Файл: Курсовой проект котла ( парогенератора) по дисциплине Котельные установки и парогенераторы.doc
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.01.2024
Просмотров: 64
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Конструирование топки котла
Таблица № 9.
| Рассчитываемая величина | Обозначение | Единица измерения | Формула и обоснование | Расчет или данные эскизов | Значение |
| Ширина топки | ат | м | 0,67*(D)0,5 | 0,67*(840)0,5 | 19,418 |
| Тепловое напряжение сечения топки | qF | МВт/м2 | По таблице 11-1, стр 66 [1] | - | 3 |
| Тепловое напряжение топочного объема | qv | кВт/ м3 | По таблице 17 [1] | - | 174,6 |
| Сечение топки | Fсеч.т. | м2 | (Bр*Qri)/ qF | (31,852*20172)/ 3/1000 | 214,173 |
| Глубина топки | bт | м | Fсеч.т./ ат | 214,173/ 19,418 | 11,029 |
| Минимальный объем топки | Vminт | м3 | (Bр*Qri)/ qv | (31,852*20172)/ 174,6 | 3679,96 |
| Ориентировочный расчетный объем топки | Vрт | м3 | [3-υ//т/625]*[28/ Qri]0,5* Vminт | [3-1200/625]*[28/ 20172]0,5* 3679,96 | 4682,426 |
| Холодная воронка: | |||||
| угол наклона скатов | α | град | 50-550 | - | 55 |
| ширина устья | by | м | 0,8-2 | - | 2 |
| высота ската | hх.в. | м | 0,5*(bт-by)*tg α | 0,5*(11,029-2)*tg 55 | 6,441 |
| длина средней поверхности | bср | м | 0,5*(bт+ by) | 0,5*(11,029+2) | 6,515 |
| длина ската | lск | м | hх.в./sin α | 6,441/sin 55 | 7,866 |
| Поверхность и объем холодной воронки: | |||||
| боковой стены | Fтр | м2 | 0,25*(bт+bср)*hх.в. | 0,25*(11,029+6,515)*6,441 | 28,25 |
| наклонного экрана | Fск | м2 | 0,5*lск*ат | 0,5*7,866*19,418 | 76,369 |
| средней плоскости | Fср | м2 | bср*ат | 6,515*19,418 | 126,505 |
| общая поверхность | Fхв | м2 | 2*(Fтр+Fск)+Fср | 2*(28,25+76,369)+126,505 | 335,744 |
| объем холодной воронки | Vх.в. | м3 | Fтр*ат | 28,25*19,418 | 548,575 |
| Верхняя часть топки: | |||||
| Глубина ширм | lш | м | Принята | - | 2,4 |
| Глубина выступа | lв | | 0,25* bт | 0,25*11,029 | 2,757 |
| Глубина топки до ширм | b' | м | bт-lш/2-lв | 11,029 – 2,4/2 – 2,727 | 7,072 |
| Высота выходного окна | hок | м | Принята | - | 9,5 |
| Высота ширм | hш | м | hок-0,1 | 9,5 - 0,1 | 9,4 |
| Высота аэродинамического выступа | hв | м | lв*tg β2 | 2,757*tg 30 | 1,592 |
| Поверхность фронтовой стены | fфр1+2 | м2 | (hок+hв)*ат | (9,5+1,592)*19,418 | 215,388 |
| Поверхность боковой стены топки в зоне ширм | fбок1 | м2 | (hш –0,5*lш*tg β1)* b’ | (9,4 –0,5*2,4*tg 45)* 7,072 | 57,997 |
| Поверхность потолка | fпот | м2 | ат*b’ | 19,418*7,072 | 137,328 |
| Зазор между ширмами и аэродинамическим выступом | hт.з. | м | 0,05-0,1 | - | 0,100 |
| Поверхность боковой стены топки в зоне аэродинамического выступа и скоса ширм | fбок2 | м2 | [(b’+0,25*lш)*0,5*lш*tgβ2]+[hт.з.*(b’+0,5*lш)]+[0,5*(b’+0,5*lш+bт)* hв] | [(7,072+0,25*2,4)*0,5*2,4*tg30]+[0,1*(7,072+0,5*2,4)]+[0,5*(7,072+0,5*2,4+11,029)* 1,592] | 21,503 |
| Длина выходного окна | lок | м | hок-0,5*lш*tg β1+0,5*lш/cos β1 | 9,5 -0,5*2,4*tg 45+0,5*2,4/cos 45 | 9,997 |
| Площадь выходного окна | Fок | м2 | lок*ат | 9,997*19,418 | 194,133 |
| Поверхность верхней части | Fв.ч. | м2 | fфр1+2+2*(fбок1+fбок2)+fпот+Fок | 230,923+2*(57,997+21,503)+137,328+194,133 | 705,85 |
| Объем верхней части | Vв.ч. | м3 | ат*(fбок1+fбок2) | 19,418*(57,997+21,503) | 1543,771 |
| В целом по топке: | |||||
| Объем призматической части | Vпр.ч. | м3 | Vрт-Vх.в.-Vв.ч. | 4682,426 – 548,575 - 1543,771 | 2590,08 |
| Высота призматической части топки (ориентировочно) | hпр.0 | м | Vпр.ч./ат*bт | 2590,08/19,418*11,029 | 12,093 |
| Высота призматической части топки | hпр. | м | Принята | - | 12 |
| Общая высота топки | hт | м | hх.в.+hпр+hв+hок | 6,441+12+1,592+9,5 | 29,533 |
| Поверхность стен призматической части | Fпр | м2 | 2*(ат+bт)*hпр | 2*(19,418+11,029)*12 | 730,748 |
| Поверхность стен топки | Fст.р. | м2 | Fхв+Fв.ч.+Fпр | 335,744+705,85+730,748 | 1772,342 |
| Поверхность экранов топки | Fэкр.р. | м2 | Fст.р.-Fок | 1772,342-194,133 | 1578,209 |
| Толщина излучаемого слоя | s | м | 3,6*Vрт/ Fст.р. | 3,6*4682,426/ 1772,342 | 9,551 |
| Расстояние от горелок до ската холодной воронки | h' | м | Принята | - | 1,9 |
| Высота расположения горелок | hг | м | h'+0,5*hх.в | 1,9+0,5*6,441 | 5,120 |
| Расчетная высота топки | hт | м | hт-0,5*hх.в-0,5*hок | 29,533-0,5*6,441-0,5*9,5 | 21,562 |
| Относительное положение максимума температур | xг | - | hг/hт | 5,120/21,562 | 0,237 |
| Коэффициент | M | - | 0,59-0,5*xг | 0,59-0,5*0,237 | 0,471 |
Расчет теплообмена в топке
Таблица № 10.
| Рассчитываемая величина | Обозначение | Единица измерения | Формула и обоснование | Расчет или данные эскизов | Значение |
| Температура горячего воздуха | tг.в. | 0С | Принята | - | 350 |
| Энтальпия | I0г.в. | кДж/кг | По таблице № 6 | - | 2542 |
| Тепло, вносимое воздухом в топку | Qв | кДж/кг | (α//т-∆αт-∆αпл)*I0г.в.+ +(∆αт+∆αпл)*I0х.в. | (1,2-0-0)*2542+ +(0+0)*214,8 | 3050,4 |
| Полезное тепловыделение в топке | Qт | кДж/кг | Qri*(100-q3-q4-q6)/(100- q4)+Qв-Qв,вн | 20172*(100-0-1-0,03)/(100- 1)+3050,4 | 23216,287 |
| Теоретическая температура горения | υа Ta | 0С К | По таблице № 6 | - | 1956 2229 |
| Температура газов на выходе из топки | υ//т T//т | 0С К | Принята | - | 1200 1473 |
| Энтальпия газов на вых из топки | I//т | кДж/кг | По таблице № 6 | - | 13482 |
| Средняя суммарная тепло-емкость продуктов сгорания | VCp,ср | кДж/(кг*град) | (Qт-I//т)/(υа-υ//т) | (23216,287-13482)/(1956-1200) | 12,4 |
| Угловой коэффициент экранов | x | - | Принята | - | 1 |
| Условный коэффициент загрязнения | ξ | - | По таблице № 3.6 [3] | - | 0,450 |
| КТЭ экранов | Ψэкр | - | x*ξ | 1*0,45 | 0,450 |
| Средний КТЭ | Ψср | - | Принята | - | 0,45 |
| Коэффициент ослабления лучей газами (p=0,1 МПа) | kгrп | 1/(м*МПа) | [((0,78+1,6*rH20)/(0,1*p*rп*s)^0,5)-0,1] * * [1-(0,37*T//т /1000)]*rп | [((0,78+1,6*0,099)/(0,1*0,239*1*9,551)^0,5)-0,1] *[1-(0,37*1473 /1000)]*0,239 | 0,203 |
| Эффективный диаметр золовых частиц | dзл | мкм | По таблице № 3.8 [3] | - | 16 |
| Коэффициент ослабления лучей частицами золы | kзлμзл | 1/(м*МПа) | 4,3*104*ρт*μзл/(T//т*dзл)0,67 | 4,3*104*1,3*0,0196/(1473*16)0,67 | 1,289 |
| Коэффициент ослабления лучей частицами кокса | kк | 1/(м*МПа) | По таблице № 3.8 [3] | По таблице № 3.8 [3] | 0,500 |
| Коэффициент ослабления лучей топочной средой | k | 1/(м*МПа) | kгrп+kзлμзл+kк | 0,203+1,289 +0,5 | 1,992 |
| Коэффициент излучения факела (p=0,1 МПа) | ξф | - | 1-exp(-kps) | 1-exp(-1,992*0,1*9,551) | 0,85 |
| Коэффициент теплового излучения топки | ξт | - | ξф/[ ξф+(1- ξф)*Ψср] | 0,85/[ 0,85+(1- 0,85)*0,45] | 0,926 |
| Критерий Больцмана | B0 | - | (φ*Bр*VCp,ср)/(σ0*Ψср* Fст. *Ta3) | (0,998*31,852*12,4)/(5,7*10 -11*0,45* 1772,342*22293) | 0,783 |
| Безразмерная температура газов на выходе из топки | Θ//т | - | B00,6/(M*ξт0,6+B00,6) | 0,7830,6/(0,471*0,9260,6+0,7830,6) | 0,657 |
| Температура газов на выходе из топки | T//т υ//т | К 0С | Θ//т*Ta T//т-273 | 0,657*2229 1465,13-273 | 1465,13 1192,13 |
Так как рассчитываемая υ//т отличается от предварительно менее чем на 2% (0,7 % в нашем случае) , то расчет топки считаем законченным.
Расчет ширмы
Таблица №11.
| Наружный диаметр трубы | dн | м | Принят | - | 0,040 |
| Толщина трубы | δ | м | Принята | - | 0,005 |
| Шаг в поперечном направлении отн.потока | S1 | м | Принят | - | 1,1 |
| Шаг в продольном направлении относит.газа | S2 | м | 1,25dн | 1,25*0,04 | 0,05 |
| Количество ширм | nш | | а/S1 | 19,418/1,1 | 18 |
| Пересчитанный шаг в поперечном направлении отн.потока | S1 | м | а/(nш + 1) | 19,418/(18 + 1) | 1,022 |
| Скорость пара | Wп | м/с | Принята | - | 10 |
| Средний удельный объем пара | v | м3/кг | f(Pср.ш;tср.ш) | f(156,37 бар;378) | 0,01322 |
| Живое сечение по пару | Fпж | м2 |  |  | 0,308 |
| Количество труб | n'тр | |  |  | 48,512 |
| Количество труб | nтр | | Принято | - | 49 |
| Глубина ширмы | bш | м |  |  | 5 |
| Лучевоспринимающая поверхность | Hлвх | м2 |  |  | 182,533 |
| Коэфф.распределения тепловосприятия |  | - | Номограмма 11 | - | 1,15 |
| Коэфф.учитывающий взаимный теплообмен |  | - | стр.29 | - | 0,94 |
| Тепло переданное излучением | Qл | кДж/кг |  |  | 9352,67 |
| Тепловая нагузка для ширм в выходном окне | qл.ш | кДж/(с*м2) |  |  | 181,699 |
| Лучистое тепло, входного сечения ширм | Qлвх | кДж/кг |  |  | 1041,253 |
| Эффект.толщина излучающего слоя | S | м |  |  | 1,401 |
| Коэффициент ослабления лучей: | | | | | |
| трехатомными газами | кг | 1/(кгс/см2*м) | Номограма 3 | - | 1,03 |
| золовыми частицами | кзл | 1/(кгс/см2*м) | Номограма 4 | - | 7,3 |
| Коэффициент ослабления лучей: | k | 1/(кгс/см2*м) |  |  | 0,389 |
| Произведение |  | - |  |  | 0,335 |
| Угловой коэфф.ширм |  | - |  |  | 0,109 |
| Оптическая толщина | kps | - | kps | 0,389*1*1,401 | 0,545 |
| Степень черноты | а | - | Номограма 2 | - | 0,322 |
| Поправочный коэфф.для твердого топлива |  | - | Принимаем | - | 0,5 |
| Лучистое тепло, выходного сечения ширм | Qлвых | кДж/кг |  |  | 264,279 |
| Тепло излучения воспринятое ширмой | Qлш | кДж/кг |  |  | 776,973 |
| Тепловосприятие ширм по балансу | Qбш | кДж/кг |  |  | 2255,063 |
| Энтальпия газов на выходе из ширмы | I"ш | кДж/кг |  |  | 11085,1 |
| Температура газов на выходе из ширмы |  | 0С | По таблице №4 | - | 1004 |
| Больший перепад температур | Δ tб | 0С |  |  | 844,13 |
| Меньший перепад температур | Δ tм | 0С |  |  | 596 |
| Температурный напор | Δ t | 0С |  |  | 713,684 |
| Коэфф. теплоотдачи от стенки к пару |  | Вт/(м2 0С) | Номограмма 15 | - | 3345 |
| Коэффициент загрязнения |  | - | рис.7-9 а) | - | 0,007 |
| Живое сечение по газу | Fгж | м2 |  |  | 175,765 |
| Скорость газа | Wг | м/с |  |  | 6,383 |
| Коэффициент теплоотдачи конвекцией |  | Вт/(м2 0С) | Номограмма 11 | - | 64,895 |
| Поверхность нагрева ширм | Hш | м |  |  | 1692 |
| Температура загрязненой стенки | tзагр.ст | 0С |  |  | 783,2 |
| Коэффициент теплоотдачи излучением |  | Вт/(м2 0С) | Номограмма 19 | - | 121,618 |
| Коэффициент использования |  | - | стр.47 | - | 0,731 |
| Коэфф.теплоотдачи с газовой стороны |  | Вт/(м2 0С) |  |  | 136,341 |
| Коэффициент теплопередачи | K | Вт/(м2 0С) |  |  | 59,244 |
| Поверхность нагрева ширм | H | м2 |  |  | 1698,822 |
| Высота ширмы | hш | м | H/(nш2bш) | 1698,822/(18*2*5) | 9,438 |
небаланс -0,403%
Сведение баланса
Таблица №12.
| Рассчитываемая величина | Обозначение | Единица измерения | Формула и обоснование | Расчет или данные эскизов | Результат |
| Тепловосприятие ГКП (по балансу) |  |  |  |  | 2502,57 |
| Энтальпия газов на выходе из ГКП |  | |  |  | 8576,77 |
| Температура газов на выходе из ГКП |  |  | Из таблицы теплосодержания | - | 784 |
| Тепловосприятие ХКП (по балансу) |  | |  |  | 1320,387 |
| Энтальпия газов на выходе из ХКП |  | |  |  | 7253,33 |
| Температура газов на выходе из ХКП |  | | Из таблицы теплосодержания | - | 687 |
| |  | |  |  | 1,2 |
| |  | |  |  | 1,23 |
| |  | |  |  | 1,215 |
| Средняя энтальпия воздуха в ВП |  | |  | - | 1364 |
| Тепловосприятие ВП (по баллансу) |  | |  |  | 2827,548 |
| Энтальпия газов на выходе из ВЭК |  | |  |  | 4324,803 |
| Тепловосприятие ВЭК (по баллансу) |  | |  |  | 2921,77 |
| Энтальпия воды на выходе из ВЭК |  | |  |  | 1347,91 |
| Сумма тепловосприятий |  | |  |  | 18847,921 |
| Невязка теплового баланса |  | |  |  | -158,307 |
| Относительная невязка |  |  |  |  | -0,78 |