Тепловой расчет котла Е-75-40ГМ (стр. 3 из 7)

3.4. Величину физического тепла топлива i_тл учитывают только для жидких топлив. Значит, в нашем случае:

Q_p^p = Q_н^p = 3740 ккал/кг (3.4)

3.5. Потери тепла с химическим q₃ и механическим q₄ недожогом определяются по [1, табл. 3.1] в зависимости от вида топлива и производителъности парового котла.

В нашем случае при D=35 т/ч:

q₃ = 0.5%, q₄ = 0%.

3.6. Потеря тепла с уходящими газами находится по формуле:

где: I_хв^o= 9,5*V^o= 9,5 * 10,45= 99,279 ккал/кг.

Величина энтальпии уходящих газов I_ух определяется линейной интерполяцией по таблице 2.2 для заданной температуры уходящих газов n_yx=180^oC и коэффициенте избытка воздуха α = α^"_вп=1,18 (табл1.1).

где I_ух=597,6 ккал/кг.

Для всех паровых котлов и топлив, указанных в [1, табл П.1 и П.2], значение должно находиться в пределах 4,5-11%. В нашем случае это условие выполняется.

3.7. Потеря тепла от наружного охлаждения котла q₅ находится по [1, рис 3.1]:

q₅ = 0,75%.

3.8. Потери с физическим теплом шлака q₆ учитывают только при сжигании твердых топлив если:

.

– не учитывается.

3.9. КПД парового котла брутто находится по методу обратного баланса.

η_пк = 100 - (q₂ + q₃ + q₄ + q₅ + q₆), (3.6)

η_пк = 100 - (5,0317 + 0,5 + 0,75) = 93,72%.

При расчете конвективных поверхностей нагрева долю потери тепла q₅, приходящуюся на отдельные газоходы, учитывают введением коэффициента сохранения тепла:

(3.7)

где: η_пк = q₁ - коэффициент полезного действия парового котла "брутто",%

3.10. Расход топлива, подаваемого в топку:

(3.8)

где Q_пк - количество теплоты, полезно отданное в паровом котле:

(3.9)

где D_k– паропроизводительность котла, т/ч.

Значение энтальпии перегретого пара i_ne находится по [1, табл. П.7] по заданным давлению Р_пе и температуре t_ne пара за пароперегревателем. Энтальпию питательной воды - по [1, табл. П.6] по заданным температуре t_пв и давлению Р_пв питательной воды за регулятором питания котла (Р_пв=1,08Р_б, где Р_б - давление в барабане котла).

P_пв = l,08 * 44 = 47,52 кгc/cм²,

3.11. Расход топлива, найденный по (3.8), используют в расчете элементов системы пылеприготовления при выборе числа и производительности углеразмольных мельниц, числа и мощности горелочных устройств. Но тепловой расчет парового котла, определение объемов дымовых газов и воздуха и количества тепла, отданного продуктами горения поверхностям нагрева, производятся по расчетному расходу фактически сгоревшего топлива с учетом механической неполноты горения:

. Т.к q₄=0

B_р=B

4. Выбор схемы топливосжигания.

Для котла Е-75-40 ГМ и топлива мазут сернистый. Схема подготовки и подачи топлива представлена на рис. 4.1.

На рис.4.2 изображена схема горелки БКЗ для мазута сернистого.

5. Поверочный расчет топки.

Задачей поверочного расчета является определение температуры газов на выходе из топки при заданных ее конструктивных размерах. Конструктивные размеры топки определяют по чертежам парового котла, заданного для курсового проекта.

5.1. Определение конструктивных размеров и характеристик топочной камеры. На рис.5 показана схема топочной камеры. Конструктивные характеристики занесены в табл. 5.1. При расчете конструктивных размеров топки важно правильно определить “активный” объем топочной камеры. Границами объема являются плоскости, проходящие через осевые линии экранных труб, а в выходном сечении – плоскость, проходящая через осевые линии труб первого ряда фестона. В котле Е-75-40 ГМ границей объема в нижней части топки является под.

5.2. Геометрические размеры, необходимые для расчетов и систематизируемые в табл. 5.1, в основном берут с чертежа, пользуясь указанными на них размерами.

Расчетную ширину фронтовой

и задней стен топки определяют расстоянием между плоскостями, проходящими через оси труб боковых экранов, а ширину боковых стен между плоскостями, проходящими через оси труб фронтового и заднего экранов. Освещенную длину фронтовой и задней стен топки определяют по фактическим размерам плоскости, проходящей через оси труб соответствующего экрана в пределах объема топки.

Площадь боковой стены

в границах активного объема топки определяют как площадь указанных фигур, пользуясь простейшими математическим приемами.

Геометрические размеры плоскости фестона и выходного окна топки совпадают. Ширину определяют расстоянием между плоскостями, проходящими через оси труб боковых экранов, а длину (высоту) – по действительному размеру конфигурации оси трубы первого ряда фестона в пределах активного объема топки. Фестон и задний экран условно разделяют воображаемой плоскостью, являющейся продолжением ската горизонтального газохода.

Наружный диаметр труб d, шаг между ними S, число труб в экране z и расстояние от оси трубы до обмуровки e принимают по чертежу.

Таблица 5.1.

Конструктивные размеры и характеристики топочной камеры.

№ п/п	Наименование величин	Обозначение	Единица	Источ-ник или фор-мула	Топочные экраны					Выходное окно
					Фронтовой		Боко-вой	Задний
					Основ-ная часть	Под или хол. вор.		Основ-ная часть	Под или хол. вор.
1	Расчётная ширина экранированной стены	bст	м	Чертёж и эскиз	bфст = 5,78	bф’ст = 5,78	bбст = 5,02	bзст = 5,78	bз’ст = 5,78	bок = 5,78
2	Освещённая длина стены	lст	м	Чертёж и эскиз	lфст = 13,43	lф’ст = 2,35	-	Lзст = 7,7	lз’ст = 2,5	lок = 4,0
3	Площадь стены	Fст	м2	bст* lст	Fфст = 77,63	Fф’ст = 13,58	Fбст = 51,37	Fзст = 44,5	Fз’ст = 14,47	Fок = 23,12
4	Площадь участка стены, не закрытого экранами, например занятого амбразурами горелок, соплами и т.п.	Fiст	м2	Чертёж и эскиз	Fфiст = 2,625	-	-	-	-	-
5	Наружный диаметр труб	d	м	Чертёж и эскиз	dф = dф’ = dб = dз = dз’ = dз’ = 0,06
6	Число труб в экране	z	шт	Чертёж и эскиз	zф = 53	zф’ = 53	zб = 45	zз = 53	zз’ = 53	-
7	Шаг экранных труб	S	м	Чертёж и эскиз	Sф = 0,1	Sф’ = 0,1	Sбср = 0,1	Sз = 0,1	Sз’ = 0,1	-
8	Относительный шаг труб	S/d	-	-	1,67	1,67	1,67	1,67	1,67	-
9	Расстояние от оси трубы до обмуровки	e	м	Чертёж и эскиз	eф = 0,06	eф’ = 0,06	eб = 0,06	eз = 0,06	eз’ = 0,06	-
10	Относительное расстояние до обмуровки	e/d	-	-	1	1	1	1	1	-
11	Угловой коэффициент экрана	x	-	Ном. 1а	xф = 0,93	xф’ = 0,1	Xб = 0,93	xз = 0,93	Xз’ = 1	xок = 1
12	Коэффициент, учитывающий загрязнение	ζ	-	Таблица 2.2	ζ ф = 0,65	ζ ф’ = 0,2	ζ б = 0,65	ζ з = 0,65	ζ з’ = 0,2	ζ ок = 0,65
13	Коэффициент тепловой эффективности экрана	ψ	-	x*ζ	ψ ф = 0,6045	ψ ф’ = 0,2	ψ б = 0,6045	ψз = 0,6045	Ψз’ = 0,2	Ψок = 0,65

Среднее значение тепловой эффективности Ψ_ср для топки в целом определяют по формуле:

,

где в знаменателе

– расчетная площадь стен топки, которую определяют как сумму площадей (плоскостей), ограничивающих активный объем топки, (из табл. 5.1); в числителе – алгебраическая сумма произведений коэффициентов тепловой эффективности экранов на соответствующих этим экранам площади стен, покрытые испарительными поверхностями ; - площади участков стен i– ого экрана, не защищенных трубами.