Студопедия — Расчет первой по ходу газа конвективной ступени пароперегревателя
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Расчет первой по ходу газа конвективной ступени пароперегревателя






Пакет конвективного пароперегревателя выполняется из гладких труб наружным диаметром d = 38 мм с толщиной стенки δ = 5 мм. Поперечный и продольный шаги между трубами выбраны соответственно S1 = 93 мм и S2 = 57 мм /1/. Относительные шаги труб равны и

Змеевики изготавливаются из аустенитной стали 12Х1МФ. Горизонтальный газоход, в котором располагается первая ступень конвективного пароперегревателя, показан на рисунке 9.

Рисунок 9 – Горизонтальный газоход котла.

Число змеевиков, располагаемых по ширине газохода равно

Число заходов в каждом змеевике равно

,

где Дст = Дпе = 91,67 кг/с – расход пара через рассчитываемую ступень;

dвн = d – 2δ = 38 – 2∙5 = 28 мм – внутренний диаметр трубы;

wρ = 875 кг/(м2∙с) – массовая скорость пара /1/;

nх = 2 – число ходов пара в пределах выходной по пару ступени.

Глубина пакета по ходу газов определяется по формуле

где R = 2∙d = 2∙0,038 = 0,076 м – радиус гибов труб;

nпет = 2 – предварительно заданное число петель в пакете змеевиков ступени.

lп = /2∙(z – 1)∙S2 + 2∙R/∙nпет + (nпет – 1)∙2∙R = /2∙(4–1)∙0,057 + 2∙0,076/∙2 + (2–1)∙2∙0,076 = 1,14 м.

Высота газохода, в котором размещается пакет, определяется следующим образом /1/

где 6,818 м – высота газохода во входном сечении пакета змеевиков;

= 6,818 – 1,14∙tg30° = 6,16 м – высота газохода в выходном сечении.

Поверхность нагрева одной петли пакета змеевиков равна

Fпет = π∙d∙z∙2∙hг∙nзм = π ∙ 0,038 ∙ 4 ∙ 2 ∙ 6,489 ∙ 85 = 526,762 м2.

Поверхность нагрева 1 к.пе /1/:

.

Для определения глубины конвективной шахты.

Живое сечение для прохода газов в экономайзере /1/:

,

где: – объем топочных газов /2/;

– температура газов на входе в конвективную шахту (предварительно задаемся) /1/;

Wг = 11 м/с – скорость газов в экономайзере /1/;

/1/;

/1/;

.

Глубина конвективной шахты /1/:

.

Выходное окно горизонтального газохода и глубина конвективной шахты принимается равным .

Для первой по ходу газов конвективной ступени пароперегревателя уравнение теплового баланса /1/:

,

где: – коэффициент сохранения тепла /2/;

- энтальпия газов на входе в 1 к.пе, при температуре топочных газов 992,5 °С /п. 2.4/;

– энтальпия газов на выходе из 1 к.пе, кДж/кг;

– присосы воздуха в газоход 1 к.пе /2/;

кДж/кг – энтальпия присасываемого воздуха при его температуре 30 °С /2/;

– изменение энтальпий продуктов сгорания, обусловленное тепловосприятием всех дополнительных поверхностей, установленных в пределах газохода ступени, кДж/кг;

кДж/кг - энтальпия пара на выходе из 1 к.пе при температуре пара и давлении /2/;

- энтальпия пара на входе в 1 к.пе, кДж/кг;

– тепло, полученное излучением из топки, кДж/кг.

Расчет параметров пара до и после впрыскивающего пароохладителя, в зависимости от принятой тепловой схемы и последовательности расчета, ведется с использованием уравнения теплового баланса для пароохладителя:

,

 

где: кг/с - расход пара до пароохладителя;

кДж/кг - энтальпия пара до пароохладителя /п. 2.2/;

кг/с - количество конденсата, впрыскиваемого в рассчитываемый пароохладитель /п. 2.2/;

кДж/кг - энтальпия впрыскиваемого конденсата при давлении и температуре впрыскиваемого конденсата ;

кг/с - расход пара после пароохладителя /2/;

Энтальпия пара после пароохладителя /1/:

Энтальпия пара на входе в 1 к.пе:

Приращение энтальпии пара в 1 к.пе:

.

Тепло, полученное излучением из топки /1/:

,

где – тепловая нагрузка поверхности в районе выходного окна топки (ширмы) /п. 2.3/;

- площадь выходного окна топки /п. 2.3/;

кДж/кг – тепло, полученное излучением из топки ширмами /п. 2.3/;

кДж/кг – тепло, полученное излучением из топки пароотводящими трубами /п. 2.4/;

.

Уравнение теплового баланса /1/:

.

Изменение энтальпий продуктов сгорания, обусловленное тепловосприятием всех дополнительных поверхностей, установленных в пределах газохода 1 к.пе:

.

Приращение энтальпии пара в потолочной поверхности нагрева:

,

где - лучевоспринимающая поверхность потолка 1 к.пе;

- угловой коэффициент газоплотных экранов /1/;

- удельная тепловая нагрузка пределах 1 к.пе. /1/;

- расстояние от пароотводящих труб до 1 к.пе. /п. 1.1/;

- ширина горизонтального газохода /1/;

;

.

Приращение энтальпии пара в скате газохода:

,

где - лучевоспринимающая поверхность ската в районе 1 к.пе.;

- угловой коэффициент газоплотных экранов /1/;

- удельная тепловая нагрузка в районе 1 к.пе. /1/;

- угол наклона ската аэродинамического выступа /п.1.1/;

;

.

Приращение энтальпии пара в боковой поверхности 1 кпе:

,

где - боковая лучевоспринимающая поверхность в районе 1 к.пе.;

- угловой коэффициент газоплотных экранов /1/;

- удельная тепловая нагрузка в районе 1 к.пе. /1/;

- угол наклона ската аэродинамического выступа /п. 1.1/

.

Суммарная лучевоспринимающая поверхность дополнительных поверхностей нагрева в районе 1 к.пе.:

.

Энтальпия газов за ступенью /1/:

Температура газов на выходе из 1 к.пе, при :

.

Поверхность нагрева должна быть такой, чтобы обеспечить тепловосприятие , т.е.

Коэффициент теплопередачи в конвективных гладкотрубных пучках получающих прямое излучение из топки находится по формуле /1/:

где - коэффициент тепловой эффективности, представляющий собой отношение коэффициентов теплопередачи загрязненных и чистых труб /1/;

- коэффициенты теплоотдачи от греющей среды к стенке, Вт/(м2×К);

– коэффициенты теплоотдачи от стенки к обогреваемой среде, Вт/(м2×К);

Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке труб 1 к.пе /1/:

,

где – коэффициент использования /1/;

- коэффициент теплопередачи конвекцией, Вт/м2×К;

– коэффициента теплоотдачи излучением в межтрубном пространстве, Вт/м2×К.

Площадь живого сечения для прохода газов /1/:

,

где - ширина газохода /п. 1.1/;

- количество змеевиков по ширине газохода;

- средняя высота 1к.пе;

– наружный диаметр труб;

.

Средняя температура газов в пределах 1 к.пе:

;

Расчетная скорость дымовых газов:

,

где: - объем продуктов сгорания 1 кг топлива /2/;

.

Коэффициент теплопередачи конвекцией при поперечном омывании коридорных гладкотрубных пучков, Вт/(м2×К) /1/:

,

где: – номограмма при /1/;

- поправка на число рядов труб по ходу газов при /1/;

- поправка на геометрическую компоновку пучка при и /1/;

- поправка, учитывающая влияние изменения физических характеристик от температуры и состава газов и /1/;

Вт/(м2×К).

Давление пара на входе в 1 к.пе. МПа;

Давление пара на выходе из 1 к.пе. .

Температура пара на входе в 1 к.пе /3/:

при кДж/кг

Температура пара на выходе из 1 к.пе /3/:

при кДж/кг

Средняя температура и давление пара:

,

.

Расчетная скорость пара:

,

где: кг/с – расход пара через 1 к.пе /2/;

м3/кг – средний удельный объем пара принимается по /3/ при средних значениях давления и температуры , .

Площадь живого сечения для прохода пара /1/:

.

Коэффициент теплоотдачи от стенки пару:

,

где: Вт/(м2×К) – номограмма /1/;

– коэффициент зависимости от диаметра трубы /1/;

.

Степень черноты объема 1 к.пе при температуре 892,6º С (1115,7 К):

,

где: – давление в газоходе 1 к.пе;

– эффективная толщина излучающего слоя ограниченного со всех сторон газового объема на ограждающие поверхности, м;

,

где: – наружный диаметр труб;

- поперечны шаг;

- продольный шаг;

.

Коэффициент поглощения топочной среды при сжигании твердых топлив /1/:

,

где - коэффициент поглощения лучей газовой фазой продуктов сгорания, 1/(м·МПа);

- коэффициент поглощения лучей частицами золы, 1/(м·МПа);

– коэффициент поглощения лучей частицами кокса, 1/(м·МПа).

Коэффициент поглощения лучей газовой фазой продуктов сгорания:

,

где: – объемная доля паров воды в продуктах сгорания /2/;

– суммарная объемная доля трехатомных газов в продуктах сгорания /2/;

МПа – давление в объеме /1/;

– средняя температура газов в конвективном перегревателе;

.

Коэффициент поглощения лучей частицами золы:

,

где - концентрация золы в продуктах сгорания /1/;

- концентрация золы принимается в зависимости от вида топлива /1/;

.

.

Степень черноты потока топочной среды в районе пароотводящих труб /1/:

.

При определении коэффициента теплоотдачи излучением температура стенки труб принимается равной температуре слоя золовых отложений tз (Tз = tз + 273). Определяем температуру золовых отложений. Для поверхностей нагрева, эффективность теплоотдачи в которых оценивается коэффициентом тепловой эффективности /1/:

,

где – средняя температура среды, протекающей в рассчитываемой поверхности;

– коэффициент тепловой эффективности /1/;

Вт/(м2×К) - коэффициент теплоотдачи от газов к стенке (предварительно задаемся);

- коэффициент теплоотдачи от стенки пару;

- площадь поверхности нагрева;

– количество тепла получаемое 1 к.пе за счет конвекции;

- количество тепла получаемое 1 к.пе за счет излучения из топки;

.

Tз = tз + 273 = 691 + 273 =964 К.

Коэффициент теплоотдачи излучением продуктов сгорания для запыленного потока /1/:

– степень черноты потока газов.

При наличии газовых объемов, расположенных перед конвективными пучками, их излучение приближенно учитывается путем увеличения расчетного коэффициента теплоотдачи излучением в межтрубном пространстве

= aл × ,

где А = 0,4 – коэффициент при сжигании каменных углей /1/;

Т об = 1265,5 °К – температура газов в объеме перед пакетом;

lп = 1,14 м - глубина по ходу газов рассчитываемого пакета;

lоб = 0,8 м – глубина газового объема;

Коэффициент теплопередачи в конвективных гладкотрубных пучках получающих прямое излучение из топки:

.

Температурный напор при прямоточном или противоточном движении теплообменивающихся сред определяется как среднелогарифмическая разность температур по формуле (в данном расчете применен прямоток) /1/:

,

где: - разность температур там, где она больше (дымовые газы и перегретый пар на входе в 1 к.пе);

- разность температур там, где она меньше (дымовые газы и перегретый пар на выходе из 1 к.пе);

.

Определяем поверхность нагрева:

.

Определяем количество петель в пакете:

,

где – площадь одной петли;

(принимаем ).

Площадь поверхности нагрева 1 к.пе, определяемая из условий теплообмена, отличается от площади предварительно заданной поверхности нагрева не более чем на ±15%, следовательно расчет можно считать законченным.

Тепловосприятие дополнительных поверхностей нагрева по условиям теплообмена:

,

где - Суммарная лучевоспринимающая поверхность дополнительных поверхностей нагрева в районе 1 к.пе;

Вт/(м2×К) – коэффициент теплопередачи;

- расчётный расход топлива /2/;

- средняя температура пара в дополнительных поверхностях нагрева (примерно задаемся);

- температурный напор;

Определяем погрешность:

,

где - приращение энтальпии пара в дополнительных поверхностях нагрева в районе 1 к.пе;

.

Температура металла 1 к.пе.:

,

где - температура пара на выходе из 1 к.пе, равная температуре перегретого пара 0С;

.

Пароперегреватель изготавливают из аустенитной стали 12Х1МФ.

 







Дата добавления: 2015-08-31; просмотров: 1732. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



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...

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА Статика является частью теоретической механики, изучающей условия, при ко­торых тело находится под действием заданной системы сил...

Теория усилителей. Схема Основная масса современных аналоговых и аналого-цифровых электронных устройств выполняется на специализированных микросхемах...

Йодометрия. Характеристика метода Метод йодометрии основан на ОВ-реакциях, связанных с превращением I2 в ионы I- и обратно...

Броматометрия и бромометрия Броматометрический метод основан на окислении вос­становителей броматом калия в кислой среде...

Метод Фольгарда (роданометрия или тиоцианатометрия) Метод Фольгарда основан на применении в качестве осадителя титрованного раствора, содержащего роданид-ионы SCN...

Именные части речи, их общие и отличительные признаки Именные части речи в русском языке — это имя существительное, имя прилагательное, имя числительное, местоимение...

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...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.012 сек.) русская версия | украинская версия