7. Распределение тепловосприятий по поверхностям нагрева котельного агрегата.
7.1. Паровой тракт
рис. 7.1. Схема движения пара
Точка 9
|
Параметры пара в точки девять соответствуют параметрам перегретого пара:
|
P9 = PПЕ =13МПа
|
T9 = tПЕ =560°С
|
D9 = DПЕ =119,44кг/с
|
Зная давление и температуру, по таблице термодинамических свойств воды и водяного пара /3/ определяем энтальпию:
|
h9 = 3500кДж/кг
|
Точка 8
|
Параметры пара в точки девять соответствуют параметрам перегретого пара:
|
P8= 1,05*PПЕ =13,65МПа
|
Δhпп2 =212,5кДж/кг
|
D8 = D9 =119,44кг/с
|
h8= h9-Δhпп2=3500-212.5=3287кДж/кг
|
Подавлению и энтальпии определяем температуру
|
T8=485.49°C
|
|
|
Точка впр
|
Dвпр = DПЕ • 0,025 = 119.4 • 0,025 =2.388кг/с
|
|
Температура и энтальпия впрыскиваемого конденсата определяется по давлению в барабане (на линии насыщения):
|
tВПР = 344°С
|
hВПР =1584.65кДж/кг
|
Точка 7
|
D7 = D8 - DВПР = 119.4 – 2,3888 =117.052кг/с
|
Из уравнения теплового баланса определяем энтальпию:
|
H7 = (D8 • h8 - DВПР • hВПР)/D7 = (119.4 • 3287 -2,388 • 1584.65)/17.052 =3321.73кДж/кг
|
P7 ≈ P8 ≈13.65МПа
|
По давлению и энтальпии определяем температуру:
|
T7 =497.7°C
|
Точка 3
|
P3 = 1.15Pпе = 1,15*13=14,95 МПа
|
По давлению определяем температуру, энтальпию сухого насыщенного пара и теплоту парообразования:
|
T3 = 341°С
|
h3=h`` =2612,29кДж/кг
|
|
D3 = Dпе – DВПР • m = 119,4 – 2,388 • 2 = 114,6624кг/с
|
|
Точка 4
|
P3 =P 4= 14,95Мпа
|
D4=D3=114.6624 кг/с
h4=h3+ Δhпп=2612.3+50=2662.3 кДж/кг
По давления и энтальпии определяем температуру
T4 = 346,35°С
Из уравнения теплового баланса определяем энтальпию на выходе из ширмы
hш``= hш`+Qb*Bp/Dш=2662,29+1247,5*7,497/114,624=2744,88 кДж/кг
hш``= hш`+Qb*Bp/Dш=2662,29+3436,5*7,497/114,624=2889,3 кДж/кг
|
Точка 5
|
t5 =376°С
|
h5=2889.3 кДж/кг
|
Р5=1,1*Рпе=13*1,1=14,3Мпа
|
D5=D4=Dпе-2Dвпр=119,44-2*2,388=14,6624 кг/с
|
Точка 6
D6=D5+Dвпр=114,6624+2,388=117,05 кг/с
Р6=Р5=14.3 Мпа
Из уравнения теплового баланса определяем энтальпию:
|
H6 = (D5 • h5 - DВПР • hВПР)/D6 = (114,6624 • 2889,3 -2,388 • 1584.65)/117.05=2862,516кДж/кг
По давлению и энтальпии определяем температуру
Т6=370,7°С
Точка1
D1=Dпе+Dпрод=119,44+0,01*119,44=120,64 кг/с
Р1=Рпв=1,2Рпе=1,2*13=15,6 Мпа
t1=tпв=235°С
h1=hпв=1016,1 кДж/кг
|
7.2. Газовый тракт
рис. 7.2. Схема движения газов
Точка I
|
Энтальпия и температура на выходе из топки известны из расчёта топки.
|
HI=23143,8кДж/кг
|
υI=1240°С
|
Точка II
|
Энтальпия и температура на выходе из ширмы определяются при расчёте ширмы.
|
HII=19689 кДж/кг
|
υII=1040°С
|
Qш=(H`ш-H”ш)·=(23143,8-19689)·0,995=3420,15 кДж/кг
|
Точка III
|
Принимаем температуру за фестоном на Δυ=30°С меньше υII.
|
υIII= υII -Δυ=1040-30=1010°С
|
Энтальпию определяем по таблице энтальпий по υIII.
|
HIII=19027,3кДж/кг
|
Qф=(H`ф-H”ф)·=( 19689,1-19027,3)·0,995=658,3кДж/кг
|
Точка IV
|
Из уравнения теплового баланса определяем энтальпию в точке IV.
|
HIV =HIII-(D7·(h7-h6))/(·Bp)=19027,3-(119,44·(3500-3287))/(0,99·7,49674)= 15623,7кДж/кг
|
Температуру в точке IV определяем по таблице энтальпий.
|
υIV=807,6°С
|
Qпп2= (HIII -HIV)·=(19027,3-15623,7)·0,995=3385,7 кДж/кг
|
Точка V
|
Из уравнения теплового баланса определяем энтальпию в точке V.
|
HV=HIV-(D4·(h5-h4))/(·Bp)=15623,7-(117,052·(3321,7-2862,51))/(0,995·7,496764)=8405,32 кДж/кг
|
Температуру в точке V определяем по таблице энтальпий.
|
υV=453,47°С
|
Qпп1=( HIV -HV)·=(15623,72-8405,32)·0,995=7180,49 кДж/кг
|
Точка VII
|
Параметры VII точки соответствуют параметрам уходящих газов.
|
υVII=150°С
|
HVII=2327,9 кДж/кг
|
|
Точка VI
|
t`вп1=tхв=30°С
|
t”вп1=tгв=275°С
|
tвп1 ср=( t`вп1+ t”вп1)/2=(30+275)/2=152,5°С
|
H°`вп1=H°хв=500,148
|
H°``вп1=H°гв=4064
|
H°в=2331
|
Из уравнения теплового баланса определяем энтальпию в точке VI.
|
HVI=((Т+ΔВП/2)·(H°”вп1-H°`вп1))/+HVII-ΔВП·H°в=6090кДж/кг
|
По таблице энтальпий определяем температуру.
|
υVI=333°С
|
QВП=(HVI-HVII)·=(6090-2327,9)·0,995=3902кДж/кг
|
Точка 2
|
Pпв=Pпе·1,2=13·1,2=15,6МПа
|
tпв=235°С
|
h`эк=hПВ=1134кДж/кг
|
Из уравнения теплового баланса определяем энтальпию воды на выходе из экономайзера.
|
h”эк=((HV-HVI)··Bp)/DПВ+h`эк=((8405,32-6090)·0,995·7,49676)/114,624+1016,1=1166,7кДж/кг
|
Определяем температуру по энтальпии
|
t”=266,8°C
|
Qэк=(HV-HVI)·=(8405,32-6090)·0,995=2303кДж/кг
|
Находим расхождение
|
ΔQ=QPP·KA-(QЛ+QШ+QФ+ QПП11+ QПП12+QЭК)·(1-q4/100)=
=41740·0,9471-(23538+4374+658,5+7180,5+3385,72+2303)=80,41кДж/кг
|
Δ=(ΔQ·100)/QPP=(80,41·100)/41740=0,193%
|
Расхождение менее 0,5%, следовательно, распределение тепловосприятия можно считать законченным.
|
Определяем водяные эквиваленты.
|
|
|
|
|
|
рис. 7.3 Температурный график котла
8. Конструктивный расчёт конвективных пароперегревателей
Таблица 8.1. Расчёт первой ступени пароперегревателя
Наименование
|
Обозн.
|
Размерн.
|
Формула
|
Расчёт
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
Поперечный шаг труб
|
S1
|
м
|
S1=3*d
|
3*0.03=0,0900
|
Продольный шаг труб
|
S2
|
м
|
S2=2*0.03
|
2*0.03=0,0600
|
Размер конвективной шахты по фронту
|
a
|
м
|
По чертежу
|
12,58
|
Глубина конвективной шахты
|
b
|
м
|
По чертежу
|
4,36
|
Число труб в поперечном ряду
|
z1
|
шт.
|
(a-S1)/ S1
|
(12,58-0,09)/0,09=139
|
Толщина стенки
|
δ
|
м
|
Принимаем по /2/ стр. 93
|
0,0050
|
Диаметр трубы
|
d
|
м
|
Принимаем по /2/ стр. 93
|
0,0300
|
Живое сечение для прохода газа в поверхности нагрева
|
fг
|
м²
|
|
12,58·4,36-
-138,82·4,36·0,03= 36,67
|
Средняя температура газа
|
ср
|
°С
|
(IV +V)/2
|
(807+453)/2=630
|
Скорость газов
|
Wг
|
м³/с
|
|
(7,4967·14,19·(630+273))/ /(36,67·273)=9,6
|
Средний удельный объём пара в пароперегревателе
|
vср
|
м³/кг
|
(v`+ v”)/2
|
(0,0148+0,0235)/2=0,02
|
Внутренний диаметр трубы
|
dвн
|
м
|
d- δ
|
0,03-0,005=0,025
|
Живое сечение для прохода пара
|
fп
|
м²
|
 , где по /1/ стр. 68 zр=1, zз=6
|
0,785·0,0252·138,8·1·6= =0,41
|
Скорость пара
|
Wп
|
м³/с
|
|
117,05·0,02/0,41=5,49
|
Коэффициент теплоотдачи при продольном омывании
|
αн
|
Вт/(м²·К)
|
По /1/ номограмма 7 по Pcp=13,975МПа, tcp=433,85°С
|
2100
|
Поправка на диаметр
|
Cd
|
-
|
По /1/ номограмма 7 по dвн=0,03м
|
1,01
|
Коэффициент теплоотдачи от стенки к пару
|
α2
|
Вт/(м²·К)
|
Cd· αн
|
2100·1,01=2121
|
Поправка на геометрическую компоновку пучка
|
Cs
|
-
|
По /1/ номограмме 5 по δ1=3,00, δ2=2,00
|
1
|
Поправка на определённый вид топлива
|
Cф
|
-
|
По /1/ номограмме 5 по ср=630°С, rH2O=0,1635
|
1,02
|
Коэффициент теплоотдачи конвекцией
|
αн
|
Вт/(м²·К)
|
По /1/ номограмме 5 поWг=9,6м/с, d=0,03м
|
83
|
Коэффициент теплоотдачи конвекцией с учётом поправок
|
αk
|
Вт/(м²·К)
|
Cs · Cz · Cф · αн,
где Cz=1
|
1·1·1,02·83=84,25
|
Толщина излучаемого слоя
|
S
|
м
|
|
0,9·0,03·(4·0,09·0,06/ /(3,14·0,032)-1)=0,1793
|
Коэффициент поглощения трёх атомными частицами
|
кг
|
1/(м·МПа)
|
По /1/ ном.3 по rH2O, PnS=P·rn·S= =0,1·0,2525·0,1793= =0,0045м·МПа, ср=630°С
|
30
|
Коэффициент излучения
|
αн
|
Вт/(м²·К)
|
По /1/ номограмме 6 по ср=630°С, tз=tср+25=433+25=458°С
|
115
|
Степень черноты продуктов сгорания
|
аг
|
-
|
По /1/ номограмме 1 по кps=кг · rn·p·s= =30·0,2525·0,1·0,179=0,14
|
0,0024
|
Коэффициент теплоотдачи излучением
|
αл
|
Вт/(м²·К)
|
αн · аг · Cг ,
где Cг=0,975
|
115·0,0024·0,975=0,27
|
Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке
|
α1
|
Вт/(м²·К)
|
·( αk + αл),
где =1,00
|
1·(84,25+0,27)=84,52
|
Коэффициент теплоотдачи
|
k
|
Вт/(м²·К)
|
 ,
где ψ=0,85
|
0,85·84,52·2100/ /(84,52+2100)=69,09
|
Средний температурный напор
|
Δt
|
°С
|
 ,
где Δtб=309,9°С, Δtм=82,72°С
|
(309,9-82,72)/ /(ln(309,9/82,72))=172,052
|
Расчётная поверхность нагрева
|
F
|
м²
|
Qб ·В/(k· Δt), где Qб=7180 кДж/кг
|
7180·7,496764/ /(69,09·172,05)=4528,82
|
Длинна змеевика
|
lзм
|
м
|
|
4528,82/
/(3,14·0,03·139·1·6)= =57,69
|
Число петель в змеевике
|
Zпет
|
шт.
|
lзм /(2·b)
|
57,69/(2·4,36)=7
|
Число рядов труб
|
Z2
|
шт.
|
|
7·2·1·6=79
|
Глубина пакета пароперегревателя
|
h
|
м
|
S2·(Z2-1)+d
|
0,06·(79-1)+0,03=4,74
| |
Скачать 420.3 Kb.