Расчетная часть проекта

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

КП 140102.13.05.00.000.ПЗ

Пояснительная записка

По дисциплине «Котельные установки»

Тема: «Тепловой расчет порового котла типа ДЕ 16-14, работающего на мазуте малосернистом»

Руководитель курсового проекта

( ) Шишкина В.А.

''_______'' _____________2013г.

Разработал: студент группы Т-31

( ) Иванов Е.В.

''_______'' _____________2013г.

2013 г.

Содержание

Пояснительная записка

Введение………………………………………………………………….3-4

1. Описание конструкции котла………………………………………...5-6

1.2 Описание работы котла……………………………………………...7

1.3 Выбор хвостовых поверхностей нагрева…………………………...8

Расчетная часть проекта

2.1. Исходные данные…………………………………………………….9

2.2 Расчет объемов воздуха и продуктов сгорания……………………..10-11

2.3. Действительный процесс сжигания…………...…………………….12

2.4. Расчет энтальпий воздуха и продуктов сгорания………………......13-14

2.5. Расчет расхода топлива….……………………..……………………15-17

2.6. Расчет топочной камеры.……...……………………………………..17-23

2.7.Расчет конвективных поверхностей нагрева…………………………...…………………………………………24-30

2.8.Расчет водяного экономайзера ……………………………………….31-35

2.9 Тепловой баланс котельного агрегата………………………………...36

3. Заключение……………………………………………………………...37

4. Список используемой литературы…………………………………...38

Введение

Энергетика–это одна из сущностных составляющих современной технологической цивилизации, она будет служить на всех этапах человеческой деятельности. Важнейшей задачей энергетиков всемирная экономия топлива и энергии.

Промышленные предприятия и жилищно-коммунальный сектор потребляют огромное количество теплоты на технологические нужды, вентиляцию, отопление и горячее водоснабжение. Тепловая энергия в виде пара и горячей воды вырабатывается теплоэлектростанциями, производственными и районными отопительными котельными.

Перевод предприятия на полный хозяйственный расчет и самофинансирование, намечаемое повышение цен на топливо и переход многих предприятий на двух- и трехсменную работу требуют серьезной перестройки в проектировании и эксплуатации производственных и отопительных котельных.

Пути и перспективы развития энергетики определены Энергетической программой, одной из первоочередных задач которой является коренное совершенствование энергохозяйства на базе экономии ресурсов: это широкое внедрение энергосберегающих технологий, использование вторичных энергоресурсов, экономия топлива и энергии на собственные нужды.

Производственные и отопительные котельные должны обеспечивать бесперебойное и качественное теплоснабжение предприятий и потребителей жилищно-коммунального сектора. Повышение надежности и экономичности теплоснабжения в значительной мере зависит от качества работы котлоагрегатов и рационально спроектированной тепловой схемы котельной.

Сегодня в российской энергетике отмечаются тенденции позволяющие надеяться на снижение в течение нескольких ближайших лет выбросов в вредных веществ в атмосферу.

В настоящее время в производстве электроэнергии значительная доля принадлежит природному газу, дающему гораздо меньше выбросов по сравнению с мазутом и углем. Его доля в энергобалансе составляет в настоящее время примерно 62% и продолжает увеличиваться. Как считают специалисты, это положение сохраниться как минимум до 2015 года.

1.1 Устройство и принцип работы котла серии ДЕ

Марка вертикально-водотрубных котлов серии ДЕ указывает на D-образный агрегат с естественной циркуляций, который предназначен для выработки насыщенного и пара

Котёл специализирован на сжигании газа и мазута, что дает возможность более полно реализовывать преимущества этих высоко теплотворных топлив. Характерной конструктивной особенностью котла серии ДЕ-16 является расположение топочной камеры сбоку от конвективного пучка труб, что предотвращает обогрев верхнего барабана и значительно уменьшает площадь ограждающих повеверхностей. Котёл ДЕ-16 имеет единый поперечный профиль. Длина данного агрегата составляет 6055мм, ширина 2970мм и высота 4200мм.

Топочная камера котла полностью экранирована и отделена от конвективного пучка труб газоплотной перегородкой, выполненной, как и все тепловоспринимающие поверхности котла, из труб диаметром 51×2,5 мм. В задней части перегородки имеется окно для прохода продуктов горения в конвективный пучок, который образован корридорно-расположенными вертикальными трубами. Трубы правого экрана, покрывающего также пол и потолок топочной камеры, а также левого бокового экрана и конвективного пучка вальцованы непосредственно в верхний и нижний барабаны. Трубы заднего экрана крепятся методом сварки к нижнему и верхнему коллекторам диаметром 159×6 мм. Пол топочной камеры закрыт слоем огнеупорного кирпича. На фронтальной стене котла ДЕ-16 установлена газо-мазутная горелка ГМ-10 с цилиндрической амбразурой.

Контуры боковых экранов и конвективного пучка труб котла ДЕ-16 замкнуты на барабаны непосредственно.

В качестве сепарационных устройств испарения используют установленные в верхнем барабане щитки и козырьки, направляющие пароводяную смесь из экранных труб на уровень воды.

Для выравнивания скоростей по всей длине барабан котла снабжают дырчатым пароприемным потолком. На котле

данного типа перед пароприёмным потолком устанавливается горизонтальный жалюзийный сепаратор. Питательная вода поступает в водяное пространство барабана по трубопроводу.

Для осуществления внутри котловой обработки воды по трубопроводу в верхний барабан вводится водный растров тринатрийфосфата, который вступая в реакцию с растворенными в котловой воде солями, переводит их в нерастворимое состояние. Образующийся шлам по опускным трубам поступает в нижний барабан.В нижнем барабане расположены перфорированные трубы, через которые осуществляется только периодическая продувка котла, когда как непрерывная продувка осуществляется из верхнего барабана.

Для контроля за работой котла в верхнем барабане размещены котловой манометр и две водоуказательные колонки.

Кроме того, на верхнем барабане установлены два предохранительных клапана, главный парозапорный вентиль, трубопроводы отбора пара на собственные нужды. Котёл оснащён обдувочными устройствами для очистки поверхностей от загрязнений. Обмуровка боковых стен котла выполнена натрубной и состоит из шамотобетона по сетке и изоляции плит. Для уменьшения подсосов воздуха в газовый тракт котла натрубная обмуровка снаружи покрыта металлической обшивкой, приваренной к обвязочному каркасу. Хвостовыми поверхностями нагрева парового котла серии ДЕ-6,5 является отдельно стоящий чугунный водяной экономайзер. Коэффициент полезного действия данного котла 92,81%

1.2 Принцип действия котла

Питательная вода, питательным насосом подается в водяной экономайзер, где нагревается уходящими дымовыми газами до температуры 147,6 C°. Затем вода подается в верхний барабан под уровень воды по перфорированной трубе. Из верхнего барабана вода по опускным необогреваемым трубам опускается в нижний барабан и распределяется по подъемным трубам. Вода из нижнего барабана поступает в трубы конвективного пучка, в правые и левые боковые экраны и в нижние коллектора переднего и заднего экранов. В экранных и подъемных трубах конвективного пучка вода нагревается, закипает и образуется пароводяная смесь. Пароводяная смесь поступает в верхний барабан под уровень воды, пар отделяется от воды, проходит паровое пространство и поступает в дырчатый сепаратор, где получается сухой насыщенный пар. Пар пройдя главный парозапорный вентиль, поступает в паропровод котельной, а затем направляется к потребителю.

Газ с воздухом перемешивается в горелке и сгорает в топке в виде факела. Тепло от факела и дымовых газов передается экранам, в которых движется вода. Вода в экранах нагревается, образуется пароводяная смесь, которая поступает в верхний барабан, где пар отделяется от воды. Дымовые газы из топки направляются в конвективный пучок, которые омывают в один ход и отдают свое тепло воде, которая движется в подъемных конвективных трубах. Дымовые газы через окно в задней стенке котла выходят из котла и по газоходу направляются в водяной экономайзер, где подогревают питательную воду и дымососом направляются в дымовую трубу, откуда в атмосферу.

1.3 Выбор хвостовых поверхностей нагрева.

Водяной экономайзер воспринимает до 18% общего количества теплоты.

В зависимости от температуры, до которой вода подогревается в экономайзере их делят:

Кипящие. В кипящих экономайзерах происходит не только подогрев воды, но и ее испарение.

Не кипящие. Экономайзеры, в которых по условиям надежности их работы подогрев воды производиться до t⁰С на 20 К меньше чем температуры насыщения в барабане.

В зависимости от металла, из которого изготавливают водяные экономайзеры их делят:

· Чугунные

· Стальные

Чугунные экономайзеры работают при давлении в барабане котла до 2,4 МПа. Чугунные экономайзеры надежны в работе, стойки по отношению к газовой и кислородной коррозии, однако имеют большие габариты и повышенный вес.

Стальной экономайзер состоит из ребристых труб соединенных между собой

при помощи калачей.

В курсовом проекте принят чугунный экономайзер число труб в горизонтальном ряду 9, общее количество труб 288.

2. Расчетная часть

2.1. исходные данные

Газопровод «Ставрополь - Москва 1-я нитка»

Метан СН₄ – 93,8 %

Этан С₂Н₆ – 2,0 %

Пропан С₃Н₈ – 0,8%

Бутан С₄Н₁₀ – 0,3 %

Пентан С₅Н₁₂ – 0,1%

Азот N₂ - 2,6 %

Углекислый газ СО₂ – 0,4%

Теплота сгорания газа Q^с_н – 36090 кДж\м³

Объем топки, м³ – 20,8

Поверхность стен топки, м² – 84,77

Диаметры экранных труб, мм – 2,5

Относительный шаг экранных труб – 1,56

Площадь лучевоспринимающей поверхности нагрева, м² – 40

Площадь поверхности нагрева конвективных пучков, м² – 235

Диаметр труб конвективных пучков, мм – 2,5

Расположение труб конвективных пучков – Коридорное

Поперечный шаг труб, мм – 110

Продольный шаг труб, мм – 110

Площадь живого сечения для прохода продуктов сгорания, м² – 1,395

Число рядов труб по ходу продуктов сгорания( 1 пучок, 2 пучок) – 22/22

2.2. Расчет объемов воздуха и продуктов сгорания.

Теоретическое количество воздуха, необходимого для сжигания топлива.

V^o = 0, 0476 * [0,5СО + 0,5Н₂ + 1,5Н₂S +Σ (m + n/4) C_mH_n – O₂],

где m – число атомов углерода;

n – число атомов водорода.

CO, Н_2, Н₂S, C_mH_n, O₂ – процентное содержание горячих газов.

V^o = 0,0476 * [2 * 93,8 + 3,5 * 2,0 + 5 * 0,8 + 6,5 * 0,3 + 8 * 0,1 – 0] ­= 9,74 м³/м³

1.2 Определить теоретический объем азота в продуктах сгорания:

V_RO2 = 0,01(CO₂ + CO + H₂S + ΣmC_mH_n)

V_RO2 = 0,01(1 * 81,7 + 2 * 5,3 + 3 * 2,9 + 4 * 0,9 + 5 * 0,3 )= 1,062

м³/м³

где CO₂, CO, H₂S, C_mH_n – процентное содержание

1.3 Теоретический объем водяных паров.

V⁰_H2O = 0,01( H₂S + H₂ + Σ(n/2)C_mH_n + 0,124d_г.т.л) + 0,0161 V⁰[м³/м³]

Где d_г.т.л – влагосодержание газообразного топлива, г/м³ принимается равным 10 – 12 г/м³

V⁰_H2O =0,01((2 * 93,8) + (3 * 2,0) + (4 * 0,8) + (5 * 0,3) + (6 * 0,1 + 0,124 *10) – 0)) + 0,0161 * 9,58 = 2,14 м³/м³

1.4 Определить теоретический объём азота в продуктах сгорания.

V⁰_N = 0,79V⁰ + N₂/100 [м³/м³]

V⁰_N = 0,79 * 2,93 + 0,8 * 0,60/100 = 7,778 м³/м³

1.5 Теоретический объем дымовых газов.

V⁰_г = V_RO2 + V⁰_{H2O +} V⁰_N, [м³/м³]

V⁰_г = 1,062+2,14+7,778=10,98 м³/м³

2.3 Действительный процесс сжигания

Наименование величины	Формулы и коэффициенты для расчёта	Единицы измерения	Газоходы
топка	конвективный пучок	ВЭК
Коэффициент избытка воздуха на выходе из топки	α”	-	1,05	––	––
Присос воздуха	Δα	-	0,05	0,05	0,1
Коэффициент избытка воздуха после поверхности нагрева	αˮ	-	1,1	1,15	1,25
Средний коэффициент избытка воздуха	αср	-	1,1	1,125	1,2
Величина	αср – 1	-	0,1	0,125	0,2
Теоретический объем воздуха	V0	м3/ м3	9,58	9,58	10,63
Избыточный объем воздуха	Vизб = V0( αср – 1)	м3/ м3	0,958	1,198	2,126
Избыточный объем водяных паров	VH2O = V0H2O + 0,0161( αср – 1) V0	м3/ м3	0,015	0,019	0,034
Теоретический объем водяных паров	VH2O = V0H2O + 0,0161( αср – 1) V0	м3/ м3	2,15	2,15	1,51
Действительный объем водяных паров	VH2O	м3/ м3	2,165	2,169	1,544
Действительный объем воздуха	Vд = V0 * αср	м3/ м3	10,538	10,778	2,126
Теоретический объем продуктов сгорания	V0г	м3/ м3	10,760	10,760	11,48
Объем дымовых газов	Vг = V0г + Vизб + 0,0161(α – 1) V0	м3/ м3	11,733	11,977	13,64
Объемная доля водяных паров	rH2O = V0H2O / Vг	-	0,185	0,181	0,113
Объемная доля трёхатомных газов	rRO2 = V0H2O / Vг	-	0,088	0,086	0,116
Суммарная Объемная доля	rп = rRO2 + rH2O	-	0,273	0,276	0,229

2.5 Расчет расхода топлива.

Для определения часового расхода топлива на котельный агрегат составляется тепловой баланс котельного агрегата и определяют тепловые потери котельного агрегата.

Расчет выполнен в табличной форме

Таблица 3 Расчет расхода топлива

Наименование величины	Обозначение	Единица измере-ния.	Расчётная формула	Расчёт
Располагаемое тепло топлива	Qрр	кДж/м3	Qрр = QнР + Qв.вн + iтл
Температура уходящих газов	θух	0С	Принимается по техническим соображениям
Энтальпия уходящих газов	I ух	кДж/м3	по I-θ диаграмме	2792,98
Температура холодного воздуха	tхв	0С	по заданию
Теплоемкость холодного воздуха	св	кДж/кг К	Принимается равной 1.34	1.34
Теоретический объем воздуха, необходимый для полного сгорания	V˚	м3/м3	По таблице 1 расчета	10,63
Энтальпия холодного воздуха	I˚хв	кДж/м3	I˚хв= св tв V˚	356,105
Коэффициент избытка воздуха в уходящих газах	α″ВЭК	-	По таблице 1 расчета	1,25
Потери тепла с уходящими газами	q 2	%		5,83
Потеря теплоты от химической неполноты горения	q3	%	По таблицам 4.1-4.4 и характеристике топки	0,5
Потеря теплоты от механической неполноты горения	q4	%	По таблицам 4.1-4.4 и характеристике топки
Потери тепла в окружающую среду	q5	%	По таблице 4.5	1,5
Потери тепла со шлаком и золой	q6		q6 =ашл Ар (с Ө)зл / Qрр

Продолжение таблицы 3

КПД котлоагрегата	ήбр	%	100-(q2+q3 + q4+q5 + q6)	100 – (5,83 + 0,5 + 0 + 1,5 + 0) = 92,17
Коэффициент сохранения тепла	φ		φ = 1 - ( q5 /(ήбр + q5)	0,983
Энтальпия питательной воды	iпв	кДж/кг	По таблицам воды и водяного пара	420,0
Энтальпия котловой воды	i′	кДж/кг	По таблицам воды и водяного пара	830,1
Энтальпия сухого насыщенного пара	i″	кДж/кг	По таблицам воды и водяного пара	2788,4
Энтальпия перегретого пара	iпп	кДж/кг	По таблицам воды и водяного пара	––––––––––––
Паропроизводите-льность котла	D	т/ч кг/с	По заданию	4,4444
Процент продувки	р	%	Принимается 3 …. 5 %
Расход продувочной воды	Dпр	кг/с	Dпр = 0,01р • D	0,01 * 3 * 4,4444 = 0,133
Полезная мощность парового котла	Qпг	кВт	Q пг = D (i″ - iпв ) + Dпр ( i′ - iпв )	4,4444(2788,4-420)+0,133(830,1-420)=10580,66
Полный расход топлива	В	м³/с	В = Qпг 100/ (Qрр ∙ήбр )	10580,66*100/40280*92,17=0,285
Расчётный расход топлива	Вр	м³/с	Вр=Впг(1-q4/100)	0,284(1-0/100)=0,285
Расчётный расход топлива	Вр	м³/ч	Вр=Впг(1-q4/100)

2.6 Тепловой расчет топки

При проектировании и эксплуатации котельных установок чаще всего выполняется поверочный расчет топочных устройств.

При выполнении поверочного расчета топки известны: объем топочной камеры, степень ее экранирования и площадь лучевоспринимающих поверхностей нагрева, а также конструктивные характеристики труб экранных поверхностей нагрева (диаметр труб, расстояние между осями труб s₁ ).

Цель расчета теплопередачи в топке заключается в том, чтобы проверить температуру газов на выходе из топки по заданной поверхности нагрева. Температура газов на выходе из топки определяется по «Нормативному методу»

Температура газов на выходе из топки - следствие процесса теплопередачи в топке. Оптимальные значения температуры на выходе из топки находятся в пределах 900—1150°С. Верхний предел, чтобы избежать шлакования конвективной поверхности труб, должен быть на 50—100° ниже температуры размягчения золы. Нижний предел обусловливается устойчивостью процесса горения и минимальным значением потерь от химического и механического недожога. Если расхождение не превышает +- 100 ⁰С, то расчет считается оконченным.

Расчет ведется в табличной форме

Таблица 4 Расчет топочной камеры

Наименование величины	Расчётная формула	Единица измере-ния.	Расчёт
Объем топочной камеры	Vт	м3	22,5
Поверхность стен топки	Fст	м2	51,84
Коэффициент сохранения теплоты	φ по таблице расчета 3		0,983
Расчётный расход топлива	Вр по таблице расчета 3		0,285
Располагаемое тепло топлива	Qрр по таблице расчета 3	кДж/м3
Теплота сгорания топлива	Qрр = Qнр	кДж/м3
Тепловое напряжение топочного объема	qv = Вр Qнр / Vт	кВт/ м3	0,285*40280/22,5=510,21333
Коэффициент избытка воздуха в топке	αт = αт″ по таблице расчета 1		1,1
Энтальпия теоретически необходимого холодного воздуха	I0хв по таблице расчета 3	кДж/м3	356,105
Теплота воздуха присосанного в топку	Qв = αт I0хв	кДж/м3	391,7155
Температура продуктов сгорания на выходе из топочной камеры	θт″ принимается предвари-тельно см стр 60 Эстеркин	0С
Абсолютная температура газов на выходе из топочной камеры	Тт″ = θт″+ 273	К
Энтальпия продуктов сгорания на выходе из топки	Iт″ по I θ –диаграмме	кДж/м	22163,3
Потери тепла в котельном агрегате	q3, q4, q6 по таблице расчета 3	%	0,5;0;0
Полезное тепловыделение в топке	Qт = Qрр ( 100- q3 +q4 +q6)/ (100 - q4 ) + Qв	кДж/м3	40280*100-0,5-0-0/100-0+391,7155=40470,316
Коэффициент загрязнения топочных экранов	ζ принимается по таблице 5.1		0,55

Угловой коэффициент однорядного гладкотрубного экрана	х по рис 5.3 Эстеркин		0,98
Коэффициент тепловой эффективности экранов	ψ = х∙ξ		0,98 * 0,55 = 0,539
Эффективная толщина излучающего слоя	S = 3,6 Vт / Fст	м	3,6*22,5/51,84=1,5625
Давление в топке парового котла	Принимается р = 0,1	МПа	0,1
Суммарная объемная доля трехатомных газов	rп по таблице расчета 1		0,248
Парциальное давление трехатомных газов	pп = rп p	МПа	0,248*0,1=0,0248
Объемная доля водяных паров	rH2O по таблице расчета 1		0,122
Абсолютная температура на выходе из топочной камеры	Тт′′ = θт″ + 273	К	1130+273=1403
Произведение pпS	pпS	МПа	0,0248*1,5625=0,03875
Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами	kг =[(7,8+16rH2O) /(3,16 √pпS) – 1] (1 - 0,37 Tт″/ 1000 ) или по номограмме 5.4		(7,8 + 16 * 0,122) / (3,16 √0,03875 * 0.1) – 1) (1 – 0,37 * 1403 / 1000) = 7,0581581
Коэффициент характеризующий долю топочного объема, заполненного светящейся частью факела	m принимается по таблице 5.2 Эстеркин		0,55
Отношение содержаний углерода и водорода в рабочей части топлива	Ср / Нр		84,65/11,7=7,2350427
Отношение содержаний углерода и водорода в рабочей части топлива при сжигании природного газа	Ср / Нр = 0.12 ∑(m/n)CmHn		______________
Коэффициент ослабления лучей сажистыми частицами	kс = 0,3 ( 2 - αт) ( 1,6 Тт″/ 1000 - 0,5 ) Ср / Нр		0,3(2 – 1,1) * (1,6 * 1403 / 1000 – 0,5) * 7,2350427 = 3,408
Коэффициент ослабления лучей при сжигании жидкого и газообразтопливо	K = kг rп + kс		7,0581581*0248+3,408=5,1588

Коэффициент ослабления лучей частицами летучей золы	kзл принимается по графику 5.5Эстеркин		____________
Средняя массовая концентрация золы	μзл = 100 Ар аун / Vг		––––––––––––
Коэффициент ослабления лучей частицами кокса	kк принимается стр 64 Эстеркин		––––––––––––
Коэффициент ослабления лучей при сжигании твердого топлива	k = kг rп + kзл • μзл + kк		––––––––––––
степень черноты светящейся части факела	а св= 1 -е -( kг rп + kс ) p∙S		1 – 2,72 – (7,0581581 * 0,248 + 3,408) * 0,03875 = 0,927
степень черноты несветящихся трехатомных газов	аг = 1 - е-kг rп •p∙S		1 – 2,72 – (7,058 * 0,248) * 0,038 = 0,07
Удельная нагрузка зеркала горения	qзг по таблицам 4.1, 4.2, 4.3 Эстеркин	кВт/м2	____________
Площадь зеркала горения	R = Вр Qнр/ qз.г	м2	____________
К установке принимается топка с колосниковой решеткой типа	по таблице 5.3 Эстеркин	м2	____________
Степень черноты факела для жидкого и газообразного топлив	а ф= maсв + ( 1 - m ) aг		0,55 * 0,927 + (1 – 0,55) * 0,07 = 0,54135
Степень черноты среды, заполняющей топку при сжигании твердого топлива	а = 1 – е- kpS или по графику 5.6		____________
Степень черноты факела для твердого топлива	а ф = а		____________
Степень черноты топки для слоевых топок	ат=[а+(1-а) R/Fст] /[1 –(1-а) (1–ψ)(1-R/Fст)]		____________
Степень черноты топки при сжигании жидкого топлива и газа	ат = аф /[аф +(1 - аф) •ψ]		0,54135 / (0,54135 + (1 – 0,54135) * 0,539) = 0,6865024
Произведение Bр Qт /Fст	Bр Qт /Fст		0,285*40470,316/51,84= 222,49
Расстояние от пода топки до середины выходного окна топки	Hт по конструкции топки
Расстояние от пода топки до оси горелок	hт по конструкции топки		1935мм

Расстояние от пода топки до оси горелок	hт по конструкции топки
Относительное положение максимума температуры в топке , определяется как отношение высоты размещения горелок к общей высоте топки	хт =hт/Hт   Для слоевых топок хт = 0		0,934     –––––––––––––––
Параметр М при сжигании газа и мазута	М = 0,54 – 0,5 хт		0,54 – 0,5 * 0,934 = 0,394
Параметр М при слоевом сжигании всех топлив	М=0,59 – 0,2 хт		0,59 – 0,2 * 0,934 = 0,4032
Энтальпия продуктов сгорания	Iт = Qт	кДж/м3	40470,316
Теоретическая (адиабатическая) температура горения	θа по I θ –диаграмме по Iт	0С
Абсолютная теоретическая (адиабатическая) температура горения	Та = θа + 273	К	1940 + 273 = 2213
Средняя суммарная теплоемкость продуктов сгорания	Vсср =(Qт - Iт′′) /(Tа - Tт′′)	кДж/м3
Действительная температура продуктов сгорания на выходе из топки	θт″ ={Та/М • [(5,67 ψ Fст aт Tа³/(1011 φ Вр Vcср)]0,6 + 1}-273 или определяется по номограмме 5.7	0С
Энтальпия продуктов сгорания на выходе из топки	Iт″ по I θ –диаграмме	кДж/м3	21082,8
Тепло, переданное излучением в топке	Qл = φ (Qт - Iт′′)	кДж/м3	0,983(40470,316- –21082,8)=19000
Удельная нагрузка колосниковой решетки	qз г = Bр Qнр /R	кВт/м2	____________
Удельная нагрузка топочного объема	qV =Bр Qнр /Vт	кВт/м2	0,285*40280/22,5=510,21333

2.7 Тепловой расчет конвективных поверхностей нагрева

При поверочном тепловом расчете конвективных пучков по заданной величине поверхности нагрева и известной температуре дымовых газов перед ней определяют температуру дымовых газов за поверхностью нагрева.

Расчет выполнен в табличной форме

Таблица 5 Тепловой расчет конвективных пучков котла

Наименование величины	Расчётная формула	Единица измере-ния.	Расчёт
Энтальпия теоретически необходимого холодного воздуха	I0хв по таблице 3 расчета	кДж/м3	356,105
Температура продуктов сгорания на выходе из конвективных пучков	θкп″ принимается предварительно	0С
Энтальпия продуктов сгорания на выходе из конвективных пучков	Iкп″ по I θ –диаграмме	кДж/м	7291,04
Абсолютная температура газов на выходе из конвективных пучков	Ткп″ = θкп″+ 273	К	364+273=637
Температура продуктов сгорания на входе в конвективные пучки	θкп′= θт″	0С
Энтальпия продуктов сгорания на входе в конвективные пучки	Iкп′ по I θ –диаграмме	кДж/м	21082,8
Коэффициент сохранения теплоты	φ по таблице расчета 3		0,983
Присос воздуха в конвективные пучки	Δαк.п по таблице 1 расчета		1,15
Количество теплоты, отданное продуктами сгорания в водяном экономайзере	Qб = φ ( Iк.п′ - Iк.п″ + Δαк.п I0хв)	кДж/м3	0,983 (21082,8 – 7291,04 + 1,15 * 356,105)=13900
Средняя температура потока продуктов сгорания	θ =(θкп′ + θкп″)/2	0С	(1120 + 364) / 2 = 742
Расчётный расход топлива	Вр по таблице 3 расчета	кг/с	0,285
Объем продуктов сгорания при среднем коэффициенте избытка воздуха	Vг =Vг кп по таблице1 расчета		12,830
Площадь живого сечения для прохода продуктов сгорания	F = Fк.п. по констру ктивным характер	м2	0,713
Средняя скорость продуктов сгорания в конвективных пучках	ω г кп = Вр Vг (θ + 273 ) / Fкп 273		0,285 * 12,830(742 + 273) / 0,713 * 273 =19,067

Диаметр труб	d	мм
Коэффициент теплоотдачи	αн по номограмме 6.1
Относительный поперечный шаг	Δ1		1,7647
Относительный продольный шаг	Δ2		2,1568
Число рядов труб	Z
Объемная доля водяных паров	rH2 O по таблице расчета		0,119
Поправки	Сz Сs Сф по номограмме 6.1		Сz=1, Сs=1, Сф= 0,97
Коэффициент теплоотдачи конвекцией от продуктов сгорания к поверхности нагрева	αк =αн•Сz • Сs • Сф		100*1*1*0,97=97
Давление в газоходе парового котла	Принимается р = 0,1	МПа	0,1
Суммарная объемная доля трехатомных газов	rп по таблице расчета		0,242
Парциальное давление трехатомных газов	pп = rп p	МПа	0,242*0,1=0,0242
Расчетные продольный шаги труб	S1	мм
Расчетные поперечный шаги труб	S2	мм
Эффективная толщина излучающего слоя для гладкотрубных пучков	S = 0.9 d [(4/ π) (S2 S1 / d2) -1]	м	0,176637
Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами	kг =[(7,8+16rH2O) /(3,16 √pпS) – 1] (1 - 0,37 Tкп″/ 1000 ) или по номограмме 5.4	м МПа	[(7,8 + 16 * 0,119) / (3,16 * √0,0242 * 0,176637) – 1] * (1– 0,37 * 637 / 1000) = 34
Отношение содержаний углерода и водорода в рабочей части топлива.	Ср / Нр		84,65/11,7=7,235
Отношение содержаний углерода и водорода в рабочей части топлива при сжигании природного газа	Ср / Нр = 0.12 ∑(m/n)CmHn		7,235
Коэффициент избытка воздуха в конвективных пучках	αкп по таблице расчета		1,125