Поверочный тепловой расчёт и поверочный расчёт прочности судового вспомогательного (или утилизационного) котла Марка котла КВВА 12/28-1

Число рядов труб по глубине газохода:Определим общее чмсло труб, устанавливаемое в 1-ом пучке кипятильных труб:n= n1 · n2=27·11= 297шт,где: - число труб, устанавливаемое по ширине газохода, шт;- число труб, устанавливаемое по глубине газохода, шт.Опредлеим площадь набранной поверхности нагрева:Проверяем отклонение величины найденной эффективной поверхности нагрева от расчётной:< 2 % - следовательно, требование выполняется.Скорость движения газов в 1-ом пучке кипятильных трубнаходим по формуле:где F– живое сечение поверхности нагрева, через которое проходят газы:где: h1 =16м – высота газохода, в месте прохода газов (по чертежу);a - ширина газохода, в месте прохода газов (по чертежу);= 5,03м3/кг - объем дымовых газов; – средняя температура газового потока в экономайзере:10.2 Расчет второго кипятильного пучкаИз формулы теплового баланса кипятильного пучка рассчитываетсятеплосодержание газов за 1-ым пучкомкипятильных труб, а по ней - температура газов после 1-ого пучка кипятильных труб:,=где 7607,53кДж/кг – энтальпия газов перед 2-ым пучком кипятильных труб, при температурегазов= 634оС;- расход воды через второй пучок кипятильных труб, кг/с. - количество теплоты, внесенное воздухом присосов кипятильных труб, кДж/кг: кДж/кг,Количество тепла, внесенного холодным воздухом присосов равно 0, Т.К. мы пренебрегаем присосами воздуха в кипятильных трубах из-заих несущественны. – потеря теплоты от наружного охлаждения 2-ого пучка кипятильных труб, кДж/кг:Зная , по диаграмме находимтемпературу газов после 1-ого пучка кипятильных труб, = 420˚С.Необходимая поверхность нагрева 2-ого пучка кипятильных труб:где = 22 Вт/(м2·К) – коэффициент теплопередачи кипятильных труб (по заданию);– средний температурный напор между греющим и нагреваемым теплоносителями в кипятильных трубах:= 377˚С,где = 194оС - температура воды на выходе из 2-ого пучка кипятильных труб;= 100оС - температура воды на входе во 2-ой пучок кипятильных труб;= 493оС - температура газов за 2-ым пучком кипятильных труб (зная , определяем по диаграмме); = 634оС -температура газов перед 2-ым пучком кипятильных труб. Необходимое число труб в 1-ом пучке кипятильных труб:где – длина, 2830 мм в свету (по чертежу);dн– наружный диаметр труб кипятильного пучка, (принимаем по паспорту равнойdн = 0,051 м);Рассчитаем возможное число труб по ширине газохода:где а = 1,6 м – ширина газохода, (по чертежу); S1 =0,055 м – шаг установки труб по ширине газохода; S2=-шаг установки труб по глубине газохода;Рис.3. Схема установки кипятильныхтрубв горизонтальном газоходе.Число рядов труб по глубине газохода:примем равным 27 с целью уменьшений относительной погрешности между требуемой и набранной поверхностями нагрева.Определим общее число труб, устанавливаемое в 1-ом пучке кипятильных труб:n= n1 · n2=27·17= 459шт,где: - число труб, устанавливаемое по ширине газохода, шт;- число труб, устанавливаемое по глубине газохода, шт.Определим площадь набранной поверхности нагрева:Проверяем отклонение величины найденной эффективной поверхности нагрева от расчётной:< 2 % - следовательно, требование выполняется.Скорость движения газов во втором пучке кипятильных труб определяется по формуле:где F– живое сечение поверхности нагрева, через которое проходят газы:где: h1 =1,75 м – высота газохода, в месте прохода газов (по чертежу);a - ширина газохода, в месте прохода газов (по чертежу);= 5,769 м3/кг - объем дымовых газов. – средняя температура газового потока во 2-ом кипятильном пучке:11. Расчет тяговой установкиПри расчете тяговой установки определены:- требуемая высота дымовой трубы для организации естественной тяги при удалении дымовых газов из котлоагрегата;-требуемые параметры дымососов для организации искусственой тяги, если расчетная высота трубы оказалась более 60 м (для промышленных и отопительных котельных).Определяем плотность газов при нормальных условиях:Дляпервогопучкакипятильных труб:Длявторогопучкакипятильных труб:Определим аэродинамическое сопротивление при движении дымовых газов в межтрубном пространстве поверхностей нагрева:, – коэффициент сопротивления одного ряда труб (для гладкотрубных труб 0,1 – при установке их в коридорном порядке, 0,2 – при установке в шахматном порядке);n – число рядов труб, шт; – скорость движения газового потока, м/с;Для кипитильных труб:Для первого пучка кипятильных труб:19,6 Па.Для второго пучка кипятильных труб:35,2 Па.Суммарное сопротивление газового тракта:где:тk - коэффициент, учитывающийаэродинамические сопротивления газового тракта, k = 1,5.Необходимая высота трубы определяется по формуле, м:16 мгдеg =9,81 - ускорение свободного падения, м/с2; - плотность воздуха окружающей среды, кг/м3; - плотность уходящих газов, кг/м3; - коэффициент запаса по тяге, = 1,2; - суммарное сопротивление газового тракта, Па.Принимаем для установки 1 трубу длиной 60 м. Для удаления дымовых газов рассчитываем дымосос.Расчётная производительность дымососа определяется по формуле:19,5 м3/с или 70213 м3/ч,где - коэффициент запаса по производительности, = 1,1; - коэффициент избытка воздуха в продуктах сгорания перед дымососом.Установим 2 дымососа, 1 в работе 1 в резерве:Дымосос выбирают так, чтобы развиваемое им давление с учётом тяги, создаваемое трубой, обеспечивало с некоторым запасом необходимый перепад полного давления (Па) по газовому тракту:где = 1,1 - коэффициент запаса по давлению; = 20…30 Па – разряжение в верхней части топки.Мощность привода дымососа:где = 1,1 - коэффициент запаса по мощности электродвигателя;- эксплуатационный КПД двигателя дымососа (по паспорту).Выбор типа дымососа:По требуемой производительности и давлению принимаемдымосос и электродвигатель:- марка дымососа: ДН-17Х-1000Q =74290 м3/ч; H =324 Па; η = 96%; кВт Производитель «Бийский котельный завод».- электродвигатель: тип двигателя: 5А315МВ6еNэлдв=5, кВт;η =96, %;n=1000, об/мин;12. Расчет дутьевого вентилятораРасчётная производительность дутьевого вентилятора определяется тем количеством воздуха, которое необходимо подать в топку для полного сгорания потребляемого количества топлива:6,45 м3/с или 23239 м3/чгде - коэффициент запаса по производительности, = 1,05; - коэффициент избытка воздуха в конце топки; - температура воздуха, поступающего в вентилятор, оС.Мощность приводадутьевого вентилятора:где = 1000…1500 Па – требуемое полное давление вентилятора (для котлов с воздухоподогревателем = 1500 Па).Выбор типа вентилятора:По требуемой производительности выбираем дутьевой вентилятор и электродвигатель:марка дутьевого вентилятора: ВДН –12,5 - 1000Q =26600, м3/ч; Н =243, кПа; =83, %;Производитель «Бийский котельный завод»,- электродвигатель: тип двигателя: А200L6;Nэлдв=30, кВт;η =93, %;n=970, об/минК установке принимаю два дутьевых вентилятора ВДН –11,2 - 1500на один котел (один рабочий, один резервный).Список используемой литературы1. Эстеркин Р.И.- Промышленные парогенерирующие установки.- Л.: Энергия, 1980 г.2. Эстеркин Р.И. Котельные установки. Курсовое и дипломное проектирование.- Л.: Энергоатомиздат, 1989 г.3. Роддатис К.Ф. Справочник по котельным установкам малой производительности. М.: Энергоатомиздат, 1989 г. 4. Тепловой расчет котлов (нормативный метод). Издание 3-е переработанное и дополненное. Издательство НПО ЦКТИ СПб, 1998г.Размещено на Allbest.ru