8 Распределение тепловосприятий

ПО ПОВЕРХНОСТЯМ НАГРЕВА КОТЕЛЬНОГО АГРЕГАТА.

Распределение тепловосприятий между поверхностями нагрева котельного агрегата является сложной технико-экономической задачей. При этом должны учитываться вид топлива, метод сжигания, параметры пара на выходе из котельного агрегата, наличие промежуточного перегрева пара, применяемые стали, метод регулирования температуры перегретого пара и другие факторы. В задачу курсового проекта не входит определение оптимального тепловосприятия каждой поверхности. Поэтому в данном случае решение задачи можно производить с рядом упрощающих допущений.

8.1 Энергетические котельные агрегаты.

В качестве примера рассмотрим распределение тепловосприятий между поверхностями нагрева применительно к котельному агрегату, принципиальная схема которого приведена на рис. 8.1

Рис. 8.1 Принципиальные схемы парового и газового тракта котельного агрегата (энергетические котлы)

8.1.1 Паровой тракт

Точка 7. Параметры пара (температура, давление и расход) должны быть известны из задания, то есть

, ,, (8.1)

где - соответственно расход, давление и температура перегретого пара.

Зная давление и температуру, определяют энтальпию пара по таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара (2).

Так как сопротивление пароперегревательного тракта неизвестно, то давление в барабане котла в зависимости от температуры перегрева пара можно предварительно принять на 5-15 % больше, чем давление перегретого пара, то есть .

Большее значение перепада давления принимается для сильно развитого пароперегревающего тракта (наличие ширм и нескольких ступеней пароперегревателей). Уменьшение давления по паровому тракту можно условно принять пропорционально числу гидравлических сопротивлений.

Точка 6. Тепловосприятие выходной ступени пароперегревателя обычно выбирается в переделах 160 – 200 кДж/кг. Такое ограничение тепловосприятия вызывается условиями регулирования температуры перегрева пара в заданно диапазоне и расчетом труб пароперегревателя на прочность. Поэтому тепловосприятиеII(выходной) ступени пароперегревателя можно принять и затем определить энтальпию пара на входе в ступень, то есть

. (8.2)

Зная давление и энтальпию, можно определить температуру пара в этой точке. Расход пара на входе в ступень равен расходу пара на выходе из ступени, то есть .

Для котельных агрегатов низких параметров тепловосприятия ступени может быть меньше указанных величин.

Точка 5. Между точками 6 и 5 парового тракта установлен впрыскивающий пароохладитель. Количество впрыскивающих пароохладителей, устанавливаемых на энергетический котельный агрегат, обычно составляет 2 – 3. Суммарный расход конденсата на впрыскивающие пароохладители может достигать 5% от номинальной нагрузки котельного агрегата. Поэтому расход конденсата на каждый впрыскивающий пароохладитель можно принять от 2 до 2,5%.

Подробный расчет впрыскивающих пароохладителей приведен в /2/. С некоторыми допущениями, применительно к курсовому проекту можно принять, что давление впрыскиваемого конденсата равно давлению в барабане (), а температура конденсата равна температуре насыщения при давлении в барабане. Зная давление в барабане, можно определить энтальпию впрыскиваемого конденсата.

Уравнение теплового баланса для пароохладителя имеет вид

. (8.3)

Здесь .

Из этого уравнения можно определить неизвестную энтальпию пара на входе в пароохладитель . Зная энтальпию и давление в точке 5, определяется температура пара.

Точка 1. После сепарационных устройств барабана влажность пара составляет обычно 2 – 3 %. С учетом этой влажности энтальпия пара будет равна

, (8.4)

где - энтальпия сухого насыщенного пара при давлении в барабане;- сухость пара;- теплота парообразования.

Температуру пара в точке 1 можно принять равно температуре насыщения по давлению пара в барабане котельного агрегата. Расход пара определяется по формуле

. (8.5)

Точка 2. Тепловосприятие потолочных пароперегревателей обычно составляет 12 ÷ 60 кДж/кг. Большее значение принимается при полностью экранированном потолке для мощных энергетических котлов (> 60 кг/с). Поэтому, в зависимости от рода топлива и температуры газов за ширмами, тепловосприятиеэтого пароперегревателя можно принять и определить энтальпию пара в точке 2.

. (8.6)

Зная энтальпию и давлениепара, определяют температуру пара в этой точке.

Точка 3. Расчет ширмового пароперегревателя обычно осуществляется поверочным расчетом (см. раздел 6). Зная параметры пара на входе в ширму и поверхность ширм, в результате этого расчета определяют параметры пара на выходе (). При конструкторском расчете, тепловосприятие ширмового пароперегревателяобычно принимают в зависимости от количества ступеней

, (8.7)

где =- приращение энтальпии пара для всего пароперегревателя.

Точка 4. Между точками 3 и 4 расположен впрыскивающий пароохладитель. Уравнение теплового баланса для него имеет вид

. (8.8)

Здесь =;=.

Остальные величины, входящие в уравнение теплового баланса, кроме , уже рассматривались и известны. Поэтому из этого уравнения можно найти энтальпию пара за пароохладителем. Зная энтальпиюи давление, определяется температура пара.

По значениям энтальпий пара в точках 4 и 5 рассчитывается тепловосприятие входной ступени пароперегревателя

. (8.9)

На этом распределение тепловосприятий по паровому тракту заканчивается и можно приступить к распределению тепловосприятий по газовому тракту.