Расчет котла. Макиму по новой с экономайзером. Характеристика котла тп230
![]()
|
5. Расчет фестона5.1. Общие сведения Поверочный тепловой расчёт фестона сводится к определению количества тепла, воспринимаемого фестоном. Количество теплоты, воспринимаемое фестоном, рассчитывается по уравнению теплового баланса и по уравнению теплопередачи. Результаты расчётов сравниваются, если расхождение результатов расчётов по уравнению теплового баланса и по уравнению теплопередачи не превышает ![]() Конструктивно фестон состоит из труб заднего экрана, но размещенных с увеличенным поперечным S1=200÷300 мм и продольным S2=250÷400 мм шагами. При этом трубы фестона разводятся в несколько рядов Z2. Иногда фестон выполняется из труб большего диаметра (около 100 мм), расположенных в один ряд (S1=400÷800 мм). Из расчета топки для предыдущей поверхности нагрева известными являются температура и энтальпия газов перед фестоном. Температура газов за фестоном принимается с последующей проверкой и уточнением ее. Кроме этого, она должна быть увязана с условиями обеспечения надежной работы пароперегревателя. Согласно [2] охлаждение дымовых газов в фестоне ![]() Температура обогреваемой среды постоянна и равна температуре кипения при давлении в барабане котла, температурный напор определяется по формуле ![]() где ![]() ![]() Средняя скорость газов в фестоне, величина, которая необходима для определения коэффициента теплоотдачи конвекцией, определяется из выражения (6.7) [2]. Объем газов на единицу топлива Vг определяется по избытку воздуха на выходе из топки. Площадь живого сечения для прохода газов определяется из чертежа с использованием рис. 5.1. ![]() fг = ℓф(а − Z1d), где ℓф – высота газового окна, где размещен фестон, м; а – ширина котла по фронту, м; d– диаметр труб (определяется из чертежа); Z1− число труб в одном ряду. Если расстояние от крайней трубы фестона равно поперечному шагу S1, то Z1 = а/S1 − 1. Если указанное расстояние равно S1/2, то Z1 = а/S1. Коэффициент теплоотдачи конвекцией ![]() ![]() Коэффициент теплоотдачи излучением определяется по формулам (6.35), (6.37) [2] или номограмме 18 [1], см. рис. 6.14 [2]. Эффективная толщина излучающего слоя определяется по формуле S = 0,9 ![]() Шаги труб определяются по действительному расстоянию между осями труб из чертежа. При конструкторском расчете согласно [1] рекомендуются следующие шаги труб фестона S1 ≥ 300, S2 ≥ 200 мм. Излучение газовых объемов на фестон не учитывается. Температура загрязненной стенки вычисляется по формуле t3 = tн + ∆t, где ∆t= 80 ○С. При расчете коэффициента теплопередачи для фестонов не учитывается коэффициент теплоотдачи от стенки к пароводяной смеси ![]() ![]() ![]() Во всех случаях коэффициент теплоотдачи для фестона определяется по формуле К = ![]() где ![]() Для фестонов котлов большой мощности и развитых котельных пучков котлов малой мощности в зависимости от рода топлива ![]() Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке ![]() ![]() где ξ − коэффициент использования поверхности. Полная теплообменная поверхность фестона Fф = Z1Z2 ![]() Для расчета количества теплоты, передаваемого от газов к фестону за счет конвективного теплообмена Qт, по формуле (6.1) [2] в качестве расчетной поверхности нагрева принимается полная теплообменная поверхность фестона. При поверочном расчете по уравнению теплопередачи определяется количество теплоты, переданное поверхности фестона Qт, и сравнивается с величиной тепловосприятия фестона Qф, которая складывается из двух составляющих: теплоты, непосредственно отданной газами при их охлаждении от ![]() ![]() Q ![]() ![]() Если расхождение между Qт и Qфне превышает ± 5%, то расчет не уточняется. 5.2. Геометрические параметры фестона Геометрические параметры фестона принимаются по паспортным данным котла: − наружный диаметр трубdH = 76 мм; − число рядов труб по ходу движения газов Z2= 4; − поперечный шаг труб S1= 380 мм; − продольный шаг труб S2= 400 мм; − расположение труб - шахматное; − размер поверхности нагрева Fф=164 м2; − живое сечение для прохода газов f=50,3 м2. 5.3. Расчёт энтальпии дымовых газов на выходе из фестона Температуру дымовых газов перед фестоном принимаем равной температуре газов на выходе из топки. ![]() ![]() ![]() ![]() Температуру дымовых газов за фестоном определяем по формуле: ![]() ![]() ![]() где принимаем ![]() ![]() Энтальпия дымовых газов на выходе из фестона: ![]() 5.4. Расчёт теплоты, воспринимаемой фестоном, по уравнению теплового баланса Теплота, воспринимаемая фестоном, складывается из двух составляющих: Qф = Qб.ф+Qл.ф 1) Теплота, отданная газами Qб.ф, кДж/кг, рассчитывается по формуле (5.5) [2] по (уравнению теплового баланса) ![]() где ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() 2) Теплота Qл.ф, кДж/кг, полученная фестоном излучением из топки, определяется по следующей формуле ![]() где ![]() ![]() ![]() Теплоту излучения из топки на фестон определяем по формуле (5.24) [2]: ![]() где ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Среднее тепловое напряжение поверхности нагрева ![]() ![]() где ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Тепло, полученное фестоном излучением из топки: ![]() ![]() 5.5.Расчёттеплоты,воспринимаемойфестоном,теплопередачей Количество тепла ![]() ![]() где ![]() ![]() ![]() ![]() 1) Усредненный температурный напор определяем по рекомендациям, изложенным в [2] (см. стр. 148), при неизменной температуре одной из сред. Температуру пароводяной смеси в фестоне определяем по табл. XXIII [1] как температуру насыщения при давлении в барабане котла рбар = 11МПа, tф = 318,04 С: ![]() ![]() Усредненный температурный напор определяем по формуле (6.47) [2]: ![]() 2) Расчетную скорость ![]() ![]() где ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() 3) Коэффициент теплопередачи ![]() ![]() ![]() где – коэффициент тепловой эффективности, принимается по табл. 6.4 [2], =0,65; ![]() ![]() 4) ![]() ![]() где ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() 5) Коэффициент теплоотдачи конвекцией ![]() ![]() ![]() Или ![]() где ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Сф − поправка на физические характеристики потока, (см. рис. 6.5 [2]). Относительные шаги труб фестона рассчитываем по формулам: ![]() ![]() ![]() ![]() При Z2 10 и 1 3,0 ![]() Сф определяем по рисунку 6.5 [2]: при ![]() ![]() ![]() при ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() 6) Коэффициент теплоотдачи излучением ![]() ![]() ![]() где ![]() ![]() ![]() ![]() Здесь ![]() ![]() Эффективную толщину S излучающего слоя для гладкотрубных пучков определяем по формуле (6.40) [2]. ![]() р = 0,1 МПа – давление в топочной камере. Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами определяем по формуле (4.40) [2] при ![]() ![]() ![]() ![]() Коэффициент ослабления лучей частицами золы определяем по формуле (4.41) [2] при ![]() ![]() ![]() Коэффициент теплового излучения (степень черноты) газового потока. ![]() Коэффициент теплоотдачи излучением продуктов сгорания равен: ![]() ![]() Здесь ![]() Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке определяем по формуле: ![]() где ξ – коэффициент использования поверхности, ξ= 1. ![]() ![]() Коэффициент теплопередачи определяем по формуле: ![]() ![]() ![]() Количество тепла, передаваемое фестону по условию теплопередачи определяем по формуле: ![]() |