Тепловой расчет котлов ДКВР (стр. 3 из 4)

Теперь вычисляется отношение температур T′′и ^T_a (температуры в градусах Кельвина) по следующей формуле

T′′ Bo0,6

= 0,6 0,6T_a M a_T + Bo

Здесь коэффициент M при сжигании газа и мазута равен

M = 0,54 − 0,2 x_T

а при сжигании твердых топлив

M = 0,59 − 0,5x_T

В обеих формулах ^x_T есть отношение высоты расположения горелки от пода топки к высоте топки. При сжигании твердого топлива в тонком слое ^x_T = 0, а при сжигании в толстом слое ^x_T = 0,14.

С помощью It –диаграммы дымовых газов (кривая α=^α_Т + Δ^α_Т ) по величине T′′или t′′ = T′′ - 273 определяется значение I′′ (см. рисунок выше).

Если значение t′′будет сильно отличаться от величины этой температуры, принятой при расчете средней теплоемкости дымовых газов (Vc⁾_ср (см. выше в этом разделе), то выполняют коррекцию принятого значения, и расчет повторяют.

Количество тепла, воспринятое в топке за счет излучения, отнесенное к единице топлива, равно

Q_л =ϕ(Q_T − I′′)

Расчет пучка кипятильных труб

Задается температура продуктов сгорания на выходе из пучка кипятильных труб ^t_K′′ . С помощью этой температуры и кривой на It –диаграмме, соответствующей значению α=^α_Т + Δ^α_Т + Δ^α_К , находится

энтальпия продуктов сгорания за конвективным пучком ^I_K′′ . И далее определяется тепловосприятие пучка кипятильных труб ^Q_K′ по формуле теплового баланса

QK′ = IK′ − IK′′ + ΔαK Iвзо

Здесь ^I_K′ - энтальпия продуктов сгорания на выходе из топки ( ^I_K′ = I′′).

Исходя из конструктивных размеров котлоагрегата, необходимо определить минимальное живое сечение для прохода дымовых газов в пучке кипятильных труб.

С помощью программы определяется коэффициент теплоотдачи ^α_K со стороны продуктов сгорания для коридорного пучка труб при поперечном обтекании его газами с температурой ^t_ср = 0,5(^t_K′ + ^t_K′′ ), где ^t_K′ температура дымовых газов на выходе из топки. Коэффициент теплопередачи от дымовых газов к пароводяной смеси в кипятильных трубах равен

k_K =ψ(α_K +α_л)

Здесь ψ- коэффициент тепловой эффективности (ψ= 0,60 – 0,65). Величину коэффициента теплоотдачи излучением ^α_л так же следует вычислить с помощью программы. Температура стенок труб пучка принимается равной ^t_w = ^t_нс + Δt , где ^t_нс - температура нагреваемой среды. Для котельного пучка она равна температуре кипения воды в барабане котла. При сжигании твердого или жидкого топлива Δ =t 60C , при сжигании газаΔ =t 25C .

Далее с помощью уравнения теплопередачи оценивается тепловосприятие пучка кипятильных труб ^Q_K′′k FK K Δtлог

^Q_K′′ =

B_P

Здесь ^F_K - площадь поверхности теплообмена кипятильного пучка (принимается согласно конструктивным размерам котлоагрегата), Δ^t_лог - температурный напор. Он вычисляется по следующей формуле.

Δt′ − Δt′′ Δtлог = Δt′

ln Δt′′

где Δt′ = ^t_K′ − ^t_S , Δt′′ = ^t_K′′ − ^t_S , ^t_S - температура кипения воды в барабане котла.

Если величины ^Q_K′ и ^Q_K′′ сильно различаются (более, чем на 5%), то необходимо скорректировать энтальпию продуктов сгорания ^I_K′′ . Так, если ^Q_K′ > ^Q_K′′ , то ^I_K′′ или ^t_K′′ следует увеличить, и наоборот.

Тепло, расходуемое котлом на генерацию пара, определяется по формуле

D i( _ПП − i_В) + G_пр(i′ − i_ПВ )

QKA =

BP

Здесь ⁱ_ПB - энтальпия питательной воды на входе в котел. Если пароперегреватель отсутствует, то на выходе из котла пар – насыщенный и его энтальпия принимается равной ⁱ_ПП = i′′. Принимая далее

Q_K ≅ ^Q_K′ ≅ ^Q_K′′ , определяем тепло, расходуемое на подогрев питательной воды в экономайзере

QЭ = QКА − Qл −QK

Если величина ^Q_Э близка к нулю, то экономайзер не нужен, в противном случае вычисляется энтальпия дымовых газов за экономайзером по формуле

IЭ′′ = IЭ′ − QЭ + ΔαЭ взI о

где ^I_Э′ и ^I_Э′′ - энтальпия дымовых газов соответственно на входе и выходе из экономайзера, Δ^α_Э - присосы в экономайзере. Очевидно, что ^I_Э′ = ^I_K′′ .

Если ^I_Э′′ и энтальпия дымовых газов на выходе из котла ^I _ух , принятая ранее (см. раздел «Расход топлива»), примерно одинаковы (с точностью до 5%), то приступают к расчету экономайзера. В противном случае корректируется значение температуры уходящих газов^t_ух , и расчет повторяется, начиная с пункта «Расход топлива».

Расчет чугунного экономайзера ВТИ

Энтальпия воды ⁱ_В на выходе из экономайзера составляет

B QP Э

i_B = i_ПВ +

D + G_пр

По величине ⁱ_В и давлению питательной воды, равному давлению в барабане котла, определяется температура воды на выходе из экономайзера ^t_B .

Температуры дымовых газов на входе ^t_Э′ и выходе из экономайзера ^t_Э′′ определяются с помощью It –

диаграммы продуктов сгорания (см. рисунок ниже). На рисунке кривая 1 соответствуетα=α_Т + Δα_Т + Δα_К , кривая 2 - α_ух =α_Т + Δα_Т + Δα_К + Δα_Э .

Средняя температура продуктов сгорания в экономайзере равна

t_ср = 0,5(t_Э′ + t_Э′′)

Далее определяется объем дымовых газов ^V_Э , поступающий в экономайзер

273+ t 273

0 ср

V_Э = 0,5(α α+ _ух)V B_{вз P}

Среднюю скорость продуктов сгорания в экономайзере следует принять равной ^w_Э = 7 – 8 м/сек. Тогда площадь живого сечения для прохода газов равна

VЭ

S_Э =

w_Э

Выбирается трубы экономайзера (см. таблицу ниже), и вычисляется количество труб в одном ряду поперек потока газов.

S^Э

z_Э =

sтр

где ^s_тр - живое сечение для прохода газов одной трубы.

Если ^z_Э не целое число, то выполняется округление до целого значения, и корректируются величины ^S_Э и w_Э .

VЭ

SЭ = z sЭ тр wЭ =

S_Э

Размеры трубы чугунного экономайзера

Характеристика одной трубы	Размерность	Экономайзер ВТИ		Экономайзер ЦККБ
длина	мм	1,50	2,00	2,50	3,00	1990
поверхность нагрева с газовой стороны	кв.м	2,18	2,95	3,72	4,40	5,50
живое сечение для прохода газов	кв.м	0,088	0,120	0,152	0,184	0,210

С помощью программы вычисляется коэффициент теплопередачи ^k_Э экономайзера. Величина поверхности теплообмена экономайзера равна

Q BЭ P

^F_Э =

kЭ Ψ Δtлог

В этом выражении логарифмический напор вычисляется по формуле

Δt1 − Δt2

Δ tлог =

Δt ln Δt₂

где Δ^t₁ = ^t_Э′ − ^t_B и Δ^t₂ = ^t_Э′′ − ^t_ПВ . Коэффициент пересчета ψот противоточной схемы к более сложной определяется по номограмме, приведенной на рис.3. Эта номограмма применима для теплообменников, схема течения теплоносителей в которых организована так, как это указано на рис. 4.