- •Минобрнауки россии
- •Введение
- •Общие сведения о тепловом расчёте котельного агрегата
- •Основные сведения котла тп–230
- •Тепловой расчет конвективных поверхностей нагрева котла тп-230-2 рекомендации по проведению теплового расчета
- •Тепловой расчет
- •Расчет пароперегревателя I ступени по ходу движения газов
- •Объёмы продуктов сгорания, объёмные доли трехатомных газов и концентрация золовых частиц
- •Расчет воздухоподогревателя I ступени
- •Расчет водяного экономайзера I ступени
- •Расчет воздухоподогревателя II ступени
- •Сводная таблица расчётных данных по конвективным поверхностям котла
- •Расчет невязки теплового баланса котла
- •Заключение
- •Список литературы
- •Приложение
- •Присосы воздуха по газовому тракту
- •Коэффициент эффективности пароперегревателя
- •Коэффициент эффективности воздухоподогревателя
Расчет водяного экономайзера I ступени
Исходные данные:
– поверхность нагрева – =940м2;
– продольный и поперечный шаги – =105мм;=75 мм;
– наружный диаметр труб – =38 мм;
– проходное сечение для продуктов сгорания – =17 м2;
– шахматное расположение труб;
– температура питательной воды ==187°С;
– энтальпия питательной воды =798,88 кДж/кг;
– давление питательной воды = 11,5 МПа;
– величина непрерывной продувки =3%;
– температура дымовых газов на выходе из водяного экономайзера ==236°С;
– энтальпия дымовых газов=2136 кДж/кг;
– расход продувочной воды = 1,917 кг/с (стр. 11[3]).
Температурой питательной воды () на выходе из водяного экономайзера I ступени задаёмся равной 224°С. Энтальпия воды =962,45 кДж/кг (таблицаXXIII [1]).
Количество теплоты, воспринятое водой в водяном экономайзере
; (118)
=662 кДж/кг. (119)
Теплота, отданная газами воде
, (120)
где - энтальпия, определяемая по температуре присасываемого воздуха.
Для =30 °С по таблице 2 находится =201,6 кДж/кг.
На рисунке 4 приведена схема водяного экономайзера I ступени.
Р и с. 4 Расчетная схема водяного
экономайзера первой ступени
Из равенства уравнений (118) и (120) рассчитывается энтальпия продуктов сгорания
кДж/кг. (121)
По энтальпии продуктов сгорания по таблице 2 находится температуру продуктов сгорания на входе в водяной экономайзер, (= 430 °С).
Водяной экономайзер представляет собой теплообменник, выполненный по противоточной схеме движения греющей и обогреваемой сред.
Для нахождения температурного напора определяется разность температур сред на концах поверхностей нагрева
=430-224=206°С; (122)
=236-187= 49 °С. (123)
При таком условии температурный напор в водяном экономайзере I ступени рассчитывается по формуле
; (124)
=109 °С. (125)
Средняя температура стенки трубы водяного экономайзера
+ 25 = (224 + 187)/2 + 25 = 243,5 °С. (126)
Коэффициент теплоотдачи продуктов сгорания
, (127)
где – коэффициент теплоотдачи. Определяется по рисунку П5, получается=38 Вт/(м2К);
–степень черноты газового потока, который определяется по суммарной оптической толщине продуктов сгорания (рисунок П7).
Эффективная толщина излучающего слоя.
Для = 38 мм,= 105 мм и = 75 мм получается
; (128)
0,2 м, (130)
Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами:
– коэффициент ослабления лучей золовыми частицами принимается равным нулю (п. 7-36 [1]);
0,2490,10,2=0,005 (131)
По рисунку П2 =47 1/(м МПа)-1.
Суммарная оптическая толщина продуктов сгорания
; (132)
0,234. (133)
Коэффициент теплового излучения газовой среды определяется по рисунку П7.
=0,22. (134)
Коэффициент теплоотдачи излучением продуктов сгорания
Вт/м2К. (135)
Скорость газов в водяном экономайзере
; (136)
; (137)
= 328,5 °С; (138)
=7,66 м/с. (139)
Коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов к поверхности
, (140)
где – коэффициент теплоотдачи конвекцией. Определяется по рисунку П6.
Для =38 мм и=7,66 м/с, получается
=78 Вт/(м2К); (141)
Относительные продольные и поперечные шаги труб
, . (142)
При
, , (143)
получаем:
–поправка на влияние физических параметров среды, (=1);
–поправка на число поперечных рядов по ходу газов (=1);
–поправка на компоновку пучка (=99).
Коэффициент теплоотдачи конвекцией
Вт/(м2К). (144)
Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке
, (145)
=1 по пункту 7-08 [1].
77,22+8,36=85,58 Вт/(м2К). (146)
Коэффициент теплопередачи через стенку
; (147)
- определяем по таблице П2 (=0,65);
= Вт/(м2К). (148)
Тепло, воспринятое воздухоподогревателем I ступени по условию теплопередачи
; (149)
=653,5 кДж/кг. (150)
Проверка правильности выполненного расчета осуществляется по соотношению
; (151)
. (152)
Расчет окончен.