- •Тепловой поверочный расчет котельного агрегата ке-25-14-225с Курсовой проект
- •Реферат
- •Содержание
- •Введение
- •1 Расчетные характеристики топлива
- •2 Материальный баланс рабочих веществ в котле
- •4 Тепловой баланс котельного агрегата
- •5 Характеристики и тепловой расчет топочной камеры
- •5.7 Полезное тепловыделение в топке
- •5.8 Средняя суммарная теплоемкость продуктов сгорания 1 кг топлива
- •6 Расчет фестона
- •7 Расчет камеры охлаждения
- •8 Расчет пароперегревателя
- •9 Расчет первого котельного пучка
- •10 Совместный расчет второго и третьего котельного пучка
- •11 Рассчет экономайзера
- •12 Рассчетная невязка теплового баланса котельного агрегата
- •Заключение
- •Список используемой литературы
7 Расчет камеры охлаждения
7.1 Площадь камеры охлаждения:
Sк.о.= F=33.4 м2;
7.2 Живое сечения для прохода дымовых газов:
Fк.о.=4,1×(2,7-2×0,051)=10,65 м2;;
7.3 Температура на входе в камеру охлаждения:
˚С, при которой энтальпия газов на выходе из фестона по табл. 2 равна Н"ф =14801,3кДж/кг.
Задаемся температурой на выходе из камеры охлаждения:
˚С, К, при которой энтальпия газов на выходе из камеры охлаждения по табл. 3.1 равна Н"ко = 12882,2 кДж/кг.
Средняя температура газов в камере охлаждения [1,п.7-17]:
ºС, (Тко = 1126 К).
7.4 Тепло, отданное газами камере охлаждения:
Qкоб = φ∙(H''ф - H"ко) = 0,985∙(14801,3 – 12882,2) = 1890,3 кДж/кг .
7.5 Расчетная скорость дымовых газов [1, п.7-15]:
, м/с,
где Vгн – объем продуктов сгорания 1 кг топлива; определяем по табл. 1;
Вр – расчетный расход топлива, кг/с;
Fк.д. – площадь живого сечения для прохода газов, м2.
Тогда
м/с.
7.6 Коэффициент теплоотдачи излучением запыленного потока [1,стр.66,ф.(7-35)]:
, Вт/(м2∙К) ,
где aз – степень черноты загрязненных стенок лучевоспринимающих поверхностей, для поверхностей нагрева котлов aз = 0,8;
a – степень черноты потока газов при температуре T; определяется по формуле:
,
здесь kps – суммарная оптическая толщина продуктов сгорания.
=
,1/(м∙МПа).
- эффективная толщина излучающего слоя, м.
, 1/(м∙МПа).
7.7. Коэффициент теплопередачи равен:
k = kг + kзл∙μзл + kкокс∙μкокс ;
k = 1,897+ 11,47 = 13,367 1/(м∙МПа).
kps = 1,44∙0,1∙13,367=1,92
Коэффициент теплопередачи равен:
Вт/(м2∙К).
7.8 Температурный напор Δt= - tн, где
tн=195,05 ºС; при Pбар=1,4 Мпа.
Δt=799-195,05 =603,95ºС.
Таким образом, величина тепловосприятия камеры охлаждения, рассчитываемая по уравнению теплообмена, будет равна:
, кДж/ кг [2.c.134].
кДж/кг.
7.9 Расхождение между значением тепловосприятия и значением тепловосприятия составляет [3, п.7.3]:
%.
Полученное расхождение тепловосприятий не превышает допустимое (2 %), поэтому нет необходимости делать второе приближение и расчетной температурой после прохождения камеры охлаждения является ºС.
8 Расчет пароперегревателя
Задачей расчета пароперегревателя является определение температуры газов за ним, его тепловосприятие.
8.1 Конструктивные характеристики пароперегревателя:
расположение труб – коридорное;
количество рядов z2= 4;
количество труб в ряду z1=18
диаметр труб d = 32 мм;
толщина стенки трубы =3 мм;
внутренний диаметр трубы dвн= d-2 =32-6=24 мм;
глубина газохода а = 2350 мм;
поперечный шаг труб S1=52 мм;
продольный шаг труб S2=75 мм;
относительный поперечный шаг труб ;
относительный продольный шаг труб ;
средняя длина труб lср=2150 мм,
высота газохода h=1925 мм;
длина змеевика м;
8.2 Температура на входе в пароперегреватель равна температуре на выходе из камеры охлаждения = 799ºC (T'пп = 1072 K), при которой энтальпия газов на входе в пароперегреватель по табл. 3.2 равна Н'пп = 12882,2 кДж/кг.
Температуру на выходе из пароперегревателя принимаем равной
= 733ºC (T"ПП = 1006 K), при которой энтальпия газов на выходе из пароперегревателя по табл. 3.1 равна Н"пп =11884,1 кДж/кг.
Средняя температура газов в пароперегревателе [1, п.7-17]:
ºС, (Тпп =1039 К).
8.3 Поверочный расчет пароперегревателя выполняется на основании уравнений теплового баланса и теплообмена по известным температуре и энтальпии газов перед пароперегревателем, конструктивным характеристикам поверхности нагрева [1, п.7-02]:
Qбобщ = φ∙( H'пп - H"пп + Δα∙Н0.прс) , кДж/кг ;
, кДж/кг,
где
Нпп – расчетная поверхность пароперегревателя, м2;
z – число труб пароперегревателя;
d – диаметр труб пароперегревателя, м;
ℓ - длина труб пароперегревателя, м.
k - коэффициент теплопередачи, Вт/(м2∙К);
Δt - температурный напор, ºС.
8.3.1 Тепло, отданное газами пароперегревателю:
Qбобщ = φ∙( H'пп - H"пп) = 0,985∙(12882,2 – 11884,1) =983,1 кДж/кг.
8.3.2 Определим тепловосприятие паропегревателя по уравнению теплопередачи.
8.3.2.1 Расчетную поверхность пароперегревателя определяем по [3, стр.98]:
Нпп = n∙z∙π∙d∙ℓзм ;
Нпп = 4∙18∙3,14∙0,032∙ =39,42 м2.
8.3.2.2 Температурный напор:
Δt= - tпп, где
tпп=225 ºС;
Δt=733-225=508ºС.
8.3.2.3 Коэффициент теплопередачи в конвективных гладкотрубных пучках, не получающих прямое излучение из топки [1, п.7-08]:
, Вт/(м2∙К).
Коэффициент тепловой эффективности ψ определяется по [1,стр.71,рис.7.16]; ψ = 0,55.
Коэффициент теплоотдачи от стенки трубы к протекающему в ней пару определяется по [1, стр. 230]:
α2 = αн∙Сd , Вт/(м2∙К),
где αн – номограммный коэффициент теплоотдачи, зависящий от среднего давления, средней температуры и скорости пара, Вт/(м2∙К);
Сd – поправка на диаметр.
Расчетную скорость пара определяем по [1, п.7-15]:
,
где υ - средний удельный объем пара, м3/кг;
fп - площадь живого сечения для прохода пара, м2.
Dпп=5,5 кг/с;
При Pпп=1,3 МПа по таблице [1, табл. XXV], м3/кг.
Площадь живого сечения при течении среды внутри труб определяется по следующему уравнению [1,п. 7-16]:
м2.
Таким образом, расчетная скорость пара равна:
м/с.
Поправочный коэффициент Cd и номограммный коэффициент αн теплоотдачи определяем по [1, стр.230, номограмма 12]: Cd = 0,98; αн = 650 Вт/(м2∙К).
Тогда коэффициент теплоотдачи от стенки трубы к пару равен:
α2 = 650∙0,98 = 637 Вт/(м2∙К).
Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке трубы [1, п.7-08]:
α1 = αк , Вт/(м2∙К),
где αк - коэффициент теплоотдачи конвекцией, Вт/(м2∙К).
Коэффициент теплоотдачи конвекцией зависит от скорости и температуры потока, диаметра и расположения труб в пучке, вида поверхности (гладкая или оребренная) и характера ее омывания (поперечное, продольное или косое), физических свойств омывающей среды.
Расчетная скорость дымовых газов [1, п. 7-15]:
, м/с,
где Vгн – объем продуктов сгорания 1 кг топлива; определяем по табл. 1;
Вр – расчетный расход топлива, кг/с;
Fг – площадь живого сечения для прохода газов, м2;
Fг=a∙h-l∙d∙z= 2350 ∙1925-2150∙32∙18=3,3 м
Тогда
м/с.
Коэффициент теплоотдачи конвекцией при поперечном омывании коридорных гладкотрубных пучков определяется по [2, стр.178, ф.(11.28)]:
αк = αн∙Cz∙Cs∙Cф , Вт/(м2∙К) ,
где
Cz – поправка на число рядов труб по ходу газа, [1,стр.221, номограмма 7]; Cz = 0,94;
Cs – поправка на геометрическую компоновку пучка, [1,стр.221, номограмма 7]; Cs = 1;
Cф – поправка, учитывающая влияние изменения физических характеристик, [1,стр.221, номограмма 7]; Cф = 0,87;
αн – номограммный коэффициент теплоотдачи, [1,стр.220, номограмма 7];
αн = 73 Вт/(м2∙К).
αк = 73∙0,94∙1∙0,87 = 59,7 Вт/(м2∙К).
Коэффициент теплопередачи равен:
Вт/(м2∙К).
Таким образом, величина тепловосприятия пароперегревателя, рассчитываемая по уравнению теплообмена, будет равна:
кДж/кг.
кДж/кг.
8.4 Расхождение между значением тепловосприятия 1) и значением тепловосприятия 2) составляет [3, п.7.3]:
%.
Полученное расхождение тепловосприятий не превышает допустимое (2 %), поэтому нет необходимости делать второе приближение и расчетной температурой после прохождения пароперегревателя является = 733ºC.