Паровой котел ДЕ 6,5-14 ГМ (стр. 6 из 11)

α_Г=1-2,718 ^{- 8,84*0,277*0,1*1,35} = 0,28

а_ф =0,119*0,41+(1-0,119)0,28=0,296

5.6 Определяем степень черноты топки, α_Т

5.7 Определяем параметр М в зависимости от относительного положения максимума температуры пламени по высоте топки.

Для газа принимаем:

М=0,48

5.8 Определяем среднею суммарную теплоемкость продуктов сгорания на 1 м³ газа при нормальных условиях, VС_ср, [кДж/(м³*К)].

где: Т_а – теоретическая (адиабатная) температура горения, К, определяется по таблице 2 по значению Q_Т , равному энтальпии продуктов сгорания, Н Т_а=2071+273=2344

Т^”_Т – температура (абсолютная) на выходе из топки, принятая по предварительной оценке, К

Т^”_Т=1373

Н^”_Т –энтальпия продуктов сгорания берется из таблицы 2 при принятой на выходе из топки температуре, кДж/кг

Н^”_Т =18298,74

Q_Т – полезное тепловыделение в топке

Q_Т=36921,3

5.9 Определяем действительную температуру на выходе из топки

,(°С) по номограмме (рис. 5,7) источник 1

6. Расчет конвективных пучков

6.1 Расчет первого конвективного пучка

Расчет конвективных пучков производится по формулам с источника 1.

Предварительно принимаем два значения температур после рассчитываемого газохода

= 400°С и = 300 °С. Далее весь расчет ведем для двух принятых температур.

6.1.1 Определяем теплоту Q₆ ,кДж/кг, отданную продуктами сгорания

Q₆=

(Нⁱ + Н^” + ∆α_к*Н^o_прс)

где:

– коэффициент сохранения теплоты

Нⁱ – энтальпия продуктов сгорания на выходе в поверхность нагрева, кДж/м³, определяется по таблице 2 при температуре и коэффициенте избытка воздуха после топочной камеры.

Нⁱ = 18408,48

Н^” – энтальпия продуктов сгорания после рассчитываемой поверхности нагрева, кДж/м³

∆α_к – присос воздуха в поверхность нагрева

Н^o_прс – энтальпия присасываемого в конвективную поверхность нагрева воздуха, при температуре воздуха 30°С , кДж/м³

Q_Б=

(Нⁱ- Н^” + ∆α_к*Н^o_прс)

Q⁴⁰⁰_Б=0,974(18408,48-6391,52+0,05*386,06)=11723,3

Q³⁰⁰_Б=0,974( 18408,48-4737,4+0,05*386,06)=13334,4

6.1.2 Определяем расчетную температуру потока

, °С, продуктов сгорания в газоходе

где:

- температура продуктов сгорания на входе в поверхность нагрева, °С

- температура продуктов сгорания на выходе из поверхности нагрева, °С

6.1.3 Определяем температуру напора ∆t, °С

∆t =

- t_к

где: t_к – температура охлаждающей среды, для парового котла принимаем равной температуре кипения воды при давлении в котле, °С

∆t =

- t_к

∆t⁴⁰⁰ =

∆t³⁰⁰ =

6.1.4 Определяем среднюю скорость ω_Г , м/с, продуктов сгорания в поверхности нагрева

где: В_р – расчетный расход топлива, кг/с

F – площадь живого сечения для прохода продуктов сгорания, м²

V_Г – объем продуктов сгорания на 1 кг жидкого топлива

- средняя расчетная температура продуктов сгорания, °С

6.1.5 Определить коэффициент теплоотдачи конвекцией α_к , Вт/(м²*К), щт продуктов сгорания к поверхности нагрева, при поперечном омывании коридорных пучков

α_к= α_нс_zс_sс_ф

где: α_к –коэффициент теплоотдачи, определяется по номограмме рис.6,1

источник 1 при поперечном обмывании коридорных пучков

α⁴⁰⁰_к=67

α³⁰⁰_к=58

с_z – поправка на число рядов труб по ходу продуктов сгорания; определяется по номограмме рис. 6,1 источник 1 при поперечном обмывании коридорных пучков

с⁴⁰⁰_z=0,98

с³⁰⁰_z=0,98

с_s – поправка на компоновку пучка; определяется по номограмме рис.6,1 источник 1 при поперечном обмывании коридорных пучков

с⁴⁰⁰_s=1

с³⁰⁰_s=1

с_ф – коэффициент, учитывающий влияние изменения физических параметров потока; определяется по монограмме рис. 6,1 источник 1 при поперечном обмывании коридорных пучков

с⁴⁰⁰_ф=1,04

с³⁰⁰_ф=1,03

α⁴⁰⁰_к= 67*0,98*1*1,04=68,3

α³⁰⁰_к= 58*0,98*1*1,03=58,5

6.1.6 Определяем степень черноты газового потока , a , по номограмме рис. 5.6 источник 1,

α=1-е^{- Kps}

Kps = k_Г*r_п*p*s

где: p – давление в газоходе, Мпа; для котлов без наддува принимаем равным 0,1;

s –толщина излучающего слоя для гладкотрубных пучков, м

k_Г – коэффициент ослабления лучей трехатомными газами, (м*МПа)^-1

Kps = k_Г*r_п*p*s

Kps⁴⁰⁰ = 37,1*0,266*0,1*0,177=0,175

Kps⁴⁰⁰ = 38,9*0,266*0,1*0,177=0,183

α⁴⁰⁰ =1-е^{- 0,175}=0,161

a³⁰⁰ =1-е^{- 0,183}=0,167

6.1.7 Определяем коэффициент теплоотдачи a_Л ,Вт/(м²К), учитывающий передачу теплоты излучением в конвективных поверхностях нагрева

a_Л =a_н*a*c_Г

где: a_н – коэффициент теплоотдачи, Вт/(м²К), определяем по номограмме рис.6.4 источник 1;

a –степень черноты

с_Г - коэффициент, определяемый порис. 6.4 источник 1

Для определения a_н и коэффициента с_Г вычисляем температуру загрязненной стенки t_з , °С

t_з=t+∆t

где: t – средняя температура окружающей среды, °С; для паровых котлов принимаем равной температуре насыщения при давлении в котле;

∆t – при сжигании газа принимаем равной 25 °С

t_з=194,1+25=219,1

a⁴⁰⁰_н=102

a³⁰⁰_н=98

с⁴⁰⁰_Г=0,96

с³⁰⁰_Г=0,94

a⁴⁰⁰_Л=102*0,161*0,96=15,77

a³⁰⁰_Л=98*0,167*0,94=15,38

6.1.8 Определяем суммарный коэффициент теплоотдачи a₁, Вт/(м²К), от продуктов сгорания к поверхности нагрева

a₁=ξ(a_к+ a_Л)

где: ξ- коэффициент использования, учитывающий уменьшение тепловосприятия поверхности нагрева вследствие неравномерного обмывания ее продуктами сгорания, частично протекания продуктов сгорания мимо нее и образования застойных зон, для поперечно омываемых пучков принимаем равным 1

a⁴⁰⁰₁=1(68,3+15,77)=84,07

a³⁰⁰₁=1(58,5+15,38)=73,88

6.1.9 Определяем коэффициент теплопередачи К, Вт/(м²К),

К= a₁*ψ

где: ψ – коэффициент тепловой эффективности, определяемый по таблице 6.2, источник 1, в зависимости вида сжигаемого топлива, принимаем равным ψ=

К⁴⁰⁰= 84,07*0,9=75,66

К³⁰⁰=73,88*0,9=66,49

6.1.10 Определяем количество теплоты Q_Т, кДж/кг, воспринятое поверхностью нагрева, на 1 кг сжигаемого топлива

где: ∆t – температурных напор, °С, определяемый для испарительной конвективной поверхности нагрева

6.1.11 По принятым двум значениям температуры

, полученным двум значениям теплоты отданной продуктами сгорания Q⁴⁰⁰_Б=11723,3 и Q³⁰⁰_Б=13334,4 производим графическую интерполяцию для определения температуры продуктов сгорания после поверхности нагрева, (рисунок 2).