Поверочный тепловой расчет котла ДЕ-25-14

Содержание

1Общие сведения о котлах типа ДЕ
2Основные контуры естественной циркуляции котла ДЕ-25-14 ГМ
3Тепловой расчёт парового котла ДЕ-25-14 ГМ
3.1Исходные данные для расчёта
3.2Определение присосов воздуха
3.3Расчёт объёмов воздуха и продуктов сгорания
3.4Расчёт теплового баланса котельного агрегата и расхода топлива
3.5Расчет конструктивных характеристик топки
3.6Расчет теплообмена в топке
3.7Расчёт первого конвективного пучка
3.8Расчёт второго конвективного пучка
3.9Расчёт экономайзера
3.10Расчёт невязки теплового баланса
Список использованных источников

Поверочный тепловой расчет котла ДЕ-25-14

24977,44
30320,69
32818,43
2152,96
34067,31
2232,30
36565,05
2390,96
39062,79
2549,62
1800
26564,09
32333,59
34990,00
2171,57
36318,20
2250,90
38974,61
2409,56
41631,02
2568,23
1900
28199,40
34367,40
37187,34
2197,34
38597,31
2279,11
41417,25
2442,64
44237,19
2606,17
2000
29824,98
36392,03
39374,53
2187,19
40865,78
2268,47
43848,28
2431,03
46830,77
2593,58
2100
31528,43
38440,89
41593,73
2219,21
43170,15
2304,38
46323,00
2474,72
49475,84
2645,07
2200
33085,87
40496,31
43804,90
2211,16
45459,19
2289,04
48767,78
2444,78
52076,36
2600,52
Тепловой баланс составляем в расчёте на 1 м3 топлива с располагаемой теплотой сгорания Qрр. При определении Qрр учитываем предварительный подогрев воздуха в паровом калорифере.
3.4 Расчёт теплового баланса котельного агрегата и расхода топлива
Таблица Тепловой расчёт парового котла ДЕ-25-14 ГМ‑7
Наименование
Обозначение
Расчетная формула или способ определения
Единица
Расчет
Располагаемая теплота сгорания топлива
Qрр
Qрн + Qв.н ,
где
кДж/м3
36700+1·(50)=36750
Потеря теплоты от химической неполноты сгорания топлива
q3
Табл. 4−5 [2]
%
0,5
Потеря теплоты от механической неполноты сгорания топлива
q4
Табл. 4−5 [2]
%
Температура уходящих газов
ух
По выбору, табл. 1−3 [2]
С
150
Энтальпия уходящих газов
Iух
По I− таблице
кДж/ м3
1985,52
Температура воздуха в котельной
tх.в.
По выбору
С
30
Теоретическая энтальпия воздуха в котельной
I0х.в.
По I− таблице
кДж/ м3
39·9,734=379,63
Потеря теплоты с уходящими газами
q2
%
Потеря теплоты от наружного охлаждения
q5
По рис. 3−1 [2]
%
1,3
Сумма тепловых потерь
Σq
q5 + q4 + q3 + q2
%
1,3+ 0 + 0,5 +4 = 5,8
КПД котла
ка
100 - Σq
%
100 – 7,06 = 94,2
Коэффициент сохранения теплоты
φ
−
Паропроизводительность котла
D
По заданию
кг/с
6,94
Давление пара в барабане
рб
р∙1,1
МПа
1,1
Температура пара
tпп
По заданию
С
185
Температура питательной воды
tпв
По заданию
С
100
Энтальпия насыщенного пара
iпп
Табл. VI−8 [2]
кДж/ м3
2780,4
Энтальпия питательной воды
iпв
Табл. VI−6 [2]
кДж/ м3
419,8
Значение продувки
р
По выбору
%
3
Энтальпия воды (рб, tн)
iкип
Табл. VI−7 [2]
кДж/ м3
781,1
Полезно использованная теплота
Qпол
D(iпп – iпв) + 0,01D(iкип – iпв)p
кВт
Полный расход топлива
В
м3/с
Расчётный расход топлива
Вр
В∙0,01∙(100 – q4)
м3/с
0,475∙0,01∙(100 -0) = 0,475
3.5 Расчет конструктивных характеристик топки
По конструктивным размерам принимаем активный объем топочной камеры Vт = 29 м3. Допустимое тепловое напряжение объема топки, в соответствии с табл. 4−5[2], равно qV = 700 кВт/м3
Таблица Тепловой расчёт парового котла ДЕ-25-14 ГМ‑8
Величина
Единица
Расчёт
Наименование
обозна-
чение
Расчётная формула или способ определения
Активный объём топки
VТ
По конструктивным
размерам
м3
29
Тепловое напря-жение топки
расчётное

qV
кВт/м3

допустимое
qV
По табл. 4-3
кВт/м3
700
Количество горелок
n
По паспортным данным
Шт.
1
Теплопроизво-дительность горелки
QГ
1,25··10-3
МВт
Тип горелки
-
По паспортным данным
-
ВНИИМТ
3.6 Расчет теплообмена в топке
Топка котла ДЕ-25-14-225 полностью экранирована трубами диаметром 51 мм с толщиной стенки 2,5 мм и шагом 55 мм. По конструктивным размерам топки рассчитываем полную площадь ее стен и площадь лучевоспринимающей поверхности топки. По конструктивным размерам и характеристикам топки выполняем поверочный расчет теплообмена в топке. Расчет производится методом последовательных приближений. При этом учитываем что вся площадь лучевоспринимающей поверхности открытая.
Таблица Тепловой расчёт парового котла ДЕ-25-14 ГМ‑9
Величина
Обозначение
Расчетная формула или способ определения
Единица
Расчет
Суммарная площадь лучевоспр. поверхности
Нл
по конструктивным характеристикам
м2
60,46
Площадь лучев. поверхности открытых экранов
Нл.откр
по конструктивным характеристикам
м2
60,46
Полная площадь стен топки и камеры догорания
Fст
по конструктивным размерам
м2
64,22
Коэф. тепловой эффект-ти лучевосп. поверхности
Ψср
−
Эффективная толщина излуч. слоя пламени
s
м
Полная высота топки
Hт
по конструктивным размерам
м
2,4
Высота расположения горелки
hт
по конструктивным размерам
м
1,8
Относительный уровень расположения горелок
xт
−
Параметр, учитыв. характер распределения т-ры в топке
M
−
Коэф. избытка воздуха на выходе из топки
αт
Табл. 1−1
−
1,1
Присос воздуха в топке
Δαт
Табл. 2−2 [2]
−
0,1
Температура подаваемого воздуха
tгв
По выбору
С
30
Энтальпия подаваемого воздуха
I0гв
по iυ таблице
кДж/ м3
379,63
Температура воздуха в помещении котельной
t хв
По выбору
С
30
Энтальпия присосов воздуха
I0прс
Табл. 1−3
кДж/ м3
379,6
Кол-во теплоты, вносимое в топку воздухом
Qв
кДж/ м3
379,63 (1,1 − 0,1) + 379,6∙0,1 =383,43
Полезное тепловыделение в топке
Qт
кДж/ м3
Адиабатическая температура горения
а
по iυ таблице
С
1889
Температура газов на выходе из топки
т
По выбору, табл. 5−3 [2]
С
1000
Энтальпия газов на выходе из топки
Iт
по iυ таблице
кДж/ м3
18169,96
Средняя суммарная теплоем. продуктов сгорания
Vccp
Объемная доля:
Водяных паров
Трехатомных газов
Табл. 1−2
Табл. 1−2
−
−
0,185
0,087
Суммарная объемная доля трехатомных газов
rn
Табл.1-2
−
0,27
Произведение
prns
мМПа
Коэф. ослабления лучей:
трехатомными газами
золовыми частицами
частицами кокса
kг
kзл
kкокс
Рис. 5−5 [2]
Рис. 5−6 [2]
Стр. 32 [2]
1/
мМПа
3
Безразмерные параметры
χ1
χ2
Стр. 31 [2]
Стр. 31 [2]
−
−
-
-
Коэф. ослабления лучей топочной средой
k
1/ мМПа
Суммарная сила поглощения топочного объема
kps
kps
−
2,045·0,1·1,63=0,33
Степень черноты факела
aф
1 − е− kps
−
1 − е−0,326 = 0,283
Степень черноты топки
aт
-
Тепловая нагрузка стен топки
qF
кВт/м2
Температура газов на выходе из топки
т
Рис. 5−8 [2]
С
907,84
Энтальпия газов на выходе из топки
Iт
по iυ таблице
кДж/ м3
16320
Общее тепловосприятие топки
Qлт
φ(Qт − Iт)
кДж/ м3
0,986·(36950-16320)=
=20340
Средняя тепловая нагрузка лучевосп. поверхности топки
qсрл
кВт/м3
3.7 Расчёт первого конвективного пучка
Таблица Тепловой расчёт парового котла ДЕ-25-14 ГМ‑10
Величина
Единица
Расчёт
Наименование
Обозначение
Расчётная формула или способ определения
Площадь поверхности нагрева.
Н
По конструктивным размерам
м2
16,36
Площадь поверхности труб
По конструктивным размерам
16,36
Диаметр труб
d
По конструктивным размерам
мм
51х2,5
Относительный шаг труб
поперечный
продольный
s1/d
s2/d
По конструктивным размерам
-
2,157
1,765
Площадь живого сечения для прохода газов
F
По конструктивным размерам
м2
1,245
Эффективная толщина излучающего слоя
s
м
0,18
Температура газов перед 1-м конвективным пучком
υ’
Из расчёта топки
°С
907,84
Энтальпия газов перед 1-м конвективным пучком
I’
Из расчёта топки
кДж/кг
16320
Температура газов за 1-м конвективным пучком
υ’’
По предварительному выбору
°С
800
Энтальпия газов за 1-м конвективным пучком
I’’
по iυ таблице
кДж/кг
14738,97
Количество теплоты отданное 1-му конвективному пучку
Q1п
φ·(I’-I’’)
кДж/кг
0,986(16320-14738,97)=1559
Температура кипения при давлении в барабане
tкип
по таблице
°С
185
Средняя температура газов
υср
0,5·( υ’+ υ’’)
°С
0,5·(907,84+800)=853,92
Средний температурный напор
Δt
υср-tкип
°С
853,92-185=668,92
Средняя скорость газов
ω
м/с
19,135
Коэффициент теплоотдачи конвекцией
αк
по рис. 6-5 [2]
кВт/м2·к
78,98
Суммарнвя поглощательная способность трёхатомных газов
prns
prns
м·МПа
0,1·0,266·0,18=0,0048
Суммарная оптическая толщина запылённого газового потока
k·p·s
(kг·rn+kэл·μэл)·p·s
-
2,045·0,1·0,18=0,037
Степень черноты излучающей среды
a
по рис. 5.4 или по формуле 5.22 [2]
Температура загрязнённой стенки трубы
tст
tкип+Δt
°C
185+25=210
Коэффициент теплоотдачи излучением
αл
По рис. 6-11 (αл=αн·α)
Вт/м2·К
118·0,036=5,48
Коэффициент использования поверхности нагрева
ξ
По § 6-2 [2]
-
1
Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке
α1
ξ·(αк+αл)
Вт/м2·к
78,989+5,48=84,47
Коэффициент тепловой эффективности поверхности
ψ
Таблица 6-2 [2]
м2·К/Вт
0,8
Коэффициент теплопередачи
k
α1·ψ
Вт/м2·К
84,47·0,8=67,58
Тепловосприятие 1-го конвективного пучка
Qк1
кДж/кг
1557
Расхождение расчётных тепловосприятий
ΔQ
%
3.8 Расчёт второго конвективного пучка
Таблица Тепловой расчёт парового котла ДЕ-25-14 ГМ‑11
Величина
Единица
Расчёт
Наименование
Обозначение
Расчётная формула или способ определения
Площадь поверхности нагрева.
Н
По конструктивным размерам