Тепловой расчёт топки
1. Определение площади ограждающих поверхностей топки. В соответствии с типовой обмуровкой топки котла ДКВР-10, которая показана на рис.3.3, подсчитываем площади ограждающих её поверхностей, включая поворотную камеру. Внутренняя ширина котла равна 2810 мм.
Боковых стен
передней стены
задней стены
двух стен поворотной камеры
потолка (включая поворотную камеру)
пода топки и поворотной камеры
таким образом, общая площадь ограждающих поверхностей
2. Определение лучевоспринимающей поверхности нагрева топки. Все необходимые данные для получения отдельных лучевоспринимающих поверхностей нагрева (уравнение 2.6.18) располагаем в таблице 3. 7.
 (3.11)
где  - поверхность, воспринимающая лучистое тепло;
 - площадь стены, занятая экраном, в м2;
 - величина углового коэффициента экрана.
Рис.3.3. Схема топки котла ДКВР-10 и ее основные размеры
Таблица 3. 6
Основные данные по определению лучевоспринимающей поверхности нагрева
| Экраны
| Освещённая длина труб экрана
| Расстояние
между осями крайних труб экрана 
| Площадь
стены
покрытия
экраном
| Диаметр экранных труб d, мм
| Шаг экранных труб S, мм
| Расстояние оси трубы до стены l, мм
| Относительный шаг экранных труб S|d
| Относи-тельное расстояние от оси трубы до стены 
| Угловой коэффициент
экрана (см рис.2.6.3)
| Лучевоспринимающая поверхность нагрева
| | кривая
| значение
| | Боковые
|
| 2600*2
|
|
|
|
| 2, 55
| 0, 79
|
| 0, 78
| 19, 5
| | Передние
|
|
| 5, 95
|
|
|
| 2, 55
| 0, 79
|
| 0, 78
| 4, 65
| | Задние
|
|
| 11, 3
|
|
|
| 2, 55
| 0, 79
|
| 0, 78
| 8, 8
| | Первый ряд котельного пучка
|
|
| 4, 55
|
|
|
| 2, 17
| 0, 59
|
| 0, 79
| 3, 6
|
Общую лучевоспринимающую поверхность нагрева топки определяют как сумму отдельных составляющих
3. Расчёт теплообмена в топке. Полезное тепловыделение в топке подсчитывают по уравнению (2.5.1):
где тепло с вносимым в топку воздухом определено при значении коэффициента избытка воздуха  .
На  -диаграмме по прямой, построенной при значении коэффициента избытка воздуха , при найденном теплосодержании  , находим температуру горения  =1860°C.
Для определения температуры на выходе из топки составляем таблицу 3.7., в которую и помещаем все необходимые величины, включая конструктивные характеристики топки.
Таблица 3.7
Расчёт температур газов на выходе из топки.
| Наименование величин
| Условные обозначения
| Расчётные формулы или основания
| Расчётные данные
| Результаты
| | Площадь боковых ограждающих поверхностей топки с одной её стороны, м2
| 
| Рис.3.3
| 
| 15, 21
| | Объём топочного пространства, м 3
| 
| 
| 15, 21*2, 81
|
| | Общая площадь ограждающих поверхностей, м2
| 
| Рис. 3.3
| -
|
| | Эффективная толщина излучающего слоя
| S
| 
| 
| 1, 75
| | Лучевоспринимающая поверхность нагрева, м2
|
| Табл.3.6
| -
|
| | Степень экранирования топки
| 
| 
| 
| 0, 415
| | Положение максимума температур
| 
| 
Рис.3.3
| 
| 0, 21
| | Значение коэффициента
| 
| Табл.2.6.1
| -
|
|
Продолжение табл.3.7
| Наименование величин
| Условные обозначения
| Расчётные формулы или основания
| Расчётные данные
| Результаты
|
| | Суммарная поглощательная способность трёхатомных газов, м-аmа
| 
| Табл.3.1; 
| 0, 273*1, 75
| 0, 48
|
| | Температура газов на выходе из топки, °С
| 
| Принимается с последующим уточнением-1050
| -
| -
|
| | Значение коэффициента ослабления лучей трёхатомными газами
| 
| Рис.2.5.1
| -
| 0, 8
|
| | То же, топочной средой
| 
| 
| 0, 8*0, 273
| 0, 385
|
| | Сила поглощения запылённым потоком газов
| 
| 
| 0, 8*0, 273*1, 75
| 0, 385
|
| |
|
|
|
|
|
| | Степень черноты несветящейся части пламени
| 
| 
номограмма рис.2.6.2
| -
| 0, 32
| | Степень черноты факела
| 
| 
| 0, 32*(1-0)
| 0, 32
| | Значение условного коэффициента загрязнения лучевоспринимающей поверхности нагрева
| 
| -
| -
| 0, 8
| | Произведение
| 
|
| 0, 415*0, 8
| 0, 33
|
Продолжение табл. 3.7.
| Наименование величин
| Условные обозначения
| Расчётные формулы или основания
| Расчётные данные
| Результаты
| | Тепловыделение в топке на 1 м2 ограждающих её поверхностей, ккал/м2 ч
| -
| 
| 
|
| | Постоянные величины расчётного коэффициента М
| А, Б
| -
| А=0, 52
Б=0, 3
| -
| | Значение расчётного коэффициента М
| М
| М=А - БХ
| 0, 52-0, 3*0, 21
| 0, 46
| | Температура дымовых газов на выходе из топки, оС
|
| Номограмма рис.2.6.4
|
|
| | Теплосодержание дымовых газов на выходе из топки, ккал/м3
| 
| Диаграмма рис.3.1
| -
|
| | Тепло, переданное излучением в топке, ккал/м3
| 
| 
| 0, 985(8400-4500)
|
| | Тепловое напряжение топочного объёма, ккал/м3ч
| 
| 
| 
|
|
Как видим, температура газов на выходе из топки оказалась равной предварительно принятой; не превышает допустимых норм и тепловое напряжение объёма топочного пространства, следовательно, расчёт теплообмена в топке произведён правильно. Переходим к расчёту первого газохода.
4. Расчёт первого газохода. Определяем конструктивные характеристики газохода и помещаем их в таблицу 3.8. Для данной конструкции котла ширина газохода a=1, 6м, а высота b=2, 1м.
Таблица 3. 8.
Основные конструктивные характеристики первого газохода
| Наименование величин
| Условное обозначение
| Расчётные формулы
| Результаты
| | общий вид
| числовые значения
| | Поверхность нагрева, м2
| 
| По чертежам
|
| | Число рядов труб:
|
| | вдоль оси котла
| 
| -
| -
|
| | поперёк оси котла
| 
| -
| -
|
| | Диаметр труб, мм
| 
| -
| -
| 51*2, 5
| | Расчётные шаги труб, мм
|
| | продольный
| 
| -
| -
|
| | поперечный
| 
| -
| -
|
| | Сечение для прохода газов, м2
| 
| 
| 
| 1, 71
| | Эффективная толщина излучающего слоя, м
| 
| 
| 
| 0, 184
| | | | | | | |
Задаёмся двумя значениями температуры дымовых газов на выходе из первого газохода  и проводим для этих значений температур два параллельных расчёта. Все необходимые расчётные операции располагаем в таблице 3.9. Расчёт первого газохода производим при  Приращением значения коэффициента избытка воздуха пренебрегаем, т.е. 
Таблица 3.9
Тепловой расчёт первого газохода
| Наименования величин
| Условные обозначения
| Расчётные формулы
| Результаты при 
| | общий вид
| числовые значения
| 500°С
| 300°С
| | Температура дымовых газов перед первым газоходом, °С
| 
| Из расчёта топки
| Табл.3.7
|
|
| | Теплосодержание дымовых газов перед первым газоходом, ккал/м3
| 
| -диаграмма
| Рис.3.1
|
|
| | Температура дымовых газов за первым газоходом, °С
|
| Задаёмся
| -
|
|
| | Теплосодержание дымовых газов за первым газоходом, °C
| 
| Используем диаграмму и табл. 3.2
| Рис.3.1
|
|
|
Продолжение табл.3.9
| Наименования величин
| Условные обозначения
| Расчётные формулы
| Результаты при
| | общий вид
| числовые значения
| 500°С
| 300°С
| | Тепловосприятие первого газохода по уравнению теплового баланса, ккал/ч
| Qб
| 
| 
| 2, 7*
106
| -
| 
| -
| 3, 6*
106
| | Средний температурный напор, °C
| 
| 
| 
|
|
| | Средняя температура дымовых газов в °C
| 
| 
| 
|
|
| | Средняя скорость дымовых газов, °C
| 
| 
| 
| 8, 1
| 7, 25
|
Продолжение табл.3.9
| Наименования величин
| Условные обозначения
| Расчётные формулы
| Результаты при
| | общий вид
| числовые значения
| 500°С
| 300°С
| Значение коэффициента теплоотдачи конвекцией, 
| 
| Номограмма рис.2.7.3
| 1*1, 04*48; 1*1, 04*44
|
|
| | Суммарная поглощательная способность трёхатомных газов, м-ата
| 
|  (табл. 3.1 и 3.9)
| 0, 273*0, 184
| 0, 05
| 0, 05
| | Значение коэффициента ослабления лучей трёхатомными газами
|
| Номограмма рис.2.6.1
| -
| 2, 9
| 3, 1
| | Суммарная сила поглощения газовым потоком, м-ата
| 
| 
| 2, 9*0, 05; 3, 1*0, 05
| 0, 145
| 0, 155
| | Степень черноты газового потока
| 
| Рис.2.6.2
| -
| 0, 135
| 0, 145
| Значение коэффициента загрязнения поверхности нагрева, 
| 
| Табл.2.6.3
| -
| 0, 005
| 0, 005
|
Продолжение табл.3.9
| Наименования величин
| Условные обозначения
| Расчётные формулы
| Результаты при
| | общий вид
| числовые значения
| 500°С
| 300°С
| | Температура наружной поверхности загрязнённой стенки, град.
| 
| 
| 
|
|
| | Значение коэффициента теплоотдачи излучением незапылённого потока,
| 
| Номограмма рис.2.7.1;
| 104*0, 135*0, 97;
87, 5*0, 145*0, 97
| 13, 5
| 12, 3
| | Значение коэффициента омывания газохода дымовыми газами
| 
| Рис.2.7.3
| -
| 0, 9
| 0, 9
| | Значение коэффициента теплопередачи в первом газоходе,
| 
| 
| -
|
|
| Тепловосприятие первого газохода по уравнению теплопередачи, 
| 
| 
| 
| 3, 2*106 
| 1, 6*
106
|
По значениям Qб и Qт строим вспомогательный график (рис.3. 4), и определяем температуру газов на выходе из первого газохода. Эта температура, равная  , является и температурой дымовых газов при входе во второй газоход, т.е.  .
Рис.3.4 Вспомогательные графики по определению температур газов
а) - после первого газохода; б)- после второго газохода;
При построении графика (рис.3.4) по полученным значениям Qб и Qт температура дымовых газов за вторым газоходом определяется равной  С.
Таблица 3.10
Основные конструктивные характеристики второго газохода
|
Наименование
величин
| Условные обозначения
| Расчётные формулы
|
Результат
| |
общий вид
|
числовые значения
| Поверхность нагрева, 
|
| По чертежам
|
| | Число рядов труб:
|
| | вдоль оси котла
|
| -
| -
|
| | поперёк оси котла
|
| -
| -
|
| | Диаметр труб, мм
|
| -
| -
| 51*2, 5
| Расчётные шаги труб,  :
|
| | продольный
|
| -
| -
|
| | поперечный
|
| -
| -
|
| | Сечение для прохода газов,
| 
| 
| 
| 1, 08
| | | | | | | |
продолжение табл.3.10
|
Наименование
величин
| Условные обозначения
| Расчётные формулы
|
Результат
| |
общий вид
|
числовые значения
| Эффективная толщина излучающего слоя, 
|  , м
| 
| 
| 0, 184
|
При построении графика (рис.3.4) по полученным значениям  , температура дымовых газов за вторым газоходом принимается равной 
Таблица 3.11
Тепловой расчёт второго газохода
| Наименования величин
| Условные обозначения
| Расчётные формулы
| Результаты при
| | общий вид
| числовые значения
| 500°С
| 300°С
| | Температура дымовых газов перед вторым газоходом, °С
| 
| Из расчёта первого газохода
| -
|
|
| | Теплосодержание дымовых газов перед вторым газоходом, ккал/м3
| 
| Рис.3.1
| -
|
|
| | Температура дымовых газов за вторым газоходом, °С
| 
| Задаёмся
| -
|
|
| | Теплосодержание дымовых газов за вторым газоходом, °C
| 
| Рис.3.1
| -
|
|
| | Тепловосприятие второго газохода по уравнению теплового баланса, ккал/ч
| Qб
| 
| 
|
|
| 
|
Продолжение табл.3.11
| Наименования величин
| Условные обозначения
| Расчётные формулы
| Результаты при
| | общий вид
| числовые значения
| 500°С
| 300°С
| | Средний температурный напор, °C
|
| 
| 
|
| 68, 5
| | Средняя температура дымовых газов, °C
|
| 
| 
|
|
| | Средняя скорость дымовых газов, °C
|
| 
| 
| 9, 25
|
| | Значение коэффициента теплоотдачи конвекцией,
|
| Номограмма рис.2.7.3.
|  
| 52, 5
| 48, 5
|
продолжение табл.3.11
| Наименования величин
| Условные обозначения
| Расчётные формулы
| Результаты при
| | общий вид
| числовые значения
| 500°С
| 300°С
| Суммарная поглощательная способность трёхатомных газов, 
|
|  (табл.3.1 и 3.10)
| 
| 0, 047
| 0, 047
| | Значение коэффициента ослабления лучей трёхатомными газами
|
| Номограмма рис.2.6.1
| -
| 3, 6
| 3, 75
| | Суммарная сила поглощения газовым потоком,
|
| 
|  ;
| 0, 170
| 0, 176
| | Степень черноты газового потока
|
| Рис.2.6.2
| -
| 0, 155
| 0, 165
| | Значение коэффициента загрязнения поверхности нагрева,
|
| Рис.2.6.3
| -
| 0, 005
| 0, 005
|
продолжение табл.3.11
|
Наименования величин
| Условные обозначения
| Расчётные формулы
| Результаты при
| | общий вид
| числовые значения
| 500°С
| 300°С
| | Температура наружной поверхности загрязнённой стенки, град.
|
| 
|  ;
|
|
| | Значение коэффициента теплоотдачи излучением незапылённого потока,
|
| Номограмма рис.2.7.1;
| 
| 5, 9
-
| -
5, 35
| | Значение коэффициента омывания газохода дымовыми газами
|
| Рис.2.7.3
| -
| 0, 9
| 0, 9
| | Значение коэффициента теплопередачи во втором газоходе,
| 
|
|  
|
-
| -
|
продолжение табл.3.11
| Наименования величин
| Условные обозначения
| Расчётные формулы
| Результаты при
| | общий вид
| числовые значения
| 500°С
| 300°С
| | Тепловосприятие второго газохода по уравнению теплопередачи,
|
| 
| 
|
-
| -
|
6. Расчёт водяного экономайзера. К установке приняты водяные индивидуальные экономайзеры системы ВТИ, конструктивные характеристики которых приведены в таблице 3.12. Число труб в горизонтальном ряду для индивидуальных экономайзеров, устанавливаемых под котлами ДКВР-10, берём по рис.3.5 равным 10; тогда живое сечение для прохода дымовых газов будет равно: 
Остальные расчётные данные помещаем в таблице 3.13. К установке принимаем экономайзер состоящий из 16 горизонтальных рядов общей поверхностью нагрева 
Таблица 3.12
Основные данные ребристых труб экономайзера системы ВТИ.
| Длина трубы в мм
| Число рёбер
на трубе
| Масса одной
трубы в кг
| Поверхность нагрева
с газовой стороны в м2, h
| Живое сечение для
прохода газа в м2
| |
|
| 52, 2
| 2, 18
| 0, 088
| |
|
| 67, 9
| 2, 95
| 0, 12
| |
|
| 83, 6
| 3, 72
| 0, 152
| |
|
| 99, 3
| 4, 49
| 0, 184
|
Рис.3.5 Одноколонковый экономайзер ВТИ в блочной облицовке
Таблица 3.13
Тепловой расчет экономайзера.
|
Наименование величин
| Условные обозначения
|
Расчётные формулы или обоснования
|
Расчетные данные
| Окончательные результаты
| | Температура дымовых газов перед экономайзером, °С
| 
| 
| 
|
| | Энтальпия дымовых газов перед экономайзером, кДж/м3
| 
| Рис. 3.1
| –
|
| | Температура дымовых газов после экономайзера, °С
| 
| Была принята
| –
|
| | Энтальпия дымовых газов после экономайзера кДж/м3
| 
| Рис. 3.1
| –
|
| | Тепловосприятие в водяном экономайзере, кДж/ ч
| Qэ
| 
| 
| 765000
|
продолжение табл.3.13
|
Наименование величин
| Условные обозначения
|
Расчётные формулы или обоснования
|
Расчетные данные
| Окончательные результаты
| | Количество питательной воды, проходящей через экономайзер, л/ч
| Dэ
| По заданию
| –
|
| | Температура питательной воды перед экономайзером, °С
| 
| По заданию
| –
|
| | Температура воды на выходе из экономайзера, °С
| 
| 
| 
|
| | Перепад температур между температурой насыщения и температурой воды на выходе из экономайзера, °С
| –
| tн –  20
| 194-151
|
| | Средний температурный напор, °С
| 
| 
| 
|
|
Продолжение табл.3.13
|
Наименование величин
| Условные обозначения
|
Расчётные формулы или обоснования
|
Расчетные данные
| Окончательные результаты
| | Средняя температура дымовых газов, °С
| 
| 
| 
| 225, 5
| | Средняя скорость дымовых газов в экономайзере, м/с
| 
| 
| 
| 6, 5
| Коэффициент теплоотдачи 
| kэ
| 
| 
| 16, 3
| | Расчётная поверхность нагрева экономайзера м2
| Нэ
| 
| 
|
| | Число труб в ряду шт
| m
| Было принято
| –
|
| | Число горизонтальных рядов шт
| n
| 
| 
| 16, 5
|
Библиографический список
1. Делягин Г.Н. и др. Теплогенерирующие установки. М.: Стройиздат, 1986. 559 с.
2. Гусев Ю.Л. Основы проектирования котельных установок. М.: Стройиздат, 1973. 248с.
Содержание:
1. Низкотемпературные поверхности нагрева…………… 3
1.1. Основные положения. Классификация………………………… 3
1.2. Экономайзер…………………………………………………………4
1.3. Воздухоподогреватель……………………………………………10
1.4. Компоновка низкотемпературных поверхностей……………..14
1.5. Процессы, протекающие в пароперегревателях……………..15
2. Тепловой расчет котла………………………………………..20
2.1. Тепловой баланс котельного агрегата………………………….20
2.2. Расчет продуктов сгорания……………………………………….23
2.3. Выбор значений температур уходящих газов…………………26
2.4. Определение часового расхода топлива………………………31
2.5. Определение тепловыделения в топке………………………..32
2.6. Определение температуры дымовых газов
на выходе из топки…………………………………………………33
2.7. Расчет газоходов паровых котлов………………………………44
2.8. Расчет пароперегревателя……………………………………….57
3. Пример расчета котельного агрегата……………………...59
Библиографический список…………………………………………….97
Кардиналистский и ординалистский подходы Кардиналистский (количественный подход) к анализу полезности основан на представлении о возможности измерения различных благ в условных единицах полезности...
|
Обзор компонентов Multisim Компоненты – это основа любой схемы, это все элементы, из которых она состоит. Multisim оперирует с двумя категориями...
|
Композиция из абстрактных геометрических фигур Данная композиция состоит из линий, штриховки, абстрактных геометрических форм...
|
Важнейшие способы обработки и анализа рядов динамики Не во всех случаях эмпирические данные рядов динамики позволяют определить тенденцию изменения явления во времени...
|
|
Интуитивное мышление Мышление — это психический процесс, обеспечивающий познание сущности предметов и явлений и самого субъекта...
Объект, субъект, предмет, цели и задачи управления персоналом Социальная система организации делится на две основные подсистемы: управляющую и управляемую...
Законы Генри, Дальтона, Сеченова. Применение этих законов при лечении кессонной болезни, лечении в барокамере и исследовании электролитного состава крови Закон Генри:
Количество газа, растворенного при данной температуре в определенном объеме жидкости, при равновесии прямо пропорциональны давлению газа...
|
|
Тема: Изучение приспособленности организмов к среде обитания Цель:выяснить механизм образования приспособлений к среде обитания и их относительный характер, сделать вывод о том, что приспособленность – результат действия естественного отбора...
Тема: Изучение фенотипов местных сортов растений Цель: расширить знания о задачах современной селекции. Оборудование:пакетики семян различных сортов томатов...
Тема: Составление цепи питания Цель: расширить знания о биотических факторах среды. Оборудование:гербарные растения...
|
|
