3.2.2. Попередній тепловий баланс парогенератора
Попередній тепловий баланс складається з метою уточнення теплової втрати q2 і ККД котла, визначення необхідної витрати палива та розподіл теплоти димових газів по елементах котла.
Щоб розрахувати баланс, необхідно по конструкції котла накреслити розрахункову теплову схему і знайти параметри крапок середовища, яке нагрівається, (вода, пара) по всьому тракті котлу.
Розрахункова теплова схема котла представлена на рисунку 3.2.
За заданим тиском пари[ ] в пароводяному колекторі Рпвк = 1,7 МПа, за допомогою термодинамічних таблиць води і пара знаходимо параметри води та пароводяної суміші в пароводяному колекторі.
ТЯ
Рисунок 3.2 Розрахункова теплова схема котла
Параметри середовища
1-а точка 2-а точка
Dп = 6,9 кг/с Dп = 6,9 кг/с
Ржв = 1700 кПа Ржв = 1700 кПа
tжв = tтя = 77 0С tжв = tтя = 77 0С
hпв = f (p, t) = 210,8 кДж/кг hпв = f (p, t) = 210,8 кДж/кг vжв = f (p, t) = 0,0010113 м 3/кг vжв = f (p, t) = 0,0010113 м 3/кг
3-а точка 4-а точка
Dп = 6,9 кг/с Dп = 6,9 кг/с
Ржв = 1700 кПа Ржв = Рпвк = 1750 кПа
tжв = tтя = 77 0С tза.г = 195 оС tS = 205.7 оС
hпв = f (p, t) = 210,8 кДж/кг h′ = 878,3 кДж/кг vжв = f (p, t) = 0,0010113 м 3/кг r = 1,9162 кДж/кг
h′′ = 2,7945 МДж/кг
v′ = 0,0011656 м 3/кг
v ′′ = 0,11338 м 3/кг
5-а точка
Dп = 6,14 кг/с
Ржв = 1700 кПа
tS = 205.7 оС
h х = h′ + r · х = 0,7209 + 2,0475 · 0,99 = 2775,3 кДж/кг
v х = ν′ + (ν′′ - ν′)·х = 0,0011150 + (0,2403 - 0,001115)·0,99 = 0,11225 м3/кг.
6-а точка 7-а точка
Dп = 0,760 кг/с Dп = 0,760 кг/с
Ржв = 1650 кПа Ржв = 1650 кПа
t = 195 оС tS = 225оС
h х = 2852,3 кДж/кг h х = 2852,3 кДж/кг
v х =0,1242 м3/кг. v х =0,1242 м3/кг
µпе=15.78*10-6
µпе=16,83*10-6
λпе=40.1*10-3
λпе=40.1*10-3
Pr
пе=1.13
Pr
пе=1.11
3.2.2.1 Вихідні дані
Вихідні дані для розрахунку попереднього теплового балансу парогенератора приведені в таблиці 3.4.
Таблиця 3.4 Вихідні данні
Величина, позначення, одиниці виміру |
Ідентифікатор |
Розрахункова формула або джерело |
Чисельне значення |
Коди варіантів розрахунку: |
|
|
|
Визначальна величина ККД |
K |
За ККД |
1 |
Тип парогенератора Р |
IP |
За конструкцією пароперегрівача |
1 |
Тип повітря-підігрівника ПП |
IGP |
За типом повітря-підігрівача |
1 |
Код компонованої схеми конвективної ПУ поверхні |
N |
За типом котла |
1,00 |
Витрата пара на розпил палива, Gф, кг/кг |
GF |
Див. таблицю 3.1 |
0,020 |
Продовження таблиці 3.4
|
|||
Величина, позначення, одиниці виміру |
Ідентифікатор |
Розрахункова формула або джерело |
Чисельне значення |
Ентальпія пара, який розпилює, hф, МДж/кг |
FIM |
Із розрахунку теплової схеми |
2,7485 |
Теплоємність палива, Сп, КДж/(кг·К) |
CT |
1,738+0,00251 · ТТ |
2,1145 |
Температура палива, tп, оС |
TT |
За графіком [ ] |
150,0 |
Температура холодного повітря, tхп, оС |
TXB |
Приймається із умов експлуатації |
44,0 |
Температура повітря після проходження між обшивочним простором кожуха, t1х.п., оС |
T1XB |
Приймається згідно типу парогенератора |
50,0 |
Температура повітря після зовнішнього (парового) повітря-підігрівника, t1г.в., оС |
T1GB |
При відсутності зовнішнього повітря-підігрівника T1GB = TXB |
50,0 |
Температура повітря після газового повітропідігрівника, t2г.п., оС |
T2GB |
За технічним завданням |
195 |
Теплоємності повітря, кДж/(м3· оС): |
|
|
|
Схв |
CXB |
За даними [ ] |
1,31400 |
С1хв |
C1XB |
||
С1гв |
C1GB |
За даними [ ] |
1,32400 |
С2гв |
C2GB |
||
Втрата теплоти від хімічної неповноти згоряння палива, q3, % |
QM3 |
Прийнято за [ ] |
0,50 |
Втрата теплоти |
QM4 |
Прийнято за [ ] |
0,00 |
Втрата теплоти в навколишнє середовище, q5,% |
QM5 |
Прийнято за [ ] |
1,20 |
Втрати теплоти |
QM6 |
Прийнято за [ ] |
0,00 |
Нижча теплота згоряння робочої маси палива, Qрн, МДж/кг |
QPН |
За заданою маркою палива [ ] |
39,20 |
Ентальпія води при тиску Рк стану насичення, h, МДж/кг |
SI |
За даними [ ] |
0,8783 |
Теплота ПУ (при тиску Рк), r, МДж/кг |
RM |
За даними [ ] |
1,9162 |
Ентальпія перегрітого пара, hпе, МДж/кг |
PE |
За даними [ ] |
2,9520 |
Ентальпія охолодженого пара, hохл, МДж/кг |
OXL |
За даними [ ] |
0,00 |
Продовження таблиці 3.4
|
|||
Величина, позначення, одиниці виміру |
Ідентифікатор |
Розрахункова формула або джерело |
Чисельне значення |
ККД парогенератора, ηпг, % |
KPD |
Задано |
90,0 |
Ентальпія живильної води, hжв, МДЖ/кг |
PB |
Із розрахунку теплової схеми (технічне завдання) |
0,2108 |
Ентальпія води на виході із економайзера, hза.ек, МДж/кг |
PBI1 |
SI-(0,125-0,210) прийнято за рекомендаціями [ ] |
0,2108 |
Ентальпія води на виході із першої по ходу секцією економайзера, h1за.ек, МДж/кг
|
BI |
Прийнято (PB + (PBI1-PB)·m),де: m = (0,50…0,90)- доля теплоти, яка передається у першій секції економайзера |
0,2108 |
Ентальпія пара у проміжному пароперегрівача на вході, h1п.п |
PPI1 |
Із розрахунку теплової схеми (технічне завдання) |
0,0 |
Ентальпія пара у проміжному пароперегрівач на виході, h2п.п |
PPI2 |
0,0 |
|
Вихідне значення меншої різниці температур на виході із парогенератора, Δtп, оС |
DTI |
Прийнято за [ ] |
144,5 |
Температура середовища, яка нагрівається у місці визначення меншої різниці температур, tср, оС |
TCP |
Прийнято за компонованою схемою парогенератора |
205,0 |
Ступінь сухості пари на виході із ПВК, х |
X |
За рекомендацією |
0,99 |
Кількість охолодженої пари, Dохл, кг/с |
DOXL |
Із розрахунку теплової схеми (технічне завдання) |
0,00 |
Кількість насиченої пари, Dн кг/с |
DH |
Із розрахунку теплової схеми (технічне завдання) |
6,14 |
Кількість пари, яка перегрівається у проміжному пароперегрівачі Dпп, кг/с |
DPP |
Із розрахунку теплової схеми (технічне завдання) |
0,00 |
Температура газів на виході із топки (за топкою), Jзт, оС (вихідна) |
T3TI |
За рекомендаціями [ ] |
1400 |
Кількість перегрітої пари, яка подається на турбіну, Dпе, кг/с |
DT |
Із розрахунку теплової схеми (технічне завдання) |
0,760 |
Продовження таблиці 3.4
|
|||
Величина, позначення, одиниці виміру |
Ідентифікатор |
Розрахункова формула або джерело |
Чисельне значення |
Ентальпія пара на виході із першої по ходу пару, секції пароперегрівача, hпе, МДж/кг |
PEI1 |
PE-(PE-(SI + RM·X))n, де: n = (0,50…0,40)- доля теплоти, яка передається у 2-у секцію пароперегрівача |
2,7750 |
Розшифровка ідентифікаторів представлена в таблиці 3.5
Друківка результатів розрахунку представлена на аркуші ____
Таблиця 3.5 Розшифровка ідентифікаторів розрахунку
Іденти-фікатор |
Величина, одиниці виміру |
|
KPD |
Розрахункове значення ККД котла |
|
QF |
Фізична теплота пари, яка розпилюється, МДж/кг |
|
QT |
Фізична теплота палива, Qт, МДж/кг |
|
QXB |
Теплота холодного повітря, Qхв, МДж/кг |
|
Q1GB |
Теплота повітря після зовнішнього повітря-підігрівника, Q1гп, МДж/кг |
|
Q1XB |
Теплота повітря після нагріву у між обшивному просторі котла, Q1хп, МДж/кг |
|
QBP1 |
Теплота, яка сприймана повітрям у кожусі, МДж/кг |
|
QBBH |
Теплота повітря, яка сприйнята у зовнішньому повітря-підігрівнику, МДж/кг |
|
QPP |
Наявна теплота газів, Qрр, МДж/кг |
|
DPR |
Кількість води, яка продувається, кг/с |
|
TYX |
Розрахункова температура відхідних газів, оС |
|
QM2 |
Відносна втрата теплоти з відхідними газами, q2, МДж/кг |
|
Q2 |
Втрата з відхідними газами, віднесена до 1кг палива, Q2 , МДж/кг |
|
YX |
Ентальпія відхідних газів, hвід, МДж/кг |
|
FI |
Коефіцієнт збереження теплоти, φ |
|
Q3 |
Втрата від хімічної неповноти згоряння, віднесена до 1кг палива, Q3 , МДж/кг |
|
Q5 |
Втрата у навколишнє середовище, віднесена до 1кг палива, Q5 , МДж/кг |
|
XI |
Ентальпія пара на виході із ПВК, hx, МДж/кг |
|
B |
Витрата палива В, кг/с |
|
QEK1 |
Теплота, яка віддана газами у 1-й секції економайзера, Qек1, МДж/кг |
|
QEK2 |
Теплота, яка віддана газами у 2-й секції економайзера, Qек2, МДж/кг |
|
DDOP |
Кількість пари, яка утворилася у пароохолоджувачі ΔDох, кг/с |
|
DICP |
Кількість пара, яке вироблене в ПУ поверхні Dвип, кг/с |
|
T2GB |
Розрахункова температура гарячого повітря, t2гв, оС |
|
Q2GB |
Теплота гарячого повітря, Q2гв , МДж/кг |
|
AI |
Теоретична ентальпія продуктів згоряння, HА, МДж/кг |
|
ТА |
Теоретична температура продуктів згоряння палива, JА, оС |
|
DK |
Паропродуктивність котла, Dк, кг/с |
|
D1 |
Паропродуктивність притопкового пучка, D1вип, кг/с |
|
D2 |
Паропродуктивність периферійного пучка, D2вип, кг/с |
|
QICP1 |
Теплота, яка віддана газами у притопковому пучці ПУ поверхні, Qвип1, МДж/кг |
|
QICP2 |
Теплота, яка віддана газами у притопковому пучці, Qвип2, МДж/кг |
|
QICP |
Кількість тепла, яке віддане газами у ПУ поверхні, Qвип, МДж/кг |
|
Продовження таблиці 3.5
|
||
Іденти-фікатор |
Величина, одиниці виміру |
|
DPE |
Кількість пара, який надходить у пароперегрівач, Dпе, кг/с |
|
PEI1 |
Ентальпія пара на виході із пароперегрівача, Нпе, МДж/кг |
|
QPE1 |
Теплота, яка віддана газами у 1-й секції ПП, Q1ПЕ, МДж/кг |
|
QPE2 |
Теплота, яка віддана газами у 2-й секції ПП, Q2ПЕ, МДж/кг |
|
QPV |
Теплота, яка віддана газами у проміжному ПП, QПЕ, МДж/кг |
|
QBP |
Теплота, яка віддана газами в газовому повітря-підігрівнику Qпп, МДж/кг |
|
ZAEK |
Ентальпія газів за ГВП, Hза.гвп, МДж/кг |
|
TZAEK |
Температура газів за ГВП, Jза.гвп, 0С |
|
ZAEK2 |
Ентальпія газів за ГВП, H2за.гвп, МДж/кг |
|
ZAPE1 |
Ентальпія газів за основним (1-а секція) пароперегрівачем, H1ЗАПЕ, МДж/кг |
|
ZAPE2 |
Ентальпія газів за 2-ю секцією пароперегрівача, H2ЗАПЕ, МДж/кг |
|
TZAP1 |
Температура газів за пароперегрівачем, JЗАПЕ, 0С |
|
ZA2 (ZAEK) |
Ентальпія газів за периферійним пучком, МДж/кг |
|
TZA2 (TZAEK) |
Температура газів за периферійним пучком, JЗАП, 0С |
|
TZAP2 |
Температура газів за 2-ю секцією пароперегрівача, J2ЗАПЕ, 0С |
|
3.2.3. Розрахунок
Розрахунок попереднього теплового балансу виконаний у вигляді блок-схеми (див. рисунок 3.3.).
Рисунок 3.3 Блок-схема розрахунку
попереднього теплового балансу парогенератора