Расчет поворотной камеры




 

1. Температура продуктов сгорания на входе в поворотную камеру равна темпе­ратуре продуктов сгорания на выходе из предыдущей поверхности нагрева,°С;

2. Энтальпия продуктов сгорания определяется по температуре (аналогично п.1), кДж/кг (кДж/м3)

3. Толщина излучающего слоя S, м, определяется по формуле:

(116)

где .- объём поворотной камеры, м3;

Fст -поверхность стен поворотной камеры, м2;

и Fст - определяются по чертежу.

4. Коэффициент ослабления лучей трёхатомными газами Кг определяется по рис.5.4 [1]

5.Оптическая толщина поглощения частиц сажи kpS определяется по фор­муле:

(117)

где,-определяется из таблицы 1 расчёта;

кзл - коэффициент ослабления лучей золовыми частицами – рис. 5.5 [15] - для твёрдого топлива в пылеугольных топках. При сжигании газа, жидкого и твёрдого топлива в слоевых топках кзл = 0;

р- давление в газоходе, 0,1МПа.

Толщина излучающего слоя S, м, определяется по формуле:

(118)

6. Степень черноты а определяется по рис. 5.6 [15].

7. Температура загрязнённой стенки труб tз,°С, определяется по формуле:

(119)

где t- средняя температура охлаждающей среды, принимается равной температуре насыщения при давлении в котельном агрегате, °С; а для водогрейных котлов – полусумме температур воды на входе в поверхность нагрева и на выходе из неё, оС

- при сжигании твёрдых и жидких топлив принимается равной 60°С, при сжигании газа 25 °С

8. Коэффициент теплоотдачи излучением ал, Вт/м2хК, определяется по формуле:

(120)

где- рис. 6.4 [l5]

9. Тепловосприятие поверхности нагрева поворотной камеры , кДж/кг (кДж/м3), определяется по формуле:

(121)

где Нп к- лучевоспринимающая поверхность нагрева поворотной камеры, м2.

10. Энтальпия продуктов сгорания после поворотной камеры , кДж/кг (кДж/м3), определяется по формуле:

(122)

11. Температура продуктов сгорания после поворотной камеры °С, определя­ется по I-θ диаграмме по .

 

1.10 Расчёт водяного экономайзера

В паровых котлах, работающих при давлении пара до 2,5 МПа, чаще всего применяются чугунные водяные экономайзеры, а при большем давлении - сталь­ные. В котельных агрегатах горизонтальной ориентации с Д<25 т/ч, имеющих раз­витые конвективные поверхности, часто ограничиваются установкой только во­дяного экономайзера. В котельных агрегатах паропроизводительностью более 25т/ч вертикальной ориентации с пылеугольными топками после водяного эконо­майзера всегда устанавливается воздухоподогреватель. При сжигании высоко­влажных топлив в пылеугольных топках применяется двухступенчатая компо­новка водяного экономайзера и воздухоподогревателя. Расчёт водяного экономай­зера промышленно-отопительного котла почти всегда выполняется конструктив­ным. Цель конструктивного расчёта - определение поверхности нагрева водяного экономайзера по известным значениям температуры дымовых газов перед эконо­майзером, которая берётся из расчёта последней поверхности нагрева котла.

Порядок конструктивного расчёта

1. Температура газов перед экономайзером ,°С, определяется из расчёта последней поверхности нагрева, например,

(123)

2. Энтальпия газов перед экономайзером , кДж/кг (кДж/м3), определяется по температуре по I - Ө диаграмме.

3. Температура газов за экономайзером ,°С, определяется как = ,

 

где определяется по таблице на стр.53 [l5].

4. Энтальпия газов за экономайзером , кДж/кг (кДж/м3), определяется по І- θ диа­грамме по ,оС

5. Температура питательной воды, tп.в, °С, (из условия) -из марки котлоагрегата.

6. Энтальпия питательной воды, іп.в кДж/кг, определяется по формуле:

(124)

7. Количество тепла, переданного газами на 1 кг топлива Qб, кДж/кг (кДж/м3), опре­деляется по формуле:

(125)

8. Количество тепла, переданного газами на 1 кг топлива, в 1 сек Q, кВт, определяется по формуле:

(126)

9. Энтальпия воды за экономайзером , кДж/кг, определяется по формуле:

(127)

где D- паропроизводительность котла, кг/с.

10. Температура воды за экономайзером t", °С, определяется по энтальпии воды после экономайзера и давлению её из таблиц 3.1 [12].

11. Тип экономайзера - выбирается.

Если полученная температура воды окажется на 20°С ниже температуры при давлении в барабане котла, то для котлов давлением до 2,4 МПа к установке принимают чугунный водяной экономайзер. При несоблюдении указанных условий к установке следует принять стальной змеевиковый водяной экономайзер.

12. Большая разность температур , °С, определяется по формуле:

(128)

13. Меньшая разность температур ,°С, определяется по формуле:

(129)

14. Средний температурный напор ,°С, определяется по формуле

(130)

если < 1,7; то ,0С

15.Средняя температура газов ,°С, определяется по формуле

(131)

16.Следует выбрать конструктивные характеристики принятого к установке экономайзера. Для чугунного и стального экономайзера выбирается число труб в ряду с таким расчётом, чтобы скорость продуктов сгорания была в пределах от 6 до 9 м/с при номинальной производительности котла. Число труб в ряду для чугунных экономайзеров должно быть 3÷10. Стальные экономайзеры выполняются в виде змеевиков из труб с наружным диаметром 28÷38 мм (толщина стенки до 4мм). Конструктивные характеристики труб чугунных экономайзеров приведены в таблице.

 

Таблица 4- Характеристика чугунных труб.

 

Характеристика од­ной трубы Экономайзер ВТИ Экономайзер ЦККБ
  Длина, l, мм          
Площадь поверхности нагрева с газовой сто­роны, h, м2   2,18   2,95   3,72   4,49   5,50
Площадь живого се­чения для прохода продуктов сгорания, f, м2   0,088   0,120   0,152   0,184   0,21

 

17. Площадь живого сечения для прохода продуктов сгорания F, м2, определяется по формулам:

при установке чугунного водяного экономайзера:

(132)

при установке стального водяного экономайзера:

(133)

где z1, - число труб в ряду;

а и b - размеры газохода;

l - длина змеевика, м;

d - наружный диаметр труб, м.

18. Секундный расход газов Vc, м3/сек, определяется по формуле:

(134)

где - объём продуктов сгорания в экономайзере, определяется из таблицы 1 расчёта.

19. Средняя скорость газов , м/сек, определяется по формуле:

(135.)

20. Коэффициент теплопередачи к, Вт/м2хК, определяется с помощью номограммы рис. 6.9 [l5] и по формуле

(136)

21. Поверхность нагрева водяного экономайзера Нв.э, м2, определяется по формуле:

(137)

22. По полученной поверхности нагрева экономайзера необходимо окончательно установить его конструктивные характеристики.

Для чугунного экономайзера общее число труб z' , шт., определяется по формуле

(138)

и число горизонтальных рядов тpyб z2 , шт., определяется по формуле:

(139)

1.11 Расчёт воздухоподогревателя

В производственно-отопительных котлах устанавливают либо водяной экономай­зер, либо воздухоподогреватель. При необходимости высокого подогрева в современ­ных котельных агрегатах применяют двухступенчатый подогрев, размещая воздухоподог­реватель в рассечку с водяным экономайзером. Для промышленных паровых и водо­грейных котлов применяются стальные трубчатые воздухоподогреватели с малым диаметром трубок, чаще всего устанавливаемые после водяного экономайзера.

 

Расчёт производится в следующей последовательности:

1. При конструктивном расчёте воздухоподогревателя выбрать диаметр труб d, по­перечный S1/d и продольный S2/d относительный шаг, площади поперечного сечения для прохода продуктов сгорания и воздуха, число ходов. Принимается d = 33 - 40 мм при толщине стенки 1,5 мм.

2. Температура воздуха перед воздухоподогревателем = 30 °С

3. Энтальпия его , кДж/м3, определяется по формуле

(140)

4. Температура воздуха после воздухоподогревателя ,°С, определяется по табл. 8.6; 8.8; 9.30 [4].

5. Его энтальпия , кДж/м3, определяется по табл.2 расчёта.

6. Температура газов за воздухоподогревателем , °С, принимается.

7. Энтальпия газов за воздухоподогревателем , кДж/кг (кДж/м3), определяется по I –θ диаграмме.

8. Средняя температура tв воздуха,°С, определяется по формуле:

(141)

9. Его энтальпия , кДж/м3.

10. Тепловосприятие воздуха по балансу Q6, кДж/м3, определяется по формуле:

(142)

где - отношение количества горячего воздуха к теоретически необходимому определяется по формуле:

(143)

где - определяется по табл. 3.1 и 4.7 [l5].

(144)

11. Энтальпия дымовых газов перед воздухоподогревателем I'вп, кДж/кг (кДж/м3), определяется из последнего газохода.

12. Температура дымовых газов перед воздухоподогревателем , °С, определяется из последнего газохода.

13. Живое сечение для прохода газов , м2, табл.9.33 [4].

14.Средняя температура газов в воздухоподогревателе , °С, определяется по фор­муле:

(145)

15. Скорость продуктов сгорания в воздухоподогревателе ωд.г, м/с, определяется по формуле:

(146)

где Вр - - расчётный расход топлива, кг/с (м3/с);

Vд.г., - объём дымовых газов в воздухоподогревателе определяется из таблицы 1 расчёта.

17. Скорость воздуха в воздухоподогревателе ωв, м/с, определяется по формуле:

(147)

18. Коэффициент теплоотдачи конвекцией от продуктов сгорания к стенке Вт/м2 К, определяется по формуле

(148)

рис. 6.1 и 6.2 [l5] или рис. 10.14 и 10.16 [4]

19. Коэффициент теплоотдачи с воздушной стороны - от стенки поверхности нагрева к воздуху определяется по рис.10.17 [4] или рис.6.3 [l5],

20. Коэффициент использования газохода ξ табл.10.13 [4] для АШ, фрезерного торфа, мазута и дров ξ = 0,8; для остальных топлив ξ = 0,85.

21. Коэффициент теплопередачи к, Вт/м2 К, определяется по формуле:

(149)

22. Температурный напор на входе газов , °С, определяется по формуле:

(150)

23. Температурный напор на выходе газов , °С, определяется по формуле:

(151)

24. Средний температурный напор , °С, определяется по формуле:

(152)

если ; то , °С.

25. Поверхность нагрева воздухоподогревателя Нвп, м2, определяется по формуле:

(153)

26. Теплота, воспринятая воздухом Qm , кДж/кг (кДж/м3), определяется по формуле:

(154)

26. Невязка теплового баланса определяется по формуле:

(155)

 

1.12 Расчёт водяного экономайзера П ступени

1. Диаметр груб, dH, м, определяется по чертежу.

2. Живое сечение для прохода газов F, м2 (чертеж).

3. Живое сечение для прохода воды f, м2 (чертеж).

4. Относительный поперечный шаг S1/dH ;

относительный продольный шаг S2/dн

где S1 и S2- по справочнику или из марки котла.

5. Температура газов на входе ,°C, равна температуре газов из предыдущей поверхности нагрева.

6. Энтальпия газов на входе , кДж/кг (кДж/м3), равна энтальпии газов из предыдущей поверхности нагрева.

7. Температура газов на выходе , °С, принимаем.

8. Энтальпия газов на выходе , кДж/кг (кДж/м3), определяется по I –θ диаграмме по

9. Тепловосприятие ступени по балансу Qб, кДж/кг (кДж/м3), определяется по формуле:

(156)

10. Энтальпия воды на выходе из экономайзера П ступени , кДж/кг (кДж/м3), определяется по формуле:

(157)

11. Температура воды на выходе из экономайзера , °С, определяется по формуле:

(158)

12. Энтальпия воды на входе во вторую ступень , кДж/кг (кДж/м3 ), определяется по формулам:

(159)

или

13. Температура воды на входе в ступень , °С, принимаем.

14. Температурный напор на входе газов ,°С, определяется по формуле:

(160)

15. Температурный напор на выходе газов , °С, определяется по формуле:

(161)

16. Средний температурный напор , °С, определяется по формуле:

(162)

17. Средняя температура газов , °С, определяется по формуле:

(163)

18. Средняя температура воды tв, °С, определяется по формуле

(164)

19. Температура загрязнённой стенки tз,°С, определяется по формуле

(165)

20. Средняя скорость газов ω, м/с, определяется по формуле

(166)

21. Коэффициент теплоотдачи конвекцией , Вт/м2х К, определяется по формуле

(167)

рис. 10-10 и 10-14 [4] или рис.6.1 и 6.2 [l5].

22. Суммарная поглощательная способность газов rn*S определяется по формуле:

(168)

где

23. Коэффициент ослабления лучей трёхатомными газами кг рис.5.4 [l5].

24. Коэффициент теплоотдачи излучением определяется по формуле:

(169)

рис.6.4 [l5]; "а" по рис.5.6 [l5].

25. Коэффициент загрязнения ɛ, м2* К/Вт, определяется по формуле:

(170)

где ɛ0d- рис. 10-13 [4];

сd І для углей и сланцев;

сфр, =0,7 для торфа;

-определяется по табл. 10-10 [15]

26. Коэффициент теплопередачи к, Вт/м2 К, определяется по формуле:

(171)

27. Тепловосприятие ступени по теплопередаче Qm, кДж/кг (кДж/м3), определяется по формуле:

(172)

где Н - поверхность нагрева, м2, из таблиц характеристик котлов 8.13 - 8.25 [12].

28. Невязка определяется по формуле:

(173)

 

1.13 Расчёт воздухоподогревателя II ступени

 

1. По чертежу или по таблицам характеристик котлов определяются:

- диаметр труб , м;

- поперечный шаг S1, м;

- продольный шаг S2 , м;

- живое сечение для прохода газов F2, м2;

- живое сечение по воздуху f, м2;

- поверхность нагрева H, м2.

2. Температура газов на входе , °С, определяется из равенства:

(174)

3. Энтальпия газов на входе , кДж/кг (кДж/м3), определяется из равенства:

(175)

4. Температура воздуха на выходе определяется из равенства:

(176)

где tгв - температура горячего воздуха, определяется по табл.9.30, 8.6, 8.8 [4].

5. Энтальпия воздуха на выходе , кДж/м3 определяется по табл.2 расчёта.

6. Отношение количества воздуха на выходе к теоретически необходимому определяется по формуле:

(177)

7. Температура воздуха на входе во П ступень , °С, - принимается.

8. Энтальпия воздуха на входе , кДж/м3, определяется по таблице 2 расчёта.

9. Тепловосприятие воздухоподогревателя по балансу Q6 определяется по формуле:

(178)

10. Средняя температура воздуха , °С, определяется по формуле:

(179)

11. Энтальпия воздуха при определяется по таблице 2 расчёта.

12. Энтальпия газов на выходе из ступени кДж/кг (кДж/м3), определяется по формуле:

(180)

13. Температура газов на выходе , °С, определяется по I-0 диаграмме по

14. Средняя температура газов ,°С, определяется по формуле:

(181)

15. Средняя скорость газов , м/с, определяется по формуле:

(182)

16. Коэффициент теплоотдачи с газовой стороны , Вт/м2*К, определяется по номограмме - рис.6.1 и 6.2 [4].

17. Коэффициент теплоотдачи с воздушной стороны ,, Вт/м2 К, определяется по номограмме рис.6.3 [l5].

18. Коэффициент использования поверхности нагрева ,таблица 10.13 [4].

19. Коэффициент теплопередачи к, Вт/м * К, определяется по формуле

(183)

20. Температурный напор на входе газов , °С, определяется по формуле:

(184)

21. Температурный напор на выходе газов , °С, определяется по формуле:

(185)

22. Температурный напор при противотоке , °С, определяется по

 

формуле:

(186)

23. Больший перепад температур , 0С, определяется по формуле:

(187)

24. Меньший перепад температур ,°С, определяется по формуле:

(188)

25. Параметр Р определяется по формуле:

(189)

26. Параметр R определяется по формуле:

(190)

27. Коэффициент определяется по номограмме рис.6.10 [l5].

28. Температурный напор , °С, определяется по формуле

(191)

29. Тепловосприятие воздухоподогревателя по теплопередаче , кДж/кг

(кДж/м3), определяется по формуле:

(192)

30. Невязка определяется по формуле:

(193)

1.14 Расчёт водяного экономайзера I ступени

1. По чертежу определяются следующие параметры:

- диаметр труб , м;

- поперечный шаг S1, м;

- продольный шаг S2 , м;

- живое сечение для прохода газов F2, м2;

- поверхность нагрева Н, м2.

2. Температура газов на входе , °С, определяется по формуле:

(194)

3. Энтальпия газов на входе , кДж/кг (кДж/м3), определяется по выражению:

(195)

4. Энтальпия воды на входе в экономайзер , кДж/кг, определяется по выражению:

(196)

5. Температура воды на входе в экономайзер , °С, определяется по формуле:

(197)

6. Температура газов на выходе из экономайзера , °С, определяется по I-θ диаграмме по

7. Энтальпия газов на выходе , кДж/кг (кДж/м3), определяется по формуле:

(198)

8. Тепловосприятие ступени по балансу , кДж/кг (кДж/м3), определяется по формуле:

(199)

9. Энтальпия воды на выходе , кДж/кг, определяется из расчёта П ступени водя­ного экономайзера.

10. Температура воды на выходе ,°С, определяется из расчёта П ступени водяного экономайзера.

11. Температурный напор на входе газов , °С, определяется по формуле

(200)

12. Температурный напор на выходе газов , °С, определяется по формуле

(201)

13. Средний температурный напор , °С, определяется по формуле

(202)

если

14. Средняя температура газов , °С, определяется по формуле:

(203)

15. Средняя температура воды , °С, определяется по формуле

(204)

16. Температура загрязнённой стенки , °С, определяется по формуле

(205)

17. Коэффициент теплоотдачи конвекции , Вт/м2хК, определяется по формуле

(206)

рис.6.1 и 6.2 [l5].

18. Суммарная поглощательная способность газов определяется по формуле:

(207)

где м;

- из таблицы 1 расчёта.

19. Коэффициент ослабления лучей трёхатомными газами , определяется по номограмме рис.5.4 [l5].

20. Коэффициент теплоотдачи излучением , Вт/м К, определяется по формуле:

(208)

с использованием рис.6.4 [l5].

21. Коэффициент загрязнениям, м2 к/Вт, определяется по формуле:

(209)

- рис. 10-13 [4];

сфр = I для углей и сланцев;

сфр =0,7 для торфа;

- определяется по табл. 10-10 [4].

22. Коэффициент теплопередачи к, Вт/м2 К, определяется по формуле:

(210)

23. Тепловосприятие ступени по уравнению теплопередачи Qm, кДж/кг (кДж/м3), определяется по формуле:

(211)

24. Невязка определяется по формуле:





©2015-2017 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.

Обратная связь

ТОП 5 активных страниц!