регистрация /  вход

Диплом - Проектирование котельной (стр. 5 из 17)

Расчет теоретического объема воздуха

V0 =0,0889*(Ср +0,375*Sр огр+к )+0,265*Нр -0,0333*Ор

V0 =0,0889*(55,2+0,375*3,2)+0,265*3,8-0,0333*5*8=5,83 м3 /кг

Расчет теоретических обьемов продуктов сгорания при a=1 м3 /кг

VO RO2 =1,866*(CP +0,375Sр огр+к )/100=1,866*(55,2+0,375*3,2)/100=1,0524

VO NO2 =0,79*V°+0,08*Np =0,79*5,83+0,008*1=4,612

VO H2O =0,111НР +0,0124WР +0,0161V0 =0,111*3,8+0,0124*8+0,0161*5,83=0,6148

Таблица 1.7

Характеристики продуктов сгорания

Величина Ед. изм. Газоходы
1 3 4 5 6 7
1 Коэффициент избытка воздуха за топкой aТ 1,35
2 Нормативный присос Da 0,1 0,1 0,08 0,1
3 Коэффициент избытка воздуха за газоходом an 1,35 1,45 1,53 1,63
4 Объем трехатомных газов. VRO2 =V0 RO2 м3 /кг 1,0524 1,0524 1,0524 1,0524
5 Объем двухатомных газов. VN2 =V0 N2 +0.0161*V0 -“- 6,943 7,526 8,109 8,285
6 Объем водяных паров VH2O =V0 H2O +0,0161(a- -1)* V0 -“- 0,652 0,662 0,671 0,674
7 Суммарный объем дымовых газов VГ =VRO2 +VN2 +VH2O -“- 8,647 9,24 9,832 10,0114
8 Объемная доля трехатомных газов rRO =VRO2 /VГ -“- 0,122 0,114 0,107 0,105
9 Объемная доля водяных паров rH2O =VH20 /VГ -“- 0,197 0,186 0,176 0,077
10 Концентрация золы в дымовых газах, m=Ар *aун /100*Vг -“- 3,99 3,73 3,51 3,29

Таблица 1.8

Энтальпии теоретического объема воздуха и продуктов сгорания топлива, КДж/кг

J, °С I0 =(ctв )*V0 I0 RO2 =(cJ)RO2 * *V0 RO2 I0 N2 =(cJ)N2 *V0 N2 I0 H2O =(cJ)H2O * *V0 H2O I0 S
1 2 3 4 5 6
30 39*5,83=227,2
100 132*5,83=769,3 169*0,054= 187,13 4,62*130= 600,6 151*0,616= 92,87 871,596
200 286*5,83=1550,3 357*1,05= 376,3 260*4,62= 1201,2 304*0,615= 186,96 1764,44
300 403* …=2348,68 559* … 589,10 392*…1811,04 463*…284,75 2674
400 542*…=3158,76 772*…=813,69 527*…=2434,74 626*…=384,99 3633,42
500 664*…=3986,35 996*…=1049,78 664*…=3067,68 794*…=488,31 4605,89
600 830*…=4837,24 1222*…= 1287,99 804*…=3714,48 967*…=594,71 5597,18
700 979*…=5705,61 1461*…= 1539,89 946*…=4370,52 1147*…=705,41 6615,82
800 1130*…=6585,64 1704*…= 1796,02 1093*…= 5049,66 1335*…=821,03 766,71
900 1281*…=7465,67 1951*…= 2056,35 1243*…= 5742,66 1524*…=937,26 8736,27
1000 1436*…=8369,01 2202*…= 2320,91 1394*…= 6440,26 1725*…= 1060,86 9822,05
1200 1754*…=10222,31 2717*…= 2863,72 1695*…= 7890,9 2131*…= 1310,57 12005,19
1400 2076*…=12098,9 3240*…= 3414,96 2009*…= 9281,58 2558*…= 1573,17 14269,71
1600 2403*…=14004,66 3767*…= 3970,42 2323*…= 10792,28 3001*…= 1845,62 16548,3
1800 2729*…=15904,61 4303*…= 4535,36 2648*…= 12206,04 3458*…= 2126,67 18868,07
2000 3064*…=17856,9 4843*…= 5104,52 2964*…= 13963,68 3926*…= 8414,49 21212,69

Таблица 1.9

Энтальпия продуктов сгорания в газоходах

J, °С I0 в , КДж/кг I0 г , КДж/кг Газоходы и коэф-ты избытка воздуха
aТ =1,35 akr =1,45 aэк =1,53 aвп =1,63
Iг Iг Iг Iг
1 2 3 4 5 6 7
30 227,2
100 871,596 1007,9 1015
200 1764,44 1900,76 1964
300 2674,98 2811,3 2870
400 3633,42 3747,02 3754
500 4605,89 4719,49
600 5597,18 5710,49
700 6615,82 6729,42
800 7666,71 7780,31
900 8736,37 8849,87
1000 9822,05 9912,93 9935,65
1200 12005,19 12096,07
1400 14289,71 14360,59
1600 16548,3 16639,18
1800 18868,07 18958,95
2000 21212,69 21303,57
2200 23557,3 23648

Расчет теплового балнса котлоагрегата выполнен в табл. 1.10, а поверочный расчет поверхностей нагрева котлоагрегата приведен в табл. 1.11.

На основе результатов табл. 1.9 построена I-d- диаграмма продуктов сгорания, которая представлена на рис. 1.2.

Таблица 1.10

Расчет теплового баланса теплового агрегата

Наименование Обозначения Расчетная ф-ла, способ опр. Единицы измерения Расчет
1 2 3 4 5
Распологаемая теплота Qp p Qp p =Qp н КДж/Кг 22040
Потеря теплоты от мех. неполн. сгорания q3 по табл. 4.4 [4] % 0,8
Потеря теплоты от мех. неполноты сгорания q4 по табл. 4.4 [4] % 5
Т-ра уходящих газов Jух исх.данные o C 135
Энтальпия уходящих газов Iух по табл. 1.9 КДж/Кг 1320
Т-ра воздуха в котельной tхв по выбору o C 30
Энтальпия воздуха в котельной I0 хв по табл. 1.8 КДж/Кг 227,2
Потеря теплоты с уход. газами q2 % (1320-1,63x227)* *(100-5)/(22040)= =6,25
Потеря теплоты от нар. охлажден. q5 по рис 3.1 [4] % 3,8
Потеря с физ. теплом шлаков q6 ашл *Iзр /Qр н % 0,15*1206* *23/22040=0,19
Сумма тепл. Потерь Sq % 6,25+0,8+5+3,8+ +0,19=16,04
КПД катлоагрегата h 100-SQ % 100-16,04=83,96
Коэф. Сохранения теплоты j 1-q5 /(h+ q5 ) 1-3,8/(83,96+3,8)= =0,957
Производительность агрегата по пару D по заданию Кг/с 25/3,6=6,94
Давление раб. тела P по заданию МПа 1,4
Т-ра рабочего тела tнп по заданию o C 195
Т-ра питательн. воды tпв по заданию o C 104
Удельная энтальпия р.т. iнп по табл.vi-7[4] КДж/Кг 2788,4
Удельная энт. питат. воды iпв по табл.vi-7[4] КДж/Кг 439,4
Значение продувки n по задан. % 4,8
Полезно исп. теплота вагрегате Q1 D*(iнп -iпв )+n* *D(Iкв -Iнп ) кВт Q=6,94*(2788,4-439,4)+0,048*6,94*(830-439,4)= =16432,3
Полный расход топлива В Q1 /hQр р Кг/с 16432,3/0,8396* *22040=0,88
Расчетный расход Вр В*(1-q4 /100) Кг/с 0,88*(1-5/100)= =0,836

Таблица 1.11

Тепловой расчет котлоагрегата КЕ-25-14с

Наименование Обозначение Расчетная формула или способ определения Ед. изм. Расчет
1 2 3 4 5 6
Поверочный теплообмен в топке
1. Температура холодного воздуха tв o C 30
2. Энтальпия холодного воздуха Iхв табл. 1.10 КДж/Кг 227,2
3. Температура воздуха после воздухоподогревателя tгв принимается o C 120
4. Энтальпия воздуха после воздухоподогревателя Iгв диаграма КДж/кг 925,5
5. Количество теплоты вносимое в топку воздухом Qв Iг.в. (aт -1)+ I°х.в. *Daт КДж/кг 925,5*(1,35-1,0)+227,2*0,1=346,6
6. Полезное тепловыделение в топке Qт Qр р (100-q4 -q3 -q5 )/(100-q4 )+Qв КДж/кг 22040*(100-0,8-5,0-3,8)/(100-5)+346,6=22126,4
7. Адиабатическая температура горения tа табл. 1.9 o C 2170
8. Температура газов на выходе J по предварительному выбору табл. 5-3[4] o C 1050
9. Энтальпия газов на выходе Iт табл. 1.9 КДж/Кг 10458,7
10. Площадь зеркала горения R по чертежу м2 13,4
11. Суммарная поверхность стен Fст по чертежу м2 115,2
12. Диаметр экранных труб dнб по чертежу мм 51*2,5
13. Шаг труб экранов: боковых и фронтового заднего

S1

S2

по чертежу

по чертежу

мм

мм

55

100

14. Эффективная лучевоспри-нимающая поверхность топки Нл п по чертежу м2 92,1
15. Объем топочной камеры Vт по чертежу м3 61,67
16. Степень экранирования топки Y Нэкр /Fст - 0,8
17. Толщина излучающего слоя Sт 3,6*Vт /Fст м 3,6*61,67/115,2=1,93
18. Относительное положение максимальных температур по высоте топки X стр. 28[4] 0,3
19. Параметр учитывающий распре-деление температуры в топке М 0,59-0,5*Xт 0,59-0,5*0,3=0,44
20. Средняя суммарная теплоемкость продуктов сгорания Vг с*ср КДж/Кг (22040-10458,7)/(2170-1050)=11,35
21. Объемная доля: водяных паров трехатомных газов

гH20

гRO2

табл. 1.7

табл. 1.7

0,075

0,122

22. Суммарная объемная доля трехатомных газов гn

ГH20+ ГRO2

0,197
23. Произведение P*гn *Sт м*МПа 0,1*0,197*1,93=0,036
24. Степень черноты факела А рис. 5-4[4] 0,28
25. Коэффициенты ослабления лучей: 3-х атомных газов золовыми частицами частицами кокса

kг

kз

kкокс

рис. 5-5 [4]

рис. 5-6 [4]

стр. 31 [4]

1/(м*Мпа)

7,2

0,048

10

26. Безразмерные параметры: X1 X2

X1

X2

стр. 31 [4]

-

-

0,5

0,03

27. Коэффициенты ослабления лучей топочной средой kгn 1/(м*Мпа) 7,2*0,197+0,04*3,99+10*0,5*0,03==1,77
28. Суммарная сила поглощения топочного объема kps 1,77*0,1*1,93=0,327
29. Степень черноты топки ат рис. 5-3 [4] 0,57
30. Коэффициент тепловой эффективности Yср S*Hт л /Fст 0,6*92,1/115,2=0,48
31. Параметр r R/Fст - 13,4/115,2=0,12
32. Тепловая нагрузка стен топки Qт Вр *Qт /Fст кВт/м2 0,836*22040/115,2=159,9
33. Температура газов на выходе из топки J’’ т рис. 5-7 [4] о С 1050
34. Энтальпия газов на выходе из топки I’’ т IJ - диаграмма кДж/кг 10458,7
35. Общее тепловосприятие топки Qт j(Qт - I’’ т ) кДж/кг 0,96*(22126,4-10458,7)=11202,9
1 2 3 4 5 6
Расчет конвективного пучка
1. Температура газа перед газоходом J кг из расчета топки о С 1050
2. Энтальпия газа перед газаходом I кг из расчета топки кДж/кг 10458,7
3. Температура газа за газоходом J’’ кп принимается о С 400
4. Энтальпия газа за газаходом I’’ кп диаграмма кДж/кг 3747
5. Диаметр труб шаг поперечный шаг продольный

dн *d

S1

S2

из чертежа

мм

мм

мм

51*2,5

110

95

6. Число труб поперек движения газа Z1 из чертежа шт 22
7. Число труб вдоль потока газа Z2 из чертежа шт 55
8. Поверхность нагрева Hкп из чертежа м2 417,8
9. Ширина газохода B из чертежа м 2,32
10. Высота газохода h из чертежа м 2,4
11. Живое сечение для прохода газов F b*h-Z*dн м2 2,32*2,4-22*2,5*0,051=2,763
12. Толщина излучающего слоя Sкп 0,9*dн *(4*S1 *S2 /(3,14*d2 н )-1) м 0,9*0,051*(4*0,11*0,095/(3,14*0,05)-1)=0,189
13. Тепловосприятие по уравнению теплового баланса Qб кп j*(I -I’’ +Daкп *Iхв ) кДж/кг 0,96*(10458,7-3747+0,1*227,2=7063,1
14. Температурный напор в начале газохода Dtб J кп -tнп о С 1050-195=855
15. Температурный напор в конце газохода Dtм J’’ -tнп о С 400-195=205
16. Средний температурный напор Dt (Dtб -Dtм )/Ln(Dtб /Dtм ) о С (855-195)/Ln(855/195)=459,2
17. Средняя температура газов в газоходе Jср 0,5*(J +J’’ ) о С 0,5*(1050+400)=725
18. Средняя скорость газов в газоходе w Вр *Vг *(Jср +273)/(Fг *273) м/с

0,836*9,24*(725+273)/(2763*273)=

=9,74

19. Коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов к стенке aк рис. 6-6 [4]

Вт

м2 *о С

63*1*0,925*0,95=58,45
20. Объемная доля водяных паров ГH2O табл. 1.8 - 0,072
1 2 3 4 5 6
21. Суммарная объемная доля 3-х атомных газов ГRO2 табл. 1.8 - 0,186
22. Суммарная поглощающая способность 3-х атомных газов p*Гn *Sкп м/МПа 0,1*0,186*0,189=0,0033
23. Коэффициент ослабления лучей 3-х атомными газами kг рис. 5-5 [4] 1/(м*МПа) 29,0
24. Суммарная оптическая толщина запыленного газового потока kгп *P*Sт 29*0,186*0,1*0,189=0,1
25. Степень черноты газов а рис. 5-4 [4] 0,095
26. Температура загрязненной стенки tз о С 195+60=255
27. Коэффициент теплоотдачи излучением a1 рис. 6-12 [4]

Вт/

2 *о С)

9,36
28. Коэффициент использования ò 0,9¸0,95 0,93
29. Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке a1 ò(aк -aл )

Вт/

2 *о С)

0,93*(58,95+9,36)=63,53
30. Коэффициент тепловой эффективности y табл. 6-2 0,6
31. Коэффициент теплопередачи К y*a1

Вт/

2 *о С)

0,6*63,53=38,5
32. Тепловосприятие пучка Qт кп К*Н*Dt/Вр *103 КДж/кг 38,5*417,8*459,15/(0,836*103 )=7907
33. Расхождение величин (Qт кп -Qб кп )/Qт кп *100% % (7907-7663,1)/7907*100=3,1
Расчет воздухоподогревателя
1. Температура газов на входе в воздухонагреватель J вп из расчета конвективного пучка о С 400
2. Энтальпия газов на входе в воздухонагреватель I вп из расчета конвективного пучка КДж/кг 3747
3. Температура газов на выходе из воздухонагревателя J’’ вп по предварительному выбору о С 270
4. Энтальпия газов на выходе из воздухонагревателя I’’ вп IJ - диаграмма КДж/кг 2538
5. Температура холодного воздуха tх о С 30
6. Тепловосприятие по балансу Qб вп j(I -I’’ +Da*I*L) КДж/кг 0,95*(3747-2538+0,08*227,2)=828,7
1 2 3 4 5 6
7. Температура воздуха на выходе из воздухоподогревателя tгв по предварительному выбору о С 120
8. Энтальпия воздуха на выходе из воздухоподогревателя Iгв диаграмма КДж/кг 925,5
9. Тип воздухоподогревателя Прил. 1 [1] Тип Ш, площадь поверхности нагрева 166
10. Диаметр труб dн Прил. 1 [1] мм 40*1,5
11. Относительный шаг поперечный продольный

S1

S2

Прил. IV

1,5

2,1

12. Отношение r aвп -Daвп 1,35-0,1=1,25
13. Энтальпия воздуха на выходе из воздухоподогревателя I’’ вп Qб вп /(r +Da/2)+I0 вх КДж/кг 828,7/(1,25+0,08/2)+227,3=869,7
14. Температура воздуха на выходе из воздухоподогревателя Полученная температура горячего воздуха t=115о С, отличается от выбранной t=120о С на 5о С, что находится в норме t’’ вп по IJ - таблице о С 115
15. Средняя температура газов Jср 0,5*(J +J’’ ) о С 0,5*(400+270)=335
16. Средняя температура воздуха tср 0,5*(t +t’’ ) о С 0,5*(115+30)=72,5
17. Средняя скорость воздуха wв 6¸8 м/с 8
18. Средняя скорость газов wг 12¸16 м/с 12
19. Большая разность температур Dtб J -t’’ о С 400-115=285
20. Меньшая разность температур Dtм J’’ -t о С 270-30=240
21. Средний температурный напор Dt (Dtб -Dtм )/Ln(Dtб /Dtм ) о С (285-240)/Ln(285/240)=262
22. Секундный расход газа V г Вр *Vг *(Jср +273)/273 м3 0,836*9,832*(335-273)/273=18,3
23. Секундный расход воздуха V в Вр *Vв *(J ср +273)/273 м3 0,836*8,162*(725-273)/273=8,63
24. Коэффициент теплоотдачи с воздушной стороны aк рис. 6-5 [4]

Вт/

2 *о С)

72*0,9*0,88*1,02=62,7
25. Коэффициент теплоотдачи от газов с стенке aл рис. 6-7 [4]

Вт/

2 *о С)

35*1,03*1,02=36,8
1 2 3 4 5 6
26. Коэффициент использования воздухоподогревателя ò табл. 6-3 0,7
27. Коэффициент теплопередачи К ò*(aк *aл )/ (aк -aл )

Вт/

2 *о С)

0,7*(62,7*36,8)/(62,7-36,8)=16,2
28. Тепловосприятие по уравнению теплообмена Qт вп К*Н*Dt/(Вр *103 ) КДж/кг 16,2*262*166/(0,836*103 )=842,7
29. Расхождение DQ % 100*(842,7-828,7)/842=1,6% 2%
Расчет водяного экономайзера
1. Температура газов перед экономайзером J эк из расчета воздухоподогревателя о С 270
2. Энтальпия газов перед экономайзером I эк из расчета воздухоподогревателя КДж/кг 2538
3. Температура газов за экономайзером J’’ эк принимаем о С 135
4. Энтальпия газов за экономайзером I’’ эк диаграмма КДж/кг 1320
5. Тепловосприятие экономайзера Qб эк j(I -I’’ +a*I*L) КДж/кг 0,96*(2538-1320+0,1*277,4)=1241
6. Температура питательной воды tпв по заданию о С 104
7. Энтальпия питательной воды Iпв по заданию КДж/кг 439,2
8. Энтальпия воды за экономайзером Iэк Iпв +Qб экр /D КДж/кг 439,2+1241*0,876/6,94=568,5
9. Тип экономайзера прил. V1 [4] ЭП-646
10. Температура воды за экономайзером t’’ в табл. V1-6 [4] о С 136
11. Большая разность температур Dtб J -t’’ в о С 270-135=134
12. Меньшая разность температур Dtм J’’ -tпв о С 135-100=35
13. Средний температурный напор Dt (Dtб -Dtм )/Ln(Dtб /Dtм ) о С (134-35)/Ln(134/35)=62,8
14. Средняя температура газов Jср 0,5*(J +J’’ ) о С 0,5*(270+135)=202,5
15. Длина труы L табл. 1V-2 [4] м 2
16. Средняя скорость газов w принимается 6¸12 м/с 11
17. Секундный расход газов Vсек Вр *Vг *(Jср +273)/273 м3 0,836*10,011*(202+273)/273=14,24
1 2 3 4 5 6
18. Живое сечение всего экономайзера ¦ Vсек /wэк м2 14,24/8=1,78
19. Коэффициент теплопередачи k рис. 6-4 [4]

Вт/

2 *о С)

25,8
20. Типовая поверхность нагрева экономайзера Нэк табл.1У-2 [4] М2 646
21. Расчетная поверхность нагрева экономайзера Нэк Q*Вр *103 /(К*Dt) м2 1241*0,816*103 /(62,8*25,8)=640
22. Тепловосприятие ступени по уравнению теплообмена Qт К*Н*Dt/(Вр *10-3 ) КДж/кг 25,8*646*62,8/(0,836*103 )=1252
23. Расхождение % (1252-1241)/1252*100=0,0882%
Расчет окончен

Таблица 1.12

ДОБАВИТЬ КОММЕНТАРИЙ  [можно без регистрации]
перед публикацией все комментарии рассматриваются модератором сайта - спам опубликован не будет

Ваше имя:

Комментарий

Хотите опубликовать свою статью или создать цикл из статей и лекций?
Это очень просто – нужна только регистрация на сайте.