Расчет котельного агрегата на примере котла ТП-47

 

где С_l – поправка на относительную длину;

      С_ф – поправка на изменение физических характеристик;

      С_z – поправка на число поперечных рядов труб по ходу газа.

Коэффициент теплоотдачи:

 

k=

  (Вт/м²К).

 

_{Площадь тепловоспринимающей  поверхности:}

_{Высота  трубной  поверхности:}

_,

  (м).

 

Высота  одного  хода  воздухоподогревателя  h_x=1м.

Число  ходов  в  воздухоподогревателе  z_ход=h_вп/h_x=2/1=2.

Высота ступени воздухоподогревателя:

 

h_вп=h_x z_ход =1∙2=2м.

 

 

 

 

 

12. Расчёт первой ступени водяного экономайзера

 

Температура  дымовых  газов: υ'=386.54,  υ''=251.5°C.

Температура  воды: t'= 150 ^oC,  t''=200 ^оС.

Температурный напор для прямоточной схемы:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.17 Температурный  напор для 1-ой ступени экономайзера

 

 

 

Конструктивные характеристики экономайзера

 

 

 

Рис.18 Схема  первой ступени экономайзера

 

 

 

Схема –  противоточная с шахматным расположением  труб. Принимаем стальной змеевиковый  экономайзер с параллельным включением ряда змеевиков.

S₁=76 мм – поперечный шаг,

S₂=48 мм  - продольный шаг,

 

 

где d_н=32 мм – наружный диаметр.

d=3,5 мм – толщина стенки трубы,

z₁=129 – число труб в ряду,

l=3,6 м – длина змеевика,

а и b – размеры газохода, соответственно 9,852м и 4,3м.

 

Площадь живого сечения для прохода продуктов  сгорания:

 

Действительная скорость продуктов сгорания:

 

 

где

Скорость  воды:

Где D – расход среды с учётом продувки;

 

       ν – средний удельный объём  воды при среднем давлении (11,9МПа);

      

Коэффициент теплоотдачи конвекцией от продуктов  сгорания к поверхности при поперечном омывании шахматных пучков:

 

 

Степень черноты  газового потока:

 

 

 

 

 

 

_{Коэффициент теплоотдачи излучением:}

 

 

где ,

      

       Т -температура газов в объеме камеры перед пакетом, (462,68+273)°С ,

       - глубина газового объема, =4,1 м,

       - глубина рассчитываемого пучка, = =36*0,048=1,728 м,

       А- коэффициент,  равный 0,5 при сжигании угля.

 

 

Суммарный коэффициент  теплоотдачи от продуктов сгорания поверхности:

 

 

где ξ- коэффициент  использования, ξ=1.

Коэффициент теплопередачи от продуктов сгорания к поверхности нагрева:

 

 

_{где ε – коэффициент  загрязнения,}

 

 

_{где ε0 – исходный коэффициент загрязнения, ε0=0,0045 [1],}

      _{Сd – поправка на диаметр [1],}

      _{Сфр – поправка на фракционный состав,    Сфр=1 [1],}

      _{Δε – поправка  к коэффициенту  загрязнения, Δε=0,0017[1].}

Площадь поверхности нагрева водяного экономайзера:

 

 

Определим длину змеевика:

 

 

Высота пакета:

 

Значит делаем три пакета высотой по 0,992 м;

Высота ступени:

 

 

+2+1,6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

_{13. Расчёт первой ступени воздухоподогревателя}

_{Рис.19 Схема 1-ой ступени  воздухоподогревателя}

 

_{Тип воздухоподогревателя рекуперативный.}

S₁=60 мм,

S₂=40 мм,

z₁ – число рядов труб,

z₂ – число труб в ряду,

l₁=1,79 м –длина труб,

d_н= 40  мм,  = 1,5  мм.

   

Размеры  газохода   a_вп= 9,852  м,  b_вп= 3,35  м.

 

z₁=

,  z₂= .

 

      z'₂=2·z₂= ;

Тепловосприятие воздуха в воздухоподогревателе  (воздух  подогреваем  до  300  ^оС):  Q=1669,98 (кДж/кг).

   Температура  дымовых   газов  на  входе  и   выходе  из  в/п: υ'=251,5  ^oC, υ''=130  ^oC.

   Температура  воздуха   на  входе  и  выходе  из  в/п: t'=30  ^oC, t''=180,86  ^oC  (движение воздуха противоположно движению газов).

Температурный напор:

 

      

Рис.20 Температурный  напор 1-ой ступени воздухоподогревателя

 

 

_{Для перекрестно-противоточной  схемы с четырёхкратными  перекрестами температурный  напор:}

 
_{ψ- поправочный коэффициент для определения температурного напора при перекрёстно-противоточном движении теплоносителей.}

 

 

_{Скорость  продуктов сгорания:}

 

 

где

      

_{Скорость  воздуха в воздухоподогревателе:}

 

где      

           

Коэффициент теплоотдачи конвекцией от продуктов  сгорания стенке:

 

 

Коэффициент теплоотдачи излучением от продуктов  сгорания стенке:

 

 

Степень черноты  газового потока:

Степень черноты  газового потока:

 

 

 

 

 

 

Суммарный коэффициент теплоотдачи:

 

 

Коэффициент теплоотдачи от стенки воздуху при поперечном омывании шахматных пучков:

 

Коэффициент теплоотдачи:

 

k=

(Вт/м²К).

 

где ξ –  коэффициент использования.

Площадь поверхности нагрева воздухоподогревателя:

 

 

 

 

 

_{Высота  трубной  поверхности:}

 

,

  (м).

 

Высота  одного  хода  воздухоподогревателя  h_x=2,1 м.

Число  ходов  в  воздухоподогревателе  z_ход=h_вп/h_x=8,4/2,1=4

Высота ступени воздухоподогревателя:

 

h_об  - высота ремонтного разрыва между соседними пакетами воздухоподогревателя

 

 

h_эк = h_x z_ход + h_об=2,1∙4+0,6= 9 м.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14. Тепловой баланс котла

 

 

Температура уходящих газов на выходе из второй ступени воздухоподогревателя (по ходу газов) или то же самое, что на выходе из котельного агрегата равна 130 °C. Принятая ранее температура на выходе из котла, равная 125°С  отличается ненамного, что говорит о погрешностях в расчете.

 

                    [1, ф.5.27]

 

,                                         [1, ф.5.28]

 

 

.

 

Расчет котла  выполнен правильно.

  

 

    

 

 

 

 

Рис.21 Тепловая схема котельного агрегата ТП-47

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

15. Список использованной литературы

 

1.   Липов Ю. М. Компоновка  и тепловой расчёт парового  котла. М.: Энергоатомиздат,1988.-208 с.: ил.  
2.   С. Л. Ривкин, А. А. Александров “Термодинамические свойства воды и водяного пара”, Энергия. Москва, 1975.               

3. Безгрешнов А.Н. Расчет паровых  котлов в примерах и задачах.  М.:                                              Энергоиздат, 1991.–240c.: ил.

4.   Тепловой расчёт котельных агрегатов. Нормативный метод. под ред. Кузнецова Н.    В. М., “Энергия”, 1973, 295с.