продолжительность межпромывочного периода работы испарительных труб котла. продолжительность межпромывочного периода работы испарительных т. Практическая работа 1. Вариант 4 Цель расчета
 Скачать 424.05 Kb.
|
|
Практическая работа №1 Выполнил: . Вариант 4 Цель расчета: определить продолжительность межпромывочного периода работы испарительных труб котла в условиях образования внутритрубных отложений указанных веществ исходя из: достижения температурой наружной поверхности труб предельного значения по условиям окалинообразования (для стали марки ст20  );снижение прочностных характеристик труб с ростом температуры и утонения стенки из-за коррозионных процессов на наружной и внутренней поверхностях. Меньшее допустимое значение межпромывочного периода этих двух расчетов и будет определять условия надежной работы испарительных труб котла. Исходные данные:
Таб. 1. Исходные данные Рассматривается котел (парогенератор), работающий по двухступенчатой схема испарения без промывки пара.  Рис.1. Двухступенчатая схема испарения. 1 – чистый отсек; 2 – солевой отсек.  Рис.2. Температурный график к расчету температуры экранных труб барабанного котла. ts – температура рабочей среды; tствн, tстср, tстн – температура на внутренней поверхности, в середине стенки трубы и на наружной поверхности соотвественно; δ0, δм – толщина слоя отложений и стенки трубы; wсм – скорость пароводяной смеси в трубе; q – воспринятый тепловой поток. Расчет: 1. Температура наружной стенки трубы определяется по формуле:  где  – отношение наружного диаметра трубы  к внутреннему  ; – коэффициент растечки теплоты (принимается из интервала 0.9 – 0.95); – воспринятый тепловой поток на наружную поверхность трубы, кВт/м2; – толщина стенки трубы и слоя отложений соответственно, м; – коэффициент теплопроводности металла стенки трубы и слоя отложений, кВт/(м2·К); – коэффициент теплопередачи от стенки к обогреваемой среде, кВт/(м2·К).Отсюда находим термическое сопротивление слоя внутритрубных отложений:  Где  Рассчитаем сначала коэффициент теплопроводности для стали 20:  где  – температура стенки в среднем сечении, °С, определяется по формуле: Расчет коэффициента теплопроводности  – итерационный, в первом приближении зададимся значением температуры стенки в среднем сечении   По рассчитанному значению определим    Проведем расчет во втором приближении:   Таким образом, в результате итерационного расчета получаем следующие значения коэффициента теплопроводности и температуры стенки в среднем сечении:  По таблице примем коэффициент теплоотдачи:  .Рассчитаем допустимую величину слоя отложений, учитывая, что коэффициент теплопроводности отложений для Са составляет  :   2. По найденному значению толщины слоя отложений  рассчитаем массу отложений: где  – плотность отложений для Ca.Межпромывочный период определяется по формуле:  Здесь  – средняя скорость роста отложений, которая для Ca определяется следующим образом:  Таким образом, межпромывочный период составляет:  3. Расчет экранных труб на прочность. Минимальная толщина стенки составляет:  где номинальное допустимое напряжение  определяется по температуре стенки в среднем сечении  Номинальная толщина стенки трубы:  Прибавка  учитывает минусовое отклонение по толщине стенки трубы и все виды утонения при изготовлении трубы и составляет: Прибавка  складывается из поправки на коррозию внутренней поверхности трубы  , и поправки на коррозию наружной поверхности трубы  То есть В результате номинальная толщина стенки трубы составит:  Запас на толщину стенки трубы равен:  Так как запас  , то условие прочности экранных труб не выполняется, и разрушение трубы может произойти раньше  . Поэтому необходимо принять величину запаса  и провести обратный расчет с целью определения оптимальных параметров работы экранных труб.4. Обратный расчет из условия прочности экранных труб. Примем, что запас на толщину стенки трубы равен нулю:  В этом случае номинальная толщина стенки составит: Учитывая поправки на утонение, а также на внешнюю и внутреннюю коррозию минимальная толщина стенки будет равна:  С учетом того, что  а  :  Определим допустимое напряжение  : Полученному значению соответствует температура стенки трубы в среднем сечении равная  Для полученного значения температуры рассчитаем коэффициент теплопроводности для стали20: При первичном расчете было принято, что температура наружной поверхности трубок равна максимально допустимой по условиям прочности для заданной марки стали, то есть:  Достижение снижения температуры стенки трубы в среднем сечении при неизменной температуре рабочей среды возможно только при уменьшении наружной температуры трубы. Поэтому необходимо рассчитать температуру наружной стенки при измененной температуре в среднем сечении:   Определим допустимую величину слоя отложений при измененном значении температуры наружной стенки трубы:   Рассчитаем массу отложений кальция:  При неизменном значении скорости роста кальциевых отложений  вычислим величину межпромывочного периода: Анализ результатов работы. Произведен расчет продолжительности межпромывочного периода работы испарительных труб котла при следующем режиме работы: - доля пара во 2-ом отсеке барабана  - доля продувки  - влажность пара  - концентрация примесей в воде солевого отсека  .При данных параметрах работы продолжительность межпромывочного периода составляет  . Но при достижении предельно допустимой температуры наружной стенки трубы  не обеспечивается запас по толщине стенки трубы ( ), что свидетельствует о недопустимости данного режима работы. В связи с этим, был проведен расчет по условиям обеспечения нулевого запаса толщины стенки труб. По результатам этой части расчета температура наружной поверхности труб должна быть не более  , а продолжительность межпромывочного периода составляет  . |