- •Министерство образования и науки российской федерации
- •Курсовая работа
- •Оглавление
- •Введение
- •Техническое описание котла де-6,5-14гм
- •Тепловой расчет котельного агрегата
- •Топливо, состав и количество продуктов сгорания, их энтальпия
- •Тепловой расчет топки
- •Расчет первого газохода
- •Расчет второго газохода
- •Расчёт водяного экономайзера
- •Аэродинамический расчёт котельной установки
- •Сопротивление газоходов
- •Дополнительные исходные данные
- •Расчет дымовой трубы
- •Расчет сопротивления воздушного тракта
- •Выбор тягодутьевых устройств
- •Расчет и выбор дымососа
- •Выбор дутьевого вентилятора
- •4. Дополнительное задание
- •Арматура котла
- •Заключение
- •Список литературы
Выбор тягодутьевых устройств
Расчет и выбор дымососа
Таблица 20
Расчет дымососа
Наименование величин |
Условные обозначения |
Расчетные формулы или основания |
Результат | |
Общий вид |
Числовые значения | |||
Коэффициент запаса производительности дымососа |
[5, с. 49] |
- |
1,1 | |
Расчетная производительность дымососа, |
10616 |
11678 | ||
Коэффициент запаса по давлению дымососа |
[5, с. 49] |
- |
1,2 | |
Расчетное полное давление дымососа, |
82,32 | |||
Пересчет величины полного давления дымососа на параметры заводской характеристики, |
76,52 |
Выбор дымососа:
Тип…………………………………………………………………..…...ДН-11,2
Скорость вращения, ……………..………………………………....1480
Производительность номинальная, ……………………………..…..28800
Полное давление номинальное, …………………………………......36,6
Таблица 21
Каталожные данные
Коэффициент полезного действия дымососа, % |
- |
- |
83 | |
Коэффициент запаса по мощности дымососа |
- |
- |
1,1 | |
Мощность электродвигателя, кВт |
1,48 |
Рис. 14. Центробежный дымосос одностороннего всасывания ДН-11,2
Выбор дутьевого вентилятора
Таблица 22
Расчёт дутьевого вентилятора
Наименование величин |
Условные обозначения |
Расчетные формулы или основания |
Результат | ||
Общий вид |
Числовые значения | ||||
Коэффициент запаса производительности дутьевого вентилятора |
[5, с. 49] |
- |
1,05 | ||
Расчетная производительность вентилятора, |
5880 | ||||
Коэффициент запаса по давлению вентилятора |
[5, с. 49] |
- |
1,1 | ||
Расчетное полное давление вентилятора, |
122,86 |
Выбор вентилятора:
Тип……………………………………………………………….……..……ВДН-9
Скорость вращения, ……………..…………………………………...1480
Производительность номинальная, ………………………………….14800
Полное давление номинальное,………………………………...…......29,15
Таблица 23
Каталожные данные
Коэффициент полезного действия дымососа, % |
- |
- |
83 |
Продолжение табл.23
Коэффициент запаса по мощности дымососа |
- |
- |
1,1 | |
Мощность электродвигателя, кВт |
0,62 |
Рис.15. Чертеж дутьевого вентилятора ВДН-9
4. Дополнительное задание
В качестве дополнительного задания было решено поменять геометрию конвективного пучка котла с целью интенсификации теплообмена.
Было принято решение уменьшить поперечный шаг труб = 70 мм и добавить в каждый из газоходов по одному ряду труб вдоль оси котла, а условные габариты для прохода газов (а иb) оставить прежними. В связи с изменениями в геометрии конвективной части котла, необходимо произвести повторный тепловой расчет двух газоходов.
Таблица 24
Основные конструктивные характеристики первого газохода
Наименование величин |
Условные обозначения |
Расчётные формулы |
Результат |
Поверхность нагрева, |
Н |
56,5 | |
Число труб по ходу движения газов |
По чертежам |
28 | |
Число труб поперек движения газов |
Принимаем |
6 | |
Диаметр труб, |
[4, с.250] |
51⨯2,5 | |
Продольный шаг труб, мм |
По чертежам |
90 | |
Поперечный шаг труб, мм |
Принимаем |
70 | |
Площадь сечения газохода, |
|
0,41 | |
Эффективная толщина излучающего слоя, м |
0,09 |
Расчет проводим для двух значений температур, как и ранее. Результаты расчета заносим в таблицу 25.
Таблица 25
Тепловой расчет первого газохода
Наименование величин |
Услов-ные обоз-начения |
Расчетные формулы |
Результаты при | ||
Общий вид |
Числовые значения | ||||
Температура дымовых газов перед газоходом, |
Из расчёта топки |
- |
1095 | ||
Теплосодержание дымовых газов перед газоходом, |
табл. 4 |
- |
19596 | ||
Температура дымовых газов за газоходом, |
Задаём |
- |
500 |
300 | |
Теплосодержание дымовых газов за газоходом, |
табл. 4 |
- |
8173 |
4395 | |
Тепловосприятие газохода по уравнению теплового баланса,
|
|
5,39· |
7,17· |
Продолжение табл. 25
Средний логарифмический температурный напор, Где – температура насыщенного пара, соответствующая изобарному расчетному давлению пара |
371 | ||||
Средняя температура дымовых газов, | |||||
Средняя скорость дымовых газов,
|
14,9 |
13,5 | |||
Значение коэффициента теплоотдачи конвекцией, |
[1, ном. 12] |
; |
328 |
306,4 | |
Суммарная поглощательная способность 3-х атомных газов, м·ата |
|
0,025 |
Продолжение табл. 25
Значение коэффициента ослабления лучей 3-х атомными газами |
[1, ном. 3] |
- |
4,1 |
4,3 | |
Суммарная сила поглощения газовым потоком, м·ата |
∙ |
0,103 |
0,108 | ||
Степень черноты газового потока |
[3, стр. 102]
|
0,098 |
0,102 | ||
Значение коэффициента загрязнения по поверхности нагрева, |
[3, с. 109] |
0,0012 | |||
Температура наружной поверхности загрязненной стенки,
|
; |
308 |
346 | ||
Значение коэффициента теплоотдачи излучением не запылённого потока |
[1, ном.19] |
|
42,9 |
39,26 |
Продолжение табл. 25
Значение коэффициента омывания газохода дымовыми газами |
[3, с.108]
|
- |
0,95 | ||
Значение коэффициента теплоотдачи в газоходе, [3, стр.108] |
K |
|
248,8 |
236,6 | |
Тепловосприятие газохода по уравнению теплопередачи, кДж/ч |
|
7,74 |
4,96 |
Рис. 16. Вспомогательный график по определению температуры газов после первого газохода
Таблица 26
Основные характеристики второго газохода
Наименование величин |
Условные обозначения |
Расчётные формулы |
Результат |
Поверхность нагрева, |
28,25 | ||
Число труб по ходу движения газов |
По чертежам |
28 | |
Число труб поперек движения газов |
Принимаем |
3 | |
Диаметр труб, |
[4, с.250] |
51⨯2.5 | |
Продольный шаг труб, мм |
По чертежам |
90 | |
Поперечный шаг труб, мм |
Принимаем |
70 | |
Площадь сечения газохода, |
|
0,246 | |
Эффективная толщина излучающего слоя, м |
0,09 |
Задаемся двумя значениями температуры дымовых газов на выходе из второго газохода ипроводим для этих значений температур два параллельных расчета. Результаты расчета заносим в таблицу 27.
Тепло с присосом в газоход принимаем:
Таблица 27
Тепловой расчет второго газохода
Наименование величин |
Услов-ные обоз-начения |
Расчетные формулы |
Результаты при | |||
Общий вид |
Числовые значения | |||||
Температура дымовых газов перед газоходом, |
Из расчёта первого газохода |
- |
397 | |||
Теплосодержание дымовых газов перед газоходом, |
табл. 4 |
- |
7039,77 | |||
Температура дымовых газов за газоходом, |
Задаём |
- |
350 |
250 | ||
Теплосодержание дымовых газов за газоходом, |
табл. 4 |
- |
6175,23 |
4335,8 | ||
Тепловосприятие газохода по уравнению теплового баланса,
|
; .
|
|
12,9 |
Продолжение табл. 27
Средний логарифмический температурный напор, , где – температура насыщенного пара, соответствующая изобарному расчетному давлению пара |
|
179
|
114 | ||
Средняя температура дымовых газов, | |||||
Средняя скорость дымовых газов, ,
|
15,62 |
14,4 | |||
Значение коэффициента теплоотдачи конвекцией, |
[1, ном. 12] |
359,5 |
341 |
Продолжение табл. 27
Суммарная поглощательная способность трехатомных газов, |
|
0,024 | |||
Значение коэффициента ослабления лучей трехатомнымими газами |
[1, ном. 3] |
- |
5,2 |
5,25 |
Суммарная сила поглощения газовым потоком, |
∙ |
0,125 |
0,126 | ||||||
Степень черноты газового потока |
[3, стр. 102]
|
0,117 |
0,118 | ||||||
Значение коэффициента загрязнения по поверхности нагрева, |
[3, с. 109] |
0,0012 |
0,0012 | ||||||
Температура наружной поверхности загрязненной стенки,
|
|
212 |
249 |
Продолжение табл. 27
Значение коэффициента теплоотдачи излучением не запылённого потока |
[1, ном.19] |
∙0,117 |
15,2 |
14,9 | |
Значение коэффициента омывания газохода дымовыми газами |
[3, с.108]
|
- |
0,95 | ||
Значение коэффициента теплоотдачи в газоходе, [4, стр.108] |
K |
|
249,8 |
240,8 | |
Тепловосприятие газохода по уравнению теплопередачи, кДж/ч |
|
12,63 |
7,75 |
Рис. 17. Вспомогательный график для определения температуры дымовых газов после второго газохода
Повторный аэродинамический расчет газоходов.
Таблица 28
Расчет сопротивления первого газохода
Наименование величин |
Условное обозначение |
Расчётная формула или основание |
Результат | ||
Общий вид |
Числовые значения | ||||
Относительный продольный шаг труб |
σ2 |
| |||
Относительный поперечный шаг труб |
σ1 |
| |||
Средняя скорость газов в газоходе, |
14,26 | ||||
Средняя температура газов, |
746 | ||||
Число рядов труб в глубину пучка по ходу газов |
По чертежу |
- |
28 | ||
Значение коэффициента сопротивления: -одного ряда коридорного пучка -всего пучка |
|
[3, с. 140-141]
|
|
0,484
13,55 | |
Плотность газов при средней температуре, |
0, 332 | ||||
Динамическое давление при средней скорости и средней плотности в |
- |
3,44 |
Продолжение табл. 28
Сопротивление пучка труб первого газохода в |
46,6 | |||
Значение коэффициента сопротивления двух поворотов под 90 |
[5, с. 19]
|
- |
2 | |
Сопротивление двух поворотов в |
6,88 | |||
Общее сопротивление газохода в |
53,48 |
Таблица 29
Расчет сопротивления второго газохода
Наименование величин |
Условное обозначение |
Расчётная формула или основание |
Результат | ||
Общий вид |
Числовые значения | ||||
Средняя скорость газов в газоходе, |
14,84 | ||||
Средняя температура газов, |
342 | ||||
Число рядов труб в глубину пучка по ходу газов
|
По чертежу |
- |
28 |
Продолжение табл. 29
Значение коэффициента сопротивления: -одного ряда коридорного пучка -всего пучка |
|
[3, с. 140-141]
|
|
0,407
11,396 |
Плотность газов при средней температуре, |
0, 55 | |||
Динамическое давление при средней скорости и средней плотности в |
- |
6,17 | ||
Сопротивление пучка труб первого газохода в |
70,3 | |||
Значение коэффициента сопротивления поворота под 90 |
[5, с. 19]
|
- |
1 | |
Сопротивление поворота в |
6,17 | |||
Общее сопротивление газохода в |
76,47 |
Таблица 30
Общее сопротивление котла
Суммарное сопротивление двух газоходов в |
- |
53,48+76,47 |
130 | |
Значение поправочного коэффициента, учитывающего камеру догорания |
[5, с. 28]
|
- |
1 | |
Общее сопротивление котла. |
130 |
Таким образом, мы добились охлаждения дымовых газов на 78 больше, путем изменения геометрии конвективного пучка. При этом аэродинамическое сопротивление выросло в 4 раза.
Следовательно, можно сделать вывод о том, что повышение интенсификации теплообмена путем увеличения скорости и поверхности нагрева, за счет изменения геометрии конвективного пучка, является неоправданным, так как несоразмерно увеличивается аэродинамическое сопротивление котла, следовательно, и мощность на прокачку.