Добавлен: 22.11.2023
Просмотров: 124
Скачиваний: 3
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Таблица 1.9
Энтальпия продуктов сгорания в газоходах
, С | I0в, КДж/кг | I0г, КДж/кг | Газоходы и коэф-ты избытка воздуха | |||
Т=1,35 | kr=1,45 | эк=1,53 | вп=1,63 | |||
Iг | Iг | Iг | Iг | |||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
30 | 227,2 | | | | | |
100 | | 871,596 | | | 1007,9 | 1015 |
200 | | 1764,44 | | | 1900,76 | 1964 |
300 | | 2674,98 | | | 2811,3 | 2870 |
400 | | 3633,42 | | 3747,02 | 3754 | |
500 | | 4605,89 | | 4719,49 | | |
600 | | 5597,18 | | 5710,49 | | |
700 | | 6615,82 | | 6729,42 | | |
800 | | 7666,71 | | 7780,31 | | |
900 | | 8736,37 | | 8849,87 | | |
1000 | | 9822,05 | 9912,93 | 9935,65 | | |
1200 | | 12005,19 | 12096,07 | | | |
1400 | | 14289,71 | 14360,59 | | | |
1600 | | 16548,3 | 16639,18 | | | |
1800 | | 18868,07 | 18958,95 | | | |
2000 | | 21212,69 | 21303,57 | | | |
2200 | | 23557,3 | 23648 | | | |
Расчет теплового балнса котлоагрегата выполнен в табл. 1.10, а поверочный расчет поверхностей нагрева котлоагрегата приведен в табл. 1.11.
На основе результатов табл. 1.9 построена I-d- диаграмма продуктов сгорания, которая представлена на рис. 1.2.
Таблица 1.10
Расчет теплового баланса теплового агрегата
Наименование | Обозначения | Расчетная ф-ла, способ опр. | Единицы измерения | Расчет |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
Распологаемая теплота | Qpp | Qpp=Qpн | КДж/Кг | 22040 |
Потеря теплоты от мех. неполн. сгорания | q3 | по табл. 4.4 [4] | % | 0,8 |
Потеря теплоты от мех. неполноты сгорания | q4 | по табл. 4.4 [4] | % | 5 |
Т-ра уходящих газов | ух | исх.данные | oC | 135 |
Энтальпия уходящих газов | Iух | по табл. 1.9 | КДж/Кг | 1320 |
Т-ра воздуха в котельной | tхв | по выбору | oC | 30 |
Энтальпия воздуха в котельной | I0хв | по табл. 1.8 | КДж/Кг | 227,2 |
Потеря теплоты с уход. газами | q2 | | % | (1320-1,63x227)* *(100-5)/(22040)= =6,25 |
Потеря теплоты от нар. охлажден. | q5 | по рис 3.1 [4] | % | 3,8 |
Потеря с физ. теплом шлаков | q6 | ашл*Iз*Ар/Qрн | % | 0,15*1206* *23/22040=0,19 |
Сумма тепл. Потерь | q | | % | 6,25+0,8+5+3,8+ +0,19=16,04 |
КПД катлоагрегата | | 100-Q | % | 100-16,04=83,96 |
Коэф. Сохранения теплоты | | 1-q5/(+ q5) | | 1-3,8/(83,96+3,8)= =0,957 |
Производительность агрегата по пару | D | по заданию | Кг/с | 25/3,6=6,94 |
Давление раб. тела | P | по заданию | МПа | 1,4 |
Т-ра рабочего тела | tнп | по заданию | oC | 195 |
Т-ра питательн. воды | tпв | по заданию | oC | 104 |
Удельная энтальпия р.т. | iнп | по табл.vi-7[4] | КДж/Кг | 2788,4 |
Удельная энт. питат. воды | iпв | по табл.vi-7[4] | КДж/Кг | 439,4 |
Значение продувки | n | по задан. | % | 4,8 |
Полезно исп. теплота вагрегате | Q1 | D*(iнп-iпв)+n* *D(Iкв-Iнп) | кВт | Q=6,94*(2788,4-439,4)+0,048*6,94*(830-439,4)= =16432,3 |
Полный расход топлива | В | Q1/Qрр | Кг/с | 16432,3/0,8396* *22040=0,88 |
Расчетный расход | Вр | В*(1-q4/100) | Кг/с | 0,88*(1-5/100)= =0,836 |
Таблица 1.11
Тепловой расчет котлоагрегата КЕ-25-14с
№ | Наименование | Обозначение | Расчетная формула или способ определения | Ед. изм. | Расчет | ||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | ||
| Поверочный теплообмен в топке | | | | | ||
1. | Температура холодного воздуха | tв | | oC | 30 | ||
2. | Энтальпия холодного воздуха | Iхв | табл. 1.10 | КДж/Кг | 227,2 | ||
3. | Температура воздуха после воздухоподогревателя | tгв | принимается | oC | 120 | ||
4. | Энтальпия воздуха после воздухоподогревателя | Iгв | диаграма | КДж/кг | 925,5 | ||
5. | Количество теплоты вносимое в топку воздухом | Qв | Iг.в.(т-1)+ Iх.в.*т | КДж/кг | 925,5*(1,35-1,0)+227,2*0,1=346,6 | ||
6. | Полезное тепловыделение в топке | Qт | Qрр(100-q4-q3-q5)/(100-q4)+Qв | КДж/кг | 22040*(100-0,8-5,0-3,8)/(100-5)+346,6=22126,4 | ||
7. | Адиабатическая температура горения | tа | табл. 1.9 | oC | 2170 | ||
8. | Температура газов на выходе | | по предварительному выбору табл. 5-3[4] | oC | 1050 | ||
9. | Энтальпия газов на выходе | Iт | табл. 1.9 | КДж/Кг | 10458,7 | ||
10. | Площадь зеркала горения | R | по чертежу | м2 | 13,4 | ||
11. | Суммарная поверхность стен | Fст | по чертежу | м2 | 115,2 | ||
12. | Диаметр экранных труб | dнб | по чертежу | мм | 51*2,5 | ||
13. | Шаг труб экранов: боковых и фронтового заднего | S1 S2 | по чертежу по чертежу | мм мм | 55 100 | ||
14. | Эффективная лучевоспри-нимающая поверхность топки | Нлп | по чертежу | м2 | 92,1 | ||
15. | Объем топочной камеры | Vт | по чертежу | м3 | 61,67 | ||
16. | Степень экранирования топки | | Нэкр/Fст | - | 0,8 | ||
17. | Толщина излучающего слоя | Sт | 3,6*Vт/Fст | м | 3,6*61,67/115,2=1,93 | ||
| | | | | | ||
| | | | | | ||
18. | Относительное положение максимальных температур по высоте топки | X | стр. 28[4] | | 0,3 | ||
19. | Параметр учитывающий распре-деление температуры в топке | М | 0,59-0,5*Xт | | 0,59-0,5*0,3=0,44 | ||
20. | Средняя суммарная теплоемкость продуктов сгорания | Vгс*ср | | КДж/Кг | (22040-10458,7)/(2170-1050)=11,35 | ||
21. | Объемная доля: водяных паров трехатомных газов | гH20 гRO2 | табл. 1.7 табл. 1.7 | | 0,075 0,122 | ||
22. | Суммарная объемная доля трехатомных газов | гn | ГH20+ ГRO2 | | 0,197 | ||
23. | Произведение | P*гn*Sт | | м*МПа | 0,1*0,197*1,93=0,036 | ||
24. | Степень черноты факела | А | рис. 5-4[4] | | 0,28 | ||
25. | Коэффициенты ослабления лучей: 3-х атомных газов золовыми частицами частицами кокса | kг kз kкокс | рис. 5-5 [4] рис. 5-6 [4] стр. 31 [4] | 1/(м*Мпа) | 7,2 0,048 10 | ||
26. | Безразмерные параметры: X1 X2 | X1 X2 | стр. 31 [4] | - - | 0,5 0,03 | ||
27. | Коэффициенты ослабления лучей топочной средой | kг*гn | | 1/(м*Мпа) | 7,2*0,197+0,04*3,99+10*0,5*0,03==1,77 | ||
28. | Суммарная сила поглощения топочного объема | kps | | | 1,77*0,1*1,93=0,327 | ||
29. | Степень черноты топки | ат | рис. 5-3 [4] | | 0,57 | ||
30. | Коэффициент тепловой эффективности | ср | S*Hтл/Fст | | 0,6*92,1/115,2=0,48 | ||
31. | Параметр | | R/Fст | - | 13,4/115,2=0,12 | ||
32. | Тепловая нагрузка стен топки | Qт | Вр*Qт/Fст | кВт/м2 | 0,836*22040/115,2=159,9 | ||
33. | Температура газов на выходе из топки | ’’т | рис. 5-7 [4] | оС | 1050 | ||
34. | Энтальпия газов на выходе из топки | I’’т | I - диаграмма | кДж/кг | 10458,7 | ||
35. | Общее тепловосприятие топки | Qт | (Qт- I’’т) | кДж/кг | 0,96*(22126,4-10458,7)=11202,9 | ||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | ||
| Расчет конвективного пучка | | | | | ||
1. | Температура газа перед газоходом | ’кг | из расчета топки | оС | 1050 | ||
2. | Энтальпия газа перед газаходом | I’кг | из расчета топки | кДж/кг | 10458,7 | ||
3. | Температура газа за газоходом | ’’кп | принимается | оС | 400 | ||
4. | Энтальпия газа за газаходом | I’’кп | диаграмма | кДж/кг | 3747 | ||
5. | Диаметр труб шаг поперечный шаг продольный | dн* S1 S2 | из чертежа | мм мм мм | 51*2,5 110 95 | ||
6. | Число труб поперек движения газа | Z1 | из чертежа | шт | 22 | ||
7. | Число труб вдоль потока газа | Z2 | из чертежа | шт | 55 | ||
8. | Поверхность нагрева | Hкп | из чертежа | м2 | 417,8 | ||
9. | Ширина газохода | B | из чертежа | м | 2,32 | ||
10. | Высота газохода | h | из чертежа | м | 2,4 | ||
11. | Живое сечение для прохода газов | F | b*h-Z*dн*е | м2 | 2,32*2,4-22*2,5*0,051=2,763 | ||
12. | Толщина излучающего слоя | Sкп | 0,9*dн*(4*S1*S2/(3,14*d2н)-1) | м | 0,9*0,051*(4*0,11*0,095/(3,14*0,05)-1)=0,189 | ||
13. | Тепловосприятие по уравнению теплового баланса | Qбкп | *(I’-I’’+кп*Iхв) | кДж/кг | 0,96*(10458,7-3747+0,1*227,2=7063,1 | ||
14. | Температурный напор в начале газохода | tб | ’кп-tнп | оС | 1050-195=855 | ||
15. | Температурный напор в конце газохода | tм | ’’-tнп | оС | 400-195=205 | ||
16. | Средний температурный напор | t | (tб-tм)/Ln(tб/tм) | оС | (855-195)/Ln(855/195)=459,2 | ||
17. | Средняя температура газов в газоходе | ср | 0,5*(’+’’) | оС | 0,5*(1050+400)=725 | ||
18. | Средняя скорость газов в газоходе | | Вр*Vг*(ср+273)/(Fг*273) | м/с | 0,836*9,24*(725+273)/(2763*273)= =9,74 | ||
19. | Коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов к стенке | к | рис. 6-6 [4] | Вт м2*оС | 63*1*0,925*0,95=58,45 | ||
20. | Объемная доля водяных паров | ГH2O | табл. 1.8 | - | 0,072 | ||
| | | | | | ||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | ||
21. | Суммарная объемная доля 3-х атомных газов | ГRO2 | табл. 1.8 | - | 0,186 | ||
22. | Суммарная поглощающая способность 3-х атомных газов | | p*Гn*Sкп | м/МПа | 0,1*0,186*0,189=0,0033 | ||
23. | Коэффициент ослабления лучей 3-х атомными газами | kг | рис. 5-5 [4] | 1/(м*МПа) | 29,0 | ||
24. | Суммарная оптическая толщина запыленного газового потока | | kг*Гп*P*Sт | | 29*0,186*0,1*0,189=0,1 | ||
25. | Степень черноты газов | а | рис. 5-4 [4] | | 0,095 | ||
26. | Температура загрязненной стенки | tз | | оС | 195+60=255 | ||
27. | Коэффициент теплоотдачи излучением | 1 | рис. 6-12 [4] | Вт/ (м2*оС) | 9,36 | ||
28. | Коэффициент использования | | 0,90,95 | | 0,93 | ||
29. | Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке | 1 | (к-л) | Вт/ (м2*оС) | 0,93*(58,95+9,36)=63,53 | ||
30. | Коэффициент тепловой эффективности | | табл. 6-2 | | 0,6 | ||
31. | Коэффициент теплопередачи | К | *1 | Вт/ (м2*оС) | 0,6*63,53=38,5 | ||
32. | Тепловосприятие пучка | Qткп | К*Н*t/Вр*103 | КДж/кг | 38,5*417,8*459,15/(0,836*103)=7907 | ||
33. | Расхождение величин | Н | (Qткп-Qбкп)/Qткп*100% | % | (7907-7663,1)/7907*100=3,1 | ||
| Расчет воздухоподогревателя | | | | | ||
1. | Температура газов на входе в воздухонагреватель | ’вп | из расчета конвективного пучка | оС | 400 | ||
2. | Энтальпия газов на входе в воздухонагреватель | I’вп | из расчета конвективного пучка | КДж/кг | 3747 | ||
3. | Температура газов на выходе из воздухонагревателя | ’’вп | по предварительному выбору | оС | 270 | ||
4. | Энтальпия газов на выходе из воздухонагревателя | I’’вп | I - диаграмма | КДж/кг | 2538 | ||
5. | Температура холодного воздуха | tх*в | | оС | 30 | ||
6. | Тепловосприятие по балансу | Qбвп | (I’-I’’+*I*L) | КДж/кг | 0,95*(3747-2538+0,08*227,2)=828,7 | ||
| | | | | | ||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | ||
7. | Температура воздуха на выходе из воздухоподогревателя | tгв | по предварительному выбору | оС | 120 | ||
8. | Энтальпия воздуха на выходе из воздухоподогревателя | Iгв | диаграмма | КДж/кг | 925,5 | ||
9. | Тип воздухоподогревателя | | Прил. 1 [1] | | Тип Ш, площадь поверхности нагрева 166 | ||
10. | Диаметр труб | dн | Прил. 1 [1] | мм | 40*1,5 | ||
11. | Относительный шаг поперечный продольный | S1 S2 | Прил. IV | | 1,5 2,1 | ||
12. | Отношение | ’ | вп-вп | | 1,35-0,1=1,25 | ||
13. | Энтальпия воздуха на выходе из воздухоподогревателя | I’’вп | Qбвп/(’+/2)+I0вх | КДж/кг | 828,7/(1,25+0,08/2)+227,3=869,7 | ||
14. | Температура воздуха на выходе из воздухоподогревателя Полученная температура горячего воздуха t=115оС, отличается от выбранной t=120оС на 5оС, что находится в норме | t’’вп | по I - таблице | оС | 115 | ||
15. | Средняя температура газов | ср | 0,5*(’+’’) | оС | 0,5*(400+270)=335 | ||
16. | Средняя температура воздуха | tср | 0,5*(t’+t’’) | оС | 0,5*(115+30)=72,5 | ||
17. | Средняя скорость воздуха | в | 68 | м/с | 8 | ||
18. | Средняя скорость газов | г | 1216 | м/с | 12 | ||
19. | Большая разность температур | tб | ’-t’’ | оС | 400-115=285 | ||
20. | Меньшая разность температур | tм | ’’-t’ | оС | 270-30=240 | ||
21. | Средний температурный напор | t | (tб-tм)/Ln(tб/tм) | оС | (285-240)/Ln(285/240)=262 | ||
22. | Секундный расход газа | V’г | Вр*Vг*(ср+273)/273 | м3/с | 0,836*9,832*(335-273)/273=18,3 | ||
23. | Секундный расход воздуха | V’в | Вр*Vв*(’ср+273)/273 | м3/с | 0,836*8,162*(725-273)/273=8,63 | ||
24. | Коэффициент теплоотдачи с воздушной стороны | к | рис. 6-5 [4] | Вт/ (м2*оС) | 72*0,9*0,88*1,02=62,7 | ||
25. | Коэффициент теплоотдачи от газов с стенке | л | рис. 6-7 [4] | Вт/ (м2*оС) | 35*1,03*1,02=36,8 |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
26. | Коэффициент использования воздухоподогревателя | | табл. 6-3 | | 0,7 |
27. | Коэффициент теплопередачи | К | *(к*л)/ (к-л) | Вт/ (м2*оС) | 0,7*(62,7*36,8)/(62,7-36,8)=16,2 |
28. | Тепловосприятие по уравнению теплообмена | Qтвп | К*Н*t/(Вр*103) | КДж/кг | 16,2*262*166/(0,836*103)=842,7 |
29. | Расхождение | Q | | % | 100*(842,7-828,7)/842=1,6% 2% |
| Расчет водяного экономайзера | | | | |
1. | Температура газов перед экономайзером | ’эк | из расчета воздухоподогревателя | оС | 270 |
2. | Энтальпия газов перед экономайзером | I’эк | из расчета воздухоподогревателя | КДж/кг | 2538 |
3. | Температура газов за экономайзером | ’’эк | принимаем | оС | 135 |
4. | Энтальпия газов за экономайзером | I’’эк | диаграмма | КДж/кг | 1320 |
5. | Тепловосприятие экономайзера | Qбэк | (I’-I’’+*I*L) | КДж/кг | 0,96*(2538-1320+0,1*277,4)=1241 |
6. | Температура питательной воды | tпв | по заданию | оС | 104 |
7. | Энтальпия питательной воды | Iпв | по заданию | КДж/кг | 439,2 |
8. | Энтальпия воды за экономайзером | Iэк | Iпв+Qбэк*Вр/D | КДж/кг | 439,2+1241*0,876/6,94=568,5 |
9. | Тип экономайзера | | прил. V1 [4] | | ЭП-646 |
10. | Температура воды за экономайзером | t’’в | табл. V1-6 [4] | оС | 136 |
11. | Большая разность температур | tб | ’-t’’в | оС | 270-135=134 |
12. | Меньшая разность температур | tм | ’’-tпв | оС | 135-100=35 |
13. | Средний температурный напор | t | (tб-tм)/Ln(tб/tм) | оС | (134-35)/Ln(134/35)=62,8 |
14. | Средняя температура газов | ср | 0,5*(’+’’) | оС | 0,5*(270+135)=202,5 |
15. | Длина труы | L | табл. 1V-2 [4] | м | 2 |
16. | Средняя скорость газов | | принимается 612 | м/с | 11 |
17. | Секундный расход газов | Vсек | Вр*Vг*(ср+273)/273 | м3/с | 0,836*10,011*(202+273)/273=14,24 |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
18. | Живое сечение всего экономайзера | | Vсек/эк | м2 | 14,24/8=1,78 |
19. | Коэффициент теплопередачи | k | рис. 6-4 [4] | Вт/ (м2*оС) | 25,8 |
20. | Типовая поверхность нагрева экономайзера | Нэк | табл.1У-2 [4] | М2 | 646 |
21. | Расчетная поверхность нагрева экономайзера | Нэк | Q*Вр*103/(К*t) | м2 | 1241*0,816*103/(62,8*25,8)=640 |
22. | Тепловосприятие ступени по уравнению теплообмена | Qт | К*Н*t/(Вр*10-3) | КДж/кг | 25,8*646*62,8/(0,836*103)=1252 |
23. | Расхождение | | | % | (1252-1241)/1252*100=0,0882% |
| | | Расчет окончен | | |
Таблица 1.12
Сводная таблица теплового расчета котлоагрегата КЕ-25-14с
№ | Наименование | Обозначение | Ед. изм. | Расчетное значение |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| Тепловой баланс | | | |
1. | Распологаемая теплота топлива | Qрр | КДж/Кг | 22040 |
2. | Температура уходящих газов | ух | oC | 135 |
3. | Потеря теплоты с уходящими газами | q2 | % | 6,25 |
4. | К.П.Д. | | % | 83,96 |
5. | Расход топлива | Bр | Кг/с | 0,836 |
| Топка | | | |
1. | Температура воздуха | tв | oC | 120 |
2. | Теплота, вносимая воздухом | Qв | КДж/Кг | 346,6 |
3. | Полезное тепловыделение | Qт | КДж/Кг | 22126,4 |
4. | Температура газов на выходе | т | oC | 1050 |
5. | Энтальпия газов на выходе | Iт | КДж/Кг | 10458,7 |
6. | Тепловосприятие | Qт | КДж/Кг | 11202,9 |
| Конвективный пучок | | | |
1. | Температура газов: на входе на выходе | ’ ’’ | oC oC | 1050 400 |
2. | Энтальпия газов: на входе на выходе | I’ I’’ | КДж/Кг КДж/Кг | 104587 3747 |
3. | Тепловосприятие поверхности нагрева | Qбкп | КДж/Кг | 7663,1 |
| Воздухоподогреватель | | | |
1. | Температура газов: на входе на выходе | ’ ’’ | oC oC | 400 270 |
2. | Энтальпия газов: на входе на выходе | I’ I’’ | КДж/Кг КДж/Кг | 3747 2538 |
3. | Температура воздуха: на входе на выходе | t’в t’’в | oC oC | 30 115 |
4. | Энтальпия воздуха: на входе на выходе | | КДж/Кг КДж/Кг | 227,2 869,7 |
5. | Тепловосприятие поверхности нагрева | Qбвп | КДж/Кг | 828,7 |
| Экономайзер | | | |
1. | Температура газов: на входе на выходе | ’ ’’ | oC oC | 270 135 |
2. | Энтальпия газов: на входе на выходе | I’ I’’ | КДж/Кг КДж/Кг | 2538 1320 |
3. | Тепловосприятие поверхности нагрева | Qбэк | КДж/Кг | 1241 |