Поверочный расчет котла КВГМ 7-65. КВГМ 7-65. Описание водогрейного котла квгм 7,56

• Название: Описание водогрейного котла квгм 7,56
• Анкор: Поверочный расчет котла КВГМ 7-65
• Дата: 11.03.2021
• Размер: 286.68 Kb.
• Имя файла: КВГМ 7-65.docx
• Тип: Документы; #183715
• страница: 2 из 3

3.ЭКОНОМИЧНОСТЬ РАБОТЫ ПАРОВОГО КОТЛА.

РАСХОД ТОПЛИВА НА КОТЕЛ

3.1 Коэффициент полезного действия и потери теплоты

Коэффициент полезного действия, %, проектируемого парового котла определяется методом обратного баланса:

.

Задача расчета сводится к определению тепловых потерь для принятого типа парового котла и сжигаемого топлива. Потеря теплоты с уходящими газами ,%, зависит от заданной (выбранной) температуры уходящих газов и избытка воздуха продуктов сгорания покидающих котел:



Где энтальпия ухоящих газов, кДж/кг или кДж/ м³; определяется по таблице по при избытке воздуха в продуктах сгорания за последним конвективным пучком, при , кДж/ м³

Энтальпия холодного воздуха, определяемая по таблице 2.3 при расчетной температуре и , при , кДж/ м³

Располагаемая теплота сжигаемого топлива, кДж/кг или кДж/ м³.

При предварительном нагреве мазута располагаемую теплоту определяют , где k_q – коэффициент, учитывающий долю дополнительного поступления теплоты с топливом:



Здесь t_м – температура мазута, принимаем 100 .

Δt_под – нагрев воздуха в калориферной установке, .





Потери теплоты с химическим и механическим недожогом топлива зависят от вида топлива и способа его сжигания и принимаются на основании опыта эксплуатации водогрейных котлов согласно рекомендациям из таблицы 4.2[1] принимаем ,



Потеря теплоты от наружного охлаждения через внешние поверхности при нагрузке, не отличающейся от номинальной:

принимаем по графику потерь для водогрейных котлов:



Коэффициент сохранения тепла:



Потеря теплоты с физическим теплом шлака :

Для жидких видов топлива

КПД котла:



3.2 Определение расхода топлива

Полный расход топлива B, кг/с, подаваемого в топочную камеру водогрейного котла, определяется из баланса между полезным тепловыделением при горении топлива и тепловосприятием рабочей среды в паровом котле.

Для водогрейного котла:



Здесь ;

При сжигании в котле мазута где значение расчетного значения расхода сгоревшего топлива, на основе которого производится определение полного расхода газов и воздуха в газовоздушном тракте котла.

4.ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ТОПОЧНОЙ КАМЕРЫ

4.1 Конструктивные и тепловые характеристики топочной камеры

Задача теплового и конструктивного расчета топочной камеры заключается в определении ее тепловосприятия, размеров необходимой лучевоспринимающей поверхности экранов и объема топки, обеспечивающих снижение температуры продуктов сгорания до заданной величины.

Для выполнения расчета составим предварительный эскиз топочный камеры:



1 - Фронтальная стена; 2 – Тыльная (задняя) стена; 3 – Боковая стена;

4 – Под топки; 5 – Экраны потолка.

Рисунок 1 Эскиз топочной камеры.

Полная площадь поверхности стен топки , , вычисляется как сумма плоскостей, ограничивающих объем топочной камеры:



Согласно чертежу:

Площадь поверхности стен топки:





;

В итоге:



Объем топочной камеры , :



Значение объёма топочной камеры определяет величину расчетного теплонапряжения топочного объема, кВт/



Эффективная толщина излучающего слоя топки, м:



4.2 Расчет теплообмена в топке

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

Принимаем температуру газов на выходе из топки при сжигании мазута 1200 .

Полезное тепловыделение в топочной камере , кДж/кг:



Теплота поступающего в топочную камеру воздуха складывается из энтальпии горячего воздуха, определяемой при температуре и относительном избытке воздуха и энтальпии присосов холодного воздуха:









Значению Q_т=H_a соответствует теоретическая температура продуктов сгорания в топке T_a=273+2104,8=2377,8 К

Основной радиационной характеристикой продуктов сгорания служит критерий поглощательной способности (критерий Бугера):



Где k - коэффициент поглощения среды, 1/(м МПа);

p давление в топочной камере, МПа,(принимается

эффективная толщина излучающего слоя топочной камеры, м.

Коэффициент поглощения лучей газовой фазой продуктов сгорания :



где абсолютная темепературв газов на выходе из топки, К;

объемная доля трехатомных газов;



При сжигании жидких и газообразных топлив коэффициент поглощения топочной среды определяется по формуле:



где коэффициент ослабления лучей сажистыми частицами, образующимися в ядре факела при сжигании мазута и газа:







По найденному значению Bu определяют эффективное значение критерия Бугера :



Учет положения пылеугольного факела в камерной топке осуществляется с помощью эмпирического параметра M. При сжигании газа и мазута:



Значение характеризует относительную высоту положения зоны максимальных температур в топке. Для большинства видов топлив максимум температур по высоте топки практически совпадает с уровнем расположения горелок, тогда:



Где h_г – высота размещения горелок от пода топки;

h_т – высота топочной камеры.

При расположении горелок в 2 яруса по высоте за h_г берется средняя высота ( при одинаковой теплопроизводительности ).







Коэффициент тепловой эффективности экрана:



Где – коэффициент условного загрязнения, принимается по таблице 6.1.[1];

- угловой коэффициент экрана, который рассчитывается по следующей формуле;



Где s/d – относительный шаг труб настенного экрана.



Коэффициент тепловой эффективности для всех экранов, кроме потолка топки:





средняя суммарная теплоемкость продуктов сгорания 1 кг или 1 топлива:


Где энтальпия продуктов сгорания топлива, кДж/кг на выходе из топки, определяемая по и :





Температура газов на выходе из топки:





Т.к. найденная температура газов на выходе из топки отличается от принятой ранее не более, чем на ±100, то повторный расчет не нужен:

По найденной температуре газов на выходе из топки определяется по таблице 2.3 в колонке при соответствующая энтальпия газов



Общее количество теплоты, переданное излучением от газов к поверхности, определяется разностью между полезным тепловыделением в зоне горения и энтальпией газов на выходе из топки, кДж/кг:



Среднее тепловое напряжение экранов топки (воспринятый тепловой поток), кВт/ :



где степень экранирования топки,





5.РАСЧЕТ КОНВЕКТИВНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ НАГРЕВА

Расчет конвективных поверхностей нагрева базируется на совместном решении системы уравнений теплового баланса и уравнения теплообмена.

Расчет начинается с составления уравнения теплового баланса. В уравнении теплового баланса количество тепла, отданное дымовыми газами, приравнивается количеству тепла, воспринятому обогреваемой среды.

Тепло, отданное газами рассчитываемой поверхности , кДж/кг:



где коэффицент сохранения тепла;

энтальпии газов на входе в поверхность нагреваи выходе из нее (таблица 2.3) кДж/кг;

присос воздуха в газоход;

энтальпия теоретически необходимого количества присасываемого воздуха, определяется для всех газоходах по температуре присасываемого воздуха ;

Уравнение теплообмена:



где тепло, воспринятое поверхностью конвекцией и межтрубным излучением, отнесенное к 1 кг топлива, кДж/кг;

коэффициент теплопередачи, отнесенный к расчетной поверхности нагрева, Вт/( К);

температурный напор, К;

расчетный расход топлива,кг/с;

расчетная поверхность нагрева,

5.1 Поверочный расчет фестона.

Задачей поверочного расчета является определение температуры газов за фестоном при заданных конструкциях размерах и характеристиках поверхности нагрева, а также известной температуре газов перед фестоном, т.е. на выходе из топки.

Определяем конструктивные характеристики поверхности нагрева:



Принимаем2 температуры газов на выходе из фестона:

= .

=900 .

Значение энтальпий и определяем интерполяцией по таблице 2.3:







1)Тепло, отданное газами рассчитываемой поверхности , кДж/кг:





2) Средняя температура продуктов сгорания в газоходе, :





3) Температурный напор, :





4) Расчетная скорость дымовых газов, м/с:

Живое сечение для прохода газов:



Где a и b – размеры газохода во входном сечении , м;





Z₁ – число ширм по ширине газохода;



d –наружный диаметр труб ширм, м.









Коэффициент теплоотдачи конвекцией при поперечном омывании шахматных гладкотрубных пучков, Вт/( К)(определяем по номограмме 8):





5) Степень черноты потока газа :



здесь суммарная оптическая толщина для продуктов сгорания ( .

Суммарная оптическая толщина запыленного газового потока:



Эффективная толщина излучающего слоя ограниченного со всех сторон газового объема на ограждающие поверхности, м:



Коэффициент поглощения лучей газовой фазой продуктов сгорания:













7) Коэффициент теплоотдачи излучением для незапыленного потока (продукты сгорания газообразных и жидких топлив), Вт/( К):



где степень черноты потока газа при температуре на выходе;





Коэффициент теплоотдачиот газов к стенке трубы, Вт/( К):

Вт/( К);

Вт/( К);

9)Коэффициент теплопередачи, Вт/( К):





10)Тепло воспринятое поверхностью конвекцией и межтрубным излучением :

F=11,008м²





Строим график Q-t и по пересечению графиков определяем:



Температура прод. сгорания на выходе: =995⁰С

Энтальпия прод. сгорания на выходе из поверхности: