Тепловой расчет котла 160-140 ГМ. Пояснительная записка ТГТУ.140106.007.ТЭ-ПЗ. Поверочный тепловой расчет парового котла

• Название: Поверочный тепловой расчет парового котла
• Анкор: Тепловой расчет котла 160-140 ГМ
• Дата: 14.12.2021
• Размер: 1.62 Mb.
• Имя файла: Пояснительная записка ТГТУ.140106.007.ТЭ-ПЗ.docx
• Тип: Пояснительная записка; #302839
• страница: 4 из 8

2.6. Расчет регенеративного воздухоподогревателя

Расчет этого пункта по .

1) Энтальпия уходящих газов.

.

Температура уходящих газов: .

Температуры воздуха на входе и на выходе и

3) Тепловосприятие от омывающих газов.

, (2.72)

где – энтальпия газов на входе.

.

4) Энтальпия воздуха на входе.

(2.73)



5) Тепловосприятие поверхности РВП от газа.

, (2.74)

где – средний тепловой поток в поверхность РВП; – площадь по горячей части РВП.

,

где – коэффициент теплопроводности.

. (2.75)

Скорость газов и скорость воздуха:

(2.76)



и

,

,



(2.77)



8) Относительное расхождение



Т.к. :



9) Удельное тепловосприятие по газовой стороне

(2.78)

.

10) Энтальпия продуктов сгорания



Следовательно, температура уходящих газов



Температура отличается от принятой при составлении уравнения теплового баланса не более чем на ±40 ºС: ^"_г=140 °С, _ух=150 °С, следовательно, расчет считаем оконченным.

3. Аэродинамический расчет котлоагрегата

3.1 Расчет газового тракта

Цель аэродинамического расчета – выбор тягодутьевых машин на основе их производительности и перепада давлений в газовом и воздушном трактах.

Сопротивление газового тракта котельного агрегата с уравновешенной тягой складывается из сопротивления поверхности нагрева, расположенных в газоходах, местных сопротивлений, сопротивления трения при движении в газоходах как в пределах парогенератора, так и вне его, самотяги.

На рис. 3.1 представлена схема газовоздушного тракта (где сопротивления газового тракта).



Рисунок 3.1 – Схема газовоздушного тракта

1 – топочная камера; 2 – ступени пароперегревателя;;

3 – регенеративный воздухоподогреватель; 4– дымосос; 5 – дымовая труба

Аэродинамический расчет газового тракта котла начинается с выбора разрежения в верхней части топки . Обычно разрежение составляет 2–4 мм вод. ст., примем

3.1.1. Сопротивление конвективного пароперегревателя

Сопротивление конвективного пароперегревателя считается по формуле:

, (3.1)

где ξ – коэффициент сопротивления; h_д – динамическое давление, мм. вод. ст., определяем по [10, 11] (при средних значениях скорости и температуры газов в поверхности: вод. ст.).

Коэффициент сопротивления гладкотрубного коридорного пучка определяется из выражения:

(3.2)

где – количество рядов труб по глубине пучка; – коэффициент сопротивления, отнесенный к одному ряду пучка.

Коэффициент сопротивления зависит от отношения

(3.3)

(3.4)

где – шаг труб по ширине пучка, мм; – шаг труб по глубине пучка, мм; d_н – наружный диаметр труб, мм, .а так же от числа Re. Так как и , величина будет определяться по формуле:

(3.5)

где величины определяются по [10, 11]: .

Следовательно,







3.1.3. Сопротивление регенеративного воздухоподогревателя

Сопротивление регенеративных воздухоподогревателей, Па, можно подсчитать по общей формуле:



где k – поправочный коэффициент, учитывающий сопротивление входа в канал набивки и выхода из них, а так же изменение скорости в крышке воздухоподогревателя, k=1;

λ – коэффициент сопротивления трения в канале, λ = 0,2; l – величина набивки воздухоподогревателя, l = 76 м; d_э – эквивалентный диаметр, (d_э = 9,6 м); h_д – динамический напор, h_д = 6,5 Па, значение которого определяется по скорости ω_г, м/с, и средней температуре газов , °С в регенеративном воздухоподогревателе [10,11].



3.1.4. Расчет сопротивления газохода

Суммарное сопротивление на произвольном участке газового тракта складывается из суммы местных сопротивлений и сопротивлений трения:



где – сумма местных сопротивлений мм вод. ст.; Δh_тр – сопротивление трения, мм вод. ст.

Произвольное местное сопротивление рассчитывается по формуле:



где – величина коэффициента местного сопротивления, принимается в зависимости от типа местного сопротивления.

Динамическое давление для первого местного сопротивления будет определяться в зависимости от средней скорости газов и температуры в поворотной камере:

(3.11)

Динамическое давление для остальных местных сопротивлений будет определяться по температуре уходящих газов и скорости газов [10, 11].

Тогда местные сопротивления:

сопротивление поворота на 90° в поворотной камере:

Δh_м1 = 2·0,44 = 0,88 мм вод. ст.,

сопротивление поворота на 90° на выходе из нисходящего газохода:

Δh_м2 = 2·1,5 = 3 мм вод. ст.,

сопротивление поворота на 90° до и после воздухоподогревателя:

Δh_м3 = 2·3,2 = 6,4 мм вод. ст.,

сопротивление поворота на 45° перед дымососом:

Δh_м4 = 0,5·3,2 = 1,6 мм вод. ст.,

сопротивление поворота на 45° за дымососом:

Δh_м5 = 0,5·3,2 = 1,6 мм вод. ст.,

сопротивление входа в дымовую трубу:

Δh_м6 = 1,4·3,2 = 4,61 мм вод. ст.

Найденные местные сопротивления суммируем для двух участков:



Сопротивление трения в i – том участке газохода, мм вод. ст., определяется по формуле:



где λ – коэффициент трения, принимаем λ = 0,03; l – длинна участка газохода, м; d_э – эквивалентный диаметр газохода, принимаем d_э = 3 м [10, 11].

Длины участков газохода котла можно ориентировочно можно определить по формулам:



где – заданная производительность котла, кг/с.







Длина участка «воздухоподогреватель – дымосос» определяется ориентировочно по формуле:





На участке 3 температура газов принимается равной температуре газов у дымососа:

(3.16)

где – коэффициент избытка воздуха уходящих газов; – температура уходящих газов.

Тогда температура перед дымососом:



Динамический напор на участке от дымососа до дымовой трубы по температуре и скорости: h_д=10 мм вод. ст.

Тогда сопротивление трения:





Сопротивление газохода:



3.1.5. Расчет сопротивления дымовой трубы

Суммарное сопротивление дымовой трубы складывается из сопротивления трения , мм вод. ст., и потери давления с выходной скоростью , мм вод. ст.:



Сопротивления трения определятся по формуле:



где λ – коэффициент сопротивления трения; i = 0,02 – величина среднего уклона дымовой трубы [10,11].

Внутренний диаметр дымовой трубы на выходе определяется как:



где – расход дымовых газов через трубу, м³/ч; ω₀ – скорость газов в выходном сечении трубы [10,11].

Расход дымовых газов через трубу, м³/с, определяется из условия использования одной дымовой трубы на четыре котла:



где – расчетный расход топлива, кг/с; – объем уходящих газов, м³/с; – температура газов перед дымососом, °С.



Тогда диаметр трубы:



Высоту дымовой трубы H_дт выбираем из унифицированного ряда типоразмеров дымовых труб в зависимости от внутреннего диаметра на выходе из трубы: H_дт = 150 м [10, 11].

Динамическое давление для расчета сопротивления дымовой трубы определяется по принятой скорости газов на выходе из трубы ω₀, м/с, и температуре уходящих газов у дымососа, , °С: h_д = 11,6 мм вод. ст.

Тогда сопротивление трения



Потеря давления с выходной скоростью определяется по формуле:



где – коэффициент сопротивления.

Величину коэффициента сопротивления принимаем =1 [10,11], тогда



Суммарное сопротивление дымовой трубы



3.1.6. Расчет перепада полных давлений по газовому тракту

Сумма сопротивлений на всех участках подсчитывается по выражению:



где Δh_шпп – аэродинамическое сопротивление ширмового пароперегревателя, мм вод. ст; Δh_кпп – аэродинамическое сопротивление конвективного пароперегревателя, мм вод. ст; Δh_взп – аэродинамическое сопротивление воздухоподогревателя, мм вод. ст; – сопротивление газохода на участке топка - дымосос, мм вод. ст.; – сопротивление дымовой трубы, , мм вод. ст.



Перепад полных давлений по газовому тракту, мм вод. ст:



где – разрежение на выходе из топки, мм вод. ст; – суммарное сопротивление газового тракта, мм вод. ст; – суммарная самотяга котельной установки, мм вод. ст.



3.1.7. Выбор типоразмера дымососа. Определение его производительности,