Расчет котла БКЗ-420-140. мой курсовой соломатина. 2 Расчетные характеристики топлива. Выбор способа шлакоудаления. Выбор температуры горячего воздуха и компоновка хвостовых поверхностей нагрева

• Название: 2 Расчетные характеристики топлива. Выбор способа шлакоудаления. Выбор температуры горячего воздуха и компоновка хвостовых поверхностей нагрева
• Анкор: Расчет котла БКЗ-420-140
• Дата: 11.05.2021
• Размер: 1.35 Mb.
• Имя файла: мой курсовой соломатина.docx
• Тип: Документы; #203594
• страница: 3 из 5

6.2 Расчет теплообмена в топке

Задачей расчета теплообмена в топочной камере является определение тепловосприятия экранов топки Q_л и температуры газов на выходе из нее

Предварительно задается температура газов на выходе из топки ,°С. Ориентировочно температура газов на выходе из топки может быть задана как , где t₁ – температура начала деформации золы Таблица 1.3 [1. С. 13]

Полезное тепловыделение в топочной камере Q_т , кДж/кг, определяем по формуле
(6.12)

где Q_в – теплота горячего воздуха, поступающего в топку, кДж/кг
(6.13)
где – относительный избыток воздуха определяем по формуле
, (6.14)

где – величина присоса холодного воздуха в топке [1, C. 34];

– величина присоса холодного воздуха в замкнутых системах пылеприготовления, работающих под разряжением [1, С. 33]


энтальпии горячего и холодного воздуха, кДж/кг




Значению Q_Т соответствует теоретическая (адиабатная) температура продуктов сгорания в топке , °С, которую найдем посредствам обратной интерполяции в зоне высоких температур газов, принимая энтальпию H_а = Q_Т
(6.15)
Основной радиационной характеристикой продуктов сгорания служит критерий поглощательной способности Bu(критерий Бугера)
(6.16)
где р – давление в топочной камере, МПа, принимается р = 0,1 [1, С. 44];

эффективная толщина излучающего слоя топочной камеры, м;

k– коэффициент поглощения топочной среды, 1/(м∙МПа);
(6.17)
где k_г – коэффициент поглощения лучей фазой продуктов сгорания (RO₂,H₂O),
, (6.18)
где r_п – объемная доля трехатомных газов, значения берутся для топочной камеры, таблица 3.1;

объемная доля водяных паров для топочной камеры;

абсолютная температура газов на выходе из топки, °К
(6.19)
,


коэффициент ослабления лучей взвешенными в топочной среде частицами летучей золы, 1/(м∙МПа), определяем по формуле
(6.20)
где р_г – плотность дымовых газов при атмосферном давлении, р_г =1300 г/м³;

d_зл – эффективный диаметр золовых частиц, мкм, при использовании молотковых мельниц, принимается d_зл = 16;

.
µ_зл – концентрация золовых частиц берется для топочной камеры, таблица 3.1

k_k – коэффициент ослабления лучей частицами горящего кокса, для бурых и каменных углей принимается k_k =0,5 [1, С. 45];

.
Степень черноты топки а_Т определяем по формуле
(6.21)

По найденному значению Buнайдём эффективное значение критерия Бугера по формуле
(6.22)

Учет положения пылеугольного факела в камерной топке осуществляется с помощью эмпирического параметра М
М = 0,59 – 0,5∙Х_Т , (6.23)
где Х_Т – характеризует относительную высоту положения зоны максимальных температур в топке
, (6.24)
где h_г – высота размещения горелок от середины холодной воронки, h_г = 4,5 м;

h_Т – расчетная высота заполняющего топку факела от низа топки до середины выходного газового окна, h_Т = 18 м;
,


Коэффициент тепловой эффективности экрана ψ определяем по формуле
(6.25)

где условный коэффициент загрязнения поверхности нагрева, выбирается согласно рекомендациям [1, С. 31];

– угловой коэффициент экрана
(6.26)
где s/d– относительный шаг экранных труб, выбирается согластно рекомендациям s/d= 1,33 [1, C. 31]


Уточняем температуру газов на выходе из топочной камеры ,°С,

где Т_а – адиабатическая температура в ядре факела, °К;


φ – коэффициент сохранения тепла;

(Vc)_ср – средняя суммарная теплоемкость продуктов сгорания 1 кг топлива
(6.27)
где энтальпия продуктов сгорания топлива на выходе из топки, кДж/кг, определяемая по принятой температуре и избытку воздуха на выходе из топки α_Т ,



Так как уточненная температура отличается от принятой менее чем на 30°С, то необходимости уточнять значение критерия Бургера и делать перерасчет нет.

По найденной температуре газов на выходе из топки, определяем энтальпию газов

Общее количество теплоты Q_л , кДж/кг, переданное излучением от газов к поверхностям топки, определяем по формуле
, (6.28)

Среднее тепловое напряжение экранов топки q_л (воспринятый тепловой поток), кВт/м² , определяем по формуле
(6.29)
где χ – степень экранирования стен топки, принимаем χ = 0,98;
.
7 Расчет радиационного пароперегревателя
7.1 Распределение давления в пароводяном тракте котла
Принципиальная схема включения пароперегревателей в паровой тракт котлоагрегата представлена на рисунке 7.1

1 – барабан котла; 2 – экраны горизонтального газохода; 3 – экраны боковой стены конвективной шахты; 4 – экраны передней и задней стены конвективной шахты; 5 – ШПП; 6 – КПП;7 – ВЭК; 8 – ВЗП; 9 – конденсатор пара на впрыск; 10 – впрыскивающий пароохладитель.
Рисунок 7.1 – Принципиальная схема включения пароперегревателей в паровой тракт котлоагрегата
Для определения энтальпий рабочей среды в поверхностях нагрева необходимо знать распределение давлений вдоль пароводяного тракта. Давления в основных поверхностях принимаются согласно рекомендациям [1, С. 55].

Давление на выходе из радиационного пароперегревателя , МПа, принимается

(7.1)

Давление в барабане , МПа, принимается
(7.2)

Давление на выходе из ширмового пароперегревателя , МПа, принимается
(7.3)
.
7.2 Расчет радиационного пароперегревателя
Тепловосприятие поверхностей нагрева в области горизонтального газохода , кДж/кг, находим по формуле
, (7.4)
где q₀ – удельное теплонапряжение поверхности, кВт/м² [1, С. 53];

F_гг­ – площадь стен в горизонтальном газоходе, м²;

средняя температура газов в горизонтальном газоходе, К
, (7.5)
где температура на входе в поворотную камеру,К
, (7.6)
где величина снижения температуры газов в горизонтальном газоходе, К,

принимается в расчетах согласно рекомендациям [1, С. 53];
1441,48-300=1141,48,
,
.
Тепловосприятие поверхностей нагрева в поворотной камере , кДж/кг, находится по формуле
, (7.7)

где F_пк­ – площадь стен в поворотной камере, закрытая экранами, м²;

s_пк­ – эффективная толщина излучения объема газов в поворотной камере
, (7.8)

где V_пк – объем поворотной камеры, м³;


Суммарное тепловосприятие радиационного пароперегревателя , кДж/кг
, (7.9)
.
Прирост энтальпии пара в настенном радиационном пароперегревателе кДж/кг, определяется по формуле
, (7.10)
где расход воды на впрыск, кг/с, принимается
(7.11)




Найденная величина прироста энтальпии позволяет определить энтальпию пара на выходе из радиационного пароперегревателя , кДж/кг, по формуле
, (7.12)
где энтальпия насыщенного пара по давлению в барабане [3]
.
По величине и давлению пара за радиационным пароперегревателем P_рпп находим температуру перегретого пара на выходе из пароперегревателя , °С [3]
,



8 Расчет ширмового пароперегревателя

8.1 Основные конструктивные характеристики ширмового пароперегревателя
Поскольку конструктивные размеры ширмовой поверхности на выходе из топки жестко связаны с размерами топки, обычно габаритные размеры ширм перед их тепловым расчётом принимаются на основе эскиза котла, и выполняется поверочный расчет ширмовой поверхности.

Задачей поверочного расчета ширмового пароперегревателя является определение при известных конструктивных характеристиках значений температуры газов за ширмами , °С, и температуры пара на выходе из них , °С.

При наличии вслед за первой ступенью второй ступени ширм, их ширина В, м, суммируется
, (8.1)
.
Высота между первой и второй ступенью ширм усредняется
, (8.2)
.
Шаг между соседними ширмами , м, выбирается по [1, С. 31]

Число ширм в одной ступени по ширине газохода определяем по формуле

, (8.3)
.
Наружный диаметр труб в пакете выбирается по [1, C. 31] м.

Зазор между лентами , м, находим из интервала

, (8.4)

Шаг между трубами в ширме , м, определяем по формуле
, (8.5)
.
Толщина стенки труб в пакете выбирается по [1, С. 31] δ_ст=0,004.

Число параллельно включенных труб в одной ленте ширмы определяем по формуле
, (8.6)