Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Котел (курсовой) готовый++ (С эскизами).doc
Скачиваний:
51
Добавлен:
23.08.2019
Размер:
1.62 Mб
Скачать

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.