Тепловой расчёт промышленного парогенератора K-50-40-1 (стр. 2 из 10)

· Для газообразного топлива:

V°вII=0.0476∙[0.5∙СО+0.5∙Н2+1.5∙Н2S+∑(m+0.25∙n)∙СmНn–О2]=

=0.0476∙[(1+0.25∙4)∙93.2+(2+0.25∙6)∙2.6+(3+0.25∙8)∙1.2+(4+0.25∙10)∙0.7+]=9.8079 м/м;

V°N2II=0.79∙V°вII+0.01∙N2=0.79∙9.8079+0.01∙2=7.76 м/м;

V°RO2II=0.01∙(СО2+СО+Н2S+∑m∙СmНn)=0.01∙(0.3+1∙93.2+2∙2.6+3∙1.2+4∙0.7)=1.051 м/м;

V°Н2OII=0.01∙(Н2S+Н2+∑0.5∙n∙СmНn+0.124∙dr)+0.0161∙V°в=0.01∙(0.5∙4∙93.2+0.5∙6∙2.6+0.5∙8∙1.2+0.5∙10∙0.7+0.124∙10)+0.0161∙9.8079=2.16031 м/м;

· Для смеси топлив:

V°в=V°вI+Х∙V°вII=4.7593+0.21∙9.8079=6.81896 м/кг;

V°N2=V°N2I+Х∙V°N2II=3.7638+0.21∙7.76=5.3952 м/кг;

VRO2=V°RO2I+Х∙V°RO2II=0.8658+0.21∙1.051=1.0865 м/кг;

V°Н2O=V°Н2OI+Х∙V°Н2OII=0.551+0.21∙2.16031=1.004665 м/кг;

Расчёт действительных объёмов.

VN2=V°N2+(a–1)∙V°в=5.3952+(1.2–1)∙6.818=6.7589 м/кг;

VН2O=V°Н2O+0.0161∙(a–1)∙V°в=1.005+0.0161∙(1.2–1)∙6.819=1.027 м/кг;

Vr=VRO2+VN2+VН2O=1.0865+6.76+1.03=8.8725 м/кг;

Объёмные доли трёхатомных газов.

rRO2=VRO2/Vr=1.0865/8.8725=0.122462

rН2O=VН2O/Vr=1.33/8.8725=0.1157

rn=rRO2+rН2O=0.122462+0.1157=0.2382

Концентрациязолыв продуктах сгорания.

m=А ∙aун/(100·Gr)=33.8∙0.95/(100·11.35)=0.03574 кг/кг;

Gr=1-A/100+1.306∙a· V°в=1-33.8/100+1.306·1.2·6.819=11.35 кг/кг;

2.4 Энтальпиивоздухаипродуктовсгорания

I°в=V°в∙(сt)в=6.819∙1436=9792.08 кДж/кг;

I°r=VRO2∙(сJ)RO2+V°N2∙(сJ)N2+V°Н2О∙(сJ)Н2О=1.0865∙2202+5.3952∙1394+1.005∙1725=11655.63 кДж/кг;

Ir=I°r+(a–1)∙I°в+Iзл;

т.к. (А ∙aун/Qн)∙10=(33.8∙0.95/26077)∙10=1.23<1.5,

то Iзл – не учитывается;

Ir=I°r+(a–1)∙I°в=11655.63+(1.2–1)∙9792.08=13614.04 кДж/кг.

Полученные результаты после проверки на компьютере и уточнения офор- мим в виде даблицы 2.3

Таблица 2.3 Результаты расчёта топлива.

Для твёрдого топлива	Для газообразноготоплива	Для смеси топлив	Энтальпии приt=1000 °С
V°вI=4.7593V°N2I=3.7638V°RO2I=0.8658V°Н2OI=0.551	V°вII=9.8079V°N2II=7.76V°RO2II=1.051V°Н2OII=2.16031	V°вII=6.81896V°N2II=5.3952V°RO2II=1.0865V°Н2OII=1.0047	Воздуха: I°в=9792.08Газа: I°r=11655.63Ir=13614.04Золы: Iзл=0.00

При aт=1.2, t=1000°С.

Значение коэффициентов избытка воздуха на выходе из топки и присосов воздуха в элементах и газоходах котельной установки принимаем по таблице 2.4.

Таблица 2.4 Присосы воздуха по газовому тракту.

Участки газового тракта.	∆a	a	Температура, °С.
Топка	0.1	1,2	100–2200
Пароперегреватель I ст.	0,05	1,25	600–1200
Экономайзер II ст.	0,04	1,29	400–900
Воздухоподогреватель II ст.	0,03	1,32	300–600
Экономайзер I ст.	0,04	1,36	200–500
Воздухоподогреватель I ст.	0,03	1,39	100–400

Данные расчётов энтальпии продуктов сгорания топлива при различных температурах газов в различных газоходах сведены в таблицу 2.5

Таблица 2.5 Энтальпии продуктов сгорания в газоходах.

Таблица 2.6 Характеристики продуктов сгорания в поверхностях нагрева.

Величина	Един-ица	Топка	Участки конвективных поверхностей нагрева
Величина	Един-ица	1.200	1.225	1.27	1.305	1.34	1.375
VRO2	м/кг	1.087	1.087	1.087	1.087	1.087	1.087
VN2=V°N2+(a-1)∙V°в	–//–	6.759	6.929	7.24	7.47	7.714	7.95
VН2O=V°Н2O+0.0161∙(a-1)∙V°в	–//–	1.027	1.029	1.034	1.038	1.042	1.046
Vr=VRO2+VN2+VН2O	–//–	8.872	9.045	9.357	9.599	9.842	10.09
rRO2=VRO2/Vr	–//–	0.122	0.12	0.116	0.113	0.11	0.108
rН2O=VН2O/Vr	–//–	0.116	0.114	0.11	0.108	0.106	0.104
rn=rRO2+rН2O	–//–	0.238	0.234	0.227	0.221	0.216	0.211
m= А ∙aун/(Gr·100)	кг/кг	0.0357	0.0358	0.0359	0.0359	0.036	0.036
10∙А ∙aун/Qн	кг/МДж	1.231	1.231	1.231	1.231	1.231	1.231

На рис.1 представлена схема котла К-50-40-1

Рис.1 Схема котла К-50-40-1

1-Торочная камера

2-Пароперегреватель

3-Экономайзер

4-Воздухоподогреватель

5-Фестон

6-барабан

3. Расчёт теплового баланса парогенератора и расход топлива

Расчёт теплового баланса парогенератора и расход топлива преждставлен в таблице 3

ТАБЛИЦА 3.

Величина			Единица	Расчёт
Наименование	Обозначение	Расчётная формула или способ определение	Единица	Расчёт
Располагаемая теплота топлива			кДж/кг
Потеря теплоты от химической неполноты сгорания топлива		По таблице 4–3	%	0,5
Потеря теплоты от механической неполноты сгорания топлива		По таблице 4–3	%	2
Температура уходящих газов		По заданию	°С	140
Энтальпия уходящих газов		По IJ–таблице	кДж/кг	1955,4
Температура воздуха в котельной		По выбору	°С	30
Энтальпия воздуха в котельной		По IJ–таблице	кДж/кг	265,94
Потеря теплоты с уходящими газами			%
Потеря теплоты от наружного охлаждения		По рис. 3–1	%	0,9
Сумма тепловых потерь			%
К.п.д. парогенератора			%
Коэффициент сохранения теплоты			—
Паропроизводительность агрегата	D	По заданию	кг/с	48
Давление пара в барабане		По заданию	МПа	4,4
Температура перегретого пара		По заданию	°С	445
Температура питательной воды		По заданию	°С	140
Удельная энтальпия перегретого пара		По табл. VI–8	кДж/кг	3313
Удельная энтальпия питательной воды		По табл. VI–6	кДж/кг	611
Значение продувки	p	По выбору	%	70
Полезно используемая теплота в агрегате			кВт
Полный расход топлива			кг/с
Расчётный расход топлива			кг/с

4. Расчет теплообмена в топке

Расчёт полной площади стен топочной камеры и сумарной лучевоспринимающей поверхности топки представлен в таблицах 4.1 ,4.2, 4.3

На рис.2 представлена схема топочной камеры

ТАБЛИЦА 4.1Расчет полной площади стен топочной камеры (Fст) и суммарной лучевоспринимающей поверхности топки (Hл)

Наименование	Обоз-наче-ние	Еди-ница	Фр.и свод	Боко-вые	Задн	Вых. окно	S
Полная площадь стены и выходного окна	FСТ	м2	84.6	130	66.53	16.63	297.76
Расстояние между осями крайних труб	b	м	5.11	5,88	5.11	5.11
Освещённая длина труб	L	м	15,08	8,625	12,08	2,97
Площадь, занятая лучевоспринимающей поверхностью	F	м2	77.05	120	61.73	15.18	273.96
Наружный диаметр труб	d	мм	60	60	60	60
Шаг труб	s	мм	70	70	70	70
Расстояние от оси труб до кладки (стены)	e	мм	125	75	125	125
Отношение	s/d	-	1.17	1.17	1.17	1.17
Отношение	e/d	-	2.1	1.25	2.1	2.1
Угловой коэффициент	x	-	0.98	0.98	0.98	0.98
Площадь лучевоспринимающей поверхности открытых экранов	HЛОТК	м2	75.51	117,6	60.5	14.88	268.5

ТАБЛИЦА 4.2Расчёт конструктивных характеристик топки