Курсовая работа: Паровые котлы
Длину трубы в каждом ряду li определяем по осевой линии трубы с
учётом её конфигурации от плоскости входа трубы в обмуровку топки или изоляцию
барабана до точки перечения оси трубы каждого ряда с плоскостью ската
горизонтального газохода. Количество труб в ряду z1 определяют по эскизу, выполнив по всей ширине газохода
разводку труб экрана в фестон.
Поперечный шаг S1 равен утроенному шагу заднего экрана
топки, т.к. этот экран образует три ряда фестона. Поперечные шаги для всех
рядов и всего фестона одинаковы. Продольный шаг между первым и вторым рядами
определяют как кратчайшее расстояние между осями труб этих рядов S2’, а между вторым и третьим рядами S2’’ как длину отрезка между осями труб
второго и третьего рядов, соединяющего их на половине длины труб. Среднее
значение продольного шага для фестона определяют с учетом расчетных
поверхностей второго и третьего рядов труб, существенно различающихся по
величине:
Принимаем xф = 1, тем самым увеличиваем
конвективную поверхность пароперегревателя (в пределах 5%), что существенно
упрощает расчёт.
По S1ср и S2ср определяем эффективную толщину излучающего слоя фестона Sф расположение труб в пучке –
шахматное, омывание газами – поперечное (угол отклонения потока от нормали не
учитываем). Высоту газохода ‘а’ определяют в плоскости, проходящей по осям
основного направления каждого ряда труб в границах фестона. Ширина газохода ‘b’ одинакова для всех рядов фестона,
её определяют как расстояние между плоскостями, проходящими через оси труб
правого и левого боковых экранов.
Площадь живого сечения для прохода газов в каждом ряду:
Fi = ai×b - z1× liпр×d; где liпр – длина проекции трубы на плоскость
сечения, проходящую через ось труб расчитываемого ряда.
Fср находим как среднее арифметическое между F1 и F3.
Расчётная поверхность нагрева каждого ряда равна
геометрической поверхности всех труб в ряду по наружному диаметру и полной
обогреваемой газами длине трубы, измеренной по её оси с учётом конфигурации,
т.е гибов в пределах фестона:
Нi
= p×d×z1i× li; где z1i – число труб в ряду; li – длина трубы в ряду по её оси. Расчётная
поверхность нагрева фестона определяют как сумму поверхностей всех рядов:
Нф = Н1 + Н2 + Н3
= 9,966+8,666+5,765 = 24,3977 м;
На правой и левой стене газохода фестона расположена часть
боковых экранов, поверхность которых не превышает 5% от поверхности фестона:
Ндоп = SFст·xб = (1,7062 + 1,7062)·0,99 = 3,3782 Þ Нф’ = Нф
+ Ндоп = 27,776 м;
Составляем таблицу исходных данных для поверочного теплового
расчёта фестона.
Ориентировочно принимают температуру газов за фестоном на 30¸1000С ниже, чем перед ним:
Наименование величин |
Обозначение |
Размерность |
Величина |
Температура газов перед фестоном |
Jф’=Jт’’
|
0С
|
1053,4 |
Энтальпия газов перед фестоном |
I ф’=I т’’
|
ккал/кг |
4885,534 |
Объёмы газов на выходе из топки при a¢¢т
|
Vг
|
м3/кг
|
12,559 |
Объёмная доля водяных паров |
rH2O
|
-- |
0,1216 |
Объёмная доля трёхатомных газов |
rRO2
|
-- |
0,2474 |
Температура состояния насыщения
при давлении в барабане Рб=45кгс/см2
|
tн
|
0С
|
256,23 |
7. Определение тепловосприятий пароперегревателя,
экономайзера, воздухоподогревателя и сведение теплового баланса парового котла
При выполнении расчёта в целях уменьшения ошибок и связанных
с ними пересчётов до проведения поверочно-конструкторских расчётов
пароперегревателя целесообразно определить тепловосприятия этих поверхностей по
уравнениям теплового баланса и свести тепловой баланс по паровому котлу в
целом.
Тепловосприятия пароперегревателя и воздухоподогревателя
определяют по уравнениям теплового баланса рабочего тела (пара, воздуха), а
тепловосприятие экономайзера – по уравнению теплового баланса теплоносителя
(продуктов сгорания).
Тепловосприятие пароперегревателя определяют по формуле:
Находим при Pпе=40 кгс/см2 и tпе=440oC Þ iпе=789,8 ккал/кг; при Pб=45 кгс/см2 и температуре насыщения Þ iн=668,1 ккал/кг; Diпо=15 ккал/кг;
Тепло, воспринимаемое пароперегревателем за счёт излучения
факела топки, принимаем для упрощения расчётов равным нулю(Qпел =0), а угловой коэффициент фестона Хф=1.
В этом случае полное тепловосприятие пароперегревателя численно совпадает с
тепловосприятием конвекцией: Qпек = Qпе.
Полученное значение энтальпии газов за пароперегревателем
позволяет определить температуру дымовых газов за ним u²пе=601,520С;
Тепловосприятие воздухоподогревателя определяют по уравнению
теплового баланса рабочего тела (воздуха), т.к. температура горячего воздуха
(после воздухоподогревателя) задана. Тепловосприятие воздухоподогревателя
зависит от схемы подогрева воздуха. Т.к. предварительный подогрев воздуха, и
рециркуляция горячего воздуха отсутствуют, то тепловосприятие
воздухоподогревателя определяем:
где Iогв находим по tгв=220oC Þ Iогв=745,2 ккал/кг;
b²вп – отношение объёма воздуха за
воздухоподогревателем к теоретически необходимому:
Тепловосприятие воздухоподогревателя по теплоносителю
(продуктам сгорания) имеет вид:
где Iух – энтальпия уходящих газов, которую
находим по tух=150oC Þ Iух=709,135 ккал/кг;
Iоух – энтальпия теоретического объёма
воздуха, которую при
tпрс=( tгв
+ t’в)/2=(220+30)/2=125 oC Þ Iпрс=421 ккал/кг;
Полученное значение энтальпии газов за экономайзером
позволяет определить температуру дымовых газов за ним u²эк=301,870С;
Тепловосприятие водяного экономайзера определяют по уравнению
теплового баланса теплоносителя (дымовых газов):
Определяем невязку теплового баланса парового котла:
8. Поверочно-конструкторский расчёт пароперегревателя
Целью поверочно-конструкторского расчёта пароперегревателя
является определение его поверхности нагрева при известных тепловосприятиях,
конструктивных размерах и характеристиках. Тепловосприятие пароперегревателя
определено ранее, конструктивные размеры и характеристики поверхности заданы
чертежом. Решением уравнения теплопередачи определяют требуемую (расчётную)
величину поверхности нагрева пароперегревателя, сравнивают её с заданной по
чертежу и принимают решение о внесении конструктивных изменений в поверхность.
По чертежам парового котла составляем эскиз пароперегревателя
в двух проекциях на миллимет-ровой бумаге в масштабе 1:25.
По чертежам и эскизу заполняем таблицу:
Конструктивные размеры и характеристики пароперегревателя
|
Наименование величин |
Обозн. |
Раз-ть |
Величина |
Наружный диаметр труб |
d |
м |
0,032 |
|
Внутренний диаметр труб |
dвн
|
м |
0,026 |
|
Количество труб в ряду |
z1
|
- |
68 |
|
Количество труб по ходу газов |
z2
|
- |
18 |
|
Шаг труб: поперечный |
S1
|
м |
0,075 |
|
продольный |
S2
|
м |
0,055 |
|
Относительный шаг труб
поперечный
|
S1/d
|
- |
2,344 |
|
продольный |
S2/d
|
- |
1,719 |
|
Расположение труб змеевика |
- |
- |
шахматное |
|
Характер взаимного течения |
- |
- |
перекрестный ток |
|
Длина трубы змеевика |
l |
м |
29,94 |
|
Поверхность, примыкающая к стенке |
Fст×х
|
м2
|
21,353 |
|
Поверхность нагрева |
H |
м2
|
226,01 |
|
Размеры газохода: высота на входе высота на выходе |
a¢
a²
|
м
м
|
1,68 |
|
ширина |
b |
м |
5,2 |
|
Площадь живого сечения на входе |
F¢ |
м2
|
5,363 |
|
Площадь живого сечения на выходе |
F² |
м2
|
5,363 |
|
Средняя площадь живого сечения |
Fср
|
м2
|
5,363 |
|
Средняя эффективная толщина излучающего слоя |
Sф
|
м |
0,119 |
|
Глубина газового объёма до пучка |
lоб
|
м |
1,35 |
|
Глубина пучка |
lп
|
м |
0,935 |
|
Количество змеевиков, включённых параллельно по пару |
m |
шт. |
68 |
|
Живое сечение для прохода пара |
f |
м2
|
0,0361 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9
|