Расчет котла. Макиму по новой с экономайзером. Характеристика котла тп230

• Название: Характеристика котла тп230
• Анкор: Расчет котла
• Дата: 08.09.2022
• Размер: 0.93 Mb.
• Имя файла: Макиму по новой с экономайзером.docx
• Тип: Документы; #667460
• страница: 6 из 7

5.6 Расчет воздухоподогревателя I ступени
Исходные данные:

– поверхность нагрева – =5050 м²;

– продольный и поперечный шаги – =60 мм; =42 мм;

– наружный диаметр труб – =40 мм;

– проходное сечение для продуктов сгорания – =11,8 м²;

– проходное сечение для воздуха – =11,8 м²;

– расположение труб по ходу воздуха шахматное;

– температура воздуха перед воздухоподогревателем =30^оС;

– энтальпия воздуха на входе в воздухоподогреватель =201,6 кДж/кг;

– температура дымовых газов на выходе из воздухоподогревателя = =150°С;

– энтальпия уходящих газов ( 1274,45 кДж/кг).

На рисунке 3 приведена схема воздухоподогревателя первой ступени.

Температура воздуха на выходе из I ступени воздухоподогревателя принимается равной =180°С.

По таблице 2 находится энтальпия воздуха ( =950 кДж/кг).

Теплота, воспринятая воздухом в воздухоподогревателе

где – отношение количества воздуха за воздухоподогревателем к теоретически необходимому рассчитываем по соотношению
;

=878 кДж/кг.

Теплота, отданная газами

,

где – энтальпия присасываемого воздуха.

Определяется по таблице 2 по средней температуре присасываемого воздуха .

;

^°С;

= 594 кДж/кг.

Из равенства уравнений получится соотношение для расчёта энтальпии газов

кДж/кг.

По таблице 2 по полученному значению энтальпии находится температура газов ( =236°С).

Воздухоподогреватель является двухходовым теплообменником с перекрёстным движением нагреваемого воздуха относительно продуктов сгорания [2].

Для любой сложной схемы движения сред, если выполняется условие

,

то температурный напор рассчитывается по соотношению

,

где , – средние температурные напоры.

Температурные напоры рассчитываются по конечным температурам сред для всей поверхности при движении сред относительно друг друга по прямотоку и противотоку.

=88°С;

=88°С.

Температурный напор равен

=88°С.

Скорость газов, скорость воздуха, средние температуры газов и воздуха

;

;

= =205°С;

=115°С;

=8,77 м/с;

=7,14 м/с.

Коэффициент теплоотдачи конвекцией от поверхности к обогреваемой среде (воздуху).

,

где – коэффициент теплоотдачи конвекцией, который определяется по рисунку П5.

Для =40 мм и =7,14 м/с,

=70 Вт/(м²К);

– поправка на число поперечных рядов труб по ходу газов ( =1);

Относительные продольный и поперечный шаги труб:

, .

При

, ,

поправки равны:

– поправка на компоновку пучка, ( =1,05);

– поправка на влияние физических параметров среды ( ).

Вт/(м²К).

Коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов к поверхности

,

где – коэффициент теплоотдачи конвекцией, определяется по рисунку П6.

Для =40 мм и =8,77 м/с, получается =28 Вт/(м²К);

– поправка на влияние физических параметров среды ( =1,15);

– поправка на влияние физических параметров среды принимается ( =1);

Вт/(м²К).

Коэффициент теплопередачи излучением продуктов сгорания.

Для воздухоподогревателя первой ступени принимается

=0,

поскольку средняя температура газов меньше 300°С (п. 7–34 [1]).

Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке.

;

32,2 Вт/(м²К).

Коэффициент теплопередачи

,

где – коэффициент эффективности использования поверхности воздухоподогревателя. Определяется по таблице П3 ( =0,9);

20,15 Вт/(м²К).

Тепло, воспринятое воздухоподогревателем I ступени по условию теплопередачи



=872 кДж/кг

Проверка правильности выполненного расчета осуществляется по соотношению



.

Расчет окончен.

5.7 Расчет водяного экономайзера I ступени
Исходные данные:

– поверхность нагрева – =940м²;

– продольный и поперечный шаги – =105 мм; =75 мм;

– наружный диаметр труб – =38 мм;

– проходное сечение для продуктов сгорания – =17 м²;

– шахматное расположение труб;

– температура питательной воды = =187°С;

– энтальпия питательной воды =798,88 кДж/кг;

– давление питательной воды = 11,5 МПа;

– величина непрерывной продувки =3%;

– температура дымовых газов на выходе из водяного экономайзера = =236°С;

– энтальпия дымовых газов =2136 кДж/кг;

– расход продувочной воды = 1,917 кг/с (стр. 11 [3]).

Температурой питательной воды ( ) на выходе из водяного экономайзера I ступени задаёмся равной 224°С. Энтальпия воды =962,45 кДж/кг (таблица XXIII [1]).

Количество теплоты, воспринятое водой в водяном экономайзере



=662 кДж/кг.

Теплота, отданная газами воде

,
где – энтальпия, определяемая по температуре присасываемого воздуха.

Для =30^°С по таблице 2 находится =201,6 кДж/кг.

На рисунке 5.7 приведена схема водяного экономайзера I ступени.



Рис. 5.7 Расчетная схема водяного экономайзера первой ступени

Из равенства уравнений рассчитывается энтальпия продуктов сгорания

кДж/кг.

По энтальпии продуктов сгорания по таблице 2 находится температуру продуктов сгорания на входе в водяной экономайзер, ( = 430°С).

Водяной экономайзер представляет собой теплообменник, выполненный по противоточной схеме движения греющей и обогреваемой сред.

Для нахождения температурного напора определяется разность температур сред на концах поверхностей нагрева

=430–224=206°С;

=236–187= 49^°С.

При таком условии температурный напор в водяном экономайзере I ступени рассчитывается по формуле

;

=109°С.

Средняя температура стенки трубы водяного экономайзера

+ 25 = (224 + 187)/2 + 25 = 243,5°С

Коэффициент теплоотдачи продуктов сгорания

,

где – коэффициент теплоотдачи. Определяется по рисунку П5, получается =38 Вт/(м²К);

– степень черноты газового потока, который определяется по суммарной оптической толщине продуктов сгорания (рисунок П7).

Эффективная толщина излучающего слоя.

Для = 38 мм, = 105 мм и = 75 мм получается

;

0,2 м,

Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами:

– коэффициент ослабления лучей золовыми частицами принимается равным нулю (п. 7–36 [1]);

0,2490,10,2=0,005

По рисунку П2 =47 1/(м МПа)^-1.

Суммарная оптическая толщина продуктов сгорания

;

0,234.

Коэффициент теплового излучения газовой среды определяется по рисунку П7.

=0,22.

Коэффициент теплоотдачи излучением продуктов сгорания

Вт/м²К.

Скорость газов в водяном экономайзере:

;

;

= 328,5°С;

=7,66 м/с)

Коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов к поверхности

,

где – коэффициент теплоотдачи конвекцией. Определяется по рисунку П6.

Для =38 мм и =7,66 м/с, получается

=78 Вт/(м²К); (141)

Относительные продольные и поперечные шаги труб

, .

При

, ,

получаем:

– поправка на влияние физических параметров среды, ( =1);

– поправка на число поперечных рядов по ходу газов ( =1);

– поправка на компоновку пучка ( =99).

Коэффициент теплоотдачи конвекцией

Вт/(м²К).

Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке

,
=1 по пункту 7–08 [1].

77,22+8,36=85,58 Вт/(м²К).

Коэффициент теплопередачи через стенку

;

- определяем по таблице П2 ( =0,65);

= Вт/(м²К).

Тепло, воспринятое воздухоподогревателем I ступени по условию теплопередачи

;

=653,5 кДж/кг.

Проверка правильности выполненного расчета осуществляется по соотношению



.

Расчет окончен.
5.8 Расчет воздухоподогревателя II ступени
Для второй ступени воздухоподогревателя проводится конструктивный расчёт.

Исходные данные:

– поверхность нагрева – =6060 м²;

– продольный и поперечный шаги – =80 мм; =52,5 мм;

– наружный диаметр труб – =51 мм;

– проходное сечение для продуктов сгорания – =9,3м²;

– проходное сечение для воздуха – f_в=11,2 м²;

– шахматное расположение труб;

– температура воздуха перед воздухоподогревателем =180°С;

– энтальпия воздуха на входе в воздухоподогреватель

=1229 кДж/кг;

– температура дымовых газов на выходе из воздухоподогревателя =430°С;

– энтальпия при этой температуре ( 3848 кДж/кг);

– температура горячего воздуха за воздухоподогревателем II ступени =400°С;

– энтальпия ( = 2430 кДж/кг).

Теплота, воспринятая воздухом в воздухоподогревателе II ступени

,

где – отношение количества воздуха за воздухоподогревателем к теоретически необходимому, рассчитывается по соотношению



=1450 кДж/кг.

Теплота, отданная газами

,

где – энтальпия присасываемого воздуха. Определяется по таблице 2 по температуре присасываемого воздуха ( =1636 кДж/кг).

;

260°С.

Из равенства уравнений (3.212) и (3.215) определяется энтальпия продуктов сгорания

кДж/кг.


На рисунке 5.8 приведена схема воздухоподогревателя второй ступени.

По энтальпии продуктов сгорания по таблице 2 находится температура газов на входе в воздухоподогреватель ( =553°С).

Температурный напор в воздухоподогревателе II ступени.

Для любой сложной схемы движения сред, если выполняется условие

> 0,92,

то температурный напор рассчитывается по соотношению
,

где и – средние температурные напоры, рассчитанные по конечным температурам сред для всей поверхности при движении по прямотоку и противотоку.

Определяем средние температурные напоры

=231,5^°С;

=231,5°С;

Отношение к

= =1 > 0,92.

Температурный напор



Скорость газов, скорость воздуха и относительные поперечные и продольные и шаги

=17,81 м/с;

=10,48 м/с;

=491,5°С;

=260°С;

, ;

, .

Температура стенки поверхности воздухоподогревателя определяется как полусумма средних температур газов и воздуха (п. 8–54 [1])

= 375,75°С.

Коэффициент теплоотдачи конвекцией от поверхности к обогреваемой среде

,

где – коэффициент теплоотдачи конвекцией. Определяется по рисунку П5.

Для =51 мм, =10,48 м/с, получается =79 Вт/(м²К);

– поправка на число поперечных рядов (C_l =1);

– поправка на влияние физических параметров среды ( =0,94);

Вт/(м²К).

Коэффициент теплоотдачи продуктов сгорания

,где – коэффициент теплоотдачи. Определяется по рисунку П5, получается =57 Вт/(м²К);

– коэффициент излучения газов. Определяется по рисунку П7.

Вт/(м²К).

Эффективная толщина излучающего слоя

;

0,05 м.

Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами:

– коэффициент ослабления лучей золовыми частицами принимается равным нулю п. 7–36 [1];

– находим произведение

0,2540,10,05=0,0012.

По рисунку П2 k_Г = 42 (м МПа)^-1.

Суммарная оптическая толщина слоя продуктов сгорания

;

0,0533

Коэффициент теплового излучения газовой среды определяется по рисунку П7.

=0,081.

Коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов к поверхности

,
где – коэффициент теплоотдачи конвекцией. Определяется по рисунку П6.

Для =51 мм и =17,81 м/с

=46 Вт/(м²К);

– поправка на влияние физических параметров среды ( =1,03);

– поправка на число поперечных рядов (C_l = 1).

Вт/(м²К).

Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке

;

47,38+4,617=52 Вт/(м²К).

Коэффициент теплопередачи

,

где – коэффициент использования поверхности воздухоподогревателя. Определяется по таблице П3 ( =0,9).

27,5 Вт/(м²К).

Тепло, воспринятое воздухоподогревателем II ступени по условию теплопередачи

;

=2786 кДж/кг.

Проверка правильности выполненного расчета осуществляется по соотношению

;



Для обеспечения заданной температуры воздуха за воздухоподогревателем необходимо произвести конструктивный расчет. Из формулы (3.251) выражаем

;

=2320 м².

Расчёт воздухоподогревателя II ступени закончен.