Тепловий та гідравлічний розрахунок котлеьногоагрегату КВ-ГМ-100
ЗМІСТ
Вступ
1.Теплова схема водогрійної частини
1.1 Опис котельні
1.2 Опис котла
1.3 Газопостачання
1.4 Тепловий розрахунок котла КВ-ГМ-100
1.4.1 Вихідні дані для теплового розрахунку котлаКВ-ГМ-100
1.4.2 Тепловий баланс
1.4.3 Розрахунок топки
1.4.4 Розрахунок конвективного пучка
2. Гідравлічний розрахунок котлеьного агрегатуКВ-ГМ-100
2.1 Задачі розрахунку
2.2 Визначення теплосприйняття та приростів ентальпіїв елементах котла
2.3 Розрахунок перепадів тиску в елементах котельногоагрегату КВ-ГМ-100
2.4 Результати розрахунку елементів гідравлічного трактукотла КВ-ГМ-100
2.5 Результати розрахунку елементів гідравлічноготракту котла КВ-ГМ-100
Література
ВСТУП
У період проведення економічнихреформ і переходу до ринкових відносин підвищений інтерес викликають задачіекономії палива. З цього погляду актуально представляється можливість одержанняекономії палива від проведення режимного налагоджувального режиму накотлоагрегатах. Здійснення подібних заходів забезпечує економію палива врозмірі 3-5%.
Котельня, що проектується,розташована в західній частині міста Бєлгорода. Вона призначена для постачаннятеплом опальвально-вентиляційних установко та систем гарячого водопостачанняжитлових, суспільних і промислових будинків, а також постачання пароюпромислових підприємств, та відносяться до другою категорії по надійностівідпуска теплоти споживачам. Котельня проектується з закритою системоютеплопостачання. Зважаючи на те, що котельня розташована в безпосереднійблизкості від існуючої житлової забудови, для будівництва прийнятий варіантзакритої установки тягодуттєвих машин.
У котельні встановлені два паровихкотла КВ-ГМ-100 і два парових котла ДЕ-25-14ГМ. Котельня має розгалуженітеплові мережі, не зєднані між собою.
Як основне паливо використовуєтьсяприродний газ родовища Шебелинка-Харків. Джерелом газопостачання є газопровідвисокого тиску (0,6 МПа). Високосірчаний мазут марки М-100 прийнятий якрезервне паливо. Доставка мазуту з централізованого складу здійснюєтьсяспецавтотранспортом. Розігрів мазуту здійснюється парою.
1 ТЕПЛОВА СХЕМА ВОДОГРІЙНОЇ ЧАСТИНИ
Покриття зовнішніх тепловихнавантажень забезпечується водою з розрахунковими температурами 150/70 0С.
Покриття теплопостачання особистихпотреб забезпечується частково за рахунок водогрійних котлів – підігріввихідної та хімочищеної води, деаерація у вакуумному деаераторі та частково зарахунок роботи парових котлів – пари на мазутне господарство, на деаераторживильної води. Принцип роботи водогрійних котлів на газу та на мазутівідрізняється.
В опалювальному періодііндівідуальними котловими регуляторами температури (рециркуляції) у залежностівід виду палива, що спалюється, забезпечуються наступні температури: при роботіна газі 70 0С на вході в котел; при роботі на мазуті 150 0Сна виході з котла.
Загальнокотельним регулятором витрат(перепуску) при цьому підтримується задача витрати через котли.
Температура в мережі підтримуєтьсярегулятором палива одного із працюючих котлів, інші котли працюють у режимі заданоготеплового навантаження.
У літньому періоді регулятор паливакотла підтримує задані температури на вході та виході з котла, у залежності відвиду палива, що спалюється.
Витрата води через котел привідключеному клапані перепуску забезпечується впливом на клапан рециркуляції.
Передбачається робота рециркуляційнихнасосів на загальний рециркуляційний колектор – загальнокотельня рециркуляція зіндивідуальним агрегатированим регулюванням рециркуляційної води на коженкотел.
Оснащення котельні реціркуляційноюсистемою по груповому принципу установки рециркуляційних насосів у комбвнації загрегатованою установкою регуляторів рециркуляції забезпечує розширенуможливість включення дійсно необхідної якості працюючих агрегатів у залежнсотівід перемінної потреби водогрійних котлів у рециркуляційній воді.
Циркуляція води в теплових мережах забеспечуєтьсямережними насосами.
Влітку як мережні насосивикористовуються зимові підпиточні насоси.
З метою попередження газової корозіїконвективних поверхонь нагрівання котлів за допомогою рециркуляційних насосівпідтримуютьсч температурні режими по мережній воді tк = 70 0С= const при спалюванні газу і tк = 150 0С = const приспалюванні мазуту.
Вихідна вода, що надходить укотельню, перед водопідготовчою установкою підігрівається у водоводяномутеплообміннику.
Крім того, передбачений підігрівчастини вихідної води в охолоджувачі конденсату, що надходить з виробництва.
Підігрів хімобробленої води до 50 0Сперед вакуумними деаераторами здійснюється у водоводяному підігрівникухімочищеної води і частково в охолоджувачі робочої води.
Після деаерації підпиточна вода зтемпературою 70 0С самотечією подається в баки-акумулятори або напідпиточні насоси.
У вакуумних деаераторах пароповітрянасуміш відсмоктується водоструминними ежекторами і разом з робочою водоюскидуються в бак.
Після виділення газових включень водаз температурою 33-34 0С знову подається до ежекторів насосамиробочої води після охолодження до 30 0С у водоводяному охолоджувачіробочої води.
Щоб уникнути випадкового відключеннявід деаератора одночасно обох акумуляторних баків і відповідних гідрогазоотворів,їхні затвори на трубопроводах, що підводять, повинні бути у відкритомуположенні. Вони закриваються тільки при ремонті одного з баків-акумуляторів.
Подача води в пряму лінію мережі(вода на гаряче водопостачання) улітку здійснюється зимовими підпиточниминасосами, що працюють в якості літніх мережних.
Циркуляція мережної води для власнихпотреб (підігрів вихідної і хімочищеної води, а також гріюча вода до вакуумногодеаератора) здійснюється по внутрішньому контуру котельні спеціальними насосомвласних потреб, який зєднаний паралельно з рециркуляційними насосами.
1.1 Опискотельні
Котельня призначена для постачаннятеплом опалювально-вентиляційних установок та систем гарячого водопостачанняжилових, суспільних і промислових будинків, а також постачання пароюпромислових підприємств, та відноситься до другої категорії по надійностівідпуска тепла споживачам.
Співвідношення розрахункових тепловихнавантажень:
- опалення,вентиляція — 80%;
- гарячеводопостачання – 20%.
Паливо – природний газ і високосірчаниймазут.
Теплоносій для зовнішніх споживачів –вода з розрахунковими температурами 150/70 0С і пара з параметрами Р= 1,37 МПа, t = 194 0С.
Регулювання відпуску тепла якісне заграфіком.
Напори мережної води в стіні будинкукотельні:
- прямоїводи узимку – 1,03 МПа (105 мм вод.ст.);
- прямоїводи влітку – 0,59 МПа (60 мм вод.ст.);
- зворотньоїводи – 0,2 МПа (20 мм вод.ст.).
Розігрів мазуту здійснюється парою.Компонування котельні виконане з відкритою установкою тягодуттєвих машин длярайонів з розрахунковою температурою – 30 0С.
Теплові розрахунки проекту виконанідля умов роботи котельні в районах з розрахунковою температурою зовнішньогоповітря для проектування опалення – 24 0С.
У котельні встановлені дваводогрійних котла КВ-ГМ-100 і два парових котла ДЕ-25-14ГМ. КВ-ГМ-100 являєсобою сталевий прямоточний агрегат, призначений для нагрівання мережної води.Основні проектні рішення (допоміжне устаткування, головні трубопроводи і т.і.)прийняті з урахуванням можливості розширення котельні.
Теплові навантаження і вихідні даніпо режимах наведені в таблиці 1.1.
Таблиця 1.1 – Теплові навантаження івихідні дані по режимах Найменування Одиниця вимірювання Режими Розрахунковий Середній найбільш холодного місяця Середньоопалювальний
У точці
перелому Літній Температура зовнішнього повітря
0С -24,0 -13,5 -5,7 +1,0 ≥+8,0 Температура мережної води: — прямої
0С 150,0 108,3 88 70,0 70,0 — зворотньої
0С 70,0 55,8 48,5 41,7 70,0 Зовнішні теплові навантаження: — на опалення і вентиляцію МВт (Гкал/год)
183
157
120
104
89
76,3
64,6
56
-
- — на гаряче водопостачання МВт (Гкал/год)
45
39
46
39
46
39
46
39
31
26 — на витрати в мережах МВт (Гкал/год)
4,7
4
3,8
3,3
3,5
3
3,0
2,6
0,7
0,6 — загальна МВт (Гкал/год)
232,0
200
169,8
146,3
138,5
118,3
113,6
97,6
31,7
26,6 Витрати мережної води: — на гаряче водопостачання з прямої лінії мережі
м3/год 603,8 603,8 603,8 603,8 480 — на втрати в мережах
м3/год 39,5 43,0 46,1 51,6 12,0 Усього на вході в котельню
м3/год 1373 1497 1660 1930 96,4 Усього на виході з котельні
м3/год 2016,3 2143,8 2309,9 2585,4 588,4
1.2 Опис котла
Газомазутний водогрійний котел типуКВ-ГМ-100 виконаний водотрубним, прямоточним з П-образною замкненою компоновкоюповерхонь нагрівання.
Котел призначений для одержаннягарячої води з температурою 150 0С в окремих котельнях длявикористання в системах опалення, вентиляції і гарячого водопостачання обєктівпромислового і побутового призначення, на ТЕЦ як піково-резервні джерела тепла.
Котел використовується для роботи якв основному режимі, так і в пвковому (для підігріву мережної води відповідновід 70 до 150 0С).
Котел КВ-ГМ-100 повинен працювати зпостійною витратою води.
Як розрахункові палива прийняті:мазут марки М100 та природний газ з Qнр = 37,3 МДж/м3.
Топка котла обладнана газомазутнимипальниками з ротаційними форсунками типу РГМГ-20 продуктивністю 20 Гкал/год.Пальники допускають форсування: РГМГ-20 до 25 Гкал/год.
Кожен пальник типу РГМГ маєавтономний вентилятор первинного повітря типу 30ЦС85.
На фронтовій стіні топки котлаКВ-ГМ-100 в один ярус встановлені два пальники типу РГМГ-20. Діапазонрегулювання навантаження котлів – 20-100% від номінальної продуктивності.
Топка і задня стіна конвективногогазоходу цілком екранована трубами Ø60×3 мм із кроком S=64 мм.
Конвективна поверхня нагрівання котласкладається з трьох пакетів, розташованих у вертикальному газоході. Кожен пакетнабирається з П-образних ширм, виконаних із труб Ø28×3 мм. Ширмипакетів розташовані паралельно фронту котла і встановлені таким чином, що їхнітруби утворюють шаховий пучок із кроками S1 = 64 мм і S2 = 40 мм. Бокові стіни конвективного вертикального газоходу закриті трубами Ø83×3,5мм із кроком S = 128 мм, що є одночасно колекторами для ширм конвективнихпакетів.
При роботі на мазуті котли по водіповинні включатися за прямоточною схемою (підведення води здійснюється вповерхні нагрівання топкової камери, а відвід води – з конвективних поверхоньнагрівання. При роботі тільки на газоподібному паливі включення котлів по водівиконується по протиточній схемі (підведення води – у конвективні поверхнінагрівання, а відвід води – з поверхонь нагрівання топкової камери).
Якість мережної і підпиточної водиповинна відповідати встановленим вимогам.
Для видалення зовнішніх відкладень ізтруб пакетів конвективних поверхонь нагрівання при роботі на мазуті котлиобладнані установками дробевого очищення. Дріб транспортується повітрям, длячого використовується повітродувка.
Котел виконаний без несучого каркаса.Екрани топкової камери і конвективного газоходу спираються нижніми колекторамичерез опори на портал. Опора, розташована посередині нижнього колекторапроміжного екрана топки, розміщеного між топкою і конвективним газоходом, єнерухомою.
Площадки і сходи котла кріпляться достінок, що спираються на кронштейни порталу. Обмуровування котла – полегшене,патрубне, товщиною 110 мм. Воно складається з трьох шарів і шамотобетону, совелітовихплит чи мінераловатних матраців і магнезіальної обмазки.
Котел КВ-ГМ-100 розрахований нароботу з врівноваженою тягою.
1.3 Газопостачання
Газ постачається в котельню відмережі високого тиску Р ≤ 0,6 МПа. Зниження тиску газа до Р = 50 кПа укотлів КВ-ГМ-100 здійснюється в газорегулюючій установці (ГРУ), в якійпередбачається для двох котлів КВ-ГМ-100 дві нитки редуцировання з регуляторамиРДУК 2В-200/140. Одна нитка робоча, друга – резервна. Для двох котлівДЕ-35-14ГМ передбачається одна нитка редуцировання з регулятором РД БК1-100/50з байпасом, яка знижує тиск газа до Р = 60 кПа.
ГРУ розташовується в котельні наплощадці з відміткою 6.000. Газообладнання котлів запроектовано з урахуваннямроботи на газі пониженого середнього тиску з обладнанням автоматикою безпеки тарегулювання.
В якості другого виду паливаприйнятий мазут. У випадку роботи котельні тільки на мазутному паливі длярозпалу котлів передбачаються штуцери для можливості підлючення газобалонноїустановки сжиженого газу.
Для заземлення газопроводів проектівпередбачається приварка до газопроводу смуг 4×25, другий кінець якихнеобхідно приварити до контуру заземлення котельні.
Після монтажу до випробувань ГРУогородити металевою сіткою, газопроводи захищати протикорозійним лакофарбовимпокриттям з двох шарів емалі ХВ-125 та двох шарів грунтовки ФЛ-0,3К.
1.4 Тепловийрозрахунок котла КВ-ГМ-100
Для теплового розрахункукотлоагрегату необхідна таблиця «ентальпія-температура», що виконується на ЕОМпо програмі, розробленій на кафедрі «Теплотехніка та теплові двигуни» УкрДАЗТ.Метою теплового розрахунку є визначення умов роботи всіх поверхонь нагрівання йуточнення значень температури мережної води в процесі її переміщення погідравлічному тракту котлоагрегату.
Тепловий розрахунок повиннийпідтвердити дотримання основних нормативних показників по температурахпродуктів згоряння в топці, на виході з неї і по газоходах, аж до температуригазів, що йдуть, а також по швидкостях руху газів у газоходах котельногоагрегату й інтенсивності теплопередачі у випадку відхилення будь-якихпараметрів від нормативних значень. Тепловий розрахунок служить підставою длязабезпечення нормальної тривалої роботи котлоагрегату.
1.4.1 Вихідні дані для тепловогорозрахунку котла КВ-ГМ-100
Вид палива – природний газ з родовищаШебелінка-Харків.
Склад газу: СН4 = 92,8 %;С2Н6 = 3,9 %; С3Н8 = 1 %;С4Н10 = 0,4 %;
С5Н12 = 0,3 %;N2 = 1,5 %; СО2 = 0,1 %.
Коефіцієнт надлишку повітря:
- топка α= 1,1;
— котельний пучок α = 1,15.
Теплоносій — вода.
Температура води на вході — tвод= 70 0C.
Температура води на виході — t"вод= 150 0C.
Температура холодного повітря — tх.п.=30 0С.
Нижча робоча теплота палива – Qpн= 37,3 МДж/м3.
Робочий тиск — Рвод=2,5 МПа.
1.4.2 Тепловий баланс
Робоча розташовувана теплота палива Qрр, кДж/м3
Qpp= Qpн=37332,9.(1.1)
Температура газів, що йдуть />ух., 0С
/>ух.=180.(1.2)
Ентальпія газів, що йдуть (з I — /> таблиці)Іух.., кДж/м3
Іух. = 2758,696. (1.3)
Температура холодного повітря tх..n.., °С
tx.n./>. (1.4)
Ентальпія теоретично необхідної кількостіповітря (з I — /> таблиці) Ix.n., кДж/м3
Ix.n. =417,148. (1.5)
Втрата теплоти від хімічного недопалу(з таблиці XX [1]) q3, %
q3= 0,5. (1.6)
Втрата теплоти від механічногонедопалу (з таблиці XX [1]) q4, %
q4= 0. (1.7)
Втрата теплоти з газами, що ідуть q2, %
/>, (1.8)
/>.
Втрата теплоти у навколишнєсередовище (з рисунку 5-1 [1]) q5, %
q5= 0,2. (1.9)
Втрата теплоти зі шлаком q6, %:
q6= 0. (1.10)
Сума теплових втрат ∑q, %
∑q=q2+ q3+ q4+ q5+ q6=6,105+0,5+0+0,2+0=6,805. (1.11)
Розрахунковий ККД котельного агрегатуηк.а..,%
ηк.а.=100-∑q = 100-6,805 = 93,195. (1.12)
Витрата води через котлоагрегат (позавданню) Gвод, т/год
Gвод=1235. (1.13)
Кількість корисно використаноїтеплоти Qп., кВт
/>
/>. (1.14)
Витрата палива В, м3/год
/>. (1.15)
Розрахункова витрата палива Вр,м3/год
/>. (1.16)
Коефіцієнт збереження теплоти φ
/>. (1.17)
1.4.3 Розрахунок топки
Розрахунок теплообміну в топках водогрійнихкотлів ґрунтується на додатку теорії подоби до топкових процесів. На базі цієїтеорії розроблений нормативний метод розрахунку котельних агрегатів [1].
Об'єм топки (з заводськиххарактеристик) Vт, м3
Vт= 388,0. (1.18)
Видима теплова напруга топковогооб'єму
— дійсне розрахункове qv, кВт/м3
/>. (1.19)
— нормативне (з таблиці XX [1]) qv0, кВт/м3
qv= 350. (1.20)
qvqv0. (1.21)
Діаметр труб екранів (з заводськиххарактеристик) />, мм
/>. (1.22)
Відстань від осей труб до стін (ззаводських характеристик) e, мм
e = 30. (1.23)
Площі стін зайнятих екранами (ззаводських характеристик):
— бічних Fбок., м2: (1.24)
— фронтового і заднього />, м2Fз + Fф=105. (1.25)
Крок екранних труб (з заводськиххарактеристик)/>, мм
/>. (1.26)
Кутовий коефіцієнт екрана (зномограма 1 [1])
— бічного />:/>. (1.27)
— фронтового і заднього, м2/>. (1.28)
Коефіцієнт забруднення (з таблиці 6-2[1]) ξ
ξ=0,65. (1.30)
Коефіцієнт теплової ефективностіекранів
— бічного /> />. (1.31)
- фронтового і заднього />,м2
— />. (1.32)
Сумарна поверхня стін топки />, м2
/>. (1.34)
Середній коефіцієнт теплової ефективностіекранів />
/>. (1.35)
Ефективна товщина випромінюючого шару/>, м
/>. (1.36)
Температура газів на виході з топки(приймається з майбутнім уточненням) />,°С
/>. (1.37)
Ентальпія газів на виході з топки (зI-/> таблиці) />,кДж/м3
/> (1.38)
Сумарна об'ємна доля трьохатомнихгазів і водяної пари (з розрахунку на ЕОМ) />
/> (1.39)
Добуток />, />
/>./>. (1.40)
Коефіцієнт ослаблення променівгазовими частками (з номограми 3 [1])
/>, />:
/>. (1.41)
Коефіцієнт ослаблення променівтрьохатомних газів />, />:
/>. (1.42)
Коефіцієнт надлишку повітря на виходіз топки />
/>. (1.43)
Відношення
/>
(1.44)
Коефіцієнт ослаблення променівсажистими частками />, />:
/>(1.45)
/>.
Ступінь чорноти світного полум'я />
/>. (1.46)
Ступінь чорноти газового факела />
/>. (1.47)
Коефіцієнт усереднення (за пунктом6-07 [1]) />
/>. (1.48)
Ефективний ступінь чорноти факела />
/>. (1.49)
Ступінь чорноти топки />
/>. (2.50)
Температура повітря на вході в топку />, 0С
/>. (1.51)
Ентальпія теоретично необхідноїкількості повітря />, кДж/м3
/>. (1.52)
Теплота, внесена в топку повітрям />, кДж/м3
/>. (1.53)
Тепловиділення в топці />, кДж/м3
/>.(1.54)
Теоретична температура горіння (з I-/> таблиці) />, 0C
/>, (1.55)
/> К. (1.56)
Середня сумарна теплоємністьпродуктів згоряння />, кДж/м3/>
/>. (1.57)
Середнє теплове навантаженняповерхонь нагрівання />, кВт/м2
/>. (1.58)
Висота розміщення пальників (закресленням) />, м
/>=1,82. (1.59)
Висота топки />, м
/>. (1.60)
Відносна висота розміщення пальників />
/>. (1.61)
Коефіцієнт виправлення (за пунктом6-14 [1]) />
/>. (1.62)
Характеристика положення максимумутемператури />
/>. (1.63)
Параметр (за пунктом 6-13 [1]) />
/>. (1.64)
Розрахункова температура газів навиході з топки />, 0С
/> (1.65)
/>.
Ентальпія газів на виході з топки (з І-/> таблиці) />, кДж/м3
/> (1.66)
Питома кількість теплоти, передана втопці випромінюванням />, кДж/м3
/>(1.67)
Сумарна кількість теплоти, переданоїв топці />, кВт
/>. (1.68)
Витрата мережної води через екраннітруби />, кг/год
/>. (1.69)
Нагрівання води при проходженні черезекранні труби />, 0С
/>. 1.70)
1.4.4 Розрахунок конвективного пучка
Тепловий розрахунок конвективнихповерхонь нагрівання котла КВ-ГМ-100 проводиться по газоходах котельногоагрегату. Тому в газоході конвективного пучка температура газів значнозмінюється і середній температурний напір для всього пучка істотновідрізняється від температурного напору на початку і наприкінці його, умовноподіляємо газохід на чотири частини. Площа поверхні нагрівання в кожній обранійдля розрахунку ділянці газоходу визначаємо по фактичній кількості труб, їхдовжині і зовніньому діаметру. Температуру води на вході в конвективний пучокприймаємо з наступних розумінь. На вході в котел розрахункове значеннятемператури 70 0С, а в трубах топкових екранів збільшеннятемператури отримане в тепловому розрахунку топки (приблизно 30-40 0С).Можливі відхилення дійсних значень температури води від прийнятих у розрахункуневеликі і не впливають на точність теплового розрахунку конвективного пучка.
Розрахункова точка 1
Температура газів перед газоходом (зрозрахунку попередньої поверхні) />, 0С
/>. (1.71)
Ентальпія газів перед газоходом (з I-/> таблиці при α= 1,15) />, кДж/м3
/>. (1.72)
Діаметр труб (по кресленню) />, мм
/>. (1.73)
Кроки труб (по кресленню)
- поперечний />, мм: />. (1.74)
- подовжній />, мм: />. (1.75)
Розміри газоходу (по кресленню)
— ширина />, м: />. (1.76) –
довжина />, м: />. (1.77)
Число труб (по кресленню)
- в одному ряді />: />. (1.78)
- уздовж потоку газів />: />. (1.79)
Загальне число труб />
/>. (1.80)
Площа поверхні нагрівання (покресленню) />, м2
/>. (1.81)
Площа живого перетину для проходугазів />, м2
/>. (1.81)
Температура газів за газоходом(приймається з наступним уточненням) />, 0С
/>. (1.82)
Ентальпія газів за газоходом (з І-/> таблиці при α= 1,15)/>, кДж/м3
/>. (1.83)
Кількість теплоти по рівняннютеплового балансу />, кДж/м3
/>. (1.84)
Середня температура газів />, 0С
/>. (1.85)
Середня температура води в трубах />, 0С
/>. (1.86)
Більша різниця температур />, 0С
/>. (1.87)
Менша різниця температур />, 0С
/>. (1.88)
Середній температурний напір />, 0С
/>. (1.89)
Об'єм продуктів згоряння, на 1 м3палива (з роздруківки при α=1,15) />,м3/м3
/>. (1.90)
Середня швидкість газів />, м/с
/>. (1.91)
Коефіцієнт тепловіддачі конвекцією(за номограмою 13 [1]) />, Вт/м2/>
/>. (1.92)
Температура забрудненої поверхні труб/>, 0С
/>. (1.93)
Ефективна товщина випромінюючого шару/>, м
/>. (1.94)
Сумарна об’ємна доля трьохатомнихгазів і водяних пар (з розрахунку на ЕОМ при α=1,15) />
/>. (1.95)
Добуток />,/>
/>. (1.96)
Коефіцієнт ослаблення променівгазовим середовищем (з номограми 3 [1])
/>, />
/>. (1.97)
Ступінь чорності тіла />
/>. (1.98)
Коефіцієнт тепловіддачівипромінюванням (за номограмою 19 [1]) />,Вт/м2/>
/>. (1.99)
Коефіцієнт теплової ефективності (затаблицею 7-3 [1]) />
/>. (1.100)
Коефіцієнт теплопередачі />, Вт/м2/>
/>. (1.101)
Кількість теплоти, сприйнятаповерхнею по рівнянню теплопередачі />, кДж/м3
/>. (1.101)
Відношення />
/>. (1.102)
Розрахункова точка 2
Температура газів перед газоходом (зрозрахунку попередньої поверхні) />, 0С
/>. (1.103)
Ентальпія газів перед газоходом (з I-/> таблиці при α= 1,15) />, кДж/м3
/>. (1.104)
Діаметр труб (по кресленню) />, мм
/>. (1.105)
Кроки труб (по кресленню)
- поперечний />, мм: />. (1.106)
- подовжній />, мм: />. (1.107)
Розміри газоходу (по кресленню)
- в одному ряді />: />. (1.108)
- уздовж потоку газів />: />. (1.109)
Загальне число труб />
/>. (1.110)
Площа поверхні нагрівання (покресленню) />, м2
/>. (1.111)
Площа живого перетину для проходугазів />, м2
/>. (1.112)
Температура газів за газоходом(приймається з наступним уточненням) />, 0С
/>. (1.113)
Ентальпія газів за газоходом (з І-/> таблиці при α= 1,15)/>, кДж/м3
/>. (1.114)
Кількість теплоти по рівняннютеплового балансу />, кДж/м3
/>. (1.115)
Середня температура газів />, 0С
/>. (1.116)
Середня температура води в трубах />, 0С
/>. (1.117)
Більша різниця температур />, 0С
/>. (1.118)
Менша різниця температур />, 0С
/>. (1.119)
Середній температурний напір />, 0С
/>. (1.120)
Об'єм продуктів згоряння, на 1 м3палива (з роздруківки при α=1,15) />,м3/м3
/>. (1.121)
Середня швидкість газів />, м/с
/>. (1.122)
Коефіцієнт тепловіддачі конвекцією(за номограмою 13 [1]) />, Вт/м2/>
/>. (1.123)
Температура забрудненої поверхні труб/>, 0С
/>. (1.124)
Ефективна товщина випромінюючого шару/>, м
/>. (1.125)
Сумарна об’ємна доля трьохатомнихгазів і водяних пар (з розрахунку на ЕОМ при α=1,15) />
/>. (1.126)
Добуток />,/>
/>. (1.127)
Коефіцієнт ослаблення променівгазовим середовищем (з номограми 3 [1])
/>, />
/>. (1.128)
Ступінь чорності тіла />
/>. (1.129)
Коефіцієнт тепловіддачівипромінюванням (за номограмою 19 [1]) />,Вт/м2/>
/>. (1.130)
Коефіцієнт теплопередачі />, Вт/м2/>
/>. (1.131)
Кількість теплоти, сприйнятаповерхнею по рівнянню теплопередачі />, кДж/м3
/>. (1.132)
Відношення />
/>%. (1.133)
Розрахункова точка 3
Температура газів перед газоходом (зрозрахунку попередньої поверхні) />, 0С
/>. (1.134)
Ентальпія газів перед газоходом (з I-/> таблиці при α= 1,15) />, кДж/м3
/>. (1.135)
Діаметр труб (по кресленню) />, мм
/>. (1.136)
Кроки труб (по кресленню)
- поперечний />, мм: />. (1.137)
- подовжній />, мм: />. (1.138)
Розміри газоходу (по кресленню)
— ширина а, м: а =5,79; (1.139)
— довжина b, м: b = 2,76; (1.140)
Число труб (по кресленню)
- в одному ряді />: />. (1.141)
- уздовж потоку газів />: />. (1.142)
Загальне число труб />
/>. (1.143)
Площа поверхні нагрівання (покресленню) />, м2
/>. (1.144)
Площа живого перетину для проходугазів />, м2
/>. (1.145)
Температура газів за газоходом(приймається з наступним уточненням) />, 0С
/>. (1.146)
Ентальпія газів за газоходом (з І-/> таблиці при α= 1,15)/>, кДж/м3
/>. (1.147)
Кількість теплоти по рівняннютеплового балансу />, кДж/м3
/>. (1.148)
Середня температура газів />, 0С
/>. (1.149)
Середня температура води в трубах />, 0С
/>. (1.150)
Більша різниця температур />, 0С
/>. (1.151)
Менша різниця температур />, 0С
/>. (1.152)
Середній температурний напір />, 0С
/>. (1.153)
Об'єм продуктів згоряння, на 1 м3палива (з роздруківки при α=1,15) />,м3/м3
/>. (1.154)
Середня швидкість газів />, м/с
/>. (1.155)
Коефіцієнт тепловіддачі конвекцією(за номограмою 13 [1]) />, Вт/м2/>
/>. (1.156)
Температура забрудненої поверхні труб/>, 0С
/>. (1.157)
Ефективна товщина випромінюючого шару/>, м
/>. (1.158)
Сумарна об’ємна доля трьохатомнихгазів і водяних пар (з розрахунку на ЕОМ при α=1,15) />
/>. (1.159)
Добуток />,/>
/>. (1.160)
Коефіцієнт ослаблення променівгазовим середовищем (з номограми 3 [1]) />, />
/>. (1.161)
Ступінь чорності тіла />
/>. (1.162)
Коефіцієнт тепловіддачівипромінюванням (за номограмою 19 [1]) />,Вт/м2/>
/>. (1.163)
Коефіцієнт теплопередачі />, Вт/м2/>
/>. (1.165)
Кількість теплоти, сприйнятаповерхнею по рівнянню теплопередачі />, кДж/м3
/>. (1.166)
Відношення />
/>%. (1.167)
Розрахункова точка 4
Температура газів перед газоходом (зрозрахунку попередньої поверхні) />, 0С
/>. (1.168)
Ентальпія газів перед газоходом (з I-/> таблиці при α= 1,15) />, кДж/м3
/>. (1.169)
Діаметр труб (по кресленню) />, мм
/>. (1.170)
Кроки труб (по кресленню)
- поперечний />, мм: />.(1.171)
- подовжній />, мм: />. (1.172)
Розміри газоходу (по кресленню)
— ширина а, м: а =5,79; (1.173)
— довжина b, м: b = 2,76; (1.174)
Число труб (по кресленню)
- в одному ряді />: />. (1.175)
- уздовж потоку газів />: />. (1.176)
Загальне число труб />
/>. (1.177)
Площа поверхні нагрівання (покресленню) />, м2
/>. (1.178)
Площа живого перетину для проходугазів />, м2
/>. (1.179)
Температура газів за газоходом(приймається з наступним уточненням) />, 0С
/>. (1.180)
Ентальпія газів за газоходом (з І-/> таблиці при α= 1,15)/>, кДж/м3
/>. (1.181)
Кількість теплоти по рівняннютеплового балансу />, кДж/м3
/>. (1.182)
Середня температура газів />, 0С
/>. (1.183)
Середня температура води в трубах />, 0С
/>. (1.184)
Більша різниця температур />, 0С
/>. (1.185)
Менша різниця температур />, 0С
/>. (1.186)
Середній температурний напір />, 0С
/>. (1.187)
Об'єм продуктів згоряння, на 1 м3палива (з роздруківки при α=1,15) />,м3/м3
/>. (1.188)
Середня швидкість газів />, м/с
/>. (1.189)
Коефіцієнт тепловіддачі конвекцією(за номограмою 13 [1]) />, Вт/м2/>
/>. (1.190)
Температура забрудненої поверхні труб/>, 0С
/>. (1.191)
Ефективна товщина випромінюючого шару/>, м
/>. (1.192)
Сумарна об’ємна доля трьохатомнихгазів і водяних пар (з розрахунку на ЕОМ при α=1,15) />
/>. (1.193)
Добуток />,/>
/>. (1.194)
Коефіцієнт ослаблення променівгазовим середовищем (з номограми 3 [1]) />, />
/>. (1.195)
Ступінь чорності тіла />
/>. (1.196)
Коефіцієнт тепловіддачівипромінюванням (за номограмою 19 [1]) />,Вт/м2/>
/>. (1.197)
Коефіцієнт теплопередачі />, Вт/м2/>
/>. (1.198)
Кількість теплоти, сприйнятаповерхнею по рівнянню теплопередачі />, кДж/м3
/>. (1.199)
Відношення />
/>%. (1.200)
2 ГІДРАВЛІЧНИЙ РОЗРАХУНОК КОТЕЛЬНОГОАГРЕГАТУ
2.1 Задачі гідравлічного розрахунку
Задачею гідравлічного розрахункупрямострумних котельних агрегатів є забезпечення надійності поверхонь нагріву,раціональна компоновка їх; визначення витрат тиску в котлі, натиску живильногонасосу та розробка заходів по підвищенню надійності.
При гідравлічних розрахункахвизначають масові швидкості середовища, запаси надійності по стійкості струму, гідравлічнимі температурним розвідкам, а також температурний режим труб, втрати тиску велементах та котлі в цілому, необхідність установки дросельних шайб та їхрозмірів. Гідравлічний розрахунок повинен виконуватися для всіх різнотипнихконтурів та тих однотипних, які знаходяться в найгірших умовах по обігріву тамають найбільш неблагоприємні конструктивні особливості.
В даному проекті гідравлічнийрозрахунок виконано для номінального навантаження. Задача розрахунку –визначити перепад тиску в водяному тракті з метою вибору живильного насосу тавстановлення значень тиску в елементах тракту визначенню надійності роботиекранних труб топочної камери по мінімально допустимій швидкості руху середи вних.
Котельний агрегат складається зтопочної камери, яка екранована трубами, і конвективної шахти, в якійрозташовані хвостові поверхні нагріву. Водяний тракт котла розділений на двапаралельних струми; при роботі котла на газі подача живильної води здійснюєтьсяв нижній колектор конвективної шахти, відпуск гарячої води здійснюється внижній колектор конвективної шахти, відпуск гарячої води споживачу – ізнижнього колектора фронтового екрана топки. По ходу обігрівної середи поверхнівключен послідовно: задній екран конвективної шахти – конвективнийпароперегрівач – задній екран топки – боковий екран топки – фронтовий екрантопки.
Конструктивні дані елементівкотлоагрегата приведені в таблиці 2.1.