Последовательность выполнения теплового расчета вспомогательного котла

Показатель	Расчетная формула или источник	Числовое значение
Исходные данные
1. Паропроизводительность , кг/с	Задано	0,4–1,2
2. Давление в пароводяном коллекторе , МПа	То же	0,5–1,5
3. Паросодержание влажного пара при выходе из пароводяного коллектора	»	0,99–0,96
4. Температура питательной воды ,°С	»	40–60
5. Коэффициент полезного действия , %	»	82–76
6. Температура холодного воздуха, поступающего в топку котла ,°С	»	30–40
7. Потери теплоты, %:
от химического недожога	»	0,5–1,0
от механического недожога	»	0
в окружающую среду	»	2–3
8. Топливо	Флотский мазут
9. Состав рабочей массы топлива, %:
углерод	Задано	84,42
водород	То же	11,47
сера (горючая)	»	0,80

Продолжение табл. 3.1

Показатель	Расчетная формула или источник	Числовое значение
азот	»	0,21
кислород	»	0,70
зола	»	0,1–2,0
влага	»	2,3–0,4
10. Температура топлива ,°С	»	80–100
11. Коэффициент избытка воздуха	»	1,1–1,3
12. Удельная мощность топки , МВт/м^3	»	1,5–2,5
Определение объемов воздуха и продуктов сгорания топлива
13. Теоретическое количество воздуха , м^3/кг	0,0889 (+ 0,375) + + 0,265– 0,0333
14. Теоретический объем азота , м^3/кг	0,79+ 0,008
15. Объем трехатомных газов , м^3/кг	0,01866 (+ 0,375)
16. Теоретический объем водяных паров (, м^3/кг	0,111+ 0,0124+ 0,016
17. Объем водяных паров , м^3/кг
18. Полный объем продуктов сгорания , м^3кг
19. Объемные доли трехатомных газов:

Продолжение табл. 3.1

Показатель	Расчетная формула или источник	Числовое значение
20. Суммарная объемная доля трехатомных газов
Определение энтальпии продуктов сгорания
21. Средняя температура газа ,°С	Принимается через каждые 200°	0–2000
22. Средние изобарные объемные теплоемкости воздуха и продуктов сгорания, МДж/(м^3∙К):
азота	ƒ() по табл. 3.2
углекислого газа	То же
влажного воздуха	»
водяного пара	»
23. Энтальпия воздуха , МДж/кг
24. Энтальпия продуктов сгорания , МДж/кг, при
25. Энтальпия продуктов сгорания , МДж/кг, при
Определение расхода топлива и величин, необходимых для расчета топки
26. Энтальпия топлива , МДж/(кг∙К)

Продолжение табл. 3.1

Показатель	Расчетная формула или источник	Числовое значение
27. Низшая теплота сгорания топлива , МДж/(кг∙К)
28. Располагаемая теплота топлива , МДж/кг
29. Энтальпия питательной воды , МДж/кг
30. Энтальпия кипящей воды , МДж/кг, при	ƒ() по рис. 3.15
31. Теплота парообразования , МДж/кг, при	То же
32. Энтальпия влажного пара на выходе из пароводяного коллектора , МДж/кг
33. Расход топлива В, кг/с
34. Объем топки , м^3
35. Число форсунок (однофронтовое отопление) N, шт.	Принимается	1–2
36. Расчетная производительность одной форсунки , кг/с	B/N
37. Давление продуктов сгорания в топке , МПа	Принимается	0,1

Продолжение табл. 3.1

Показатель	Расчетная формула или источник	Числовое значение
38. Скорость воздуха фурмы , м/с	То же	25–50
39. Расход воздуха через отверстие фурмы , м^3/с
40. Живое сечение отверстия фурмы ƒ′, м^2	/
41. Диаметр отверстия фурмы , м
42. Принятый диаметр фурмы , м	Округляется
43. Действительная скорость воздуха в отверстия фурмы , м/с
44. Наименьшие расстояния:
от оси форсунки до экрана , м
от оси форсунки до первого ряда пучка труб
45. Длина топки (предварительно) , м	т
46. Площадь фронта топки (предварительно) , м^2
47. Внутренние диаметры:
пароводяного коллектора , м	принимается	0,5–0,8
водяного коллектора , м	То же	0,4–0,5

Продолжение табл. 3.1

Показатель	Расчетная формула или источник	Числовое значение
49. Длина лучевоспринимающих труб:	Рис. 3.14
со стороны экрана , м
со стороны парообразующего пучка , м
50. Площадь фронта топки , м^2	То же
51. Длина топки , м
52. Площадь лучевоспринимающей поверхности нагрева топки , м^2
53. Площадь поверхности стен топки , м^2
54. Степень экранирования
Расчет теплообмена в топке
55. Объемная теплоемкость воздуха, поступающего в топку ,МДж/(м^3∙К)	ƒ() по табл. 3.2
56. Энтальпия влажного воздуха, поступающего в топку , МДж/кг
57. Теоретическая (адиабатная) энтальпия продуктов сгорания , МДж/кг
58. Теоретическая (адиабатная) температура продуктов сгорания , °С	ƒпо диаграмме

Продолжение табл. 3.1

Показатель	Расчетная формула или источник	Числовое значение
59. Температура газов на выходе из топки , °С
60. Энтальпия газов на выходе из топки , МДж/кг	по диаграмме
61. средняя суммарная теплоемкость продуктов сгорания 1 кг топлива , МДж/(кг∙°С)
62. Коэффициент сохранения теплоты
63. Критерий Больцмана Во′
64. Безразмерная температура газов на выходе из топки
65. Температура газов на выходе из топки , °С
66. Энтальпия газов на выходе из топки , МДж/кг	по диаграмме
67. Тепловая мощность, воспринятая излучением в топке , МВт
68. Коэффициент прямой отдачи
Тепловой расчет конвективного парообразующего пучка
69. Строение трубного пучка	Принимается
70. Наружный диаметр труб ,м	То же	25; 29

Продолжение табл. 3.1

Показатель	Расчетная формула или источник	Числовое значение
71. Шаги труб в пучке, м:
поперечный	»	40–55
продольный	»	40–55
72. Коэффициент свободного прохода	(
73. Число труб в одном ряду	(
74. Число рядов труб	Принимается
75. Средняя расчетная длина труб пучка I, м	Рис. 3.14
76. Проекция средней расчетной длины труб пучка , м	То же
77. Живое сечение для прохода газов в пучке , м^2
78. Расчетная поверхность нагрева одного ряда , м^2
79. Конвективный тепловой поток, передаваемый в парообразующем пучке , МВт
80. Энтальпия газов за пучком , МДж/кг
81. Температура газов за пучком ,°С	по диаграмме
82. Средняя температура газов ,°С
83. Объемный расход газов , м^2/с

Продолжение табл. 3.1

Показатель	Расчетная формула или источник	Числовое значение
84. Средняя скорость газов , м/с
85. Коэффициент теплопроводности газов , Вт/(м∙К)	по рис. 3.9
86. Кинематический коэффициент вязкости газов , м^2/с	То же
87. Число Прандля газов
88. Коэффициент загрязнения , м^2∙К/Вт	Принимается	0,006–0,069
89. Коэффициент теплоотдачи конвекцией , Вт/(м^2∙°С)	Формула (3.47) и (3.50)
90. Коэффициент неравномерности омывания пучка	Принимается	0,8–0,9
91. Коэффициент теплоотдачи излучением газа в межтрубном пространстве , Вт/(м^2∙°С)	Парообразующие пучки Пароперегреватели	8–10 5–10
92. Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке , Вт/(м^2∙°С)
93. Коэффициент теплопередачи , Вт/(м^2∙°С)
94. Средний температурный напор ,°С
95. Конвективная поверхность нагрева парообразующего пучка , м^2

Продолжение табл. 3.1

Показатель	Расчетная формула или источник	Числовое значение
96. Принятое число рядов труб	Округляем до целого числа

коэффициенты теплоотдачи и теплопередачи . Затем на­ходят среднелогарифмический температурный напор и кон­вективный тепловой поток . После этого определяют расчет­ную конвективную поверхность нагрева пучка и количество рядов труб в пучке . Если полученное значение отличается от принятого при проектировании пучка, то расчет можно не повторять (хотя в действительности обычно изменяют шаг , и расчет повторяют).

Последовательность выполнения теплового расчета приве­дена в табл. 3.1. Подробные рекомендации и пояснения к вы­полнению теплового расчета приведены в методических указа­ниях, сопровождающих таблицу расчетов.

Методические указания к тепловому расчету

вспомогательного котла

п. 21–25. Значения теплоемкости, соответствующие этим температурам, выбираем из табл. 3.2, результаты вычислений помещаем в табл. 3.3, кото­рую используем для построения диаграммы . Масштаб диаграммы: 100°С – 20 мм, 1 МДж/кг – 10 мм. Для уменьшения размера диаграммы ее разбивают на две части: от 0 до 1000°С и от 1000 до 2200°С. Диаграм­му выполняют на миллиметровой бумаге. Обе кривыестроят на одном листе.

п. 42. Диаметр отверстия фурмы следует округлить до ближайшего значения, кратного 20 мм, который и принимается окончательно как .

п. 44. Размеры и выбирают такими, чтобы исключить попадание топлива на поверхности нагрева экрана и первого ряда труб парообразую­щего пучка (см. рис. 3.14).

Таблица 3.2