Тепловой расчёт промышленного парогенератора ГМ-50-1
Т.к. невязка составляет
больше 2% то добавляем дополнительную площадь к перегревателю =38 м2
7 Расчёт хвостовых
поверхностей нагрева
Конструктивные размеры а
также расчёты ступеней хвостовых поверхностей нагрева представлены в таблицах
7.1 – 7.4
На рис. 5 прежставлена
схема хвостовых поверхностей нагрева
Рис. 5 схема хвостовых
поверхностей нагрева
ТАБЛИЦА 7.1 Конструктивные
размеры и характеристики стального трубчатого экономайзера
|
Показатели
|
Еди-ница
|
Ступень
|
|
Наименования
|
Обозначение
|
|
I
|
|
Диаметр труб :
|
|
|
|
|
наружный
|
d
|
м
|
28
|
|
внутренний
|
dвн
|
м
|
22
|
|
Кол-во труб в
ряду
|
Z1
|
шт.
|
25
|
|
Кол-во рядов
труб
|
Z2
|
|
40
|
|
Расчетна
площадь поверхности нагрева
|
H
|
м2
|
461.06
|
|
Расположение
труб
|
-
|
-
|
ш
|
|
Шаг труб :
|
|
|
|
|
поперек движения
газов
|
S1
|
м
|
70
|
|
Вдоль движения
газов
|
S2
|
м
|
50
|
|
Относительный
шаг труб :
|
|
|
|
|
поперечный
|
S1/d
|
-
|
2.5
|
|
продольный
|
S2/d
|
-
|
1.79
|
|
Размер сечения
газохода поперек
|
А
|
м
|
1.78
|
|
движения газов
|
В
|
м
|
5.4
|
|
Площадь живого
сечения для прохода газов
|
F
|
м2
|
5.972
|
|
Кол-во параллельно
включенных труб (по воде)
|
Z0
|
шт.
|
50
|
|
Площадь живого
сечения для прохода воды
|
f
|
м2
|
0.019
|
ТАБЛИЦА 7.2
Конструктивный расчёт экономайзера
|
Величина
|
Единица
|
Расчёт
|
|
Наименование
|
Обозначение
|
Расчётная формула или способ
определения
|
|
Площадь поверхности нагрева
ступени
|
H
|
По конструктивным размерам
|
м2
|
461.06
|
|
Площадь живого сечения для
прохода газов
|
|
То же
|
м2
|
5.972
|
|
То же, для прохода воды
|
f
|
|
м2
|
0,019
|
|
Температура газов на входе в
ступень
|
|
Из расчёта перегревателя
|
єС
|
637,42
|
|
Энтальпия газов на входе в
ступень
|
|
То же
|
кДж/кг
|
36289,2
|
|
Температура газов на выходе из
ступени
|
|
По выбору
|
єС
|
371
|
|
Энтальпия газов на выходе из
ступени
|
|
По IJ – таблице
|
кДж/кг
|
20451,5
|
|
Тепловосприятие ступени (теплота,
отданная газами)
|
|
|
кДж/кг
|
|
|
Удельная энтальпия воды на выходе
из ступени
|
|
|
кДж/кг
|
|
|
Температура воды на выходе из
ступени
|
|
По табл. VI–6
|
єС
|
256
|
|
Паросодержание смеси
|
x
|
|
|
|
|
Удельная энтальпия воды на входе
в ступень
|
|
|
кДж/кг
|
610
|
|
Температура воды на входе в
ступень
|
|
|
єС
|
145
|
|
Средняя температура воды
|
tср
|
|
єС
|
|
|
Скорость воды в трубах
|
|
|
м/с
|
|
|
Средняя температура газов
|
|
|
єС
|
|
|
Средняя скорость газов
|
|
|
м/с
|
|
|
Коэффициент теплоотдачи
конвекцией
|
|
По рис. 6–5
|
Вт/(м2·К)
|
60
|
|
Эффективная толщина излучающего
слоя
|
s
|
|
м
|
|
|
Суммарная поглощательная
способность трёхатомных газов
|
|
|
м·МПа
|
|
|
Коэффициент ослабления лучей
трёхатомными газами
|
|
По рис. 5–5
|
1/(м·МПа)
|
3.4
|
|
Суммарная оптическая толщина
запылённого газового потока
|
|
|
—
|
|
|
Степень черноты газов
|
а
|
По рис. 5–4
|
—
|
0,009
|
|
Температура загрязнённой стенки
трубы
|
|
|
єС
|
|
|
Коэффициент теплоотдачи
излучением
|
|
По рис. 6–12
|
Вт/(м2·К)
|
0.855
|
|
Коэффициент
|
А
|
По § 6–2
|
—
|
0,3
|
|
Глубина по ходу газов:
ступени
объём перед ступенью
|
|
По конструктивным размерам
То же
|
м
м
|
1,9
2
|
|
Коэффициент теплоотдачи
излучением с учётом излучения газового объёма перед степенью
|
|
|
Вт/(м2·К)
|
|
|
Коэффициент теплоотдачи от газов к
стенке
|
|
|
Вт/(м2·К)
|
|
|
Коэффициент теплоотдачи
|
|
|
Вт/(м2·К)
|
|
|
Разность температур между
средами:
наибольшая
наименьшая
|
|
|
єС
єС
|
|
|
Отношение
|
|
|
—
|
|
|
Температурный напор
|
|
|
єС
|
|
|
Площадь поверхности нагрева
ступени
|
|
|
м2
|
|
Т.к. невязка составляет
меньше 2% то внесение конструктивных изменений не требуется
ТАБЛИЦА 7.3 Воздухоподогреватель
|
Показатели
|
Еди-ница
|
Ступень
|
|
Наименования
|
Обозначение
|
|
I
|
|
Диаметр труб :
|
|
|
|
|
наружный
|
d
|
м
|
40
|
|
внутренний
|
dвн
|
м
|
37
|
|
Длина труб
|
l
|
м
|
5.514
|
|
Кол-во ходов
по воздуху
|
n
|
м
|
3
|
|
Кол-во труб в
ряду поперек движения воздуха
|
Z1
|
шт.
|
72
|
|
Кол-во рядов
труб вдоль движения воздуха
|
Z2
|
шт.
|
33
|
|
Расположение
труб
|
-
|
-
|
ш
|
|
Шаг труб :
|
|
|
|
|
поперечный
(поперек потока воздуха)
|
S1
|
м
|
56
|
|
продольный
(вдоль потока воздуха)
|
S2
|
м
|
42
|
|
Относительный
шаг труб :
|
|
|
|
|
поперечный
|
S1/d
|
-
|
1.4
|
|
продольный
|
S2/d
|
-
|
1.05
|
|
Площадь живого
сечения для прохода газов
|
Fг
|
м^2
|
2,56
|
|
Кол-во
параллельно включенных труб (по газам)
|
Z0
|
шт.
|
2376
|
|
Ширина сечения
воздушного канала
|
b
|
м
|
4,144
|
|
Средняя высота
воздушного канала
|
h
|
м
|
2,1
|
|
Площадь
среднего сечения воздушного канала
|
Fв
|
м^2
|
2,65
|
|
Площадь
поверхности нагрева
|
H
|
м^2
|
1500
|
ТАБЛИЦА 7.4 Конструктивный
расчёт воздухоподогревателя
|
Величина
|
Единица
|
Расчёт
|
|
Наименование
|
Обозначение
|
Расчётная формула или способ
определения
|
|
Диаметр труб
|
|
По конструктивным размерам
|
мм
|
40
|
|
Относительный шаг:
поперечный
продольный
|
|
То же
» »
|
—
—
|
1,4
1,05
|
|
Количество рядов труб
|
|
» »
|
шт.
|
33
|
|
Количество ходов по воздуху
|
|
» »
|
—
|
3
|
|
Площадь живого сечения для
прохода газов
|
|
» »
|
м2
|
2.56
|
|
То же, для прохода воздуха
|
|
» »
|
м2
|
2.65
|
|
Площадь поверхности нагрева
|
|
» »
|
м2
|
1500
|
|
Температура газов на входе в
ступень
|
|
Из расчёта второй ступени
экономайзера
|
єС
|
371
|
|
Энтальпия газов на входе в
ступень
|
|
То же
|
кДж/кг
|
21290.66
|
|
Температура воздуха на выходе из
ступени
|
|
По выбору
|
єС
|
250
|
|
Энтальпия воздуха на выходе из
ступени
|
|
По IJ–таблицы
|
кДж/кг
|
9774.09
|
|
Отношение количества воздуха на
выходе из ступени к теоретически необходимому
|
|
|
—
|
|
|
Температура воздуха на входе в
ступень
|
|
По выбору
|
єС
|
30
|
|
Энтальпия воздуха на входе в
ступень
|
|
По IJ–таблицы
|
кДж/кг
|
1139,58
|
|
Тепловосприятие ступени
|
|
|
кДж/кг
|
8893,545
|
|
Средняя температура воздуха
|
|
|
єС
|
|
|
Энтальпия воздуха при средней
температуре
|
|
По IJ–таблицы
|
кДж/кг
|
5049,2
|
|
Энтальпия газов на выходе из ступени
|
|
По IJ–таблицы
|
кДж/кг
|
7849
|
|
Температура газов на выходе из
ступени
|
|
По заданию
|
єС
|
140
|
|
Средняя температура газов
|
|
|
єС
|
|
|
Средняя скорость газов
|
|
|
м/с
|
|
|
Коэффициент теплоотдачи с газовой
стороны
|
|
По рис. 6–7
|
Вт/(м2·К)
|
36
|
|
Средняя скорость воздуха
|
|
|
м/с
|
|
|
Коэффициент теплоотдачи с
воздушной стороны
|
|
По рис. 6–5
|
Вт/(м2·К)
|
53
|
|
Коэффициент использования
поверхности нагрева
|
|
По табл. 6–3
|
—
|
0,7
|
|
Коэффициент теплоотдачи
|
|
|
Вт/(м2·К)
|
|
|
Разность температур между
средами:
наибольшая
наименьшая
|
|
|
єС
єС
|
|
|
Средний температурный напор при
противотоке
|
|
|
єС
|
|
|
Перепад температур:
наибольший
наименьший
|
|
|
єС
єС
|
|
|
Параметр
|
|
|
—
|
|
|
То же
|
|
|
—
|
|
|
Коэффициент
|
|
По рис. 6–16
|
—
|
0,95
|
|
Температурный напор
|
|
|
єС
|
|
|
Площадь поверхности нагрева
ступени
|
|
|
м2
|
|
Т.к. невязка составляет
более 2% то вносим конструктивные ихменения. Добавляем к воздухоподогревателю дополнительно
498 м2
8 Расчёт невязки
теплового баланса парогенератора
Расчёт невязки теплового
баланса представлен в таблице 8
ТАБЛИЦА 8
|
Величина
|
Величина
|
Расчёт
|
|
Наименование
|
Обозначение
|
Расчётная формула или способ
определения
|
|
Расчётная температура горячего
воздуха
|
|
Из расчёта воздухоподогревателя
|
єС
|
250
|
|
Энтальпия горячего воздуха при
расчётной температуре
|
|
То же
|
кДж/кг
|
9774
|
|
Лучистое тепловосприятие топки
|
|
Из расчёта топки
|
кДж/кг
|
56657,7
|
|
Расчётная невязка теплового
баланса
|
|
|
кДж/кг
|
|
|
Невязка
|
—
|
|
%
|
|
ВЫВОДЫ
В ходе выполнения
курсового проекта был проведен тепловой расчет промышленного парогенератора
ГМ-50-1 при совестном сжигании жидкого и газообразного топлива.
Расчет проводился по
жидкому топливу, с учетом тепла, вносимого в топку, за счет сжигания
газообразного топлива.
Последовательно был
проведен поверочный расчет всех поверхностей нагрева котла: экранов топки,
фестона, пароперегревателя, водяного экономайзера, воздухоподогревателя. С
учетом того, что парогенератор спроектирован на сжигание другого вида топлива,
возникла необходимость в проведении поверочно-конструктивного расчета.
При поверочном расчете
поверхности нагрева приходится задаваться изменением температуры одной из
теплообменивающихся сред (разностью температур на входе и выходе). Этим
определяется тепловосприятие поверхности в первом приближении. Далее можно
вычислить температуры другой среды на концах поверхности нагрева, температурный
напор, скорости газового потока и рабочей среды и все другие величины,
необходимые для вычисления тепловосприятия во втором приближении. При
расхождении принятого и расчетного тепловосприятий выше допустимого повторяют
расчет для нового принятого тепловосприятия. Таким образом, поверочный расчет поверхности
нагрева выполняется методом последовательных приближений.
Тепловой расчет
парогенератора заканчивается определением невязки теплового баланса. В курсовом
проекте величина невязки составляет 0,95 %.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Тепловой расчет промышленных
парогенераторов. / Под ред. В.И. Частухина. – Киев: Вища шк., 1980. – 184 с.
2. Сидельковский Л.Н., Юренев В.Н. Котельные
установки промышленных предприятий: Учебник для вузов. – М.: Энергоатомиздат,
1988. – 528 с.
3. Компоновка и тепловой расчет парового
котла: Учеб. пособие для вузов/ Ю.М. Липов, Ю.Ф. Самойлов, Т.В. Виленский. –
М.: Энергоатомиздат, 1988. – 208 с.
4. Расчет паровых котлов в примерах и
задачах: Учеб. пособие для вузов/ А.Н. Безгрешнов, Ю.М. Липов, Б.М. Шлейфер;
Под общ. ред. Ю.М. Липова. – М.: Энергоатомиздат, 1991. – 240 с.
5. Методические указания
"Расчет объемов и энтальпий воздуха и продуктов сгорания для смеси топлив
с применением ЭВМ" по курсу "Котельные установки промышленных
предприятий". / Сост.: А.А. Соловьев, В.Н. Евченко. – Мариуполь: ММИ,
1991. – 17 с.
6. Методические указания к выполнению
курсового проекта по курсу "Котельные установки промышленных
предприятий" для студентов специальности (7.090510)/ Сост.: А.А. Соловьев,
В.М. Житаренко – Мариуполь: ПГТУ, 1998. – 40 с.
Страницы: 1, 2, 3, 4
|
