имени В.Г. Шухова
Выполнил: студент гр. ЭТ-52
Осьмаков А.Ф.
Принял: Васильев Б.П.
1. Паропроизводительность Д, (т/ч) - 68
2. Рабочее давление пара Рраб, (кгс/см2) - 39
3. Температура перегретого пара tпп, 0С - 420
4. Температура питательной воды, 0С - 145
5. Топливо - природный газ из газопровода Карабулак-Грозный
6. Присосы воздуха принимаем в соответствии с рекомендациями норм (табл. XVI)
7. Коэффициент избытка воздуха в топке бт =1,1
8. Коэффициент избытка воздуха за котлом:
|
№ | Наименование | Обозначе-ние | Раз- мер ность | Формула | Расчет | |
Тепловой баланс котельного агрегата | |
1. | Низшая теплота сгорания топлива | Qнс | | задана | 10950 | |
2. | Температура холодного воздуха | tхв | | п. 5.03 норм | 30 | |
3. | Теплосодержание холодного воздуха | Iхв | | по диаграмме | 115,8 | |
4. | Располагаемое тепло топлива | Qрр | | Qнс +Qввш +Qтл | 10950+0+0=10950 | |
5. | Температура уходящих газов | нух | | принимаем | 130 | |
6. | Теплосодержание уходящих газов | Iух | | по диаграмме | 727,1 | |
7. | Потери от механ-го недожога | q4 | % | табл. 20 | 0 | |
8. | Потери от хим-го недожога | q3 | % | табл. 20 | 0,5 | |
9. | Потеря тепла с уходящими газами | q2 | % | | | |
10. | Потери тепла в окружающую среду | q5 | % | п. 5-10 рис. 5.1 норм | 0,72 | |
11. | Сумма тепловых потерь | Уq | % | q2 + q3 + q4 + q5 | 5,29+0,5+0+0,72=6,51 | |
12. | КПД котельного агрегата | зка | % | 100- Уq | 100-7,54=93,49 | |
13. | Коэф. сохранения тепла | ц | - | 1-(q5/(зка+q5)) | 1-(0,72/(93,49+ 0,72))=0,992 | |
14. | Давление перегретого пара | P | кгс/см2 | задана | 39 | |
15. | Температура перегретого пара | tпп | | задана | 420 | |
16. | Теплосодержание перегретого пара | iпп | | табл. 25 воды и водяного пара | 779,6 | |
17. | Температура питательной воды | tпв | | задана | 145 | |
18. | Давление питательной воды | Pпв | кгс/см2 | принимаем | 46 | |
19. | Теплосодержание питательной воды | iпв | | табл. 24 норм | 146,6 | |
20. | Тепло затрачиваемое на получение пара | Qпп | ккал/ч | D•(iпп- iпв) | 68000·(779,6-146,6)=43044000 | |
21. | Тепло затрачиваемое на нагрев продувочной воды | Qпр | ккал/ч | 0,01•qпр•D•(iпп- iпв) | 0,01•5•68000•(779,6- -146,6)=2152200 | |
22. | Сумм. количество полезно использ. тепла | Qка | ккал/ч | Qпп +Qпр | 43044000+2152200=45196200 | |
23. | Полный расход топлива | Вк | м3/ч | Qка•100/ Qрр• зка | 45196200 •100/10950• 9,49=4415 | |
24. | Расчетный расход топлива | Вр | м3/ч | Вк•(100-q4)/100 | 4415•(100-0)/100=4415 | |
Расчет теплообмена в топке | |
1. | Объем топочной камеры | Vт | м3 | по конструктив. характеристикам | 130 | |
2. | Полная лучевоспринимающая поверхность | Нл | м2 | по конструктив. характеристикам | 110 | |
3. | Полная поверхность топки | Fст | м2 | по конструктив. характеристикам | 120 | |
4. | Степень экранирования | х | - | рекоменд. норм | 0,993 | |
5. | Эффективная толщина излучающего слоя | S | м | 3,6 Vт/ Fст | 3,6•130/120=3,9 | |
6. | Температура горячего воздуха | tгв | оС | рекоменд. норм | 255 | |
7. | Теплосодержание горячего воздуха | Iгв | | по табл. №2 по i-н | 995,9 | |
8. | Тепло, вносимое воздухом в топку | Qв | | (бт-?бпл-?бт)Iгв+ +(?бпл+?бт) Iхв | (1,1-0-0,05)•995,9+ +(0+0,05)•115,8=1051,5 | |
9. | Тепло, выделяемое в топке на 1 м3 | Qт | | | | |
10. | Теоретическая температура горения | | оС | по табл. №2 по i-н | 2029 | |
11. | Температура газов на выходе из топки | | оС | принята | 1077 | |
12. | Теплосодержание газов на выходе из топки | | | по табл. №2 по i-н | 5893 | |
13. | Средняя суммарная теплоемкость продуктов сгорания | VCp | ккал/м3•оС | | | |
14. | Коэфф. ослабления лучей 3-хатомными газами | Кг | | ном. III норм | 0,51 | |
15. | Коэф. ослабления сажистыми частицами | Кс | | формула 6-10 норм | 0,13 | |
16. | Степень черноты светящегося пламени | асв | - | | | |
17. | Степень черноты несветящихся трехатомных газов | ансв | - | | | |
18. | Коэфф. усреднения | m | - | п. 6-14 норм | 0,1 | |
19. | Эффективность черноты факела | аф | - | m•ансв+(1- m)•асв | 0,1•0,41+(1- 0,1)•0,65=0,623 | |
20. | Средний коэфф. тепл. эффективности | шср | - | п. 6-20 норм | 0,5 | |
21. | Степень черноты топочной камеры | аф | - | | | |
22. | Высота топки | Нт | м | по конструктив. характеристикам | 8 | |
23. | Высота расположения оси горелок | hт | м | п. 6-14 норм | 1,1 | |
24. | Величина отношения | Х | - | hт/Нт | 1,1/8=0,138 | |
25. | Параметр | м | - | 0,54-0,2•Х | 0,54-0,2•0,138 =0,513 | |
26. | Температура газов на выходе из топки | | оС | | |
Пересчета не требуется, так как расчетная температура отличается от ранее принятой менее чем на 100 оС. Далее расчет производим по температуре 1172 оС | |
27. | Теплосодержание газов на выходе из топки | | | по табл. №2 по i-н | 6469 | |
28. | Количество тепла воспринимаемое в топке | Q1 | | | | |
29. | Теплонапряжение топочного объема | qv | ккал/м3•ч | Bp• Qнс/ Vт | 4415• 10950/ 130=371879 | |
Расчет фестона | |
1. | Полная поверхность нагрева | Нф | м2 | по конструктив. характеристикам | 20,4 | |
2. | Диаметр труб | d | мм | принимаем | 57х5 | |
3. | Относительный поперечный шаг | д1 | - | S1/d | 225/57=3,95 | |
4. | Относительный продольный шаг | д2 | - | S2/d | 150/57=2,63 | |
5. | Число рядов труб по ходу газов | Z | шт. | принимаем | 3 | |
6. | Живое сечение для прохода газов | FГ | м2 | см. п. 16 | 7,95 | |
7. | Эффективная толщина излучающего слоя | S | м | | | |
8. | Температура газов перед фестоном | | оС | из расчета топки | 1172 | |
9. | Теплосодержание газов перед фестоном | I ' | ккал/м3 | из расчета топки | 6469 | |
10. | Температура газов за фестоном | | оС | принимаем разницу (50-80 оС) | 1100 | |
11. | Теплосодержание газов за фестоном | I '' | ккал/м3 | по табл. №2 по i-н | 6032 | |
12. | Тепловосприятие по балансу | Qб | ккал/м3 | ц(I '- I '') | 0,992(6469- 6032)=433,5 | |
13. | Средняя температура газов | | оС | | | |
14. | Температура кипения воды | tкип | оС | табл. воды и водяного пара | 250 | |
15. | Средний температурный напор | ?t | оС | | 1136-250=886 | |
16. | Средняя скорость газов | | | | | |
17. | Коэфф. теплоотдачи конвекцией | бк | ккал/м2•ч•гр | бн•Сt•Cs•Cц ном. XIII норм | 68•1,05•1,05•1=74,97 | |
18. | Суммарная поглоща- тельная способность трехатомных газов | Рп•S | атм•м | р•Vп•S | 1•0,267•0,63=0,168 | |
19. | Коэфф. ослабления лучей трехатомными газами | Кг | 1/атм•м | ном. III | 1,4 | |
20. | Суммарная опти- ческая толщина слоя | kps | - | Кг•р•Vп•S | 1,4•1•0,267•1•0,63=0,235 | |
21. | Степень черноты продуктов сгорания | а | - | ном. II | 0,21 | |
22. | Температура загрязнен-ной поверхности трубы | t3 | оС | tкип+?t | 250+50=300 | |
23. | Коэфф. теплоотдачи излучением | бл | ккал/м2•ч•гр | бн•а•Cг ном. XIX норм | 200•0,21•0,98=41,16 | |
24. | Коэфф. теплоотдачи по газовой стороне | б1 | ккал/м2•ч•гр | о(бк+бл) | 1,0•(74,97+41,16)=116,13 | |
25. | Коэфф. теплопередачи | К | ккал/м3•ч•гр | ш•б1 п. 7.54 | 0,85•116,13=98,71 | |
26. | Тепловосприятие по уравнению теплообмена | Qт | ккал/м3 | | | |
27. | Отношение тепловосприятий | ?Q | % | | | |
Расчет теплообмена пароперегревателя | |
1. | Диаметр труб | | | по конструктивным характеристикам | | |
2. | Расположение труб | - | - | рекомендации норм [3] | Коридорное | |
3. | Относительный поперечный шаг | | - | , рекомендации норм [3] | | |
4. | Относительный продольный шаг | | - | , рекомендации норм [3] | | |
5. | Число рядов труб | | | по конструктивным характеристикам | | |
6. | Живое сечение для прохода газов | | | по конструктивным характеристикам | 7,2 | |
7. | Живое сечение для прохода пара | | | по конструктивным характеристикам | 0,048 | |
8. | Поверхность нагрева пароперегревателя | | | по конструктивным характеристикам | 282,1 | |
9. | Эффективная толщина излучающего слоя | | | | | |
10. | Температура газов на входе | | | из расчета фестона | 1100 | |
11. | Теплосодержание газов на входе | | | по диаграмме | 6032 | |
12. | Температура пара на выходе | | | задана | 420 | |
13. | Теплосодержание пара на выходе | | | табл. воды и пара | 779,6 | |
14. | Температура пара на входе | | | | 255 | |
15. | Теплосодержание пара на входе | | | табл. воды и пара | 675,2 | |
16. | Тепловосприятие пароперегревателя | | | | | |
17. | Теплосодержание газов на выходе | | | | | |
18. | Температура газов на выходе | | | по диаграмме | 821 | |
19. | Средняя температура газов | | | | | |
20. | Средняя скорость газов | | | | | |
21. | Коэффициент теплоотдачи конвекцией | | | , ном. 12 [3] | | |
22. | Средняя температура пара | | | | | |
23. | Удельный объем пара | | | табл. воды и пара | 0,068 | |
24. | Средняя скорость пара | | | | | |
25. | Коэффициент теплоотдачи от стенки к пару | | | , ном. 15 [3] | | |
26. | Суммарное парциальное давление трехатомных газов | | ата | | | |
27. | Поглощательная способность трехатомных газов | | | | | |
28. | Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами | | | ном. 3 [3] | 2,3 | |
29. | Оптическая толщина газового потока | | - | | | |
30. | Степень черноты дымовых газов | а | - | ном. 2 [3] | 0,16 | |
31. | Температура загрязненной стенки | | | принята | 500 | |
32. | Коэффициент теплоотдачи межтрубного излучения | | | ном. 19 [3] | | |
33. | Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке | | | | 1•(77+26,66)=103,66 | |
34. | Коэффициент тепловой эффективности | | - | табл. 7-3 [3] | 0,6 | |
35. | Коэффициент теплопередачи | | | | | |
36. | Средние разности температур | | | | 1100-255=845 821-420=401 | |
37. | Средний температурный напор | | | | | |
38. | Тепловосприятие по уравнению теплообмена | | | | | |
39. | Отношение тепловосприятий | | % | | | |
Расчет водяного экономайзера (2-я ступень по ходу воды) | |
1. | Диаметр труб | | | по конструктивным характеристикам | | |
2. | Расположение труб | - | - | рекомендации норм | шахматное | |
3. | Относительный поперечный шаг | | - | , рекомендации норм [3] | | |
4. | Относительный продольный шаг | | - | , рекомендации норм [3] | | |
5. | Число рядов труб по ходу газов | | | по конструктивным характеристикам | >10 | |
6. | Живое сечение для прохода газов | | | по конструктивным характеристикам | 4,75 | |
7. | Живое сечение для прохода воды | | | по конструктивным характеристикам | 0,025 | |
8. | Поверхность нагрева | | | по конструктивным характеристикам | 115 | |
9. | Эффективная толщина излучающего слоя | | | | | |
10. | Температура газов на входе | | | из расчета ПП. | 821 | |
11. | Теплосодержание газов на входе | | | из расчета ПП. | 4414 | |
12. | Температура газов на выходе | | | принимаем | 500 | |
13. | Теплосодержание газов на выходе | | | по диаграмме | 2661 | |
14. | Тепловосприятие ступени по балансу | | | | | |
15. | Температура воды на входе | | | из расчета первой ступени ВЭ по ходу воды | 207 | |
16. | Теплосодержание воды на входе | | | табл. воды и пара | 211 | |
17. | Теплосодержание воды на выходе | | | | | |
18. | Условная температура воды на выходе | | | | | |
19. | Процент кипения воды в экономайзере | | % | | | |
20. | Средняя температура газов | | | | | |
21. | Средняя температура воды | | | | | |
22. | Средние разности температур | | | | | |
23. | Средний температурный напор | | | | | |
24. | Средняя скорость газов | | | | | |
25. | Удельный объем воды | | | табл. III-I [3] | 0,0012 | |
26. | Средняя скорость воды | | | | | |
27. | Коэффициент теплоотдачи конвекцией | | | , ном. 13 [3] | | |
28. | Температура загрязненной стенки | | | | | |
29. | Поглощательная способность трехатомных газов | | | | | |
30. | Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами | | | ном. 3 [3] | 4 | |
31. | Оптическая толщина газового потока | | - | | | |
32. | Степень черноты дымовых газов | а | - | ном. 2 [3] | 0,1 | |
33. | Коэффициент теплоотдачи излучением | | | ном. 19 [3] | | |
34. | Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке | | | | | |
35. | Коэффициент тепловой эффективности | | - | табл. 7-3 [3] | 0,7 | |
36. | Коэффициент теплопередачи | | | | | |
37. | Тепловосприятие по уравнению теплообменa | | | | | |
38. | Отношение тепловосприятий | | % | | | |
Расчет водяного экономайзера (1-я ступень по ходу воды) | |
1. | Диаметр труб | | | по конструктивным характеристикам | | |
2. | Расположение труб | - | - | рекомендации норм | шахматное | |
3. | Относительный поперечный шаг | | - | , рекомендации норм [3] | | |
4. | Относительный продольный шаг | | - | , рекомендации норм [3] | | |
5. | Число рядов труб по ходу газов | | | по конструктивным характеристикам | >10 | |
6. | Живое сечение для прохода газов | | | по конструктивным характеристикам | 4,75 | |
7. | Живое сечение для прохода воды | | | по конструктивным характеристикам | 0,025 | |
8. | Поверхность нагрева | | | по конструктивным характеристикам | 256,6 | |
9. | Эффективная толщина излучающего слоя | | | | | |
10. | Температура газов на входе | | | из расчета ВЭ2. | 500 | |
11. | Теплосодержание газов на входе | | | из расчета ВЭ2. | 2661 | |
12. | Температура газов на выходе | | | принимаем | 300 | |
13. | Теплосодержание газов на выходе | | | по диаграмме | 1628 | |
14. | Тепловосприятие ступени по балансу | | | | | |
15. | Температура воды на входе | | | задана | 145 | |
16. | Теплосодержание воды на входе | | | табл. воды и пара | 147 | |
17. | Теплосодержание воды на выходе | | | | | |
18. | Условная температура воды на выходе | | | табл. воды и пара | 207 | |
19. | Средняя температура газов | | | | | |
21. | Средняя температура воды | | | | | |
22. | Средние разности температур | | | | | |
23. | Средний температурный напор | | | | | |
24. | Средняя скорость газов | | | | | |
25. | Удельный объем воды | | | табл. III-I [3] | 0,00112 | |
26. | Средняя скорость воды | | | | | |
27. | Коэффициент теплоотдачи конвекцией | | | , ном. 13 [3] | | |
28. | Температура загрязненной стенки | | | | | |
Радиационный теплообмен в этой ступени не считаем из-за низкой температуры газов. Принимаем | |
29. | Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке | | | | | |
30. | Коэффициент тепловой эффективности | | - | табл. 7-3 [3] | 0,7 | |
31. | Коэффициент теплопередачи | | | | | |
32. | Тепловосприятие по уравнению теплообменa | | | | | |
33. | Отношение тепловосприятий | | % | | | |
Расчет воздухоподогревателя | |
1. | Диаметр труб | | | по конструктивным характеристикам | | |
2. | Расположение труб | - | - | рекомендации норм | шахматное | |
3. | Относительный поперечный шаг | | - | , рекомендации норм [3] | | |
4. | Относительный продольный шаг | | - | , рекомендации норм [3] | | |
5. | Число рядов труб по ходу газов | | | по конструктивным характеристикам | >10 | |
6. | Живое сечение для прохода газов | | | по конструктивным характеристикам | 2,9 | |
7. | Живое сечение для прохода воздуха | | | по конструктивным характеристикам | 3,4 | |
8. | Поверхность нагрева | | | по конструктивным характеристикам | 1692 | |
9. | Температура газов на входе | | | из расчета В.Э. | 300 | |
10. | Теплосодержание газов на входе | | | из расчета В.Э. | 1628 | |
11. | Температура воздуха на входе | | | задана | 30 | |
12. | Теплосодержание воздуха на входе | Iхв | | по диаграмме | 115,8 | |
13. | Температура воздуха на выходе | | | принята | 255 | |
14. | Теплосодержание воздуха на выходе | Iгв | | по диаграмме | 995,9 | |
15. | Кол-во воздуха на выходе отнесенное к теоретически необ. | | - | бТ- ?бТ - ?бпл | 1,1-0,1-0=1 | |
16. | Кол-во воздуха на входе отнесенное к теоретически необ. | | - | бТ-?бТ-?бпл+?бвп | 1,1-0,1-0+0,05=1,05 | |
17. | Тепловосприятие по балансу | | | | | |
18. | Средняя температура воздуха | | | | | |
19. | Теплосодержание воздуха при средней температуре | Iср | | по диаграмме | 554,1 | |
20. | Теплосодержание газов на выходе | | | | | |
21. | Температура газов на выходе | | | по диаграмме | 128 | |
22. | Средняя температура газов | | | | | |
23. | Средняя скорость газов | | | | | |
24. | Коэф. теплоотдачи с газовой стороны | | | , ном. 14 | | |
25. | Средняя температура стенки | | | | | |
26. | Средняя скорость воздуха | | | | | |
27. | Коэффициент теплоотдачи от стенки к воздуху | | | , ном. 13 [3] | | |
28. | Средние разности температур | | | | | |
29. | Параметры | Р | - | | | |
| | R | - | фб/ фм | 225/128=1,3 | |
| | фм | | | 300-128=172 | |
| | фб | | | 255-30=225 | |
| | ш | - | ном. XXXI | 0,98 | |
30. | Средний температурный напор | | | | | |
31. | Коэффициент теплопередачи | | | | | |
32. | Тепловосприятие по уравнению теплообмена | | | | | |
33. | Отношение тепловосприятий | | | | | |
Уточнение теплового баланса | |
1. | Температура уходящих газов | | | из расчета В. П. | 128 | |
2. | Теплосодержание уходящих газов | | | из расчета В. П. | 727,1 | |
3. | Потеря тепла с уходящими газами | q2 | % | | | |
4. | Сумма тепловых потерь | Уq | % | q2 + q3 + q4 + q5 | 5,29+0,5+0+0,72=6,51 | |
5. | КПД котельного агрегата | зка | % | 100- Уq | 100-6,51=93,49 | |
6. | Расчетный расход топлива | Вр | м3/ч | Qка•(100- q4)/ Qрр• зка | 45196200•(100- 0)/ 10950• 93,49= =4415 | |
7. | Полный расход топлива | В | м3/ч | Вр•100/(100- q4) | 4415 | |
8. | Температура горячего воздуха | | | из расчета В. П. | 255 | |
9. | Теплосодержание горячего воздуха | | | из расчета В. П. | 995,9 | |
10. | Тепло вносимое горячим воздухом | | | (бт-?бпл-?бт)Iгв | (1,1-0,05-0)•995,9=1045,7 | |
11. | Тепло вносимое холодным воздухом | | | (?бпл-?бт) Iхв | (0,05-0) 115,8=5,79 | |
12. | Тепловыделение в топке | | | | | |
13. | Тепло переданное излучением в топке | | | | | |
14. | Невязка теплового баланса | | | Qpp•зка-(Qтл +Qф+ +Qпп +Qвэ2 +Qвэ1+Qm) | 10950•0,93-(5354 +431,8+1612 +903,6 +1030,7+923,7)=50,6 | |
15. | Относительная величина невязки | | % | | | |
|
1. Ривкин С.Л., Александров А.А. Теплофизические свойства воды и водяного пара. - М.: Энергия, 1980.
2. Тепловой расчет промышленных парогенераторов: Учеб. пособие для вузов/ Под ред. В.И. Частухина. - Киев: Вища школа. Головное изд-во, 1980.-184с.
3. Тепловой расчет котельных агрегатов (нормативный метод). Под ред. Н.В.Кузнецова и др.. - М.: Энергия, 1973.