Тепловой и гидравлический расчёт парогенератора ТГМП-114
Введение
Корпус котла выполнен в П-образной компоновке и
включает в себя топочную камеру, конвективную шахту и соединяющий их
горизонтальный газоход.
Топочная камера экранирована панелями и
горизонтальной набивкой из труб (Сталь 12ХIМФ)
диаметром 38х6 мм, с шагом 41 мм. По ходу газоходов поверхности нагрева в топке
расположены в следующем порядке НРЧ, СРЧ, ВРЧ-1, ВРЧ-2, топочный экран и экраны
поворотной камеры. В горизонтальном газоходе располагаются ширмовый
перегреватель (I и II
ступеней), в опускном газоходе - конвективный пароперегреватель высокого
давления (КПП с.к.д.), конвективный пароперегреватель низкого давления I
и II ступеней и водяной
экономайзер.
Для защиты поверхностей нагрева и регулирования
температуры первичного и вторичного пара имеются впрыски питательной воды:
впрыск I установлен до
ширмы I ступени, впрыск II
в рассечке КПП с.к.д. На промперегревателе аварийный впрыск установлен перед
выходной ступенью.
Топочная камера оборудована шестью вихревыми
газомазутными горелками ВТИ-ТКЗ, расположенными встречно по три грелки.
Производительность горелки по мазуту 6000 кг/ч, по газу 6300 м3/ч при
нормальных физических условиях. Распыл мазута осуществляется механическими
фарсунками «Факел».
Для регулирования температуры вторичного пара
предусмотрена газовая рециркуляция. Газы отбираются за водяным экономайзером и
подаются в топочную камеру в зону на 2000 мм ниже оси горелок.
Вне здания котельной на корпус котла
устанавливается по два регенеративных воздухоподогревателя РВП-68Г,
обеспечивающих подогрев воздуха до 3310С при нормальной нагрузке.
1. Техническая
характеристика парогенератора ТГМП-114
|
Паропроизводительность
котла
|
D, т/ч
|
475
|
|
Расход
вторичного пара
|
Dвт, т/ч
|
380
|
|
Температура
питательной воды
|
tПВ, 0С
|
260
|
|
Давление
питательной воды
|
pПВ, кгс/см2
|
310
|
|
Температура
перегретого пара
|
tПП, 0С
|
560
|
|
Давление
перегретого пара
|
pПП, кгс/см2
|
255
|
|
Температура
вторичного пара на входе в парагенератор
|
t’ВП, 0С
|
310
|
|
Давление
вторичного пара на входе в парагенератор
|
p’ВП, кгс/см2
|
39
|
|
Температура
вторичного пара на выходе из парагенератор
|
t’’ВП, 0С
|
570
|
|
Давление
вторичного пара на выходе из парагенератор
|
p’’ВП, кгс/см2
|
37
|
|
Температура
горячего воздуха
|
tГВ, 0С
|
330
|
|
Топливо
- газ Рудки - Минск
|
|
|
Расчётные характеристики газа
СН4 84,5%
С2Н6 3,8%
С3Н8 1,9%
С4Н12 0,9%
С5Н12 0,3%
N2 7,8%
CO2 0,8%
Qнс 8550
ккал/м3
ссг.тл. 0,837 кг/м3
2. Расчёт объёмов и энтальпий воздуха и
продуктов сгорания
1. Теоретическое количество сухого воздуха,
необходимое для полного сгорания топлива (коэффициент избытка воздуха б=1)
подставив значения исходных величин
получим
м3/м3
. Теоретический объём азота
или
м3/м3
3. Объём трёхатомных газов определяем по
следующей формуле
4. Теоретический объём водяных паров
м3/м3
5. Плотность сухого воздуха
кг/м3
6. Масса дымовых газов
кг/м3
Из таблицы ХХ [1 стр. 201] определяем
коэффициент избытка воздуха в топке бТ=1.1:
потеря теплоты от химического
недожога q3=0.5%
тепловое напряжение объёма топки qV=300·103
ккал/(м3·ч)
Воспользовавшись таблицей XVI [1 стр.
198] определяем коэффициент избытка воздуха
в пароперегревателе
в водяном экономайзер
в регенеративном
воздухоподогревателе
7. Объёмы газов, объёмные доли трёхатомных
газов
Таблица 2.1
|
Рассчитываемая
величина
|
размерность
|
|
|
|
газоходы
|
|
|
топка
|
пароперегреватель
|
Водяной
экономайзер
|
воздухоподогреватель
|
|
Средний
коэффициент избытка воздуха  -1,11,131,151,35
|
|
|
|
|
|
|
 м3/м30,9521,2381,4283,332
|
|
|
|
|
|
|
 м3/м32,1152,122,1232,154
|
|
|
|
|
|
|
 м3/м311,711,99812,19114,126
|
|
|
|
|
|
|
 0,08880,08670,0850,074
|
|
|
|
|
|
|
 0,1790,1750,1720,149
|
|
|
|
|
|
|
 0,2680,2620,2570,223
|
|
|
|
|
|
Энтальпия продуктов сгорания Таблица 2.2
|
v, оС
|
    I=Iг0+(a-1)Iв0,
кДж/м3I=Iг0+(a-1)Iв0,
кДж/м3
|
|
|
|
|
|
|
aт=1,1
aп/п=1,13
|
aв/э
= 1,15 aв/п = 1,35
|
|
|
|
I
|
DI
|
I
|
DI
|
I
|
DI
|
I
|
DI
|
|
100
|
1479,1
|
1261,19
|
|
|
|
|
1668,3
|
1700
|
1920,5
|
1955,7
|
|
200
|
2987,47
|
2539,4
|
|
|
|
|
3368,3
|
1741
|
3876,2
|
200,7
|
|
300
|
4533,58
|
3838,04
|
|
|
|
1806,4
|
5109,3
|
1786,5
|
5876,5
|
2051,4
|
|
400
|
6121,59
|
5162,08
|
|
|
6792,7
|
6792,7
|
6895,9
|
1833,5
|
7928,3
|
|
|
500
|
7751,5
|
6519,64
|
|
|
8599,1
|
1839,5
|
8729,4
|
1867,3
|
|
|
|
600
|
9410,74
|
7906,53
|
|
|
10438,6
|
1895,25
|
10596,7
|
1923,9
|
|
|
|
700
|
11120,26
|
9335,32
|
|
|
12333,85
|
1950,84
|
12520,6
|
1979,5
|
|
|
|
800
|
12884,25
|
10772,5
|
|
|
14284,7
|
1984,3
|
14500,1
|
2013,1
|
|
|
|
900
|
14681,76
|
12209,66
|
|
|
16269,0
|
2018,6
|
16513,2
|
2048,1
|
|
|
|
1000
|
16508,6
|
13684,5
|
17877
|
1986,95
|
18287,6
|
2032,4
|
18561,3
|
|
|
|
|
1100
|
18343,82
|
15201,32
|
19863,95
|
1995,25
|
2032,0
|
2040,8
|
|
|
|
|
|
1200
|
20187,42
|
16718,1
|
21859,2
|
2049,78
|
22360,8
|
2095,2
|
|
|
|
|
|
1300
|
22085,5
|
18234,88
|
23908,98
|
2079,02
|
24456,0
|
2103,7
|
|
|
|
|
|
1400
|
24017,08
|
19709,37
|
25988
|
2080
|
26589,7
|
2117
|
|
|
|
|
|
1500
|
25931,9
|
21343,86
|
28066,3
|
2108,8
|
28706,6
|
2155,2
|
|
|
|
|
|
1600
|
27884,45
|
22902,5
|
30174,7
|
2116,4
|
30861,8
|
2163
|
|
|
|
|
|
1700
|
29845,4
|
24457,03
|
32291,1
|
2129,3
|
33024,8
|
2176,1
|
|
|
|
|
|
1800
|
31818,86
|
26015,7
|
34420,4
|
2162,07
|
35200,9
|
2209,8
|
|
|
|
|
|
1900
|
33824,68
|
27607,9
|
36582,47
|
2169,85
|
37410,7
|
|
|
|
|
|
|
2000
|
35811,9
|
29204,3
|
38732,36
|
2179,24
|
|
|
|
|
|
|
|
2100
|
38731,5
|
30800,7
|
40911,6
|
2183,4
|
|
|
|
|
|
|
|
2200
|
39855,3
|
32397,1
|
43094,99
|
2191,8
|
|
|
|
|
|
|
|
2300
|
41883,24
|
34035,4
|
45286,8
|
2195,4
|
|
|
|
|
|
|
|
2400
|
43919,58
|
35627,6
|
47482,3
|
2208,6
|
|
|
|
|
|
|
|
2500
|
45964,3
|
37265,9
|
4969,9
|
|
|
|
|
|
|
|
. Геометрические характеристики
.1 Топочная камера
Рис. 3.1 Схема поточной камеры
|
Рассчитываемая
величина
|
Обозначение
|
Размерность
|
Формула
или обозначение
|
Расчёт
|
|
Диаметр
и толщина экранных труб
|
dxд
|
мм
|
По
чертежу
|
32x6
|
|
Шаг
труб
|
S1
|
мм
|
По
чертежу
|
41
|
|
Поверхности
|
|
|
|
|
|
Фронтовой
стены
|
FФ
|
м2
|
По
рис. 3.1.
|
230,6
|
|
Задней
стены
|
FЗ
|
м2
|
По
рис. 3.1.
|
230,6
|
|
Боковой
стены
|
FБ
|
м2
|
По
рис. 3.1.
|
132,7
|
|
Пода
|
FП
|
м2
|
По
рис. 3.1.
|
64,6
|
|
Суммарная
поверхность стен топочной камеры
|
FCT
|
м2
|
 800
|
|
|
Объём
топочной камеры
|
VT
|
м3
|
По
рис. 3.1.
|
1406
|
|
Эффективная
толщина излучающего слоя
|
S
|
м
|
 6,3
|
|
3.2 Ширмовой перегреватель
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
|
Диаметр
и толщина труб
|
dxд
|
мм
|
По
чертежу
|
32x6
|
|
Количество
параллельно включенных труб
|
nтр
|
-
|
По
чертежу
|
49·12=228
|
|
Количество
ширм
|
nш
|
По
чертежу
|
12
|
|
Средний
шаг между ширмами
|
S1
|
мм
|
По
чертежу
|
10600/(12+1)=815
|
|
Продольный
шаг
|
S2
|
мм
|
По
чертежу
|
35
|
|
Относительный
поперечный шаг
|
s1
|
-
|
S1/d
|
815/32=25,5
|
|
Относительный
продольный шаг
|
s2
|
-
|
S2/d
|
35/32=1,09
|
|
Поверхность
нагрева ширм
|
Нш
|
м2
|
2×2Alnш×х
|
2×2×1,54×9,5×12×0,98=688
|
|
Дополнительная
поверхность нагрева в области ширм
|
Ндоп
|
м2
|
По
чертежу
|
2×4,25×6,1+9,5×10,6+
+4,25×10,6=198
|
|
Поверхность
выходного окна
|
Нвых
|
м2
|
По
чертежу
|
6,1×10,6=65
|
|
Лучевоспринимающая
поверхность ширм
|
Нл.ш
|
м2
|
 
|
|
|
Дополнительная
лучевоспринимающая поверхность
|
Нл.доп
|
м2
|
Нвых-Нл.ш
|
65-50,2=14,8
|
|
Живое
сечение для газов
|
Fг
|
м2
|
 
|
|
|
Живое
сечение для пара
|
fп
|
м2
|
 
|
|
|
Эффективная
толщина излучающего слоя
|
S
|
м
|
 
|
|
3.3 Поворотная камера
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
|
Подвесные
экономайзерные трубы диаметр и толщина
|
dxd
|
мм
|
по
чертежу
|
32х6
|
|
количество
|
n
|
-
|
по
чертежу
|
75×2=150
|
|
Поверхность
нагрева
|
Нэк
|
м2
|
ndln
|
3,14×0,032×4,66×150=80
|
|
Поверхности
нагрева:
|
|
|
|
|
|
входного
окна
|
Нвх
|
м2
|
по
чертежу
|
4,6×10,6=49,5
|
|
выходного
окна
|
Нвых
|
м2
|
по
чертежу
|
6,07*10,6=64
|
|
боковых
стен
|
Нб
|
м2
|
по
чертежу
|
4,66×6,9×2=64
|
|
потолка
и задней стенки
|
åН
|
м2
|
По
чертежу
|
6,9×10,6+4,66×10,6=122,5
|
|
экранов
поверхностей камеры
|
Нэкр
|
м2
|
Нб+åН
|
64+122,5=186,5
|
|
Поверхность
ограждающих стен
|
Н
|
м2
|
Нэкр+Нвх+Нвых
|
186,5+49,5+64=300
|
|
Объем
поверхностной камеры
|
V
|
м3
|
по
чертежу
|
|
|
Эффективная
толщина излучающего слоя
|
S
|
м
|
 
|
|
|
Живое
сечение для газов
|
Fг
|
м2
|
l1l2-nl1d
|
4,66×10,6-7,5×46,6×0,052=42
|
|
3.4.
Конвективный пароперегреватель высокого давления
|
|
Диаметр
и толщина труб
|
dхd
|
мм
|
по
чертежу
|
32х6
|
|
Расположение
|
-
|
-
|
по
чертежу
|
шахматное
|
|
Поперечный
шаг
|
S1
|
мм
|
по
чертежу
|
140
|
|
Продольный
шаг
|
S2
|
мм
|
по
чертежу
|
50
|
|
Количество
параллельно включенных труб
|
n
|
-
|
по
чертежу
|
150×3=450
|
|
Длина
труб
|
l
|
м
|
по
чертежу
|
26,5
|
|
Поверхность
нагрева
|
Н
|
м2
|
псln
|
3,14×0,032×26,5×450=1198
|
|
Живое
сечение для газов
|
Fг
|
м2
|
АВ-сln
|
6,07×10,6-0,032×5,9×75=50,1
|
|
Живое
сечение для пара
|
fп
|
м2
|
 
|
|
|
Эффективная
толщина излучающего слоя
|
S
|
м
|
0,9d( )0,222
|
|
.5. Вторичный перегреватель (выходной пакет)
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
|
Диаметр
и толщина труб
|
dxд
|
мм
|
по
чертежу
|
45×4,5
|
|
Расположение
|
-
|
-
|
по
чертежу
|
шахматное
|
|
Поперечный
шаг
|
S1
|
мм
|
по
чертежу
|
140
|
|
Продольный
шаг
|
S2
|
мм
|
по
чертежу
|
100
|
|
Количество
параллельно включенных труб
|
n
|
-
|
по
чертежу
|
150×2=300
|
|
Длина
трубы
|
l
|
м
|
по
чертежу
|
18,7
|
|
Поверхность
нагрева
|
Н
|
м2
|
pdln
|
3,14×0,045-18,2×300=1550
|
|
Живое
сечение для газа
|
Fг
|
м2
|
АВ-dln
|
6,07×10,6-0,45×5,2×150=44
|
|
Живое
сечение для пара
|
fп
|
м2
|
 
|
|
|
Эффективная
толщина излучающего слоя
|
S
|
м
|
 
|
|
|
3.5.
Вторичный перегреватель (входной пакет)
|
|
Диаметр
и толщина труб
|
dxd
|
мм
|
по
чертежу
|
42×3,5
|
|
Расположение
|
-
|
-
|
по
чертежу
|
шахматное
|
|
Поперечный
шаг
|
S1
|
мм
|
по
чертежу
|
130
|
|
Продольный
шаг
|
S2
|
мм
|
по
чертежу
|
65
|
|
Количество
параллельно включенных труб
|
n
|
-
|
по
чертежу
|
290×2=580
|
|
Длина
трубы
|
l
|
м
|
по
чертежу
|
43,3
|
|
Поверхность
нагрева
|
Н
|
м2
|
pdln
|
3,14×0,035×43,3×290×2=3312
|
|
Живое
сечение для газов
|
F2
|
м2
|
АВ-dln
|
6,07×10,6-0,042×5,275=48
|
|
Живое
сечение для пара
|
fп
|
м2
|
|
|
|
Эффективная
толщина излучающего слоя
|
S
|
м
|
|
|
|
3.7.
Водяной экономайзер
|
|
Диаметр
и толщина труб
|
dxd
|
мм
|
по
чертежу
|
32×6
|
|
Расположение
|
-
|
-
|
по
чертежу
|
шахматное
|
|
Поперечный
шаг
|
S1
|
мм
|
по
чертежу
|
100
|
|
Продольный
шаг
|
S2
|
мм
|
по
чертежу
|
50
|
|
Количество
параллельно включенных труб
|
n
|
-
|
по
чертежу
|
240×2=480
|
|
Длина
трубы
|
l
|
м
|
по
чертежу
|
50,2
|
|
Поверхность
нагрева
|
Н
|
м2
|
pdln
|
3,14×0,032×50,2×480×2=2420
|
|
Живое
сечение для газов
|
F2
|
м2
|
АВ-dln
|
6,07×10,6-0,032×5,2×120=44,4
|
|
Живое
сечение для пара
|
fп
|
м2
|
|
|
|
Эффективная
толщина излучающего слоя
|
S
|
м
|
|
|
.8 Регенеративный воздухоподогреватель
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
|
Диаметр
ротора
|
D
|
мм
|
по
рис. 3.2.
|
6800
|
|
Диаметр
ступицы
|
d
|
мм
|
по
рис. 3.2.
|
420
|
|
Количество
воздухоподогревателей на котел
|
n
|
-
|
по
чертежу
|
2
|
|
Количество
секторов
|
-
|
-
|
по
чертежу
|
|
Доли
поверхности, омываемой газами и воздухом
|
х1,
х2
|
-
|
|
13/24=0,542;
9/24=0,375
|
|
Живое
сечение газов
|
Fг
|
м2
|
0,785D2внх1крклn
|
0,785×6,82×0,542×0,91×0,85×2=31,9
|
|
Живое
сечение воздуха
|
Fв
|
м2
|
0,785D2внх2крклn
|
0,785×6,82×0,375×0,91×0,8592=22,1
|
|
Эквивалентный
диаметр
|
dэ
|
мм
|
По
п. 7-29 /1/
|
9,6
|
|
Высота
набивки (горячей)
|
hг
|
м
|
по
рис. 3.2
|
1,2
|
|
Высота
набивки (холодной)
|
hх
|
м
|
по
рис. 3.2
|
0,6
|
|
Поверхность
нагрева
|
|
|
|
|
|
горячей
части
|
Нг
|
м2
|
0,95×0,785D2внкрсhг
|
0,95×0,785×6,82×0,91×365×1,2×2=30300
|
|
холодной
части
|
Нх
|
м2
|
0,95×0,785D2внкрсhх
|
0,95×0,785×6,82×0,91×365×0,6×2=13005
|
4. Тепловой расчет котельного агрегата
.1 Тепловой баланс
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
|
Располагаемое
тепло топлива
|
 кДж/м3 36405,58
|
|
|
|
|
Температура
уходящих газов
|
tух
|
оС
|
Принята
предварительно
|
125
|
|
Энтальпия
уходящих газов
|
Iух
|
кДж/м3
|
По
табл. 2.2
|
2800,56
|
|
Температура
холодного воздуха
|
tхв
|
оС
|
принята
предварительно
|
30
|
|
Энтальпия
холодного воздуха
|
Iхв
|
кДж/м3
|
По
табл. 2.2
|
578,4
|
|
Потери
тепла от химического недожога
|
q3
|
%
|
По
табл.хх/ /
|
0,5
|
|
от
механического недожога
|
q4
|
%
|
для
газа
|
0
|
|
с
уходящими 89газами
|
q2
|
%
|
 
|
|
|
в
окружающую среду
|
q5
|
%
|
По
п.5-10 / /
|
0,39
|
|
Сумма
тепловых потерь
|
åq
|
%
|
q2 + q3 + q4 + q5
|
6,62
|
|
Коэффициент
полезного действия котлоагрегата (брутто)
|
 %100-åq93,58
|
|
|
|
|
Давление
перегретого пара за котлоагергатом
|
Рпп
|
кгс/см2
|
Задано
|
255
|
|
Температура
перегретого пара за котлом
|
tпп
|
оС
|
Задана
|
560
|
|
Энтальпия
перегретого пара
|
Iпп
|
кДж/кг
|
по
табл. / /
|
3369
|
|
Температура
питательной воды
|
tпв
|
оС
|
задана
|
260
|
|
Энтальпия
питательной воды
|
Iпв
|
кДж/кг
|
по
табл. / /
|
1134
|
|
Расход
вторичного пара
|
Dвт
|
т/ч
|
задан
|
380
|
|
Давление
вторичного пара на входе в котлоагрегат
|
P’вт
|
угс/см2
|
задан
|
39
|
|
Температура
вторичного пара
|
t’вт
|
оС
|
задана
|
310
|
|
Энтальпия
|
 кДж/кгпо
табл. / /3087
|
|
|
|
|
Давление
вторичного пара на выходе из котла
|
P”вт
|
кгс/см2
|
задана
|
37
|
|
Температура
вторичного пара на выходе из котла
|
t”вт
|
оС
|
задана
|
570
|
|
Энтальпия
|
 кДж/кгпо
табл. / /3636
|
|
|
|
|
Тепло,
полезно используемое в котлоагрегате
|
Qка
|
кДж/кг
|
D(iпп-iпв)+Dвт(i"вт-i'вт)
|
475(3369-1134)+380(3636-3087)=1,27×109
|
|
Полезный,
полный расход топлива
|
В
|
м3/ч
|
 
|
|
|
Расчетный
расход
|
Вр
|
м3/ч
|
В(1- )36575
|
|
|
Коэффициент
сохранения тепла
|
j
|
|
 0,996
|
|
.2. Топка
|
Коэффициент
избытка воздуха в топке
|
aт
|
-
|
из
табл. ХIХ / /
|
1,1
|
|
Температура
горячего воздуха
|
tгв
|
оС
|
принята
|
330
|
|
Энтальпия
горячего воздуха
|
I'гв
|
кДж/м3
|
по
табл. 2.2
|
4235,25
|
|
Тепло,
вносимое воздухом в топку
|
Qв
|
кДж/м3
|
aтI'гв+I'хв
|
1,1×4235,25+378,4=5037,18
|
|
Полезное
тепловыделение в топке
|
Qт
|
кДж/кг
|
 36405,58 +5037,18=43025
|
|
|
Теоретическая
температура горения
|
vа
|
оС
|
По
табл. 2.2
|
2188
|
|
Относительное
положение максимальных температур по высоте
|
хт
|
-
|
хт=хг= 
|
|
|
Коэффициент
|
М
|
-
|
по
п. 6-13 /1/ М =0,54-0,2хт
|
0,54-0,2×0,1195=0,51
|
|
Температура
газов на выходе из топки
|
v"т
|
оС
|
принята
предварительно
|
1200
|
|
Энтальпия
|
I"т
|
кДж/м3
|
по
табл. 2.2
|
21859,2
|
|
Средняя
суммарная теплоемкость продуктов сгорания
|
vcср
|
кДж/м3оС
|
 
|
|
|
Произведение
|
рпS
|
м×кгс/см2
|
prпS
|
1,03×0,268×6,3=1,74
|
|
Коэффициент
ослабления лучей трехатомными газами
|
kг
|
 по
номограмме 3 /1/0,27
|
|
|
|
Оптическая
толщина
|
kps
|
-
|
kгpsrп
|
0,27×1,74=0,469
|
|
Степень
черноты факела
|
aф
|
-
|
по
номограмме 2 /1/
|
0,38
|
|
Средний
коэффициент тепловой эффективности
|
yср
|
-
|
 
|
|
|
Степень
черноты топочной камеры
|
 -По
номограмме [1]0,485
|
|
|
|
|
Температура
газов на выходе из топки
|
 0С 1354
|
|
|
|
|
Энтальпия
|
 кДж/м3По
табл 2.2.25048,3
|
|
|
|
|
Количество
тепла, воспринятого в топке
|
 кДж/м3 17904,8
|
|
|
|
|
Средняя
тепловая нагрузка лучевоспринимающей поверхности нагрева
|
 кДж/м2·ч 827070,5
|
|
|
|
|
Теплонапряжение
топочного объема (до ширм)
|
 кДж/м2·ч 947037,1
|
|
|
|
|
4.3.
Ширмовый перегреватель
|
|
Температура
газов на входе
|
v’
|
0С
|
Из
расчёта
|
1354
|
|
Энтальпия
|
I’
|
кДж/м3
|
По
табл. 2.2.
|
25048,3
|
|
Лучистое
тепло, воспринятое плоскостью входного сечения ширм
|
Qл.вх
|
кДж/м3
|
По
п. 7-04 [1]
|
1186,2
|
|
Поправочный
коэффициент для учета излучения на пучек за ширмами
|
 -По п.
7-04 [1]0,7
|
|
|
|
|
Температура
газов на выходе
|
v”
|
0С
|
Принята
предварительно
|
1060
|
|
Средняя
температура газов
|
v
|
0С
|
0,5(v’+v”)
|
1154
|
|
Произведение
|
PnS
|
м·кгс/см2
|
prns
|
0,23
|
|
Коэффициент
ослабления лучей трехатомными газами
|
kГ
|
м·кгс/см2
|
По
номограмме 3 [1]
|
1,11
|
|
Оптическая
толщина
|
kpS
|
-
|
kГrnps
|
0,2553
|
|
Степень
черноты газов
|
 -По
номограмме 2 [1]0,225
|
|
|
|
|
Угловой
коэффициент входного на выходное сечение ширм
|
 - 0,043
|
|
|
|
|
Теплоизлучение
из топки и ширм I ступени
|
Qл.вых
|
кДж/м3
|
 284
|
|
|
Тепло,
получаемое из топки ширмами I ступени
|
Qл.мед
|
кДж/м3
|
 902
|
|
4.4 Поворотная камера
|
Температура
газов на входе
|
v'
|
оС
|
Из
расчета ШПП
|
1060
|
|
Энтальпия
|
i'
|
кДж/м3
|
По
табл. 2.2
|
19507,94
|
|
Температура
газов на выходе
|
v"
|
оС
|
Принимаем
|
990
|
|
Энтальпия
|
i"
|
кДж/м3
|
По
табл. 2.2
|
18085,74
|
|
Тепловосприятие
в поворотной камере
|
Qd
|
кДж/м3
|
j(i'-i")
|
0,996(19507,94-18085,4)=1416,3
|
|
Средняя
температура газов
|
v
|
оС
|
0,5(v'+v")
|
1025
|
|
Средняя
скорость газов в сечении подвесных труб
|
aк.под
|
ккал/м2чс
|
По
номограмме 12 /1/
|
53×0,091×1,0×0,96=46
|
|
Средняя
температура пара в экранных трубах
|
t
|
оС
|
Принята
предварительно
|
430
|
|
Коэффициент
загрязнения экранов
|
e
|
По
п.7-36 /1/
|
0,0015
|
|
Температура
наружной поверхности загрязнений
|
t3
|
оС
|
t+Dt
|
450
|
|
Произведение
|
рпS
|
мкгс/см2
|
hrnS
|
1,03×0,268×4,07=1,12
|
|
Коэффициент
охлаждения лучей трехатомными газами
|
kг
|
см2/м2кгс
|
по
номограмме3 /1/
|
0,58
|
|
Оптическая
толщина
|
kpS
|
-
|
KгrnpS
|
0,58×1,12=0,65
|
|
Коэффициент
теплоотдачи излучением
|
aл.экр
|
ккал/м2чс
|
По
номограмме 19 /1/
|
217×0,975×0,41=86,75
|
|
Тепловосприятие
экранов по уравнению тепловосприятия
|
Qт.экр
|
кДж/м3
|
 
|
|
|
Тепловая
нагрузка экранов
|
qэкр
|
кДж/м3ч
|
Qт.экрВр/Н
|
992,3×36575/186,45=194453,6
|
|
Средняя
температура в подвесных трубах
|
t
|
оС
|
Принимаем
|
340
|
|
Температура
наружной поверхности подвесных труб
|
t3
|
оС
|
t+eqпод
|
340+0,0015*68000=442
|
|
Коэффициент
теплоотдачи излучением к подвесным трубам
|
aл
|
ккал/м2чс
|
по
номограмме 19
|
80×0,96×0,9=70,2
|
|
Средний
коэффициент теплоотдачи к подвесным трубам
|
aк.под+aл
|
ккал/м2чс
|
aк.под+aл
|
70,2+46=116,2
|
|
Тепловосприятие
подвесных труб
|
Qт.под
|
кДж/м3
|
 
|
|
|
Тепловая
нагрузка подвесных труб
|
qпод
|
кДж/м3
оС
|
 621,5×36575/80=283849,4
|
|
|
Суммарное
тепловосприятие подвесных труб
|
åQт
|
кДж/м3
|
Qт.экр+Qт.под
|
992,3+621,5=1613,8
|
|
Отношение
тепловосприятий
|
åQт/Qd
|
%
|
åQт/Qd×100
|
1613,8/1718×100=93,9
|
4.5 Конвективный пароперегреватель высокого
давления (КПП ВД)
|
Температура
газов на входе
|
v'
|
оС
|
из
расчета КП
|
990
|
|
Энтальпия
|
I'
|
кДж/м3
|
табл.
2.2
|
18085,74
|
|
Температура
газов на выходе
|
v"
|
оС
|
принята
предварительно
|
850
|
|
Энтальпия
|
I"
|
кДж/м3
|
по
табл.2.2
|
15294
|
|
Тепло,
отданное газами
|
Qd
|
кДж/м3
|
j(I'-I")
|
0,966(18085,74-15294)=2780,57
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
|
В
том числе
|
|
|
|
|
|
тепловосприятие
ступени
|
Qбп
|
кДж/м3
|
принято
|
2620
|
|
подвесных
труб
|
Qбж
|
кДж/м3
|
принято
|
52,0
|
|
Прирост
энтальпии
|
Di
|
кДж/м3
|
Qбп××Вр/D
|
2620×36575/475000=202
|
|
Температура
пара на выходе
|
t"
|
оС
|
задана
|
570
|
|
Энтальпия
|
i"
|
кДж/кг
|
по
табл. /2/
|
3610,9
|
|
Энтальпия
пара на входе
|
i'
|
кДж/кг
|
i"-Di
|
3409,1
|
|
Температура
на входе
|
t'
|
оС
|
по
табл. /2/
|
482
|
|
Средняя
температура газов
|
v
|
оС
|
0,5(v'-v"0
|
920
|
|
Средняя
температура пара
|
t
|
оС
|
0,5(t'+t")
|
526
|
|
Температурный
напор
|
Dt
|
оС
|
v-t
|
394
|
|
Средняя
скорость газов
|
w2
|
м/с
|
 
|
|
|
Коэффициент
теплоотдачи конвекции
|
aк
|
ккал/м2чоС
|
по
номограмме 13 /1/
|
60×1,0×1,05×0,98=61,74
|
|
Средний
удельный объем
|
v
|
м3/кг
|
по
табл. /2/
|
0,099
|
|
Средняя
скорость газа
|
wu
|
v/c
|
 
|
|
|
Коэффициент
теплоотдачи от стенок к пару
|
aг
|
ккал/м2чоС
|
по
номограмме 15 /1/
|
410×0,96=393,6
|
|
Коэффициент
загрязнения
|
e
|
м2чоС/ккал
|
по
п. 7-57
|
0,002
|
|
Температура
наружной поверхности загрязнения
|
t3
|
оС
|
 
|
|
|
Произведение
|
РпS
|
мкгс/см2
|
рrпS
|
0,059
|
|
Коэффициент
ослабления лучей трехатомными частицами
|
rг
|
см/м2кгс
|
по
номограмме 3 /1/
|
2,98
|
|
Оптическая
толщина
|
kрS
|
-
|
kгrпрS
|
2,98×0,059=0,176
|
|
Коэффициент
теплоотдачи излучением
|
aл
|
ккал/м2чоС
|
по
номограмме 19 /1/
|
210×0,95×0,115=22,9
|
|
То
же с учетом объема, находящегося перед пучком
|
a'л
|
ккал/м2чоС
|
|
|
|
Тепловосприятие
по уравнению теплопередачи
|
Qт.п
|
кДж/кг2
|
 
|
|
|
Коэффициент
теплопередачи
|
k
|
-
|
|
|
|
Отношение
тепловосприятий
|
Qтп/Qбп
|
%
|
Qтп/Qбп×100
|
2587/2620=98,7
|
|
Температура
среды в подвесных трубах
|
t
|
оС
|
принята
|
320
|
|
Тепловосприятие
подвесных труб
|
Qт.эк
|
кДж/кг
|
 
|
|
|
Отношение
тепловосприятий
|
Qт.эк/Qб.эк
|
%
|
Qт.эк/Qб.эк×100
|
49,7/52×100=95,7
|
4.6 Вторичный конвективный перегреватель (ВКПП-II
выходная ступень)
|
Температура
газа
|
v'
|
оС
|
из
расчета КПП ВД
|
850
|
|
Энтальпия
|
i'
|
кДж/м3
|
по
табл. 2.2
|
15294
|
|
Температура
газов на выходе
|
v"
|
оС
|
принимаем
|
745
|
|
Энтальпия
|
i"
|
кДж/м3
|
по
табл. 2.2
|
13211,7
|
|
Тепло,
отданное газами
|
Qб
|
кДж/м3
|
j(i'-i")
|
0,996(15294-13211,7)=2073,97
|
|
Тепловосприятие
ступени
|
Qбп
|
кДж/м3
|
принимаем
|
1952,5
|
|
подвесных
труб
|
Qбж
|
кДж/м3
|
принимаем
|
152
|
|
Прирост
энтальпии
|
Di
|
кДж/м3
|
 1952,5×36515/475000=150,2
|
|
|
Температура
пара на выходе
|
t"
|
оС
|
задана
|
570
|
|
Энтальпия
|
i"
|
кДж/кг
|
по
табл. /2/
|
3611,78
|
|
Энтальпия
пара на входе
|
i'
|
кДж/кг
|
i"-Di
|
3461,58
|
|
Температура
пара на входе
|
t'
|
оС
|
по
табл. /2/
|
505
|
|
Температурный
напор
|
Dt
|
оС
|
v-t
|
797,5-537,5=260
|
|
Средняя
температура газов
|
v
|
оС
|
0,5(v'+v")
|
797,5
|
|
Средняя
температура пара
|
t
|
оС
|
0,5(t'+t")
|
537,5
|
|
Средняя
скорость газов
|
wu
|
м/c
|
|
|
|
Коэффициент
теплоотдачи конвекцией
|
ar
|
ккал/м2чоС
|
по
номограмме12 /1/
|
83×1,01×0,98=82,15
|
|
Средний
удельный объем пара
|
v
|
м3/кг
|
по
табл. /2/
|
0,07105
|
|
Средняя
скорость пара
|
wп
|
м/с
|
Dv/3600f
|
380000×0,07105/3600×0,305=24,6
|
|
Коэффициент
теплоотдачи от стенки к пару
|
aг
|
ккал/м2чоС
|
по
номограмме 15 /1/
|
1000×0,96=960
|
|
Коэффициент
загрязнения
|
e
|
м2чоС/ккал
|
по
рис. 7.11 и п. 7-2
|
0,002
|
|
Температура
наружной поверхности загрязнений
|
t3
|
оС
|
603,87
|
|
|
Произведение
|
РпS
|
мкгс/см2
|
1,01×0,267×0,216=0,058
|
|
Коэффициент
ослабления лучей трехатомными газами
|
kг
|
см2/мкгс
|
по
номограмме 3 /1/
|
1,15
|
|
Оптическая
толщина
|
kрS
|
-
|
kгrгpS
|
1,15×0,058=0,0667
|
|
Коэффициент
теплоотдачи излучением
|
ak
|
 по
номограмме 19140×0,95×0,195=16,5
|
|
|
|
Тоже
с учетом объема перед пучком
|
a'л
|
 22,3
|
|
|
|
Коэффициент
теплоотдачи
|
k
|
 23,3
|
|
|
|
Тепловосприятие
ступени по уравнению тепловосприятия
|
Qт.п.
|
кДж/м3
|
 1897
|
|
|
Отношение
тепловосприятий
|
 % 98,1
|
|
|
|
|
Средняя
температура среды в подвесных трубах
|
t
|
0С
|
Принята
предварительно
|
320
|
|
Тепловосприятие
подвесных труб
|
Qт.эк.
|
кДж/м3
|
 148
|
|
|
Отношение
тепловосприятий
|
 % 97,4
|
|
|
|
4.7 Вторичный конвективный перегреватель (ВКПП-I
входная ступень)
|
Температура
газов на входе
|
v'
|
оС
|
из
расчета КПП ВД
|
745
|
|
Энтальпия
|
i'
|
кДж/м3
|
по
табл. 2.2
|
13211,7
|
|
Температура
газов на выходе
|
v"
|
оС
|
принимаем
|
470
|
|
Энтальпия
|
i"
|
кДж/м3
|
по
табл. 2.2
|
8057,2
|
|
Тепло,
отданное газами
|
Qб
|
кДж/м3
|
j(i'-i")
|
3133,9
|
|
Прирост
энтальпии
|
Di
|
кДж/м3
|
 395
|
|
|
Температура
пара на выходе
|
t"
|
оС
|
Из
расчёта ВКПП-II
|
505
|
|
Энтальпия
|
i"
|
кДж/кг
|
по
табл. /2/
|
3611,78
|
|
Энтальпия
пара на входе
|
i'
|
кДж/кг
|
i"-Di
|
78
|
|
Температура
пара на выходе
|
t'
|
оС
|
по
табл. /2/
|
378
|
|
Средня
температура газов
|
v
|
оС
|
0,5(v'+v")
|
607,5
|
|
Средняя
температура газа
|
t
|
оС
|
0,5(t'+t")
|
441,5
|
|
Температурный
напор
|
Dt
|
оС
|
v-t
|
166
|
|
Средняя
скорость газов
|
wu
|
м/c
|
8,3
|
|
|
Коэффициент
теплоотдачи конвекции
|
aк
|
по
номограмме12 /1/75,2
|
|
|
|
Средний
удельный объем
|
v
|
м3/кг
|
по
табл. /2/
|
0,1419
|
|
Средняя
скорость пара
|
wп
|
м/с
|
Dv/3600fп
|
26,7
|
|
Коэффициент
теплоотдачи от стенки к пару
|
aг
|
по
номограмме 15 /1/1309,5
|
|
|
|
Коэффициент
загрязнения
|
e
|
 По. 7-58
[2]0,002
|
|
|
|
Температура
наружной поверхности загрязнения
|
t3
|
оС
|
462
|
|
|
Произведение
|
РпS
|
мкгс/см2
|
РrпS
|
0,051
|
|
Коэффициент
ослабления лучей трехатомными газами
|
kг
|
см2/мкгс
|
по
номограмме 3 /1/
|
3,2
|
|
Оптическая
толщина
|
kрS
|
-
|
kгrгpS
|
0,028
|
|
Коэффициент
теплоотдачи излучением
|
aл
|
по
номограмме 1920,97
|
|
|
|
Тоже
с учетом объема перед пучком
|
a'л
|
29,77
|
|
|
|
Коэффициент
теплоотдачи
|
k
|
20,8
|
|
|
|
Тепловосприятие
ступени по уравнению теплопередачи
|
Qт.п.
|
кДж/м3
|
3011,37
|
|
|
Отношение
тепловосприятий
|
%98
|
|
|
|
.8. Водяной экономайзер
|
Температура
газов на входе
|
v'
|
оС
|
из
расчета КПП-I
|
470
|
|
Энтальпия
|
i'
|
кДж/м3
|
по
табл. 2.2
|
8057,2
|
|
Температура
газов на выходе
|
v"
|
оС
|
принимаем
|
340
|
|
Энтальпия
|
i"
|
кДж/м3
|
по
табл. 2.2
|
5823,9
|
|
Тепло,
отданное газами
|
Qб
|
кДж/м3
|
j(i'-i")
|
2224,4
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
|
Прирост
энтальпии
|
Di
|
кДж/м3
|
171,3
|
|
|
Температура
на выходе
|
t’
|
оС
|
Из
расчёта ВКПП-II
|
260
|
|
Энтальпия
|
i’
|
кДж/кг
|
по
табл. /2/
|
1135
|
|
Энтальпия
воды на выходе
|
i”
|
кДж/кг
|
i"+Di
|
1306,3
|
|
Температура
|
t”
|
оС
|
по
табл. /2/
|
298
|
|
Средня
температура газов
|
v
|
оС
|
0,5(v'+v")
|
405
|
|
Средняя
температура воды
|
t
|
оС
|
0,5(t'+t")
|
279
|
|
Температурный
напор
|
Dt
|
оС
|
v-t
|
126
|
|
Средняя
скорость газов
|
wГ
|
м/c
|
7,16
|
|
|
Коэффициент
теплоотдачи конвекции
|
aк
|
по
номограмме13 /1/65,65
|
|
|
|
Средний
удельный объем
|
v
|
м3/кг
|
по
табл. /2/
|
0,00126
|
|
Средняя
скорость воды
|
wв
|
м/с
|
Dv/3600fп
|
1,1
|
|
Коэффициент
теплоотдачи от стенки к пару
|
aг
|
по
номограмме 15 /1/656,8
|
|
|
|
Коэффициент
загрязнения
|
e
|
По. 7-58
[2]0,001
|
|
|
|
Температура
наружной поверхности загрязнения
|
t3
|
оС
|
299,2
|
|
|
Произведение
|
РпS
|
мкгс/см2
|
РrпS
|
0,039
|
|
Коэффициент
ослабления лучей трехатомными газами
|
kг
|
см2/мкгс
|
по
номограмме 3 /1/
|
4,5
|
|
Оптическая
толщина
|
kрS
|
-
|
kгrгpS
|
0,1755
|
|
Коэффициент
теплоотдачи
|
aл
|
по
номограмме 197,35
|
|
|
|
Тоже
с учетом объема
|
a'л
|
8,7
|
|
|
|
Коэффициент
теплоотдачи
|
k
|
66
|
|
|
|
Тепловосприятие
ступени по уравнению теплопередачи
|
Qт.
|
кДж/м3
|
2203
|
|
|
Отношение
тепловосприятий
|
 % 99,04
|
|
|
|
.9 Регенеративный воздухоподогреватель
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
|
Температура
газов на выходе
|
tг.в.
|
оС
|
Принимаем
|
330
|
|
Энтальпия
|
I"гв
|
кДж/м3
|
По
табл. 2.2
|
628,17
|
|
Отношение
горячего воздуха на выходе к теоретическому
|
b"вп
|
-
|
Из
расчета топки
|
1,1
|
|
Присос
воздуха
|
Da
|
-
|
из
табл. XVI /1/
|
0,2
|
|
Температура
воздуха на входе
|
tпр
|
оС
|
принимаем
|
110
|
|
Энтальпия
|
I"пр
|
кДж/м3
|
по
табл. 2.2
|
2116,1
|
|
Энтальпия
газов на входе
|
I'
|
кДж/м3
|
из
расчета ВЭ
|
5823,9
|
|
Температура
|
v'
|
оС
|
из
расчета ВЭ
|
340
|
|
Тепловосприятие
по балансу
|
Qб
|
кДж/м3
|
 1,15(6287,17-2116,1)=4796,6
|
|
|
Энтальпия
газов на выходе
|
I"
|
кДж/м3
|
 5823,39-4796,6/0,996+0,1×6492,31=3925,2
|
|
|
Температура
газов
|
v"
|
оС
|
по
табл. 2.2
|
2005
|
|
Средняя
температура газов
|
v
|
оС
|
0,5(v'+v")
|
0,5(205+340)=275,5
|
t
|
оС
|
0,5(t'+t")
|
0,5(330+110)=220
|
|
Температурный
напор
|
Dt
|
оС
|
v-t
|
57,5
|
|
Средняя
температура стенки
|
tст
|
оС
|
 
|
|
|
Средняя
скорость газов
|
w2м/с 
|
|
|
|
|
Средняя
скорость воздуха
|
wвм/с 
|
|
|
|
Коэффициент
теплопередачи от газа к стенке 
ккал/м2чспо номограмме 18
от
стенки к воздуху 
ккал/м2чспо
номограмме 18
|
/1/48×1,1×0,98×1,54=79,7
|
|
|
|
|
|
Коэффициент
использования
|
x
|
-
|
по
п. 7-59 /1/
|
0,8
|
|
Коэффициент
теплопередачи
|
k
|
ккал/м2чс
|
 
|
|
|
Тепловосприятие
по уравнению теплопередачи
|
Qт
|
кДж/м3
|
 
|
|
|
Минимальная
температура стенки
|
 оС 
|
|
|
|
|
Отношение
тепловосприятий
|
Qт/Qd
|
%
|
Qт/Qd×100
|
4814,2/4796,6=98,1
|
4.10 Регенеративный воздухоподогреватель
(холодная
часть)
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
|
Температура
воздуха на выходе
|
tгв
|
оС
|
из
расчета РВП (r.ч)
|
110
|
|
Энтальпия
|
 кДж/м3по
табл.2.22116,1
|
|
|
|
|
Температура
воздуха на входе
|
tхв
|
оС
|
принимаем
|
40
|
|
Энтальпия
|
 кДж/м3по
табл.2.2768
|
|
|
|
|
Энтальпия
газов на входе
|
I'
|
кДж/м3
|
из
расчета РВП (r.ч)
|
3925,2
|
|
Температура
|
v'
|
оС
|
из
расчета РВП (r.ч)
|
205
|
|
Тепловосприятие
по балансу
|
Qб
|
кДж/м3
|
1250,3
|
|
|
Энтальпия
газов на выходе
|
I"ух
|
кДж/м3
|
2257,0
|
|
|
Температура
газов на выходе
|
v"ух
|
оС
|
по
табл. 2.2
|
115
|
|
Средняя
температура газов
|
v
|
оС
|
0,5(v'+v")
|
160
|
|
Средняя
температура воздуха
|
t
|
оС
|
0,5(t'+t")
|
75
|
|
Средний
температурный напор
|
Dt
|
оС
|
v-t
|
85
|
|
Температура
стенки
|
tст
|
оС
|
125
|
|
|
Средняя
скорость газов
|
wг
|
м/с
|
7,35
|
|
|
Средняя
скорость воздуха
|
wв
|
м/с
|
9,7
|
|
|
Коэффициент
теплоотдачи
|
|
|
|
|
|
от
газа к стенке
|
a"к
|
ккал/м2чс
|
по
номограмме 18 / /
|
45,5
|
|
от
стенки к воздуху
|
aвк
|
ккал/м2чс
|
по
номограмме 18 / /
|
55
|
|
Коэффициент
использования
|
x
|
-
|
по
п. 7-59 / /
|
0,8
|
|
Коэффициент
теплопередачи
|
k
|
ккал/м2чс
|
8,9
|
|
|
Тепловосприятие
по уравнению теплопередачи
|
Qт
|
кДж/м3
|
120
|
|
|
Отношение
тепловосприятия
|
Qт/Qd
|
%
|
Qт/Qd×100
|
98,5
|
5. Аэродинамический расчёт водяного экономайзера
Верхний пакет водяного экономайзера.
Сопротивление одного ряда
кг/м2
Поправочные коэффициенты при
шахматном расположении
Сопротивление верхнего пакета
экономайзера
кг/м2
Нижний пакет экономайзера
Сопротивление одного ряда
кг/м2
Поправочные коэффициенты при
шахматном расположении
Сопротивление нижнего пакета
экономайзера
кг/м2
6. Расчёт экранных труб на прочность
В основу расчёта положен принцип
оценки прочности по предельной нагрузке при расчетном давлении
Где 
расчётное
давление, равное 15,6 Мпа;
DH - наружный
диаметр, равный 50 мм;
- коэффициент прочности; для
углеродистых сталей 
;
- допустимое напряжение, при
расчётной температуре t=4400C
Мпа
С - прибавка на толщину стенки,
равна 1 мм
мм
Следовательно экранные трубы выдержат
данную нагрузку, т.к. в них заложен необходимый запас прочности.
парогенератор дымосос вентилятор котельный
7. Выбор дымососа и вентилятора
Расчётная производительность
м3/ч
Расчётное сопротивление с запасом
20%
кг/м2
Поправочный коэффициент 
Приведенный расчётный напор 
кг/м2
Принят к установке дымососа ДОД-28,5
=395 об/мин
Производительность
м3/ч
Напор
кг/м2
КПД 
%
Мощность на валу
кВт
Мощность электродвигателя 
кВт
Запас:
На производительность 
По напору
На мощность
По справочным данным выбираем
вентилятор горячего дутья ВГД-20У
Производительность 900·103 м3/ч
Полное давление 377 кгс/м2
Литература
1. Тепловой
расчёт котельных агрегатов (Нормативный метод). Под ред.
Н.В.
Кузнецова и др., М., «Энергия», 1973г.
. Пособие
по курсовому проектированию парогенераторов (тепловой расчёт парогенераторов)
для студентов специальности 0305 «Тепловые электрические станции» Под ред.
проф. С.М. Шварцмана
3. Ривкин
С.Л., Александров А.А. Теплофизические свойства воды и водяного пара.
М.:
Энергия, 1980 г.