- •Аннотация
- •Содержание
- •Расчетная часть
- •2.Топливо и продукты сгорания.
- •Объемы и массы продуктов горения, доли трехатомных газов и водяных паров, концентрация золы
- •Энтальпии воздуха и продуктов горения по газоходам парового котла
- •3.Тепловой баланс парового котла. Определение расчетного расхода топлива.
- •4.Выбор схемы топливосжигания.
- •5.Поверочный расчет топки.
- •1) Определение конструктивных размеров и характеристик топки.
- •Конструктивные размеры и характеристики топочной камеры.
- •2) Расчёт теплообмена в топке.
- •6.Поверочный расчет фестона.
- •Конструктивные размеры и характеристики фестона.
- •7.Определение тепловосприятий пароперегревателя, экономайзера, воздухоподогревателя и сведение теплового баланса парового котла.
- •2) Тепловосприятие воздухоподогревателя
- •3) Тепловосприятие водяного экономайзера
- •4) Определение невязки теплового баланса
- •8.Поверочно-конструкторский расчет пароперегревателя.
- •Конструктивные размеры и характеристики пароперегревателя
- •9. Поверочно-конструкторский расчёт хвостовых поверхностей нагрева.
- •9.1. Расчёт водяного экономайзера.
- •Конструктивные размеры экономайзера
- •9.2. Расчёт воздушного подогревателя.
- •Конструктивные размеры и характеристики воздухоподогревателя
- •Список литературы:
8.Поверочно-конструкторский расчет пароперегревателя.
Целью поверочно-конструкторского расчёта пароперегревателя является определение его поверхности нагрева при известных тепловосприятиях, конструктивных размерах и характеристиках. Тепловосприятие пароперегревателя определено ранее, конструктивные размеры и характеристики поверхности заданы чертежом. Решением уравнения теплопередачи определяют требуемую (расчётную) величину поверхности нагрева пароперегревателя, сравнивают её с заданной по чертежу и принимают решение о внесении конструктивных изменений в поверхность.
По чертежам парового котла составляем эскиз пароперегревателя в двух проекциях на миллимет-ровой бумаге в масштабе 125.
По чертежам и эскизу заполняем таблицу:
Конструктивные размеры и характеристики пароперегревателя
Таблица 8.1.
Наименование величины |
Обозначение |
Единица |
Весь п/п |
Наружный диаметр труб |
d |
мм |
32 |
Внутренний диаметр труб |
dвн |
мм |
26 |
Число труб в ряду |
Z1 |
шт. |
72 |
Число рядов походу газов |
Z2 |
шт. |
16 |
Средний поперечный шаг труб |
S1 |
мм |
75 |
Средний продольный шаг труб |
S2 |
мм |
65 |
Средний относительный поперечный шаг труб |
S1/d |
- |
2,344 |
Средний относительный продольный шаг труб |
S2/d |
- |
2,031 |
Расположение труб |
- |
- |
Коридорное |
Характер взаимного движения сред |
- |
- |
Смешанный ток |
Длина трубы змеевика |
l |
м |
32 |
Поверхность, примыкающая к стене |
Fст X |
м2 |
14,364 |
Поверхность нагрева |
H |
м2 |
245,987 |
Высота газохода на входе |
a’ |
мм |
2240 |
Высота газохода на выходе |
a’’ |
мм |
2240 |
Ширина газохода |
b |
мм |
5400 |
Площадь живого сечения для прохода газов на входе |
F’ |
м2 |
7,5 |
То же на выходе |
F’’ |
м2 |
7,5 |
То же среднее |
Fcp |
м2 |
7,5 |
Средняя эффективная толщина излучающего слоя |
S |
мм |
146 |
Глубина газов.объема до пучка |
lоб |
мм |
1000 |
Глубина пучка |
ln |
мм |
840 |
Количество змеевиков, вкл. параллельно по пару |
m |
шт. |
72 |
Живое сечение для прохода пара |
f |
м2 |
0,0382 |
8.3.1) Целесообразность разделения пароперегревателя на ступени обычно определяют характкром взаимного движения сред (газов и пара) и размещением между ступенями пароохладителей.Пароперегреватель парового котла Е-50-40 разделять на ступени неследует. Поверхность нагрева пароперегревателя определяют по наружному диаметру труб, полной длине змеевика (с учётом гибов) l и числу труб в ряду (поперёк газохода) Z1.В неё также включается поверхность труб, примыкающих к обмуровке, называемая дополнительной, которую определяют как произведение площади стены (потолка) Fст, занятой этими трубами, на угловой коэффициент х, определяемый по номограмме на основании соотношений S1/d и е/d причём е/d r/d =0,5 х=0,76.
Таким образом, поверхность нагрева определяем по формуле:
Fстх — поверхность, примыкающая к стенке: Fстх=18,90,76=14,364 м2
Глубину газового объёма до пучка каждой ступени и глубину пучка определяют по рекомендациям и четежу: lоб=1000 мм; lп=495 мм
По средним значениям шагов для пароперегревателя и среднему диаметру находим эффективную толщину излучающего слоя:
Площади живого сечения для прохода газов на входе и выходе определяют для пароперегревателя в целом по формулам:
a— высота газохода;b— ширина газохода;
Площадь среднего живого сечения для прохода газов:
8.3.5) Площадь среднего живого сечения для прохода пара:
Составляем таблицу исходных данных поверочно-конструкторского теплового расчёта пароперегревателя:
Таблица 8.2.
Наименование величины |
Обозначение |
Единица |
Величина |
Температура газов до п/п |
’’ф |
С |
1001.6 |
Температура газов за п/п |
’’пе |
С |
630.378 |
Температура пара в состоянии насыщения |
tн |
С |
256 |
Температура перегретого пара |
tпе |
С |
440 |
Средний удельный объем пара в п/п |
ср |
м3/кг |
0,0633 |
Тепловосприятие конвективное по балансу |
Qкпе |
ккал/кг |
1167,8 |
Средний объем газов в п/п (при песр ) |
Vг |
м3/кг |
8,37 |
Объемная доля водяных паров |
rH20 |
- |
0,07049 |
Суммарная объемная доля 3хатомных газов |
rп |
- |
0,2175 |
Массовая концентрация золы |
|
кг/кг |
0,01077 |
Средний удельный объём пара находят с использованием по удельным объёмам пара в состоянии насыщения и перегретого пара:
При Рб=44 кгс/см2н=0,046 м3/кг
При Рпе=40 кгс/см2иtпе=440Спе=0,0806 м3/кг
Все остальные величины определены ранее.
Коэффициент теплопередачи определяют для пароперегревателя в целом по средним значениям необходимых величин из таблиц.
Коэффициент теплопередачи от газов к стенке для всех схем пароперегревателей определяют по формуле:
Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке для всех схем пароперегревателей определяют по формуле:
Где к—коэффициент теплоотдачи конвекцией;л—коэффициент теплоотдачи излучением газового объёма в трубном пучке;--коэффициент тепловой эффективности поверхности;= 1;
Для определения к—коэффициента теплоотдачи конвекцией от газов к стенке труб рассчитаем среднюю скорость газового потока:
При поперечном омывании коридорных пучков дымовыми газами коэффициент теплоотдачи конвекцией, отнесённый к полной расчётной поверхности, определяют по номограмме:
н=58,5 ккал/м2чоС; добавочные коэффициенты: Сz=1; Сф=0,922; Сs=1;
к =нСzСфСs = 58,5110,922 = 53,937 ккал/м2чоС;
Для нахождения лиспользуем номограммы и степень черноты продуктов горения ‘a’:
Для не запылённой поверхности kpS = (kгrn+kзлзл)Sp, где р = 1кгс/ см2; rn=0,2175; S=0,146 м; рnS = rnS = 0,21750,146 = 0,031756;
По номограмме находим kг= 2,85;kзл= 8,2;
Для пользования номограммой необходимо знать температуру загрязнённой стенки рассчитываемой поверхности нагрева:
tз=tпеср+ (80100) = 348+ 90 = 438оС;
По номограмме находим н=132,2 ккал/м2чоС;
л =на =132,20,098= 12,986 ккал/м2чоС;
При расчёте пароперегревателя и экономайзера на величину л необходимо ввести поправку, связанную с наличием газового объёма, свободного от труб перед этими поверхностями и между отдельными пакетами поверхностей:
Где Тк -- температура газов в объёме камеры, (К);lоб иlп -- соответственно суммарная глубина пучка и суммарная глубина газового объёма до пучка, м; А – коэффициент: при каменных углей А=0,4
Коэффициент теплоотдачи от стенки к пару в пароперегревателе определяют по номограмме, при среднем значении давлений, температур и скорости пара:
При этой скорости пара Сd = 1,023;н = 1233,3 ккал/м2чоС;2 =нСd = 1233,31,023 = 1261,6659 ккал/м2чоС;
Коэффициент теплоотдачи:
В пароперегревателях с параллельно-смешанным током ,коэффициент определяют из номограммы 30[3] по безразмерным параметрамPиR, которые рассчитываем по формулам:
Где б — полный перепад температур той среды, где он больше, чем перепад второй средым
По номограмме находим =0,99
Определим расчётную поверхность:
Невязка:
Невязка > 2% вносим конструктивные изменения.
Найдем число петель змеевика, которое надо добавить:
Следовательно, добавляем к поверхности пароперегревателя 1 петлю змеевика. Поверочный расчёт выполнен.