Расчет котла ДКВР - 10 -23С

Определяем среднюю суммарную теплоемкость продуктов горения 1 кг топлива: , кДж/(кг∙К),где Н"т – энтальпия продуктов горения 1 кг топлива при температуре t"т, избытке воздуха на выходе из топки αт; Н"т = 8480 кДж/кг.кДж/(кг∙К),Определим температуругазов в конце топки:;Определим удельное тепловосприятие топкикДж/кг. Задавались ºС. Полученная разница температур менее 100ºС, следовательно нет потребности делать 2-ое приближение и расчетной температурой на выходе из топки считаетсяºС.Определим среднее тепловое напряжение поверхности нагрева топки8. Тепловой расчет котельного пучкаПо чертежу и техническим характеристикам котельного агрегата составляем расчетную схему и таблицу конструктивных характеристик поверхностей нагрева, пример которой приведен в таблице 13.Таблица 13 - Конструктивные характеристики поверхностей нагрева котельных пучковПоказателиОбозн.Ед. изм.ЗначениеДиаметр труб наружныйdм0,051Количество труб в рядуz1шт27Количество рядов трубz2шт22Общее количество труб в расчетном участкеzшт594Угловой коэффициентx-Средняя длина труб (7.1)lсрмВысота выходного окнаhв.ом1,2Расположение труб (шахматное, коридорное)--Шаг труб:- поперечныйS1мм110- продольныйS2мм100Относительный шаг труб- поперечный-2,16- продольный-1,96Размеры поперченного сечения газоходаам2,3hм3,5Площадь поверхности нагрева Hл, м2, принимаем Hл = 229,1 м2.Задаемся температурой газов на выходе из поверхности нагрева , при этом понижение температуры газов ориентировочно принимается для котельного пучка 150 - 600 °С.Принимаем = 300°СОпределяем температуру газов на выходе из рассчитываемой поверхности нагрева, По таблице находим энтальпию газов за поверхностью нагрева кДж/кг.Определим количество теплоты, отданной газами в рассчитываемой поверхности, кДж/кг (кДж/м3):где - коэффициент сохранения теплоты ;- энтальпия газов на входе в котельный пучок, кДж/кг (кДж/м3); - присосы воздуха в котельном пучке.кДж/кгЖивое сечение для прохода газов F= 1,28м2, Рис.2 – Эскиз котельного пучкаОпределим среднюю температуру газа в поверхностиОпределим температурный напор где и - большая и меньшая разности температур теплообменивающихся сред на границах поверхности, °С.Для котельного пучка; где tKB- температура котловой воды, равная температуре насыщения при давлении в барабане, °С [см. 2, прил. IV].tKB=219°СОпределим средний расход дымовых газовVc,м3/сгде Vг- объем 1кг (1 м3) газов при нормальных условиях, м3/кг (м3/м3); принимается по таблице 1.Vг =32,76 м3/м3Определим средняя скорость газов в поверхности wг, м/сОпределим коэффициент теплоотдачи конвекцией , Вт/(м2-К), от дымовых газов к стенке при поперечном омывании коридорного пучка определяется по рис. П4.4 [1]:гдеcz- поправка на число поперечных рядов труб по ходу газов; cs- поправка на компоновку пучка;сф - поправка, которая учитывает влияние на коэффициент теплоотдачи изменений физических характеристик греющей среды при изменении температуры и состава.Вт/(м2хК)Определим эффективную толщину излучающего слоя, мгде s1 и s2— поперечный и продольный шаги труб, м.Определимсуммарную оптическую толщину запыленного газового потокаОпределим степень черноты потока газовОпределим температуру наружных загрязнений t3, °СОпределим коэффициент теплоотдачи излучением продуктов сгорания, Вт/(м2-К), определяется по рис. П4.8 [1]:Вт/(м2-К)Определим коэффициент теплоотдачи от продуктов сгорания к трубной поверхности, Вт/(м2-К)где - коэффициент использования; для смешанном омываемых пучков труб принимается= 0,95.Вт/(м2-К)Определим коэффициент теплопередачи к,Вт/(м2-К):Здесь - коэффициент тепловой эффективности, принимаем= 0,65Вт/(м2-К)Определим тепловосприятие поверхности кДж/кгОпределим несходимость тепловосприятий9. Расчет экономайзераРис. 3 – Эскиз экономайзера: а) чугунный; б) стальнойОпределим количество теплоты, воспринятое водой в экономайзере, определяется из теплового баланса котельного агрегата, кДж/кг (кДж/м3):Определим расход питательной воды, кг/с, через экономайзерDэK = D +Dnp,где Dnp- величина продувки котла, кг/с; DэK = 2,77 +0,0554=2,82кг/сУдельная энтальпия воды на входе в экономайзер, кДж/кг, равна энтальпии питательной водыОпределим удельную энтальпию воды на выходе из экономайзера, кДж/кг, определяется из уравнениякДж/кгРасчет чугунного экономайзераОпределяем число труб в ряду для чугунного экономайзерагде FTp- площадь живого сечения для прохода продуктов сгорания для одной трубы (таблица16).Таблица 16 - Конструктивные характеристики труб чугунных экономайзеров ВТИ и ЦККБХарактеристика одной трубыЭкономайзер ВТИЭкономайзер ЦККВДлина lтр, мм15002000250030001990Площадь поверхности нагрева с газовой стороны Нтр, м2,182,953,724,495,50Площадь живого сечения для прохода продуктов сгорания FTp, м20,0880,1200,1520,1840,210Определяем площадь сечения для прохода воды, м2:где zp- число рядов труб, выходящих из одного коллектора; для чугунного экономайзераzp= 1, для стального экономайзераzp= 2;п =- число параллельно включенных труб; - внутренний диаметр трубы, м.Уточняем скорость воды в экономайзереПо уравнению теплопередачи (определяем площадь поверхности нагрева экономайзера Н, м2.Определим количество труб в чугунном экономайзереОпределим количество рядов труб9.2 Расчет стального экономайзераВыбираем стальной экономайзер в виде змеевиков из гладких труб с наружным диаметром 30, при толщине стенки 3 мм, Ст. 20; расположение труб шахматное (s1/d = 2,3 - 3,5;s2/d- 1,5 - 2,5), омывание газами поперечное. Определяемпоперечный s1 и продольный s2шаги.Определяем площадь проходного сечения для воды fОпределяем количество параллельно включенных труб n, округляем до четного значения, находим число труб поперек потока газа.Определяtv ширину газохода экономайзера, мПринимаем глубину газохода экономайзера равной глубине котла аэк = ат.Длина труб экономайзера принимается равной глубине газохода l = аэк.Определяем площадь проходного сечения для продуктов сгорания, м2Определяем длину каждого змеевикаОпределяем количество петельОпределяем шаг одной петлиПолная высота пакетаВыбираем стальной экономайзер, так как конструктивно он будет более компактным.Список использованной литературы1. Котельные установки и парогенераторы [Электронный ресурс]: учебник/ В.М. Лебедев [и др.].— Электрон, текстовые данные.— М.: Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте, 2013.— 375 с.2. Губарев А.В. Паротеплогенерирующие установки промышленных предприятий [Электронный ресурс]: учебное пособие для вузов/ Губарев А.В.— Электрон, текстовые данные.— Белгород: Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова, ЭБС АСВ, 2013.— 240 с.3. Минкина С.А. Тепловой и аэродинамический расчеты котельных агрегатов [Электронный ресурс]: учебное пособие/ Минкина С.А.— Электрон, текстовые данные.— Самара: Самарский государственный архитектурно-строительный университет, ЭБС АСВ, 2013.— 104 с.