Тепловой расчет парогенератора ГМ-50-1

III. Определение расчётного расхода топлива

3.1) Располагаемое тепло топлива Qрр находим по формуле:

Qрр=Qрн+Qв.вн+iтл

3.2) Величину тепла, вносимого воздухом, подогреваемом вне парового котла, Qв.вн учитывают только для высокосернистых мазутов. Топливо проектируемого котла - малосернистый мазут.

где (Ioв)’ при t’вп =100 oC Þ (Ioв)’=322 ккал/кг;

3.3) Величину физического тепла топлива находим по формуле:

iтл= Cтл tтл, где tтл =100 oC; Cтл =0,415+0,0006×tтл=0,415+0,0006×100=0,475 ккал/(кг× oC);

iтл= 0,475×100=47,5 ккал/кг;

3.4) Qрр=Qрн+iтл=9620+47,5=9667,5 ккал/кг;

3.5) Потери теплас химическим недожогом q3=0,5%;

с механическим недожогом q4=0,0%;

3.6) Потеря тепла с уходящими газами:

где (Ioхв) при t =30 oC; Ioхв=9,5×Vo =9,5×10,62=100,89 ккал/кг;

Iух=709,135 ккал/кг; tух=150 oC; aух=1,27;

3.7) Потеря тепла от наружного охлаждения котла: q5=0,92% (при D = 50 т/ч);

3.8) КПД парового котла “брутто” находят по методу обратного баланса:

hпк=100-(q2+ q3+ q4+ q5+ q6)=100-(6,01+0,5+0,92)=92,57 %;

Коэффициент сохранения тепла:

3.9) Расход топлива, подаваемого в топку:

где Qпк=Dк×(Iпе- Iпв)×1000; при Pпе = 40 кгс/см2 и tпе = 440oC Þ Iпе = 789,8 ккал/кг;

а при Pпв = 1,08×Pб = 1,08×45 = 48,6 кгс/см2 и tпв = 140oC Þ Iпе = 141,3 ккал/кг;

Qпк = 50×(789,8- 141,3)×1000=3,2425·107ккал/кг;

3.10) Расход топлива используют при выборе и расчёте числа и мощности горелочных устройств. Тепловой расчёт парового котла, определение объёмов дымовых газов и воздуха, количество тепла, отданного продуктами горения поверхностям нагрева, производятся по расчётному расходу фактически сгоревшего топлива с учетом механической неполноты горения:

IV. Выбор схемы сжигания топлива

4.1) Схему топливосжигания выбирают в зависимости от марки и качества топлива. Подготовка к сжиганию мазута заключается в удалении из него механических примесей, повышении давления и подогрева для уменьшения вязкости.

4.2) В проектируемом паровом котле установлены горелки (в количестве трёх штук) с механическими форсунками суммарной производительностью 110¸120% от паропроизводительности котла; мазут подогревают до 100¸130оС. Скорость воздуха в самом узком сечении амбразуры должна быть 30¸40 м/с.

V. Поверочный расчёт топки

Задачей поверочного расчёта является определение температуры газов на выходе из топки Jт’’ при заданных конструктивных размерах топки, которые определяют по чертежам парового котла.

V.1 Определение конструктивных размеров и характеристик топки

5.1.1) По чертежу парового котла определяем размеры топки и заполняем таблицу

5.1.2) Среднее значение коэффициента тепловой эффективности для топки в целом определяют по формуле:

5.1.3) Активный объём топочной камеры определяют по формуле:

Эффективная толщина излучающего слоя:

V.2 Расчёт теплообмена в топке

5.2.1) Расчёт основан на приложении теории подобия к топочным процессам. Расчётная формула связывает температуру газов на выходе из топки qт’’ с критерием Больцмана Bo, степенью черноты топки ат и параметром М, учитывающим характер распределения температур по высоте топки и зависящим от относительного местоположения максимума температур пламени, который определяется схемой размещения и типом горелок.

При расчёте теплообмена используют в качестве исходной формулу:

Где Tт’’ = Jт’’ + 273 - абсолютная температура газов на выходе из топки, [K]; Ta = Ja + 273 -температура газов, которая была бы при адибатическом сгорании топлива, [K]; Bо – критерий Больцмана, определяемый по формуле:

Из этих формул выводятся рясчётные.

5.2.2)   Определяем полезное тепловыделение в топке Qт и соответствующую ей адиабатическую температуру горения Та :

Где количество тепла, вносимое в топку с воздухом Qв, определяют по формуле:

Полезное тепловыделение в топке Qт соответствует энтальпии газов Iа, котрой располагали бы при адиабатическом сгорании топлива, т.е Qт= Iа Þ Та=2352,4 К;

5.2.3)   Параметр М, характеризующий температурное поле по высоте топки, определяют по формуле:

М=А-B×xт; где А и В опытные коэффициенты, значения которых принимают: А=0,54; В=0,2; (при камерном сжигании мазута).

Относительное положение максимума температур факела в топке определяют по формуле:

Хт= Хг+ DХ; где Хг – относительный уровень расположения горелок, представляющий собой отношение высоты расположения осей горелок hг (от пода топки) к общей высоте топки Нт (от пода топки до середины выходного окна из топки, т.е. Хг = hг/ Нт ); DХ – поправка на отклонение максимума температур от уровня горелок, принимаемая для газомазутных топок с производительностью >35т/ч DХ=0;

При расположении горелок в несколько ярусов и одинаковом числе горелок в ярусе высоту расположения определяют расстоянием от средней линии между ярусами горелок до пода или до середины холодной воронки; при разном числе горелок в каждом ярусе:

где
 n1, n2 и т.д. – число горелок в первом, втором и т.д. ярусах; h1г, h1г и т.д. – высота расположения осей ярусов.

М = 0,54·0,2·0,2459=0,4908

5.2.4) Степень черноты топки ат и критерий Больцмана В0 зависят от искомой температуры газов на выходе uг’’.

Принимаем uг’’ = 1100 0С:

Среднюю суммарную теплоёмкость продуктов сгорания определяют по формуле:

где аф – эффективная степень черноты факела:

где асв и аг – степень черноты,которой обладал бы факел при заполнении всей топки соответственно только светящимся пламенем или только несветящимися трёхатомными газами; m – коэффициент усреднения, зависящий от теплового напряжения топочного объёма и m=0,55 для жидкого топлива.

Величины асв и аг определяют по следующим формулам:

Где Sт – эффективная толщина излучаемого слоя в топке; P – давление в топке, для паровых котлов, работающих без наддува Р = 1 кгс/см2.

Коэффициент ослабления лучей kг топочной средой определяют по номограмме.

Коэффициент ослабления лучей kс сажистыми частицами определяют по формуле:

где Tт’’ - температура газов на выходе из топки; Cр/Hp - соотношение содержания углерода и водорода в рабочей массе топлива;

5.2.6)тОпределяем количество тепла, переданное излучением в топке:

5.2.7)   Определим тепловые нагрузки топочной камеры:

Удельное тепловое напряжение объёма топки:

Допуск 250¸300 Мкал/м3×ч;

Удельное тепловое напряжение сечения топки в области горелок

VI Поверочный расчёт фестона

6.1) В котле, разрабатываемом в курсовом проекте, на выходе из топки расположен трёхрядный испарительный пучок, образованный трубами бокового топочного экрана, с увеличенным поперечными и продольными шагами и называемый фестон. Изменение конструкции фестона связано с большими трудностями и капитальными затратами, поэтому проводим поверочный расчёт фестона.

Задачей поверочного расчёта является определение температуры газов за фестоном Jф’’ при заданных конструктивных размерах и характеристиках поверхности нагрева, а также известной температуре газов перед фестоном, т.е на выходе из топки.

6.2)          По чертежам парового котла составляют эскиз фестона.

6.3)          По чертежам парового котла составляем таблицу:

Страницы: 1, 2, 3, 4