Тепловой расчет котла

48 (2) (С 0,9 Температура загрязнения стенки трубы tст t + Δt (С 125 Коэффициент теплоотдачи излучением αл αн ( a 18,4 Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке α1 ξ(αк + αл) 96,8 Тепловосприятие конвективного пучка ε0 ψ((1 87,12 Температурный напор на входе в пучок (tб ((-t( (C 1025 Температурный напор на выходе из пучка (tм (((-t(( (С 90 Средний температурный напор Δt
(2) (С 383 Теплота, воспринятая поверхностью нагрева Qк Qк=K(ε0)×H×Δt/(Bр×103) кДж/ м3 18480 Расхождение расчетных тепловосприятий ΔQ % 1,78
2.4 Сводная таблица теплового расчета котла и расчетная невязка теплового баланса

Таблица 2.4.1 Тепловой баланс котла
Величина Обозначение Единица Результат Располагаемая теплота топлива Qрр кДж/м3 35800 Температура уходящих газов (ух (С 160 Потери теплоты с уходящими газами q2 % 6,777 КПД ( % 90,8 Расход топлива на котел Вр м3/с 1,07 Топка Теплота, вносимая воздухом Qв кДж/м3 19,75 Полезное тепловыделение Qт кДж/м3 34010 Температура газов на выходе из топки (((т (С 1175 Энтальпия газов на выход1е из топки I((т кДж/м3 22100 Тепловосприятие Qл кДж/м3 11671,8 Конвективный пучок Температура газов на входе (( (С 1175 Температура газов на выходе ((( (С 160 Энтальпия газов на входе I( кДж/м3 22100 Энтальпия газов на выходе I(( кДж/м3 2900 Тепловосприятие Q кДж/м3 18816 Невязка теплового баланса составила 4,3 %, расчет считаем верным.













3. Расчет фестона

Поверочный тепловой расчёт фестона сводится к определению количества тепла, воспринимаемого фестоном. Количество теплоты, воспринимаемое фестоном, рассчитывается по уравнению теплового баланса и по уравнению теплопередачи. Результаты расчётов сравниваются, если расхождение результатов расчётов по уравнению теплового баланса и по уравнению теплопередачи не превышает 5%, то расчёт считается выполненным.
Конструктивно фестон состоит из труб заднего экрана, но размещенных с увеличенным поперечным S1=200÷300 мм и продольным S2=250÷400 мм шагами. При этом трубы фестона разводятся в несколько рядов Z2. Иногда фестон выполняется из труб большего диаметра (около 100 мм), расположенных в один ряд (S1=400÷800 мм).
Из расчета топки для предыдущей поверхности нагрева известными являются температура и энтальпия газов перед фестоном. Температура газов за фестоном принимается с последующей проверкой и уточнением ее. Кроме этого, она должна быть увязана с условиями обеспечения надежной работы конвективной части. Согласно (5) охлаждение дымовых газов в фестоне можно предварительно принять для однорядных фестонов (z2=1) 7–10 ○С, для двухрядных – 15–20 ○С, для трехрядных фестонов – 30–40 ○С и для четырехрядных – 40–60 ○С (меньшее значение для влажного топлива, большее – для сухого). Количество рядов по ходу газов в фестоне Z2 принимается из чертежа котла.
Объем газов на единицу топлива Vг определяется по избытку воздуха на выходе из топки.
Геометрические параметры фестона:
Геометрические параметры фестона принимаются по паспортным данным котла:
− наружный диаметр труб dH = 60 мм;
− число рядов труб по ходу движения газов Z2 = 4;
− поперечный шаг труб S1 = 256 мм;
− продольный шаг труб S2 = 180 мм;
− расположение труб - шахматное;
− размер поверхности нагрева Fф=14,2 м2;
− живое сечение для прохода газов f =5,68 м2.
Расчёт энтальпии дымовых газов на выходе из фестона
Температуру дымовых газов перед фестоном принимаем равной температуре газов на выходе из топки.
==1175 (С,
= =22100 кДж/кг.
Температуру дымовых газов за фестоном определяем по формуле:
= -(ф=1175−40=1135 (С,
где принимаем (=40 (С (5)– охлаждение газов в фестоне.
Энтальпия дымовых газов на выходе из фестона (по графику):
кДж/кг.
Расчёт теплоты, воспринимаемой фестоном, по уравнению теплового баланса.
1) Теплота, отданная газами Qф, кДж/кг, рассчитывается по формуле уравнения теплового баланса

где  – коэффициент сохранения теплоты, учитывает потери теплоты поверхностью нагрева в окружающую среду, (  = 0,98;
– энтальпия газов соответственно на входе в фестон и на выходе из фестона, кДж/кг;
 – изменение коэффициента избытка воздуха в поверхности охлаждения (фестона), (( =0;
– энтальпия присасываемого воздуха, кДж/кг.
кДж/кг.
2)  Расчёт теплоты, воспринимаемой фестоном, теплопередачей
Количество тепла , кДж/кг, передаваемое фестону по условию теплопередачи определяем по формуле:
,
где – расчетная теплообменная поверхность фестона, м2;
– коэффициент теплопередачи, Вт/(м2 К);
– усредненный по всей теплообменной поверхности температурный напор, (С;
– расчетный расход топлива, кг/с.
Величина Обозначение Формула или способ определения Единица Расчет Площадь поверхности нагрева Нф По конструктивным размерам (П2-5) м2 14,2 Диаметр труб d (П2-5) мм 60*3 Поперечный шаг труб s1 (П2-5) м 0,256 Продольный шаг труб s2 (П2-5) м 0,18 Относительный поперечный шаг труб s1/d (П2-5) - 4,27 Относительный продольный шаг труб s2/d (П2-5) - 3 Сечение для прохода газов Fг
(П2-5) М2
5,68
Эффективная толщина излучающего слоя S м 0,77 Температура газов перед фестоном (( ((т − из расчета топки (С 1175 Энтальпия газов перед фестоном I( I(т − из расчета топки кДж/м3 22100 Температура газов за фестоном (( По выбору (5) (С 1135 Энтальпия газов за фестоном I( По I−( таблице кДж/ м3 21300 Количество теплоты, отданное конвективному пучку Qф φ((I( − I() кДж/ м3 784 Средняя температура газов (ср 0,5(((( + (() (С 1155 Температура воды на входе в фестон T1 Из расчета топки (С 99 Температура воды на выходе из фестона T1
(П2-5) (С 100,95 Объемная доля:
Водяных паров
Трехатомных газов

Расчет в Excel
−
−
0,173
0,0822 Суммарная объемная доля трехатомных газов rn Расчет в Excel − 0,26 Объем топочных газов в фестоне Vг Расчет в Excel м3/м3 12,92 Средняя скорость дымовых газов W (П2-5) м/с 8,3 Коэффициент теплоотдачи конвекцией αк αн ( Сz ( Cs ( Cф,
47 Суммарная оптическая толщина запыленного газового потока Kps kгrn ( p ( s
(П2-5) 1/ м(МПа 0,1 Степень черноты излучающей среды a (П2-5) − 0,1 Коэффициент тепловой эффективности Ψ (5) (С 0,85 Температура загрязнения стенки трубы tст t + Δt (С 125 Коэффициент теплоотдачи излучением αл αн ( a*cг 17,8 Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке α1 ξ(αк + αл) 79,8 Тепловосприятие фестона ε0 ψ((1 55,08 Средняя температура воды (t (T2-T1)*0,5 (C 99,9751 Средний температурный напор Δtср
(5) (С 1055,025 Теплота, воспринятая поверхностью нагрева Qк Qк=K(ε0)×H×Δt/(Bр×103) кДж/ м3 767 Расхождение расчетных тепловосприятий ΔQ % 2,2














Список литературы

1. Сидельский Л.Н. , Юренев В.Н. –М.: Энергия 1978г.,
“Парогенераторы промышленных предприятий”.
Тепловой расчёт котельных агрегатов. Нормативный метод/Под редакцией Н.В. Кузнецова. – М.: Энергия, 1973. –296с.
3. Тепловой расчет котлов. Нормативный метод. Спб, 1998г.
4. Методические указания по определению коэффициента полезного действия паровых котлов / Парилов В.А., Ривкин А.С., Ушаков С.Г., Шелыгин Б.Л. – Иваново, 1987. –36с.
Теплогенерирующие установки систем теплоснабжения / Фокин В.М. – Москва; ИМС, 2006г.











2