Тепловой расчет котла Е-75-40ГМ (стр. 6 из 7)

7.1.1.Тепловосприятие пароперегревателя определяют по формуле,

ккал/кг (7.1)

где D_ne – паропроизводительность котла, кг/ч;

i_ne, i_н – соответственно энтальпии перегретого и сухого насыщенного пара: по таблицам термодинамического состояния пара i_ne определяют по заданным температуре t_ne и давлению Р_пе перегретого пара; i_н – по давлению пара в барабане Р_б;

Δi_no– съем тепла в пароохладителе, служащем для регулирования температуры перегретого пара, ккал/кг. В котле Е-75-40 ГМ можно принять Δi_no= 10÷20 ккал/кг.

Тепло, воспринимаемое пароперегревателем за счет излучения факела топки, принимается для упрощения расчетов равным нулю.

В этом случае полное тепловосприятие пароперегревателя числено совпадает с тепловосприятием конвекцией, ккал/кг.

Q_ne^к=Q_ne (7.2)

Для газохода пароперегревателя уравнение теплового баланса теплоносителя (дымовых газов) имеет вид:

(7.3)

Это уравнение решают относительно искомой энтальпии газов за пароперегревателем, ккал/кг:

(7.4)

где I_ф'' - окончательное значение энтальпии газов за фестоном;

j - по формуле (3.7);

I_хв^о - по формуле из пункта 3.6;

Δα_ne - из табл. 1.1.

7.1.2. Тепловосприятие воздухоподогревателя определяют по уравнению теплового баланса рабочего тела (воздуха), так как температура горячего воздуха задана, тепловосприятие воздухоподогревателя зависит от схемы подогрева воздуха. В данном случае есть предварительный подогрев воздуха, поступающего в воздухоподогреватель, за счет рециркуляции горячего воздуха Тепловосприятие воздухоподогревателя равно:

, (7.5)

где I⁰_гв – энтальпия теоретического объема горячего воздуха, по табл. 2.2. при

,

;

- энтальпия теоретического объема воздуха перед воздухоподогревателем, подогретого за счет подачи части горячего воздуха на всос дутьевого вентилятора или в специально установленных калориферах. Из-за наличия предварительного подогрева величину I⁰_в’ = 81, ккал/кг, определяем по [3, табл. 2.3] и температуре воздуха t^’_в = 60 ^оС, перед воздухоподогревателем.

Отношение объема воздуха за воздухоподогревателем к теоретически необходимому определяется по табл. 1.1:

Отношение объема рециркуляции в воздухоподогревателе горячего воздуха к теоретически необходимому:

(7.7)

Температура воздуха перед воздухоподогревателем t_в’ должна предотвращать конденсацию водяных паров из газового потока на стенки труб и тем самым защищать воздухоподогреватель от низкотемпературной коррозии. Топливо в моем случае попадает в класс твердых влажных и в этом случае t_в’ = 50 ÷ 60⁰C. Принимаем t_в’ = 60°C. Из задания t_гв = 190°С; t_хв = 30°С; Δα_вп=0,06 из табл. 1.1.

ккал/кг

Тепловосприятие воздухоподогревателя по теплоносителю (по продуктам сгорания) имеет вид, ккал/кг:

(7.8)

Уравнение решают относительно I_эк”- энтальпия газов за водяным экономайзером, ккал/кг:

(7.9)

I_yx = 350,34 ккал/кг - энтальпия уходящих газов определяется по табл.2.2 для υ_ух= 160⁰C,

I_прс = 203,0 ккал/кг - энтальпия теоретического объема воздуха определяют по табл.2.2 при температуре присасываемого воздуха t_прс= (t_гв+t_в’)/2 = (190+60)/2 = 125 ^oC.

ккал/кг

7.1.3. Тепловосприятие водяного экономайзера определяют по уравнению теплового баланса теплоносителя (дымовых газов):

(7.10)

где Δα_эк определяется по табл. 1.1.

ккал/кг

7.2. Определяется невязка теплового баланса котла по формуле

(7.11)

Тепловосприятия поверхностей нагрева берутся из уравнений теплового баланса: Q_л , Q_ф^б, Q_пе^кб из (7.3), Q_эк^б из (7.10), КПД η_пк из (3.6) и потери тепла от механической неполноты сгорания q₄ из пункта 3.5.

ккал/кг

Определение тепловосприятий поверхностей нагрева, граничных энтальпий и температур газов считают правильным, если невязка

Видно, что в расчете ошибок допущено не было.

8. Поверочно-конструкторский расчет пароперегревателя.

Весь расчет пароперегревателя сводится к правильному снятию размеров с чертежа. Эскиз пароперегревателя для котла Е-75-40 ГМ приведен на рис.8. Размеры и другие конструктивные характеристики приведены в таблице 8.1.

Таблица 8.1

Конструктивные размеры и характеристики пароперегревателя.

Наименование величин	Обозначение	Единица	Номер ступени		Весь пароперегреватель
			1	2
Наружный диаметр труб	d	м	0,042	0,042	0,042
Внутренний диаметр труб	dвн	м	0,036	0,036	0,036
Число труб в ряду	z1	шт	64	64	-
Число рядов по ходу газов	z2	шт	6	10	16
Средний поперечный шаг труб	S1	м	0,09	0,09	0,09
Средний продольный шаг труб	S2	м	0,012	0,012	0,012
Средний относительный поперечный шаг	S1 /d	-	2,14	2,14	2,14
Средний относительный продольный шаг	S2 /d	-	2,9	2,9	2,9
Расположение труб	-	-	Коридорное
Характер взаимного движения сред	-	-	Смешанный ток
Длина трубы змеевика	l	м	21	25	-
Поверхность, примыкающая к стене	Fстx	м2	10,3	6,65	16,95
Поверхность нагрева	H	м2	187,5	217,7	405,2
Высота газохода на входе	a’	м	4,125	3,25	-
Высота газохода на выходе	a’’	м	3,6	2,7	-
Ширина газохода	b	м	5,78	5,78	5,78
Площадь живого сечения	Fср	м2	13,1	10,6	11,6
Средняя эффективная толщина излучающего слоя	S	м	-	-	0,26
Глубина газового объема до пучка	lоб	м	1	0,375	1,375
Глубина пучка	lп	м	0,55	1,05	1,6
Кол-во змеевиков, включенных параллельно по пару	m	шт	64	64	64
Живое сечение для прохода пара	f	м2	0,065	0,065	0,065

Площади живых сечений для прохода газов на входе и выходе определяются по формулам

F1^’ = a^’*b – z1*d*lпр = 4,125*5,78 – 64*0,042*3,425 =14,6 м²

F1^’’ = a^’’*b – z1*d*lпр = 3,25*5,78 – 64*0,042*2,5 = 12,8 м²

F1^’ = a^’*b – z2*d*lпр = 3,6*5,78 – 64*0,042*3,425 = 11,6 м²

F1^’’ = a^’’*b – z2*d*lпр = 2,7*5,78 – 64*0,042*2,5 = 8,9 м².

Усредняя (так как F1^’ и F1^" отличаются менее чем на 25%), получаем:

F1^ср = (F1^’+ F1^’’)/2 = 13,1 м²

F2^ср = (F2^’+ F2^’’)/2 = 10,6 м²

Средняя эффективная толщина излучающего слоя:

S = 0,9d((4/π)(S1S2 / d²)-1) = 0,9*0,032(1,273*0,075*0,055/0,001 – 1) = 0,12 м.

Fст^x = (2*lп + 1,64 + 1,52)*b*x = 5,36*5,52*0,7 = 20,71 м²,

где Fст^х – поверхность труб примыкающих к обмуровке, х=0,7 – угловой коэффициент, определяемый по номограмме 1[2].

Поверхность нагрева определяем по формуле:

H = z1dπl + Fст^x

H1 = z1dπl + Fст^x = 64*0,042*3,14*21 + 10,3 = 187,5 м².

H2 = z1dπl + Fст^x = 64*0,042*3,14*25 + 6,65 = 217,7 м².

Живое сечение для прохода пара:

f = mπ(dвн)² /4 = 64*3,14*0, 0,001296/4 = 0,065 м²

9. Поверочно-конструкторский расчет экономайзера.

Весь расчет экономайзера сводится к правильному снятию размеров с чертежа. Эскиз экономайзера для котла Е-75-40 ГМ приведен на рис.9. Размеры и другие конструктивные характеристики приведены в таблице 9.1.