Расчет тепловой схемы станции

Расчет тепловой схемы выполняем согласно рекомендации [12, с. 80]

в следующей последовательности:

1 Определим расход пара потребителями, кг/с

, (2.1)

где – количество пара, необходимое промышленным потребителям, =100 т/ч (п. 6.1, поз. 5); – коэффициент потерь пара в паропроводах, идущих к потребителю, =2% (п. 6.1, поз. 15).

2 количество вырабатываемого , кг/с.

(2.2)

где – коэффициент пара на собственные – 5%,
(п. 6.1).

3 Количество емого конденсата,

т/ч (2.3)

4 Количество воды для химической , т/ч

т/ч (2.4)

5 Температура воды на в деаэратор, °С

, (2.5)

где – возвращаемого конденсата, 100 °C (п. 6.1, поз. 5);

– температура химически воды, = 30 °C (п. 6.1, поз. 5).

6 питательной на парогенераторы – 2,85 т/ч [47,22 ].

7 Расход продувочной , кг/с

т/ч [0,9125 ] (2.6)

8 Выпар из непрерывной продувки,

, (2.7)

где – энтальпия воды в парогенератора при р_пг=4,4 МПа, =1087,5 ;

– энтальпия воды, сливаемой из , =520 кДж/кг;

– парообразования при давлении в – 0,12 МПа, =2257 .

9 Температура сырой после охладителя продувки, °C

,(2.8)

где – расход , сливаемой в канализацию, =3,285-0,826=2,459 т/ч кг/с];

– температура воды на входе в , =124,1 °C;

– воды, выходящей из , =60 °C;

– температура сырой – 5°C.

10 Расход воды на сырой , кг/с

, (2.9)

где – энтальпия , идущей на химическую с температурой 30 °C, кДж/кг;

– воды на входе в сырой воды с атурой 8,7 °C, кДж/кг;

– пара после РОУ с 0,12 МПа и температурой 150 °C, кДж/кг;

– энтальпия на выходе из сырой воды, =436 .

11. Материальный баланс .

(2.10)

где – количество воды на из струйного ,

=1,1+ + =1,1+64,45+42,96=108,51 т/ч ;

– питательной воды, =85, т/ч (см. раздел «Расчет и вспомогательного для котлоагрегатов и турбоустановки»);

– пара, проходящее охладитель выпара: в ох идет 2 кг на 1 т воды в деаэраторе, т.е. 0,34 т/ч кг/с].

Тогда пара, проходящее РОУ в деаэратор:

12 химически очищенной после струйного гревателя, °C

, (2.11)

где –расход через подогреватель, =1,1 кг/с]

–энтальпия , идущего в струйный из отбора после 8-ой , =2846,9 кДж/кг;

– химически очищенной с учетом конденсата, =42,96+64,45=107,45 кг/с];

– теплоемкость с температурой 72 °C деаэратром, кДж/кг.

–температура ХОВ струйного подогревателя, °C;

– ХОВ после струйного , 4,22 кДж/кг.

°C.

13 атура химич. воды после выпара, °C

(2.12)

где – количество на входе в выпара, =0,34 кг/с];

– энтальпия на входе в охладитель с давлением 0,12 МПа, кДж/кг;

= + =108,55 т/ч;

– воды на выходе из подогревателя,

=77,55·4,195=325,32 ;

°C.

Выбор и расчет котельного

Выбор типа и числа

Для промышленных ТЭЦ выбирают теплофикационные с начальными параметрами р₀=4 или 13 МПа и t₀ или 555 °C без промежуточного пе пара. Поэтому на ТЭЦ с нагрузкой схемы с поперечными по острому пару и с вным парогенератором. Для ТЭЦ, расположенных в , правило требует, чтобы при из работы одного мощного парогенератора обеспечивали отпуск теплоты производственным потребителям.

важным при проектировании ТЭЦ выбор парогенератора. для промышленных ТЭЦ с большим потреблением пара барабанные , как более гибкие и требовательные к качеству воды.

Исходя из сказанного тип парогенератора БКЗ-75-39-440 ФБ в 3, с учетом установки резервного.

Описание и теп расчет котла

-75-39-440 ФБ

Так как на проектируемой ТЭЦ устанавливаются котлы марки БКЗ-75-39-440 ФБ, для сжигания торфа и бурых , но реконструированные и переведенные на природного газа и , то для сжигания в данном котельном устанавливаем специальную т (предтопок), вырезав из горелок.

для сжигания лузги для работы с водогрейными и котлами. Топливо в подается питателем.

Пространство под колосниковой решеткой на три зоны:

- зона сушки ( влажного );

- зона предварительного и газификации;

- зона сгорания и сбора .

1 Тепловой предтопка начнем с расхода топлива для БКЗ-75-39-440ФБ из уравнения баланса, кг/ч

, (3.1)

где – -производительность котельного , =75000 кг/ч, [5, . 8.25, стр. 260];

–КПД котельного , =81%, [5, табл. 8.25, стр. 260];

– теплота сгорания , =3660 ккал/кг
[15335 ],

– количества , сообщенное в котле воде при превра ее в пар, отнесенное к 1 кг произведенного :

, (3.2)

где , , – соответственно перегретого пара,
ьной и котловой воды, кДж/кг, =614 , =1110,8 ;

– процент непрерывной , =3% [6, стр. 49].

кДж/кг (3.3)

кг/ч.

ориентировочное значение уходящих за котлом 180 °C по рекомендации ([7], . 1.34, стр. 69).

2 Определим величину объема по формуле [6,.
7–3,ф.73],м³

, (3.4)

где – напряжение топочного ,

=350·10³ ккал/м³·ч Вт/м³], [6, табл. 7-1, стр. 74].

м³.

3 площадь решетки (зеркала ) по формуле[6, ф. 7-2, стр. 73], м²

, (3.5)

где –тепловое площади колосниковой (зеркала ), =4000·10³ ккал/м²·ч Вт/м²], [6, табл. 7-1, стр. 74].

м².

4 выходящих продуктов из предтопка °C

5 Исходные данные для предтопка приведены в таб 3.1.

Т а б л и ц а 3.1–Исходные

Наименование	ачение	Размер	Расчётная формула, определения	Величина
	D	т/час
Давл. пара в	Pб	МПа	- « -	4,4
Давл. пара за за	Р	- « -	- « -	4,0
Температура питательной	tпв	°C	характеристика
Энтальпия питательной	hпв	- « -	По Н-υ табл.	104,3
насыщения	tкип	ºС	характеристика
Энтальпия кип.	hкип	кДж/кг	По Н-υ табл.
Энтальпиянасыщ.	hнп	- « -	- « -	2803,2
Температура пара	tпп	ºС	Задано
перегретого п	hпп	кДж/кг	По Н-υ .	3314,01
Уд. объём насыщ.	V”	м³/кг	- « -	0,05
Удельный перегретого	Vпп	- « -	- « -	0,0787
Температура хол.	tхв	ºС	Задано
Топливо				Лузга

Т а б л и ц а 3.2– продуктов в поверхностях нагрева

	Газоходы
Размерность		Топка, фестон	I ст. ателя	пучки	II ст. водяного экономайзера	тель	I ст. водяного эко	Золоуловитель
Коэффициент воздуха, α	-	1,3	1,4	1,45	1,5	1,55	1,57	1,62	1,64
воздуха, Δα	-	0,1	0,05	0,05	0,05	0,02	0,05	0,02	0,1
Коэфф. тка воздуха в г-а αК	-	1,4	1,45	1,5	1,55	1,57	1,62	1,64	1,74

Т а б л и ц а 3.3 – Расчет газов и трехатомных газов

V0В	м3/кг	1,11	1,11	1,11	1,11	1,11	1,11
VН2О0	м3/кг	0,978	0,98602	0,987807		0,9902	0,99824
VГ	м3/кг	2,44		2,666	2,7334		2,936
rRO2=VRO2/ VГ	-	0,1		0,092	0,09	0,087
rH2O= VH2O/ VГ	-	0,4033	0,38623		0,362	0,3507	0,34
rп= rRO2+ rH2O	-		0,48233		0,4518	0,438

Т а б л и ц а 3.4 – Энтальпия воздуха и сгорания

טּ 0C	Hв0 Ккал/кг	Hг0	H= Hг0+ Hв0*( α-1),ккал/кг α=1,3
		72,4	10,52
	70,596		21,18
	106,782		32,035
	143,634		43,09
		383,365	54,41
		466,253	65,934
		552,17	77,922
		641,16
	339,66	731,28
	380,73		114,22

Т а б л и ц а 3.5 – Тепловой котельного

Наименование	Обозначение	рность	Формула или ование	Величина
воздуха на в I ступень воздухоподогревателя	t'хв	ºС
Энтальпия теоретически ого количества воздуха	hхв	3	H-v табл.
теплота сгорания в	Qнс	кДж/кг	Экспертиза
Температура уходящих	υух	ºС	Задано
уходящих газов	hух		H-v табл.
Коэффициент воздуха в уходящих	αух	-	Задано	1,74
П тепла с уход.	q2	%	(hух- αух*hхв)(100-q4)/Qнр	10,37
тепла с хим. недожогом	q3	%	табл. 7-1, с. 74)
тепла с мех. недожогом	q4	%	- « -
тепла в окруж.	q5	%	([6], рис. 5-1, с. 51)	0,8
Потеря с . теплом	q6	%	([6], стр. 51-52)
тепловых потерь	∑q	%	q2+q3+q4+q5+q6	17,1
полезного действия брутто	ηкабр	%	q	82,8
Коэффициент сохранения	φ	-	1- q5/( ηкабр+ q5)	0,99
Паропроизводительность тепла	D	т/ч	данные
Энтальпия пара	hпп		- « -
Полезно тепло	Qка	кДж/кг	ф. 2.2
Полезный расход	Вк	кг/ч	Qка*D/ (Qрр* ηкабр)
Расчётный расход	Вр	- « -	(100- q4)/100* Вк

6 Тепловой расчет предтопка по рекомендации

[8, п. 23-4, стр. 277].

теплового расчета является определение атурных й работы материалов и толщины ее огнеупорных и слоев при заданных потерях в . среду.

Тепловой поток в среду при данной внутренней поверхности обмуровки по формуле:

, (3.6)

где , , - температуры поверхности обмуровки, жной поверхности и окружающего воздуха, °C

(Паспорт и инструкция по топки DG), =45 °C и =25 °C [8, стр. 277];

- коэфф. теплоотдачи от поверхности к окружающей среде, ²·К):

, (3.7)

;

- суммарное тепловое обмуровки, м²·К/Вт.

тепловой равен

.

Тогда термическое сопротивление можно определить по

. (3.8)

Принимаем, что состоит из двух :

- огнеупорного;

- теплоизоляционного.

С стороны термическое обмуровки

, (3.9)

где , - толщины слоев , м;

, - коэффициенты материалов, Вт/м·К.

ию обмуровки выполняют из двух :

1 Слой из шамотного кирпича толщиной 250 мм м) с =0,2326 ([10], табл. 2-2, стр. 20);

1 перлитовые на керамической толщиной 350 мм (0,35 м) с Вт/м·К табл. 2-2, стр. 20).

Проверяют, ли данный материал в термоизоляционного:

.

Выбранные полностью условиям техники , согласно которым °C.

Й расчет котло БКЗ-75-39 ФБ

Т а б л и ц а 3.6 – Расчет

Наименование	Обозна	Размерность	или обосно	Величина
Коэффициент воздуха в топке	αт	-		1,4
Присос воздуха в	Δαт	-	Задано	0,05
тепло топлива	Qнр		Из расчтепл баланса
Энтальпияхол.воздуха	hхв	3	По Н-υ табл.
тепла с химическим	q3	%	Задано
Потеря от механического	q4	%	Задано
тепловыделение в топке	Qт		Qнр ·(100- q3-q4)/(100- q4)+ Δαт· hхв
Коэффициент	М	-	Рекомендации	0,5
Температура на выходе из топки	υ"т	ºС
Энтальпия газов на вых.	h"т	3	По Н-υ табл.
. теплов т экр	ψ	-	х·ξ	0,528
Угловой .	х	-	([11],рис. 5.3, с.57)	0,88
Коэфф.снижспр.	ξ	-	([11], табл. 5-1, с. 62)	0,6
ослабления трёхатомными газами	кг	1/()	([11], рис. 5.4, стр. 63)	4,566
ослабления лучей летучей з.	кзл	1/()	([11], рис. 5.5, стр. 64)	0,055
ослабления лучей кокса	кк	1/(м·МПа)	стр. 64)	0,5
Эффективная излучающего слоя	s	м	3,6·VT/FСТ
Оптическая толщина етящегося пламени	крs	-	·s	2,5
Концентрация вых частиц в прод. сгорания	μЗЛ	г/м3	ф. 3.18, стр. 40)	33,17
Коэффициент лучей	к	1/(м·МПа)	кг·rП+ кзл · μЗЛ+ кк	4,53
черноты сгорания	а	-	([11], рис. 5.6, стр. 64)	0,92
черноты топочной	ат	-	([11], ф. 5.22, стр. 66)	1,048
газов на из топки	υ"т	ºС	([11], рис. 5.7, стр. 68)
температура горения	υа	ºС	рис. 5.7, стр. 68)
Полн. стен топки	Fст	м2
Теплонапряжен. экранов	BQ/F	2	Вр· Qт/ Fст	216,9
Удельная топочного объема	qл	3	Вр· Qл/ VT
Объем пространства	VT	м3

Т а б л и ц а 3.7 – Фестон.

	Обозначение		Формула или ование	Величина
труб	-	-	Конструкция	шах.
Полная поверх	H	м2	- « -
Диаметр	d	мм	- « -
Шаги труб	S1/S2		- « -	300/250
Число ряд по ходу г	Z2	шт	- « -
Жив сеч для прохода газ	Fг	м2	- « -	21,5
Эффективная излучающего	S	м	0,9*d*(4/π*S1*S2/ d2-1)	1,379
газов перед	υ'	ºС	Из расчёта топки
	h'	кДж/ кг	По Н-υ .	3317,51
Тепловосприятие по балансу	Qб	кДж/ кг	φ·( h"- h')
Энтальпия газов за	h"	кДж/ кг	h'- Qб/φ
Температура	υ"	ºС	([11], рис. 6.5, с. 81)
пароводян смеси	t	ºС	данные
Средняя газов	wг	м/с	ВрVгFг273)	4,65
Средн газов	υ	ºС	(υ'+υ")/2
доля водян	rH2O	-	Табл.
Объёмная доля -мных газов и вод. паров	rn	-	- « -
Объём газ на 1кг топлива	Vг	нм3/кг	- « -
Коэффициент конвекцией	αк	Вт/м2·К		51,08
Произведение	pns	1/()	p*rn*S	0,39
2+Коэффициент	кг	1/(м*МПа)	рис. 5.4, с. 63)	4,53
Сумм толщ газов	кps	-	кг*rn*S
Степ. черноты про.	а	-	([11], рис. 5.6, с. 64)	0,46
Коэфф изл.	αл	Вт/м2·К	а*αн*сг
Коэфф тепловой т.	ψ	-	([11], табл. 6.1, с. 79)	0,6
-т теплопередачи	к	Вт/м2·К	к+αл)	83,64
напор	Δt	ºС	([11], ф. 6.20, стр. 79)
фестона	Qт	кДж/нм3	к*Δt*H/ Вр

Т а б л и ц а 3.8 – Первая пароперегревателя

	Обозна-чение	Размер-ность	, способ определения
Расположение труб				Смеш
труб	d1/d2		Конструкция	38/32
труб шахматного	S1ш/S2ш	- « -	- « -	180/150
Шаг труб . пучка	S1к/S2к	- « -	- « -
Средние шаги	S1ср/S2ср	- « -	- « -	113/105
Число труб поверхн Iст	Zш/Zк	шт	- « -	4/6
Поверхность	HI	м2	- « -
Сечение по газам	Fг	- « -	- « -	17,9
по пару	f	- « -	- « -	0,058
толщина излучающего	S	м	0,9*d*(4/π*S1*S2/ d2-1)
Лучевоспринимающая поверхность	Hлп	м2	Конструкция	23,6
Температ на входе	υ'	ºС	Из расчёта
Энтальпия	Н'	/ кг	- « -	3010,25
Тепловосприятие .	Qб	кДж/ кг	([11], ф. 6.23, стр. 83)
Энтальпия газов на вых	H"	/ кг	Н'-(Qб-Qл)/ φ +Δα*hхв
Темпер газов на	υ"	ºС	([11], рис. 6.5, стр. 81)
Энтальп на выходе	h"	кДж/ нм3	hнп+Qб* Вр/ D
Температура	t"	ºС	(h-s )
Средн температ.	υ	ºС	(υ'+υ")/2	715,5
газов на 1кг топл	Vг	нм3/кг	объёмов	2,66
. доля вод паров	rH2O	-	объёмов	0,370
доля трёх-ат и вод.п-в	rn	-	объёмов	0,462
скорость газов в Iст	wг	м/с	ВрVг(υ+273)/(3600Fг273)
Коэф.теплоотдачи	αк	Вт/м2·К	([11], ф. 6.10, стр. 73)
Сред.уд. объём	υп	м3/кг	(h-s диаграмма)	0,07
Средняя пара	wп	м/с	D*υпf	24,84
Коэфф от стенки к пару	α2	2·К	([11], рис. 6.8, стр. 85)
	pns	м*МПа	p*rn*S
Коэффициент	кг	1/(мМПа)	рис. 5.4, стр. 63)
Суммарная оптическая . продуктов сгор.	кps	-	кг*rn*p*S	0,4
черн.пр. .	а	-	([11], рис. 5.6, стр. 64)	0,33
Коэф изл.	αл	Вт/м2·К	а*αн*сг	41,91
тепловой эффекти	ψ	-	табл. 6.1, стр. 79)	0,6
стенки	t3	ºС	t+( ξ+1/α2)*Вр/ H*(Q+Qл)
Коэфф теплопередачи	К	2·К	ψ·α1/(1+α1/α2)	62,52
темпер.	Δtб	ºС	υ'- t"
Малый темпер.	Δtм	ºС	υ"- t'
Коэфф. перехода от схемы к смешан	Ψ	-	рис. 6.7, стр.83)	0,96
напор при противотоке	Δtпрт	ºС	(Δtб-Δtмlg(Δtб/ Δtм)
Температурный напор	Δt	ºС	Ψ* Δtпрт
Тепловосприятие ст. по	Qт	кДж/кг	к*Δt*H/ Вр

Т а б л и ц а 3.9 – ступень пароперегревателя.

	Обозна-чение	Размер	Формула, способ еления	Вели
Расположение труб				Корид.
труб	d1/d2	мм/мм		38/32
Шаги	S1/S2	мм/мм	- « -
Число тр. по ходу	Z	шт	- « -
Поверхность нагрева	H	м2	- « -
по газам	Fг	м2	- « -	11,1
Сечение по	f	м2	- « -	0,058
-ра газов на входе	υ'	ºС	Из I-й ступени
Энтальпия	Н'	/ кг	Из расчёта I-й ступени
Теплосодержание на выходе	h"	кДж/ нм3	ф. 6.39, стр. 87]
Съём в пароохл.	Δhпо	кДж/нм3	[11, стр. 83]
ступе	Qпе	кДж/нм3	h"-h')* D/ Вр+Δhпо*D/Вр
Энтальп. газов на вых	H"		Н'-(Qб-Qл)/φ+Δα*hхв
-ра газов на выходе	υ"	ºС	По Н-υ .	526,8
тем-ра газов	υ	ºС	(υ'
Коэф-т теплопередачи	к	2·К	ψ*(αк+αл)*α2/(αк+αл+α2)	62,52
Ко перехода от схемы к смешаной	Ψ	-	рис. 6.7, стр.83)	0,97
Больший напор	Δtб	ºС	υ'- t"	211,8
темпер	Δtм	ºС	υ"- t'
Температурный напор при	Δtпрт	ºС	(Δtб-Δtм)/2,3*lg(Δtб/ Δtм)	207,6
напор	Δt	ºС	Ψ* Δtпрт	201,3
сту-пени по	Qт	кДж/нм3	к*Δt*H/ Вр	454,5
тепловос-приятий .	∆Q	%	(Qт- Qпе)·100%/ Qт	0,62

Т а б л и ц а 3.10 – ступень .

Наименование	Обозна	Размерность	, способ определения	Вели
Диаметр	d	мм	Конструкция	32х3
труб	S1/S2	мм/мм	- « -
Сечение для прох.	Fг	м2	- « -	9,07
Число ряд трпо г-в	Z	шт	- « -
Энтальп газов на во IIст экономайзера	Н'	кДж/кг	H"+Qб/φ- Δα*hхв
Температура	υ'	ºС	Из расчёта ПП
Тем-ра на выходе	υ"	ºС	- « -
Энтальп на вых.	H"	кДж/кг	Н'-(Qб-Qл)/φ+Δα*hхв
Тепловосприятие ступ.	Qб	кДж/кг	ф. 6.48, стр. 89)	585,16
-ра воды на входе	t'	ºС	Из баланса
Тем-ра воды на	t"	ºС	Из тепл баланса эко
. температура	υ	- « -	(υ'+υ")/2	450,9
. стенки	t3	- « -	t+Δt	215,5
газ. на 1 кгтопл	Vг	нм3/кг	Таблица	2,733
. доля вод. паров	rH2O	-	- « -	,362
. доля трёхат. и водяных паров	rn	-	- « -
Средняя газов	wг	м/с	ВрVг(υ+273)/(3600Fг	7,74
Коэффициент теплоотдачи	αк	Вт/м2·К	[11], ф. 6.10, стр. 73]
Эффективная излучающего слоя	S	м	0,9*dS1*S2/ d2-1)	0,168
Коэффициент	кг	1/()	([11], рис. 5.4, с. 63)	14,1
Сумм толщина сгорания	кps	1/(м·МПа)	кг*rn*p*S	0,15
теплоот-дачи излучением	αл	2·К	αн*а	5,6
Коэффициент теплоот-дачи	а	-	([11], рис. 5.6, с. 64)	0,14
тепловой эффективности	ψ	-	табл. 6.1, с. 80)	0,7
Коэф-т дачи	к	Вт/м2·К	к+αл)	97,461
-й напор на входе	Δtб	ºС	υ'- t"
Тем-й напор на	Δtм	ºС	υ"- t'
Тем-й напор ср.	Δt	С	(Δtб-Δtмlg(Δtб/ Δtм)	293,5
нагрева	HЭК	м2	(103· Qб·Вр)/(К·Δt)

Т а б л и ц а 3.11 – Воздухоподогреватель.

	Обозначение		Формула, определения	Величина
труб	d	мм	Конструкция	401,5
Относительные шаги	S1/d		- « -	1,5
- « -	S2/d	мм/мм	- « -	1,05
рядов по ходу воз	Z2	шт	- « -
Живое сечен. по	Fг	м2	- « -	5,46
Живое сече по	fв	- « -	- « -	6,1
Температура на входе в ступень	υ'	ºС	Из расчёта ера.
Энтальпия газов на в ступень	Н'	кДж/кг	Из экономайзера.
Энтальпия газов на из ступени	H"	кДж/кг	ф. 6.66, стр. 95)	946,7
Температура на выходе из	υ"	ºС	По Н-υ табл.	266,8
ВП	Qвп	кДж/кг	([11], ф. 6.64, стр. 95)
Тем-ра воздуха на вх.	tв'	ºС
Энтальп на вх	Нв'	кДж/нм3	- « -	44,178
-ра воздуха на вых.	tв"	ºС	([6], . 7-1, стр. 74)
Энтальп воздуха на вых	Нв"	3	Нв'- Qб/φ	326,78
кол-ва воздуха на вых. из ст. к	βвп	-	Воздушный баланс	1,4
воз-ха в ступ.	Δα	-	- « -	0,05
Средняя -ра воз-ха	t	ºС	(tв'+tв")/2
Ср. газов	υ	ºС	(υ'+υ")/2
Скорость газов	wг	м/с	Вр*VгFг*273)	10,9
Объём газ. на1нм3	Vг	нм3/нм3	Таблица	2,8
Скорость воздуха	wв	м/с	ВрV0(tвFв273)	3,6
Коэффициент от газов	α1	Вт/м2·К	[11, .14]	78,12
теплоотдачи к воздуху	α2	2·К	[11, Номограм.13]	49,9
Коэффициент	к	Вт/м2·К	ξ·(α1·α2)/(α1+α2)
Параметр Р	Р	-	Δtм/(υ'- t)	0,36
R	R	-   <