Курсовая работа: Тепловой расчет парогенератора ГМ-50-1
9.1.4) Площадь живого
сечения для прохода газов в экономайзере при поперечном омывании определяют по
формуле:
где lпр – длина проекции ряда труб на
плоскость сечения, м.
Площадь живого сечения
для прохода воды:
Поверхность нагрева
экономайзера:
Где l – длина змеевика, определяемая с использованием длины
горизонтальной части змеевика (l1):
9.1.5)Коэффициент
теплопередачи для экономайзера в целом определяют по средним значениям
необходимых величин.
Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке определяют
по формуле:
Где aк - коэффициент теплоотдачи конвекцией; a¢л - коэффициент теплоотдачи излучением газового объёма
в трубном пучке; y -
коэффициент тепловой эффективности поверхности; x = 1.
Для определения aк - коэффициента теплоотдачи конвекцией от газов к
стенке труб, рассчитаем среднюю скорость газового потока:
При поперечном омывании
шахматных пучков дымовыми газами коэффициент теплоотдачи конвекцией, отнесённый
к полной расчётной поверхности, определяют по номограмме 13:
aн=60 ккал/м2×ч×оС; добавочные коэффициенты:
Сz=1; Сф=1; Сs=1; Þ
aк = aн×Сz×Сф×Сs = 63×1×1×1 = 60 ккал/м2×ч×оС;
Для нахождения aл используем номограмму 19 и степень черноты продуктов
горения ‘a’:
Для незапылённой
поверхности k×p×S = kг×rn×S×p, где р = 1кгс/ см2; rn=0,2343.
рn×S = rn×S = 0,2343×0,118 = 0,02765;
По номограмме находим kг = 3,4; Þ
Для пользования
номограммой необходимо знать температуру загрязнённой стенки расчитываемой
поверхности нагрева:
tз = 0,5×(t¢эк + t²эк ) + (40¸60) = 0,5×(154,56+242,96) + 50 = 248,76 оС;
По номограмме находим Сг=0,97;
aн=100 ккал/м2×ч×оС; Þ aл = aн×а×Сг =100×0,0897×0,97= 8,7 ккал/м2×ч×оС;
При расчёте экономайзера
на величину aл необходимо ввести поправку, связанную
с наличием газового объёма, свободного от труб перед этими поверхностями и
между отдельными пакетами поверхностей:
Где Тк -
температура газов в объёме камеры, (К); lоб и lп -- соответственно суммарная глубина
пучка и суммарная глубина газового объёма до пучка, м; А – коэффициент: при
сжигании мазута А=0,3;
9.1.6)Температурный
напор:
Þ
температурный напор с достаточной точностью можно найти как:
9.1.7)Определим расчётную
поверхность:
Невязка:
Невязка > 2% Þ вносим конструктивные изменения.
9.1.8)Найдем требуемую
длину змеевика:
Следовательно, принимаем Z2р равное 36, то есть Z21 ряда =20, Z22 ряда =16 Þ во втором пакете убираем одну
сдвоенную петлю.
Для первого пакета:
Для второго пакета:
Высота экономайзера:
Расчёт закончен
IX.II Расчёт воздушного подогревателя
9.2.1) По чертежам
парового котла составляем эскиз воздухоподогревателя в двух проекциях на
миллиметровой бумаге в масштабе 1:25, на котором указывают все конструктивные размеры.
По чертежам и эскизу
заполняем таблицу:
Конструктивные размеры и
характеристики воздухоподогревателя
|
Наименование величин |
Обозн |
Раз-ть |
Величина |
Наружный диаметр труб |
d |
м |
0,04 |
|
|
Внутренний диаметр труб |
dвн
|
м |
0,037 |
|
Количество труб в ряду |
z1
|
- |
72 |
|
Количество рядов труб по ходу газов |
z2
|
- |
33 |
|
Шаг труб:
поперечный
|
S1
|
м |
0,056 |
|
продольный |
S2
|
м |
0,042 |
|
Относительный шаг труб:
поперечный
|
S1/d
|
- |
1,4 |
|
продольный |
S2/d
|
- |
1,05 |
|
Расположение труб |
- |
- |
шахматное |
|
Характер омывания труб газами |
- |
- |
продольный |
|
Характер омывания труб воздухом |
- |
- |
поперечный |
|
Число труб, включённых параллельно по газам |
z0
|
- |
2376 |
|
Площадь живого сечения для прохода газов |
Fг
|
м2
|
2,555 |
|
Ширина газохода |
b |
м |
4,144 |
|
Высота одного хода по воздуху (заводская) |
hх
|
м |
2,1 |
|
Площадь живое сечение для прохода воздуха |
Fв
|
м2
|
2,6544 |
|
Поверхность нагрева ВЗП |
Hвп
|
м2
|
2413,99 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Примечание: Трубчатые воздухоподогреватели, как
правило, выполняются с вертикальным расположением труб в газоходе, внутри
которых движутся газы, а воздух омывает шахматно расположенный пучок труб
снаружи, омывание поперечное; взаимное движение сред характеризуется
перекрёстным током. Число ходов воздуха не меньше двух.
Расчётно определим число
труб, включенных параллельно по газам:
Площадь живого сечения
для прохода газа:
Площадь живого сечения
для прохода воздуха (по заданной заводской конструкции):
Поверхность нагрева ВЗП:
9.2.2) С использованием
ранее выполненых расчётов для теплового расчёта ВП составляют таблицу исходных
данных:
Наименование величин |
Обознение |
Размерность |
Величина |
Температура газов до
воздухоподогревателя
|
uэк²
|
0С
|
301,87 |
Температура газов за
воздухоподогревателем |
uух
|
0С
|
150 |
Температура воздуха до
воздухоподогревателя |
t¢в
|
0С
|
30 |
Температура горячего воздуха
после
воздухоподогревателя
|
tгв
|
0С
|
220 |
Объёмы газов при среднем избытке воздуха |
Vг
|
м3/кг
|
14,0698 |
Теоретический объём воздуха |
V0
|
м3/кг
|
10,62 |
Температура воздуха до воздухоподогревателем к теоретически
необходимому |
b²вп
|
-- |
1,05 |
Объёмная доля водяных паров |
rH2O
|
-- |
0,1102 |
Тепловосприятие по балансу |
Qбвп
|
ккал/кг |
695,85 |
Находим скорости газов и
воздуха:
Скорости газов и воздуха
должны быть в пределах допустимых нормативных значений в зависимости от вида
топлива и характеристик зол. В курсовом проекте допустимая скорость газов
составляет: Wг=12±3 м/с, а Wв = (0,5¸0,6)×Wг = 5,07¸6,08 м/с, однако полученная скорость
воздуха больше допустимой Þ принимаем Wв’=6,08 м/c.
Пересчитываем:
9.2.3)Коэффициент
теплопередачи для воздухоподогревателя в целом определяют по средним значениям
необходимых величин.
где x = 0,7
Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке для
воздухоподогревателя определяют по формуле:
При продольном омывании
трубной поверхности дымовыми газами коэффициент теплоотдачи конвекцией,
отнесённый к полной расчётной поверхности, определяют по номограмме 14:
aн=29 ккал/м2×ч×оС; добавочные коэффициенты: Сф=1,1; Сl=1; Þ
aк = aн×Сф×Сl = 29×1,1×1 = 31,9 ккал/м2×ч×оС;
При поперечном омывании
шахматных пучков дымовыми газами коэффициент теплоотдачи конвекцией, отнесённый
к полной расчётной поверхности, определяют по номограмме 13:
aн= 56 ккал/м2×ч×оС; добавочные коэффициенты: Сz=1; Сф=0,98; Сs=1; Þ
aк = aн×Сz×Сф×Сs = 56×1×0,98×1 = 54,88 ккал/м2×ч×оС;
9.2.4) Температурный
напор:
Þ
температурный напор можно найти как:
Поправочный коэффициент y определяют по номограмме по
безразмерным параметрам:
По R и Р находим y= 0,96
9.2.5)Определим расчётную
поверхность:
Невязка:
Невязка > 10% Þ вносим конструктивные изменения.
Принимаем число ходов n=3.
Пересчитываем:
высота трубного пучка:
высота хода:
расчетная площадь живого
сечения для прохода воздуха:
действительная скорость
воздуха:
Невязка:
Невязка <10 % Þ расчёт закончен.
Список литературы
1)
Тепловой расчёт
котельных агрегатов. (Нормативный метод)/Под редакцией Н.В. Кузнецова. – М.:
Энергия, 1973. –296с.
2)
Резников М.И.
Парогенераторные установки электростанций. – М.: Энергия, 1974. –360с.
3)
Методические
указания по определению коэффициента полезного действия паровых котлов /
Парилов В.А., Ривкин А.С., Ушаков С.Г., Шелыгин Б.Л. – Иваново, 1987. –36с.
4)
Методические
указания по определению коэффициента теплопередачи и температурного напора при
расчёте поверхностей нагрева паровых котлов / Парилов В.А., Ривкин А.С., Ушаков
С.Г., Шелыгин Б.Л. – Иваново; ИЭИ, 1987.
5)
Методические
указантя по поверочному расчёту топочной камеры и фестона паровых котлов /
Парилов В.А., Ривкин А.С., Ушаков С.Г., Шелыгин Б.Л. – Иваново; ИЭИ, 1987.
6)
Методические
указания по конструкторскому расчёту пароперегревателя и хвостовых поверхностей
паровых котлов / Парилов В.А., Ривкин А.С., Ушаков С.Г., Шелыгин Б.Л. –
Иваново; ИЭИ, 1991. –36с.
7)
Александров В.Г. Паровые
котлы средней и малой мощности. – Л.: Энергия, 1972.—200с.
8)
Ковалёв А.П.,
Лелеев Н.С., Виленский Т.В. Парогенераторы: Учебник для ВУЗов. – М.: Энерго-
атомиздат, 1985. –376с.
|