- •Часть 2
- •Профессор, кандидат технических наук
- •1.Низкотемпературные поверхности нагрева котла
- •1.1.Общие положения. Классификация.
- •1.2 Экономайзеры
- •1.3. Воздухоподогреватели
- •1.4. Компоновка низкотемпературных
- •1.5. Процессы, происходящие в пароперегревателях
- •2. Тепловой расчет котла
- •2.1. Баланс тепла котельного агрегата
- •2.2 Расчет продуктов сгорания
- •2.3 Выбор значений температур уходящих газов
- •2.4 Определение часового расхода топлива
- •2.5.Определение тепловыделения в топке и теоретической температуры горения
- •2.6 Определение температуры газов на выходе из топки
- •2.7 Расчет газоходов паровых котлов
- •Расчет считается завершенным, когда оба уравнения превращаются в равенство
- •2.8. Расчет пароперегревателей
- •3. Пример расчёта котельного агрегата Тепловой расчёт парового котельного агрегата
- •Тепловой расчёт топки.
2.3 Выбор значений температур уходящих газов
В практических условиях не всегда можно выбрать наивыгоднейшую температуру уходящих газов на основе сопоставления различных вариантов. Тогда остается лишь единственный путь - задаваться этой температурой на основе опыта и существующих в тот или иной период рекомендаций.
Некоторые соображения по выбору температуры уходящих газов следующие:
1) все котлы паропроизводительностью от 2,5т/чи выше (или соответственно теплопроизводительностью 1,5Гкал/чи выше) при температуре уходящих газов выше 250°C должны быть оборудованы хвостовыми поверхностями;
2) устанавливать хвостовые поверхности с чугунными котлами теплопроизводительностью менее 1 Гкал/чнецелесообразно, а температуру уходящих газов следует принимать по практическим или рекомендуемым заводами-изготовителями данным;
3) для котлов паропроизводительностью до D=50т/ч(соответственно теплопроизводительностьюQ=30Гкал/ч),оборудуемых водяными экономайзерами, температуру уходящих газов рекомендуется принимать в зависимости от оптимального значения разности между температурами газов на выходе и воды на входе в экономайзер (- разность температур «холодного конца»).
Температура уходящих газов за хвостовыми поверхностями не должна быть ниже:
для сухого малозольного топлива 130°C
для остальных видов топлива 140°C
для сернистого мазута 160°C
Однако приведенные температуры уходящих газов могут быть приняты без последующей проверки, если в качестве хвостовых поверхностей устанавливают либо водяные экономайзеры кипящего типа, либо теплофикационные водяные экономайзеры,
подогревающие сетевую воду. Если устанавливают водяные экономайзеры на питательной воде и не кипящего типа или воздухоподогреватели, требуется дополнительная проверка.
При установке водяных экономайзеров не кипящего типа, подогревающих питательную воду, необходимо обеспечить ее незакипание, т. е., согласно требованиям Госгортехнадзора,
соблюдать условие
где -температура воды на выходе из экономайзера;
-температура насыщенного пара, соответствующая давлению в котле (табл.2.3.1).
Таблица 2.3.1
Параметры для насыщенного водяного пара
Давление Р, ата
|
Температура насыщения |
Удельный объем воды |
Удельный объем насыщенного пара
|
Энтальпии в ккал/кг
| |
i'жидкости
|
I”пара
| ||||
0,02 |
17,2 |
0,001001 |
68,25 |
17,25 |
604,9 |
0,03 |
23,8 |
0,001003 |
46,52 |
23,81 |
607,8 |
0,04 |
28,6 |
0,001004 |
36,46 |
28,67 |
609,8 |
О,05 |
32,6 |
0,001005 |
28,72 |
32,57 |
611,5 |
0,06 |
35,8 |
0,001006 |
24,19 |
35,83 |
612,9 |
0,08 |
41,2 |
0,001008 |
18,45 |
41,16 |
615,2 |
0,1 |
45,5 |
0,00101 |
14,95 |
45.35 |
617 |
0,15 |
53,6 |
0,001014 |
10,2 |
53,59 |
620,5 |
0,2 |
59,7 |
0,001017 |
7,789 |
59,65 |
623,1 |
0,25 |
64,6 |
0,00102 |
6,318 |
64,54 |
625 |
0,3 |
68,7 |
0,001022 |
5,324 |
68,66 |
626,8 |
0,4 |
75,4 |
0,001026 |
4,065 |
75,41 |
629,5 |
0,5 |
80,9 |
0,00103 |
3,299 |
80,86 |
631,6 |
0,6 |
85,5 |
0.001033 |
2,782 |
85,47 |
633,5 |
0,7 |
89,5 |
0,001036 |
2,408 |
89,49 |
635,1 |
0,8 |
93 |
0,001038 |
2,125 |
93,05 |
636,1 |
0,9 |
96,2 |
0,001041 |
1,903 |
96,25 |
637,6 |
1 |
99,1 |
0,001043 |
1,725 |
99,19 |
638,8 |
2 |
119,6 |
0,00106 |
0,9018 |
119,94 |
646,3 |
3 |
132,9 |
0,001073 |
0,6169 |
133,4 |
650,7 |
4 |
142,9 |
0,001083 |
0,4709 |
143,7 |
653,9 |
5 |
151,1 |
0,001092 |
0,3817 |
152,1 |
656,3 |
6 |
158,1 |
0,0011 |
0,3214 |
159,3 |
658,3 |
7 |
164,2 |
0,001107 |
0,2778 |
165,7 |
659,9 |
Продолжение табл.2.3.1
Давление Р, ата
|
Температура насыщения |
Удельный объем воды |
Удельный объем насыщенного пара
|
Энтальпии в ккал/кг
| |
i'жидкости
|
I”пара
| ||||
8 |
169,6
|
0,001114 |
0,2448 |
171,4 |
661,2 |
9 |
174,5 |
0,00112 |
0,2189 |
196,5 |
662,3 |
10 |
183,2 |
0,001132 |
0,1808 |
185,7 |
664,1 |
11 |
187,1 |
0,001137 |
0,1663 |
189,8 |
664,9 |
12 |
190,7 |
0,001143 |
0,154 |
193,6 |
665,6 |
13 |
194,1 |
0,001148 |
0,1432 |
197,3 |
666,2 |
14 |
197,4 |
0,001153 |
0,1342 |
200,7 |
666,9 |
15 |
200,4 |
0,001157 |
0,1261 |
204 |
667,1 |
16 |
206,1 |
0,001166 |
0,1125 |
210,2 |
667,8 |
18 |
211,4 |
0,001175 |
0,1015 |
215,9 |
668,5 |
20 |
220,8 |
0,001194 |
0,0849 |
226,2 |
669,2 |
30 |
232,8 |
0,001224 |
0,06787 |
239,6 |
669,6 |
40 |
249,2
|
0,001249
|
0,05078
|
258,4 |
669,9 |
Проверяют эту температуру, решая выражение
D=,
где D- часовой расход воды, проходящей через экономайзер, вкг;
-температура воды на входе в экономайзер (должна быть обязательно выше температуры точки росы, т. е.=+ 5°);
BР- часовой расход топлива в кг.
φ - значение коэффициента сохранения тепла.
Предварительно определив в выражении (2.3.1) величину , можно либо, задавшись значениемt , найти теплосодержание, а затем по -диаграмме величину, т. е. температуру уходящих газов, либо, наоборот, по заданной температуренайти величину. При групповом, экономайзере разность междуtH-должна быть 'не менее 40°, при индивидуальных экономайзерах может быть снижена до 20°.
При установке воздухоподогревателей проверяют температуру воздуха на выходе после его подогрева. По условиям эксплуатации эту температуру можно рекомендовать в пределах
следующих значений:
при слоевых топках
при сжигании мазута и газа
Проверить можно по выражению
где - значение условного коэффициента избытка воздуха при выходе его из воздухонагревателя, равное==αТ-0,1;
V0 - теоретичеcкое количество воздуха, необходимого для горения, в м3/кг;
остальные обозначения прежние.
Температуру воздуха на входе в воздухоподогреватель для предотвращения конденсации водяных паров принимают в пределах =30—60°C. Зная, можно по остальным данным проверить либо , либо
Итак, для решения выражений (2.3.1) и (2.3.2) нужно знать температуру газов либо перед экономайзером (), либо перед воздухоподогревателем ().
Эта температуры можно найти из выражения
где - температура воздуха котельной (обычно 20-30°C);
- температура газов за котлом; принимается либо по имеющимся данным, либо по ориентировочным данным, либо по ориентировочным эмпирических формулам, приводимым ниже.
Остальные обозначения прежние.
Ориентировочная оценка температуры газов за котлами разных конструкций в зависимости от величины паросъёма может быть рекомендована по следующим эмпирическим формулам:
для чугунных котлов новых конструкций
для жаротрубных котлов
для вертикально-цилиндрических котлов (типа ВГД и др.)
для горизонтально-водотрубных котлов
Для вертикально-водотрубных котлов значения, полученные по формуле (2.3.7), должны быть снижены на 50—70°.