Проверочный расчет типа парового котла (стр. 5 из 10)
10.2 Расчет фестона
При расчете фестона не учитывать теплообмен через подвесные трубы и др. дополнительные поверхности. Фестон обыкновенно располагают между ширмами, висящими над топкой, и конвективным пароперегревателем. Фестон выполняют из разряженного пучка труб большего диаметра.
Расчет фестона сведен в нижеследующую таблицу.
Таблица 8
| Диаметр и толщина труб, d, м | d=dвнут×d | 0,114 |
| Относительный поперечный шаг, s1 | S1/d | 5,3 |
| Поперечный шаг труб, S1, м | По чертежу котла | 0,6 |
| Число труб в ряду, Z1, шт | По чертежу котла | 20 |
| Продольный шаг труб, S2, м | По чертежу котла | 0.3 |
| Относительный продольный шаг, s2 | S2/d | 2,65 |
| Число рядов труб по ходу газов, Z2, шт | По чертежу | 2 |
Теплообменные поверхности нагрева, Fф, м  | П∙d∙Н∙ Z2∙ Z1 | 100 |
| Лучевоспринимающая поверхность Fл.., м2 | aН | 94 |
| Высота фестона, Н, м | По чертежу | 7,8 |
| Живое сечение для прохода газов, Fг.., м2 | Fг..=а× Н-Z1× Н×d | 76,216 |
| Эффективная толщина излучающего слоя, S, м | Из расчета топки | 5,95 |
| Температура газов на входе в фестон, V’ф, °С | V’ф = V"ш | 960 |
Энтальпия газов на входе в фестон, H’ф,  | H’ф = H"ш | 8593,0335 |
| Температура газов за фестоном, V"ф, °С | Принимаем с последующим уточнением | 934 |
| Энтальпия газов на выходе из фестона, H"ф, | H"ф | 8334,3849 |
| Тепловосприятие ширм по балансу, Qбф, | Qбф =(H’ф-H"ф)×j | (8593,0335-8334,3849)0,99=256,0620 |
| Угловой коэффициент фестона, Xф | [1, с.112, рисунок 5.19 по s2] | 0,45 |
| Средняя температура газов в фестоне, Vф, °С |  | 947 |
Скорость газов в фестоне, wгф,  |  |  |
Коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов к ширмам, dк,  | dк =Сs× Сz× Сф×aн | 0,46×0,91×0,94×29=11,4110 |
| Объемная доля водяных паров, rн2о | №5 расчета | =0,0807 |
| Поправка на компоновку пучка, Сs | [1, с.122-123] Сs=¦(s1,s2) | =0,46 |
| Поправка на число попереч ных труб, Сz | [1, с.122-123] | =91 |
| Поправка, Сф | [1, с. 123] график Сф=¦(nш× rн2о) | =0,94 |
Нормативный коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов к фестону, aн,  | [1, с. 122, график 6.8] | 29 |
| Температура наружной поверхности загрязнения, tз, °С | tcред+Δt | 422 |
Коэффициент теплоотдачи излучением фестона, aл,  | aл =aн ×Еш | 62,37 |
Нормативный коэффициент теплоотдачи излучением, aп.н,  | [1, с.141, граф 6.14] | 189 |
| Тепловосприятие фестона по уравнению теплопередачи, Qтф, |  |  |
| Необходимость тепловосприятия фестона, dQф, % |  | (256,0621-268,3986) /256,0621·100 =4,8178<5 % |
10.3 Расчет конвективного пароперегревателя
Конвективный пароперегреватель двухступенчатый, в первую ступень по ходу пара поступает пар из ширмового пароперегревателя и далее он проходит во вторую ступень, из которой уходит на работу паровых турбин и на другие потребности.
Дымовые газы же идут в начале через вторую ступень пароперегревателя, а потом через первую ступень. По этой причине тепловой расчет осуществляется сначала второй, а потом первой ступени пароперегревателя. Поскольку для упрощения расчета не рассчитывается потолочный пароперегреватель и другие поверхности нагрева, конвективный пароперегреватель выполняется в значительной степени конструктивным расчетом.
Теплосъем конвективного пароперегревателя примерно пополам разделим по первой и второй ступеням.
Расчет ведем согласно указаниям [1, с.92-98] со ссылками на другие страницы. В начале рассчитываем геометрические размеры конвективного пароперегревателя общие для обеих его ступеней.
Рисунок 1.4 - Эскиз конвективного пароперегревателя второй ступени
Таблица 9- Расчет пароперегревателя второй ступени
| Наименование величины | Расчетная формула или страница[1] | Результат расчета |
| Наружный диаметр труб, d, м | Из чертежа | 0,04 |
| Поперечный шаг, S1, м | Из чертежа | 0,12 |
| Продольный шаг, S2, м | Из чертежа | 0,1 |
| Относительный поперечный шаг, s1 |  | 3 |
| Относительный продольный шаг, s2 |  | 2,5 |
| Расположение труб | Из чертежа | Коридорное |
| Температура газов на входе во вторую ступень, V’п2, °С | V’п2= V"ф | 934 |
Энтальпия газов на входе во вторую ступень, Н’п2,  | Н’п2= Н"ф | 8334,3849 |
| Температура газов на выходе из второй ступени, V"п2, °С | Принимаем на 200 °С ниже | 700 |
| Энтальпия газов на выходе из второй ступени, Н"п2, | Из таблицы расчета №6 | 6120,3549 |
| Тепловосприятие по балансу, Qбп2, | Qбп2=j×( Н’п2- Н"п2+Ùa×H°пр) | 0,99×(8334,3849-6120,3549+ +0,03×173,0248)= 2197,0285 |
| Присос воздуха , Ùa | [1, с.52] и №5 расчета | 0,03 |
| Энтальпия присасываемого воздуха, H°пр, | №6 расчета | 173,0248 |
| Тепловосприятие излучением, Qлп2, |  |  |
| Лучевоспринимающая поверхность, Fлп2, м2 | Fлп2=а×hгп2 | 12,0513×5=60,26 |
| Высота газохода, Hгп2, м | По чертежу | 5 |
| Теплота воспринятая паром, Ùhп2, |  |  =391,5557 |
| Снижение энтальпии в пароохладителе, Ùhпо, | [1, с.78] | 75 |
| Энтальпия пара на выходе из пароперегревателя, h"п2, | По tпе и Рпе [7 Таблица 3] | 3447 |
| Энтальпия пара на входе в пароперегреватель, h’п2, | H’п2= h"п2-Ùhп2+Ùhпо | 3434,37-391,5537+75= =3117,8163 |
| Температура пара на выходе из ПП, t"п2, °C | t"п2= t"пе | 545 |
| Тем-ра пара на входе в ПП, t’п2, °C | [7 таблица 3] по Рпе и h’п2 | 454 |
| Средняя температура пара, tп2, °C |  | 499,5 |
Удельный объем пара, Vп2,  | По tпе и Рпе [7] | 0,0225 |
| Число рядов труб по ходу газов в одном ходу пара, Z2, шт | Z2=ZP [1 , с.95] | 3 |
| Живое сечение для прохода пара, fп2, м2 |  | 0,202 |
Скорость пара, wп2, |  |  |
| Ср. температура газов, Vп2, °C |  |  |
Скорость дымовых газов, wгп2,  |  |  |
| Живое сечение для прохода газов, Fгп2, м2 | Fгп2=d×hгп2-Z1×hпп2×d | 12,0513×5-99×4,5× ×0,04=42,4365 |
| Высота конвективного пучка, hпп2, М | По чертежу | 4,5 |
| Число труб в ряду, Z1, шт |  | 99 |
Коэф-т теплоотдачи конвекцией от газов к пучку, aк,  | aк =СS×CZ× CФ×aнг | 1×0,92×0,95×60=52,44 |
| Поправка на компоновку пучка, СS | [1, с.122] СS=¦(s1×s2) | 1 |
| Поправка на число поперечных труб, CZ | [1, с.123] СZ =¦(z2) | 0,92 |
| Поправка, CФ | [1, с.123] СФ=¦(zН2О,Vп2) | 0,95 |
| Объемная доля водяных паров, rН2О | №5 расчета | 0,0798 |
| Нормативный коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов, aнг, | [1, с.122, график6.4] | 60 |
| Температура загрязненной стенки, tз, °С |  | 719,025 |
Коэф-т загр., e,  | [1, с.142] | 0,0043 |
| Коэффициент теплоотдачи конвекцией от стенки к пару, a2, | [1, с.132 график6.7] a2=Сd×aнп | 2160 |
| Теплообменная поверхность нагрева, Fп2, , м2 | Fп2=Zx×p×d×hпп2×Z1×Z2 | 1680 |
| Число ходов пара, Zx, шт | Принято конструктивно | 10 |
| Коэффициент теплоотдачи излучением, aл, | aл=aнл×eП2 | 188∙0,26=48,88 |
| Эффективная толщина излучающего слоя, S, м |  | 0,31 |
Коэф-т ослабления лучей в чистой газовой среде, Kг,  | [1, с.138 рисунок 6.12] | 9,5 |
Коэффициент ослабления лучей частицами летучей золы, Kз,  | [1, с.140 рисунок 6.13] | 90 |
| Объемная доля трехатомных газов, Rп | №5 расчета | 0,2226 |
| Концентрация золовых частиц, mзл | №5 расчета | 0,0669 |
Оптическая толщина, КРS,  | KPS=( kг× rп+ kз×mзл)× ×РS | (9,5×0,2226+90×0,0669) ×0,1×0,31=0,2522 |
| Коэффициент излучения газовой среды, eП2 | [1, с.44 рисунок 4.3] | 0,26 |
| Нормативный коэффициент теплоотдачи излучением, aнл, | [1, с.144 рисунок 6.14] | 188 |
| Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке, a1, | a1=aк+aл | 52,44+48,88=161,32 |
| Коэффициент теплопередачи, Кп2, |  |  =62,9072 |
| Коэффициент тепловой эффективности, y | [1, с.145 таблица 6.4] | 0,65 |
| Большая разность температур на границах сред, Ùtб, °С | Из прилагаемого графика | 480 |
| Меньшая разность температур на границах сред, Ùtм, °С | Из прилагаемого графика | 155 |
| Температурный напор (прямоток) ÙtП2, °С |  |  |
Тепловосприятие второй ступени пароперегревателя, Qт.п2,  |  | 1680×62,9072×288 /14431,9=2109,0099 |
| Несходимость тепловосприятия, dQт.п2, % |  | /(2197,0285-2109,0099) ×100/2197,0285/∙100 =4,01 расчет окончен |
