РпS =1.25 кгс/см2
Кг =0.15
КЗЛ – коэффициент ослабления лучей золовыми частицами, определяем по номограмме 4 для температуры на выходе из топки;
КЗЛ =5[1,c 243]
ККОКС =1[1,c 28]
Безразмерные величины Х1 и Х2, учитывающие влияние
концентрации коксовых частиц в факеле,зависят от рода топлива и способа его сжигания
Х1 =0.5(бурые угли) и Х2=0,1(для камерных топок)
Находим оптическую толщину КРSпо формуле:
КРS =( КГ×حП+КЗЛ×µЗЛ+ККОКС×Х1×Х2)×Р×S(4.17)
КРS =(0.15×0.225+5×0.031+1×0.5×0.1)×1×5.65
КРS =1.34
По номограмме 2 находим степень черноты факела αФ:
αФ =0,73[1,c 241]
По найденным данным определяем температуру на выходе из топки
˝т , по номограмме 7, для чего необходимо найти qF, которая находится по формуле:qF = Вр×Qт
Fст×4,19 (4.18)
qF =
qF =184,518×103кКал/м2×ч
˝т =970оС5.Конвективные поверхности нагрева
5.1 Расчет фестона
5.1.1 Конструктивный расчет
Рисунок 5.1 - Эскиз фестона.
Фактическая конструкция фестона берется по чертежу котла. Фестон рассчитывается как обычный шахматный пучок.
Эффективная толщина излучающего слоя S определяется по формуле:
S =
(5.1)где S1- поперечный шаг трубы S1 =270 мм по чертеж
S2- продольный шаг трубы S2 =300мм по чертежу
d - наружный диаметр труб d =76×6 мм.
S =
S =1,15м
Принимаем температуру дымовых газов за фестоном на 50 градусов ниже, чем на выходе из топки
ф˝= т˝-50=970-50=920;Средняя температура дымовых газов в фестоне
Средне секундный объём газов
Vсек=
=Vсек=148,15 м3/с;
ωг=
Fср-среднее сечение для прохода газовFср =Вок×Lок-Zрд× Lок ×d
где:
В–ширина выходного окна из топки
Lок -длинна выходного окна
Zрд-количество труб в одном ряду
Вок =В=7.29м
Lок=4.5м по конструктивным характеристикам
Zрд=
Z- количество труб по задней стенке котла
Z =7.17/0.09=80 Zрд =80/3=27 штук.
Fср=7.29×4.5-27×7.29×0.076=23.57м2
ωг=
=6.24;Количество тепла переданного в фестоне по Ур.теплового баланса
Qбф=φ(Н˝т- Н˝ф)
φ – коэффициент сохранения тепла
φ =1-
= 1- = 0,991;Н˝т –энтальпия дымовых газов на выходе из топки
Н˝ф - энтальпия дымовых газов за фестоном
Н˝т =
кДж/кгН˝ф =
кДж/кгQбф = 0.99×(10355,2-9943,73)= 510,9кдж/кг;
Qтф =
кдж/кгQтф –количество теплоты полезной отданной газами и воспринятой расчетной поверхностью нагрева фестона
∆tср-средний температурный напор в фестоне
∆tср =
- tкип (C°)tкип - температура кипения воды при давлении в барабане котла
tкип = 313.9[2;c 30]
∆tср= 945-314=631C°;
Нф=Z×Lср×π×d
Lср –средняя длинна труб в фестоне
Lср =4.5м-по конструктивным особенностям
Нф=80×4.5×3.14×0.076=85.91м2
К- коэффициент теплоотдачи, от газов, к обогреваемой среде
К =ψ×α1
ψ =0.65 α1 - коэффициент теплопередачи от газов к стенке
α1 =ξ×( αк+ αл)
где- ξ коэффициент использования тепловосприятия
ξ =1 αк – коэффициент теплоотдачи конвекцей
αк =αкн×Cz×Cs×Cф
σ1=S1/d = 270/76 = 3/55- относительные поперечный и
продольный шаги
σ2=300/76=3.95=4 труб
Cz= 0.9 Cs= 0.91 Cф = 0.95 – поправочный коэффициент учитывающий конструктивные особенности фестона
αкн =44 коэффициент теплоотдачи найденный по номограмме 13
αк =44×0,89*0,91*0,96=34,21кКал/м2*ч*оС;
αл= αкн× а - для запылённого потока
Z=3 ряда.
αл - коэффициент теплоотдачи излучением;
а –степень черноты:
РпS =Р×حп×S =1×0.225×1.15=0.25;
Кг=1м×кг×с/м2 ;
Кзл=7.4 м×кг×с/м2 (по номограмме) ;
KPS=(1×0.225+7.4×0.031)×1.15=0.52;
а=0.41;
tз- емпература загрязнённой стенки:
tз = tкип+ ∆t;
tз =314+80=394ºС;
∆t =80 ºС ;
αнл=130*0,41=53,3 кКал./ч * м* ºС 2.
α1=ξ×(34.24+ 53,3) =68,8 кКал/ ч * м2.* ºС;
К=0.65×68,8=44,72 кКал/ ч * м2.* ºС;;
Qтф=
= =572.55 кдж/кг; (5,6)Так как расхождение между количеством тепла подсчитанного по уравнениям теплового баланса и теплопередачи более 5% произвожу перерасчёт и принимаю температуру дымовых газов за фестоном
˝ф=920 ºСН˝ф =
кдж/кг;Qбф = 0.99×(9943,73-9708,6)=232,7кдж/кг
ºС∆tср=930-314=616 ºС
Qтф =
= =565,6 кдж/кг ×100 ×100=1.21%Вывод так как расхождение между количеством теплоты равняется 1,21% расчет фестона закончен.
5.2 Расчет пароперегревателя
Рисунок 5.2.1 Эскиз пароперегревателя.
1.Барабан
2.Выходной коллектор
3.Промежуточны и коллектор 4.1 ступень пароперегревателя 5.2 ступень пароперегревателя
5.2.1 Определение расчётных характеристик пароперегревателя
Количество тепла, необходимое для перегрева пара, воспринимается пароперегревателем путем конвективного теплообмена с газовым потоком и за счет лучистого теплообмена с топочной камерой через фестон.
QЛПЕ – теплота переданная пароперегревателю излучением из топки,
QКПЕ - теплота переданная пароперегревателю конвекцией газового потока,
QЛПЕ = ηв×
(5.15)где ηВ - коэффициент распределения топочного излучения, находится по номограмме11,
ηВ=1,15
QЛ- количество теплоты передаваемое лучевоспринимающими поверхностями в топке,
QЛ=φ×(QT-H’’T) (5.16)
φ=0,99;
QT=20070.1 кДж/кг ;
H’’T=Н’Ф =10002,52 кДж/кг;
QЛ=0,99×(22916.1 -10002,52)
QЛ=13013,6кДж/кг
НЛ- луче- воспринимающая поверхность топки, определяем по формуле
НЛ= Нэл+ НЛОК (5,17)
Нэл =Fст×Х
НЛОК=вОК×LОК
Х- угловой коэффициент поверхностей расположенных в выходном окне топки
Х=1[1 c 22]
Нэл=519.6×1=519.6 м2 ;
НЛОК=7.29×4,5;
НЛОК=32.8м2;
Нл= Нэл+ НЛОК =552.4 м2 ;
НЛПЕ- луче- воспринимающая поверхность пароперегревателя, определяем по формуле:
НЛПЕ=НЛОК×(1-ХПУЧ) (5.17)
Хпуч- угловой коэффициент фестона
Хпуч- при шахматном расположении труб фестона
Хпуч=0.77 [1c 240]
НЛПЕ=32.8×(1-0,77)
НЛПЕ=7.54м2
QЛПЕ=1.15×
QЛПЕ=177,62кДж/кг
QКПЕ =
×(hПП-hНП+∆hПО) - QЛПЕ (5.19)Где hПП=3403,14 кДж/кг
hНП=h’’=2718 кДж/кг –[2c 30]
∆hПО=62,9 кДж/кг
QКПЕ =
×(3403.14-2718+62,9*4,19)-177,62 кДж/кг;