Теплогенератор (часть 1)

Оглавление
Введение
1. ЗАДАНИЕ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ВЫБОР ИСХОДНЫХ ДАННЫХ ДЛЯ ТЕПЛОВОГО РАСЧЕТА
1.1 Расчетное здание
1.2 Предварительный выбор хвостовых поверхностей нагрева. Определение температуры уходящих газов
1.3 Составление схемы парогенератора
2. ТОПЛИВО. ВОЗДУХ. ПРОДУКТЫ СГОРАНИЯ
2.1 Основные характеристики топлива
2.2 Выбор коэффициента избытка воздуха и присосов в газоходах котельного агрегата
2.3 Расчет объемов воздуха и продуктов сгорания топлива
2.4 Энтальпия воздуха и продуктов сгорания
3. ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС ПАРОГЕНЕРАТОРА
4.РАСЧЕТ ТОПОЧНОЙ КАМЕРЫ
4.1.Основные конструктивные и тепловые характеристики топки
4.2. Лучевоспринимающая поверхность топки
4.3.Расчет теплообмена в топке
4.3.1Полезное тепловыделение в топке.
4.3.2 Учет характера распределения температуры в топке
4.3.3 Степень черноты факела
4.3.4 Определение температуры газов на выходе из топки
4.3.5 Проверка правильности определения и ее соответствия условиям эксплуатации
5.1 РАСЧЕТ КОНВЕКТИВНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ НАГРЕВА
5.1. Определение конструктивных характеристик и расчетной скорости продуктов сгорания
5.2. Определение коэффициента теплопередачи
5.3 Определение температурного напора.
6. РАСЧЕТ ХВОСТОВЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ НАГРЕВА
6.1 Расчет водяного экономайзера
7. СВОДНАЯ ТАБЛИЦА ТЕПЛОВОГО РАСЧЕТА И РАСЧЕТНАЯ НЕВЯЗКА ТЕПЛОВОГО БАЛАНСА
ЛИТЕРАТУРА

5.1). Так найденная температура равна 553°С и отличается от предварительно принятой на 53°С, то для завершения расчета пересчитаем Qт по найденной температуре.
Qт = 8237,8 кДж/кг.
Рис.5.1 Графическое определение расчетной температуры
6. РАСЧЕТ ХВОСТОВЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ НАГРЕВА
В соответствии с предварительным выбором хвостовых поверхностей нагрева / § 1.7 / их расчет и компоновка должны быть увязаны с конструктивными характеристиками парогенератора и существующих хвостовых поверхностей.
6.1 Расчет водяного экономайзера
Экономайзер предназначен для предварительного подогрева питательной воды после деаэратора. Для котлов малой и средней мощности, работающих при давлении менее 2,4 МПа, применяются, как правило, чугунные не кипящие экономайзеры. Расчет экономайзера сводится к увязыванию 4-х уравнений:
Количество теплоты, которым могут располагать газы
(3)
2) Количество теплоты, отданной газами
(4)
3) Количество теплоты по уравнению теплопередачи

4) Количество теплоты по рабочему телу
где - количество воды, удаляемой из котла между продувкой, кг/ч, при тепловом расчете принимается равной 3 % от паропроизводительности котла;
- теплосодержание воды за деаэратором, на входе в экономайзер;
- теплосодержание нагретой в экономайзере воды.
Расчет экономайзера ведется конструктивно в следующей последовательности:
1. Предварительно принять конструктивные характеристики ребристой трубы (длина – l, диаметр – dтр, живое сечение – Fтр, поверхность нагрева - Hтр).
2. По уравнению теплового баланса определить количество теплоты, которое должны отдать продукты сгорания.
3. Приравнивая тепло отданное продуктами сгорания теплу, воспринятому водой в водяном экономайзере, определить энтальпию воды после экономайзера.
(7)
Температура воды на выходе из чугунного экономайзера по условиям надежности его работы должна быть на 25 40 0С ниже температуры насыщения в барабане котла.
4. Определить температурный напор экономайзера.
5. Определить коэффициент теплопередачи:
Для чугунных экономайзеров К=Кн С0 определяется из номограммы 20 [1], рис.6.9 [2] в зависимости от скорости газов Wr и их средней температуры . Рекомендуемая скорость газов должна быть в пределах 6 – 9 м/с при номинальной паропроизводительности парогенератора и уточняется расчетом.
Для обеспечения такой скорости рекомендуется число трубок в одном ряду z1 принимать предварительно от 3 до 10 шт. Тогда живое сечение
где - живое сечение 1 трубы экономайзера, принимается из справочной литературы.
6. Определить поверхность нагрева водяного экономайзера
(8)
По полученной поверхности нагрева экономайзера окончательно установить его конструктивные характеристики.
Общее число
(9)
число рядов труб
(10)
где - число труб в одном ряду.
Расчетные значения , , округляются конструктивно до целых чисел . Действительная поверхность нагрева
должна отличаться от расчетной не более чем на 2%.
Расчет производиться в табличном виде (таблица 6.1)
Таблица 6.1
Расчет водяного экономайзера ϑ' температура газовна входе принимается навыходе из КП 553 0С ϑ '' температура газовна выходе задается впункте 1.1 130 0С Qл общее тепловосприятие топки таблица 4.2 18506,8 кДж/кг Qкп тепло, воспринятоеконвективной поверхностью таблица 5.1 8237,8 кДж/кг Qрр располагаемая теплота таблица 3.1 37494,6 кДж/кг ηка КПД агрегата таблица 3.1 92,858 кДж/кг Qэк количество теплоты,которыммогут располагать газы формула 3 8072,1 кДж/кг φ коэффициентсохранения теплоты таблица 3.1 0,9823 I' энтальпия на входев экономайзер таблица 2.3 10419,4 кДж/кг I'' энтальпия на выходеиз экономайзера таблица 2.3 2337,6 кДж/кг Iпрс0 энтальпия присасываемоговоздуха таблица 3.1 394,4 кДж/кг ∆α присос воздуха вэкономайзер таблица 2.1 0,10 Qг кличество теплоты, отданнойгазами формула 4 7977,5 кДж/кг ∆Q невязка 100*(Qэк-Qг)/Qрр 0,252 % iэк" теплосодержание водынагретой в экономайзере формула 7 948,8 кДж/кг Вр расчетный расходтоплива таблица 3.1 684,09 м3/ч D паропроизводительность котла пункт 1.1 10000 кг/ч G продувка 3 % от паропроизводительности 300 кг/ч iэк' теплосодержание водыза деаэратором   419 кДж/кг ϑ ср средняя температура потока (ϑ'+ ϑ'')/2 341,5 0С Тср средняя температура потока ϑр+273 614,5 К Fэк живое сечение конструктивно 1,84 м2 VГ полный объем продуктовсгорания в экономайзере таблица 2.2 13,102 м3/м3 ωг средняя скорость газов формула 7-21* [1] 3,05 м/сек К коэффициент теплопередачи   16,3 кДж/кг ч 0С ∆t температурный напордля противопотока формула 7-75 [1] 292,5 0С Нэк поверхность нагреваводяного экономайзера формула 8 1144,6 м2 Hтр поверхность нагревас газовой стороны конструктивно 4,49 м2 z общее число труб формула 9 254,9 z1 число труб в одном ряду исходя из предварительного выбора 10 z2 число рядов труб формула 10 25,5 z' общее число труб округление z 255 z'1 число труб в одном ряду z1 10 z'2 число рядов труб округление z2 26 H'тр поверхность нагревас газовой стороны Hтр*z' 1144,95 невязка ∆Н= 0,99969
7. СВОДНАЯ ТАБЛИЦА ТЕПЛОВОГО РАСЧЕТА И РАСЧЕТНАЯ НЕВЯЗКА ТЕПЛОВОГО БАЛАНСА
В результате теплового расчета парогенератора определяют температуру уходящих газов.
Если расчетная температура уходящих газов отличается от принятой в начале расчета не более чем на 100С, то расчет теплообмена в парогенераторе считается законченным, а найденные температуры – окончательными.
После уточнения балансовых величин составляют сводную таблицу теплового расчета (таблица 7.1). По данным сводной таблицы находят расчетную невязку теплового баланса парогенератора
(11)
Значение невязки при правильно выполненном расчете не должно превышать 0,5 %.
Таблица 9.1
Сводная таблица теплового расчета котла
Наименование Обозначение Расчетное значение Единицыизмерения Тепловой баланс Располагаемая теплота 37494,6 кДж/кг Температура уходящих газов νyx 130 0С Потеря теплоты с уходящими газами q2 4,972 % КПД котла ηКА 92,858 % Расход топлива В 684,09 м3/ч Топка Теплота, вносимая воздухом QВ 433,8 кДж/кг Полезное тепловыделение QПТ 37307,1 кДж/кг Температура газов на выходе 1000 0С Тепловосприятие 18506,8 кДж/кг Энтальпия газов на выходе 18466,8 кДж/кг Конвективные поверхности нагрева Т-ра газов на входе 1000 0С Т-ра газов на выходе 553 0С Энтальпия газов на входе I' 18466,8 кДж/кг Энтальпия газов на выходе I" 10419,4 кДж/кг Тепловосприятие поверхности нагрева Q 8237,8 кДж/кг
Находим расчетную невязку:
∆Q 0,036 (∆Q/Qрр)*100 0,0001
ЛИТЕРАТУРА
1.Тепловой расчет котельных агрегатов. Нормативный метод. – М.: Энергия, 1973.-295с.
2. Эстеркин Р.И. Котельные установки: курсовое и дипломное проектирование. - Л.: Энергоатомиздат, 1989.-279с.
3. Частухин В.И. Тепловой расчет промышленных парогенераторов.- Киев: Вища школа, 1980.-184с.
4. Котлы малой и средней мощности и топочные устройства. Каталог-справочник.- М.: НИИЭ ИНФОРМЭНЕРГОМАШ,1983.-200с.
5. Либерман Н.Б., Няньковская М.Т. Справочник по проектированию котельных установок систем централизованного теплоснабжения.- М.: Энергия, 1979. – 224с.
6. Гусев Ю.Л. Основы проектирования котельных установок. - М.: Стройиздат, 1973.- 248с.
7. Бузников Е.Ф. Роддатис К.Ф. Производственные и отопительные котельные. – М.: Энергия, 1984. – 230 с.
8. СНиП II-35-76. Котельные установки. Нормы проектирования.
9. Александров В.Г. Паровые котлы средней и малой мощности. Изд. 2-е, перераб. и доп. – Л.: Энергия, 1972. - 200с.
10. Щеголев М.М., Гусев Ю.Л., Иванова М.С. Котельные установки. Изд. 2-е, перераб. и доп. – М: Стройиздат, 1972. – 384 с.
11. Зах Р.Г. Котельные установки. – М: Энергия, 1968. – 352 с.
12. Борщов Д.Я. Чугунные секционные котлы в коммунальном хозяйстве. – М.: Стройиздат, 1977. – 248 с.
13. Онищенко Н.П. Охрана труда при эксплуатации котельных установок. – М.: Стройиздат, 1991. – 339 с.
14. Делягин Г.Н., Лебедев В.Н., Пермяков Б.А. Теплогенерирующие установки: Учебник для ВУЗов. – М.: Стройизда, 1986. – 559 с.
15. Роддатис К.Ф. Котельные установки. Учебн. пособие для вузов. – М.: Энергия, 1977 – 432 с.
36
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.