Смекни!
smekni.com
Физика

Тепловой расчет парогенератора (стр. 1 из 4)

Министерство образования Российской Федерации

Белгородский государственный технологический университет

имени В.Г. Шухова

Кафедра энергетики теплотехнологии

Тепловой расчет парогенератора

Выполнил: студент гр. ЭТ-52

Осьмаков А.Ф.

Принял: Васильев Б.П.

Белгород 2008


Задание

Рассчитать котельный агрегат на следующих условиях:

1. Паропроизводительность Д, (т/ч) – 68

2. Рабочее давление пара Рраб, (кгс/см2) – 39

3. Температура перегретого пара tпп, 0С – 420

4. Температура питательной воды, 0С – 145

5. Топливо – природный газ из газопровода Карабулак-Грозный

Низшая теплота сгорания Qнс (ккал/м3) – 10950

Теоретическое количество воздуха Vв0 (м3/м3) – 12,21

Объем трехатомных газов VRO2 (м3/м3) - 1,41

Объем азота VN2 (м3/м3) - 9,68

Объем водяных паров V0H2O (м3/м3) – 2,54

6. Присосы воздуха принимаем в соответствии с рекомендациями норм (табл. XVI)

в фестоне ∆αпрф = 0

в паропергревателе ∆αпрпп = 0,03

в водяном экономайзере ∆αпрвэ = 0,05 (в каждой ступени)

в воздухоподогревателе ∆αпрвп = 0,05

7. Коэффициент избытка воздуха в топке αт =1,1

8. Коэффициент избытка воздуха за котлом:

αух = αт+∆αпрф+∆αпрпп+2∆αпрвэ+∆αпрвп=1,1+0+0,03+2∙0,05+0,05=1,28

Таблица №1

Наименование величины Vв0 (м3/м3) – 12,21 V0H2O= V0H2O +0,0161∙(α-1)∙Vв0VRO2 (м3/м3) - 1,41 VГ= VRO2 +VN2 +VH2O +(α-1)∙Vв0VN2 (м3/м3) - 9,68V0H2O (м3/м3) – 2,54
Топка, фестон Паропере-греватель Вод. эконом.2 ступень Вод. эконом. 1 ступень Воздухо-подогре-ватель За котлом
Коэф. избытка воздуха заповерхностью 1,1 1,13 1,18 1,23 1,28 1,28
Коэф. избытка воздуха средний 1,1 1,115 1,155 1,215 1,255 1,280
VH2O 2,560 2,563 2,570 2,582 2,590 2,595
VГ 14,871 15,057 15,553 16,297 16,794 17,104
r RO2= VRO2 /VГ 0,095 0,094 0,091 0,087 0,084 0,082
rH2O= VH2O /VГ 0,172 0,17 0,165 0,158 0,154 0,152
rп= VRO2+VH2O 0,267 0,264 0,256 0,245 0,238 0,234

Таблица №2

Значение энтальпий в зависимости от температур

Iг = Iг0 + Iв0∙(α-1)

t, оС Iг,ккал/м3 Iв0, ккал/м3 Iг при α=1,1 Iг при α=1,115 Iг при α=1,155 Iг при α=1,215 Iг при α=1,255 Iг при α=1,280
100 449 386 488 493 509 532 547 557
200 906 777 984 995 1026 1073 1104 1124
300 1375 1175 1493 1510 1557 1628 1675 1704
400 1857 1580 2015 2039 2102 2197 2260 2299
500 2352 1995 2552 2581 2661 2781 2861 2911
600 2856 2420 3098 3134 3231 3376 3473 3534
700 3375 2857 3661 3704 3818 3989 4104 4175
800 3910 3297 4240 4289 4421 4619 4751 4833
900 4456 3736 4830 4886 5035 5259 5409 5502
1000 5010 4188 5429 5492 5659 5910 6078 6183
1100 5567 4652 6032 6102 6288 6567 6753 6870
1200 6127 5116 6639 6715 6920 7227 7432 7559
1300 6702 5580 7260 7344 7567 7902 8125 8264
1400 7288 6056 7894 7984 8227 8590 8832 8984
1500 7869 6532 8522 8620 8881 9273 9535 9698
1600 8461 7008 9162 9267 9547 9968 10248 10423
1700 9056 7484 9804 9917 10216 10665 10964 11152
1800 9653 7961 10449 10569 10887 11365 11683 11882
1900 10261 8449 11106 11233 11571 12078 12415 12627
2000 10865 8937 11759 11893 12250 12786 13144 13367
2100 11467 9426 12410 12551 12928 13494 13871 14106
2200 12090 9914 13081 13230 13627 14222 14618 14866
2300 12703 10413 13744 13900 14317 14942 15358 15619
2400 13318 10906 14409 14572 15008 15663 16099 16372
2500 13935 11401 15075 15246 15702 16386 16842 17127
№ Наименование Обозначе-ние Раз-мерность Формула Расчет
Тепловой баланс котельного агрегата
1. Низшая теплота сгорания топлива Qнс
задана 10950
2. Температура холодного воздуха tхв
п. 5.03 норм 30
3. Теплосодержание холодного воздуха Iхв
по
диаграмме		 115,8
4. Располагаемое тепло топлива Qрр
Qнс +Qввш +Qтл 10950+0+0=10950
5. Температура уходящих газов νух
принимаем 130
6. Теплосодержание уходящих газов Iух
по
диаграмме		 727,1
7. Потери от механ-го недожога q4 % табл. 20 0
8. Потери от хим-го недожога q3 % табл. 20 0,5
9. Потеря тепла с уходящими газами q2 %
10. Потери тепла в окружающую среду q5 % п. 5-10 рис. 5.1 норм 0,72
11. Сумма тепловых потерь Σq % q2 + q3 + q4 + q5 5,29+0,5+0+0,72=6,51
12. КПД котельного агрегата ηка % 100- Σq 100-7,54=93,49
13. Коэф. сохранения тепла φ - 1-(q5/(ηка+q5)) 1-(0,72/(93,49+ 0,72))=0,992
14. Давление перегретого пара P кгс/см2 задана 39
15. Температура перегретого пара tпп
задана 420
16. Теплосодержание перегретого пара iпп
табл. 25 воды и водяного пара 779,6
17. Температура питательной воды tпв
задана 145
18. Давление питательной воды Pпв кгс/см2 принимаем 46
19. Теплосодержание питательной воды iпв
табл. 24 норм 146,6
20. Тепло затрачиваемое на получение пара Qпп ккал/ч D∙(iпп- iпв) 68000·(779,6-146,6)=43044000
21. Тепло затрачиваемое на нагрев продувочной воды Qпр ккал/ч 0,01∙qпр∙D∙(iпп- iпв) 0,01∙5∙68000∙(779,6--146,6)=2152200
22. Сумм. количество полезно использ. тепла Qка ккал/ч Qпп +Qпр 43044000+2152200=45196200
23. Полный расход топлива Вк м3/ч Qка∙100/ Qрр∙ ηка 45196200 ∙100/10950∙ 9,49=4415
24. Расчетный расход топлива Вр м3/ч Вк∙(100-q4)/100 4415∙(100-0)/100=4415
Расчет теплообмена в топке
1. Объем топочной камеры Vт м3 по конструктив. характеристикам 130
2. Полная лучевоспринимающая поверхность Нл м2 по конструктив. характеристикам 110
3. Полная поверхность топки Fст м2 по конструктив. характеристикам 120
4. Степень экранирования х - рекоменд. норм 0,993
5. Эффективная толщина излучающего слоя S м 3,6 Vт/ Fст 3,6∙130/120=3,9
6. Температура горячего воздуха tгв оС рекоменд. норм 255
7. Теплосодержание горячего воздуха Iгв
по табл. №2 по i-ν 995,9
8. Тепло, вносимое воздухом в топку Qв
(αт-∆αпл-∆αт)Iгв++(∆αпл+∆αт) Iхв (1,1-0-0,05)∙995,9++(0+0,05)∙115,8=1051,5
9. Тепло, выделяемое в топке на 1 м3 Qт
10. Теоретическая температура горения
оС по табл. №2 по i-ν 2029
11. Температура газов на выходе из топки
оС принята 1077
12. Теплосодержание газов на выходе из топки
по табл. №2 по i-ν 5893
13. Средняя суммарная теплоемкость продуктов сгорания VCp ккал/м3∙оС
14. Коэфф. ослабления лучей 3-хатомными газами Кг
ном. III норм 0,51
15. Коэф. ослабления сажистыми частицами Кс
формула 6-10 норм 0,13
16. Степень черноты светящегося пламени асв -
17. Степень черноты несветящихся трехатомных газов ансв -
18. Коэфф. усреднения m - п. 6-14 норм 0,1
19. Эффективность черноты факела аф - m∙ансв+(1- m)∙асв 0,1∙0,41+(1- 0,1)∙0,65=0,623
20. Средний коэфф. тепл. эффективности ψср - п. 6-20 норм 0,5
21. Степень черноты топочной камеры аф -
22. Высота топки Нт м по конструктив. характеристикам 8
23. Высота расположения оси горелок hт м п. 6-14 норм 1,1
24. Величина отношения Х - hт/Нт 1,1/8=0,138
25. Параметр м - 0,54-0,2∙Х 0,54-0,2∙0,138 =0,513
26. Температура газов на выходе из топки
оС
Пересчета не требуется, так как расчетная температура отличается от ранее принятой менее чем на 100 оС. Далее расчет производим по температуре 1172 оС
27. Теплосодержание газов на выходе из топки
по табл. №2 по i-ν 6469
28. Количество тепла воспринимаемое в топке Q1
29. Теплонапряжение топочного объема qv ккал/м3∙ч Bp∙ Qнс/ Vт 4415∙ 10950/ 130=371879
Расчет фестона
1. Полная поверхность нагрева Нф м2 по конструктив. характеристикам 20,4
2. Диаметр труб d мм принимаем 57х5
3. Относительный поперечный шаг δ1 - S1/d 225/57=3,95
4. Относительный продольный шаг δ2 - S2/d 150/57=2,63
5. Число рядов труб по ходу газов Z шт. принимаем 3
6. Живое сечение для прохода газов FГ м2 см. п. 16 7,95
7. Эффективная толщина излучающего слоя S м
8. Температура газов перед фестоном
оС из расчета топки 1172
9. Теплосодержание газов перед фестоном I ’ ккал/м3 из расчета топки 6469
10. Температура газов за фестоном
оС принимаем разницу (50-80 оС) 1100
11. Теплосодержание газов за фестоном I ’’ ккал/м3 по табл. №2 по i-ν 6032
12. Тепловосприятие по балансу Qб ккал/м3 φ(I ’- I ’’) 0,992(6469- 6032)=433,5
13. Средняя температура газов
оС
14. Температура кипения воды tкип оС табл. воды и водяного пара 250
15. Средний температурный напор ∆t оС
1136-250=886
16. Средняя скорость газов
17. Коэфф. теплоотдачи конвекцией αк ккал/м2∙ч∙гр αн∙Сt∙Cs∙Cφном. XIII норм 68∙1,05∙1,05∙1=74,97
18. Суммарная поглоща- тельная способность трехатомных газов Рп∙S атм∙м р∙Vп∙S 1∙0,267∙0,63=0,168
19. Коэфф. ослабления лучей трехатомными газами Кг 1/атм∙м ном. III 1,4
20. Суммарная опти- ческая толщина слоя kps - Кг∙р∙Vп∙S 1,4∙1∙0,267∙1∙0,63=0,235
21. Степень черноты продуктов сгорания а - ном. II 0,21
22. Температура загрязнен-ной поверхности трубы t3 оС tкип+∆t 250+50=300
23. Коэфф. теплоотдачи излучением αл ккал/м2∙ч∙гр αн∙а∙Cгном. XIX норм 200∙0,21∙0,98=41,16
24. Коэфф. теплоотдачи по газовой стороне α1 ккал/м2∙ч∙гр ξ(αк+αл) 1,0∙(74,97+41,16)=116,13
25. Коэфф. теплопередачи К ккал/м3∙ч∙гр ψ∙α1 п. 7.54 0,85∙116,13=98,71
26. Тепловосприятие по уравнению теплообмена Qт ккал/м3
27. Отношение тепловосприятий ∆Q %
Расчет теплообмена пароперегревателя
1. Диаметр труб
по конструктивным характеристикам
2. Расположение труб - - рекомендации норм [3] Коридорное
3. Относительный поперечный шаг
-
, рекомендации норм [3]
4. Относительный продольный шаг
-
, рекомендации норм [3]
5. Число рядов труб
по конструктивным характеристикам
6. Живое сечение для прохода газов
по конструктивным характеристикам 7,2
7. Живое сечение для проходапара
по конструктивным характеристикам 0,048
8. Поверхность нагрева пароперегревателя
по конструктивным характеристикам 282,1
9. Эффективная толщина излучающего слоя
10. Температура газов на входе
из расчета фестона 1100
11. Теплосодержание газов на входе
по
диаграмме		 6032
12. Температура пара на выходе
задана 420
13. Теплосодержание пара на выходе
табл. воды и пара
 779,6
14. Температура пара на входе
255
15. Теплосодержание пара на входе
табл. воды и пара 675,2
16. Тепловосприятие пароперегревателя
17. Теплосодержание газов на выходе
18. Температура газов на выходе
по
диаграмме		 821
19. Средняя температура газов
20. Средняя скорость газов
21. Коэффициент теплоотдачи конвекцией
, ном. 12 [3]
22. Средняя температура пара
23. Удельный объем пара
табл. воды и пара 0,068
24. Средняя скорость пара
25. Коэффициент теплоотдачи от стенки к пару
, ном. 15 [3]
26. Суммарное парциальное давление трехатомных газов
ата
27. Поглощательная способность трехатомных газов
28. Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами
ном. 3 [3] 2,3
29. Оптическая толщина газового потока
-
30. Степень черноты дымовых газов а - ном. 2 [3] 0,16
31. Температура загрязненной стенки
принята 500
32. Коэффициент теплоотдачи межтрубного излучения
ном. 19 [3]
33. Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке
1∙(77+26,66)=103,66
34. Коэффициент тепловой эффективности
- табл. 7-3 [3] 0,6
35. Коэффициент теплопередачи
36. Средние разности температур
1100-255=845821-420=401
37. Средний температурный напор
38. Тепловосприятие по уравнению теплообмена
39. Отношение тепловосприятий
%
Расчет водяного экономайзера (2-я ступень по ходу воды)
1. Диаметр труб
по конструктивнымхарактеристикам
2. Расположение труб - - рекомендации норм шахматное
3. Относительный поперечный шаг
-
, рекомендации норм [3]
4. Относительный продольный шаг
-
, рекомендации норм [3]
5. Число рядов труб по ходу газов
по конструктивным характеристикам >10
6. Живое сечение для прохода газов
по конструктивным характеристикам 4,75
7. Живое сечение для проходаводы
по конструктивным характеристикам 0,025
8. Поверхность нагрева
по конструктивным характеристикам 115
9. Эффективная толщина излучающего слоя
10. Температура газов на входе
из расчета ПП. 821
11. Теплосодержание газов на входе
из расчета ПП. 4414
12. Температура газов на выходе
принимаем 500
13. Теплосодержание газов на выходе
по
диаграмме		 2661
14. Тепловосприятие ступени по балансу
15. Температура воды на входе
из расчета первой ступени ВЭ по ходу воды 207
16. Теплосодержание воды на входе
табл. воды и пара 211
17. Теплосодержание воды на выходе
18. Условная температура воды на выходе
19. Процент кипения воды в экономайзере
%
20. Средняя температура газов
21. Средняя температура воды
22. Средние разности температур
23. Средний температурный напор
24. Средняя скорость газов
25. Удельный объем воды
табл. III-I [3] 0,0012
26. Средняя скорость воды
27. Коэффициент теплоотдачи конвекцией
, ном. 13 [3]
28. Температура загрязненной стенки
29. Поглощательная способность трехатомных газов
30. Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами
ном. 3 [3] 4
31. Оптическая толщина газового потока
-
32. Степень черноты дымовых газов а - ном. 2 [3] 0,1
33. Коэффициент теплоотдачи излучением
ном. 19 [3]
34. Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке
35. Коэффициент тепловой эффективности
- табл. 7-3 [3] 0,7
36. Коэффициент теплопередачи
37. Тепловосприятие по уравнению теплообменa
38. Отношение тепловосприятий
%
Расчет водяного экономайзера (1-я ступень по ходу воды)
1. Диаметр труб
по конструктивнымхарактеристикам
2. Расположение труб - - рекомендации норм шахматное
3. Относительный поперечный шаг
-
, рекомендации норм [3]
4. Относительный продольный шаг
-
, рекомендации норм [3]
5. Число рядов труб по ходу газов
по конструктивным характеристикам >10
6. Живое сечение для прохода газов
по конструктивным характеристикам 4,75
7. Живое сечение для проходаводы
по конструктивным характеристикам 0,025
8. Поверхность нагрева
по конструктивным характеристикам 256,6
9. Эффективная толщина излучающего слоя
10. Температура газов на входе
из расчета ВЭ2. 500
11. Теплосодержание газов на входе
из расчета ВЭ2. 2661
12. Температура газов на выходе
принимаем 300
13. Теплосодержание газов на выходе
по
диаграмме		 1628
14. Тепловосприятие ступени по балансу
15. Температура воды на входе
задана 145
16. Теплосодержание воды на входе
табл. воды и пара 147
17. Теплосодержание воды на выходе
18. Условная температура воды на выходе
табл. воды и пара 207
19. Средняя температура газов
21. Средняя температура воды
22. Средние разности температур
23. Средний температурный напор
24. Средняя скорость газов
25. Удельный объем воды
табл. III-I [3] 0,00112
26. Средняя скорость воды
27. Коэффициент теплоотдачи конвекцией
, ном. 13 [3]
28. Температура загрязненной стенки
Радиационный теплообмен в этой ступени не считаем из-за низкой температуры газов. Принимаем
29. Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке
30. Коэффициент тепловой эффективности
- табл. 7-3 [3] 0,7
31. Коэффициент теплопередачи
32. Тепловосприятие по уравнению теплообменa
33. Отношение тепловосприятий
%
Расчет воздухоподогревателя
1. Диаметр труб
по конструктивнымхарактеристикам
2. Расположение труб - - рекомендации норм шахматное
3. Относительный поперечный шаг
-
, рекомендации норм [3]
4. Относительный продольный шаг
-
, рекомендации норм [3]
5. Число рядов труб по ходу газов
по конструктивным характеристикам >10
6. Живое сечение для прохода газов
по конструктивным характеристикам 2,9
7. Живое сечение для прохода воздуха
по конструктивным характеристикам 3,4
8. Поверхность нагрева
по конструктивным характеристикам 1692
9. Температура газов на входе
из расчета В.Э. 300
10. Теплосодержание газов на входе
из расчета В.Э. 1628
11. Температура воздуха на входе
задана 30
12. Теплосодержание воздуха на входе Iхв
по
диаграмме		 115,8
13. Температура воздуха на выходе
принята 255
14. Теплосодержание воздуха на выходе Iгв
по
диаграмме		 995,9
15. Кол-во воздуха на выходе отнесенное к теоретически необ.
- αТ- ∆αТ - ∆αпл 1,1-0,1-0=1
16. Кол-во воздуха на входе отнесенное к теоретически необ.
- αТ-∆αТ-∆αпл+∆αвп 1,1-0,1-0+0,05=1,05
17. Тепловосприятие по балансу
18. Средняя температура воздуха
19. Теплосодержание воздуха при средней температуре Iср
по
диаграмме		 554,1
20. Теплосодержание газов на выходе
21. Температура газов на выходе
по
диаграмме		 128
22. Средняя температура газов
23. Средняя скорость газов
24. Коэф. теплоотдачи с газовой стороны
, ном. 14
25. Средняя температура стенки
26. Средняя скорость воздуха
27. Коэффициент теплоотдачи от стенки к воздуху
, ном. 13 [3]
28. Средние разности температур
29. Параметры Р -
R - τб/ τм 225/128=1,3
τм
300-128=172
τб
255-30=225
ψ - ном. XXXI 0,98
30. Средний температурный напор
31. Коэффициент теплопередачи
32. Тепловосприятие по уравнению теплообмена
33. Отношение тепловосприятий
Уточнение теплового баланса
1. Температура уходящих газов
из расчета В. П. 128
2. Теплосодержание уходящих газов
из расчета В. П. 727,1
3. Потеря тепла с уходящими газами q2 %
4. Сумма тепловых потерь Σq % q2 + q3 + q4 + q5 5,29+0,5+0+0,72=6,51
5. КПД котельного агрегата ηка % 100- Σq 100-6,51=93,49
6. Расчетный расход топлива Вр м3/ч Qка∙(100- q4)/ Qрр∙ ηка 45196200∙(100- 0)/ 10950∙ 93,49= =4415
7. Полный расход топлива В м3/ч Вр∙100/(100- q4) 4415
8. Температура горячего воздуха
из расчета В. П. 255
9. Теплосодержание горячего воздуха
из расчета В. П. 995,9
10. Тепло вносимое горячим воздухом
(αт-∆αпл-∆αт)Iгв (1,1-0,05-0)∙995,9=1045,7
11. Тепло вносимое холодным воздухом
(∆αпл-∆αт) Iхв (0,05-0) 115,8=5,79
12. Тепловыделение в топке
13. Тепло переданное излучением в топке
14. Невязка теплового баланса
Qpp∙ηка-(Qтл +Qф+ +Qпп +Qвэ2 +Qвэ1+Qm) 10950∙0,93-(5354 +431,8+1612 +903,6 +1030,7+923,7)=50,6
15. Относительная величина невязки
%

Список используемой литературы

 
читать дальше
1
2
3
4
НАПИШИТЕ НАМ
Copyright © Smekni.com. All rigths reserved.