- •Аннотация
- •Содержание
- •Расчетная часть
- •2.Топливо и продукты сгорания.
- •Объемы и массы продуктов горения, доли трехатомных газов и водяных паров, концентрация золы
- •Энтальпии воздуха и продуктов горения по газоходам парового котла
- •3.Тепловой баланс парового котла. Определение расчетного расхода топлива.
- •4.Выбор схемы топливосжигания.
- •5.Поверочный расчет топки.
- •1) Определение конструктивных размеров и характеристик топки.
- •Конструктивные размеры и характеристики топочной камеры.
- •2) Расчёт теплообмена в топке.
- •6.Поверочный расчет фестона.
- •Конструктивные размеры и характеристики фестона.
- •7.Определение тепловосприятий пароперегревателя, экономайзера, воздухоподогревателя и сведение теплового баланса парового котла.
- •2) Тепловосприятие воздухоподогревателя
- •3) Тепловосприятие водяного экономайзера
- •4) Определение невязки теплового баланса
- •8.Поверочно-конструкторский расчет пароперегревателя.
- •Конструктивные размеры и характеристики пароперегревателя
- •9. Поверочно-конструкторский расчёт хвостовых поверхностей нагрева.
- •9.1. Расчёт водяного экономайзера.
- •Конструктивные размеры экономайзера
- •9.2. Расчёт воздушного подогревателя.
- •Конструктивные размеры и характеристики воздухоподогревателя
- •Список литературы:
6.Поверочный расчет фестона.
6.1.) В котле, разрабатываемом в курсовом проекте, на выходе из топки расположен четырёхрядный испарительный пучок, образованный трубами бокового топочного экрана, с увеличенным поперечными и продольными шагами и называемый фестон. Изменение конструкции фестона связано с большими трудностями и капитальными затратами, поэтому проводим поверочный расчёт фестона.
Задачей поверочного расчёта является определение температуры газов за фестоном ф’’ при заданных конструктивных размерах и характеристиках поверхности нагрева, а также известной температуре газов перед фестоном, т.е на выходе из топки т’’.
По чертежам парового котла составляют эскиз фестона.
По чертежам парового котла составляем таблицу:
Конструктивные размеры и характеристики фестона.
Таблица 6.1.
Наименование величин
|
Обозн. |
Раз-ть |
Ряды фестона |
Для всего фестона | ||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
| ||||||
Наружный диаметр труб |
d |
м |
0,06 | |||||||
Количество труб в ряду |
Z1 |
— |
9 |
9 |
9 |
10 |
— | |||
Длина трубы в ряду |
Li |
м |
2,52 |
2,44 |
2,44 |
2,44 |
— | |||
Поперечный шаг труб
|
S1 |
м |
0,56 |
0,56 |
0,56 |
0,56 |
— | |||
Продольный шаг труб |
S2 |
м |
— |
0,22 |
0,22 |
0,22 |
0,22 | |||
Угловой коэф. фестона |
Хф |
— |
— |
— |
— |
— |
1 | |||
Расположение труб |
|
|
Шахматное |
| ||||||
Расчётная поверхность нагрева |
H |
м2 |
4,28 |
4,14 |
4,14 |
4,6 |
17,16 | |||
Высота газохода |
ai |
м |
2,52 |
2,52 |
2,52 |
2,44 |
— | |||
Ширина газохода |
b |
м |
5,11 |
5,11 |
5,11 |
5,11 |
— | |||
Площадь живого сечения |
F |
м2 |
11,52 |
— |
— |
11,15 |
11,33 | |||
Относительный поперечный шаг труб |
S1/d |
— |
9,33 |
9,33 |
9,33 |
9,33 |
9,33 | |||
Относительный продольный шаг труб |
S2/d |
— |
3,67 |
3,67 |
3,67 |
3,67 |
3,67 | |||
Эффективная толщина излучающего слоя |
Sф |
м |
— |
— |
— |
— |
2,3 |
Принимаем Хф= 1, тем самым увеличиваем конвективную поверхность пароперегревателя (в пределах 5%), что существенно упрощает расчёт.
По S1сриS2сропределяем эффективную толщину излучающего слоя фестонаSф:
6.4) Расположение труб в пучке – шахматное, омывание газами – поперечное (угол отклонения потока от нормали не учитываем). Высоту газохода ‘а’ определяют в плоскости, проходящей по осям основного направления каждого ряда труб в границах фестона. Ширина газохода ‘b’ одинакова для всех рядов фестона, её определяют как расстояние между плоскостями, проходящими через оси труб правого и левого боковых экранов.
6.5) Площадь живого сечения для прохода газов в каждом ряду:
Fi = aib - Z1 liпрd;
где liпр– длина проекции трубы на плоскость сечения, проходящую через ось труб расчитываемого ряда.
Fсрнаходим как среднее арифметическое междуF1иF4.
6.6) Расчётная поверхность нагрева каждого ряда равна геометрической поверхности всех труб в ряду по наружному диаметру и полной обогреваемой газами длине трубы, измеренной по её оси с учётом конфигурации, т.е гибов в пределах фестона:
Нi=dZ1ili;
где Z1i– число труб в ряду;li– длина трубы в ряду по её оси.
Расчётная поверхность нагрева фестона определяют как сумму поверхностей всех рядов:
Нф= Н1+ Н2+ Н3+ Н4= 4,28+4,14+4,14+4,6= 17,16 м;
На правой и левой стене газохода фестона расположена часть боковых экранов, поверхность которых не превышает 5% от поверхности фестона:
Нф`= Нф+Hдоп= 20,296;
Hдоп=,Hдоп==3,136
6.7) Составляем таблицу исходных данных для поверочного теплового расчёта фестона.
6.8) Ориентировочно принимают температуру газов за фестоном на 301000С ниже, чем перед ним:
ф’’=ф’-(30100)= 1031,6-30=1001,6C
Таблица 6.2.
Наименование величин
|
Обозначение |
Размерность |
Величина |
Температура газов перед фестоном |
т’’=ф’ |
0С |
1031,6 |
Энтальпия газов перед фестоном |
Jт’’=Jф’ |
Ккал/кг |
3159,3 |
Объёмы газов на выходе из топки при т |
Vг |
м3/кг |
8,272 |
Объёмная доля водяных паров |
rH2O |
— |
0,07132 |
Объёмная доля трёхатомных газов |
rn |
— |
0,22 |
Концентрация золы в газоходе |
зл |
кг/кг |
0,01089 |
Температура состояния насыщения при давлении в барабане |
tн |
0С |
256 |
Jф’=Jт’’=3159,3 ккал/кг
Для ф’’=1001,6Cприт’’=1,2 находим энтальпию газов за фестоном:
Jф’’=3057,8 ккал/кг и по уравнению теплового баланса определяем тепловосприятие фестона:
Уравнение теплопередачи для всех поверхностей нагрева записывают в следующем виде:
Где k—коэффициент теплопередачи,t—температурный напор,
Н—расчётная поверхность нагрева
При сжигании угля коэффициент теплопередачи определяют по формуле:
Где к—коэффициент теплоотдачи конвекцией;л—коэффициент теплоотдачи излучением газового объёма в трубном пучке;- коэффициент загрязнения;= 1;
6.9.2) Для определения к—коэффициента теплоотдачи конвекцией от газов к стенке труб рассчитаем среднюю скорость газового потока:
Для нахождения кпо номограмме 13 определяемн=43
ккал/м2чоС и добавочные коэффициенты: Сz=0,92; Сф=0,949; Сs=1;к =нСzСфСs =430,920,9491= 37,54 ккал/м2чоС;
Для нахождения лиспользуем номограммы и степень черноты продуктов горения ‘a’:
Для запылённой поверхности kpS = (kгrn +k)Sp, где р = 1кгс/ см2; rn=0,22
По номограмме 3 находим kг= 0,837;
По номограмме 4 находим k=7,2
k=(0,837+7,2)=0,6
а=e=0,45
По номограмме 19 =163,89 ккал/мч;
αл=163,89
6.9.4)
Находим температурный напор:
6.10) Если тепловосприятия фестона по уравнениям теплового баланса и теплопередачи отличаются менее чем на 5%, то температура за фестоном задана правильно:
т.о поверочный расчёт выполнен.