Поверочный тепловой расчет котла Е-25-24 225 ГМ

| Категория реферата: Рефераты по технологии
| Теги реферата: титульный лист доклада, сочинение базаров
| Добавил(а) на сайт: Volgarev.

2 Топливо, воздух и продукты сгорания.

Из табл. 6-1 выписываем расчетные характеристики топлива:
Wp=3 % ; Ap=0.05 %; SpK+OP=0.3 %; Cp=84.65%; Hp=11.7 %;Np=0.3 %; Op=0.3;
Qph=40.31 МДж
Рассчитываем теоретический объем воздуха, необходимый для сжигания 1 кг топлива:
V0=0.0889(Cp+0.375Spop+k)+0.265Hp-0.0333OP=7.535+3.09=10.6 м3/кг
Определяем теоретические объемы продуктов сгорания топлива: а) объем двухатомных газов
VN2=0.79V0+0.008Np=8.374+0.0024=8.376 б) объем трехатомных газов
VRO2=[pic]=1.58 в) объем водяных паров
VH2O=0.11Hp+0.0124Wp+0.0161V0=1.49

По данным расчетных характеристик и нормативных значений присосов воздуха в газоходах (табл. 2-1) выбираем коэффициент избытка воздуха на выходе из топки aт и присосы воздуха по газоходам [pic] и находим расчетные коэффициенты избытка воздуха в газоходах a``. Результаты расчетов сводим в таблицу 2-1.

Таблица 2-1 Присосы воздуха по газоходам Da и расчетные коэффициенты избытка воздуха в газоходах a``
|Участки газового тракта |Da |a`` |
|Топка и фестон |0,1 |1,15 |
|Перегреватель |0,05 |1,2 |
|Конвективный пучок |0,05 |1,25 |
|Воздухоподогреватель |0,06 |1,31 |
|Экономайзер |0,1 |1,41 |

По формулам (2-18)-(2-24) рассчитываем объемы газов по газоходам, объемные доли газов r и полученные результаты сводим в таблицу 2-2.

Таблица 2-2 Характеристика продуктов сгорания в газоходах парогенератора
(VRO2=1,58 м3/кг, V0=10,6 м3/кг, VN20=8,376 м3/кг, V0H2O=1,49 м3/кг)
|Величина |Един|Газоходы |
| |ица | |
| | |Топка и |Перегрев|Конвектив|Воздухопо|Экономайз|
| | |фестон |атель |ный ый |догревате|ер |
| | | | |пучок |ль | |
|Расчетный |- |1.15 |1.2 |1,25 |1,31 |1,41 |
|коэффициент избытка | | | | | | |
|воздуха | | | | | | |
|VRO2 |м3/к|1,58 |1,58 |1,58 |1,58 |1,58 |
|VR2=VN20+ (1-a)V0 |г |9,964 |10,49 |11,02 |11,662 |12,722 |
|VH2O=V0H2O+0.0161(1-|м3/к|1.515 |1.52 |1.53 |1.54 |1.56 |
|a)V0 |г |13.059 |13.59 |14.13 |14,782 |15,862 |
|VГ= VRO2+ VR2+ VH2O |м3/к|0.12 |0.116 |0.111 |0.107 |0.099 |
|rRO2= VRO2/ VГ |г |0.116 |0.111 |0.108 |0.104 |0.098 |
|rH2O= VH2O/ VГ |м3/к|0.23 |0.2278 |0.219 |0.211 |0.197 |
|rn= rRO2+ rH2O |г | | | | | |
| |- | | | | | |
| |- | | | | | |
| |- | | | | | |

3 Энтальпии воздуха и продуктов сгорания
Удельные энтальпии теоретического объема воздуха и продуктов сгорания топлива определяем по следующим формулам :
IB=V0(ct)B;
IГ0=VRO2(cJ)RO2+V0N2(cJ)N2+V0H2O(cJ)H2O.
Полученные результаты сводим в таблицу 2-3.
Таблица 2-3 Энтальпия теоретического объема воздуха и продуктов сгорания топлива.
|J, 0С|I0= |IRO2= VRO2 |I0N2= V0N2 * |I0H2O= V0H2O |Iг= VRO2(cJ)RO2|
| |V0(ct)B,|cJ)RO2, |cJ)N2, кДж/кг|(cJ)H2O ., |V0N2 +(cJ)N2 |
| |кДж/кг |кДж/кг | |кДж/кг |+V0H2O(cJ)H2O.,|
| | | | | |кДж/кг |
|30 |413,4 | | | |413,4 |
|100 |1399,2 |267,02 |1088,62 |226,5 |2980,01 |
|200 |2819,6 |564,06 |2177,24 |456 |6014,32 |
|300 |4271,8 |883,22 |3282,6 |694,5 |9128,27 |
|400 |5745,2 |1219,76 |4413,098 |939 |12311,85 |
|500 |7250,4 |1573,68 |5560,336 |1191 |15568,74 |
|600 |8798 |1930,76 |6732,696 |1450,5 |18903,896 |
|700 |10377,4 |2308,38 |7921,804 |1720,5 |22319,03 |
|800 |11978 |2692,32 |9152,782 |2002,5 |25814,37 |
|900 |13578,6 |3082,58 |10408,882 |2286 |29343,24 |
|1000 |15221,6 |3479,16 |11673,356 |2587,5 |32947,05 |
|1100 |16907 |3882,06 |12937,83 |2889 |36599,6 |
|1200 |18592,4 |4292,86 |14193,93 |3196,5 |40257,76 |
|1300 |20468,6 |4702,08 |15491,9 |3516 |47763,06 |
|1400 |22005,6 |5119,2 |16823,366 |3837 |44178,58 |
|1500 |23733,4 |5536,32 |18121,336 |4168,5 |47785,166 |
|1600 |25471,8 |5951,86 |19452,802 |4501,5 |51559,556 |
|1700 |27199,6 |6375,3 |20784,268 |4840,5 |55377,962 |
|1800 |28927,4 |6798,74 |22124,108 |5187 |59199,668 |
|1900 |30708,2 |7222,18 |23489,07 |5532 |63037,248 |
|2000 |32478,4 |7651,94 |24820,536 |5889 |66951,45 |
|2100 |34333,4 |8081,7 |26185,498 |6241,5 |70839,876 |
|2200 |36029,4 |8511,46 |27550,46 |6598,5 |74842,098 |

Энтальпию продуктов сгорания топлива подсчитываем по формуле:
IГ=I0Г+( a-1)I0B.
Полученные результаты сведем в таблицу 2-4.

Таблица 2-4 Энтальпия продуктов сгорания в газоходах

|J, 0С|Iг0, |Iв0,кДж/|Участки газового тракта |
| |кДж/кг |кг | |
| | | |Топка |Перегреватель |Конвект. Пучок|Воздухоподогрева|Экономайзер |
| | | |a=1.15 |a=1.2 | |тель |a=1.41 |
| | | | | |a=1.25 |a=1.31 | |
| | | |I |DI |I |DI |I |DI |I |DI |I |DI |
|100 |2681,34 |1399,2 | | | | | | | | |3072,25 | |
|200 |6016,9 |2819,6 | | | | | | | | |6199,8 |3917,|
|300 |9132,12 |4271,8 | | | | | | |9342,1|3641,6 |9411,1 |9 |
|400 |12317,058 |5745,2 | | | | | | |3 |3725 | |3710,|
|500 |15575,416 |7250,4 | | | | |15864,5 |3723,|12601 |3816,3 | |65 |
|600 |18911,956 |8798 | | | | |19264,09|4 |15935,| | | |
|700 |22328,084 |10377,4 | | |22660,9| | |3810,|5 | | | |
|800 |25825,602 |11978 |26112,7| |64 |3817.6|22746,4 |9 |21639,| | | |
|900 |29356,062 |13578,6 |4 |3571,1|26212,2| |28820,1 |3897,|3 | | | |
|1000 |32961,26 |15221,6 |29683,8| | |3850.4| |6 | | | | |
|1100 |36615,89 |16907 |5 |3648,6|29797,4| | | | | | | |
|1200 |40275,69 |18592,4 |33332,5| | |3933.9| | | | | | |
|1400 |47785,166 |22005,6 | |3697,4|36005.5| | | | | | | |
|1600 |55377,962 |25471,8 |37029,9| |8 |3991.7| | | | | | |
|1800 |63037,248 |28927,4 | |3912.6|39997.2| | | | | | | |
|2000 |70839,876 |32478,4 |40734.5| |9 |3996.8| | | | | | |
|2200 |78689,82 |36029,4 | |8021.3|43994.1| | | | | | | |
| | | |48335,3| |7 | | | | | | | |
| | | | |8112.7| | | | | | | | |
| | | |59198.7| | | | | | | | | |
| | | | |8177.6| | | | | | | | |
| | | |67376.3| | | | | | | | | |
| | | | |8335.3| | | | | | | | |
| | | |75711.6| | | | | | | | | |
| | | | |8382.6| | | | | | | | |
| | | |84094.2| | | | | | | | | |

2.4 Тепловой баланс парогенератора и расход топлива.

Тепловой баланс составляем в расчете на 1 кг располагаемой теплоты топлива
Qpp. Считая, что предварительный подогрев воздуха за счет внешнего источника теплоты отсутствует имеем: Qв.вн=0. Расчеты выполняем в соответствии с таблицей 2-5.

Таблица 2-5 Расчет теплового баланса парогенератора и расход топлива
|Наименование |Расчетная формула или |Расчет |
| |способ определения | |
|Располагаемая теплота |Qhp+QВ.ВН+iтл |40310+244.8=40554.8 |
|топлива, Qpp, кДж/кг | | |
|Потеря теплоты от |По табл. 4-5 |0.5 |
|химического недожога, q3,% | | |
|Потеря теплоты от |То же |0 |
|механического недожога, q4, | | |
|% | | |
|Температура уходящих газов, |По заданию |140 |
|[pic]ух, 0С | | |
|Энтальпия уходящих газов |По [pic]-таблице |4323,17 |
|,Iух, кДж/кг | | |
|Температура воздуха в |По выбору |25 |
|котельной ,tх.в, 0С | | |
|Энтальпия воздуха в |По [pic]-таблице |238,5 |
|котельной, Iх.в0,кДж/кг | | |
|Потеря теплоты с уходящими |[pic] |[pic]=9,8 |
|газами ,q2, % | | |
|Потери теплоты от наружного |По рис. 3-1 |1.2 |
|охлаждения ,q5, % | | |
|Сумма тепловых потерь, Sq,% |q2+q3+q4+q5 |9,8+0.5+1.2=11,5 |
|К.п.д. парогенератора, hпг, |100- Sq |100-11,5=88,5 |
|% | | |
|Коэффициент сохранения |1-[pic] |1-[pic]=0.986 |
|теплоты, j | | |
|Паропроизводительность |По заданию |6.94 |
|агрегата, D, кг/с | | |
|Давление пара в барабане, |То же |2.64 |
|рб, МПа | | |
|Температура перегретого |» » |380 |
|пара, tп.п,0С | | |
|Температура питательной |» » |100 |
|воды, tп.в, 0С | | |
|Удельная энтальпия |По табл. VI-8 |3192,6 |
|перегретого пара, iп.п, | | |
|кДж/кг | | |
|Удельная энтальпия |По табл. VI-6 |420.38 |
|питательной воды, iп.в, | | |
|кДж/кг | | |
|Значение продувки, р, % |По выбору |3 |
|Полезно используемая теплота|D(iп.п-iп.в)+D[pic](iк|6,9(3192,6-420,38)+0,208(|
|в агрегате, Qпг, кВт |ип-iп.в |975,5-420,38)=19354.8 |
|Полный расход топлива, |[pic] |[pic]=0.54 |
|В,кг/с | | |
|Расчетный расход топлива, |[pic] |0,54 |
|Вр, кг/с | | |

5 Основные конструктивные характеристики топки

Парогенераторы типа Е-25-24-380ГМ имеют камерную топку для сжигания мазута.
Определяем активный объем и тепловое напряжение топки. Расчетное тепловое напряжение не должно превышать допустимого, указанного в табл. 4-3. С учетом рекомендаций приложения III выбираем количество и тип газомазутных горелок, установленных на боковых стенках. Расчеты приведены в таблице 2-6.

Таблица 2-6 Расчет конструктивных характеристик топки
|Наименование |Расчетная формула или |Расчет |
| |способ определения | |
|Активный объём топки, Vт,м3|По конструктивным |89.4 |
| |размерам | |
|Тепловое напряжение объема | | |
|топки: | | |
|расчетное, qV, кВт/м3 |ВQнр/Vт |0,54*40310/89,4=243,48 |
|допустимое, qV,кВт/м3 |по табл. 4-5 |249 |
|Количество горелок, n, шт. |По табл. III-10 |2 |
|Теплопроизводительность |[pic] |1,25[pic]10-3=13,6 |
|горелки, Qг, МВт | | |
|Тип горелки |По табл. III-6 |ГМП-16 |

6 Расчет теплообмена в топке

Топка парогенератора Е-25-24-380ГМ полностью экранирована трубами диаметром 60 мм и толщиной стенки 3 мм с шагом 90 мм. По конструктивным размерам топки рассчитываем полную площадь её стен и площадь лучевоспринимающей поверхности топки. Результаты расчета сводим в таблицу 2-
7.

По конструктивным размерам и характеристикам топки выполняем поверочный расчет теплообмена в топке. Расчет проводим в соответствии с таблицей 2-8.

Полученная в результате расчета температура газов на выходе из топки отличается от предварительно принятой менее чем на [pic] 0С; следовательно, пересчета теплообмена не требуется.

Таблица 2-7 Расчет полной площади поверхности стен топки Fст и площади лучевоспринимающей поверхности топки НЛ
|Наименование |Стены топки | |
| |Фронтонная |боков|Задня|Выходное |Суммарная|
| |и свод |ые |я |окно |площадь |
| | | | |топки | |
|Общая площадь стены и |45,7 |42 |52,5 |8,7 |149 |
|выходного окна, Fст , м2 | | | | | |
|Расстояние между осями крайних|3,78 |2,25[|3,78 |3,78 |- |
|труб, b, м | |pic]2| | | |
|Освещенная длина труб, lосв, м|9,6 |7,8 |7,6 |2,25 |- |
|Площадь, занятая луче | | | | | |
|воспринимающей поверхностью | | | | | |
|полная, F, м2 |26,6 |25,74|21,07|6,24 |80 |
|Наружный диаметр экранных труб|66 |66 |66 |66 |- |
|, d, мм | | | | | |
|Шаг экранных труб, s, мм |90 |90 |90 |90 | |
|Расстояние от оси экранных |100 |100 |100 |- |- |
|труб до кладки (стены), l, мм | | | | | |
|Отношение s/d |1.36 |1.36 |1.36 |- |- |
|Отношение l/d |1.51 |1.51 |1.51 |- |- |
|Угловой коэффициент экрана, х |0,95 |0,95 |0,95 |1,00 |- |
|Площадь лучевоспринимающей | | | | |127 |
|поверхности открытых экранов, | | | | | |
|Нл, м2 | | | | | |

Таблица 2-8 Поверочный расчет теплообмена в топке
|Величина |Расчетная формула или |Расчет |
| |способ определения | |
|Суммарная площадь луче воспринимающей |По конструктивным |127 |
|поверхности, Нл,м2 |размерам | |
|Площадь лучевоспринимающей поверхности |То же |127 |
|открытых экранов, Нл.откр, м2 | | |
|Полная площадь стен топочной камеры, |» » |149 |
|Fст, м2 | | |
|Коэффициент тепловой эффективности |[pic] |[pic]=0,469 |
|лучевоспринимающей поверхности, Yср | | |

Продолжение таблицы 2-8
|Эффективная толщина излучающего слоя|[pic] |[pic]=2,16 |
|пламени, s, м | | |
|Полная высота топки, Нт |По конструктивным |8.810 |
| |размерам | |
|Высота расположения горелок, hг, м |То же |1.9 |
|Относительный уровень расположения |hг/Нт |1,9/8,810=0,215 |
|горелок, хг | | |
|Параметр, учитывающий распределение |0,59-0,2хт |0,59-0,2*0,215=0,54|
|температуры в топке, М | |7 |
|Коэффициент избытка воздуха на |По табл. 4-5 |1.15 |
|выходе из топки, aт | | |
|Присосы воздуха в топке, Daт |По табл. 2-1 |0.05 |
|Температура горячего воздуха, |По предварит. выбору|350 |
|tг.в,0С | | |
|Энтальпия горячего воздуха, Iг.в0, |По IJ- таблице |5008.2 |
|кДж/кг | | |
|Энтальпия присосов воздуха, Iпрс0, |То же |238,8 |
|кДж/кг | | |
|Количество теплоты, вносимое в топку|(aТ-DaТ)Iг.в0+ |(1.15-0.05) 5008.2 |
|воздухом, QВ, кДж/кг |DaТIпрс0 |+ 0.05 * 238.8 = |
| | |5520.97 |
|Полезное тепловыделение в топке, QТ,|Qpp[pic]+QВ |40554,8*0,95+5520.9|
|кДж/кг | |7=44048 |
|Адиабатическая температура горения, |По IJ- таблице |1287,2 |
|Jа, 0С | | |
|Температура газов на выходе из топки|По предварительному |960 |
|,JТ``, 0С |выбору | |
|Энтальпия газов на выходе из топки, |По IJ- таблице |31873,04 |
|IТ`` , кДж/кг | | |
|Средняя суммарная теплоёмкость |[pic] |[pic]=37,2 |
|продуктов сгорания, Vср, кДж/(кг*К) | | |
|Объемная доля: | | |
|водяных паров, rН2О |По табл. 1-2 |0,116 |
|трехатомных газов, rRO2 |То же |0.12 |
|Суммарная объемная доля трехотомных |rН2О+ rRO2 |0.116+0.12=0.236 |
|газов, rn | | |
|Произведение, prns |prns |0.236*0.1*2,16=0,05|
| | |1 |
|Коэффициент ослабления лучей |По формуле 5-26 |3.05 |
|трехатомными газами, kг,1/(м*МПа) | | |
|Коэффициент ослабления лучей, |rnkг |0,236*3.05=0.72 |
|несветящейся частью среды, kнс, | | |
|1/(м*МПа) | | |
|Коэффициент ослабления лучей |По формуле 5-32 |2,71 |
|сажистыми частицами, кСЖ, 1/(м*МПа) | | |
|Коэффициент ослабления лучей, |kСВ= kнс+ кСЖ |2,71+0.72=3,44 |
|светящейся частью среды, kСВ, | | |
|1/(м*МПа) | | |
|Степень черноты: | | |
|светящейся части, аСВ |1-е-КсвPS |0,52 |
|несветящейся части, аГ |1-e-KнсPS |0.14 |
|Степень черноты факела, аФ |maСВ+(1-m)aг |0,55*0,52+0,45*0,14|
| | |= 0,349 |
|Степень черноты топки, аТ |[pic] |[pic]=0,53 |
|Тепловая нагрузка стен топки, qF, |[pic] |[pic]=161.4 |
|кВт/м2 | | |
|Температура газов на выходе из |По рис. 5-8 |911,7 |
|топки, JТ``, 0С | | |
|Энтальпия газов на выходе из топки, |По IJ- таблице |30120,6 |
|t`` , кДж/кг | | |
|Общее тепловосприятие топки, QТЛ, |j(QТ-I``Т) |0.986(44048-29987,3|
|кДж/кг | |)= =13731,1 |
|Средняя удельная тепловая нагрузка |[pic] |[pic]=58,43 |
|лучевоспринимающих поверхностей | | |
|топки, qЛср | | |

2.7 Расчет фестона
При тепловом расчете парогенератора фестон, как правило, не изменяют , а проверяют поверочным расчетом( табл. 2-9)

Таблица 2-9. Поверочный расчет фестона
|Наименование |Формула или способ |Расчет |
| |определения | |
|Полная площадь поверхности |По конструктивным |7 |
|нагрева, Н, м2 |размерам | |
|Площадь поверхности труб |То же |1 |
|боковых экранов, находящихся в | | |
|зоне фестона Ндоп, м2 | | |
|Диаметр труб, d, мм |» » |60[pic]3 |
|Относительный шаг труб, s/d |» » |1.5 |
|Количество рядов труб, z2,шт |» » |1 |
|Количество труб в ряду,z1,шт |» » |42 |
|Площадь живого сечения для |АВ-z1dl |2,25*4,23-42*0,06*2,25|
|прохода газов, F, м2 | |=3,84 |
|Эффективная толщина излучающего|[pic] |0,9(31,8-1)0,06=0.1 |
|слоя, s, м | | |
|Температура газов перед |Из расчета топки |911,7 |
|фестоном, J`,0С | | |
|Энтальпия газов перед фестоном,|То же |30110,7 |
|I`, кДж/кг | | |
|Температура газов за фестоном, |По предварительному |900 |
|J``, 0С |выбору | |
|Энтальпия газов за фестоном, |По IJ- таблице |29683,85 |
|I``, кДж/кг | | |
|Количество теплоты, отданное |j(I`-I``) |0.986(30110,7-29683,85|
|фестону, Qг, кДж/кг | |) =420,8 |
|Температура кипения при |По табл. VI-7 |226.8 |
|давлении в барабане(pБ=2.64 | | |
|МПа), tкип, 0С | | |
|Средняя температура газов, |0,5(J``+ J`) |0,5(911,7+900)=905,8 |
|Jср,0С | | |
|Средний температурный напор, |Jср-tкип |905,8-226,8=679 |
|Dt,0C | | |
|Средняя скорость газов, w, м/с |[pic] |[pic]=7.9 |
|Коэффициент теплоотдачи |По рис. 6-6 |58*0,96*1,04*0,9=50,1 |
|конвекцией, aК, кВт/(м2К) | | |
|Суммарная поглощательная |prns |0,1*0,236*0,1=0,00236 |
|способность трехатомных газов, | | |
|prns, м*Мпа | | |
|Коэффициент ослабления лучей |По формуле 5-26 |16,8 |
|трехатомными | | |
|газами,кг,1/(м*МПа) | | |
|Коэффициент ослабления лучей, |rnkг |16,8*0,236=3,97 |
|несветящейся частью среды, kнс,| | |
|1/(м*МПа) | | |
|Коэффициент ослабления лучей |По формуле 5-32 |2,54 |
|сажистыми частицами, кСЖ, | | |
|1/(м*МПа) | | |
|Коэффициент ослабления лучей, |kСВ= kнс+ кСЖ |3,97+2,54=6,51 |
|светящейся частью среды, kСВ, | | |
|1/(м*МПа) | | |
|Степень черноты: | | |
|светящейся части, аСВ |1-е-КсвPS |0,06 |
|несветящейся части, аГ |1-e-KнсPS |0,039 |
|Степень черноты излучающей |maСВ+(1-m)aг |0,55*0,06+0,45*0,039=0|
|среды, а | |,05 |
|Температура загрязнённой стенки|tКИП+ Dt |226,8+80=306,8 |
|трубы, tст, 0С | | |
|Коэффициент теплоотдачи |По рис. 6-12(aЛ= |135*0,05*0,97=6,5 |
|излучением, aЛ, Вт/(м2К) |aНаСГ) | |
|Коэффициент использования |По 6-2 |0.95 |
|поверхности нагрева, x | | |
|Коэффициент теплоотдачи от |x(aЛ+aК) |0,95(6,5+50,1)=53,77 |
|газов к стенке, a1, Вт/(м2К) | | |
|Коэффициент загрязнения, e, |По ф-ле 6-8 и рис. 6-1|0,0048 |
|м2К/Вт | | |
|Коэффициент теплопередачи k, |[pic] |[pic]=42,7 |
|Вт/м2К | | |