Составление теплового баланса теплогенератора и определение расхода топлива.. 1. 1 Составление теплового баланса теплогенератора и определение расхода топлива
![]()
|
![]() ![]() Целью составления теплового баланса является вычисление КПД теплогенератора и необходимого расхода топлива. КПД (брутто) % ![]() ![]() Наибольшими тепловыми потерями являются потери с уходящими газами: ![]() где ![]() Потери теплоты от наружного охлаждения теплогенератора ![]() ![]() ![]() Теплопроизводительность котлоагрегата определяется по формуле: ![]() =6,5*(638,8-84)+0,01*4(189,8-84)=3,606204 кг/ч (3) где ![]() ![]() ![]() p – величина продувки котла, р = 4%; Из уравнения теплового баланса расход топлива: ![]() Фактический расход топлива на котёл меньше за счёт механического недожога: ![]() Коэффициент сохранения теплоты: ![]() 1.2 Тепловой поверочный расчёт топки. Целью расчёта является определение температуры продуктов сгорания на выходе из топки ![]() Размеры топки: а = 2,4м, b = 2,2 м, h = 2,9 м ; активный топочный объем, ![]() ![]() поверхность стен, ограничивающих этот объём ![]() =2 * (2,1*3,91+ 16,07*1,7 +16,07*6,02)+2*(2,1*2,68966+0,435*2,68966+2,1*0,435) = 34,80 ![]() площадь поверхности стен, занятых экранами ![]() ![]() эффективная площадь лучевоспринимающей поверхности теплообмена ![]() ![]() ![]() ![]() Эффективная толщина излучающего слоя: ![]() Степень экранирования топочной камеры: ![]() Коэффициент, учитывающий влияние положения факела ядра на интенсивность излучения для твердого топлива: М = 0,38. Коэффициент тепловой эффективности экранов: ![]() где ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() где ![]() ![]() ![]() Для определения средней суммарной удельной теплоёмкости продуктов сгорания ![]() ![]() ![]() Расчёт проводится методом последовательных приближений. При выбранной температуре газов на выходе из топочной камеры ![]() ![]() В соответствие с полученным значением выбираем m; Коэффициент ослабления лучей газовой топочной средой определяется: для светящегося пламени ![]() для несветящегося пламени ![]() при ![]() ![]() Соответственно, по монограмме определяем степень черноты топочной среды: ![]() Зная которые, находим эффективную степень черноты факела:m=0 ![]() ![]() ![]() По формуле (8) найдём температуру газов на выходе из топочной камеры: ![]() Примем ![]() Пересчитаем: При выбранной температуре газов на выходе из топочной камеры ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Определим тепловосприятие топочных экранов по формуле: ![]() = 0,97*(11170-3850) = 7100,4/кг. 1.3 Тепловой поверочный расчёт кипятильных пучков ![]() Для расчёта кипятильных пучков, располагаемых в газоходах, кроме температур, объёмов, состава газов, необходимо знать конструктивные данные о размерах самого газохода и труб конвективного пучка. Так как газоход имеет различную высоту по ходу газов, то необходимо установить эквивалентную ( усреднённую ) высоту газохода: ![]() где ![]() Из чертежа для первого кипятильного пучка: ширина газохода ![]() усреднённую длину кипятильной трубы в газоходе ![]() число труб поперёк потока дымовых газов ![]() число кипятильных труб в газоходе по ходу дымовых газов ![]() По этим параметрам подсчитываем живое сечение для прохода дымовых газов в газоходе: ![]() ![]() ![]() Площадь поверхности теплообмена кипятильного пучка: ![]() где ![]() ![]() ![]() ![]() Тепловой расчёт конвективной поверхности нагрева ведётся по средней температуре продуктов сгорания в пределах этой поверхности: ![]() Где ![]() ![]() ![]() ![]() Зададимся двумя значениями температур дымовых газов на выходе из газохода с интервалом 100 С. Для первого кипятильного пучка примем: ![]() ![]() ![]() ![]() = 275,5 С = 225,5С Тепловосприятие кипятильного пучка по уравнению теплового баланса ![]() (где ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() вычисляется для двух температур: ![]() ![]() = 0,97*(722 0– 3225 + 0,1*115,22) = = 0,97*(7220– 3725 + 0,1*115,22) = = 3886,32 кДж/кг; = 3401,32 кДж/кг; Рассчитаем величины, необходимые для вычисления значений тепловосприятий кипятильного пучка по уравнению теплообмена для двух температур ![]() ![]() Температурный напор: ![]() где ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Средние скорости дымовых газов в газоходах кипятильных пучков рассчитываются по формуле: ![]() где ![]() ![]() ![]() = 1,8 =1,6 Коэффициент теплоотдачи конвекцией при поперечном обтекании коридорных гладкотрубных пучков рассчитывают по формуле: ![]() где ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() =20,6 ![]() ![]() Эффективная толщина излучающего слоя ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Коэффициенты ослабления лучей газовой средой: ![]() ![]() =0,31 =0,28 Коэффициент теплоотдачи излучением: ![]() где ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Суммарный коэффициент теплоотдачи от газов к стенкам труб конвективного пучка с учётом коэффициента омывания ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Коэффициент теплопередачи: ![]() ( для угля возьмём ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Из чертежа для второго кипятильного пучка: ширина газохода ![]() усреднённую длину кипятильной трубы в газоходе ![]() число труб поперёк потока дымовых газов ![]() число кипятильных труб в газоходе по ходу дымовых газов ![]() По этим параметрам подсчитываем живое сечение для прохода дымовых газов в газоходе: ![]() ![]() ![]() Площадь поверхности теплообмена кипятильного пучка: ![]() где ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() = 410 С = 460 С Тепловосприятие кипятильного пучка по уравнению теплового баланса ![]() (где ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() вычисляется для двух температур: ![]() ![]() = 0,97*(3570-2220+0,1*115,22) = = 0,97*(3570-2575+0,1*115,22) = = 1361,52 кДж/кг; = 1006,52 кДж/кг; Рассчитаем величины, необходимые для вычисления значений тепловосприятий кипятильного пучка по уравнению теплообмена для двух температур ![]() ![]() Температурный напор: ![]() где ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Средние скорости дымовых газов в газоходах кипятильных пучков рассчитываются по формуле: ![]() где ![]() ![]() ![]() Коэффициент теплоотдачи конвекцией при поперечном обтекании коридорных гладкотрубных пучков рассчитывают по формуле: ![]() где ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() = 41,2 ![]() ![]() Эффективная толщина излучающего слоя: ![]() ![]() ![]() ![]() Коэффициент теплоотдачи излучением: ![]() где ![]() ![]() ![]() ( для газа ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() = 2,76, = 2,116; Суммарный коэффициент теплоотдачи от газов к стенкам труб конвективного пучка с учётом коэффициента омывания ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Коэффициент теплопередачи: ![]() ( для угля возьмём ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() 2.Конструктивный расчёт водяного экономайзера. По имеющимся температурам продуктов сгорания на входе и на выходе из экономайзера: ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Температура питательной воды на выходе из экономайзера: ![]() где ![]() ![]() Примем скорость дымовых газов в загромождённом сечении газохода экономайзера примем: ![]() Площадь живого сечения для прохода дымовых газов в межтрубном пространстве: ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Температурный напор в экономайзере: ![]() где ![]() ![]() Конвективная поверхность теплообмена в экономайзере рассчитывается из уравнения теплопередачи: ![]() ![]() Общее число труб экономайзера: ![]() ![]() Оребренные трубы экономайзера размещаются в горизонтальной плоскости. Продукты сгорания перемещаются сверху вниз, а питательная вода противотоком движется снизу вверх. Для котлоагрегатов устанавливается экономайзер одноходовой по газу. При компоновке труб экономайзера необходимо предусмотреть на каждые четыре ряда труб установку одного обдувочного устройства, устанавливаемого в строительном проёме экономайзера между блоками труб. Число труб в горизонтальном ряду: ![]() ![]() Число труб в вертикальном ряду: ![]() ![]() ![]() 3. Проверка теплового баланса котлоагрегата. ![]() ![]() Пароперегревателя и водоподогревателя нет, следовательно, ![]() ![]() = 11230*1 – (7100,4+361,52+3200+1200) = -16,3; Для кипятильных пучков значения тепловосприятий можно принимать по графикам ![]() Относительная величина невязки равна ![]() ![]() 0,13<0.5 , условие выполнено верно. |