Выполнил: студент гр. ЭТ-52
Осьмаков А.Ф.
Принял: Васильев Б.П.
Белгород 2008
Задание
Рассчитать котельный агрегат на следующих условиях:
1. Паропроизводительность Д, (т/ч) – 68
2. Рабочее давление пара Рраб, (кгс/см2) – 39
3. Температура перегретого пара tпп, 0С – 420
4. Температура питательной воды, 0С – 145
5. Топливо – природный газ из газопровода Карабулак-Грозный
Низшая теплота сгорания Qнс (ккал/м3) – 10950
Теоретическое количество воздуха Vв0 (м3/м3) – 12,21
Объем трехатомных газов VRO2 (м3/м3) - 1,41
Объем азота VN2 (м3/м3) - 9,68
Объем водяных паров V0H2O (м3/м3) – 2,54
6. Присосы воздуха принимаем в соответствии с рекомендациями норм (табл. XVI)
в фестоне ∆αпрф = 0
в паропергревателе ∆αпрпп = 0,03
в водяном экономайзере ∆αпрвэ = 0,05 (в каждой ступени)
в воздухоподогревателе ∆αпрвп = 0,05
7. Коэффициент избытка воздуха в топке αт =1,1
8. Коэффициент избытка воздуха за котлом:
αух = αт+∆αпрф+∆αпрпп+2∆αпрвэ+∆αпрвп=1,1+0+0,03+2∙0,05+0,05=1,28
Таблица №1
| Наименование величины | Vв0 (м3/м3) – 12,21 V0H2O= V0H2O +0,0161∙(α-1)∙Vв0 VRO2 (м3/м3) - 1,41 VГ= VRO2 +VN2 +VH2O +(α-1)∙Vв0 VN2 (м3/м3) - 9,68 V0H2O (м3/м3) – 2,54 | |||||
| Топка, фестон | Паропере-греватель | Вод. эконом. 2 ступень | Вод. эконом. 1 ступень | Воздухо-подогре-ватель | За котлом | |
| Коэф. избытка воздуха за поверхностью | 1,1 | 1,13 | 1,18 | 1,23 | 1,28 | 1,28 |
| Коэф. избытка воздуха средний | 1,1 | 1,115 | 1,155 | 1,215 | 1,255 | 1,280 |
| VH2O | 2,560 | 2,563 | 2,570 | 2,582 | 2,590 | 2,595 |
| VГ | 14,871 | 15,057 | 15,553 | 16,297 | 16,794 | 17,104 |
| r RO2= VRO2 /VГ | 0,095 | 0,094 | 0,091 | 0,087 | 0,084 | 0,082 |
| rH2O= VH2O /VГ | 0,172 | 0,17 | 0,165 | 0,158 | 0,154 | 0,152 |
| rп= VRO2+VH2O | 0,267 | 0,264 | 0,256 | 0,245 | 0,238 | 0,234 |
Таблица №2
Значение энтальпий в зависимости от температур
Iг = Iг0 + Iв0∙(α-1)
| t, оС | Iг, ккал/м3 | Iв0, ккал/м3 | Iг при α=1,1 | Iг при α=1,115 | Iг при α=1,155 | Iг при α=1,215 | Iг при α=1,255 | Iг при α=1,280 |
| № | Наименование | Обозначе-ние | Раз- мер ность | Формула | Расчет |
| Тепловой баланс котельного агрегата | |||||
| 1. | Низшая теплота сгорания топлива | Qнс | 
| задана | |
| 2. | Температура холодного воздуха | tхв |
| п. 5.03 норм | |
| 3. | Теплосодержание холодного воздуха | Iхв |
| по  диаграмме
| 115,8 |
| 4. | Располагаемое тепло топлива | Qрр |
| Qнс +Qввш +Qтл | 10950+0+0=10950 |
| 5. | Температура уходящих газов | νух |
| принимаем | |
| 6. | Теплосодержание уходящих газов | Iух |
| по диаграмме
| 727,1 |
| 7. | Потери от механ-го недожога | q4 | % | табл. 20 | |
| 8. | Потери от хим-го недожога | q3 | % | табл. 20 | 0,5 |
| 9. | Потеря тепла с уходящими газами | q2 | % | 
| 
|
| 10. | Потери тепла в окружающую среду | q5 | % | п. 5-10 рис. 5.1 норм | 0,72 |
| 11. | Сумма тепловых потерь | Σq | % | q2 + q3 + q4 + q5 | 5,29+0,5+0+0,72=6,51 |
| 12. | КПД котельного агрегата | ηка | % | 100- Σq | 100-7,54=93,49 |
| 13. | Коэф. сохранения тепла | φ | - | 1-(q5/(ηка+q5)) | 1-(0,72/(93,49+ 0,72))=0,992 |
| 14. | Давление перегретого пара | P | кгс/см2 | задана | |
| 15. | Температура перегретого пара | tпп | 
| задана | |
| 16. | Теплосодержание перегретого пара | iпп | 
| табл. 25 воды и водяного пара | 779,6 |
| 17. | Температура питательной воды | tпв |
| задана | |
| 18. | Давление питательной воды | Pпв | кгс/см2 | принимаем | |
| 19. | Теплосодержание питательной воды | iпв |
| табл. 24 норм | 146,6 |
| 20. | Тепло затрачиваемое на получение пара | Qпп | ккал/ч | D∙(iпп- iпв) | 68000·(779,6-146,6)=43044000 |
| 21. | Тепло затрачиваемое на нагрев продувочной воды | Qпр | ккал/ч | 0,01∙qпр∙D∙(iпп- iпв) | 0,01∙5∙68000∙(779,6- -146,6)=2152200 |
| 22. | Сумм. количество полезно использ. тепла | Qка | ккал/ч | Qпп +Qпр | 43044000+2152200=45196200 |
| 23. | Полный расход топлива | Вк | м3/ч | Qка∙100/ Qрр∙ ηка | 45196200 ∙100/10950∙ 9,49=4415 |
| 24. | Расчетный расход топлива | Вр | м3/ч | Вк∙(100-q4)/100 | 4415∙(100-0)/100=4415 |
| Расчет теплообмена в топке | |||||
| 1. | Объем топочной камеры | Vт | м3 | по конструктив. характеристикам | |
| 2. | Полная лучевоспринимающая поверхность | Нл | м2 | по конструктив. характеристикам | |
| 3. | Полная поверхность топки | Fст | м2 | по конструктив. характеристикам | |
| 4. | Степень экранирования | х | - | рекоменд. норм | 0,993 |
| 5. | Эффективная толщина излучающего слоя | S | м | 3,6 Vт/ Fст | 3,6∙130/120=3,9 |
| 6. | Температура горячего воздуха | tгв | оС | рекоменд. норм | |
| 7. | Теплосодержание горячего воздуха | Iгв |
| по табл. №2 по i-ν | 995,9 |
| 8. | Тепло, вносимое воздухом в топку | Qв |
| (αт-∆αпл-∆αт)Iгв+ +(∆αпл+∆αт) Iхв | (1,1-0-0,05)∙995,9+ +(0+0,05)∙115,8=1051,5 |
| 9. | Тепло, выделяемое в топке на 1 м3 | Qт |
| 
| 
|
| 10. | Теоретическая температура горения | 
| оС | по табл. №2 по i-ν | |
| 11. | Температура газов на выходе из топки | 
| оС | принята | |
| 12. | Теплосодержание газов на выходе из топки | 
|
| по табл. №2 по i-ν | |
| 13. | Средняя суммарная теплоемкость продуктов сгорания | VCp | ккал/м3∙оС | 
| 
|
| 14. | Коэфф. ослабления лучей 3-хатомными газами | Кг | 
| ном. III норм | 0,51 |
| 15. | Коэф. ослабления сажистыми частицами | Кс |
| формула 6-10 норм | 0,13 |
| 16. | Степень черноты светящегося пламени | асв | - | 
| 
|
| 17. | Степень черноты несветящихся трехатомных газов | ансв | - | 
| 
|
| 18. | Коэфф. усреднения | m | - | п. 6-14 норм | 0,1 |
| 19. | Эффективность черноты факела | аф | - | m∙ансв+(1- m)∙асв | 0,1∙0,41+(1- 0,1)∙0,65=0,623 |
| 20. | Средний коэфф. тепл. эффективности | ψср | - | п. 6-20 норм | 0,5 |
| 21. | Степень черноты топочной камеры | аф | - | 
| 
|
| 22. | Высота топки | Нт | м | по конструктив. характеристикам | |
| 23. | Высота расположения оси горелок | hт | м | п. 6-14 норм | 1,1 |
| 24. | Величина отношения | Х | - | hт/Нт | 1,1/8=0,138 |
| 25. | Параметр | м | - | 0,54-0,2∙Х | 0,54-0,2∙0,138 =0,513 |
| 26. | Температура газов на выходе из топки | 
| оС |  
| |
| Пересчета не требуется, так как расчетная температура отличается от ранее принятой менее чем на 100 оС. Далее расчет производим по температуре 1172 оС | |||||
| 27. | Теплосодержание газов на выходе из топки |
| 
| по табл. №2 по i-ν | |
| 28. | Количество тепла воспринимаемое в топке | Q1 |
| 
| 
|
| 29. | Теплонапряжение топочного объема | qv | ккал/м3∙ч | Bp∙ Qнс/ Vт | 4415∙ 10950/ 130=371879 |
| Расчет фестона | |||||
| 1. | Полная поверхность нагрева | Нф | м2 | по конструктив. характеристикам | 20,4 |
| 2. | Диаметр труб | d | мм | принимаем | 57х5 |
| 3. | Относительный поперечный шаг | δ1 | - | S1/d | 225/57=3,95 |
| 4. | Относительный продольный шаг | δ2 | - | S2/d | 150/57=2,63 |
| 5. | Число рядов труб по ходу газов | Z | шт. | принимаем | |
| 6. | Живое сечение для прохода газов | FГ | м2 | см. п. 16 | 7,95 |
| 7. | Эффективная толщина излучающего слоя | S | м | 
| 
|
| 8. | Температура газов перед фестоном | 
| оС | из расчета топки | |
| 9. | Теплосодержание газов перед фестоном | I ’ | ккал/м3 | из расчета топки | |
| 10. | Температура газов за фестоном | 
| оС | принимаем разницу (50-80 оС) | |
| 11. | Теплосодержание газов за фестоном | I ’’ | ккал/м3 | по табл. №2 по i-ν | |
| 12. | Тепловосприятие по балансу | Qб | ккал/м3 | φ(I ’- I ’’) | 0,992(6469- 6032)=433,5 |
| 13. | Средняя температура газов | 
| оС | 
| 
|
| 14. | Температура кипения воды | tкип | оС | табл. воды и водяного пара | |
| 15. | Средний температурный напор | ∆t | оС | 
| 1136-250=886 |
| 16. | Средняя скорость газов | 
| 
| 
| 
|
| 17. | Коэфф. теплоотдачи конвекцией | αк | ккал/м2∙ч∙гр | αн∙Сt∙Cs∙Cφ ном. XIII норм | 68∙1,05∙1,05∙1=74,97 |
| 18. | Суммарная поглоща- тельная способность трехатомных газов | Рп∙S | атм∙м | р∙Vп∙S | 1∙0,267∙0,63=0,168 |
| 19. | Коэфф. ослабления лучей трехатомными газами | Кг | 1/атм∙м | ном. III | 1,4 |
| 20. | Суммарная опти- ческая толщина слоя | kps | - | Кг∙р∙Vп∙S | 1,4∙1∙0,267∙1∙0,63=0,235 |
| 21. | Степень черноты продуктов сгорания | а | - | ном. II | 0,21 |
| 22. | Температура загрязнен-ной поверхности трубы | t3 | оС | tкип+∆t | 250+50=300 |
| 23. | Коэфф. теплоотдачи излучением | αл | ккал/м2∙ч∙гр | αн∙а∙Cг ном. XIX норм | 200∙0,21∙0,98=41,16 |
| 24. | Коэфф. теплоотдачи по газовой стороне | α1 | ккал/м2∙ч∙гр | ξ(αк+αл) | 1,0∙(74,97+41,16)=116,13 |
| 25. | Коэфф. теплопередачи | К | ккал/м3∙ч∙гр | ψ∙α1 п. 7.54 | 0,85∙116,13=98,71 |
| 26. | Тепловосприятие по уравнению теплообмена | Qт | ккал/м3 | 
| 
|
| 27. | Отношение тепловосприятий | ∆Q | % | 
| 
|
| Расчет теплообмена пароперегревателя | |||||
| 1. | Диаметр труб | 
| 
| по конструктивным характеристикам | 
|
| 2. | Расположение труб | - | - | рекомендации норм [3] | Коридорное |
| 3. | Относительный поперечный шаг | 
| - |  , рекомендации норм [3]
| 
|
| 4. | Относительный продольный шаг | 
| - |  , рекомендации норм [3]
| 
|
| 5. | Число рядов труб | 
| 
| по конструктивным характеристикам | 
|
| 6. | Живое сечение для прохода газов | 
| 
| по конструктивным характеристикам | 7,2 |
| 7. | Живое сечение для прохода пара | 
|
| по конструктивным характеристикам | 0,048 |
| 8. | Поверхность нагрева пароперегревателя | 
|
| по конструктивным характеристикам | 282,1 |
| 9. | Эффективная толщина излучающего слоя 
| 
| 
| 
| 
|
| 10. | Температура газов на входе | 
| 
| из расчета фестона | |
| 11. | Теплосодержание газов на входе | 
| 
| по  диаграмме
| |
| 12. | Температура пара на выходе | 
| 
| задана | |
| 13. | Теплосодержание пара на выходе | 
| 
| табл. воды и пара
| 779,6 |
| 14. | Температура пара на входе | 
|
| 
| |
| 15. | Теплосодержание пара на входе | 
|
| табл. воды и пара | 675,2 |
| 16. | Тепловосприятие пароперегревателя | 
| 
| 
| 
|
| 17. | Теплосодержание газов на выходе | 
|
| 
| 
|
| 18. | Температура газов на выходе | 
|
| по  диаграмме
| |
| 19. | Средняя температура газов | 
| 
| 
| 
|
| 20. | Средняя скорость газов | 
| 
| 
| 
|
| 21. | Коэффициент теплоотдачи конвекцией | 
| 
|  , ном. 12 [3]
| 
|
| 22. | Средняя температура пара | 
|
| 
| 
|
| 23. | Удельный объем пара | 
| 
| табл. воды и пара | 0,068 |
| 24. | Средняя скорость пара | 
|
| 
| 
|
| 25. | Коэффициент теплоотдачи от стенки к пару | 
| 
|  , ном. 15 [3]
| 
|
| 26. | Суммарное парциальное давление трехатомных газов | 
| ата | 
| 
|
| 27. | Поглощательная способность трехатомных газов | 
| 
| 
| 
|
| 28. | Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами | 
| 
| ном. 3 [3] | 2,3 |
| 29. | Оптическая толщина газового потока | 
| - | 
| 
|
| 30. | Степень черноты дымовых газов | а | - | ном. 2 [3] | 0,16 |
| 31. | Температура загрязненной стенки | 
| 
| принята | |
| 32. | Коэффициент теплоотдачи межтрубного излучения | 
|
|  ном. 19 [3]
| 
|
| 33. | Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке | 
|
| 
| 1∙(77+26,66)=103,66 |
| 34. | Коэффициент тепловой эффективности | 
| - | табл. 7-3 [3] | 0,6 |
| 35. | Коэффициент теплопередачи | 
|
| 
| 
|
| 36. | Средние разности температур | 
| 
| 
| 1100-255=845 821-420=401 |
| 37. | Средний температурный напор | 
|
| 
| 
|
| 38. | Тепловосприятие по уравнению теплообмена | 
|
| 
| 
|
| 39. | Отношение тепловосприятий | 
| % | 
| 
|
| Расчет водяного экономайзера (2-я ступень по ходу воды) | |||||
| 1. | Диаметр труб | 
| 
| по конструктивным характеристикам | 
|
| 2. | Расположение труб | - | - | рекомендации норм | шахматное |
| 3. | Относительный поперечный шаг | 
| - |  , рекомендации норм [3]
| 
|
| 4. | Относительный продольный шаг | 
| - |  , рекомендации норм [3]
| 
|
| 5. | Число рядов труб по ходу газов | 
| 
| по конструктивным характеристикам | >10 |
| 6. | Живое сечение для прохода газов | 
| 
| по конструктивным характеристикам | 4,75 |
| 7. | Живое сечение для прохода воды | 
|
| по конструктивным характеристикам | 0,025 |
| 8. | Поверхность нагрева | 
|
| по конструктивным характеристикам | |
| 9. | Эффективная толщина излучающего слоя
|
|
| 
| 
|
| 10. | Температура газов на входе |
|
| из расчета ПП. | |
| 11. | Теплосодержание газов на входе |
|
| из расчета ПП. | |
| 12. | Температура газов на выходе | 
|
| принимаем | |
| 13. | Теплосодержание газов на выходе |
|
| по диаграмме
| |
| 14. | Тепловосприятие ступени по балансу | 
|
| 
| 
|
| 15. | Температура воды на входе | 
|
| из расчета первой ступени ВЭ по ходу воды | |
| 16. | Теплосодержание воды на входе | 
|
| табл. воды и пара | |
| 17. | Теплосодержание воды на выходе | 
|
| 
| 
|
| 18. | Условная температура воды на выходе | 
|
| 
| 
|
| 19. | Процент кипения воды в экономайзере | 
| % | 
| 
|
| 20. | Средняя температура газов | 
| 
|
| 
|
| 21. | Средняя температура воды | 
|
| 
| 
|
| 22. | Средние разности температур |
|
| 
| 
|
| 23. | Средний температурный напор | 
|
| 
| 
|
| 24. | Средняя скорость газов | 
|
| 
| 
|
| 25. | Удельный объем воды | 
| 
| табл. III-I [3] | 0,0012 |
| 26. | Средняя скорость воды | 
|
| 
| 
|
| 27. | Коэффициент теплоотдачи конвекцией | 
| 
|  , ном. 13 [3]
| 
|
| 28. | Температура загрязненной стенки
Поиск по сайту©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование. Дата создания страницы: 2020-01-14 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных |
Поиск по сайту: Читайте также: Деталирование сборочного чертежа Когда производственнику особенно важно наличие гибких производственных мощностей? Собственные движения и пространственные скорости звезд |