Паровой котел ДЕ 6,5-14 ГМ (стр. 7 из 11)

Температура

на выходе из конвективного пучка равна 407°С.

6.2 Расчет второго конвективного пучка

Расчет второго конвективного пучка производим по формулам из источника 1.

Предварительно принимаем два значения температур после рассчитываемого газохода

Далее весь расчет ведем для двух принятых температур.

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

Q_Б=

(Н^’ + Н^” + ∆α_к*Н^o_прс)

где:

– коэффициент сохранения теплоты

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

Н^’ =6510,6

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

Q³⁰⁰_Б=0,974(6510,6-5129,28+0,1*386,06)=1383

Q²⁰⁰_Б=0,974(6510,6-3385,65+0,1*386,06)=3081

6.2.2 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

6.2.3 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

∆t³⁰⁰ =

∆t²⁰⁰ =

6.2.4 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

6.2.5 Определить коэффициент теплоотдачи конвекцией α_к , Вт/(м²*К), щт продуктов сгорания к поверхности нагрева, при поперечном обмывании 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

α³⁰⁰_к=118

α²⁰⁰_к=112

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

с³⁰⁰_z=1

с²⁰⁰_z=1

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

с³⁰⁰_s=1

с²⁰⁰_s=1

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

с³⁰⁰_ф=1,11

с²⁰⁰_ф=1,15

α ³⁰⁰_к= 118*1*1*1,11=130,98

α²⁰⁰_к=112*1*1*1,15=128,8

6.2.6 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

Kps³⁰⁰ =38,68*0,25*0,1*0,177=0,171

Kps²⁰⁰ =40,5*0,25*0,1*0,177=0,179

α³⁰⁰ =1-е^{- 0,171}=0,157

α²⁰⁰ =1-е^{- 0,179}=0,164

6.2.7 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

a³⁰⁰_н=42

a²⁰⁰_н=38

с³⁰⁰_Г=0,97

с²⁰⁰_Г=0,95

a³⁰⁰_Л=42*0,157*0,97=6,4

a²⁰⁰_Л=38*0,164*0,95=5,9

6.2.8 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

a³⁰⁰₁=1(130,98+6,4)=137,38

a²⁰⁰₁=1(128,8+5,9)=134,7

6.2.9 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=

К³⁰⁰ = 0,9*137,38=123,64

К²⁰⁰ =0,9*134,7=121,23

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

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

6.2.11 По принятым двум значениям температуры

, полученным двум значениям теплоты отданной продуктами сгорания Q³⁰⁰_Б=1383 и Q²⁰⁰_Б=3081 производим графическую интерполяцию для определения температуры продуктов сгорания после поверхности нагрева, (рисунок 3).

Температура

на выходе из конвективного пучка равна 256°С.

7. Тепловой расчет экономайзера.

Расчеты водяного экономайзера выполняем по формулам с источника 1.

7.1 По уравнению теплового баланса определяем количество теплоты Q_б, кДж/кг, которое должно отдать продукты сгорания при температуре уходящих газов

где: Н^‘ – энтальпия продуктов сгорания на входе в экономайзер, кДж/кг

Н^“ - энтальпия уходящих газов, кДж/кг

∆а_эк – присос воздуха в экономайзер

Н^о_прс – энтальпия теоретического количества воздуха, кДж/кг

- коэффициент сохранения теплоты

0,974(4362,08-2816,86+0,1*386,06)=1542,6

7.2 Приравнивая теплоту, отданную продуктами сгорания, теплоте воспринятой водой в водяном экономайзере, определяем энтальпию воды h^“_эк ,кДж/кг, после водяного экономайзера

где: h^‘ – энтальпия воды на входе в экономайзер, кДжru

D – паропроизводительность котла, кг/с

D_пр –расход продувочной воды, кг/с