Тепловий розрахунок парового газомазутного котлатипу ДЕ-25-І4 т/г
Зміст
1. Характеристика парового газомазутного котла типуДЕ-25-І4 т/г.
1.1 Опис котла
1.2 Опис парової частини
2. Тепловий розрахунок
2.1 Тепловий баланс котлового агрегату
2.2 Розрахунок топки
2.3 Розрахунок конвективного пучка
2.4 Розрахунок другого газоходу
2.5 Розрахунок водяного економайзера
2.6 Аеродинамічний розрахунок котельного агрегату
2.6.1 Опір першого газоходу
2.6.2 Опір другого газоходу
2.6.3 Опір водяного економайзера
2.6.4 Загальний опір котла
2.6.5 Вибір димососа
1. Характеристика паровогогазомазутного котла типу ДЕ-25-І4 т/г
1.1 Опис котла
Газомазутнівертикально-водотрубні парові котли типу ДЕ паропродуктивністю 25 т/гпризначені для вироблення насиченого пару, що йде на технологічні нестаткипромислових підприємств, у системі опалення, вентиляції і гарячоговодопостачання. Топкова камера котла розміщається збоку від конвективногопучка, обладнаного вертикальними трубами, розвальцьованими у верхньому інижньому барабанах. Ширина топкової камери по осях бічних екранних трубоднакова для всіх котлів — 1790 мм. Глибина топкової камери — 1930-6960 мм. Основноюскладовою частиною котла є верхній і нижній барабани, конвективний пучок,фронтовий, бічні і задній екрани, що утворять топкову камеру.
Труби перегородкиправого бічного екрана, що утворюють також під і потолок топкової камери,уводяться безпосередньо у верхній і нижній барабани. Кінці груб заднього екранаприварюються до верхнього і нижнього колекторів. Труби фронтового екрана котлапаропродуктивністю 25 т/г розвальцьовані у верхньому і нижньому барабанах.
В усіхтипорозмірах котлів діаметр верхнього і нижнього барабанів — 1000 мм. Відстаньміж барабанами — 2750 мм (максимально можливе за умовами транспортування блокупо залізниці). Довжина циліндричної частини барабанів котла продуктивністю 25т/год — 7500 мм. Для доступу у середину барабанів у переднім і заднім днищахмаються лазові затвори. Виготовляються барабани для котлів з робочимтиском 1,4 і 2,4 МПа абс. зі сталі 16ГС і мають товщину стінки відповідно 13 і22 мм.
У водяномупросторі верхнього барабана знаходяться живильна труба і труба для уведенняфосфатів, у паровому обсязі — сепараційні пристрої, У нижньому барабанірозміщаються пристрій для парового прогріву води в барабан не при розпалюванніі патрубки для спуска води, перфоровані труби для періодичної продувки в котлівпродуктивністю 25 т/г.
У котлі продуктивністю25 т/г застосований двоступінчастий випар. В другу ступінь випару винесеназадня частина екранів топки і частина конвективного пучка, розташована в зоні збільш високою температурою газів. Контури другої ступіні випару мають опускнусистему, що не обігрівається.
Конвективний пучоквідділений від топкової камери газоплотною перегородкою, у задній частині якоїмається вікно для входу газів у пучок. Перегородка виконана з щільнопоставлених із кроком S = 55 мм і зварених між собою труб Ø 51х2,5 мм. Привході в барабани труби розводяться в два ряди. Місця розведення ущільнюютьсяметалевими проставками і шамотобетоном. Конвективний пучок утворений коридорно розташованимивертикальними грубами Ø 0,51х2,5 мм, розвальцьованими у верхньому інижньому барабанах. Крок труб уздовж барабана — 90 мм, поперечний крок-110 мм (завинятком середнього, рівного 120 мм).
Котлипродуктивністю 25 т/г перегородок у пучку не мають, а необхідний рівеньшвидкостей газів підтримується зміною ширини пучка від 890 до 1000 мм. Димовігази проходять по всьому перетину конвективного пучка і виходять через переднюстінку в газовий короб, що розміщений над топковою камерою, і по ньомупроходять до розташованого позаду котла економайзеру.
Усі типорозмірикотлів мають однакову циркуляційну схему. Контури бічних екранів іконвективного пучка всіх типорозмірів котлів, а також фронтового екрана котлівпаровиробництвом 25 т/г замкнуті безпосередньо на барабані.
Котли обладнаністаціонарними обдувочними апаратами, розташованими з лівої сторони котла. Дляобдування котлів використовується насичена пара з тиском не менш 0,7 МПа.
Усі котли маютьопорну раму, на яку передається маса елементів котла, що працюють під тиском,маса котлової води, а також маса обв'язувального каркаса, натрубного обмуровуванняй обшивання. Нерухомими опорами котлів є передні опори нижнього барабана. Середняі задня опори нижнього барабана — рухливі і мають овальні отвори для болтів,які кріпляться до опорної рами на період транспортування.
Котел типу ДЕпостачений двома пружинними запобіжними клапанами, один із яких є контрольним. Накотлах без пароперегрівника обидва клапани встановлюються на верхньому барабанікотла і кожний з них може бути обраний як контрольний. Номінальнапаропродуктивність і параметри пари забезпечуються при температурі живильноїводи 100° С і спалюванні палив: природного газу питомою теплотою згоряння29300-36000 кДж/кг (7000-8600 ккал/мЗ) і мазути.
Діапазон регулювання20-100% від номінальної паропродуктивності. Допускається короткочасна робота знавантаженням 110% від номінального паровиробництва. Котел ДЕ-25-14ГМ можепрацювати в діапазоні тисків 0,7-1,4 МПа.
У котельнях,призначених для виробництва насиченої пари без пред'явлення твердих вимог дойого якості, паровиробництво котлів типу ДЕ при зниженому до 0,7 МПа тиску можебути прийнята також, як і при тиску 1,4 МПа. Для котлів типу Е (ДЕ) пропускназдатність запобіжних клапанів відповідає номінальної продуктивності котла приабсолютному тиску не нижче 0,8 МПа. У випадку, якщо з'єднане з котлом тепловикористовуючіустаткування мають граничний робочий тиск менший за зазначений вищих величин,для захисту цього устаткування варто встановити на ньому запобіжні клапани. Прироботі на зниженому тиску запобіжні клапани на котлі і додаткові запобіжніклапани, установлені на устаткуванні, повинні бути відрегульовані на фактичнийробочий тиск.
При роботі накотлах з тиском до 0,7 МПа змін у комплектації котлів економайзерами робити непотрібно, тому що в цьому випадку недогрів води в живильних економайзерах дотемператури насичення пари в котлі складає більш 20° С, що задовольняє вимогамправил.
Норми якостіживильної води і пара повинні відповідати вимогам ДСТ20995-75.
Солевміст котловоїводи в першій ступіні випару котлів без пароперегрівника не повинний бути більш3000 мг/кг. Солевміст котлової води другої ступіні випару повинний бути небільш 4500 мг/кг. Середній термін служби котлів між капітальними ремонтами причислі годин використання встановленої потужності 2500 год/рік — 3 роки,середній термін служби до списання — 20 років.
Котли всіхтипорозмірів поставляються споживачами в зборі без обмуровування й обшивання. Розрізаніпо розмірах аркуші, обшивання поставляються в пакетах.
Парові газомазутнікотли типу Е (ДЕ) продуктивністю від 4 до 24 т/г випускаються БійськимКотельним заводом.
1.2 Опис парової частини
Покриття зовнішніхнавантажень і мазутного господарства по пару забезпечується вироблюваною упарових котлах ДС-25-14 насиченою парою Р=1,372 МПа (14 кгс/см2) ітемпературу 194 °С. Хімоброблена живильна вода парових котлів підігрівається уводоводяному теплообміннику відсепарованої води, пароводяному охолоджувачівипара охолоджувачі живильної води і потім проходить деаерацію в атмосферномудеаераторі барботажного типу.
Для живленняпарових котлів водою встановлені два живильних електронасоси.
Для сепарації парипродувної води котлів і часткового використання тепла відсепарованої водивстановлені сепаратор і теплообмінник безупинної продувки. Відсепарована врозширнику вода скидається в каналізацію через продувний колодязь, післяохолодження до 40°С. Конденсат з виробництва охолоджується в теплообмінникувихідною водою в 39°С і подається в конденсатні баки. Конденсат з мазутногогосподарства після охолодження в теплообміннику до 47°С поступає в баки — відстійники.Відстояний конденсат направляється в конденсатний бак збору конденсату звиробництва, відкіля загальний потік конденсату насосами подається до водопідготовчоїустановки.
Конденсат післяпідігріву в охолоджувачі конденсату мазутного господарства подається вдеаератор живильної води.
У випадкунадходження замазученного конденсату з мазутного господарства відстояний мазутнасосом подається в прийомну ємність мазутного господарства. Система збору іповернення конденсату розташована в будинку водопідготовки.
Вихідні дані
Паливо — природнийгаз Шебелинка-Харків.
Склад газу пообсязі:
Нижча теплотазгоряння кДж/м3,
/>=377332,9;
СН4 =92,8%;
С2Н6= 3,9%;
СЗН8=1%;
С4Н10= 0,4%;
С5Н12= 0,3%;
N02=3,5%;
СО2 =0,1%;
H2S =0%.
Коефіцієнтнадлишку повітря
Топка: =1,1.
Котельний пучок: =1,15.
Водянойекономайзер: =1,23.
Номінальнапаропродуктивність — 25т/год.
Робочий тиск — 14кгс/см2.
Температураживильної води — 100 0С.
Температура газів,що відходять — 130 0С.
Продувка котла врозмірі — 2%.
2. Тепловий розрахунок
Котли типуДЄ-25-14 — парові двобарабанні.
Поверхнянагрівання котлів виконана з передніх, задніх двох бічних екранів іконвективного пучка.
Екрани і котловіпучки котла виконані зі сталевих труб діаметром 60x3 мм. Трубки конвективногопучка розвальцьовані у верхньому і нижньому барабані пучка. Труби всіх екранівприварені до нижніх камер і розвальцьовані у верхньому барабані. Крок трубконвективного пучка подовжній — 90 мм; поперечний — 110 мм.
Барабани котлів ДЕ-25-14виготовлені зі сталі 25К. Для огляду барабанів і розташованих у них пристроївна задніх днищах маються лази. Сепараційні пристрої складаються з встановлениху верхньому барабані направляючих рахунків і козирків, що забезпечують видачупароводяної суміші на рівень води.
2.1 Тепловий баланс котловогоагрегату
Розташовуванетепло палива, кДж/м3
qp=qp =37332,9.
Температура газів,що відходять (за завданням), 0С Qyx=130.
Ентальпія газів,що відходять (по таблиці І — θ), кДж/м3
/>.
Температурахолодного повітря tхв, 0С tхв = 30.
Ентальпіяхолодного повітря, теоретично необхідного для повного згоряння 1 м3,кДж/м3
Н0хв= 396,667.
Втрати теплоти відхімічного недопалу (по табл. ХХ [1]) q3,%
q3 = 0,5.
Втрати відмеханічного недопалу (по табл. ХХ [1]) q4,%
q3= 0,5.
Втрати теплоти згазами, що відходять q2,%
/>, (2.1)
де /> - з I-θ таблиці;
/> - з вихіднихданих;
/> - з I-θ таблиці;
q4 — зтаблиці ХХ [1].
/>.
Втрати теплоти внавколишнє середовище (по рисунку 5-1 [1]) q5,%
q5 =1,2. Сума теплових втрат Σq,%
/>. (2.2)
ККД котловогоагрегату ηка,%
/>. (2.3)
Температураживильної води tп. в.,0C
Абсолютний тиск убарабані котла Рб, МПа
Рб=14.
Ентальпіяживильної води (по табл. ХХІ [7] притиску рівному Рб, кДж/кг
Нп. в =294,47.
Ентальпія котловоїводи (по табл. XXIII) Ікип, кДж/кг
Нкип =826,687.
Відсоток продувкикотла (за завданням) gnp,%
gnp = 2.
Тепло, корисновикористане в котлі QКА, кBt
/>, (2.4)
де /> - з завдання;
/> - з вихіднихданих.
/>.
Витрата палива В,м3 /год
/>, (2.5)
де /> - за формулою (2.5); /> - з вихідних даних; /> - за формулою (2.3).
Розрахунковавитрата палива, м3 /год
BP = B*(l-q4/100) =1692,24, (2.6)
де В — за формулою(2.5);
q4 — зтаблиці ХХ [1].
Коефіцієнт збереженнятепла, φ
/>, (2.7)
де /> - з рисунку 5-1 [1] ;
/> - по формулі(2.3).
Витрата води (зазавданням) Gb, т/год
Gb = 25.
2.2 Розрахунок топки
Об’єм топковоїкамери, м3
Vt = 25,07.
Діаметр і товщинаекранних труб, d*δ, мм
d = 60, δ = 3.
Крок екраннихтруб, мм
S1 = 50.
Відстань від осіекранних труб до стінки топки, мм
е = 60.
Сумарна поверхнястін топкової камери, (по пункту 6 — 02, стор.23 [1]), м2
Fct = 41,47. (2.8)
Ефективна товщинавипромінюючого шару (по пункту 6 — 02, стор.24 [1]),м
/>. (2.9)
Коефіцієнттеплової ефективності
а) гладкотрубнихекранів
/>. (2.10)
б) неекранованихстін топки;
/>.
в) вихідного вікнатопки, закритого котловим пучком
/>. (2.11)
Середнійкоефіцієнт теплової ефективності
/>, (2.12)
/>.
Коефіцієнтнадлишку повітря в топці, />
/> = 1,1.
Присос повітря втопку, />
/> = 0.
Ентальпія теоретичнонеобхідної кількості холодного повітря при
прийнятійтемпературі, кДж/м'3 С /> = 396,667.
Тепло, внесенеповітрям у топку, кДж/м3
/>.
Кориснетепловиділення в топці 1н, кДж/м3
/>. (2,13)
Теоретичнатемпература горіння (по І-θ таблиці при />),0С (2.14)
θ0 =1875;
Та=1875 + 273 = 2148 К.
Відносне положеннямаксимуму температур по висоті топки, (по пункту 6-14 стор.27)
Хт =0,15.
Коефіцієнт
/>. (2.15)
Температура газівна виході з топки (приймається з наступним уточненням), 0С:
/>= 1300;
/> =1300 + 273 =1573 К.
Ентальпія газів навиході з топки (по табл. І-θ), кДж/м3
/>= 5939,3∙4,19= 24885,67. (2. І6)
Середня сумарнатеплоємність продуктів згоряння, кДж/м3
/>, (2.17)
де QT — по формулі (2.13);
/> - по формулі(2.14).
Ефективний ступіньчорності факелу
/>, (2.18)
де /> - по формулі (2.21);
/> - по формулі(2.22).
Коефіцієнтусереднення (приймається по п.6-0 на стор.24-25), m
m = 0,1.
Абсолютний тиск утопці (для котлів без наддування), кгс/см2
Р = 1.
Ефективна товщинавипромінюючого слою, м
S = 2,176.
Парціальний тисктрьохатомних газів і водяної пари, кгс/см2
Рп = rп = rR02 +rH20 = 0,088+0,1829 = 0,2709. (2.19)
Коефіцієнтослаблення променів:
трьохатомнимигазами (по номограмі 3), 1/м/>
Кг =0,57;
сажистимичастками, 1/м/>
/>, (2.20)
/>,
де
/>.
Ступінь чорностісвітлової частини смолоскипа (по номограмі)
/>= 0,4999.(2.21)
Ступінь чорностінесвітлової частини смолоскипа (по номограмі)
/>= 0,285. (2.22)
Ступінь чорностітопкової камери
/>, (2.23)
де /> - по формулі (2.18);
/> - по формулі(2.12).
Температура газівна виході з топки, 0С
/>, (2.24)
де /> - по формулі (2.14);
/> -пo формулі (2.12);
/> - пo формулі(2.8);
/> - по формулі(2.6).
/>.
Розбіжність зізначенням /> не повинна перевищувати ±-80°С.
Ентальпія газів навиході з топки />, кДж/м3
/> = 24993,296.
Кількість теплаприйнятого в топці, кДж/м3
/>= 0,98 ∙(37582,57-24993,296) = 12337,49, (2.25)
де /> - по формулі (2.7);
/> - по формулі(2.13).
Лучесприймаючаповерхня нагрівання топкової камери, м2
Нл= 41,47∙0,55 = 22,806, (2.26)
де Fcп — по формулі (2.8).
Середнє тепловенавантаження лучесприймаючої поверхні нагрівання, кВт/м2
/>, (2.27)
де /> - по формулі (2.6);
/> - по формулі(2.26);
/> - по формулі(2.25).
Теплова напругатопкового об’єму, кВт/м3
/>, (2.28)
де /> - по вихіднимданим;
/> - по формулі(2.6).
2.3 Розрахунок конвективного пучка
Розрахунок першогогазоходу.
Зовнішній діаметртруб, мм:
d = 51x2.
Відносний крокпоперечний, мм
S1 = 110,S1/d = 2,157.
Відносний крокподовжній, мм
S2 = 90,S2/d = 1,765.
Число рядів трубпо ходу газів, шт
Z = 67x8
Кількість труб водному ряді, шт. n = 8.
Повна поверхнянагрівання, м2 Н = 171,75.
Живий перетин дляпроходів газу, м2
/>, (2.29)
де а і b — розміригазоходу в місці розташування котлового пучка,
n — число труб в одному ряді,
l i d- діаметр і довжина труб КП.
Ефективна величинавипромінюючого шару, м
/>. (2.30)
Температура газівперед котловим пучком, 0С приймається рівній температурі газів навиході з топки
/>= 1305.
Ентальпія газівперед котловим пучком, кДж/м3 />=24993,296.
Температура газівза котловим пучком, °С /> = 746.
Тепломісткістьгазів за котловим пучком, кДж/м3
/>.
Тепловосприйняннякотлового пучка по балансу, кДж/м3
/>, (2.31)
де /> - по формулі (2.7); /> - з вихідних даних.
/>.
Температуракипіння при тиску в барабані котла (по табл. ХХІІІ на сторінці 204), 0Сtкип = 194,13.
Температурнийнапір, °С
/>. (2.32)
Середнятемпература газів, 0С
/>. (2.33)
Середнятемпература газів, К
/>= 1025,5+273= 1298,5. (2.34)
Об’єм газів на 1 км3палива при /> (по табл. розрахункуЕОМ)
VГ =12,428.
Об'ємна часткаводяних пар (по табл. розрахунку ЕОМ)
rН2О = 0,1795.
Об'ємна частка трьохатомнихгазів і водяних пар (по табл. розрахунку ЕОМ):
rп = 0,2655.
Концентрація золив димових газах, кг (золи) /гк (газу)
μзл= 0.
Середня швидкістьгазів, м/с
W2 = 4,628.
Коефіцієнттепловіддачі конвекції (по номограмі 12 [1]):
/>. (2.35)
де /> = 34,6;
/>= 1;
/> = 1;
/> = 1.
Сумарна поглинаючаздатність трьохатомних газів, М/>
Рп = rп = 0,0469.
Коефіцієнтослаблення трьохатомними газами (по номограмі), />
Кг =2,5.
Коефіцієнтослаблення променів золовими частками, />
Кзл = 0.
Оптична товщиназапиленого потоку
Kps = 0,117.
Температуразовнішньої поверхні забруднень, 0С
/>. (2.36)
Коефіцієнттепловіддачі випромінювання (по номограмі 2 і 19 стор.241 і стор.261 [1]):
/>. (2.37)
де /> = 162;
а = 0,14;
Сг =0,99.
Коефіцієнттепловіддачі від газів до стінки, Вт/м2 ∙К
/>. (2.38)
де /> - по формулі (2.35).
Коефіцієнттеплової ефективності (по пункту 7.55 стор.48)
/>= 0,65.
Коефіцієнттеплопередачі k, кВт/м2∙К
/>, (2.39)
де /> - по формулі (2.38).
Теплосприйняннякотлового пучка, кДж/м3
/>, (2.40)
де /> - по формулі (2.6);
θ — поформулі (2.33).
/>. (2.41)
Розрахуноккотельного пучка закінчено.
2.4 Розрахунок другого газоходу
Зовнішній діаметртруб, мм
d = 51 х2.
Відносний крокпоперечний, мм
S1 = 110,S1/d = 2,157.
Відносний крокподовжній, мм
S2 = 90,S2/d = 1,765.
Число рядів трубпо ходу газів, шт
Z = 49
Кількість труб водному ряді, шт
n = 8.
Повна поверхнянагрівання, м2
Н = 15,694.
Живий перетин дляпроходів газу, м2
/>, (2.42)
де а і b — розміригазоходу в місці розташування котлового пучка, n — число труб в одному ряді, l i d — діаметрі довжина труб КП.
Ефективна величинавипромінюючого шару, м
/>. (2.43)
Температура газівперед котловим пучком, 0С приймається рівній температурі газів навиході з топки
/>= 746.
Ентальпія газівперед котловим пучком, кДж/м3
/>= 13995,25.
Температура газівза котловим пучком, °С
/> = 667.
Тепломісткістьгазів за котловим пучком, кДж/м3
/>.
Тепловосприйняннякотлового пучка по балансу, кДж/м3
/>, (2.44)
де /> - по формулі (2.7);
/> - з вихіднихданих.
/>.
Температуракипіння при тиску в барабані котла (по табл. ХХІІІ на сторінці 204), 0С
tкип =194,13.
Температурнийнапір, °С
/>. (2.45)
Середнятемпература газів, 0С
/>. (2.46)
Середнятемпература газів, К
/>= 706,5+273=979,5.(2.47)
Об’єм газів на 1 км3палива при /> (по табл. розрахункуЕОМ)
VГ =12,428.
Об'ємна часткаводяних пар (по табл. розрахунку ЕОМ)
rН2О = 0,1795.
Об'ємна часткатрьохатомних газів і водяних пар (по табл. розрахунку ЕОМ):
rп = 0,2655.
Концентрація золив димових газах, кг (золи) /гк (газу)
μзл= 0.
Середня швидкістьгазів, м/с
/>. (2.48)
Коефіцієнттепловіддачі конвекції (по номограмі 12 [1]):
/>. (2.49)
де /> = 44,54;
/>= 0,6;
/> = 0,6;
/> = 1,03.
Сумарна поглинаючаздатність трьохатомних газів, М/>
Рп ∙S=rп∙S = 0,0469.
Коефіцієнтослаблення трьохатомними газами (по номограмі), />
Кг = 3,2.
Коефіцієнтослаблення променів золовими частками, />
Кзл = 0.
Оптична товщиназапиленого потоку
Kps =0,15.
Температуразовнішньої поверхні забруднень, 0С
/>. (2.50)
Коефіцієнттепловіддачі випромінювання (по номограмі 2 і 19 стор.241 і стор.261 [1]):
/>. (2.51)
де /> = 108,159;
а = 0,139; Сг = 0,985.
Коефіцієнттепловіддачі від газів до стінки, Вт/м2 ∙К
/>. (2.52)
де /> - по формулі (2.35).
Коефіцієнттеплової ефективності (по пункту 7.55 стор.48)
/>= 0,65.
Коефіцієнттеплопередачі k, кВт/м2∙К
/>, (2.53)
де /> - по формулі (2.38).
Теплосприйняннякотлового пучка, кДж/м3
/>, (2.54)
2.5 Розрахунок водяного економайзера
θвс= 667.
Знтальпия газів навході, кДж/м3 />= 12393,39.
Температура газівна виході, 0С θ´´ = 130.
Ентальпія газів навиході, кДж/м3 Н´´ = 2402,73.
Тепловосприйнянняекономайзера по балансу, кДж/м3
/>,
де /> - по формулі (2.6).
/>.
Невязка тепловогобалансу котла, кДж/м3
/>, (2.56)
де /> - з вихідних даних;
/> - по формулі(2.3);
/> - по формулі(2.55).
Відносненев'язання балансу,%
/>. (2.57)
Ентальпія води навході у водяний економайзер, кДж/м3
/>. (2.58)
/>, (2.59)
де D — по вихіднимданим;
qnp — звихідних даних.
Температура водина вході у водяний економайзер,0С:
t´ек = 100.
Ентальпія води навиході з економайзера, кДж/кг
/>, (2.60)
де /> - по формулі (2.6);
/> - по формулі(2.59);
/> - по формулі(2.55).
Температура водина виході з економайзера (по табл, ХХІ [1]), 0С
t´´ек = 115,4.
Діаметр і товщинатруб, мм
d = 28,δ = 3.
Живий перетин дляпроходів газу, м2
/>, (2.42)
де а і b — розміригазоходу в місці розташування котлового пучка, n — число труб в одному ряді, l i d — діаметрі довжина труб КП.
Відносний крокпоперечний, мм
S1/d = 70/28=2,5.
Відносний крокподовжній, мм
S2/d = 50/28=1,79.
Число рядів трубпо ходу газів, шт
Z2 = 12.
Температурнийнапір на вході газів, 0С
/>, (2.62)
Температурнийнапір на виході газів, 0С
/>. (2.63)
Середнійтемпературний напір, С:
/>. (2.64)
Середнятемпература води, 0С
/>. (2.65)
Температуразабруднення стінки, 0С
tз = t + Δt = 107,7+25=132,7. (2.66)
Об’єм газів на 1 км3палива
VГ = 13,086.
Об'ємна часткаводяних пар
rН2О = 0,1713.
Об'ємна часткатрьохатомних газів і водяних пар
rп = 0,2533.
Концентрація золив димових газах, кг (золи) /гк (газу)
μзл= 0.
Середнятемпература газів, 0С
/>. (2.67)
Середня швидкістьгазів, м/с
/>. (2.68)
Коефіцієнттепловіддачі конвекцією від газів до стінок труб економайзера (по номограмі 13[1]), Вт/ (м2∙К)
/>. (2.69)
де /> = 88;
/>= 1;
/> = 0,6;
/> = 1,02.
Коефіцієнттепловіддачі від газів до стінки, Вт/м2∙К
/>. (2.70)
де /> - по формулі (2.69);
/> - пономограмі 19 сторю 261 [1.
Коефіцієнттеплової ефективності (по пункту 7.55 стор.48)
/>= 0,5.
Коефіцієнттеплопередачі k, кВт/м2∙К
/>, (2.71)
де /> - по формулі (2.70).
Необхідна поверхнянагрівання, м2
/>, (2.72)
де /> - по формулі (2.6):
/> - пo формулі(2.64);
/> - по формулі(2.55).
Швидкість води втрубі водяного економайзера, м/с
/>, (2.73)
де Fb — сумарний прохідний перетин для води, м2
/>. (2.74)
В розрахункуприйняли два економайзери ЕП-1-808.
2.6 Аеродинамічний розрахуноккотельного агрегату
Аеродинамічнийрозрахунок котла проводиться для визначення опору газоповітряного тракту.
Нормальна роботакотла можлива за умови безупинної подачі повітря в топку, і видалення продуктівзгоряння в атмосферу, після їхнього охолодження й очищення від твердих часток. Такіумови підтримуються тягодутьєвими пристроями за допомогою створюваного ниминапору долающих опір, а також забезпечується рух повітря і гарячих газів, щовідходять, за допомогою димової труби.
При штучній тязіподача повітря в топку і подолання опору по довжині повітряного трактуздійснюється вентилятором, а видалення газів котла і подолання опору по довжинігазового тракту димососами.
Висота димовоїтруби при штучній тязі визначається санітарно — гігієнічними умовами іприймається в залежності від виду палива, що спалюється, близькості житловогорайону, висоти сусідніх будинків.
Вентилятор ідимосос повинні надійно забезпечувати подачу необхідного для горіння паливаповітря в топку і видалення продуктів його згоряння з котла при всіх режимахйого роботи, підтримуючи задане чи розрядження тиску в топці. При цьому напривід вентилятора і димососа повинне витрачатися мінімальна кількістьелектроенергії.
Основнимипараметрами визначальними вибір вентилятора і димососа є необхідна їхня подачаі тиск при номінальному навантаженні котла.
Аеродинамічнийрозрахунок дозволяє визначити по опорі газоповітряного тракту продуктивності ітиску вентилятора і димососу.
2.6.1 Опір першого газоходу
Відноснийпродовжний шаг труби (за конструктивними даними)
/>. (2.75)
Відноснийпоперечний шаг (за конструктивним даними)
/>. (2.76)
Середня швидкістьгазу у газоході (за даними теплового розрахунку), м/с wср= 4,5.
Середнятемпература газів (за даними теплового розрахунку), °С θср =1002,5.
Число рядів труб вглибину пучка по ходу газів (за конструктивним даними), шт. Z1= 49.
Значеннякоефіцієнту опору всього пучка (за графіком рис. V1 2 при
/>,
/>. (2.77)
де /> - 0,155;
/> - 1,08;
/> - 0,88.
Густина газу присередній температурі, кг/м3
/>. (2.78)
Динамічний тискпри середній швидкості і середній густині, мм вод. ст.
/>. (2.79)
Опір пучка трубпершого газоходу, мм вод. ст.
/>. (2.80)
Значеннякоефіцієнту опору двох поворотів під 90 ° у першому газоході: ξ = 2.
Опір двохповоротів першого газоходу, мм вод. ст.
/>. (2.81)
Опір першогогазоходу:
/>. (2.82)2.6.2 Опір другого газоходу
Середня швидкістьгазу у газоході (за даними теплового розрахунку), м/с wср= 4,6.
Середнятемпература газів (за даними теплового розрахунку), °С θ ср= 1027,5.
Число рядів труб вглибину пучка по ходу газів (за конструктивним даними), шт. Z2=49.
Значеннякоефіцієнту опору всього пучка (за графіком рис. V1 2 при />,
/>. (2.83)
де /> - 0,155; /> - 1,08; /> - 0,88.
Густина газу присередній температурі, кг/м3
/>. (2.84)
Динамічний тискпри середній швидкості і середній густині, мм вод. ст.
/>. (2.85)
Опір пучка труб другогогазоходу, мм вод. ст.
/>. (2.86)
Значеннякоефіцієнту опору двох поворотів під 90 ° у другому газоході:
ξ = 2.
Опір двохповоротів другого газоходу, мм вод. ст.
/>. (2.87)
Опір другогогазоходу:
/>. (2.88)
2.6.3 Опір водяного економайзера
Число рядів трубпродовж потоку газів (за даними теплового розрахунку), шт
Z3=12.
Середня швидкістьгазів (за даними теплового розрахунку), м/с
wср= 10,31.
Середнятемпература газів (за даними теплового розрахунку), °С
θср = 398,5.
Значеннякоефіцієнту опору
ξ = 0,5·12 =6.
Густина газу присередній температурі, кг/м3
/>. (2.89)
Динамічний тискпри середній швидкості і середній плотності, мм вод. Ст..
/>. (2.90)
Опір водяногоекономайзера, мм вод. ст.:
/>. (2.90)
2.6.4 Загальний опір котла
Сумарний опір двохгазоходів і водяного економайзера, мм вод. ст.
/> (2.92)
Значенняпоправочного коефіцієнта, який враховує камеру догорання:
K=l,l5. Загальнийопір котла, мм вод, ст.
/> (2.93) 2.6.5 Вибір димососа
Робочий об'ємгазів
/>, (2.94)
Де /> =13,086;
В — розрахункова витрата палива.
Опір, мм вод. ст.:
Нр= 1.2 · hK= 1.2 · 226,562 = 271.87. (2.95)
Потужністьдимососа, кВт
/>, (2.94)
Потужність двигуна,кВт
/>. (2.97)
Відповіднообираємо димосос:
Д-15.5:
n = 970 хв-1 та двигун А-2-91-6; n = 980 хв-1.