фУДК 621.18.001.24(075.8)

Рецензенти: Київський політехнічний інститут і б. П. Афанасьев

Безгрішне А. H. і ін.

Б39 Розрахунок парових котлів в прикладах і задачах:

Навчань. допомога для вузов/А. H. Безгрішне, Ю. M. Ліпов, Би. M. Шлейфер; Під общ. ред. Ю. M. Ліпова.— M.: Енергоатоміздат, 1991.— 240 з: мул.

ISBN 5-283-00200-4

На основі прикладів, узятих з практики проектування парових котлів ПО «Червоний котельщик», розглянутий вплив різних чинників на процеси теплообміну в топці і поверхнях нагріву. Приведені алгоритми розрахунку характеристик палива і ін. Для студентів теплотехнічних і енергомашиннобудівельни спеціальностей вузів.

2203050000-007

Би 146-91 ББК 31.361 051(01) -91

Навчальне видання

ББЗГРЕШНОВ Олександр Миколайович, ЛІПОВ Юрій Михайлович, ШЛЕЙФЕР Бенчик Майоровіч

РОЗРАХУНОК ПАРОВИХ КОТЛІВ В ПРИКЛАДАХ І ЗАДАЧАХ

Завідувачка редакцією І. В. Волобуєва Редактор видавництва T. І. Мушинська Художні редактори: У. А. Гозак-Хозак, Р. І. Панфілова

Технічний редактор H. В. Чиранова Коректор Р. А. Полонськая ІБ № 2729

Здано в набір 31.01.91. Підписано в друк 29.04.91. Формат 6Ox88Vi*, Папір офсетний № 2. Гарнітура Таймі. Друк офсетний. Усл. печ. л. 14,7. Усл. кр.-отт. 15,06. Уч.-изд. л. 15,46. Тираж 10 000 екз. Замовлення 2065. Ціна 60 до.

Енергоатоміздат. 113114 Москва, М-114, Шлюзова наб., 10

Ордени Жовтневої Революції і ордени Трудового Червоного ЗнамаКММПО «Перша Зразкова друкарня» Державне комі і-і СРСР по друку. 113054, Москва, М-54, Валова, 28

ISBN 5-283-00200-4 © Автори, 1991

ПЕРЕДМОВА

Відповідно до кваліфікаційних характеристик, випускники енергетичних спеціальностей повинні не тільки розуміти фізику процесів, що відбуваються при роботі устаткування ТЕС і АЕС, але й уміти застосовувати теоретичні знання для вирішення практичних задач як при конструюванні, так і при наладці теплотехнічного устаткування. Існуючі в даний час підручники і навчальні посібники з парових котлів містять в основному теоретичний і описовий матеріал і слабо сприяють вивченню практичних навиків виконання розрахунків. При виконанні курсового проекту теж, як правило, не ставиться задача детально проаналізувати вплив різних чинників на результат розрахунку, дослідити ступінь зміни конструкції залежно від особливостей характеристик спалюваних палив.

Відомо,що краще розуміння будь-якого явища досягається вивченням впливу на нього різних чинників, шляхом розбору конкретних прикладів. У запропонованому навчальному посібнику використаний саме цей метод навчання. Приклади і задачі підібрані так, що б на конкретних розрахунках побачити вплив різних чинників на даний показник. При цьому враховані ситуації на основі досвіду, що часто зустрічаються при реальному проектуванні, ПО «Червоний котельщик».

У навчальний посібник включені приклади і задачі по розділах: характеристики палива і об'єми продуктів згорання, теплові і конструктивні розрахунки топочних камер, напіврадіаційних і конвективних змієвикових поверхонь, регенеративних і трубчастих повітропідігрівників, розрахунки можливих розмірів викиду шкідливих газових компонентів в різних умовах експлуатації. У навчальному посібнику відсутні матеріали по розрахунку гідродинаміки, теплових схем котлів, аеродинаміки топки й і газоходів, міцності металу. Причиною цього є обмежений об'єм згідно вимог. Автори мають в своєму розпорядженні таку кількість матеріалів, що при позитивній оцінці даної книги, готові видати, в подальшому, другу частину у вигляді прикладів і задач по внутрішньо котельних процесах.

Матеріал навчального посібника побудований таким чином, що на початку кожного розділу в стислому вигляді приводиться нормативна методика розрахунку. Далі слідує декілька прикладів, конкретно розкриваючих вплив різних чинників на результат, або що містять варіантні теплові і конструктивні розрахунки. Окрім засвоєння приведених залежностей, читач має нагоду на даних прикладах, знайомитися з самою методикою розрахунку, набути навички самостійного розрахунку. Це особливо важливо при розрахунку складних, в тепловому відношенні, видів конструкцій, наприклад розріджених ширм, що знаходяться в топочному об'ємі, або змієвикових частково оребренних (мембранних) поверхонь.

При рішенні задач прийнята наступна точність розрахунку величин: величини, що мають великі чисельні значення (ентальпії, температури газів і робочого середовища, об'єми і поверхня стін топкі і ін.), обмежуються одним знаком після коми, питомі об'єми – двома знаками після коми, величини, малі, що мають, значення – трьома значущими цифрами.

Видання книги подібного типу з дещо іншою побудовою і змістом було здійснене в 1951 р. При складанні допомоги авторами використаний досвід тривалого викладання в Новочеркаському політехнічному і Московському енергетичному інститутах, а також досвід проектування парових котлів до ПО «Червоний котельник».

Зауваження і побажання прохання направляти за адресою: 113114, Москва, M-114, Шлюзова наб., 10, Енергоатомиздат

Розділ перший

РОЗРАХУНОК ХАРАКТЕРИСТИК ЕНЕРГЕТИЧНИХ ПАЛИВ

1.1. Склад палива

Основні залежності і розрахункові формули. Перерахунок елементного складу однієї маси палива на іншу виробляється за допомогою коефіцієнтів, приведених в табл. 1.1.

Таблиця 1.1

Задана маса палива	Шукана маса палива
	робоча	суха	горюча
Робоча	1
Суха		1
Горюча			1

Якщо паливо (сланці) містить велику кількість карбонатів (більше 2%), то коефіцієнт перерахунку приймається з урахуванням розкладання карбонатів. В цьому випадку за горючу масу приймають:

, (1.1)

— вміст вуглекислоти карбонатів, %; А_випар— зольність палива за виключенням сульфатів, що утворилися при розкладанні карбонатів з поправкою на згорання колчеданової сірки:

(1.2)

Поправку А_с приймають рівною для естонських і гдовських сланців 2,0; кашпірських 4,1.

Перерахунок елементного складу робочої маси палива з вологістю на масу з вологістю виконується множенням початкових складових на множник . Те ж саме має місце при зміні зольності палива A₁ до A₂:

ПРИКЛАДИ

Приклад 1.1. При лабораторних дослідженнях був одержаний елементний склад вугілля марки СС на горючу масу: C^Г = 84,0%; H^{Г =}4,5%; N^Г=2,0%; О^Г = 9%; S^Г= 0,5%. Вологість і зольність на робочу масу рівні =12,0% і Ар = 11,4%. Визначити елементний склад на робочу масу палива.

Рішення. Для перерахунку з горючої маси на робочу використовуємо коефіцієнт перерахунку:

Тоді:

Перевірка: Сумарний елементний склад палива на робочу масу:

64,34 + 3,45+1,53 + 6,90 + 0,38+12,0+11,40=100%.

Приклад 1.2. Заданий наступний елементний склад на горючу масу вугілля марки CC погіршеного складу: C = 80,2%; H = 3,3%; N = 2,l%; O = 14%; S =0,4%. Відомо,що зольнІсть сухої маси А^С = 22,12%. Визначити елементний склад палива на робочу масу при W^Р = 15,0%.

Рішення. Відповідно до табл. 1.1 коефіцієнт перерахунку мас має вигляд:

.

Для його використання перерахуємо зольність з сухої маси на робочу:

Тоді:

Визначаємо елементний склад на робочу масу:

Перевіряємо повний елементний склад робочої маси:

С^Р + Н^Р + O^Р + N^Р + S^Р + А ^Р + W^Р = 53,09 + 2,18 + 9,27+ 1,39 ++ 0,27+18,8 + 15,0=100%.

ЗАДАЧІ

Задача 1.1. Сушка березовського вугілля з складом робочої маси: W^p=33%; А^Р = 4,7%; S^{Р =} 0,2%; С^{Р =} 44,3%; Н^Р=3,0%^; N^Р = 0,4%; О^Р=14,4% проводиться при розімкненій схемі. Визначити склад робочої маси підсушеного до W^Р =10,0% палива.

Задача 1.2. Вміст вуглецю в робочій масі екибастузьського вугілля складає C^Р=43,4% при W^Р=7% і A^Р=38,1%^.. Визначити вміст вуглецю в сухій масі при збільшенні робочої зольності палива до А^Р = 45,0%.

Задача 1.3. Визначити склад горючої маси нерюнгрінського вугілля, якщо відомий склад робочої маси: W^Р=9,5%; A^Р=12,7%^; S^Р=0,2%^; C^Р=66,l%; Н^Р= 3,3%; N^Р = 0,7%; O^Р=7,5%.

Задача 1.4. Визначити робочий склад естонських сланців, якщо відомий елементний склад горючої маси: S^Г= 5,25%; С^Г=72,13%; Н^Г= 10,16%; N^Г=0,33%^; О^Г= 12,13%. Робоча маса має: W^Г = 13,0%; (C0₂)^Р_К⁼ 16,5%; А^Р = 40,0%.