Таблица 4. Расчёт топочной камеры
Рассчитываемая величина
|
Обозначение
|
Размерность
|
Формула или обоснование
|
Расчёт
|
Значение
|
Диаметр экранных труб
|
d
|
мм
|
|
|
51
|
Объём топки и камеры догорания
|
V т
|
м3
|
a*b*h
|
1,5*2,1*5,23
|
16,47
|
Полная поверхность стен
|
F ст
|
м2
|
2*(a*b+a*h+b*h)
|
2*(1,5*2,1+1,5*5,23+2,1*5,23)
|
43,96
|
Температура воздуха
|
tв
|
0С
|
|
|
30
|
Энтальпия воздуха
|
Iво
|
кДж/м3
|
по таблице 2
|
|
397,2
|
Тепло вносимое в топку с воздухом
|
Q в
|
кДж/м3
|
α*I хв
|
1,05*397,2
|
417,1
|
Полезное тепловыделение в топке
|
Q т
|
кДж/м3
|
Qpp*((100-q3-q4-q6)/(100-q4))+Qв
|
37458,6*((100-0,1)/(100-0))+417,1
|
37838,2
|
Температура газов на выходе из топки
|
υ"т
|
oC
|
задаёмся
|
|
900
|
Энтальпия газов на выходе из топки
|
I"т
|
кДж/м3
|
по таблице 2
|
|
15985
|
Теоретическая температура горения
|
υа
|
0С
|
по таблице 2
|
1947,89
|
Высота топки
|
Н т
|
мм.
|
из констр. данных
|
|
2985
|
Высота уровня горелки
|
h гор
|
мм.
|
из констр. данных
|
|
1450
|
Относительное положение максимальной температуры по высоте топки
|
Х т
|
|
h гор / Нт
|
1450/2985
|
0,49
|
Параметр забалостированности топочных газов
|
rv
|
|
rv=Vнг/(VoнN2+VнRO2)
|
11,72/(7,93+1,08)
|
1,30
|
Положение ядра горения
|
М
|
|
0,4(1-0,4*xт)rv0,33
|
0,4*(1-0,4*0,49)*1,30^0,33
|
0,35
|
Эффективная толщина излучающего слоя
|
S
|
м
|
3,6*Vт/Fст
|
3,6*16,47/43,96
|
1,35
|
Коэфициент ослабления лучей трёхатомными газами
|
K r
|
1/
МПа*м
|
[(7,8+16rH2O)/(10prпs)0,5 -1](1-0,37Tт"/1000)rп
|
((7,8+16*0,189)/(10*0,1*0,281*1,35)-1)*(1-0,37*10-3* (900+273))*0,281
|
2,64
|
объёмные доли трехатомных газов
|
rп
|
|
Таблица 1
|
|
0,281
|
Коэфициент поглощения лучей частицами кокса
|
kс
|
1/
МПа*м
|
|
(1,2/(1+1,052))*(0,12*(0,25*89,7+0,33*5,2+0,38*1,7+0,4*0,5+0,42*0,1))0,4*(1,6*0,001*(900+273)-0,5)
|
1,22
|
коэффициент поглощения топочной среды
|
k
|
1/
МПа*м
|
0,1*кс +kг
|
0,1*1,22+2,64
|
2,76
|
Критерий Бугера
|
Bu
|
|
kps
|
2,76*0,1*1,35
|
0,373
|
Критерий Больцмана
|
Bo
|
|
φ*Bр(Vc)ср/(σ0*ψ*Fст*Ta3)
|
0,99*0,151*20,85/(5,87*10^-11*0,65*43,96*
(1947,89+273)^3)
|
0,35
|
Эффективный критерий Бугера
|
Bu'
|
|
1,6*ln((1,4Bu^2+Bu+2)/( 1,4Bu^2+Bu+2))
|
1,6ln((1,4*0,373^2+0,373+2)/(1,4*0,373^2-0,373+2))
|
0,55
|
Средняя суммарная теплоёмкость продуктов сгорания
|
Vcср
|
кДж /(м3∙К)
|
(Qт-I"т)/(Tа-T"т)
|
(37838,2-15985)/(1947,89-900)
|
20,85
|
коэффициент тепловой эффективности экранов
|
Ψ
|
|
ξ*x
|
0,65*0,75
|
0,49
|
Температура газов на выходе из топки
|
υ"т
|
oC
|
|
875,3
|
Энтальпия газов на выходе из топки
|
I" т
|
кДж/м3
|
по таблице 1
|
|
15501,6
|
Тепловосприятие
|
Qтл
|
кДж/м3
|
φ(Q т - I" т)
|
0,99(37838,2-15501,6)
|
22113,23
|
Средняя тепловая нагрузка
|
q л
|
кДж/м2
|
B p*Qтл/Hл
|
0,151*22113,23/43,96
|
75,96
|
Теплонапряжённость
|
q v
|
кДж/м3
|
B p*Qрн/Vт
|
0,151*37458,6/
16,47
|
343,33
|
Расчет конвективной части
Таблица 5. Конвективный пучок 1
Диаметр труб
|
d
|
м
|
|
|
0,051
|
Шаг труб
|
S 1
|
м
|
Таблица 2.9 [4]
|
|
0,110
|
|
S 2
|
м
|
Таблица 2.9 [4]
|
|
0,110
|
Относительный поперечный шаг
|
σ1
|
-
|
S1/d
|
0,110/0,051
|
2,16
|
Относительный продольный шаг
|
σ2
|
-
|
S2/d
|
0,110/0,051
|
2.16
|
Число труб по ходу газов
|
z2
|
-
|
Таблица 2.9 [4]
по чертежу
|
|
41
|
Площадь поверхности нагрева
|
Н
|
м2
|
Таблица 8.20 [6]
Проверка по формуле π·d·l·z·n
|
3,14·0,051·1,7·5·41=55,8
|
55
|
Живое сечение
|
F
|
м2
|
a·b-n·l·d
|
0,52·1,7-5·1,7·0.051
|
0,45
|
Температура газов на входе
|
υ'
|
0С
|
из расчета
|
|
875,3
|
Температура газов на выходе
|
υ "
|
0С
|
задаемся
|
|
342
|
Энтальпия газов на входе
|
I'
|
кДж/м3
|
по таблице 2
|
|
15501,6
|
Энтальпия газов на выходе
|
I"
|
кДж/м3
|
по таблице 2
|
|
5894,84
|
Теплота отданая продуктами сгорания
|
Qб
|
кДж/м3
|
φ(I'-I")
|
0,99*(15501,6-5894,84)
|
9530,35
|
Температура насыщения
|
t
|
0С
|
дано
|
|
195
|
Температурный напор
|
Δt
|
0С
|
(Δtб-Δtм)/ln(Δtб/Δtм)
|
(680,3-147)/
ln(680,3/147)
|
348,08
|
|
Δtм
|
0С
|
υ "-t'
|
342-195
|
147
|
|
Δtб
|
0С
|
υ '-t"
|
875,3-195
|
680,3
|
Средняя скорость газов
|
w г
|
м/с
|
B p*V r*(273+ υ)/(273*F r)
|
0,151*11,97*(273+608,65)/(273*0,45)
|
12,97
|
Средняя температура газов
|
υ
|
oC
|
(υ'+ υ ")/2
|
(875,3+342)/2
|
620,3
|
Температура поверхности стенки
|
t з
|
oC
|
t + Δt
|
195+25
|
220
|
Эффективная толщина излучающего слоя
|
S
|
м
|
0,9*d*((4*σ1σ2/π)-1)
|
0,9*0,051*((4*2,16*2,16/3,14)-1)
|
0,227
|
Коэффициент ослабления трехатомными газами
|
K r
|
1/
МПа*м
|
[(7,8+16rH2O)/(10prпs)0,5 -1](1-0,37Tт"/1000)rп
|
((7,8+16*0,186)/(10*0,1*0,276*0,227)-1)*(1-0,37*10-3* (342+273))*0,276
|
8,97
|
|
kps
|
-
|
(kгrп)ps, p=0,1МПа
|
(8,97)*0,1*0,227
|
0,204
|
Степень черноты потока газов
|
a
|
-
|
1-e-kps
|
1-2,73^-0,204
|
0,185
|
Коэффициент теплоотдачи излучением
|
αл
|
Вт/
(м2К)
|
|
12,87
|
Поправка на число рядов труб по ходу газов
|
Cz
|
|
z≥10
|
|
1
|
Поправка на геометрическую компоновку пучка
|
Cs
|
|
по номограмме 8 [1]
|
|
1
|
Критерий Нуссельта
|
Nu
|
|
|
55,14
|
Число Рейнольдса
|
Re
|
|
|
7309,06
|
коэффициент вязкости
|
ν
|
|
по таблице физ. свойств дым. газов
|
0,000091
|
коэффициент теплопроводности
|
λ
|
|
по таблице физ. свойств дым. газов
|
0,075
|
число Прандтля
|
Pr
|
|
по таблице физ. свойств дым. газов
|
0,609
|
Коэффициент теплоотдачи конвекцией
|
αк
|
Вт/
(м2К)
|
|
81,09
|
Коэффициент эффективности
|
Ψ
|
|
таблица 7.4 [1]
|
|
0,8
|
Коэффициент теплопередачи
|
k
|
Вт/
(м2К)
|
Ψ(αк+αл)
|
0,8*(81,09+12,87)
|
75,17
|
Теплота, переданная поверхности за счет теплопередачи
|
Qт
|
кДж/м3
|
KHΔt/Bр
|
75,17*55*348,08/0,151
|
9530,36
|
Погрешность
|
-
|
%
|
(Qt-Qб)*100/Qt
|
(9530,36-9530,35)*100/
9530,35
|
0
|
Таблица 6. Конвективный пучок 2
Диаметр труб
|
d
|
м
|
|
|
0,051
|
Шаг труб
|
S 1
|
м
|
Таблица 2.9 [4]
|
|
0,110
|
|
S 2
|
м
|
Таблица 2.9 [4]
|
|
0,110
|
Относительный поперечный шаг
|
σ1
|
-
|
S1/d
|
0,110/0,051
|
2,16
|
Относительный продольный шаг
|
σ2
|
-
|
S2/d
|
0,110/0,051
|
2.16
|
Число труб по ходу газов
|
z2
|
-
|
Таблица 2.9 [4]
по чертежу
|
|
41
|
Площадь поверхности нагрева
|
Н
|
м2
|
Таблица 8.20 [6]
Проверка по формуле π·d·l·z·n
|
3,14·0,051·1,7·5·41=55,8
|
55
|
Живое сечение
|
F
|
м2
|
a·b-n·l·d
|
0,52·1,7-5·1,7·0.051
|
0,45
|
Температура газов на входе
|
υ'
|
0С
|
из расчета
|
|
342
|
Температура газов на выходе
|
υ "
|
0С
|
задаемся
|
|
234
|
Энтальпия газов на входе
|
I'
|
кДж/м3
|
по таблице 2
|
|
5894,84
|
Энтальпия газов на выходе
|
I"
|
кДж/м3
|
по таблице 2
|
|
4296,24
|
Теплота отданая продуктами сгорания
|
Qб
|
кДж/м3
|
φ(I'-I")
|
0,99*(5894,84-4296,24)
|
1621,94
|
Температура насыщения
|
t
|
0С
|
дано
|
|
195
|
Температурный напор
|
Δt
|
0С
|
(Δtб-Δtм)/ln(Δtб/Δtм)
|
(147-39)/
ln(147/39)
|
81,39
|
|
Δtм
|
0С
|
υ "-t'
|
234-195
|
39
|
|
Δtб
|
0С
|
υ '-t"
|
342-195
|
147
|
Средняя скорость газов
|
w г
|
м/с
|
B p*V r*(273+ υ)/(273*F r)
|
0,151*12,72*(273+288)/(273*0,45)
|
8,25
|
Средняя температура газов
|
υ
|
oC
|
(υ'+ υ ")/2
|
(342+234)/2
|
288
|
Температура поверхности стенки
|
t з
|
oC
|
t + Δt
|
195+25
|
220
|
Эффективная толщина излучающего слоя
|
S
|
м
|
0,9*d*((4*σ1σ2/π)-1)
|
0,9*0,051*((4*2,16*2,16/3,14)-1)
|
0,227
|
Коэффициент ослабления трехатомными газами
|
K r
|
1/
МПа*м
|
[(7,8+16rH2O)/(10prпs)0,5 -1](1-0,37Tт"/1000)rп
|
((7,8+16*0,176)/(10*0,1*0,261*0,227)-1)*(1-0,37*10-3* (234+273))*0,261
|
9,04
|
|
kps
|
-
|
(kгrп)ps, p=0,1МПа
|
(9,04)*0,1*0,227
|
0,205
|
Степень черноты потока газов
|
a
|
-
|
1-e-kps
|
1-2,73^-0,205
|
0,185
|
Коэффициент теплоотдачи излучением
|
αл
|
Вт/
(м2К)
|
|
5,11
|
Поправка на число рядов труб по ходу газов
|
Cz
|
|
z≥10
|
|
1
|
Поправка на геометрическую компоновку пучка
|
Cs
|
|
по номограмме 8 [1]
|
|
1
|
Критерий Нуссельта
|
Nu
|
|
|
69,04
|
Число Рейнольдса
|
Re
|
|
|
9970,38
|
коэффициент вязкости
|
ν
|
|
по таблице физ. свойств дым. газов
|
0,000042
|
коэффициент теплопроводности
|
λ
|
|
по таблице физ. свойств дым. газов
|
0,047
|
число Прандтля
|
Pr
|
|
по таблице физ. свойств дым. газов
|
0,653
|
Коэффициент теплоотдачи конвекцией
|
αк
|
Вт/
(м2К)
|
|
63,63
|
Коэффициент эффективности
|
Ψ
|
|
таблица 7.4 [1]
|
|
0,8
|
Коэффициент теплопередачи
|
k
|
Вт/
(м2К)
|
Ψ(αк+αл)
|
0,8*(5,11+63,63)
|
54,99
|
Теплота, переданная поверхности за счет теплопередачи
|
Qт
|
кДж/м3
|
KHΔt/Bр
|
54,99*55*81,39/0,151
|
1630,2
|
Погрешность
|
-
|
%
|
(Qt-Qб)*100/Qt
|
(1630,2-1621,94)*100/
1621,94
|
0,5
|
Таблица 7. Расчет экономайзера ЭП2-236.
Площадь поверхности нагрева
|
Н
|
|
[2]
|
|
236
|
Живое сечение
|
F
|
м2
|
[6]
|
0,12*5
|
0,6
|
Температура газов на входе
|
υ'
|
0С
|
из расчета
|
|
234
|
Температура газов на выходе
|
υ "
|
0С
|
Принята предварительно
|
|
138
|
Энтальпия газов на входе
|
I'
|
кДж/м3
|
по таблице 2
|
|
4296,24
|
Энтальпия газов на выходе
|
I"
|
кДж/м3
|
по таблице 2
|
|
2694,64
|
Теплота отданая продуктами сгорания
|
Qб
|
кДж/м3
|
φ(I'-I")
|
0,99*(4296,24-2694,64)
|
1624,91
|
Температура воды на входе
|
t’в
|
0С
|
|
|
105
|
Энтальпия питательной воды
|
Iпв
|
кДж/кг
|
по таблице свойств воды и пара
|
|
440
|
Энтальпия питательной воды на выходе
|
I"пв
|
кДж/кг
|
|
|
547,24
|
Температура воды на выходе
|
t”в
|
0С
|
I"пв/4,19
|
547,24/4,19
|
130,6
|
Температурный напор
|
Δt
|
0С
|
(Δtб-Δtм)/ln(Δtб/Δtм)
|
(103,39-33)/ln(103,39/33)
|
61,64
|
|
Δtб
|
0С
|
υ "-t'
|
229-129,9
|
103,39
|
|
Δtм
|
0С
|
υ '-t"
|
134-105
|
33
|
Средняя скорость газов
|
w г
|
м/с
|
B p*V r*(273+ υ)/(273*F r)
|
0,151*13,72*(273+186)/(273*0,6)
|
5,81
|
Средняя температура газов
|
υ
|
oC
|
(υ'+ υ ")/2
|
(234+138)/2
|
186
|
Коэффициент теплопередачи
|
k
|
Вт/(м2К)
|
(номограмма 5) kн*Ст [1]
|
16,25*1,04
|
16,9
|
Теплота, переданная поверхности за счет теплопередачи
|
Qт
|
кДж/м3
|
KHΔt/Bр
|
16,9*236*61,64/0,151
|
1628,1
|
Погрешность
|
-
|
%
|
(Qt-Qб)*100/Qt
|
(1628,1-1624,91)*100/1624,91
|
0,2
|
Определение невязки по тепловому расчету котла:
Библиографический список
Тепловой расчет котлов (Нормативный метод). Издание 3, переработанное и дополненное СПб.: Изд. НПОЦКТИ, 1998. – 256с.
Тепловой расчет котельных агрегатов (Нормативный метод). Издание 2-е, переработанное Москва.: Изд. Энергия, 1973. – 297с.
Роддатис К.Ф. Котельные установки. Учебное пособие для студентов неэнергетических специальностей вузов. М., «Энергия», 1977.-432с.
Эстеркин Р.И. Котельные установки. Курсовое и дипломное проектирование. Л.:Энергоатомиздат. Лениннр. отд-е, 1989г.
Методические указания «Тепловой расчет парового котла». УГТУ-УПИ, 2006.
Роддатис К.Ф., Полтарецкий А.Н. Справочник по котельным установкам малой производительности. М.: Энергоатомиздат, 1989. – 487с.
|
Скачать 421.93 Kb.