Перевірочний розрахунок теплообміну в топці

3.1.2.1 Присос повітря в топці і систему пило-заготівки відповідно:

3.1.2.2 Температура холодного повітря (прийнята раніше), ^ОС:

3.1.2.3 Ентальпія холодного повітря, МДж/кг:

[власний розрахунок, таблиця 2.2]

3.1.2.4 Температура гарячого повітря, ^ОС:

3.1.2.5 Ентальпія повітря при цій температурі МДж/кг:

[власний розрахунок, таблиця 2.2]

3.1.2.6 Кількість тепла, внесеного в топку с повітрям знаходимо по формулі, МДж/кг:

(3.11)

3.1.2.7 Рециркуляція продуктів згорання в топку не передбачена.

3.1.2.8 Підраховуємо корисне тепловиділення в топці по формулі; МДж/кг:

(3.12)

3.1.2.9 Знаходимо теоретичну температуру горіння, ^ОС:

[власний розрахунок, таблиця 2.2]

3.1.2.10 Температура продуктів згорання в кінці топки передбачається, ^ОС:

3.1.2.11 Ентальпія продуктів згорання при цій температурі, МДж/кг:

[власний розрахунок, таблиця 2.2]

3.1.2.12 Середню сумарна теплоємкість продуктів згорання в інтервалі температур від до , кДж/кг*К:

(3.13)

3.1.2.13 Коефіцієнт зберігання тепла знаходимо по формулі:

(3.14)

3.1.1.14 Відносне місто положення максимальних температур:

(3.15)

(3.16)

[знаходимо з довідкової літератури: ІІ]

3.1.2.15 Знаходимо параметр температурного поля:

(3.17)

3.1.2.16 Тиск продуктів згорання в топці приймаємо, бар:

Р = 0,1

3.1.2.17 Об’ємна доля водяних парів в продуктах згорання в топці:

3.1.2.18 Об’ємна доля трьохатомних газів в продуктах згорання в топці:

3.1.2.19 Сумарний парціальний тиск трьохатомних газів та водяних парів визначаємо по формулі; бар:

(3.18)

3.2.2.20 Знаходимо коефіцієнт послаблення променів трьохатомними газами по формулі, 1/м МПа

(3.19)

3.1.2.21 Оптична товщина газового потоку полум’я

(3.20)

3.1.2.22 Коефіцієнт послаблення променів золовими частинами:

(3.21)

3.1.2.23 Оптична товщина потоку зольних частинок

(3.22)

3.1.2.24 Оптична товщина коксових частин в факелі полум’я:

(3.23)

[знаходимо з довідкової літератури: ІІ]

3.1.2.25 Середня оптична товщина напівсвітящегося полум’я

(3.24)

3.1.2.26 Ступінь чорноти факела напівсвітящегося полум’я:

(3.25)

3.1.2.27 Ступінь чорноти топки знаходимо по формулі:

(3.26)

3.1.2.28 Випромінювальна здатність абсолютно чорного тіла, кВт/(м²К):

3.1.2.29 Розрахункова витрата палива (розрахована раніше), кг/с;

3.1.2.30 Температуру продуктів згорання на виході з топки розраховуємо за формулою, ^ОС:

(3.27)

Розбіжність із заздалегідь прийнятим значенням менше 50^оС. Уточнення середньої об’ємної теплоємності і подальшого за нею розрахунку не потребує.

3.1.2.31 Ентальпія продуктів згорання при знайденій температурі, МДж/кг:

[власний розрахунок, таблиця 2.2]

3.1.2.32 Кількість тепла, переданого в топці променевим теплообміном знаходимо по формулі, МДж/кг:

(3.28)

З розрахунку виходить, що по умовам згорання котельна установка Е75-40 К може бути використана для спалювання кам’яного вугілля даної марки.

3.2 Тепловий розрахунок фестону парогенератора

Фестон - котельний пучок, утворений розведенням верхньої частини труб заднього екрану в три (в даному випадку) ряди і утворюючими газохід для виходу продуктів згорання з топки.

3.2.1 Конструктивні характеристики фестону

3.2.1.1. Геометричні розміри та характеристики:

а) зовнішній діаметр труб, мм:

d = 60

б) кількість рядів труб:

п = 4

в) кількість труб у кожному ряді:

п₁ = 9

п₂ = 10

п₃ = 10

п₄ = 9

г) довжина труб у кожному ряді, м:

д) шаг труб поперечний, мм:

е) шаг труб повздовжній, мм:

ж) відносний поперечний шаг:

з) відносний повздовжній шаг:

3.2.1.2. Підраховуємо площу поверхні нагріву фестона, м²:

(3.27)

(3.28)

3.2.1.3. Знаходимо живий перетин газоходу, м²:

(3.29)

3.2.1.4. Усереднений живий перетин, м²:

(3.30)

3.2.2 Перевірочний розрахунок теплообміну в фестоні

3.2.2.1. Температура продуктів згорання на вході в газохід котельного пучка (приймається рівною температурі на виході з топки):

3.2.1.2. Знаходимо ентальпію продуктів згорання при цій температурі:

[власний розрахунок, таблиця 2.2]

3.2.1.3. Приймаємо попередньо температуру на виході з фестону:

3.2.1.4. Знаходимо ентальпію газів, відповідну до тій температурі:

[власний розрахунок, таблиця 2.2]

3.2.1.5. Підраховуємо коефіцієнт зберігання тепла за формулою:

(3.31)

3.2.1.6. Температура повітря присосів:

3.2.1.7. Підраховуємо тепловосприйняття фестону по різності ентальпій продуктів згорання (по балансу):

(3.32)

3.2.1.8. Підраховуємо середню температуру продуктів згорання у фестоні:

(3.33)

3.2.1.9. Знаходимо температуру насищення при тиску в барабані МПа:

[знаходимо з довідкової літератури: ІІІ.]

3.2.1.10. Підраховуємо середній температурний тиск за формулою:

(3.34)

3.2.1.11. Підраховуємо середню швидкість продуктів згорання по формулі:

(3.35)

3.2.1.12. Знаходимо коефіцієнт тепловіддачі конвекцією:

(3.36)

де: - номінальний коефіцієнт тепловіддачі, який знаходиться по швидкості газу та по діаметру труб пучка;

- поправка на кількість рядів труб по ходу газів;

- поправка на фізичні характеристики потоку при зміні температури за змісту теплоносія;

- поправка на геометрію, яка залежить від відносних поперечного та повздовжнього шагів.

[приймаємо з довідкової літератури: І, стр. 44 мал. 6-6]

3.2.1.13. Товщина випромінюючого газового слою в між трубному просторі пучка:

(3.37)

3.2.1.14. Тиск у газоході:

3.2.1.15. Об’ємна доля водяних парів в продуктах згорання:

Об’ємна доля трьохатомних газів:

Сумарна об’ємна доля:

[власний розрахунок, таблиця 2.1]

3.2.1.16.. Парціальний тиск трьохатомних газів:

(3.38)

3.2.1.17. Підраховують оптичну щільність газового потоку

(3.39)

3.2.1.18. Знаходимо температуру на зовнішніх поверхнях відкладень,

(3.40)

3.2.1.19. Підраховуємо ступінь чорноти газів в фестоні:

(3.41)

3.2.1.20. Підраховуємо коефіцієнт тепловіддачі випромінюванням, Вт/м ²

3.2.1.21. Підраховують коефіцієнт теплопередачі, Вт/м ²К

(3.42)

3.2.1.22. Підраховуємо тепло сприйняття фестону по умовам теплопередачі:

(3.43)

3.2.1.23. Знаходимо розбіг між значеннями теплосприймань підрахованих по балансу та по теплопередачі:

(3.44)

Кількість тепла прийнятого по різниці ентальпій та по умовам теплопередачі мало відрізняється тому уточнення розрахунку не проводиться.

3.3 Тепловий та конструктивний розрахунки пароперегрівача парогенератора

3.3.1 Геометричні характеристики поверхонь нагріву пароперегрівача

3.3.1.1. Зовнішній діаметр труб та товщина стінки, мм:

3.3.1.2. Поперечний шаг у загальній частині поверхні нагріву, мм:

3.3.1.3. Кількість змійовиків:

3.3.1.4. Кількість рядів у змійовику:

п = 6

3.3.1.5. Радіус згину труб, мм:

r = 110

3.3.1.6. Глибина ступені, мм:

l_п = 1000

3.3.1.7. Розрахунковий крок по ходу газів:

3.3.1.8. Відносний поперечний крок:

3.3.1.9. Відносний розрахунковий крок по ходу газів:

3.3.1.10. Глибина газового об’єму, мм:

3.3.1.11. Довжина змійовика в границях коридорного розміщення труб, м:

3.3.1.12. Довжина змійовика в межах обігріву, м:

(3.45)

3.3.1.13. Площа поверхні ступені, м²:

(3.46)

3.3.1.14. Довжина стельових труб:

- першої ступені

- другої ступені

3.3.1.15. Площа поверхні стельових труб:

(3.47)

(3.48)

3.3.1.16. Розрахункова площа поверхні стельових труб, м²:

(3.49)

(3.50)

3.3.1.17. Сумарна площа нагріву, м²:

(3.51)

(3.52)

3.3.1.18. Повна поверхня нагріву, м²:

(3.53)

3.3.1.19. Живий переріз газоходу, м²:

(3.54)

3.3.2. Тепловий розрахунок пароперегрівача

3.3.2.1. Витрата палива котельної установки при нормальній загрузці, кг/с

3.3.2.2. Площа поверхні нагріву, яка проходить крізь І ряд фестона, м ²

3.3.2.3 Кутовий коефіцієнт фестона

3.3.2.4. Коефіцієнт розподілу теплового навантаження по висоті топки

3.3.2.5. Теплота, яка передається поверхні нагріву пароперегрівачу випромінюючого з топки, МДж/кг

(3.55)

3.3.2.6. Температура пари на виході з ступені пароперегрівача , ⁰С

3.3.2.7. Тиск пара при цій температурі, МПа

3.3.2.8. Ентальпія перегрітого пара, кДж/кг

3.3.2.9. температура насичення, ⁰С, і ентальпія сухого насиченого пара при Р_б, кДж/кг

3.3.2.10. Зниження ентаьпії в пароперегрівачі, кДж/кг

3.3.2.11. Теплота, яку необхідно передати конвекцією для перегріву пара до заданої температури, МДж/кг

(3.56)

3.3.2.12. Температура, ⁰С, і ентальпія продуктів згорання на вході в ступінь, МДж/кг

3.3.2.13. Величина присосу повітря в ступені

3.3.2.14. Ентальпія повітря присосів, МДж/кг

3.3.2.15. Ентальпія продуктів згорання на виході з ступені, МДж/кг

(3.57)

3.3.2.16. Температура продуктів згорання на виході з ступені, ⁰С,

3.3.2.17. Середня температура продуктів згорання в ступені, ⁰С,

(3.58)

3.3.2.18. Середня швидкість газів в ступені, м/с

(3.59)

3.3.2.19. Коефіцієнт тепловіддачі конвекцією, Вт/(м ²*К)

(3.60)

(‍‍‍‍‍‍‍ І, ст..57 п. 8-18, номограма 12, 13, 14; ‍ІІ, ст..43 мал..6-5, 6-6, 6-7 )

3.3.2.20. Середня температура пара, ⁰С

(3.61)

3.3.2.21. Питомий об’єм пара при середній температурі, М ³/кг

3.3.2.22. Середня швидкість пари , м/с

(3.62)

3.3.2.23. Коефіцієнт тепловіддачі від стінки до пару, Вт/(м²*К)

(3.63)

( І, ст.. 57 п. 8-21 номограма 15, ІІ, ст. 43 мал..6-7 )

3.3.2.24. Температура забрудненої стінки труби, ⁰С

( І, ст.. 44 п. 7-36, ст..47 п. 7-52 ; ІІ, §6-2 )

3.3.2.25. Товщина випромінюючого шару, м

(3.64)

3.3.2.26. Сумарна поглинальна здатність трьохатомних газів, м*МПа

(3.65)

3.3.2.27. Коефіцієнт послаблення променів трьохатомними газами, 1/( м*МПа )

( ІІ, мал.. 5-5 )

3.3.2.28. Коефіцієнт послаблення променів золовими частками, 1/( м*МПа )

( ІІ, мал.. 5-6 )

3.3.2.29. Сумарна оптична товща запорошеного газового потоку

(3.66)

3.3.2.30. Ступінь чорноти випромінюючої поверхні

(3.67)

( І, ст.. 43 п. 7-32; ІІ, мал.. 5-4 )

3.3.2.31. Коефіцієнт тепловіддачі випромінюванням, Вт/( м ²*К )

(3.68)

( І, ст.. 57 п. 8-20 номограма 2, 19; ІІ, мал.. 6-1 )

3.3.2.32. Коефіцієнт тепловіддачі від газів до стінки, Вт/( м ²*К )

(3.69)

( І, ст.. 37 п. 7-07; ІІ, ф-ла. 6-13 )

3.3.2.33. Коефіцієнт теплової ефективності

( І, ст.. 48 табл. 7-3; ІІ, табл. 6-2.)

3.3.2.34. Коефіцієнт теплопередачі, Вт/( м ²*К )

(3.70)

3.3.2.35. Температурні напори на вході і виході із пароперегрівача, ⁰С

(3.71)

3.3.2.36. Температурний напір при противотоці, ⁰С

(3.72)

3.3.2.37. Кількість тепла, реалізуємо в поверхні пароперегрівача при умові теплопередачі, МДж/кг

(3.73)

3.3.2.38. Нев’язка

(3.74)

ВИСНОВОК.