73*0,2357*0,1*0,1791}=0,0443

α₂(300)= 30.55+1,3891 =31.9391 (Вт/(м²К));

α₂(200)=32.9+1,195=34.095 (Вт/(м²К)).

К₂(300)=0,85*31.9391=27.148 (Вт/(м²К));

К₂(200)=0,85*34.095=28.981 (Вт/(м²К)).

Q_m(200)=(3,6*28.981*35.2308*58.496)/212,77=1148.502 (кДж/кг);

Q_m(300)=(3,6*27.148*35.2308*136.97)/212,77=2519.18 (кДж/кг).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

За I-t-діаграмою I^´´₂=4700 кДж/кг.

Q₂=0,962*(5800-4700+37.814)=1094.58 (кДж/кг).

 

10. Розрахунок водяного економайзера.

 

10.1 Температуру, ˚С та ентальпію,кДж/кг димових газів на вході в економайзер приймають рівною значенням цих параметрів на виході з другого конвективного пучка.

t^´_ек=t^´´₂=276.67, (˚С),  I^´_ек=I^´´₂ =4700(кДж/кг).

10.2 Температуру, ˚С та ентальпію,кДж/кг димових газів на вході в економайзер приймають рівною прийнятим раніше при розрахунках втрат теплоти з сходячих газів температурі та ентальпії сходячих газів.

t^´´_ек= t_ух =160, (˚С),  I^´´_ек = I_ух =3000(кДж/кг).

10.3 Визначають ентальпію  присасуємого повітря,кДж/кг (кДж/м³)

∆I_в=∆α_екV⁰c_вt_хв,

Де ∆α₁- присоси повітря в перший газохід, приймають за дод.6.

∆I_в=0,1*10*1,3*30=37.814 (кДж/кг).

10.4 Визначають теплоприйняття  економайзера за рівнянням теплового  балансу, кДж/кг (кДж/м³)

Q_δ=φ(I^´_ек-I^´´_ек+∆I_в),

Q_δ=0,962*(4700-3000+37.814)=1671.78 (кДж/кг).

10.5 Визначають середню  температуру димових газів, ˚С

t_ср= (t^´_ек+t^´´_ек)/2

t_ср=(276.67+160)/2=218.34,˚С

10.6 Ентальпію живильної води  на виході з економайзера визначають  з рівняння теплового балансу  економайзера по воді,кДж/кг

де і_пв - ентальпію живильної води на вході в економайзер,кДж/кг, Д_нп – кількість вироботаної пари,кг/ч, приймають згідно завдання; Д_пр- розхід води на продувку теплогенератора,кг/ч,

10.7 Температуру живильної  води t_ве ˚С на виході з економайзера визначають по ентальпії  і_ве

  t_ве =  і_ве  /4,1868=411,7/4,1868=118.74  ˚С

10.8 Здаються числом  труб n₁,шт. в горизонтальному раду економайзера і визначають швидкість димових газів  ω,м/с

ω=

,

ω= м/с

 

де Вр – розрахункова витрата палива,кг/ч, Vдг – сумарний об’єм димових газів, м³ /кг,  -площа живого перерізу для проходу продуктів згорання, м² .

Рекомендоване значення ω знаходиться в межах 6…9 м/с, але не повинно бути меншим 3 м/с.

10.9 Визначають коефіцієнт  теплопередачі, Вт/(м²*К)

Кек =Кн*Сt ,

де Кн – номинальний коефіцієнт теплопередачі, Вт/(м²*К),який визначають по швидкості димових газів ω, Сt – поправка, яка визначається по середній температурі димових газів t_ср

Кн  =12,5, Сt=1,04

Кек =12,5*1,04=13

10.10 Будують графік розподілення  температур в економайзері,по якому визначають найбільшу ∆t_б та найменшу ∆t_м різницю температур середовищ (димових газів та води).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10.11 Визначають середній  температурний напір (при протитоці), ˚С

∆t=

∆t_б = 276,67-160=116,67˚С, ∆t_м=123,58-90,26=33,32˚С

∆t= ˚С

10.12 Визначають потрібну  поверхню нагріву економайзера, м²

10.13 Визначають число рядів труб по ходу газів (число горизонтальних рядів),шт.

де fmp – поверхня нагріву однієї труби з газової сторони, м²

n2 =9 шт.

 

11. Перевірочний тепловий  баланс теплогенератора.

 В кінці теплового  розрахунку теплогенератора визначають  абсолютну нев’язку теплового балансу, кДж/кг

де Qл, Qnn, Q1, Q2, Qек – теплоприйняття кДж/м³ відповідно лучеприйняття поверхні топки, пароперегрівача (рівна нулю), витратами конвективного пучка, економайзером.

 

Далі визначають відносну нев’язку, %, яка при правильно виконаному розрахунку не повинна перевищувати 0,5%

Нев’язка не перевищує допустиме відхилення.