- •Министерство образования и науки Российской Федерации
- •Аннотация.
- •Технические характеристики парогенератора е-75-40к.
- •1. Составление расчетно-технологической схемы трактов парового котла. Выбор коэффициентов избытка воздуха.
- •2. Топливо и продукты горения.
- •3. Определение расчетного расхода топлива.
- •4. Выбор схемы топливосжигания.
- •5. Поверочный расчет топки.
- •5.1. Определение конструктивных размеров и характеристик топки.
- •5.2. Расчет теплообмена в топке.
- •6. Поверочный расчет фестона.
- •7. Определение тепловосприятий пароперегревателя, экономайзера, воздухоподогревателя и сведение теплового баланса парового котла.
- •8. Поверочно-конструкторский расчет пароперегревателя.
- •9. Поверочно-конструкторский расчет хвостовых поверхностей нагрева.
- •9.1. Расчет водного экономайзера.
- •9.2. Расчет воздухоподогревателя.
- •10.Пуск и останов котла.
- •10.1. Пуск парового котла.
- •10.2. Останов парового котла.
- •Список литературы.
9. Поверочно-конструкторский расчет хвостовых поверхностей нагрева.
9.1. Расчет водного экономайзера.
Таблица 11. Исходные данные для теплового расчета экономайзера.
Наименование величин |
Обозначение |
Размерность |
Величина |
Температура газов до экономайзера |
°С |
637,21 | |
Температура газов за экономайзером |
°С |
313,16 | |
Температура питательной воды |
°С |
150 | |
Давление питательной воды перед экономайзером |
кгс/см2 |
48,6 | |
Энтальпия питательной воды |
ккал/кг |
151,6 | |
Тепловосприятие по балансу |
ккал/кг |
754,19 | |
Объемы газов при среднем избытке воздуха |
м3/кг |
6,5212 | |
Объемная доля водяных паров |
- |
0,08741 | |
Объемная доля трехатомных газов |
- |
0,13954 | |
Концентрация золы в газоходе |
кг/кг |
0,0279 |
Давление воды перед водяным экономайзером для паровых котлов среднего давления принимают .
Предварительно определяем тип водяного экономайзера (кипящий или некипящий) по значению энтальпии рабочей среды за экономайзером . Энтальпию и температуру воды после водяного экономайзера определяем из уравнения теплового баланса по рабочему телу (воде):
где – пропуск воды через экономайзер (при поверхностных пароохладителях);
–энтальпия воды после водяного экономайзера;
–энтальпия воды перед водяным экономайзером.
При указанной схеме включения пароохладителя:
Энтальпия воды за экономайзером:
По инаходим°С.
По инаходим°С.
Т.к. , значит экономайзер кипящего типа.
По чертежам парового котла составляем эскиз экономайзера в двух проекциях , на котором указываем все конструктивные размеры.
Рис. 8. Эскиз водяного экономайзера.
Таблица 12. Конструктивные размеры и характеристики экономайзера.
Наименование величин |
Обозначение |
Размерность |
Величина |
Наружный диаметр труб |
d |
м |
0,032 |
Внутренний диаметр труб |
м |
0,026 | |
Количество труб в ряду |
шт |
19 | |
Количество рядов труб по ходу газов |
шт |
52 | |
Шаг труб: поперечный |
м |
0,1 | |
Шаг труб: продольный |
м |
0,053 | |
Относительный шаг труб: поперечный |
- |
3,125 | |
Относительный шаг труб: продольный |
- |
1,719 | |
Расположение труб змеевика |
- |
- |
Шахматное |
Характер взаимного течения |
- |
- |
Противоток |
Длина горизонтальной части петли змеевика |
м |
6,49 | |
Длина проекции одного ряда труб на горизонтальную плоскость сечения |
м |
6,6 | |
Длина трубы змеевика |
l |
м |
172,9 |
Поверхность нагрева ЭКО (по чертежу) |
м2 |
660,51 | |
Глубина газохода |
a |
м |
2 |
Ширина газохода |
b |
м |
6,7 |
Площадь живого сечения для прохода газов |
м2 |
9,3872 | |
Средняя эффективная толщина излучающего слоя |
S |
м |
0,161 |
Глубина газового объема до пучка |
м |
3,4 | |
Глубина пучка |
м |
2,695 | |
Количество змеевиков, включенных параллельно по пару |
m |
шт |
38 |
Живое сечение для прохода пара |
f |
м2 |
0,0202 |
Площадь живого сечения для прохода газов в экономайзере при поперечном омывании его газами определяем по формуле:
Площадь живого сечения для прохода воды:
Поверхность нагрева экономайзера определяем по формуле:
где l – длина змеевика, определяемая с использованием длины горизонтальной части змеевика:
При сжигании твердых топлив проверяют скорость продуктов горения на входе в экономайзер, которая не должна превышать максимально допустимых значений скорости газов на входе в экономайзер по условиям абразивного износа труб. Скорость газов на входе в экономайзер определяем по формуле:
где – объем газов за пароперегревателем при.
Скорость газов не превышает максимально допустимого значения.
Скорость воды на входе в водяной экономайзер:
где – удельный объем питательной воды на входе в экономайзер прии°С.
Коэффициент теплопередачи для экономайзера в целом определяют по средним значениям необходимых величин.
При сжигании твердых топлив и шахматном расположении труб коэффициент теплопередачи определяют как:
Иначе коэффициент теплопередачи для экономайзера в целом определяют по средним значениям необходимых величин:
Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке определяем по формуле:
где – коэффициент теплоотдачи конвекцией;– коэффициент теплоотдачи излучением газового объема в трубном пучке;– коэффициент тепловой эффективности поверхности.
Для определения коэффициента теплоотдачи конвекцией от газов к стенке труб рассчитаем среднюю скорость газового потока:
Коэффициент теплоотдачи конвекцией, отнесенный к полной расчетной поверхности, определяем по номограмме , также находим добавочные коэффициенты:.
Для нахождения используем номограмму и степень черноты продуктов горения:
Для незапыленной поверхности , где.
По номограмме находим .
Для пользования номограммой необходимо знать температуру загрязненной стенки рассчитываемой поверхности нагрева:
где °С.
По номограмме находим , и добавочный коэффициент.
При расчете экономайзера на величину необходимо ввести поправку, связанную с наличием газового объема, свободного от труб перед этими поверхностями и между отдельными пакетами поверхностей:
где и– соответственно суммарная глубина пучка и суммарная глубина газового объема до пучка;
(при сжигании каменного угля);
–температура газов в объеме камеры:
Определяем коэффициент теплоотдачи от газов к стенке:
Коэффициент загрязнения определяем по формуле:
где – исходный коэффициент загрязнения;
–поправка на диаметр;
–поправка на фракционный состав зоны;
–поправка на эксплуатационные условия.
Коэффициент теплопередачи:
Температурный напор:
Т.к. , то:
Определим расчетную поверхность:
Невязка:
Невязка более двух процентов следовательно вносим конструктивные изменения.
Найдем требуемую длину змеевика:
Следовательно принимаем .
Высота пакет водяного экономайзера:
Т.к. м, то экономайзер компонуем из нескольких пакетов высотой.
Число пакетов:
принимаем .
Высота газохода:
Расчет водяного экономайзера закончен.