Расчет парогенератора БКЗ-75-39-ФБ
Введение
Основным оборудованием вырабатывающим тепловую
энергию в промышленных и отопительных установках является парогенераторы и
водяные котлы. Промышленные предприятия потребляют огромное количество тепла на
технологические нужды, вентиляцию, отопление и горячее водоснабжение. Тепловая
энергия в виде пара и горячей воды вырабатывается теплоэлектростанциями,
промышленными районами отопительными котельными.
Одной из основных задач при выработке тепловой
энергии является всемирная экономия всех видов топлива. При комбинированном или
раздельной выработке электрической и тепловой энергии чаще всего в качестве
теплоносителя применяется водяной пар. Агрегат предназначен для выработки пара
называют парогенераторами.
Кроме водяного пара в качестве теплоносителя
используется горячая вода. Агрегаты для получения горячей воды называют
водогрейными котлами. Таким образом основным агрегатом предназначенным для
выработки пара и горячей воды являются парогенераторы и водогрейные котлы.
Общее
описание котла БКЗ-75-39ФБ
Топочная камера объемом 454 м3
полностью экранирована трубами Ø60x3
мм, а при работе на каменном угле и торфе - частично в нижней части трубами Ø60x4
мм, расположенными с шагами 75 и 90 мм. Экраны разделены на 12 самостоятельных
контуров (по числу блоков камеры).
Для сжигания бурого угла и фрезерного торфа
топку оборудуют двумя шахтными мельницами с фронта. В этом случае нижнюю часть
боковых экранов на уровне амбразур утепляют хромитовой массой, нанесенной на
ошипованные трубы.
Разработана модификация парогенератора БКЗ-75-39
ФБЖ, оборудованного топкой с жидким шлакоудалением, для сжигания антрацитового
штыба. В этом случае для устойчивого сжигания топлива нижнюю часть топочной
камеры утепляют полностью слоем хромитовой массы, а скаты воронки закрывают кирпичной
кладкой с лотками для выпуска шлака.
Схема испарения
- трехступенчатая. В барабане расположен чистый отсек первой ступени испарения
и два солевых отсека второй ступени испарения (по торцам барабана). Третья
ступень вынесена в выносные циклоны Ø377 мм.
Перегреватель
- вертикальный, змеевиковый, двухблочный, с коридорным расположением труб Ø38x3
мм. Поверхностный пароохладитель установлен между блоками "в
рассечку".
Экономайзер
- стальной, гладкотрубный, змеевиковый, кипящего типа, с шахматным расположением
труб Ø32x3
мм, двухступенчатый. Первая ступень состоит из двух блоков и расположена между
ступенями воздухоподогревателя "в рассечку". Поперечный шаг труб
первой ступени - 40 мм, продольный - 55 мм. Поперечный шаг труб второй ступени
- 50 мм, продольный - 55 мм.
Воздухоподогреватель
- стальной, трубчатый, с шахматным расположением труб Ø40x1,5
мм, четырехходовой. Поперечный шаг труб: первой ступени - 70 мм, второй - 60
мм; продольный шаг: первой ступени - 45 мм, второй - 42 мм. Технические и
основные конструктивные характеристики парогенератора приведены в таблице.
Технические и основные конструктивные
характеристики парогенератора БКЗ-75-39 ФБ
|
Наименование
показателей
|
Топливо
|
|
каменный
уголь
|
бурый
уголь
|
торф
|
|
Номинальная
паропроизводительность, т/ч
|
75
|
75
|
75
|
|
Рабочее
давление пара, Мпа
|
4
|
4
|
4
|
|
Температура
перегретого пара, 0С
|
440
|
440
|
440
|
|
Площадь
поверхности нагрева, м2:
|
|
|
|
|
лучевосринимающая
(экранов и фестона)
|
326
|
296
|
296
|
|
конвективная:
|
|
|
|
|
фестона
|
62
|
62
|
62
|
|
перегревателя
|
720
|
620
|
520
|
|
экономайзера
|
810
|
940
|
750
|
|
воздухоподогревателя
|
3620
|
3900
|
4200
|
Для наглядности составим расчетную схему котла
БКЗ-75-39-ФБ.
- топка ; 2 - фестон; 3 - вторая ступень
пароперегревателя; 4 - первая ступень пароперегревателя; 5 - вторая ступень
водяного экономайзера; 6 - вторая ступень воздухоподогревателя; ; 6 - первая
ступень водяного экономайзера; 8 - первая ступень воздухоподогревателя
Рисунок 1- Расчетная схема котла БКЗ-75-39-ФБ.
Таблица 1. Исходные данные.
|
Название
котла
|
Д,
т/ч
|
рпе,
бар
|
tпе, °С
|
r,
%
|
q1
|
Топливо
№1
|
Топливо
№2
|
tп.в,°С
|
|
БКЗ-75-39-ФБ
|
71
|
40
|
455
|
5
|
65
|
59
|
31
|
145
|
1.Расчёт
топлива
.1
Характеристики топлива
Расчётные характеристики для заданных видов
топлива предоставлены в таблицах 2 и 3.
Таблица 2. Характеристики твёрдого
топлива.
|
Ср %
|
Wp %
|
Ap %
|
Spk %
|
Spop %
|
Hp
%
|
Np %
|
Op %
|
Qpн кДж/кг
|
Vг
|
|
46,6
|
22
|
14,8
|
0,9
|
3,7
|
0,9
|
11,1
|
17543,53
|
49,0
|
Таблица 3. Характеристики газа.
|
СH4 %
|
C2H6 %
|
C3H8 %
|
C4H10 %
|
C5H12 %
|
N2 %
|
CO2 %
|
H2S %
|
O2 %
|
CO %
|
H2 %
|
QCн кДж/кг
|
ρсг Кг/м3
|
|
95,7
|
1,9
|
0,5
|
0,3
|
0,1
|
1,3
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
36468,77
|
0.741
|
1.2
Теплота сгорания смеси топлив
При сжигании смеси жидкого и газообразного
топлив расчёт с целью упрощения условно ведется на 1 кг жидкого топлива с
учётом количества газа (м3), приходящегося на 1 кг жидкого топлива.
Поскольку доля жидкого топлива в смеси задана по теплу, то теплота сгорания
жидкого топлива и является этой долей.
Следовательно, удельная теплота сгорания смеси
определиться как
где 
- теплота сгорания твёрдого топлива,
кДж/кг;
- доля твёрдого топлива по теплу,
%;
Количество теплоты, вносимое в топку
с газом:
Тогда расход газа (в м3)
на 1 кг твёрдого топлива будет равен:
где 
- теплота сгорания газа, кДж/м.
Проверка:
1.3
Объёмы воздуха и продуктов сгорания
Необходимое для полного сгорания топлива
количество кислорода, объёмы и массовые количества продуктов сгорания
определяются из нижеследующих стехиометрических уравнений:
·
Для твёрдого топлива:
·
Для газообразного топлива:
V°вII=0.0476∙[0.5∙СО+0.5∙Н2+1.5∙Н2S+∑(m+0.25∙n)∙СmНn-О2]=
=0.0476·[(1+0,25·4)·95,7+(0,25·6+2)·1,9+(3+0,25·8)·0,5+(4+0,25·10)·0,3+(5+0,25·12)·0,1]=9,67
м³/кг
V°N2II=0.79∙V°вII+0.01∙N2=0.79∙9,67+0.01∙1,3=7,653м³/кг
V°RO2II=0.01∙(СО2+СО+Н2S+∑m∙СmНn)=0.01∙(95,7+3,8+1,5+1,2+0,5)=1,027
м³/кг
V°Н2OII=0.01∙(Н2S+Н2+∑0.5∙n∙СmНn+0.124∙dr)+0.0161∙
V°в=0.01·(0,5·4·95,7+0,5·6·1,9+0,5·8·0,5+0,5·10·0,3+0,5·12·0,1+0,124·10)+0,0161·9,67=2,1800м³/кг
·
Для смеси топлив:
V°в=V°вI+Х∙V°вII=4,78+0,26∙9,67=7,2942
м³/кг;
V°N2=V°N2I+Х∙V°N2II=3,78+0,26∙7,6=5,756
м³/кг;=V°RO2I+Х∙V°RO2II=0,87+0,26∙1,027=1,14
м³/кг;
V°Н2O=V°Н2OI+Х∙V°Н2OII=0,76+0,26∙2,18=1,3268
м³/кг;
Расчёт действительных объёмов.
VN2=V°N2+(a-1)∙V°в=5,756+(1.2-1)∙7,2942=7,21
м³/кг;
VН2O=V°Н2O+0.0161∙(a-1)∙V°в=1,3268+0.0161∙(1.2-1)∙7,2942=1,3503
м³/кг;
Vr=VRO2+VN2+VН2O=1,3503+7,21+1,14=9,7
м³/кг;
Объёмные доли трёхатомных газов.
rRO2=VRO2/Vr=1,14/9,7=0,12
rН2O=VН2O/Vr=1,3503/9,7=0,14
rn=rRO2+rН2O=0,12+0,14=0,26
Концентрация золы в доменных газах.
m=10∙А ∙aун/Vr=10∙14,8∙0.95/9,7=14,49
г/м³;
1.4
Энтальпии воздуха и продуктов сгорания
I°в=V°в∙(сt)в=7,2942∙1436=10468,44
кДж/кг;
I°r=VRO2∙(сJ)RO2+V°N2∙(сJ)N2+V°Н2О∙(сJ)Н2О=1,14∙2202+5,756∙1394+1,3268∙1725=12820,03
кДж/кг;
Ir=I°r+(a-1)∙I°в+Iзл;
т.к. (А ∙aун/Qн)∙10³=14,8·0,95/17543,53·10³=0,8<1,5
то Iзл
- не учитывается;
Ir=I°r+(a-1)∙I°в=14495+(1.2-1)∙9248=16345
кДж/кг.
Полученные результаты после проверки на
компьютере и уточнения оформим в виде таблицы 4.
Таблица 4. Результаты расчёта
топлива.
|
Для
твёрдого топлива
|
Для
газообразного топлива
|
Для
смеси топлив
|
Энтальпии
при t=1000 °С
|
|
V°вI=4,78 V°N2I=3,78 V°RO2I=0,87
V°Н2OI=0,76
|
V°вII=9,67 V°N2II=7,653
V°RO2II=1,027
V°Н2OII=2,18
|
V°вII=7,2942 V°N2II=5,756
V°RO2II=1,14
V°Н2OII=1,3268
|
Воздуха:
I°в=10468,44 Газа: I°r=12820,03 Ir=14913,72
Золы: Iзл=0.00
|
При aт=1.2, t=1000°С.
Значение коэффициентов избытка воздуха на выходе
из топки и присосов воздуха в элементах и газоходах котельной установки
принимаем по таблице 5.
Таблица 5. Присосы воздуха по
газовому тракту.
|
Участки
газового тракта.
|
∆a
|
a
|
Температура,
°С.
|
|
Топка
,фестон
|
0
|
1,2
|
100-2200
|
|
Пароперегреватель
I ст.
|
0,03
|
1,23
|
600-1300
|
|
Пароперегреватель
II ст.
|
0,02
|
1,25
|
500-1200
|
|
Экономайзер
II ст.
|
0,04
|
1,29
|
400-1000
|
|
Воздухоподогреватель
II ст.
|
0,03
|
1,32
|
300-700
|
|
Экономайзер
I ст.
|
0,04
|
1,36
|
200-600
|
|
Воздухоподогреватель
I ст.
|
0,03
|
1,39
|
100-500
|
Данные расчётов энтальпии продуктов сгорания
топлива при различных температурах газов в различных газоходах сведены в
таблицу 6.
Таблица 6. Энтальпии продуктов
сгорания в газоходах.
|
t,C
|
1,2
|
1,23
|
1,25
|
1,29
|
1,32
|
1,36
|
1,39
|
|
100
|
1333,446
|
|
|
|
|
|
1516,279
|
|
200
|
2694,128
|
|
|
|
|
3004,39
|
3062,565
|
|
300
|
4094,624
|
|
|
|
4447,168
|
4564,683
|
4652,819
|
|
400
|
5533,146
|
|
|
5888,752
|
6007,288
|
6165,335
|
6283,87
|
|
500
|
7006,732
|
|
7256,05
|
7455,504
|
7605,095
|
7804,55
|
7954,14
|
|
600
|
8512,33
|
8693,851
|
8814,865
|
9056,893
|
9238,414
|
9480,442
|
9661,963
|
|
700
|
10057,93
|
10272,04
|
10414,78
|
10700,25
|
10914,36
|
11199,84
|
11413,94
|
|
800
|
11650,4
|
11897,53
|
12062,29
|
12391,79
|
12638,92
|
12968,43
|
|
|
900
|
13266,01
|
13546,16
|
13732,93
|
14106,47
|
14386,63
|
|
|
|
1000
|
14913,72
|
15227,77
|
15437,14
|
15855,88
|
|
|
|
|
1100
|
16571,82
|
16920,65
|
17153,2
|
|
|
|
|
|
1200
|
18235,19
|
18618,79
|
18874,53
|
|
|
|
|
|
1300
|
19963,06
|
31224,88
|
|
|
|
|
|
|
1400
|
21674,3
|
|
|
|
|
|
|
|
1500
|
23398,09
|
|
|
|
|
|
|
|
1600
|
25146,53
|
|
|
|
|
|
|
|
1800
|
28674,94
|
|
|
|
|
|
|
|
2000
|
32252,91
|
|
|
|
|
|
|
|
2200
|
35865,09
|
|
|
|
|
|
|
Расчёт теплового баланса
парогенератора и расход топлива.
|
Величина
|
Единица
измерения
|
Расчет
|
Результат
|
|
Наименование
|
Обозначение
|
Расчетная
формула или способ определения
|
|
|
|
|
1
|
Располагаемая
теплота топлива
|
Qрр
|
Qнр+Qв.вн+iтл,
|
КДж/кг
|
26990,04+0+0
|
26990,04
|
|
2
|
Потеря теплоты от хим. неполноты сгор.
|
q3
|
По
табл. 4-3
|
%
|
-
|
0,5
|
|
3
|
От
мех. неполноты сгорания
|
q4
|
То
же
|
%
|
-
|
1
|
|
4
|
Потери
теплоты с уход. газами
|
q2
|
 %(2289,422-1,39·258,066)·
99/26990,047,08
|
|
|
|
|
5
|
Темпер.ух.газов
|
 Принята0С-150
|
|
|
|
|
|
6
|
Энтальпия
ух. газов
|
Iух
|
По
табл. 5
|
КДж/кг
|
2289,422
|
|
7
|
Темп.холл.возд.
|
tхв
|
По
табл. 2-4
|
КДж/кг
|
-
|
27
|
|
8
|
Уд.энтальпия
хол.возд.
|
Iх.в.
|
I°х.в. = V°в∙(сt)в
|
КДж/кг
|
7,29·35,4
|
258,066
|
|
9
|
Потери
теплоты в окружающ среду
|
q5
|
По
рис.3-1,
|
%
|
-
|
0,79
|
|
10
|
Сумма
тепловых потерь
|
∑ q2+q3+q4+q5+q6%7,08+0,5+1+
0,799,37
|
|
|
|
|
|
11
|
К.П.Д.
парогенератора
|
 100 - ∑ %100-9,3790,63
|
|
|
|
|
12 Коэффициент
сохранения теплоты 
1 -(q5/+
q5)
|
Ф.(3-13),стр.18/1/.- 0,9914
|
|
|
|
|
|
|
13
|
Паропроизводит.
агрегата
|
Д
|
По
заданию
|
кг/с
|
 19,7
|
|
|
|
14
|
Давление
пара у гл. паров.задвиж
|
Рnn
|
По
заданию
|
МПа
|
-
|
4
|
|
|
15
|
Давление
пара в барабане
|
Р
|
По
заданию
|
МПа
|
-
|
4,4
|
|
|
16
|
Темпер.
перегретого пара
|
tnn
|
По
заданию
|
0С
|
-
|
445
|
|
|
17
|
Темпер.питательн.
воды
|
tnв
|
По
заданию
|
0С
|
-
|
145
|
|
|
18
|
Уд.
энтальпия перегрет. пара
|
іnn
|
По
табл. VI
- 8
|
кДж/кг
|
-
|
3345,5
|
|
19
|
Уд.энтальпия
питател. воды
|
inв
|
По
табл. VI
- 6
|
кДж/кг
|
-
|
613
|
|
20
|
Значение
продувки
|
ρ
|
По
заданию
|
%
|
-
|
5
|
|
21
|
Полезно
использ теплота в агрегате
|
Qnг
|
Д( іnn- inв)+ Д· ρ /100( iкиn-inв)
|
кВт
|
19,7(3345,5-613)+19,7·0,05(1065,7-613)
|
54097,79
|
|
22
|
Полный
расход топлива
|
В
|
(Qnг·100)/
Qрр·кг/с 2,21
|
|
|
|
|
23
|
Расчетный
расход топлива
|
Вр
|
В·(1-
q4/100)
|
кг/с
|
2,21·100-1/100
|
2,18
|
|
24
|
Давл.
питател. воды в экономайзере
|
Рnв
|
По
заданию
|
МПа
|
-
|
4
|
|
25
|
Энтальпия
продувоч. воды
|
iкиn
|
По
табл.
|
кДж/кг
|
-
|
1065,7
|
|
26
|
Доля
золы топлива в шлаке
|
αшл
|
1-αун
|
-
|
1-0,95
|
0,05
|
|
27
|
Температура
шлаков
|
tшл
|
По
рекомендации/1/,стр17
|
ºС
|
-
|
600
|
|
28
|
Уд.
энтальпия шлаков
|
(сv)шл
|
По таб. 2-4
|
|
-
|
561
|
|
29
|
Потери
с физ. Теплот.шлаков
|
q6
|
 % 0,0154
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Расчёт конструктивных характеристик
топки
|
Величина
|
Единица
|
Расчёт
|
|
Наименование
|
Обозначение
|
Расчётная
формула или способ определения
|
|
|
|
Активный
объём топочной камеры
|
 По
конструктивным размерамм3430,95
|
|
|
|
Тепловое напряжение объёма топки:
расчётное допустимое 
По табл. 4-3 кВт/м3
кВт/м3
|
190
|
|
|
|
|
|
Количество
горелок
|
n
|
По
табл. III-10
|
шт.
|
4
|
Тепло производительность горелки
|
МВт
|
|
|
|
|
|
Тип
горелки
|
-
|
По
табл. III-6
|
-
|
Пылеугольная,
№8
|
Расчет полной площади стен топочной
камеры (Fст) и суммарной
лучевоспринимающей поверхности топки
(Hл).
|
Наименование
|
Обозначение
|
Единица
|
Фр.и
свод
|
Боковые
|
Задняя
|
Вых.
окно
|
S
|
|
Полная
площадь стены и выходного окна
|
FСТ
|
м2
|
110,75
|
132,6
|
68,25
|
28,4
|
330
|
|
Наружный
диаметр труб
|
d
|
мм
|
60
|
60
|
60
|
-
|
-
|
|
Шаг
труб
|
s
|
мм
|
90
|
90
|
90
|
-
|
-
|
|
Расстояние
от оси труб до кладки (стены)
|
L
|
мм
|
100
|
100
|
100
|
-
|
-
|
|
Отношение
|
s/d
|
-
|
1,5
|
1,5
|
1,5
|
-
|
-
|
|
Отношение
|
L/d
|
-
|
1,67
|
1,67
|
1,67
|
-
|
-
|
|
Угловой
коэффициент
|
x
|
-
|
0,98
|
0,98
|
0,98
|
1
|
-
|
|
Площадь
лучевоспринимающей поверхности открытых экранов
|
HЛОТК
|
м2
|
98,7
|
130
|
66,9
|
28,4
|
324
|
Поверочный расчёт теплообмена в
топке
|
Величина
|
Единица
|
Расчёт
|
|
Наименование
|
Обозначение
|
Расчётная
формула или способ определение
|
|
|
|
|
|
|
|
Суммарная
площадь лучевоспринимающей поверхности 
По
конструктивным размерам
м2
Полная
площадь стен топочной камеры 
По конструктивным размерамм2
Коэффициент
тепловой эффективности лучевоспринимающей поверхности 
|
-
|
|
|
|
Эффективная
толщина излучающего слоя пламени 
|
м
|
|
|
|
|
|
Полная
высота топки
|
 По
конструктивным размерамм11,4
|
|
|
|
Высота
расположения горелок 
По конструктивным размерам
м
Относительный
уровень расположения горелок 
|
-
|
|
|
|
|
|
Параметры
забаластированости топочных газов на выходе
|
rv
|
 -
|
|
|
|
Коэффициент
|
М0
|
Принимаем
по (1)
|
-
|
0,46
|
Параметр,
учитывающий характер распределения температуры в топке М 
,46·(1-0,4·0,316)
=
Коэффициент
избытка воздуха на выходе из топки 
По
табл. 4-3
|
1,2
|
|
|
|
|
|
Присос
воздуха в топке
|
 По табл.
2-2-0,07
|
|
|
|
Присос
воздуха в системе пылеприготовления 
По
табл. 2-1
Температура
горячего воздуха 
По
предварительному выбору
°С
|
350
|
|
|
|
|
|
Энтальпия
горячего воздуха
|
 По IJ-таблицекДж/кг3444
|
|
|
|
|
Энтальпия
присосов воздуха
|
 По IJ-таблицекДж/кг258,066
|
|
|
|
Количество
теплоты, вносимое в топку воздухом 
|
кДж/кг
|
|
|
|
|
|
Полезное
тепловыделение в топке
|
  кДж/кг
|
|
|
|
Адиабатическая
температура горения 
По
IJ-таблице
°С
Температура
газов на выходе из топки 
По предварительному выбору
°С
Энтальпия
газов на выходе из топки 
По
IJ-таблице
кДж/кг
|
14782
|
|
|
|
|
|
Средняя
суммарная теплоёмкость продуктов сгорания
|
  кДж/кг
|
|
|
|
|
Объёмная
доля: водяных паров трёхатомных газов
|
 По табл.
1-2 По табл. 1-2
|
-
-
|
0,14 0,12
|
|
Суммарная
объёмная доля трёхатомных газов 
Коэффициент
ослабления лучей: трёхатомными газами золовыми частицами газами кокса 
По
форм.5-26
По
форм.5-27
По
/(м×
×МПа)
//-
//-
1,12
0,86
Коэффициент
поглощения луч. частиц сажи 
1/(м×
×МПа)
,06
|
|
|
|
|
|
Тепловая
доля газов в смеси
|
q2
|
1-q1
|
-
|
1-0.65=0.35
|
|
Коэффициент
ослабления лучей топочной средой
|
k
|
кг+m·кс·q2+(кзл·μзл+ккокс·μкокс)(1-q2)
|
1/(м×
×МПа)
|
1.12+0.1·2.06·0.35+(0.86+
+0.1)·(1-0.35)=1.82
|
Суммарная
сила поглощения топочного объёма Bu 
|
1,82·0,1·4,7=0,85
|
|
|
|
|
Параметр
|
m
|
Принимаем
-0,1
|
|
|
Эффект.
Критерия Бугера 
1,6·Ln·
|
· -0,93
|
|
|
|
|
|
Температура
газов на выходе из топки
|
 -273°С991
|
|
|
|
Энтальпия
газов на выходе из топки По IJ-таблице или по
IJ-диаграммекДж/кг
|
|
|
|
|
Общее
тепловосприятие топки
|
  кДж/кг0,9914·(30632-14765)=15730,5
|
|
|
|
Средняя
удельная тепловая нагрузка лучевоспринимающих поверхностей 
кВт/м2
Конструктивные размеры и
характеристики
поверхностей нагрева фестона и
испарительных пучков.
|
Показатели
|
Единица
|
Фестон
|
|
Наименования
|
Обозначение
|
|
|
|
Диаметр
труб :
|
|
|
|
|
наружный
|
d
|
м
|
0,06
|
|
Кол-во
труб в ряду
|
Z1
|
шт.
|
20
|
|
Кол-во
рядов труб
|
Z2
|
|
4
|
|
Общее
кол-во труб в рассчитваыемом участке
|
Z
|
шт.
|
80
|
|
Средняя
длина труб
|
lср
|
м²
|
4,1
|
|
Расчетна
площадь поверхности нагрева
|
H
|
-
|
62
|
|
Расположение
труб
|
-
|
-
|
Шахмотное
|
|
Шаг
труб :
|
|
|
|
|
поперек
движения газов
|
S1
|
мм
|
300
|
|
Вдоль
движения газов
|
S2
|
мм
|
250
|
|
Относительный
шаг труб :
|
|
|
|
|
поперечный
|
S1/d
|
-
|
5
|
|
продольный
|
S2/d
|
-
|
4,17
|
|
Размер
сечения газохода поперек
|
А
|
м
|
6,075
|
|
движения
газов
|
В
|
м
|
4,1
|
|
Площадь
живого сечения для прохода газов
|
F
|
м2
|
20
|
Поверочный расчёт фестона.
|
Величина
|
Единица
|
Расчёт
|
|
Наименование
|
Обозначение
|
Расчётная
формула или способ определения
|
|
|
|
Полная
площадь поверхности нагрева
|
Н
|
По
конструктивным размерам
|
м2
|
62
|
|
Площадь
поверхности труб боковых экранов, находящихся в зоне фестона
|
Ндоп
|
То же
|
м2
|
3,9
|
|
Диаметр
труб
|
d
|
»
|
мм
|
60*3
|
Относительный
шаг труб: поперечный продольный 
»
»
Количество
рядов труб по ходу газов 
»
шт.
Количество
труб в ряду 
»
шт.
Площадь
живого сечения для прохода газов F 
м2
Эффективная
толщина излучающего слоя s 
м
Температура
газов перед фестоном 
Из
расчёта топки
°С
Энтальпия
газов перед фестоном 
То
же
кДж/кг
Температура
газов за фестоном 
По
предварительному выбору°С
Энтальпия
газов за фестоном 
По
IJ -таблице
кДж/кг
Количество
теплоты, отданное фестону
|
кДж/кг
|
|
|
|
Температура
кипения при давлении в барабане рб=4,4 МПа 
По
таблице VI-7
°С
Средняя
температура газов 
|
°С
|
|
|
|
Средний
температурный напор 
°С
|
|
|
|
|
|
|
Средняя
скорость газов
|
  м/с4,7
|
|
|
|
|
Коэффициент
теплоотдачи конвекцией
|
 По рис.
6-4кВт/(м2·К)40
|
|
|
|
Суммарная
поглощательная способность трёхатомных газов 
м·МПа
Коэффициент
ослабления лучей трёхатомными газами 
По
рис. 5-5 или формуле (5-27)
/(м·МПа)
Коэффициент
ослабления лучей золовыми частицами 
По
рис. 5-6 или формуле (5-27)
/(м·МПа)
,88
Суммарная
оптическая толщина запылённого газового потока
(2,26+0,88)·0,1·1,38=
Степень
черноты излучающей среды 
По рис. 5-4 или формуле (5-22)
Температура
загрязнённой стенки трубы 
°С
Коэффициент
теплоотдачи излучением 
По
рис. 6-12 (aл=aна)
Вт/(м2·К)
Коэффициент
использования поверхности нагрева 
Коэффициент
теплоотдачи от газов к стенке 
Коэффициент
загрязнения
По формуле
(6-37) и
рис.
6-13
м2·К/Вт
Коэффициент
теплопередачи
|
Вт/(м2·К)
|
|
|
|
Тепловосприятие
фестона по уравнению теплопередачи 
|
кДж/кг
|
|
|
|
Тепловосприятие
настенных труб 
|
кДж/кг
|
|
|
|
Суммарное
тепловосприятие газоходов фестона 
кДж/кг
Расхождение
расчетных тепловосприятий 
|
%
|
|
|
|
Конструктивные размеры и
характеристики перегревателя
|
Показатели
|
|
Ступень
|
|
Наименование
|
Обозначение
|
Расчётная
формула или способ определения
|
Единица
|
I
|
II
|
|
|
|
|
|
|
|
Диаметр
труб
|
 По
конструктивным размераммм38/3238/32
|
|
|
|
|
|
Кол-во
труб в ряду (поперёк газохода)
|
То
жешт.7272
|
|
|
|
|
|
Кол-во
рядов труб (походу газов)
|
»шт.1014
|
|
|
|
|
Средний
шаг труб: Поперечный Продольный 
»
»мм.
мм.90
|
80
|
|
|
|
|
|
|
Расположение
труб в пучке
|
-
|
»
|
-
|
Коридорное
|
Коридорное
|
|
Характер
омывания
|
-
|
»
|
-
|
Поперечное
|
Поперечное
|
|
Средняя
длина змеевика
|
 »м2,92,7
|
|
|
|
|
|
Суммарная
длина труб
|
 »м20882722
|
|
|
|
|
|
Полная
площадь поверхности нагрева
|
  м2250325
|
|
|
|
|
|
Площадь
живого сечения на входе
|
  м218,89,35
|
|
|
|
|
|
То
же, на выходе
|
  м212,369,35
|
|
|
|
|
|
Средняя
площадь живого сечения газохода
|
  м214,919,35
|
|
|
|
|
|
Количество
параллельно включенных змеевиков (по пару)
|
 По
конструктивным размерамшт.7272
|
|
|
|
|
|
Площадь
живого сечение для прохода пара
|
  м20,05780,0578
|
|
|
|
|
Поверочный расчёт первой ступени
перегревателя.
|
Величина
|
Единица
|
Расчёт
|
|
Наименование
|
Обозначение
|
Расчётная формула или способ определения
|
|
|
|
Диаметр труб
|
 По
конструктивным размераммм38/32
|
|
|
|
Площадь поверхности нагрева
То же
м2
Температура пара на выходе из ступени 
По заданию
ºС
То же, на входе в ступень 
По предварительному
выбору
ºС
Давление пара: -на выходе из ступени -на входе в ступень
По заданию
По выбору
МПа
МПа
,2
Удельная энтальпия: -на выходе из ступени -на входе в ступень
По табл. VI-8
То же
кДж/кг
кДж/кг
3093
Суммарное тепловосприятие ступени Q 
кДж/кг19,7/2,18·(3093-2797,2)=
Средняя удельная тепловая нагрузка лучевоспринимающих поверхностей
топки 
Из расчёта топки
кВт/м2
Коэффициенты распределения тепловой нагрузки: по высоте между
стенами 
По рис. 5-9
По табл. 5-7
,25
Удельное лучистое тепловосприятие выходного окна топки
кВт/м2
Угловой коэффициент фестона 
По рис. 5-1
Площадь поперечного сечения газохода перед ступенью 
м2
Лучистое тепловосприятие ступени 
|
кДж/кг
|
|
|
|
Конвективное тепловосприятие ступени 
кДж/кг
Температура газов перед ступенью
Из расчёта фестона
ºС
Энтальпия газов на входе в ступень
То же
кДж/кг
То же, на выходе из ступени 
|
кДж/кг
|
|
|
|
|
|
Температура газов на выходе из ступени
|
По
IJ
-таблицеºС783
|
|
|
|
|
Средняя температура газов
|
 ºС0,5(934,7+783)=858,8
|
|
|
|
Средняя скорость газов в ступени 
|
м/с
|
|
|
|
Коэффициент теплоотдачи конвекцией 
По
рис. 6-5
Вт/(м2·К)
|
54
|
|
|
|
|
|
Средняя температура пара
|
  ºС0,5(352+256)=304
|
|
|
|
Объём пара при средней температуре 
По табл. VI-8
м3/кг
|
0,05
|
|
|
|
|
|
Средняя скорость пара
|
  м/с
|
|
|
|
Коэффициент теплоотдачи от стенки к пару 
По рис. 6-7 
Вт/(м2·К)
Толщина излучающего слоя s
м0,9(4/3,14·2,3·2,3-1)·0,038=
Суммарная поглощательная способность трехатомных газов
м·МПа
Коэффициент ослабления лучей трёхатомными газами 
По рис. 5-5
/м·МПа
|
|
|
|
|
|
Суммарная оптическая толщина запылённого газового потока
|
|
|
|
Степень черноты излучающей среды
По рис. 5-4
Коэффициент загрязнения
По § 6-2
м2·К/Вт
Температура загрязнённой стенки трубы
ºС
|
304,21
|
|
|
|
|
|
Коэффициент теплоотдачи излучением
|
 По
рис. 6-12  Вт/(м2·К)16,52
|
|
|
|
Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке
Вт/(м2·К)
Коэффициент тепловой эффективности
По табл. 6-2
Коэффициент теплопередачи 
|
Вт/(м2·К)
|
|
|
|
Разность температур между газами и паром: наибольшая наименьшая 
ºС
ºС
,7-352=582,7
Температурный напор при противотоке 
|
ºС
|
|
|
|
Площадь поверхности нагрева прямоточного участка 
По конструктивным размерам
м2
|
120
|
|
|
|
|
|
Полная площадь поверхности нагрева ступени
|
H
|
То же
|
м2
|
250
|
|
Параметр
|
A
|
 -0,48
|
|
|
Полный перепад температур газов 
ºС
|
151,7
|
|
|
|
|
|
То же, пара
|
  ºС96
|
|
|
|
|
Параметр
|
P
|
 -
|
|
|
Параметр R 
-
,7/96=1,58
Коэффициент перехода к сложной схеме
По рис. 6-14
Температурный перепад
ºС
Тепловосприятие ступени по уравнению теплообмена
кДж/кг
|
|
|
|
|
Расхождение расчётных тепловосприятий 
|
%
|
|
|
|
Конструктивный расчёт второй ступени
перегревателя.
|
Величина
|
Единица
|
Расчёт
|
|
Наименование
|
Обозначение
|
Расчётная
формула или способ определения
|
|
|
|
Диаметр
труб
|
По
конструктивным размераммм38/32
|
|
|
|
|
Параметр
пара на входе в ступень: давление
|
Из первой
ступени перегревателяМПа4,2
|
|
|
|
|
Температура
пара на входе в ступень
|
 То жеºС352
|
|
|
|
|
Паросодержание
|
  -0,98
|
|
|
|
Удельная
энтальпия: -кипящей воды -сухого насыщенного пара 
кДж/кг
кДж/кг
,5
Удельная
энтальпия пара на входе в ступень 
Параметры
пара на выходе из ступени: давление По выбору
МПа
|
4
|
|
|
|
|
|
температура
|
То жеºС455
|
|
|
|
|
удельная
энтальпия
|
 То
жекДж/кг3322,5
|
|
|
|
Тепловосприятие
пароохладителя 
По
выбору
Тепловосприятие
ступени Q 
|
кДж/кг
|
|
|
Энтальпия
газов на входе в ступень Из расчёта первой
ступени
перегревателякДж/кг
|
116,18
|
|
|
|
|
|
Температура
газов на входе в ступень
|
То жеºС783
|
|
|
|
Энтальпия
газов на выходе из ступени 
|
кДж/кг
|
|
|
|
Температура
газов на выходе из ступени
По
IJ - таблице
ºС
Средняя
температура газов в ступени 
ºС
Средняя
скорость газов в ступени 
|
м/с
|
|
|
|
Коэффициент
теплоотдачи конвекцией 
По рис. 6-5
Вт/(м2·К)
Средняя
температура пара 
Объём
пара при средней температуре 
По
табл. VI-8
Средняя
скорость пара 
|
м/с
|
|
|
|
Коэффициент
теплоотдачи от стенки к пару По рис. 6-7
Эффективная
толщина излучающего слоя s
|
м0,21
|
|
|
|
|
Суммарная
поглощательная способность трёхатомных газов
|
м·МПа0,00546
|
|
|
|
|
Коэффициент
ослабления лучей трёхатомными газами
|
По рис.
5-51/(м·МПа)27
|
|
|
|
Суммарная
оптическая толщина запылённого газового потока 
|
-0,17
|
|
|
|
|
|
Степень
черноты излучающей среды
|
a
|
По
рис. 5-5
|
-
|
0,15
|
|
Коэффициент
загрязнения
|
По § 6-2м2·К/Вт0,0068
|
|
|
|
Температура
загрязнённой стенки трубы 
|
ºС
|
|
|
|
Коэффициент
теплоотдачи излучением 
По рис. 6-12
|
 Вт/(м2·К)19,5
|
|
|
|
|
|
Температура
в объёме камеры перед ступенью
|
 Из расчёта
первой ступени перегревателяºС783
|
|
|
|
|
Коэффициент
|
A
|
По
§ 6-2
|
-
|
0,5
|
Глубина
по ходу газов: ступени (пучка) объём перед ступенью 
По
конструктивным размерам
То
же
м
м
,2
Коэффициент
теплоотдачи излучением с учётом излучения газового объёма перед ступенью 
Коэффициент
теплоотдачи от газов к стенке
Вт/(м2·К)
|
84,5
|
|
|
|
|
|
Коэффициент
тепловой эффективности
|
По табл.
6-2-0,65
|
|
|
|
|
Коэффициент
теплоотдачи
|
k
|
Вт/(м2·К)37,7
|
|
|
Разность
температур между газами и паром: наибольшая наименьшая
ºС
ºС
-455=328
Температурный
напор при противотоке 
|
ºС
|
|
|
|
Полный
перепад температур газового потока в ступени 
Полный
перепад температур потока пара 
ºС455-352=103
|
|
|
|
|
|
Параметр
|
R
|
 -1,9
|
|
|
|
То
же
|
P
|
 -0,24
|
|
|
Коэффициент
перехода к сложной схеме По рис. 6-15
|
-0,98
|
|
|
|
|
|
Температурный
перепад
|
 ºС273,42
|
|
|
|
Площадь
поверхности нагрева ступени H 
|
м2
|
|
|
Конструктивные размеры
характеристики экономайзера
|
Наименование
|
Обозначение
|
Единица
|
Ступень
|
|
|
|
I
|
II
|
Диаметр
труб: наружный внутренний 
мм
мм
|
26
|
|
|
|
|
|
Расположение
труб
|
-
|
-
|
Шахматное
|
Шахматное
|
Количество
труб в горизонтальном ряду
шт.
Количество
горизонтальных рядов труб
шт.
Шаг
труб: поперёк потока газов (по ширине) вдоль потока газов (по высоте)
мм
мм
Относительный
шаг труб: поперечный продольный 
,25
,72
,56
Площадь
поверхности нагрева
м2
Размеры
сечения газохода поперёк движения газов 
м
м6,075
,76,075
Площадь
живого сечения для прохода газов 
м2
,9
Количество
параллельно включённых труб (по воде) 
шт.
Площадь
живого сечения для прохода воды
м2
,042
Поверочный расчёт второй ступени
экономайзера.
|
Величина
|
Единица
|
Расчёт
|
|
Наименование
|
Обозначение
|
Расчётная
формула или способ определения
|
|
|
|
Площадь
поверхности нагрева ступени
|
H
|
По
конструктивным размерам
|
м2
|
330
|
Площадь
живого сечения для прохода газов 
То
же
м2
|
9,07
|
|
|
|
|
|
То
же, для прохода воды
|
f
|
»
»
|
м2
|
0,042
|
Температура
газов на входе в ступень
Из
расчёта перегревателя
ºС
Энтальпия
газов на входе в ступень
То
же
кДж/кг
Температура
газов на выходе из ступени
По
выбору
ºС
Энтальпия
газов на выходе из ступени
По
IJ - таблице
кДж/кг
Тепловосприятие
ступени (теплота, отданная газами)
|
кДж/кг
|
|
|
|
Удельная
энтальпия воды на выходе из ступени 
кДж/кг
Температура
воды на выходе из ступени
По
табл. VI-6
ºС
Удельная
энтальпия воды на входе в ступень 
кДж/кг
Температура
воды на входе в ступень
По
табл. VI-6
ºС