- •Введение
- •1 Определение объёма продуктов сгорания
- •2 Построение диаграммы « »
- •3 Предварительный тепловой баланс парогенератора
- •4 Расчет топочной камеры
- •4.1 Определение геометрических размеров топки
- •4.2 Тепловой расчет топки
- •5 Компоновка газотрубного парогенератора типа ков
- •6 Расчет конвективного пучка
- •7 Компоновка и тепловой расчет экономайзера
- •Заключение
- •Список использованных источников
4.1 Определение геометрических размеров топки
Для расчета топки необходимо знать объем (VТ), ширину (в) в и глубину (а), шаги и количество экранных труб, высоту и поверхность стен (FСТ). Ориентировочно для малых котлов площадь стен, м2, считается по формуле:
Объем топки м3
Минимальная длина топки:
где А=6, расход топлива через одну форсунку.
Площадь поперечного сечения топки:
4.2 Тепловой расчет топки
Критерий Больцмана определяется из выражения:
где коэффициент сохранения теплоты
расход топлива, кг/с;
радиационная поверхность нагрева топки, м2;
коэффициент загрязнения радиационной поверхности;
средняя суммарная изобарная теплоемкость продуктов сгорания, кДж/(кг*К).
энтальпия продуктов сгорания при адиабатной температуре.
энтальпия воздуха, поступающего в топку парогенератора, кДж/кг.
Степень черноты топки:
где эффективная степень черноты факела.
где коэффициент, характеризующий соотношение объемов, занимаемых светящимся пламенем и несветящимися трехатомными газами;
Степень черноты светящегося пламени и потока газов :
где коэффициент ослабления лучей трехатомными газами,
коэффициент ослабления лучей частицами,
где: суммарная объемная доля трехатомных газов в продуктах сгорания;
давление в топке ( ;
эффективная толщина излучающего слоя газов в топке, м:
Т.к. | , то расчет топки можно считать оконченным.
5 Компоновка газотрубного парогенератора типа ков
Для вертикальных цилиндрических парогенераторов форма поперечного сечения топки (в плоскости, перпендикулярной оси форсунки) имеет форму прямоугольника, у которого одна из сторон – Dт, а вторая – высота топки. Толщина кирпичной кладки
Расчет площади поперечного сечения в парогенераторах данного типа производится по формуле:
Откуда высота топки:
Расход воздуха через отверстие фурмы, м3/с:
Живое сечение фурмы:
Диаметр фурменного отверстия:
Принимает
Действительное сечение фурмы:
Действительная скорость воздуха:
Радиационная поверхность парогенераторов типа КОВ,
Средняя температура газов в пучке:
Средняя абсолютная температура:
Расчетное живое сечение для прохода газов в пучке, м2:
Число труб в пучке:
Уточнение живого сечения для прохода газов в пучке, м2:
Уточнение скорости движения продуктов сгорания:
Площадь поверхности теплообмена:
6 Расчет конвективного пучка
Производится поверочный расчет пучка труб при известных температурах продуктов сгорания на входе в конвективный пучок, уходящих газов.
Основными уравнениями являются: уравнение теплового баланса и уравнение теплопередачи .
Расчет уравнения теплового баланса, кДж/с, имеет вид:
где количество переданной (полученной) теплоты, кДж/с,
энтальпии газов, соответственно, на входе конвективный пучок и на выходе из него, кДж/кг.
Расчет уравнения теплопередачи, кДж/с, имеет вид:
где k – коэффициент теплопередачи от воды к дымовым газам к воде, текущих внутри труб конвективного пучка, Вт/(м2К), определяется по формуле;
температурный напор, определяется по формуле;
поверхность нагрева конвективной части, м2.
Коэффициент теплопередачи рассчитывается по формуле:
где коэффициент тепловой эффективности пучка,
коэффициент теплоотдачи конвекцией для гладких труб при продольном омывании дымовыми газами, ,
коэффициент теплоотдачи излучением трехатомных газов, ,
Эффективная толщина слоя газов внутри труб:
Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами:
Степень черноты:
,
где коэффициент теплоотдачи дымовых газов, ,
Среднетемпературный напор:
Рассчитаем погрешность расчета по формуле:
Погрешность < 2%, расчет можно считать оконченным.
Результаты поверочного расчета:
, ºС |
I1, кДж/кг |
tп, ºС |
, кВт |
kп, Вт/(м2К) |
, кВт |
700 |
14375 |
610 |
238 |
|
189 |
750 |
15401 |
632 |
224 |
|
221 |
800 |
16428 |
657 |
216 |
|
237 |
Рисунок 5.1 – Графическое решение системы уравнений теплового баланса и теплопередачи.
Полученные действительные значения:
= 635 ºС;
Qп = 225 кВт;
I1= 13153 кДж/кг.