3.1.1 Друківка результатів розрахунку аеродинамічних опорів конвективних поверхонь нагріву парогенератора

Аеродинамічний опір перших чотирьох рядів ПП:

S2G1 = 0,0537; FM = 0,41; PCI = 0; DZ0 = 0,585;

DZPO = 0; DEHM = 13,7014; Δh_4ряд=13,7 Па.

Аеродинамічний опір інших рядів ПУ поверхонь:

S2G1 = 0,0537; FM = 0,41; PCI =0; DZ0 = 0,585;

DZPO = 0; DEHM = 169,1; ∆h_ПУ=169 Па

Аеродинамічний опір економайзера:

S2G1 = 0,0551; FM = 0,67; PCI =0; DZ0 = 0,373;

DZPO =0; DEHM =131,4.

Отже, опір котла складе:

Δh_к = 1,2(100 + 1500 + 13,7014 + 169,1 + 131,4) = 2297 Па

Потужність електродвигуна вентилятора визначається по формулі [18]

де a=1,1- запас за подачею вентилятора;

=1,1- запас за натиском вентилятора;

= подача вентилятора, м³/с;

_г=0,65 - гідравлічний ККД вентилятора;

=0,98 - ККД електропривода.

Визначимо витрату повітря через вентилятор:

м³/с = 4741,5 м³/час

Отже, потужність вентилятору рівна

Вт = 4,311 кВт

Приймаємо вентилятор Р_ЕЛ = 4,5 кВт.

3.4. Розрахунок на міцність елементів котла

Мета розрахунку на міцність - визначення товщини стінки елемента котла, який забезпечить тривалу, безпечну та надійну роботу котла. Розрахунок ведемо у табличній формі відповідно до вимог Морського Регістру [3].

Таблиця 10.1 Розрахунок на міцність

Найменування елемента	Діаметр, мм	Розрахунковий тиск Р, МПа	Розрахункова температура, оС	Марка сталі	Допустима напруга σ, МПа	Коефіцієнт міцності φ	Розрахункова товщина стінки, S, мм	Технологічна надбавка с, мм	Прийнята товщина стінки, S, мм
1.Пароводяний колектор
- верхня обечайка	Dвн=800	0,9	205	Сталь 20	96,3	0,95	3,035	8,25	12
- трубна решітка	Dвн=800	0,9	205	Сталь 20	96,3	0,52	6,28	4,5	12
- днище глухе	Dвн=800	0,9	205	Сталь 20	96,3	0,95	3,035	8,25	12
- днище з лазом	Dвн=800	0,9	205	Сталь 20	96,3	0,95	3,035	8,25	12
2 Водяний колектор	Dвн=500	0,9	205	Сталь 20	96,3	0,52	3,59	5,3	8
3.Трубка ПУ поверхні	DЗ=29	0,9	225	Сталь 10	81,7	0,95	1,068	2,18	2,5
4.Колектор економайзера	DЗ=133	0,9	170	Сталь 10	81,7	0,52	2,31	6,55	2,5

Визначення розрахункової температури t_р стінки елементів котлу робимо із врахуванням можливих експлуатаційних підвищень температури в окремих елементах та ділянках у діапазоні всіх можливих експлуатаційних навантажень котлу з урахуванням збільшення Δt, прийнятої згідно Правил Регістру [3].

За розрахунковими температурами вибираємо марки сталей елементів, які розраховуються.

Напруга, яка допускається, визначається по формулі:

 = R_m/t100000/n_тм, МПа,

де n_тм = 2,2 - коефіцієнт запасу міцності за тривалою міцністю:

Для пароводяного та водяного колекторів визначається так:

 = 212/2,2 = 96,3 МПа,

Для трубки ПУ поверхні визначається так:

 = 179,7/2,2 = 81,7 МПа,

Коефіцієнти міцності зварних з'єднань φ приймаються за [3] в залежності від конструкції з'єднання і способу зварювання.

Коефіцієнт міцності φ циліндричних стінок, що ослаблені отворами однакового діаметру, повинен прийматися рівним найменшому із двох коефіцієнтів:

- коефіцієнту міцності циліндричних стінок, що ослаблені подовжнім рядом або коридорним полем отворів з однаковим кроком, який визначається за формулою:

= (t-d)/t,

де t=S₁=39,8 мм – пучок труб паро утворюючої поверхні;

d = 29,5 мм - діаметр отвору під труби, які вальцюються.

Для доведення значення до 0,5 приймаємо конструктивне рішення зі збільшення кроку в поздовжньому напрямку в 2 рази.

_{подовжній ПО} = (79,6 - 29,5)/79,6= 0,629

_{поперечний ПО} = 2·(40-29,5)/40 = 0,525

Товщина S, мм циліндричних стінок і труб повинна бути не менш визначеної по формулі:

S = (D_a · p/(2 ·  · φ) + p) ,

або

S = (D · p/(2 ·  · φ) - p),

де р - розрахунковий тиск, МПа;

D_а- зовнішній діаметр, мм;

D - внутрішній діаметр, мм;

φ - коефіцієнт міцності;

 - напруга, яка допускається, МПа;

Таким чином:

1. Пароводяний колектор:

- верхня обечайка

S = (800 · 0,9/(2 · 96,3 · 0,95) - 0,9) = 3,035 мм

- трубна решітка

S = (800 · 0,9/(2 · 96,3 · 0,52) - 0,9) = 6,28 мм

- днище глухе

S = (800 · 0,9/(2 · 96,3 · 0,95) - 0,9) = 3,035 мм

- днище з лазом

S = (800 · 0,9/(2 · 96,3 · 0,95) - 0,9) = 3,035 мм

2 Водяний колектор

S = (500 · 0,9/(2 · 96,3 · 0,52) - 0,9) = 3,59 мм

3.Трубка ПУ поверхні

S = (29 · 0,9/(2 · 81,7 · 0,95) + 0,9) = 1,068 мм

4.Колектор економайзера

S = (133 · 0,9/(2 · 81,7 · 0,52) + 0,9) = 2,308 мм

Товщина S, мм опуклих глухих днищ та днищ з вирізами, підданих внутрішньому або зовнішньому тиску, повинна бути не менш визначеної по формулі:

S = D_a · p · y/4 ·  · D, мм

де: y - коефіцієнт форми, котрий залежить від відношення висоти днища до

зовнішнього діаметру та від характеру ослаблення днища. Прийнято y = 2,9

S = 800 · 0,95· 2,9/4 · 96,3 · 0,9 = 6,36 мм