Тепловий та гідравлічний розрахунок котлеьного агрегату КВ-ГМ-100 (стр. 7 из 8)
. (1.193)Добуток
, 
. (1.194)Коефіцієнт ослаблення променів газовим середовищем (з номограми 3 [1])
, 
. (1.195)Ступінь чорності тіла
. (1.196)Коефіцієнт тепловіддачі випромінюванням (за номограмою 19 [1])
, Вт/м2 
. (1.197)Коефіцієнт теплопередачі
, Вт/м2 
. (1.198)Кількість теплоти, сприйнята поверхнею по рівнянню теплопередачі
, кДж/м3 
. (1.199)Відношення
%. (1.200)2 ГІДРАВЛІЧНИЙ РОЗРАХУНОК КОТЕЛЬНОГО АГРЕГАТУ
2.1 Задачі гідравлічного розрахунку
Задачею гідравлічного розрахунку прямострумних котельних агрегатів є забезпечення надійності поверхонь нагріву, раціональна компоновка їх; визначення витрат тиску в котлі, натиску живильного насосу та розробка заходів по підвищенню надійності.
При гідравлічних розрахунках визначають масові швидкості середовища, запаси надійності по стійкості струму, гідравлічним і температурним розвідкам, а також температурний режим труб, втрати тиску в елементах та котлі в цілому, необхідність установки дросельних шайб та їх розмірів. Гідравлічний розрахунок повинен виконуватися для всіх різнотипних контурів та тих однотипних, які знаходяться в найгірших умовах по обігріву та мають найбільш неблагоприємні конструктивні особливості.
В даному проекті гідравлічний розрахунок виконано для номінального навантаження. Задача розрахунку – визначити перепад тиску в водяному тракті з метою вибору живильного насосу та встановлення значень тиску в елементах тракту визначенню надійності роботи екранних труб топочної камери по мінімально допустимій швидкості руху середи в них.
Котельний агрегат складається з топочної камери, яка екранована трубами, і конвективної шахти, в якій розташовані хвостові поверхні нагріву. Водяний тракт котла розділений на два паралельних струми; при роботі котла на газі подача живильної води здійснюється в нижній колектор конвективної шахти, відпуск гарячої води здійснюється в нижній колектор конвективної шахти, відпуск гарячої води споживачу – із нижнього колектора фронтового екрана топки. По ходу обігрівної середи поверхні включен послідовно: задній екран конвективної шахти – конвективний пароперегрівач – задній екран топки – боковий екран топки – фронтовий екран топки.
Конструктивні дані елементів котлоагрегата приведені в таблиці 2.1.
Таблиця 2.1 – Конструктивні дані елементів котлоагрегата КВ-ГМ-100
| Елемент | Напрямок потоку | Число ходів,n | Число елементів на агрегаті, n, шт. | Діаметр, товщина стінки d×S, мм | Число труб в елементів, n, шт. | Перетин елемента, F, м2 | Середня довжина труб l, мм | Висота елемента, h1 | Повороти | Колектор | Різниця відміток Δhкол, м | ||||||
| Кут α | Число nпов, шт | роздаючий | збираючий | ||||||||||||||
| Діаметр, товщина стінки d×S, мм | Число nр, шт. | Перетин fр, м2 | Діаметр, товщина стінки d×S, мм | Число nс, шт. | Перетин fр, м2 | ||||||||||||
| Задній екран конвективної шахти | Підйомний | 1 | 1 | 64×5 | 28 | 0,064 | 10 | 10 | - | - | 273×35 | 1 | 0,032 | 273×35 | 1 | 0,032 | 10 |
| Перепускні труби | Горизонтальне | 1 | 2 | 273×35 | 1 | 0,032 | 10 | - | 90 | 2 | - | - | - | - | - | - | - |
| Конвективні пароперегрівачі | Горизонтальне та підйомне | 3 | 2 | 28×3 | 672 | 0,255 | 10 | 6 | 90 | 12 | 273×35 | 2 | 0,032 | 273×35 | 2 | 0,032 | 6 |
| Перепускні труби | Підйомно-опускне | 1 | 2 | 273×35 | 2 | 0,032 | 10 | 5 | 90 | 3 | - | - | - | - | - | - | - |
| Задній екран топки | Підйомно-опускне | 2 | 1 | 64×5 | 84 | 0,192 | 10,7 | 10,7 | 90 | 4 | 273×35 | 2 | 0,032 | 273×35 | 2 | 0,032 | 10,7 |
| Перепускні труби | Підйомно-опускне | 1 | 2 | 273×35 | 2 | 0,032 | 10,3 | 3 | 90 | 2 | - | - | - | - | - | - | - |
| Боковий екран топки | Підйомно-опускне | 4 | 2 | 64×5 | 96 | 0,22 | 10,3 | 10,7 | 9070 | 816 | 273×35 | 2 | 0,032 | 273×35 | 2 | 0,032 | 10,7 |
| Перепускні труби | Підйомно-опускне | 1 | 2 | 273×35 | 2 | 0,032 | 10 | 3 | 90 | 2 | - | - | - | - | - | - | - |
| Фронтовий екран топки | Підйомно-опускне | 2 | 1 | 64×5 | 88 | 0,202 | 10,7 | 10,7 | 90 | 2 | 273×35 | 2 | 0,032 | 273×35 | 2 | 0,032 | 10,7 |
2.2 Визначення теплосприйняття та приростів ентальпії в елементах котла
Теплосприйняття окремих радіаційних елементів визначається за формулою, кДж/год
, (2.1)де
- коефіцієнт нерівномірності тепло сприйняття елемента, прийнятий згідно п. 5-10 та додатку І (2); 
- середнє питоме тепло сприйняття радіаційних нерівномірностей, кДж/(м2·год); 
- ефективна радіаційна поверхня нагріву елементу, м2.Теплосприйняття елементів конвективних поверхонь нагріву визначається згідно «Теплового розрахунку котельних агрегатів» з урахуванням коефіцієнтів нерівномірностей теплосприйняття по додатку І[2].
Ентальпія середи в котлі кожного елементу визначається за формулою, кДж/кг
, (2.2)де
- ентальпія середи на початку елемента; 
- витрата середи в елементі.Теплосприйняття елементів котла КВ-ГМ-100 приведені в таблиці 2.2.
Таблиця 2.2 - Теплосприйняття елементів котла КВ-ГМ-100
| Елемент | Коефіцієнт нерівно-мірностей | Площа поверхонь елемента Н, м2 | Питоме тепло- сприйняття  , кДж/(м2·год) | Кількість елементів n, шт | Теплосприйняття  , кДж/год |
| Фронтовий екран топки | 1,2 | 60,8 | 587132,8 | 1 | 39259030 |
| Боковий екран топки | 1 | 101,6 | 587132,8 | 2 | 1,13·108 |
| Задній екран топки | 1 | 60,8 | 587132,8 | 1 | 38856450 |
| Конвективний перегрівач | 1 | 2360,21 | 104617,1 | 1 | 2,5·108 |
| Задній екран конвективної шахти | 1 | 0,05 | 104617,1 | 1 | 5230,8 |
Приріст ентальпії в елементах котла КВ-ГМ-100 приведені в таблиці 2.3.
Таблиця 2.3 – Приріст ентальпії в елементах котла КВ-ГМ-100
| Елемент | Тепло-сприйняття, кДж/год | Початкова ентальпія, ін, кДж/кг | Приріст ентальпії, Δіел, кДж/кг | Початкова ентальпія, ік, кДж/кг |
| Задній екран конвективної шахти | 5230,8 | 294 | 0,42 | 294,3 |
| Конвективний перегрівач | 2,5·108 | 294,3 | 216 | 510,2 |
| Задній екран топки | 38856450 | 511,5 | 31 | 541,2 |
| Боковий екран топки | 1,13·108 | 541,8 | 63,6 | 604,8 |
| Фронтовий екран топки | 39259030 | 604,8 | 31,8 | 636 |
2.4 Розрахунок перепадів тиску в елементах котельного агрегату КВ-ГМ-100
Коефіцієнти опору водяного тракту котла приведені в таблиці 2.4.
Таблиця 2.4 - Коефіцієнти опору водяного тракту котла
| Елемент | Вхідξвх | Тертя | ОбертиΣξпов | Вихід | ||
| λ0 | λов | ξвих | z | |||
| Задній екран конвективної шахти | 0,5 | 0,446 | 2,03 | 5,25 | 1,2 | 8,98 |
| Перепускні труби | 0,5 | 0,048 | 0,48 | 3,5 | 0,8 | 5,28 |
| Конвективний перегерівач | 0,5 | 1,2 | 9,53 | 24,5 | 1,2 | 35,73 |
| Перепускні труби | 0,5 | 0,048 | 0,48 | 3,5 | 0,8 | 5,28 |
| Задній екран топки | 0,5 | 1,74 | 17,5 | 7 | 1,2 | 26,1 |
| Перепускні труби | 0,5 | 0,048 | 0,48 | 3,5 | 0,8 | 5,28 |
| Боковий екран топки | 0,4 | 17,5 | 17,5 | 33,2 | 1,2 | 52,3 |
| Перепускні труби | 0,5 | 0,48 | 0,48 | 3,5 | 0,8 | 5,28 |
| Фронтовий екран топки | 0,4 | 17,5 | 17,5 | 7 | 1,8 | 26,1 |
Розрахунок перепадів тиску в гідравлічному тракті котла КВ-ГМ-100 приведений в таблиці 2.5.