Мощность, потребляемая вентилятором

№ пп	Определяемая величина	Обозна- чение	Размер- ность	Формула или источник	Численное значение
1	2	3	4	5	6
1.	Высота дымовой трубы	НТР	м	Принимается от 15 до 20м
2.	Средняя температура газов для всего газового тракта	tГ^СР	^ОС	tГ^СР= 0,5 (tЗТ+tУХ)
3.	Самотяга для всего газового тракта	hС	Па	hС = НТР (ХВ - Г^СР) g, где ХВ – плотность холодного воздуха при tХВ; Г^СР-плотность газов при tГ^СР
4.	Аэродинамическое сопротивление
	а) воздушного тракта	hВ	Па	из таблицы 13
	б) газового тракта	hГ	Па	из таблицы 15
	в) полное с учетом самотяги	hП	Па	hП = hВ + hГ - hС
5.	Давление в топке	hТ	Па	hТ = hГ - hС
6.	Расчетный напор вентилятора	HР	Па	HР = аhП, где а-коэффициент за-паса по напору, а=1,2
7.	Расчетная производительность	VР	м^3/с	где С = 1,1
8.	Мощность на валу вентилятора	NВ B   M	КВт	NB =(10^-3VpHp) /(ηВηМ) где В-гидравлический КПД вентилятора, принимаемый 0,6-0,65; М-механический КПД вентилятора, равный 0,95

Методические Указания к выполнению теплового расчета

1. Коэффициент избытка воздуха влияет на экономичность и надежность парового котла. Увеличение значения коэффициента избытка воздуха приводит к росту потери теплоты с уходящими газами (снижению эко­номичности котла), а также к уменьшению надежности котла, связан­ной с сернокислотной коррозией хвостовых поверхностей нагрева. Снижение коэффициента избытка воздуха ограничивается необходимостью обеспечения качества горения топлива.

Работа с малыми коэффициентами избытка воздуха требует обеспечения высококачественного распыла и смесеобразования, а также применения современных средств автоматического регулирования горения.

Для паровых котлов рекомендуется принимать:

- для главных котлов однопроточной компоновки = 1,10-1,15;

- для вспомогательных котлов = 1,10-1,30.

2. Для котлов работающих без наддува давление в топке .

3. По полученным значениям необходимо построить диаграмму . Диаграмму рекомендуется строить на миллиметровой бумаге:

• по ординате : масштаб 1 мм – 0,1 МДж;

• по абсциссе : масштаб 1 мм – 5 ⁰С.

4. - падение давления в пароперегревателе рекомендуется принять:

- для петлевых пароперегревателей от0,1 до 0,3 МПа ;

- для змеевиковых пароперегревателей от 0,2 до 0,6 МПа.

5. Для главных котлов однопроточной компоновки рекомендуется принимать от 93 до 95 %.

Для вспомогательных котлов от 80 до 90 %.

6. Потеря является следствием неполного окисления углерода топлива. Основными факторами, определяющими величинуявляются: совершенство топочного устройства, системы автома­тического регулирования горения и качество обслуживания. Для мазутных топок можно принимать от 0,2 до 0,5 %.

7. Потерю можно принимать, используя Приложе-ние 2.

8. Подача в топку горячего воздуха улучшает качество горения и повышает экономичность работы котла. В судовых установках в большинстве случаев применяется газовый подогрев воздуха и иногда паровой по­догрев.

Подробно этот вопрос освещается в соответствующей литературе. При выполнении курсовых проектов рекомендуется проектировать газовый воздухоподогреватель.

Рекомендуется принимать:

от 160 до 180 °С - для главных кот­лов однопроточной компоновки;

от 120 до 140 °С - для вспомога­тельных котлов.

Необходимо помнить, что повышение приводит к увеличению габаритов (высоты котла).

В отдельных случаях можно не устанавливать воздухоподогрева­тель.

9. Теплоемкость воздуха можно принимать:

, ˚С	,
30	1,3
50	1,31
100	1,32
200	1,34
300	1,36

10. Температура топлива выбирается из условия обеспечения условной вязкости для принятого типа форсунки (см. Приложение 3).

11. При определении энтальпии газа за последним элементом пароводяного тракта идопускается расхождение между указанными величинами до 40 кДж/кг. Большие расхождения свидетельствуют о неточности в расчете.

12. Тепловое напряжение топочного объема является одним из ос­новных показателей рабочего процесса и габаритных размеров кот­ла.

При проектировании можно рекомендовать следующие значе­ния :

- для главных высокоэкономичных паровых котлов 1000 кВт/м³;

- для вспомогательных котлов от 4 10³ до 5 10³ кВт/м³.

При сохранении формы и объема топки котла-прототипа величину теплового напряжения топочного объема можно принять как у котла-прототипа.

13. Длины трубок ,, (см. рис.1) определяются по эскизу котла. При курсовом проектировании в первом приближении в качестве эскиза котла можно пользоваться чертежами котла прототипа.

Рис. 1

Котлы типа КВГ, КВ

- длина труб 1 ряда притопочного пучка;

- длина труб бокового экрана;

- площадь профиля топки (топочного фронта), опреде-ляется из эскиза котла либо по формуле

.

Длина топки (расстояние между задней стенкой и топочным фронтом) принимается из прототипа.

14. Угловые коэффициенты экранной поверхности зависят от конструк­ции экрана и определяются по графику (см. Приложение 4).

15. Лучевоспринимающая поверхность для котлов типа КВГ и КВ

, м².

Полная площадь стен, ограничивающих поверхность профиля топки

, м².

16. При расчете топки для котлов, работающих на жидком топливе, необходимо предварительно принимать температуру га­зов на выходе из топки в пределах от 1200 до 1300 °С.

При меньших значениях ухудшается устойчивость процес­сов горения, увеличиваются потери от химического недожога, сни­жается интенсивность теплообмена. При завышенных значенияхуменьшается срок службы футеровки, возможны образования плотных отложений на экранных и водогрейных трубках, что ускоряет про­цесс коррозии.

Полученное в конце расчета значение не должно отли­чаться от принятого значения более чем на 100 °С. В противном случае необходимо повторить расчет, задавшись новым значением .

17. Коэффициент , характеризующий расположение ядра факела в топке, можно принимать равным0,48.

18. Диаметр трубок первого пучка обычно принимают равным 44,5х3,5 либо 38х3 мм.

Если первый пучок компонуется из трех или четырех рядов трубок, то рекоменду­ется принимать диаметры трубок для всего пучка 38х3 мм.

Диаметр трубок второго пучка обычно принимают равным 29х2,5 мм.

Диаметр трубок экономайзера принимают обычно равным 29х2,5 мм.

Для газового трубчатого воздухоподогревателя котла, работающего на жидком топливе, обычно принимают трубки диаметром равным 38 х 2 мм.

19. Для конвективных пучков рекомендуется принимать значение шагов

от 1,5до 2,0;

от 1,5до 1,7.

20. Число рядов первого пучка в большинстве случаев принимают от 3 до 4 для котлов типа КВГ. Если испарительная поверхность компонуется из одного пучка, что характерно для вспомогательных котлов, то количество труб можно принять по прототипу.

21. Длина труб, омываемая газами, зависит от конструкции пучка (рис.2).

- полная длина трубки средне­го ряда пучка (между коллекторами);

- длина трубки, активно омыва­емая газами (между штрихо­выми линиями), застойные зо­ны заштрихованы и не учиты­ваются. Размеры застойных зон проектант оценивает по эскизу котла.

- проекция активного участка трубы на плоскость, перпендикулярную направлению потока.

Рис. 2

22. Принимается три значения температуры газов на выходе из пучка. Если пучок имеет три или четыре ряда труб, то можно принимать = 800, 900, 1000 °С.

Если испарительная поверхность компонуется из одного пучка, то можно принимать = 400, 500, 600 °С.

23. Для первого пучка испарительной поверхности принимается шахматное расположение трубок, что обусловливает защиту пароперегре­вателя от прямого излучения.

24. Поправка на число рядов рассчитывается по следующим формулам:

шахматный пучок

при ;

при = 1;

коридорный пучок

при ;

при = 1.

25. Поправка на геометрическую компоновку пучка рассчитывается

шахматный пучок

;

коридорный пучок

.

26. Расчетное значение коэффициента теплоотдачи конвекцией определяется по формулам:

шахматный пучок

;

коридорный пучок

.

27. Значение коэффициента ослабления трехатомными газами рассчитывается по формуле

.

28. Расчетная разность температур теплообменивающихся сред рассчитывается по формуле

.

29. Расчетное количество теплоты, переданной в первом пучке, определяется графическим путем, используя приведенные ниже уравнения конвективного теплообмена.

;

.

1100

t, ⁰C

Q₁

30. Для пароперегревателя водотрубных котлов на жидком топливе при­меняются трубки диаметром 28х2,5 мм, а при повышенных давлениях 25х2,5 мм.

Шаги трубок для пароперегревателей обычно принимают:

от 1,5до 2,0;

от 1,5до 1,7.

31. Тип пароперегревателя (петлевой или змеевиковый) выбирают по прототипу.Расчетная длина петли (змеевика) пароперегревателя и поперечный размер газохода определяются по эскизу котла.

32. Площадь живого сечения для прохода газов определяется по формулам:

для вертикального петлевого пароперегревателя котлов типа КВГ-34

,м²,

где – длина петли пароперегревателя;

–длина топки;

для горизонтальных змеевиковых пароперегревателей котлов типа КВ

, м²,

где – длина топки;

–поперечный размер газохода пароперегревателя.

33. Температура наружной стенки трубок с учетом загрязнения принимается по формуле

.

34. Среднюю скорость перегретого пара w_П принимаем от 15 до 20 м/с.

35. Коэффициент теплопередачи рассчитывается по формуле

,

где - коэффициент омывания для пароперегревателя принимается от 0,9 до 0,95.

36. Расчетная температура наружной стенки трубок пароперегревателя рассчитывается по формуле

.

37. Количество петель в одной группе рассчитывается по формуле

.

38. Количества рядов второго конвективного пучка в первом приближении оценивается по прототипу.

39. Для оценки ожидаемой температуры за вторым пучком можно исхо­дить из того, что падение температуры на каждый ряд составляет примерно от 15 до 20 °С.

40. Предпочтительно принимать коридорное располо-жение трубок второ­го пучка из условия лучшей очистки от наружных загрязнений.

41. Тип пучка трубок водяного экономайзера принимают шахматным или коридорным.

42. Высоту воздухоподогревателя h’_ВП принимают в первом приближе­нии по прототипу. Если полученная расчетная величина отличается от принятой не более, чем на 20 %, то второго прибли­жения можно не делать.

43. Скорости рассчитываются по формулам:

для газа

для воздуха

.

44. Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке труб при течении газа внутри труб рассчитывается по формуле

,

где .

45. Минимальная температура стенки трубок воздухоподогревателя в районе входа холодного воздуха и выхода газов из воздухоподогревателя рассчитывается по формуле

.

46. – температура точки росы водяных паров при их парциальном давлении в продуктах сгорания (P = 0,1 МПа).

47. Диаметр трубок пароохладителя обычно принимают равным 38х3; 32х3; 29х2,5 мм.

48. Количество трубок пароохладителя принимают таким, чтобы получить скорость пара от 15 до 20 м/с.

49. Коэффициенты теплоотдачи рассчитываются по формулам:

от пара к стенке

;

от стенки к кипящей воде

,

где в МПа.

50. Коэффициент сопротивления, отнесенный к одному ряду труб, рассчитывается по формуле

,

где ;

.

51. Плотность сухого воздуха и дымовых газов (среднего состава) при =0,0981 МПа

, ^0C	, кг/м^3	, кг/м^3
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000	1,251 0,916 0,722 0,596 0,5075 0,4418 0,3912 0,3510 0,3183 0,2916 0,2683	1,34 0,98 0,775 0,640 0,543 0,473 0,418 0,364 0,340 0,310 0,286

52. Для хорошего перемешивания распыленного топлива с воздухом принимают скорость воздуха в топочном устройстве w_В от 25 до 50 м/с.

В курсовом проекте можно принять:

от 1000 до 1500 Па – для главных котлов;

от 600 до 700 Па – для вспомогательных котлов.

В курсовом проекте сопротивление трения в воздушных каналах можно принять

= 0,1

53. Коэффициент сопротивления, отнесенный к одному ряду труб определяется:

для коридорного пучка

;

для шахматного пучка

;

где ;

;

.

54. Коэффициент сопротивления поперечно-омываемого пучка рассчитывается:

при коридорном пучке

;

при шахматном пучке

.

55. Коэффициент трения стальных труб рассчитывается:

при

;

при

; м.

56. Сопротивление трения в трубах рассчитывается по формуле

.

57. Местные сопротивления при входе и выходе из воздухоподогревателя рассчитываются по формуле

.

71