Файл: расчет котла п-78.docx

Топливо

Состав попутного газа, теплота сгорания, при α = 1: таблица IV [1] стр. 140

Таблица № 1

_{Объёмы воздуха и продуктов сгорания: таблица XIII [1] стр. 152}

=9,49 ; =1,00 ; =7,51 ; =2,14 ;

Теплоёмкость газообразного топлива, отнесенная к 1 сухого газа Сг, кДж/(м3×К) Определяется по формуле [1] стр. 20 п. 3-15 в зависимости от температуры газов:

где – влагосодержание газообразного топлива, г/ ,

если не задано, то принимается = 10 г/

Коэффициент избытка воздуха в топке , по таблице XX [1] стр. 175, топливо природный газ, для камерных топок = 1,05

Для котлов, работающих под наддувом, коэффициент избытка воздуха на участках тракта от топки до воздухоподогревателя принимается постоянным α = 1,05 [1] стр. 27.

Топка и газоходы конвективных поверхностей нагрева газоплотные, прососы воздуха в топку отсутствуют Δ = 0, присосы воздуха в газоходе воздухоподогревателя Δα = 0,02 таблица XVII [1] стр. 171, соответственно: Коэффициент избытка воздуха в уходящих газах ,

Расчетные объёмы газов Определяем по формулам (4-07; 4-08; 4-09; 4-10;) таблица 4-1 [1] стр. 22, 23, 24

Таблица № 2

Энтальпия продуктов сгорания газов и воздуха между поверхностями нагрева для заданного интервала температур.

Для расчета использованы данные таблицы XVI [1] стр. 170 Таблица № 3

Тепловой баланс котла

= КДж/кг

Найдем энтальпию уходящих газов:

задано характеристикой котла;t_ух=153

по таблице № 3 найдем энтальпию при ,H_ух=2401,46 КДж/кг

Температура холодного воздуха, С Задано в технической характеристике котла = 30; тогда энтальпия холодного воздуха, кДж/кг (кДж/)

= 220 кДж/кг

Потери тепла, %:

- от химического недожога, =0,07 таблица XX [1] стр. 175

- от механического недожога, = 0 (для газового топлива)

- в окружающую среду, = 0,2 [1] стр. 30 п.5-09

- с уходящими газами, [1] стр. 29:

q₂=

Сумма тепловых потерь , % ;

– вводится для твердого топлива

=4,41+0,07+0+0,2=4,68 %

Коэффициент полезного действия котла , %

;

Ƞ_к=100-4,68=95,32%

Определим энтальпию пара (воды):

1. Острого пара при p=25МПа, t=545, кДж/кг

2. Питательной воды при p=25МПа, t=272 кДж/кг

3. Пар до промперегрева при p=4,0МПа, t=295, ί^’_вт=2947 кДж/кг

4. Пар после промпереграва при p=3,8МПа , t=545

ί^"_вт=3551 кДж/кг

Определим полученное тепло в котле

;

Q₁=458,3*(3317-1206)+376,7*(3551-2947) =1194998,1 КВт=1,19ГВт

Определим расход топлива

= =25,51 кг/с

=

Расчетный расход топлива

=34,99*(1- )

Коэффициент сохранения тепла 

Определяем по формуле (5-11) [1] стр. 30:

=1-0,998

Тепловой расчет топки котельного агрегата

В горизонтальном сечении топка имеет размеры 23,5*13,86 м

Высота топки 44,7 м

Площадь топки:

передней (задней) стенки – 23,5*44,7=1050,45 ;

боковых стенок – 13,86*(44,7-5)= 550,242;

Потолок (пол топки) – 23,5*13,86=325,71;

Суммарная площадь топки – 1050,45*2+550,242*2+325,71*2=3852,804.

Коэффициент избытка воздуха в топки принимаем = 1,05

Температура горячего воздуха принимаем t_гв=270 (из технической характеристики котла)

Тогда энтальпия из таблицы №3 =2870кДж/кг

Тепло, вносимое воздухом в топку , кДж/кг

Определяем по формуле (6-29) [1] стр.41

=0, так как отсутствуют присосы воздуха в топки

=0, так как вводиться только для твердого топлива

Q_в=1,05*2870+0-0=3013,5 КДж/кг

Полезное тепловыделение в топке , кДж/кг

(отсутствует механический недожог)

(вводиться только с твердым топливом)

Q_т=49108,36* 52087,48 кДж/кг

Теоретическая (адиабатическая) температура горения , С

По таблице №3 определим =2035С

Температура газов на выходе из топки , С

Принято предварительно по рекомендациям [1] стр.116 = 1050С

(так как котел изначально пылеугольный)

Энтальпия газов на выходе из топки кДж/кг (кДж/), по таблице № 3

=18406,8

Средняя суммарная теплоемкость продуктов сгорания , кДж/(×С)

Определяем по формуле [1] стр.41, п.9-19:

= 34,19кДж/(×С) или

=34,19*0,239=8,172ккал/(×°С)

Количество тепла, воспринятого в топке излучением , кДж/кг (кДж/

Определяем по формуле (6-30) [1] стр.41:

Q_л=0,997*()= 33680,68 кДж/кг

Радиационные свойства продуктов сгорания – критерий Бугера

Bu = kps [1] стр. 39-40,

где k – коэффициент поглощения топочной среды, 1/ м МПа,

p – давление в топочной камере, МПа (задано) р = 0,1 МПа,

если не задано, то принимается p=0,1 МПа [1] стр. 237

S – эффективная толщина излучающего слоя, м

; где - объем топочной камеры

S=3,6*=19,6м

, где - коэффициент поглощения лучей газовой фазой (трехатомными газами – , O)

m  0,1 (для газа) – коэффициент, характеризует относительное заполнение топочной камеры светящимся пламенем (частицами сажи)

- коэффициент поглощения лучей частицами сажи, 1/(м ×МПа) Определяем по формуле (6-14) [1] стр. 38:

, где - соотношение углерода и водорода в рабочей массе топлива (из характеристики топлива) и при сжигании газа определяется по формуле (6-15) [1] стр. 38:

=0,12*()=2,97

=1050+273=1323 К

=0,3*(2-1,05)*2,97*(1,6*10^-3*1323-0,5)=1,36

- определяем по формуле (6-13) [1] стр. 37:

=()*(1-0,37*10³*1323)=0,495

k =0,495+0,1*1,36=0,63

Bu = 0,63*0,1*19,6=1,234

=0,1*0,282*19,6=0,55

Степень черноты потока газов в топке

Определяем по номограмме 17 [1] стр. 237, по kps=1,5  0,77

Температура на выходе из топки

;

М – параметр, учитывающий характер распределения температуры по высоте топки М=0,54-0,2х, где x- учитывающих высоту горелок x=0,56

М=0,54-0,2*0,56=0,428

- коэффициента тепловой эффективности экранов

- коэффициент, учитывающий тепловое сопротивление загрязнения или закрытия изоляцией, принимается по таблице 6-3 [1] стр. 42 для гладкотрубных экранов из плавниковых труб

=0,65

х =1 – угловой коэффициент экранов принимается поп. 6-06 [1] стр. 37

=0,65

ϑ_т^{" =}1050

Разница между принятой и полученной , следовательно, расчет

температуры на выходе из топки закончен

Определяется удельная нагрузка топочного объема (кВт/) по формуле:

==60,1 кВт/

Допустимое значение =200-220 кВт/

Тепловой расчет ширмового перегревателя ширмы 2 ступени

Поправочный коэффициент для учета излучения на пучок за ширмами:

Принимаем предварительно температуру газов на входе в ширмы III ступени:

Средняя температура газов в ширмах II ступени: (по описанию)

Произведение:

Коэффициент ослабления лучей:

Трехатомными газами:

Частицами золы:

Оптическая толщина:

Степень черноты газов в ширмах:

Угловой коэффициент с входного на выходное сечение ширм:

=

Тепло, полученное излучением из топки поверхностями нагрева, примыкающей к выходному окну топки, рассчитывается по формуле (7-06) [1] стр. 46:

Из расчета топки определяем температуру газов на входе:

Энтальпия:

Примем температуру за ширмой

Энтальпия:

Тогда Q^б_ш1=0,997*(18405,7-16286)=2113,34

t^'_пар=525

Перед 1 впрыском КДж/кг

Расход на 1 впрыск расход на второй

КДж/кг

КДж/кг

Температура на входе в ширму

Прирост энтальпии пара в ширмах 1 ступени

КДж/кг

Количества тепла воспринято излучением

Луче воспринимаемая поверхность ширм 1 ступени

Тепловосприятие Экранов

Q_экр= Q_л- Q_лш1=20111,18-850=19261,18 КДж/кг

Прирост энтальпии среды топочных экранов

i_экр.т===1470 КДж/кг

Средняя температура пара ==505,5

Средняя температура газов ширмы

Температурный напор ∆t=995-505=490

Расчетная скорость W_г= ==6,5м/с

Тепловой расчет вторичного перегревателя (промперегреватель)

Температура газов на входе в выходную ступень перегревателя

Энтальпия газов на входе в выходную ступень перегревателя

Температура газов на выходе в выходную ступень перегревателя

Энтальпия газов на выходе в выходную ступень перегревателя

Тепло, отданное газами по балансу

КДж/кг

Прирост энтальпии пара в выходной ступени

∆ i_впе===172,1 КДж/кг

Температура пара на выходе из выходной ступени

Энтальпия пара на выходе из выходной ступени

Энтальпия пара на входе выходной ступени

i^'_впе=i"_впе - ∆ i_впе=3545,8-172,1=3373,7 КДж/кг

Температура пара на входе выходной ступени

Определяется по табл. XXV [1] стр.189

Средняя температура пара выходной ступени

Средняя температура газов выходной ступени

Температурный напор

F_г= ==108,88 м²

Входная ступень

Температура газов на входе в входную ступень перегревателя

Энтальпия газов на выходе в входную ступень перегревателя

Температура пара на выходе входной ступени

Энтальпия пара на выходе входной ступени

Температура пара на выходе входной ступени

взято предварительно

Энтальпия пара на входе выходной ступени

Перепад энтальпии воды

Тепло, отданное газами

==3830 КДж/кг

Энтальпия газов на выходе входной ступени перегревателя

=12536,7-=8695,17 КДж/кг

Температура газов на выходе в входную ступень перегревателя

Средняя температура пара входной ступени

Средняя температура газов входной ступени

Температурный напор

F_г= == 88,91м²

Тепловой расчет теплообменника

Температура вторичного пара на входе в теплообменник

=295

Энтальпия вторичного пара на входе в теплообменник

=2932 КДж/кг

Температура вторичного пара после байпаса

Равна температуре пара на входе входной ступени вторичного пароперегревателя

Энтальпия вторичного пара после байпаса

Равна энтальпия пара на входе входной ступени вторичного пароперегревателя

Величина байпаса вторичного пара

Энтальпия вторичного пара на выходе

=2932+(3063,1-2932)/(1-0,6)=3260 КДж/кг

Температура вторичного пара на выходе

Тепловосприятие теплообменника по балансу

=376,67*(3063,1-2932)=49381,437 КДж/кг

Расход первичного пара в теплообменнике

=458-50=408 кг/с

Энтальпия первичного пара на входе в теплообменник

=3027,3+=3148,3КДж/кг

Температура первичного пара на входе в теплообменник

Определяем по табл. XXVI [1] по энтальпии

Средняя температура первичного пара в теплообменнике

Средняя температура вторичного пара в теплообменнике

Тепловой расчет конвективного пароперегревателя

Температура газов на входе в кпп равна температуре за ширмой ступени

Энтальпия:

Температура первичного пара на выходе из конвективного перегревателя

равно температуре первичного пара на входе в теплообменник

Энтальпия первичного пара на выходе из конвективного перегревателя

равно энтальпии первичного пара на входе в теплообменник

=3063,1 КДж/кг

Температура газов на выходе из перегревателя

Энтальпия газов на выходе из перегревателя

Тепло, отданное газами пароперегревателю по балансу

=0,997*(14394,7-12903,9)=1486,33КДж/кг

Прирост энтальпии в конвективном перегревателе

∆ i_пп===127,35 КДж/кг

Энтальпия первичного пара на входе конвективного перегревателя

i^'_пп=i"_пп - ∆ i_пп=3063,1-127,35=2935,75 КДж/кг

Температура первичного пара на входе конвективного перегревателя

Энтальпия среды на выходе из I ступени экономайзера

i^"_эк=i^' _пп - ∆ i_'эк=2935,75 – 1287,8=1647,95КДж/кг

Температура среды (воды, пара) на выходе из I ступени экономайзера

Температурный напор

F_г= == 146,54 м²

Тепловой расчет экономайзера

Температура газов на входе экономайзер равно температуре газов на выходе входной ступени вторичного перегревателя

Энтальпия газов на входе экономайзер

Расход воды через экономайзер

D_эк= 204 кг/с

Температура воды на входе экономайзера

Энтальпия воды на входе в экономайзер

Температура среды (воды, пара) на выходе из I ступени экономайзера

Энтальпия воды на выходе их экономайзера

Прирост энтальпии в экономайзере

∆i_эк=i"_эк – i^'_эк=1647,95 – 1205,5=442,45 КДж/кг

Тепло, отданное газами экономайзера

== 2581,8 КДж/кг

Энтальпия газов на выходе из экономайзера

=7346,66 -=4757,1 КДж/кг

Температура газов на выходе из экономайзера

Требуемая температура на входе ( температура перед рвп)

Разница 60 не существенна

Температурный напор

F_г= == 80,99 м²

Тепловой расчет регенеративного воздухоподогревателя

Так как температура меньше требуемой то в котле можно применить байпасирование, тогда температура перед рвп возьмем

Конечная температура газов

Температура воздуха на входе в рвп

Энтальпия воздуха на входе рвп

Температура воздуха на выходе в рвп

Энтальпия воздуха на выходе из рвп

Тепло, отданное газами

Тепло, полученное воздухом

Так как

То расчет рвп окончен

Расчет теплообмена в котле считается законченным, а принятые температуры окончательными