Паровой котел - это основной агрегат тепловой электростанции
(ТЭС). Рабочим телом в нем для получения пара является вода, а теплоносителем
служат продукты горения различных органических топлив. Необходимая тепловая
мощность парового котла определяется его паропроизводительность при обеспечении
установленных температуры и рабочего давления перегретого пара. При этом в
топке котла сжигается расчетное количество топлива.
Номинальной паропроизводительностью называется наибольшая
производительность по пару, которую котел должен обеспечить в длительной
эксплуатации при номинальных параметрах пара и питательной воды с допускаемыми
по ГОСТ отклонениями от этих величин.
Номинальное давление пара - наибольшее давление пара, которое
должно обеспечиваться непосредственно за пароперегревателем котла.
Номинальные температуры пара высокого давления (свежего пара)
и пара промежуточного перегрева (вторично-перегретого пара) - температуры пара,
которые должны обеспечиваться непосредственно за пароперегревателем с допускаемыми
по ГОСТ отклонениями при поддержании номинальных давлений пара, температуры
питательной воды и паропроизводительности.
Номинальная температура питательной воды - температура воды
перед входом в экономайзер, принятая при проектировании котла для обеспечения
номинальной паропроизводительности.
При изменении нагрузки котла номинальные температуры пара
(свежего и вторично-перегретого) и, как правило, давление должны сохраняться (в
заданном диапазоне нагрузок), а остальные параметры будут изменяться.
При выполнении расчета парового котла его
паропроизводительность, параметры пара и питательной воды являются заданными.
Поэтому цель расчета состоит в выборе рациональной компоновки и определении
размеров всех поверхностей нагрева котла (конструктивный расчет) или же в
определении температур и тепловосприятий рабочего тела и газовой среды в
поверхностях нагрева заданного котла (поверочный расчет).
В процессе расчета парового котла используется большое
количество буквенных обозначений различных параметров и величин. Чтобы по
возможности исключить одинаковые обозначения для различных величин,
используются латинский, греческий и русский алфавиты, а также верхние и нижние
индексы. Одинаковые обозначения могут допускаться в тех случаях, когда они
укоренились в различных областях техники.
Современный энергетический котлоагрегат большой мощности
представляет собой очень большое и сложное сооружение. Так, например, агрегат
обслуживающий турбину мощностью 100 МВт, производит в час около 400 т
пара давлением 100-140 ата и температурой 510-560°С и потребляет
в час 50-100 т угля (в зависимости от качества последнего), более 300
000 нм3 воздуха и около 400 т воды.
Все рабочие процессы такого агрегата полностью механизированы
и в основном автоматизированы. Агрегат обслуживается многочисленными
вспомогательными механизмами, приводимыми в движение десятками
электродвигателей, причем мощность некоторых из них достигает тысяч киловатт.
Современные котлоагрегаты большой мощности (свыше 200 т/ч)
вырабатывают пар высокого давления 140-240 ата, и высокой температуры
550-580° С. Как правило, пар таких котлов, пройдя часть высокого давления
турбины, где его давление снижается до 25-35 ата, а температура примерно
до 350° С, снова возвращается в котлоагрегат для вторичного перегрева до
температуры, близкой к начальной.
В ряде стран имеется несколько крупных котлоагрегатов,
вырабатывающих пар и более высоких параметров: до 300 ата и выше и до
650° С. Однако такие котлоагрегаты еще пока не нашли широкого применения.
Котлоагрегаты меньшей паропроизводительности, обслуживающие
турбины малой и средней мощности, обычно вырабатывают пар более низких
начальных параметров и не имеют вторичного перегрева.
тогда согласно рекомендациям [1, с.13-15 и таблиц 1.4;
1.5; 1.6]
принимаем:
Наименование
величин
|
Размерность
|
Топка
|
ПП 2 ступени
|
ПП 1 ступени
|
2 ст. ВЭК
|
2 ст. ВЗП
|
1 ст. ВЭК
|
1 ст. ВЗП
|
Коэф. Избытка
воздуха за поверхностью нагрева aн =aт+eai
|
-
|
1,22
|
1,25
|
1,28
|
1,3
|
1,33
|
1,35
|
1,38
|
Средний коэф.
Избытка воздуха в поверхности нагрева aсрi =a4е+1+-1,221,2351,2651,291,3151,341,365
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Объем водяных
паров VН2О=V°Н2О+ 0,0161 (aср-1)
V°в
|
0,570,5760,5780,580,5820,5840,586
|
|
|
|
|
|
|
|
Полный объем
газа Vг=Vro2+VN2+(Lср-1)*Vo
|
5,875,946,076,186,36,416,52
|
|
|
|
|
|
|
|
Объемная доля
трехатомных газов -0,1340,1320,130,1270,1250,1230,121
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Объемная доля
водяных паров -0,0950,0940,0920,090,0880,0870,085
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Суммарная
объемная доля -0,2290,2260,2220,2170,2130,990,997
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Безразмерная концентрация золотых частиц
0,0440,0440,0430,0420,0410,0410,04
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6. Расчет энтальпии воздуха и продуктов сгорания
Для всех видов топлив энтальпии теоретических объемов воздуха
и продуктов сгорания в кДж/кг, а так же энтальпия золы при расчетной
температуре, согласно [1, с.23-24] определяется по формуле:
где Св, СRO2, СН2О,
СN2, Сзл - теплоемкости соответственно воздуха,
трехатомных газов, водяных паров, азота и золы, кДж/м3К и кДж/(кг*К)
- для золы. Энтальпии продуктов сгорания при избытке воздуха a>1 кДж/кг определяются по формуле:
Результаты расчетов сведены в таблицу, в которой приведен
расчет по топке и другим поверхностям нагрева
Расчет
энтальпий воздуха и продуктов сгорания топлива, кДж/кг
Тем-ра
|
Jо, газ
|
Jо, возд
|
Jо, золы
|
Lт=1,22
|
Lпп2=1,235
|
1
|
2200
|
19274
|
15971,2
|
764,75
|
23552,41
|
23791,98
|
2
|
2100
|
17344,32
|
14488,32
|
879,79
|
21411,54
|
21628,86
|
3
|
2000
|
16443
|
13708,8
|
731,5
|
20190,43
|
20396,06
|
4
|
1900
|
15549,22
|
12938,24
|
777,05
|
19172,68
|
19366,75
|
5
|
1800
|
13307,4
|
12176,64
|
730,17
|
16716,43
|
16889,08
|
6
|
1700
|
13767,28
|
11424
|
683,95
|
16964,51
|
17135,87
|
7
|
1600
|
12836,8
|
10716,16
|
627,76
|
11582,11
|
15982,85
|
8
|
1500
|
11950,05
|
10012,8
|
578,55
|
14731,41
|
14881,608
|
9
|
1400
|
11073,86
|
9282,56
|
512,05
|
13628,07
|
13767,311
|
10
|
1300
|
10231,26
|
8561,28
|
449,54
|
12564,28
|
12692,7
|
11
|
1200
|
9332,16
|
7875,84
|
438,9
|
11503,744
|
11621,882
|
12
|
1100
|
8493,54
|
7194,88
|
365,75
|
10442,163
|
10550,086
|
13
|
1000
|
7646
|
6451,2
|
325,85
|
9391,114
|
9487,882
|
14
|
900
|
6781,68
|
5765,76
|
290,27
|
8340,41
|
8426,903
|
15
|
800
|
5935,84
|
5053,44
|
255,36
|
7302,95
|
7378,75
|
16
|
700
|
5130,3
|
4390,4
|
221,11
|
6317,29
|
6383,154
|
17
|
600
|
4328,16
|
3709,44
|
191,52
|
5335,75
|
5391,398
|
18
|
500
|
3574,1
|
3068,8
|
152,95
|
4402,18
|
4448,218
|
19
|
400
|
2813,12
|
2437,12
|
118,37
|
3467,65
|
3504,213
|
20
|
300
|
2087,22
|
1800,96
|
87,78
|
2571,21
|
2598,22
|
21
|
200
|
1371,94
|
1191,68
|
56,52
|
1690,62
|
1708,504
|
22
|
100
|
677,2
|
591,36
|
26,93
|
834,22
|
843,09
|
23
|
7.
Расчет КПД котла и потерь теплоты на нем
Этот расчет выполняется согласно рекомендациям [1, с.26-27] и введен в таблицу.
Наименование
величины
|
Обоз-наче-ния
|
Единицы
измерения
|
Расчетная
формула или страница [1]
|
Результат
расчета
|
КПД
|
hпг
|
%
|
hпг=100 - (q2+
q3+ q4+ q5+
q6)
|
100- (3,66+0,5+1,5+ +0,347+0,15)=93,8
|
Потери тепла от
химического недожога
|
q3
|
%
|
[1, с.36,
таблица 4.6]
|
q3=0,5
|
Потери тепла от
механического недожога
|
q4
|
%
|
[1, с.36,
таблица 4.6]
|
q4=1,5
|
Потери тепла в
окр. Среду от наружного охлождения
|
q5
|
%
|
|
|
Потери тепла с
физическим теплом шлаков
|
q6
|
%
|
|
|
Энтальпия
шлаков
|
Сtшл
|
Сtшл = Сшл *tшлСtшл = 1,04·1420=1476.8
|
|
|
Температура
удаляемого шлака
|
tшл
|
°С
|
[1, с.28]
|
tшл =1420°С
|
Теплоемкость
шлака
|
Сшл
|
[1, с.23, таблица 2.2]Сшл=1,04
|
|
|
Доля
шлакоулавли-вания в топке
|
ашл
|
-
|
ашл=1
- аун
|
ашл=1
- 0,95=0,05
|
доля уноса
летучей золы
|
аун
|
-
|
[1, с.36,
таблица 4.6]
|
аун=0,95
|
Располагаемое
тепло
|
= 16310+ +28,86=16338,8
|
|
|
|
Физическое
тепло топлива
|
Qтл
|
Qтл=С
тл +t тлQтл=1,443*20=28,86
|
|
|
Температура
топлива
|
T тл
|
°С
|
[1, с.26]
|
t тл =20°
|
Теплоемкость
топлива
|
С тл
|
С тл = 0,042*Wр+С°тл*(1-0,01*W)1,443
|
|
|
Теплоемкость
сухой массы топлива
|
С°тл
|
[1, с.26]С°тл=1,09
|
|
|
Энтальпия
теоретического объема воздуха на входе в воздухоподогреватель
|
по t’вп=50°С из расчета энтальпий
|
|
|
|
Энтальпия теоретического объема холодного воздуха
39,5V°в=176,96
|
|
|
|
|
потеря тепла с
уходящими газами
|
q2
|
%
|
3,66
|
|
Энтальпия
уходящих газов
|
Нух
|
по nух=125
из расчета энтальпий849
|
|
|
Коэффициент
избытка воздуха в уходящих газах
|
aух
|
_
|
Из таблицы 3.1
расчета 3.6
|
1,365
|
8. Определение расхода топлива
Данный расчет выполняется согласно рекомендациям [1, с. 28-29]
Наименование
величины
|
Обоз-наче-ния
|
Единицы
измерения
|
Расчетная
формула или страница[1]
|
Результат
расчета
|
Расход топлива
|
В
|
18,6
|
|
|
Энтальпия перегретого пара на выходе из котла hпе На основе заданных параметров пара по таблице 3 [1]
tп.пара=560°С
Энтальпия питательной воды hп.в [1, c.72 ]
Hп.в=975,5
|
|
|
|
Расчетный
расход топлива
|
Вр
|
Вр=В*(1-0,01*q4)18,32
|
|
|
9.
Тепловой расчет топочной камеры
Определение размеров топочной камеры и размещения горелок.
Для последующего расчета топочной камеры составляем
предварительный эскиз по выданным чертежам заданного котла.
При выполнении эскиза руководствуемся отдельными указаниями [1, с. 29-37], где берем
рекомендованные данные, которые не уясняются из чертежей.
На эскиз топочной камеры наносим обозначения длин и площадей,
необходимых для дальнейшего расчета.
Наименование
величины
|
Единицы
измерения
|
Расчетная
формула или страница[1]
|
Результат
расчета
|
Глубина
топочной камеры
|
в
|
М
|
По чертежу
|
8,98
|
Ширина топки в
свету
|
а
|
М
|
По чертежу
|
15,42
|
Высота газового
окна
|
h’го
|
М
|
h’го=(0,6¸0,7)*в
|
0,7×8,98=6,286
|
Высота
вертикальных ширм
|
hш
|
М
|
hш=(1,1¸1,2)× h’го
|
6,286×1,2=7,54
|
Открытая
площадь топки
|
Fотк
|
м2
|
Fотк= Fок+ Fгор
|
96,93+8,31=105,24
|
Площадь
газового окна
|
Fок
|
м2
|
Fок= h’го×а
|
6,286×15,42=96,93
|
Площадь горелок
|
Fгор
|
м2
|
=8,3
|
|
Минимальный
допустимый объем топки
|
Vmin
|
м3
|
1733,52
|
|
Допустимое
тепловое напряжение топочного объема
|
qv
|
[1, с.36, таблица 4,6]qv=175
|
|
|
Расчетный объем
топки
|
Vрт
|
м3
|
1907,26
|
|
Температура
газов на выходе из топки
|
v’’т
|
°С
|
[1, с.38
таблицы 4.7]
|
v’’т=1200
|
Расчетное
тепловое напряжение топочного объема
|
159,05
|
|
|
|
Объем верхней половины холодной воронки Vхв м3
=301,03
|
|
|
Длина приемного
отверстия в нижней части холодной воронки
|
в’
|
М
|
[1, с.34]
|
в’=1,2
|
Полная высота
холодной воронки
|
hхв
|
М
|
hхв =0,5 (в-в’)× tga
|
0,5×(8,98-1,2)×1,428= =5,55
|
Объем верхней
части топочной камеры
|
Vвч
|
м 3
|
Vвч=а×в»×hвч
|
15,42×3,75×11,35= =656,3
|
Глубина верхней
части топки за вычетом аэродинамических выступов
|
в»
|
м
|
Из чертежа
|
3,75
|
Объем
призматичной части топки
|
Vпр
|
м3
|
Vпр = Vрт - Vхв - Vв
|
949,93
|
Высота
призматической части топки
|
hпр
|
м 3
|
hпр = Vпр/fт
|
3,98
|
Расчетная
высота топочной камеры
|
Hрт
|
м
|
hрт =0,5×hхв+hпр+hвч
|
18,1
|
Высота верхней
части топочной камеры
|
hвч
|
м
|
Из чертежа
|
11,35
|
Полная
поверхность стен топки
|
м27×1947,262/3=1094,31
|
|
|
|
Открытая
площадь топки
|
Fотк
|
м2
|
Fотк = Fго+ Fтор
|
96,93+8,31=105,24
|
Тепловые
характеристики топочной камеры.
Эти
характеристики рассчитываются согласно рекомендациям [1, с. 37-39]
Наименование
величины
|
Обоз-начения
|
Единицы
измерения
|
Расчетная
формула или страница [1]
|
Результат
расчета
|
Полезное
тепловыделение в топке
|
Qт
|
18979,49
|
|
|
Тепло воздуха
|
Qв
|
(aт-Ùaт-Ùaпл) × ×Н°гв+(Ùaт+aпл)× Н°хв2746,9
|
|
|
Присос воздуха
в топку
|
Ùaт
|
_
|
[1, с. 19,
таблица 1.8]
|
0,03
|
Присос воздуха
в пылесистему
|
Ùaпл
|
_
|
[1, с.18]
|
0,04
|
Энтальпия
горячего воздуха
|
Н°гв
|
№3.7 расчета по vгв2380,5
|
|
|
Адиабатная
температура
|
vа
|
°C
|
по Q=Нт в №3.7 расчета
|
1750,8
|
Температура
газов на выходе из топки
|
vт’’
|
°C
|
[1, с.38,
таблица 4.7]
|
1210
|
Энтальпия газов
на выходе из топки
|
Нт’’
|
По расчету энтальпий11655,5
|
|
|
Удельное
тепловосприятие топки
|
Qлт
|
Qлт=j×(Qт - Нт’’)3002,83
|
|
|
Коэффициент
сохранения тепла
|
j
|
_
|
0,41
|
|
Энтальпия
холодного воздуха
|
Н°хв
|
из расчета энтальпий по tхв=30°С134,4
|
|
|
Расчет
теплообмена в топочной камере
Расчет выполняется на основе рекомендаций [1, с.39-49], которые предназначены
для конструктивного и проверочного расчетов.
Наименование
величины
|
Обоз-наче-ния
|
Единицы
измерения
|
Расчетная
формула или страница [1]
|
Результат расчета
|
Абсолютная
адиабатная температура горения
|
Та
|
°К
|
vа+273
|
2023,8
|
Абсолютная
температура газов на выходе из топки
|
Тт’’
|
°К
|
Vт’’+273
|
1483
|
Средний
коэффициент тепловой активности экрана
|
yср
|
_
|
yср =x×х
|
0,465
|
Коэффициент
загрязнения
|
x
|
_
|
[1, с.41,
таблица 4.8]
|
0,5
|
Тепловой
коэффициент
|
Х
|
_
|
0,93
|
|
Коэффициент,
учитывающий относительное положение ядра факела по высоте топки
|
М
|
_
|
0,59-0,5×хт
|
0,36
|
Величина,
характеризующая относительную высоту положения зоны максимальных температур
|
Хт
|
_
|
0,46
|
|
Степень черноты
топочной камеры
|
eт
|
_
|
0,953
|
|
Эффективная
степень черноты
|
eф
|
_
|
eф =1 - e-kps
|
0,904
|
Коэффициент
ослабления лучей топочной средой
|
K
|
K=kr× rn+ kзл×m зл+kx3,54
|
|
|
Коэффициент
ослабления лучей газовой средой
|
Kr
|
_
|
По zн2о; РS [1 с.138,
рисунок 6.12]
|
3,12
|
Объемная зона
водяных паров
|
rн2о
|
_
|
№3.6 расчета
|
0,095
|
Объемная доля
трехатомных газов
|
Rп
|
_
|
№3.6 расчета
|
0,229
|
Средняя температура газов в топке Vг °С 1480,84
|
|
|
Эффективная
толщина излучающего слоя
|
S
|
М
|
6,2
|
|
Давление газов
в топочной камере
|
Р
|
МПа
|
Для котлов без
наддува
|
0,1
|
Концентрация
золовых частиц
|
mзл
|
№3.6 расчета 0,044
|
|
|
Коэффициент
ослабления лучей частицами летучей золы
|
kзл
|
_
|
[1, с.140,
рисунок 6.13]
|
70
|
Коэффициент
ослабления лучей частицами кокса
|
kк
|
_
|
[1, с.43]
|
0,5
|
Степень
экранирования
|
c
|
_
|
0,84
|
|
Луче
воспринимающая поверхность топки
|
Fл
|
М2
|
Fл=Fст р×c
|
919,22
|
Величина для
проверки Vт’’
|
_
|
317,73
|
|
|
Проверка Vт’’
|
Vт’’
|
°С
|
[1, с.45,
рисунок. 44]
|
1210
|
Тепловое напряжение топочного объема 156,66
|
|
|
|
|
Среднее лучевое
напряжение топочных экранов
|
qл
|
59,84
|
|
|
10. Расчет ширмового пароперегревателя
Для упрощения расчета ширмовый пароперегреватель рассчитываем
без дополнительных поверхностей нагрева в последовательности изложенной в [1,
с.87-90]. Исключен из расчета ширм и пароохладитель.
Перед началом расчета составляем предварительный эскиз
ширмового пароперегревателя. Ширмовый пароперегреватель включен прямоточно как
предварительная ступень перегрева пара после барабана перед конвективным
пароперегревателем. Ходом ширм считается ход пара лишь в одну сторону.
Наименование
величины
|
Обоз-начения
|
Единицы
измерения
|
Расчетная
формула или страница [1]
|
Результат
расчета
|
Диаметр труб
|
d
|
М
|
d=dвнут×d
|
0,032×5=0,042
|
Толщина труб
|
s
|
Мм
|
s-толщина
стенки
|
5
|
Количество
параллельно включенных труб в ленте
|
n
|
Шт
|
По чертежу
котла
|
12
|
Шаг между
ширмой
|
S1
|
М
|
По чертежу
котла
|
0,7
|
Количество ширм
|
Z1
|
Шт
|
[1, с. 25]
|
48
|
Продольный шаг
труб в ширме
|
S2
|
М
|
S2=d+(0,003¸0,004)
|
0,042+0,004=0,046
|
Глубина ширм
|
L
|
М
|
L=[(n-1)×S2+d]×zx+ d × ×(zx-1)
|
[(12-1)×0,046+0,042] × × 4+0,042×(4-1)=2,3
|
Число ходов
ленты
|
zx
|
Шт
|
[1, с.86]
|
4
|
Высота ширм
|
hш
|
М
|
По чертежу
|
7,54
|
Относительный
поперечный шаг
|
s1
|
_
|
|
|
Относительный
продольный шаг
|
s2
|
_
|
|
|
Расчетная
поверхность нагрева ширм
|
Fш
|
м2
|
Fш=2×hш×С×Z1×xш
|
2×7,54×2,3×48×0,96= =1595,459
|
Угловой
коэффициент ширм
|
Xш
|
_
|
[1, с.112,
рисунок 5.19 по s2]
|
0,96
|
Площадь
входного окна газохода ширм
|
Fп.вх.
|
м2
|
Fп.вх.=(nx+c)×a
|
(7,54+2,3)×15,42= =151,67
|
Лучевоспринимающая
поверхность ширм
|
Fл.ш.
|
м2
|
Fл.ш.= Fвх
|
151,67
|
Живое сечение
для прохода газов
|
Fг.ш.
|
м2
|
Fг.ш.=а× hш-Z1× hш×d
|
15,42×7,54-48×7,54×
×0,042=101,07
|
Живое сечение
для прохода пара
|
Fп.ш.
|
|
|
Эффективная толщина излучающего слоя S М =
=0,901
|
|
|
Температура
газов на входе в ширму
|
V’ш
|
°С
|
V’ш = V’т
|
1210
|
Энтальпия газов
на входе в ширмы
|
H’ш
|
H’ш = H»ш11615,81
|
|
|
Лучистая
теплота воспринятая плоскостью входного окна ширм
|
Qп.вх
|
809,02
|
|
|
Коэффициент,
учитывающий теплообмен между топкой и ширмами
|
b
|
_
|
1100/1220=0,9
|
|
Температурный
коэффициент
|
А
|
_
|
[1, с.42]
|
1100
|
Среднее лучевое
напряжение топочных экранов
|
qл
|
Из расчета топки59,84
|
|
|
Коэффициент
неравномерности распределения тепловосприятия
|
nв
|
_
|
[1, с.47,
т.4.10]
|
0,8
|
Поправочный
коэффициент
|
жп
|
_
|
[1, с.55]
|
0,5
|
Температура
газов за ширмами
|
V»ш
|
°С
|
[1, с.38,
таблица 4.7]
|
960
|
Верхняя
температура газов в ширмах
|
Vш
|
°С
|
1085
|
|
Оптическая
толщина
|
KPS
|
K×P×S0,34
|
|
|
Коэффициент
ослабления лучей газовой средой
|
К
|
Кг×rп+ Кзл×mзл3,8
|
|
|
Коэффициент
ослабления лучей чистой газовой средой
|
Кг
|
[1, с.138, таблица 6.12] по rн2о Vш и PS3,5
|
|
|
Коэффициент
ослабления лучей частицами летучей золы
|
Кзл
|
[1, с.140, рисунок 6.13]70
|
|
|
Объемная доля
трехатомных газов
|
rп
|
_
|
№3.6 расчета
|
0,229
|
Концентрация
золовых частиц
|
mзл
|
№3.6 расчета0,044
|
|
|
Давление
топочных газов
|
Р
|
МПа
|
№3.11 расчета
|
0,1
|
Коэффициент
излучения газовой среды
|
Еш
|
_
|
[1, с.44,
рисунок 4.3]
|
0,24
|
Угловой
коэффициент с входного на выходное сечение ширм
|
jш
|
_
|
|
|
Теплота,
излучаемая из топки и ширм на поверхности за ширмами
|
Qл.вых
|
Еп - поправочный коэффициент [1, с.55]635,5
|
|
|
Высота газохода
за ширмами
|
МИз чертежа котла6,28
|
|
|
|
Лучевоспринимающая
поверхность за ширмами
|
Fл.вых
|
М2
|
6,28×15,42=96,83
|
|
Абсолютная
средняя температура газов
|
Тш
|
°К
|
Vш+273
|
1483
|
Тепловосприятие
ширм излучением
|
Qл.ш
|
Qл.вх - Qл.вых173,5
|
|
|
Энтальпия газов
за ширмами
|
H»ш
|
№3.7 расчета по V»ш8965,3
|
|
|
Тепловосприятие
ширм по балансу
|
Qбш
|
Qбш
=(H’ш-H»ш)×j2385,45
|
|
|
Коэффициент
сохранения теплоты
|
j
|
_
|
№3.11 расчета
|
0,95
|
Прирост энтальпии пара в ширме h’ш h’ш = hн.п =2602-на выход из барабана котла [7,
таблица 3] по Рб= 15,3МПа и температуре насыщения
260,6
|
|
|
|
Температура
пара на входе в ширмы
|
t’ш
|
°С
|
[7 таблица 3 по
Рб]
|
343,7
|
Энтальпия пара
после ширм
|
h»ш
|
h»ш = h’ш +Ù h2510,6
|
|
|
Температура
пара после ширм
|
t»ш
|
°С
|
[7, таблица 3]
по Рб и h»ш
|
420
|
Средняя температура в ширмах tш °С 370
|
|
|
Большая
разность температур на границах сред в ширмах
|
Ùtб
|
°С
|
Из прилагаемого
графика
|
866,3
|
Меньшая
разность температур на границах сред в ширмах
|
Ùtм
|
°С
|
Из прилагаемого
графика
|
540
|
Температурный
напор в ширмах
|
Ùtш
|
°С
|
703
|
|
Скорость газов
в ширмах
|
wгш
|
4,0
|
|
|
Коэффициент
теплоотдачи конвекцией от газов к ширмам
|
dк
|
dк
=Сs× Сz× Сф×aн40,9
|
|
|
Объемная доля
водяных паров
|
rн2о
|
_
|
№3.6 расчета
|
0,095
|
Поправка на
компоновку пучка
|
Сs
|
_
|
[1, с.122-123]
Сs=¦(s1,s2)
|
0,96
|
Поправка на
число поперечных труб
|
Сz
|
_
|
[1, с.122-123]
|
0,935
|
Поправка
|
Сф
|
_
|
[1, с. 123]
график Сф=¦(nш× rн2о)
|
0,97
|
Нормативный коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов к ширмам aн [1, с. 122,
график 6.4]45
|
|
|
|
Коэффициент
загрязнения ширм
|
Е
|
М2×К
|
[1, с. 143,
график 6.15]
|
0,013
|
Температура наружной поверхности загрязнения tз °C
490
|
|
|
Коэффициент
теплоотдачи излучением в ширмах
|
aл
|
aл =aн ×Еш100,8
|
|
|
Нормативный
коэффициент теплоотдачи излучением
|
aп.н
|
[1, с.141, граф 6.14]420
|
|
|
Коэффициент
использования ширмовых поверхностей
|
x
|
_
|
[1, с.146, график6.17]
|
0,85
|
Коэффициент от газов к стенке ширм a1 136,8
|
|
|
|
Коэффициент
теплопередачи для ширм
|
Кш
|
44,85
|
|
|
Коэффициент
теплоотдачи от стенки к пару
|
a2
|
[1, с.139, рис12.6]942,3
|
|
|
Кинематическая
вязкость пара
|
n
|
[1, с.127, таблица 6.2]0,469×10-6
|
|
|
Теплопроводность
пара
|
l
|
[1, с.127] по Рб и tш8,31×10-2
|
|
|
Критерий
Прантля для пара
|
Pr
|
_
|
[1, с.127,
таблица 6.2]
|
1,42
|
Эквивалентный
диаметр труб
|
dэ
|
М
|
dэ = dвн
|
0,032
|
Температура стенки труб ширм tст.ш °C 727
|
|
|
Поправка,
учитывающая температурный фактор
|
Ct
|
_
|
0,643
|
|
Поправка на
относительную длину ширм
|
Cl
|
_
|
[1, с.128]
|
1
|
Поправка на
форму канала труб
|
Cd
|
_
|
[1, с.128]
|
1
|
Скорость пара в
ширмовых трубах
|
wпш
|
4,2
|
|
|
Средний
удельный объем пара в ширмах
|
Vш
|
по Рб и tш [таблица 37]0,01699
|
|
|
Тепловосприятие
ширм по уравнению теплопередачи
|
Qтш
|
1332,96
|
|
|
Несходимость
тепловосприятия ширм
|
dQш
|
%
|
0,4
|
|
11.
Расчет фестона
При расчете фестона не учитывать теплообмен через подвесные
трубы и др. дополнительные поверхности.
Фестон обыкновенно располагают между ширмами, висящими над
топкой, и конвективным пароперегревателем.
Фестон выполняют из разряженного пучка труб большего
диаметра.
Расчет фестона сведен в нижеследующую таблицу.
Диаметр труб
|
D
|
М
|
d=dвнут×d
|
0,114
|
Относительный
поперечный шаг
|
s1
|
|
S1/d
|
5.3
|
Поперечный шаг
труб
|
S1
|
М
|
По чертежу
котла
|
0,6
|
Число труб в ряду
|
Z1
|
Шт
|
По чертежу
котла
|
20
|
Продольный шаг
труб
|
S2
|
М
|
По чертежу
котла
|
0,3
|
Относительный
продольный шаг
|
s2
|
-
|
S2/d
|
2,65
|
Продолжение
таблицы 1.11
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
Число рядов
труб по ходу газа
|
Z2
|
Шт
|
По чертежу
|
2
|
Т/обменные
пов-ти нагрева
|
Fф
|
М2
|
По чертежу
|
121,1
|
Лучевоспринимающая
поверхность
|
Fл..
|
м2
|
ah
|
115
|
Высота фестона
|
H
|
м
|
По чертежу
|
8,9
|
Живое сечение
для прохода газов
|
Fг..
|
м2
|
Fг..=а× h-Z1× h×d
|
90
|
Эффективная
толщина излучающего слоя
|
S
|
М
|
Из топки
|
6,4
|
Температура
газов на входе в фестон
|
V’ф
|
|
V’ф = V» ш
|
960
|
Энтальпия газов
на входе в фестон
|
H’ф
|
H’ф = H»ш8965,3
|
|
|
Температура
газов за фестоном
|
V» ф
|
°С
|
уточняем
|
940
|
Энтальпия газов
на выходе из фестона
|
H» ф
|
H» ф8783,69
|
|
|
Тепловосприятие
ширм по балансу
|
Qбф
|
Qбф
=(H’ф-H» ф)×j173,21
|
|
|
Угловой
коэффициент фестона
|
Xф
|
_
|
[1, с.112,
рисунок 5.19 по s2]
|
0,44
|
Верхняя
температура газов в фестоне
|
Vф
|
°С
|
950
|
|
Скорость газов
в фестоне
|
wгф
|
4,4
|
|
|
Коэффициент
теплоотдачи конвекцией от газов к ширмам
|
бк
|
бк =Сs× Сz× Сф×aн54,32
|
|
|
Объемная доля
водяных паров
|
rн2о
|
_
|
№3.6 расчета
|
0,095
|
Поправка на
компоновку пучка
|
Сs
|
_
|
[1, с.122-123]
Сs=¦(s1,s2)
|
1,81
|
Поправка на
число попереч ных труб
|
Сz
|
_
|
[1, с.122-123]
|
Поправка
|
Сф
|
_
|
[1, с. 123]
график Сф=¦(nш× rн2о)
|
0,97
|
Нормативный коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов к фестону aн [1, с. 122,
график 6.4]34
|
|
|
|
Температура
наружной поверхности загрязнения
|
tз
|
°C
|
tcред+Дt
|
423,7
|
Коэффициент теплоотдачи излучением в ширмах aл aл =aн ×Еш
8,16
|
|
|
|
Нормативный
коэффициент теплоотдачи излучением
|
aп.н
|
[1, с.141, граф 6.14]195
|
|
|
Тепловоспр
фестона по ур. теплопередачи
|
Qтф
|
217,36
|
|
|
Несходимость
тепловосприятия фестона
|
dQф
|
%
|
2,0
|
|
Список литературы
1 Липов Ю.М., Самойлов Ю.Ф., Виленский Т.В.
Компоновка и тепловой расчет парового котла. - М.: Энергоатомиздат, 1988.
Теплоэнергетика и теплотехника. Общие вопросы.
Справочник. / Под общей ред. Григорьева В.А. и Зорина В.М. - М.: Энергия, 1980.
Бойко Е.А., Деринг И.С., Охорзина Т.И. Котельные
установки и парогенераторы (тепловой расчет парового котла). - Красноярск: ИПЦ
КГТУ, 2005.
Стырикович М.А., Катковская К.Я., Серов Е.П.
Котельные агрегаты. - М.: Госэнергоиздат, 1959.
Эстеркин Р.И. Котельные установки. Курсовое и
дипломное проектирование. - Л.: Энергоатомиздат. Ленинградское отделение, 1989.
. Мейкляр М.В. Паровые котлы электростанций. -
М.: Энергия, 1974.
. Ривкин С.Л., Александров А.А. Термодинамические
свойства воды и водяного пара (справочник). - М.: Энергоатомиздат, 1984.