![](/user_photo/2706_HbeT2.jpg)
- •Объемы и энтальпии воздуха и продуктов сгорания
- •Избытки воздуха в газовом тракте котла
- •Кпд котла и расход топлива
- •Тепловой расчет топочной камеры
- •Расчет ширмового пароперегревателя
- •Расчет конвективных поверхностей нагрева
- •Тепловой баланс перегревателя
- •Расчет второй ступени перегревателя
- •Расчет первой ступени перегревателя
- •2) Определяем тепло переданное газами на участке испарения по формуле: кДж/кг;
- •Расчет водяного экономайзера
- •Расчет поверхности воздухоподогревателя
- •1) Рекуперативный трубчатый воздухоподогреватель (твп)
- •Регенеративный воздухоподогреватель (рвп)
- •Проходные сечения рвп по газу и воздуху
Расчет первой ступени перегревателя
1) Температура
дымовых газов на входе в первую ступень
перегревателя известная из расчета
второй ступени
определяем по таблицам энтальпию
;
2) Определяем тепло переданное газами на участке испарения по формуле: кДж/кг;
3) Тепло переданное газами на участке перегрева:
;
Определяем энтальпию газов за перегревателем первой ступени:
Тогда температура
дымовых газов за перегревателем первой
ступени находим по таблице № 4 -
4) Средний температурный напор при изменении агрегатного состояния с учетом противотока:
, где
- средний температурный напор на участке
перегрева, где
,
где температурный напор на входе газов
в перегревающую часть,
температурный напор на выходе дымовых
газов из нее;
- средний
температурный напор для участия
испарения, где
- температурный напор на выходе газов
из ступени.
5) Коэффициент теплопередачи находится по упрощенной формуле
[(3), стр. 93]:
,
d1 и S2 - наружный диаметр и поперечный шаг (известны из конструкции котла)
Средняя скорость газов в перегревателе I ступени: м/сек;
Тепловосприятие ступени по уравнению теплообмена:
, где Н1
- поверхность нагрева перегревателя
первой ступени;
Сравним тепловосприятие:
, если значения
и
отличаются менее, чем на 2%, то расчет
перегревателя первой ступени выполнен
правильно.
Расчет водяного экономайзера
Порядок расчета конвективных поверхностей нагрева (конвективный пароперегреватель, водяной экономайзер) практически одинаков.
Температура дымовых газов на входе в ВЭК известна из расчета конвективного пароперегревателя
На выходе из ВЭК
задаемся
энтальпии этих температур определяем
из таблицы № 4
Тепловосприятие определяем по уравнению теплового баланса
Энтальпия воды на выходе и на входе в ВЭК
Средний температурный напор с учетом противотока:
;
где
- температурный напор на входе в ВЭК
второй ступени;
- температурный
напор на выходе из ВЭК второй ступени.
Скорость движения газов определим по формуле:
Коэффициент теплоотдачи в ступени ВЭК
где
- коэффициент использования поверхности
ВЭК;
m=1,0 - коэффициент учитывающий вид пучка ВЭК при шахматном m=1,0 при коридорном m=,0; A=0,75 коэффициент теплоотдачи n=0,5.
Тепловосприятие ступени ВЭК по уравнению теплообмена:
,
где Н1
– поверхность
нагрева ВЭК-2 (известная из конструкции
котла);
Сравним тепловосприятия:
Значения
и
не должны отличаться более, чем на 2 %.
Аналогично выполняем расчет ВЭК-1.
Расчет поверхности воздухоподогревателя
1) Рекуперативный трубчатый воздухоподогреватель (твп)
Тепловосприятие одноступенчатого и первой ступени 2-х ступенчатого воздухоподогревателя определяют по формулам:
- с газовой стороны
;
- с воздушной
стороны
,
где
- энтальпия продуктов сгорания на
входе в воздухоподогревателе и уходящих
газов кДж/кг;
- присосы (перетоки) воздуха в газовый
поток;
- теоретическая энтальпия воздуха,
определенная при средней температуре
его в воздухоподогревателе
;
- энтальпия теоретического объема
горячего воздуха на выходе из ТВП или
его первой ступени и воздуха на входе
в ТВП при расчетных температурах;
- средний избыток
воздуха в одноступенчатом
воздухоподогревателе;
,
где
- доля рециркуляции горячего воздуха
на входе в воздухоподогреватель;
- средний коэффициент избытка воздуха
в газовом потоке в области ВЗП
.
При наличии рециркуляции части газов в топку после экономайзера следует учесть изменение расчетной энтальпии газов на входе в воздухоподогреватель при сохранении той же t0 газов:
Температурный напор в ТВП определяют как для противоточной схемы движения газов и воздуха, но с введением поправочного коэффициента на перекрестное движение сред:
Поправочный коэффициент в зависимости от числа перекрестных ходов воздуха рекомендуется принимать следующим:
0,85 – для двух ходов воздуха (в= 2);
0,90 – для (в= 3);
0,95 – для (в= 4);
1,0 – для (в
5).
Поверхность нагрева Fвп находят по формуле
, где
k - коэффициент теплопередачи в поверхностях Вт/м2К.
Для определения k принимают скорость газов wг=9-12 м/сек, а скорость воздуха wг=5-7 м/сек , число труб для прохода газов составит:
где f0=0,785 d2вн - внутреннее сечение трубы ТВП;
- средняя
температура газов в ТВП 0С,
необходимая высота ВЗП
,
где dср
– средний расчетный диаметр трубы
.
Размеры ТВП в плане
определяются выбранными шагами труб
и
.
Тогда при известном размере ширины
корпуса ТВП, принимаемому обычно равным
ширине фронта котла (топки), определяется
число труб в одном ряду по ширине ТВП
число рядов труб,
пересекаемых воздухом
и полная глубина трубной поверхности
При двух-четырехпоточном
выполнении ТВП трубная поверхность
разделяется соответственно на 2-4 пакета,
между которыми создаются внутренние
раздающие воздушные короба, каждый с
размером по ширине
(2-х ходовой вариант)
(трех-четырехходовой вариант). Тогда
общая глубина ТВП составит:
,
где
- число потоков воздуха в ТВП.
Высота хода воздуха (при поступлении его по всей ширине корпуса ТВП):
,
где kж
- коэффициент живого сечения определяется
по формуле:
, где
- поперечный шаг труб в поверхности.
Число ходов воздуха определим по формуле:
Допустимое
отклонение значения от целого числа
составляет ±10% . Нужное решение получают
вариацией шага труб S1
или скорость воздуха. В целях уменьшения
размера поверхности желательно иметь
число поперечных ходов воздуха
.
Высота одного хода воздуха не должна
превышать
.