К поверочному тепловому расчёту водоводяных пластинчатых теплообменников. Большая энциклопедия нефти и газа

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

11. Расчет хвостовых поверхностей нагрева при сжигании разных видов топлива

Заключение

Список источников

Приложение

Введение

Поверочный тепловой расчет выполняют для реально существующего котлоагрегата с целью выявления его тепловых характеристик при различных нагрузках, а также при переводе агрегата на другой вид топлива. Для поверочного расчета котлоагрегата нужно знать его производительность, давление и температуру перегретого пара и питательной воды. При этом известны все геометрические характеристики поверхностей нагрева и конструкция котлоагрегата в целом. Особенность поверочного расчета в том, что неизвестна температура уходящих газов и горячего воздуха, а следовательно, потеря тепла и КПД котлоагрегата. Основным методом, поверочного расчета является метод последовательных приближений при расчете отдельных поверхностей нагрева и метод параллельных расчетов при значительном несовпадении определенной величины уходящих газов по сравнению с принятым ее значением.

Котельной установкой называют совокупность устройств и механизмов предназначенных для производства водяного пара или приготовления горячей воды. Водяной пар используют для привода в движение паровых двигателей, для нужд промышленности и сельского хозяйства и отопления помещения. Горячую воду предназначают для отопления производственных, общественных и жилых зданий, для коммунально-бытовых нужд населения.

По роду производимого теплоносителя различают установки с паровыми и водогрейными котлами. По назначению паровые котельные агрегаты делят на промышленные, устанавливаемые в производственных и отопительных котельные, которые устанавливают в котельных тепловых электрических станций. По типу паровые котлы можно разделить на вертикально-цилиндрические, вертикально-водотрубные с развитой испарительной поверхностью нагрева и экранные.

1. Краткое описание котлоагрегата до перевода на другой вид топлива

Котёл ДЕ-6,5-14ГМ-О паровой котёл, основными элементами которого являются верхний и нижний барабаны, топка, образованная экранированными стенками, с горелкой и пучок вертикальных труб между барабанами. Котел паровой вертикально-водотрубный с естественной циркуляцией - для выработки насыщенного или слабоперегретого пара t=194°C. Парамерты топлива: газ, мазут.

Во всех типоразмерах котлов внутренний диаметр верхнего и нижнего барабанов составляет 1000 мм. Длина цилиндрической части барабана - 2250 мм.

Трубы перегородки и правого бокового экрана, образующего также под и потолок топочной камеры, вводятся непосредственно в верхний и нижний барабаны. Концы труб заднего экрана котла ДЕ-6,5-14ГМ-О привариваются к верхнему и нижнему коллекторам. Трубы фронтового экрана котла привариваются к коллекторам.

Поперечное сечение топочной камеры для всех котлов одинаково. Глубина топочной камеры увеличивается с повышением паропроизводительности котлов.

В водяном пространстве верхнего барабана находятся питательная труба и труба для ввода фосфатов, в паровом объёме - сепарационное устройство. В нижнем барабане размещаются устройство для парового прогрева воды в барабане при растопке и патрубки для спуска воды, труба непрерывной продувки у котла ДЕ-6,5-14ГМ-О. Топочная камера отделена от конвективного пучка газоплотной перегородкой, в задней части которой расположено окно для входа газов в пучок. Перегородка изготовлена из плотно поставленных и сваренных между собой труб. При входе в барабаны трубы разводятся в два ряда. Вертикальная часть перегородки уплотняется вваренными между трубами металлическими проставками. Конвективный пучок образован коридорно-расположенными вертикальными трубами, развальцованными в верхнем и нижнем барабанах.

Исполнение заднего экрана топки возможно в двух вариантах:

Трубы заднего экрана топки привариваются к верхнему и нижнему коллекторам экрана, которые в свою очередь, привариваются к верхнему и нижнему барабанам. Концы коллекторов заднего экрана со стороны, противоположной барабанам, соединяются необогреваемой рециркуляционной трубой. Для защиты рециркуляционных труб и коллекторов от теплового излучения в конце топочной камеры устанавливаются две трубы, присоединённые к барабанам вальцовкой.

С-образные трубы, образующие задний экран топки и присоединённые к барабанам вальцовкой.

Для поддержания необходимого уровня скоростей газов в конвективных пучках котла ДЕ-6,5-14ГМ-О устанавливаются продольные ступенчатые перегородки, а также изменяется ширина пучка. Дымовые газы проходят по всему сечению конвективного пучка и выходят через переднюю стенку в газовый короб, который размещен над топочной камерой. Далее через газовый короб дымовые газы проходят к экономайзеру, размещенному сзади котла.

Котёл ДЕ-6,5-14ГМ-О выполнен с одноступенчатой схемой испарения.

Контуры боковых экранов и конвективного пучка котла ДЕ-6,5-14ГМ-О замкнуты непосредственно на барабаны. Контуры заднего экрана котла ДЕ-6,5-14ГМ-О и фронтового экрана соединяются с барабаном через промежуточные коллекторы: нижний - раздающий (горизонтальный) и верхний - собирающий (наклонный). Концы промежуточных коллекторов со стороны, противоположенной барабанам, объединены необогреваемой рециркуляционной трубой.

В качестве первичных сепарационных устройств используются установленные в верхнем барабане отбойные щиты и направляющие козырьки, обеспечивающие подачу пароводяной смеси на уровень воды. В качестве вторичных сепарационных устройств применяются дырчатый лист и жалюзийный сепаратор.

Пароперегреватель котла ДЕ-6,5-14ГМ-О выполнен змеевиком из труб диаметром 32х3мм.

Котёл ДЕ-6,5-14ГМ-О комплектуется необходимым количеством арматуры и контрольно-измерительными приборами.

Перевод парового котла ДЕ-6,5-14ГМ-О в водогрейный режим позволяет, кроме повышения производительности котельных установок и уменьшения затрат на собственные нужды, связанные с эксплуатацией питательных насосов, теплообменников сетевой воды и оборудования непрерывной продувки, а также сокращения расходов на подготовку воды, существенно снижать расход топлива.

Среднеэксплуатационный КПД котла ДЕ-6,5-14ГМ-О, использованного в качестве водогрейного, повышается на 2,0-2,5%.

Котёл ДЕ-6,5-14ГМ-О поставляется заказчику одним транспортабельным блоком (блок в обшивке и изоляции установленной горелкой; возможно исполнение со встроенным экономайзером) в комплекте с КИП, арматурой и гарнитурой в пределах котла, лестницами и площадками, пароперегревателем (по дополнительному договору).

2. Краткое описание принятых к установке горелок

Газо мазутные горелки типа ГМ и ГМП предназначены для раздельного сжигания жидкого и газообразного топлива и применяются на котлах типа Е (ДЕ). Горелки типа ГМ (ГМП) выпускаются заводом пяти типоразмеров: ГМ-2,5; ГМ-4,5; ГМ-7; ГМ-10; ГМП-16; где цифра обозначает номинальную тепловую мощность горелки в Гкал/ч. Основными узлами горелок типа ГМ являются: форсуночный узел, газовая часть и воздух направляющее устройство В форсуночный узел горелок входят паро механическая форсунка и устройство с захлопками для установки сменной форсунки без останова котла. Основная форсунка устанавливается по оси горелки, сменная -- под небольшим углом к оси горелки. Сменная форсунка включается на короткое время, необходимое для чистки или замены основной форсунки. Газовая часть горелок периферийного типа, состоит из кольцевого коллектора с однорядно-однокалиброванной системой газовыдающих отверстий и газоподводящей трубы.

Внутри коллектора установлена кольцевая диафрагма, служащая для обеспечения равномерного распределения газа по отверстиям.

Воздухонаправляющее устройство горелок типа ГМ состоит из

Воздушного короба,

Осевого завихрителя воздуха

Конусного стабилизатора.

Лопатки осевого завихрителя -- профильные, установлены под углом 45 0 к оси горелки. Небольшая часть воздуха проходит через дырчатый лист (диффузор) для охлаждения форсунки. Однако имеется ряд отличий в конструкциях воздухонаправляющих горелок типа ГМ.

Горелки ГМ-2,5; ГМ-4,5; и ГМ-7 являются вихревыми -- практически все количество воздуха проходит через осевой завихритель. в таблице 1 приведены технические характеристики.

Таблица 1 - Техническая характеристика

	Наименование показателя
	Номинальная тепловая мощность, МВт(ккал/ч)
	Коэффициент рабочего регулирования по тепловой мощности, не менее
	Номинальное давление мазута перед форсункой, МПа
	Номинальное давление газа перед горелкой, кПа
	Давление пара на распыливание, МПа
	Удельный расход на распыливание, кг/кг,не более
	Номинальный расход мазута при Q сн = 9650 ккал/кг, кг/ч
	Номинальный расход газа при Q рн = 8500 ккал/м3, м3/ч
	Габаритные размеры горелки, мм:



	Масса горелки, кг, не более
	Тип котла, для которого предназначена горелка

3. Обоснование выбранной температуры уходящих газов

Решающее влияние на экономичность работы парового котла оказывает температура уходящих газов, так как потеря теплоты с уходящими газами является при нормальных условиях эксплуатации наибольшей в сравнении с суммой других потерь.

Выбор температуры уходящих газов производится на основании технико-экономического расчета по условию оптимального использования топлива и расхода металла на хвостовые поверхности нагрева.

Для парогенераторов низкого давления с хвостовыми поверхностями нагрева температуру уходящих газов следует принимать в зависимости от топлива используемого в котлоагрегате. При сжигании природного газа рекомендуемая температура уходящих газов от 120°С до 130°С. Выбираем температуру уходящих газов 120°С.

4. Выбор и описание принятых к установке хвостовых поверхностей нагрева

К хвостовым поверхностям нагрева котельного агрегата относятся водяной экономайзер и воздухоподогреватель.

Водяные экономайзеры предназначены для нагрева питательной или сетевой воды за счет теплоты уходящих топочных газов, благодаря чему уменьшаются потери теплоты и повышается КПД.

Чугунные экономайзеры ЭБ-2?142И используются для нагрева питательной воды паровых котлов и воды систем теплоснабжения с рабочим давлением до 2,4 МПа. Собираются они из чугунных ребристых труб длиной 2-3 метра, соединенных между собой чугунными коленами. К месту монтажа чугунные экономайзеры поставляют россыпью или блоками. Несколько горизонтальных рядов труб (до восьми) образуют группу, группы компонуют в колонны, разделенные металлическими перегородками. Группы собирают в каркасе с глухими стенками с теплоизоляционной обшивкой. Торцы экономайзеров закрывают съемными металлическими щитами. Экономайзеры оборудуются стационарными обдувочными устройствами, встроенными в блоки. Количество горизонтальных рядов, которые обдуваются одним устройством, не должно превышать четырех.

Преимуществом чугунных экономайзеров является их повышенное сопротивление к химическому и механическому разрушению. Использование чугуна значительно увеличивает срок службы оборудования по сравнению со стальными экономайзерами. Чугунные экономайзеры бывают только "не кипящего" типа. При этом температура воды на входе в экономайзере должна быть на 5-10°С выше температуры точки росы уходящих газов, а на выходе из экономайзера - на 40°С ниже температуры насыщенного пара, при соответствующем давлении в котле.

Поверхность нагрева экономайзера состоит из труб с дополнительным продольным оребрением. Трубы, соединенные между собой по воде дугами, объединяются в отдельные пакеты. Пакеты труб устанавливаются в каркасе с промежутками в 650 мм и соединяются между собой калачами.

В канавках фланцев ребристых труб прокладывается шнуровой асбест для предотвращения перетоков газа. Боковые стенки каркаса имеют внутреннюю и наружную металлические обшивки с теплоизоляцией из совелитовых плит или другого теплоизоляционного материала, равноценного по своим характеристикам совелитовым плитам. Торцевые стороны экономайзера закрыты щитами с крышками, установленными на прокладках с помощью болтов. Сплошные сварные швы листов обшивки и крышки с прокладками обеспечивают газовую плотность экономайзера. Привод воды к экономайзеру осуществляется через коллекторы.

Монтаж экономайзера сводится к установке его на фундамент, соединению отдельных блоков между собой по воде калачами, сварке каркасов и приварке импульсных камер к патрубкам, изготовлению и установке подводящего газового короба с взрывными предохранительными клапанами, подключению его к питательным трубопроводам котла. Монтаж системы импульсной очистки -- в соответствии с проектом котельной и паспортом.

При монтаже верхних и нижних коллекторов с двумя и тремя подводами может возникнуть не параллельность фланцев, коллекторов и выходных колен. Для устранения этой не параллельности необходимо использовать стальные конусные прокладки (с установкой с каждой стороны) и паронитовые прокладки.

Крепление экономайзера к фундаменту выполняется приваркой нижней рамы экономайзера к закладным элементам, установленным со стороны камер газоимпульсной очистки.

Водяной экономайзер представляет собой трубчатый теплообменник, в котором питательная вода перед поступлением в котел подогревается до температуры 30 - 40 С ниже температуры кипения, чтобы предотвратить парообразование и гидравлические удары внутри него. Подогрев происходит за счет теплоты уходящих газов, тем самым повышая КПД котельного агрегата.

Выпускать в атмосферу газы с высокой температурой нерационально. К устройствам, предназначенным решить эту проблему, относятся экономайзеры.

Экономайзеры чугунные блочные применяется в качестве хвостовых поверхностей нагрева паровых стационарных котлов типов ДЕ, КЕ и ДКВР.

Экономайзеры устанавливаются индивидуально на котел или на группу котлов низкого давления (до 2,4 МПа) и малой мощности и могут отключаться от котлов как по газовому, так и по водяному тракту.

Недостатками чугунных экономайзеров является громоздкость, особенно при больших площадях нагрева, низкая теплопередача и большая чувствительность к гидравлическим ударам, что не позволяет нагреть в них воду до кипения. Наличие нестандартного газохода экономайзера увеличивает металлоемкость конструкции и затраты на его изготовление и монтаж, увеличивает присосы воздуха и потери тепла в окружающую среду; быстрое загрязнение чугунных ребристых труб золой и сажей снижают технико-экономические показатели чугунных экономайзеров. в таблице 2 приведены технические характеристики экономайзера.

Таблица 2 - Технические характеристики экономайзера

		Тип экономайзера
	Параметры
	Поверхность нагрева, м 2
	Число колонок
	Длина экономайзерной трубы, м
	Температура воды, минимальная С; вход./выход.
	Номинальный расход воды, т/ч
	Масса, кг
	Импульсная камера
	Диаметр, мм
	Количество

	Топливо - газ, мазут
	Топливо - каменный уголь
	Габариты (без импульсной камеры и короба)
	Длина, мм
	Ширина, мм
	Высота, мм

5. Описание конструктивных мероприятий необходимых при переводе котла на другой вид топлива

При переводе необходимо руководствоваться СНиП 3.05.02-88, "Правилами безопасности в газовом хозяйстве".

Предусматриваются, следующие мероприятия по переводу котла с мазута на газ:

Отключить автоматические регуляторы работы котла;

Подготовить и заполнить газом газопровод котла;

Разжечь на газе одну из нижних растопочных горелок;

Закрытием вентилей на мазутопроводе перед горелкой погасить мазутную форсунку;

Убедиться в устойчивом горении газа в горелке;

Отключить привод и вентилятор первичного воздуха (при работе на ротационной форсунке), продуть форсунку паром;

Вывести мазутную форсунку из горелки;

Закрыть свечу "безопасности";

Ключ выбора топлива поставьте в положение "Газ";

Мероприятия по переводу котла с газа на мазут:

Отключить автоматические регуляторы работы котла;

Подготовить и поставьте мазутопроводы котла под циркуляцию;

Установить в одну из нижних растопочных горелок мазутную форсунку и подсоединить по топливу, паро-механические -- дополнительно подключить по пару;

Разжечь на мазуте эту горелку;

Закрыть задвижки на газопроводе перед горелкой;

Убедиться в устойчивом горении мазута в горелке;

Открыть свечи безопасности;

Ключ выбора топлива поставить в положение "Мазут";

После достижения заданной тепло производительности включить автоматические регуляторы работы котла.

Прекратить подачу газа к котлу:

Закрыть быстродействующий отсечной клапан, входные задвижки на газопроводах подачи газа к котлу и ЗЗУ и импульсные клапаны ЗЗУ;

Закрыть задвижки перед горелками котла и откройте их свечи безопасности;

Снизить до нуля давление в газопроводе котла путем открытия продувочных свеч .

6. Определение конструктивных характеристик котлоагрегата

Конструктивные характеристики котлоагрегата нужны для проведения поверочного теплового расчета, который для котлоагрегата ДЕ-6,5-14ГМ-О, приведены в таблице 3

Указанные конструктивные характеристики определяют из чертежей рассчитываемого котла. Методика определения конструктивных характеристики отдельных газоходов приведена в соответствующих разделах расчета.

Таблица 3 - Конструктивные характеристики: ДЕ-6,5-14ГМ-О

Наименования	Значение
Объем топки, м 3
Площадь поверхности стен топки, м 3
Диаметр экранных труб, мм
Шаг труб боковых экранов, мм
Площадь луче воспринимающей поверхности нагрева, м 3
Площадь поверхности нагрева конвективных пучков, м 3
Диаметр труб конвективных пучков, мм
Расположение труб	Коридорное
Поперечный шаг труб, мм
Продольный шаг труб, мм
Площадь живого сечения для прохода продуктов сгорания
Число рядов труб по ходу продуктов сгорания в одном газоходе

При тепловом расчете паровых и водогрейных котлов определяются теоретическое и действительные объемы воздуха и продуктов сгорания.

7. Расчет объемов воздуха и продуктов сгорания при сжигании двух видов топлива

При сжигании топлива в топке котла в качестве окислителя используется воздух. Зная количество воздуха необходимого для горения 1 м 3 каждого горючего газа, входящего в газообразное топливо, можно определить теоретическое общее количество воздуха, необходимое для горения всех горючих элементов. Теоретическое количество воздуха, необходимое для полного сгорания 1 м 3 газообразного топлива, зависит от его химического состава. Расчеты, связанные с горением газа, ведутся на 1 м 3 горючего газа при нормальных условиях.

Теоретическое количество воздуха при сжигании 1м 3 сухого газообразного топлива

Таблица 4 - Характеристики природного газа (Гоголево-Полтава)

Таблица 5 - Характеристики сернистого мазута

Если известен элементарный состав рабочей массы топлива, можно теоретически определить количество воздуха, необходимого для горения топлива, и количество образующихся дымовых газов.

Определение теоретического объемов необходимого воздуха для сжигания 1 кг мазута (8.1) и 1 м 3 природного газа (8.2) (данные химического состава топлива взяты из таблицы 4 и 5):

Определение теоретического объема азота в продуктах сгорания мазута, (формула 8.3) и природного газа (формула 8.4):

Объем V 0 H2O включает полный объем водяных паров в продуктах сгорания. Объем V 0 N2 состоит в основном из азота воздуха с небольшим дополнением объема азота из топлива. Для расчета объемов, соответствующих теоретическим условиям горения. Применяются следующие формулы.

Определим объем трехатомных газов при сжигании мазута (формула 8.5) и природного газа (формула 8.6):

Объём трёхатомных газов не зависит от коэффициента избытка воздуха и во всех газоходах остаётся постоянным и равен теоретическому.

Объёмные доли трёхатомных газов, равные парциальным давлениям газов при общем давлении 0,1МПа, определяются по формулам:

Определим теоретический объем водяных паров мазута (формула 8.7) и природного газа (формула 8.8):

Контроль избытка воздуха на котле обычно осуществляют в двух точках газового тракта - в поворотной камере (или за конвективным пароперегревателем высокого давления) и за воздухоподогревателем (в уходящих из котла газах). Разность этих показателей характеризует долю присосов холодного воздуха в поверхностях конвективной шахты, а значение O 2 в поворотной камере показывает, выдерживаются ли условия оптимального избытка воздуха в топочной камере, поскольку присосы в горизонтальном газоходе стабильны и незначительны. Прямое определение избытка воздуха в топке технически затруднительно и неудовлетворительно по точности из-за высокой температуры газов и неустойчивой аэродинамики потока.

Средний коэффициент избытка воздуха в газоходе для каждой поверхности нагрева определим по формуле (8.9):

где - коэффициент избытка воздуха перед газоходом; - коэффициент избытка воздуха после газохода.

Определим избыточное количество воздуха для топки:

Действительный объём водяных паров увеличивается (по сравнению с теоретическим) на количество водяных паров, внесённых с избыточным воздухом:

Действительный объем водяных паров для мазута и природного газа определим по формуле (8.10):

Действительный суммарный объем продуктов сгорания для мазута и природного газа определим по формуле (8.11):

Объемные доли трехатомных газов и водяных паров, а также суммарную объемную долю определим по формулам:

Приведены расчеты для характеристик оставшихся поверхности нагрева производиться аналогично для мазута топки и природного газа.

Расчеты сведем в таблицу 6.

Таблица 6 - Объемы продуктов сгорания, объемные доли трехатомных газов, концентрация золы

Величина	Рас-четная фор-мула	Поверхность нагрева
			Паропере-греватель	Конвек-тивные пучок	Эконо-майзер	Воздухопо-догреватель
Коэффициент избытка воздуха после поверхности нагрева
Средний коэффициент избытка воздуха
Избыточное количество воздуха	природный газ, м 3 /кг

Объем водяных паров	природный газ, м 3 /кг

Полный объем продуктов сгорания	природный газ, м 3 /кг

Объемная доля трехатомных газов	природный газ, м 3 /кг

Объемная доля водяных паров	природный газ, м 3 /кг

Суммарная объемная доля	природный газ, м 3 /кг

Произведем расчеты энтальпий воздуха и продуктов сгорания для топки.

Энтальпии воздуха и продуктов сгорания считаются для каждого значения коэффициента избытка воздуха б в области, перекрывающей ожидаемый диапазон температур в газоходе.

Расчеты энтальпии продуктов сгорания производится при действительных коэффициентах избытка воздуха после каждой поверхности нагрева (значение коэффициента избытка воздуха после поверхности нагрева берутся из таблицы 5)

Определение энтальпии воздуха и продуктов сгорания производится в таком последовательности:

1. Вычислить энтальпию теоретического объема воздуха для всего выбранного диапазона температур для твердого и жидкого топлива (кДж/кг) и газа (кДж/м 3). Энтальпия 1 м 3 воздуха, газообразного продуктов сгорания (кДж/м 3) и 1 кг золы (кДж/кг) принимается по таблице 5.

Таблица 7 - Энтальпия 1 м 3 воздуха, газообразного продуктов сгорания (кДж/м 3) и 1 кг золы (кДж/кг

2. Определить энтальпию теоретического объема продуктов сгорания для всего выбранного диапазона температур (кДж/кг или кДж/м 3).

3. Определить энтальпию избыточного количества воздуха для всего выбранного диапазона температур (кДж/кг или кДж/м 3)

Где I эл - энтальпия золы, учитывается только при;

Результаты расчета энтальпии продуктов сгорания по газоходам котлоагрегата сводят в таблицу 8.

Таблица 8 - Энтальпия продуктов сгорания, кДж/кг или кДж/м 3

Данные таблиц 5 и 6 позволят в последующих расчетах по температуре продуктов сгорания определять их энтальпию или, наоборот, по энтальпии продуктов сгорания - их температуру. При этом производится линейная интерполяция в интервале температуры 100 К:

где - энтальпии соответствующие большей и меньшей температурам искомого интервала температур, ;

Температура, для которой вычисляется энтальпия, .

где - энтальпия, по значению которой определяется температура, .

8. Расчетный тепловой баланс и расход топлива

Коэффициентом полезного действия (КПД) парового и водогрейного котла называют отношение полезной теплоты к располагаемой теплоте.

При тепловом расчете парового и водогрейного котла тепловой баланс составляет для определения КПД брутто и расчетного расхода топлива.

1. Определить располагаемую теплоту. Для твердого и жидкого топлива (кДж/кг):

Низшая теплота сгорания рабочей массы твердого и жидкого топлива, кДж/кг, принимается по таблице 4. - низшая теплота сгорания сухой массы газа, кДж/м 3 , принимается по таблице 5.

При температуре t в =100 ;

При температуре t в =200 ;

Для газообразного топлива (кДж/м 3)

При температуре t в =100 ;

При температуре t в =200 ;

В случае предварительного подогрева воздуха в калорифере теплота, внесенная воздухом (кДж/кг или кДж/м 3) определяется по формуле:

При температуре t в =100 для мазута:

При температуре t в =200 для мазута:

При температуре t в =100 для природного газа:

При температуре t в =200 для природного газа:

где - энтальпия теоретического объема воздуха при входе в воздухоподогреватель после предварительного подогрева в калорифере, определяется по температуре воздуха после калорифера линейной интерполяцией значения из таблицы 8.

Энтальпия теоретического объема холодного воздуха при t в =30 , определяется по формуле:

Отношение количества воздуха на входе в котельный агрегат (воздухоподогревателя) к теоретически необходимому, входящие в формулу 8.22.

где - присос воздуха в топку, систему пылеприготовления и воздухоподогревателя, принимается по таблице 6.

Физическая теплота топлива учитывается только при его предварительном подогреве от постороннего источника теплоты (паровой подогрев мазута, паровой сушилки и т.п.), а также при сушке по разомкнутому циклу (кДж/кг) по формуле:

Где - температура топлива, (для мазута в зависимости от его вязкости 90-130); - удельная теплоемкость топлива, кДж/(кг).

Удельная теплоемкость мазута:

Для промышленных паровых и водогрейных котлов физическая теплота топлива учитывается только при сжигании мазута.

Теплота вносимая в агрегат через форсунку при паровом распыливании жидкого топлива (кДж/кг) определяется по формуле:

где - энтальпия пара, расходуемого на распыливание топлива, определяется из таблиц 7 для водяного пара по его параметрам, кДж/кг.

При температуре t в =100:

При температуре t в =200:

Теплота, затраченная на разложения карбонатов (кДж/кг) определяется по формуле:

Где - коэффициент разложения карбонатов (при слоевом сжигание 0,7; при камерном 1); - содержание диоксида углерода в карбонатах в рабочей массе, %

2. Определить потерю теплоты с уходящими газами по формуле:

где - энтальпия уходящих газов, кДж/ м 3 (определяется интерполяцией по данным таблиц и заданной температуре уходящих газов).

Коэффициент избытка воздуха в уходящих газах;

Энтальпия теоретического объема холодного воздуха;

Потери теплоты от механической неполноты сгорания для мазута и природного газа равны нулю.

Где - энтальпия уходящих газов, определяется по таблице 6 при соответствующих значениях и выбранной температуре уходящих газов, (кДж/кг или кДж/м 3). - энтальпия теоретического объема холодного воздуха, определяется при t в =30 по формуле 8.24, кДж/кг или кДж/м 3 - коэффициент избытка воздуха в уходящих газах, берется из таблицы 8, в сечении газохода после последней поверхности нагрева; - потери теплоты от механической неполноты горения (для газа и мазута) .

3. Определить потерю теплоты от химической неполноты сгорания. Для мазута и природного газа потерю теплоты от химической неполноты сгорания равна 0,5%.

4. Определить потерю теплоты от наружного охлаждения для парового котла определяется по формуле:

Где - потери теплоты от наружного охлаждения при номинальном нагрузке парового котла, определяются по таблице 9, соответственно; - номинальная нагрузка парового котла, т/ч; - расчетная нагрузка парового котла, т/ч.

Таблица 9 - Потеря теплоты от наружного охлаждения парового котла

Номинальная производительность котла,	Потеря теплоты, %
	Собственно	Котел с хвостовыми поверхностями

5. вычислить полезную мощность парового котла (кВт) по формуле:

где D пе? расход выработанного перегретого пара, кг/с; D пр? расход выработанного насыщенного пара, кг/с; i п.п, i п.в, i кип? энтальпия перегретого пара, питательной воды на входе в индивидуальный водяной экономайзер, насыщенного пара и кипящей воды в барабане котла, кДж/кг.

6. Определить потерю теплоты в виде физической теплоты шлака и потерю от охлаждения балок и панелей топки, не включенных в циркуляционный контур котла по формуле:

При этом:

где Н охл? лучевоспринимающая поверхность балок и панелей, м 2 (для панелей в расчет принимается только боковая, обращенная в топку поверхность); Q к? полезная мощность парового или водогрейного котла.

7. Вычислить КПД брутто парового котла (%) из уравнения обратного теплового баланса

9. Определить расчетный расход топлива (кг/с или м 3 /с) для газа и мазута:

Расчетный расход топлива вноситься во все последующие формцлы, по котором подсчитывается суммарный объем продуктов сгорания и количества теплоты.

10. Для последующих расчетов определить коэффициент сохранения теплоты:

Вывод: Не вся полезная теплота, выработанная агрегатом, направляется к потребителю. Часть выработанной теплоты в виде пара и электрической энергии расходуется на собственные нужды. Расходуется пар для привода питательных насосов, на обдувку поверхностей нагрева и т.д., а электрическая энергия - для привода дымонасоса, вентилятора, питателей топлива, мельниц системы пылеприготовления и т.д. Расход на собственные нужды - это расход всех видов энергии, затраченной на производство пара или горячей воды. Различают два КПД агрегата брутто и нетто. Если КПД агрегата определяется по выработано теплоте, оно называется брутто, а если по отпущенной то нетто.

9. Расчет топок, работающих на разных видах топлива

Предварительно зададимся температурой продуктов сгорания на выходе из топочной камеры. Выберем рекомендуемые температуры для мазута 1000 °С, природного газа 1100 °С.

Для принятой температуры определим энтальпию продуктов сгорания на выходе из топки по таблицам 7 и 8.

Теплота воздуха (Q в) складывается из теплоты горячего воздуха и холодного, присосанного в топку для мазута и природного газа:

Теплота воздуха для мазута и природного газа в процентах:

Коэффициент избытка воздуха в топке () принимается по таблице 6. Присосы воздуха в топку () принимаются по таблица 6. Энтальпия теоретически необходимого горячего воздуха () определяется по таблицам 7 и 8.

rI г.отб теплота рециркулирующих продуктов сгорания, учитывается только в случае возврата в топку части продуктов сгорания, отобранных из газоходов котла. В данном случае не учитывается.

Теплота Q в.вн, внесенная в котельный агрегат с поступившим в него воздухом, учитывается только при подогреве его вне агрегата, например в калорифере, устанавливаемом перед воздухоподогревателем. В данном случае не учитывается.

Подсчитаем полезное тепловыделение в топке для мазута и природного газа (кДж/кг или кДж/м 3):

Угловым коэффициентом (x) называется отношение количества энергии, посылаемой на облучаемую поверхность, к энергии излучения всей полусферической излучающей поверхности. Угловой коэффициент показывает, какая часть лучистого полусферического потока, испускаемого одной поверхностью, падает на другую поверхность и зависит от формы и взаимного расположения тел, находящихся в лучистом теплообмене.

Коэффициент? учитывает снижение тепловосприятия экранных поверхностей нагрева вследствие их загрязнения наружными отложениями или закрытия огнеупорной массой. Коэффициент загрязнения принимается по таблица 10.

Таблица 10 - Коэффициент загрязнения топочных экранов

Тип экрана	Вид топлива	Значение?
Открытые гладкотрубные и плавниковые настенные	Газообразное

	АШ и ПА при Г ун > 12 %, тощий уголь при Г ун > 8 %, каменные и бурые угли, фрезерный торф
	Экибастузский при R 90 <15 %
	Бурые угли с W п > 3,5 % при газовой сушке и прямом вдувании
	Сланцы северо-западных месторождений
	Все виды топлива при слоевом сжигании
Ошипованные, покрытые огнеупорной массой в топках с твердым шлакоудалением
Закрытые огнеупорным кирпичом

Определим коэффициент тепловой эффективности экранов для мазута и природного газа:

Определим эффективную толщину излучающего слоя (м):

где V т объем топочной камеры, м 3 ;

F ст поверхность стен топочной камеры, м 2 .

Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами (k г) определим по номограмме [Приложение Б]: для мазута k г м = 2,5; для природного газа k г пг = 3,1.

Коэффициент ослабления лучей сажистыми частицами при сжигании мазута:

где С р, Н р - содержание углерода и водорода в рабочей массе жидкого топлива;

абсолютная температура на выходе из топочной камеры (равна принятой по предварительной оценке).

При сжигании природного газа:

Определим коэффициент ослабления лучей. При сжигании жидкого и газообразного топлива коэффициент ослабления лучей (м МПа) -1 зависит от коэффициентов ослабления лучей трехатомными газами (k г) и сажистыми частицами (k c):

k = k г ·r п + k c , (9.8)

где r п - суммарная объемная доля трехатомных газов, берется из таблицы 6.

Найдем степень черноты светящейся части факела (а св) и несветящихся трехатомных газов (а г) при сжигании мазута и природного газа, какой обладал бы факел при заполнении всей топки соответственно только светящимся пламенем или только несветящимися трехатомными газами; значения а св и а г определяются по формулам:

Подсчитаем степень черноты факела для мазута и природного газа:

а Ф = m·а св + (1 - m)·а г, (9.11)

где m коэффициент, характеризующий долю топочного объема, заполненного светящейся частью факела.

Определим степень черноты топки при сжигании мазута и природного газа:

11. Определим параметр М в зависимости от относительного положения максимума температуры пламени по высоте топки x т:

Относительное положение максимума температуры для большинства топлив определяется как отношение высоты размещения горелок к общей высоте топки

где h г подсчитывается как расстояние от пода топки или от середины холодной воронки до оси горелок, а H т - как расстояние от пода топки или середины холодной воронки до середины выходного окна топки.

12. Определяется средняя суммарная теплоемкость продуктов сгорания на 1 кг сжигаемого твердого и жидкого топлива или на 1 м 3 газа при нормальных условиях [кДж/(кг К)] или [кДж(м 3 К)]:

где Т а абсолютная теоретическая (адиабатная) температура горения, определяемая из таблицы 4.5 по значению Q т , равному энтальпии продуктов сгорания I a ; абсолютная температура на выходе из топки, принятая по предварительной оценке, К; энтальпия продуктов сгорания берется из таблицы 4.5 при принятой на выходе из топки температуре; Q т - полезное тепловыделение в топке (см. п. 3).

13. Определяем действительную. температурe на выходе из топки (°С) по номограмме (рис. 2) или формуле:

Действительную температуру определили по номограмме из рисунка 2

Определим удельные нагрузки топочного объема (кВт/м 3) для мазута и природного газа по формуле:

Рисунок 2 - Номограмма для определения теплопередачи в однокамерных и полуоткрытых топках

Полученная температура на выходе из топки сравнивается с температурой, принятой ранее в п. 1. Если расхождение между полученной температурой () и ранее принятой на выходе из топки не превысит ±100°С, то расчет считается оконченным.

10. Расчет конвективных газоходов при сжигании разных видов топлива

Расчет конвективных пучков котла

1. По чертежу определяем конструктивные характеристики рассчитываемого конвективного газохода: площадь поверхности нагрева, шаг труб и рядов (расстояния между осями труб), диаметр труб, число труб в ряду, число рядов труб и площадь живого сечения для прохода продуктов сгорания. Площадь поверхности нагрева, расположенная в рассчитываемом газоходе (м 2),

Н = ? d l n, (10.1)

где d наружный диаметр труб, м; l длина труб, расположенных в газоходе, м; n общее число труб, расположенных в газоходе.

Из чертежа котлоагрегата определяются: S 1 поперечный шаг труб (в поперечном направлении по отношению к потоку), рис. 10.1, м; S 2 продольный шаг труб (в продольном направлении по отношению к потоку), м; z 1 число труб в ряду; z 2 число рядов труб по ходу продуктов сгорания.

По конструктивным данным подсчитываем относительный поперечный шаг и относительный продольный шаг.

Площадь живого сечения (м 2) для прохода продуктов сгорания:

при поперечном смывании гладких труб

F = a b - z 1 l d; (10.2)

при продольном смывании гладких труб

где а и b размеры газохода в расчетных сечениях, м; l длина труб (при изогнутых трубах длина проекции труб), м; z число труб в пучке.

2. Предварительно принимаются два значения температуры продуктов сгорания после рассчитанного газохода. В дальнейшем весь расчет ведется для двух предварительно принятых температур.

Рис. 10.1. Номограмма для определения коэффициента теплоотдачи конвекцией при поперечном омывании коридорных гладкотрубных пучков

3. Определяем теплоту, отданной продуктами сгорания (кДж/кг или кДж/м 3),

где? коэффициент сохранения теплоты, определяется по формуле (5.28); I энтальпия продуктов сгорания перед поверхностью нагрева, определяется по таблице 4.5 при температуре и коэффициенте избытка воздуха после поверхности нагрева, предшествующей рассчитываемой поверхности; I энтальпия продуктов сгорания после рассчитываемой поверхности нагрева, определяется по таблице 4.5 при двух предварительно принятых температурах после конвективной поверхности нагрева; ?? к присос воздуха на конвективную поверхность нагрева, определяется как разность коэффициентов избытка воздуха на входе и выходе из нее; энтальпия присосанного на конвективную поверхность нагрева воздуха при температуре воздуха t B = 30 °С определяется по формуле (10.5).

4. Вычисляем, расчетную температуру потока продуктов сгорания в конвективном газоходе (°С)

где и соответственно температура продуктов сгорания при входе на поверхность и на выходе из нее.

5. Определяем температурный напор (°С)

где t к температура охлаждающей среды, для парового котла принимается равной температуре кипения воды с учетом давления в котле, а для водогрейного равной полусумме температур воды при входе на поверхность нагрева и выходе из нее, °С.

6. Подсчитаем среднею скорость продуктов сгорания на поверхности нагрева (м/с)

где В р расчетный расход топлива, кг/с или м 3 /с, см. формулу (5.27); F площадь живого сечения для прохода продуктов сгорания, м 2 ; V г объем продуктов сгорания на 1 кг твердого и жидкого топлива или на 1 м 3 газа (Берется из табл. 4.3 при соответствующем коэффициенте избытка воздуха); ? средняя расчетная температура продуктов сгорания, о С.

7. Определяем коэффициент теплоотдачи конвекцией от продуктов сгорания к поверхности нагрева:

При поперечном омывании коридорных и шахматных пучков и ширм

При продольном омывании

где? н коэффициент теплоотдачи, определяемый по номограммам:

При поперечном смывании шахматных пучков по рисунку 10.2;

При продольном смывании - по рисунку 10.3,

с г поправка на число рядов труб по ходу продуктов сгорания, определяется:

При поперечном смывании коридорных пучков по рисунку 10.1;

c s поправка на компоновку пучка, определяется:

При поперечном омывании коридорных пучков по рисунку 10.1;

При поперечном омывании шахматных пучков по рисунку 10.2,

с ф коэффициент, учитывающий влияние изменения физических параметров потока, определяется:

При поперечном омывании коридорных пучков труб по рисунку 10.1;

При поперечном омывании шахматных пучков труб по рисунку 10.2;

При продольном омывании труб по рисунку 10.3,

с l поправка на относительную длину, вводится при l/d<50 в случае прямого входа в трубу, без закругления; при продольном омывании продуктами сгорания поправка вводится для котельных пучков и не вводится для ширм (см. рис. 10.3).

8. Вычисляем степень черноты газового потока. При этом необходимо вычислить суммарную оптическую толщину

kps=(k г r п +k зл?)ps, (10.11)

где k г коэффициент ослабления лучей трехатомными газами; k зл коэффициент ослабления лучей золовыми частицами, определяется по рис. 10.5 при сжигании твердого топлива в пылеугольных топках; при сжигании газа, жидкого и твердого топлива в слоевых и факельно-слоевых топках принимается k зл = 0; ? концентрация золовых частиц, берется из расчетной таблицы 4.3; р давление в газоходе, для котлоагрегатов без наддува принимается равным 0,1 МПа.

Толщина излучающего слоя для гладкотрубных пучков (м):

9. Определяем коэффициент теплоотдачи? л, учитывающий передачу теплоты излучением в конвективных поверхностях нагрева, Вт/(м 2 К):

Для запыленного потока (при сжигании твердого топлива)

Для незапыленного потока (при сжигании жидкого и газообразного топлива)

где? н коэффициент теплоотдачи, определяется по номограмме на рисунке 10.4; а _ степень черноты; с г коэффициент, определяется по рисунку 10.4.

Рис. 10.2. Коэффициент теплоотдачи конвекцией при поперечном омывании шахматных гладкотрубных пучков

Рис. 10.3. Коэффициент теплоотдачи при продольном омывании для воздуха и продуктов сгорания

Для определения? н и коэффициента с г вычисляется температура загрязненной стенки (°С)

t а =t+?t, (10.15)

где t средняя температура окружающей среды, для паровых котлов принимается равной температуре насыщения при давлении в котле, а для водогрейных полу сумме температур воды на входе в поверхность нагрева и на выходе из нее, °С; ?t _ при сжигании твердых и жидких топлив принимается равной 60 °С, при сжигании газа 25 °С.

10. Подсчитывается суммарный коэффициент теплоотдачи от продуктов сгорания к поверхности нагрева, Вт/(м 2 К):

где? коэффициент использования, учитывающий уменьшение тепловосприятия поверхности нагрева вследствие неравномерного омывания ее продуктами сгорания, частичного протекания продуктов сгорания мимо нее и образования застойных зон; для поперечно омываемых пучков принимается? = 1, для сложно омываемых пучков? = 0,95.

11. Вычисляем коэффициент теплопередачи, Вт/(м 2 К)

где? коэффициент тепловой эффективности, определяемый из таблиц 10.1 и 10.2 в зависимости от вида сжигаемого топлива.

12. Определяем количество теплоты, воспринятое поверхностью нагрева, на 1 кг сжигаемого твердого и жидкого топлива или на 1 м 3 газа (кДж/кг или кДж/м 3)

Таблица 10.1 Коэффициент тепловой эффективности? для конвективных поверхностей нагрева при сжигании различных твердых топлив

Рис. 10.4. Коэффициент теплоотдачи излучением

Таблица 10.2 Коэффициент тепловой эффективности? для конвективных поверхностей нагрева при сжигании мазута и газа

Поверхность нагрева	Скорость движения продуктов сгорания, м/с	Значение
При сжигании мазута
Первые и вторые ступени экономайзеров с очисткой поверхности нагрева дробью
Пароперегреватели, расположенные в конвективной шахте, при очистке дробью, а также коридорные пароперегреватели в горизонтальном газоходе, без очистки; котельные пучки котлов малой мощности, фестоны
Экономайзеры котлов малой мощности (при температуре воды на входе 100 о С и ниже)
При сжигании газа
Первые ступени экономайзеров и одноступенчатые экономайзеры, в том числе плавниковые и ребристые, при температуре продуктов сгорания на входе в них??400 o C
Вторые ступени экономайзеров пароперегреватели и другие конвективные поверхности нагрева, в том числе плавниковые и ребристые, при температуре продуктов сгорания на входе в них?>400 o C

Температурный напор?t определяется для прямотока, перекрестного тока с числом ходов более четырех при постоянной температуре одной из сред (испарительные конвективные поверхности нагрева) как средне логарифмическая разность температур (°С)

где?t б и?t м - большая и меньшая разности температуры продуктов сгорания и температуры нагреваемой жидкости.

Для испарительной конвективной поверхности нагрева (°С)

где t кип - температура насыщения для давлений в паровом котле, определяется из таблиц для насыщенных водяных паров, о С.

Если для прямотока, противотока, перекрестного тока с числом ходов более четырех при постоянной температуре одной из сред (испарительные конвективные поверхности нагрева), то температурный напор может быть определен как среднеарифметическое разностей температур:

13. По принятым двум значениям температуры и и полученным двум значениям Q б и Q т производится графическая интерполяция для определения температуры продуктов сгорания после поверхности нагрева. Для этого строится зависимость, показанная на рисунке 10.5. Точка пересечения прямых укажет температуру продуктов сгорания, которую следовало бы принять в расчете. Если значение отличается от одного из принятых предварительно значений и не более чем на 50 о С, то для завершения расчета необходимо по повторно определить только Q т, сохранив прежний коэффициент теплопередачи. При большем расхождении заново определяется коэффициент теплопередачи для найденной температуры.

Подобные документы

Описание конструкции котлоагрегата, его поверочный тепловой и аэродинамический расчет. Определение объемов, энтальпий воздуха и продуктов сгорания. Расчет теплового баланса и расхода топлива. Расчет топочной камеры, разработка тепловой схемы котельной.

курсовая работа , добавлен 07.01.2016

Краткое описание теории горения топлива. Подготовка твердого топлива для камерного сжигания. Создание технологической схемы. Материальный и тепловой баланс котлоагрегата. Продукты сгорания твердого топлива. Очистка дымовых газов от оксидов серы.

курсовая работа , добавлен 16.04.2014

Принципиальное устройство котлоагрегата. Тепловой расчет котлоагрегата. Расчет объемов и энтальпий воздуха и продуктов сгорания топлива. Определение конструктивных характеристик топочной камеры. Расчет конвективных поверхностей, водяного экономайзера.

дипломная работа , добавлен 22.06.2012

Расчет объема продуктов сгорания и воздуха. Тепловой баланс, коэффициент полезного действия и расход топлива котельного агрегата. Тепловой расчет топочной камеры. Расчет конвективных поверхностей нагрева и экономайзера. Составление прямого баланса.

курсовая работа , добавлен 05.08.2011

Характеристика котла ТП-23, его конструкция, тепловой баланс. Расчет энтальпий воздуха и продуктов сгорания топлива. Тепловой баланс котельного агрегата и его коэффициент полезного действия. Расчет теплообмена в топке, поверочный тепловой расчёт фестона.

курсовая работа , добавлен 15.04.2011

Расчет объемов и энтальпии воздуха и продуктов сгорания. Расчетный тепловой баланс и расход топлива котельного агрегата. Проверочный расчет топочной камеры. Конвективные поверхности нагрева. Расчет водяного экономайзера. Расход продуктов сгорания.

курсовая работа , добавлен 11.04.2012

Расчет объемов и энтальпий воздуха, а также продуктов сгорания топлива. Тепловой баланс котлоагрегата. Определение параметров теплообмена в топке. Порядок и методика расчета водяного экономайзера, аэродинамических параметров. Невязка теплового баланса.

курсовая работа , добавлен 04.06.2014

Расчетные характеристики топлива. Расчет теоретических объемов воздуха и основных продуктов сгорания. Коэффициент избытка воздуха и объемы дымовых газов по газоходам. Тепловой баланс котла и топки. Тепловой расчет конвективных поверхностей нагрева.

контрольная работа , добавлен 26.03.2013

Котельный агрегат водочный конструкции типа БКЗ-75–39ФБ, его характеристика и технические особенности. Расчет объёма воздуха, энтальпий и продуктов сгорания. Сепаратор пыли. Тепловой баланс котлоагрегата. Схемы приготовления пылевидного топлива.

курсовая работа , добавлен 23.01.2011

Общая характеристика котла. Определение составов и объемов воздуха и продуктов сгорания по трактам. Расчет энтальпии дымовых газов. Тепловой баланс котельного агрегата. Основные характеристики экономайзера. Расчет конвективных поверхностей нагрева.

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

“Поверочный тепловой расчет парового котла Е-420-13,8-560 (ТП-81) на сжигание Назаровского бурого угля ”

1. Общие положения

Тепловой расчет котельного агрегата может быть конструкторским или поверочным.

Поверочный расчет котлоагрегата производится для известной конструкции котлоагрегата из заданного состава топлива. Задачей расчета является определение экономичности котла, проверка надежности работы, определение температуры греющей и нагреваемой среды по газоходам котла. Необходимость поверочного расчета может быть вызвана также реконструкцией котла с целью повышения его производительности и экономичности.

Поверочный расчет существующей конструкции котла производится не только для номинальной, но и для частичных нагрузок, что необходимо для проведения гидравлических и других расчетов.

Особенность поверочного расчета заключается в том, что представляется возможность первоначальной найти расход топлива, так как неизвестен КПД агрегата, в частности, потеря тепла с уходящими газами. Это потеря зависит от температуры уходящих газов, которая может быть определена только в конце расчета. Приходится предварительно задаваться температурой уходящих газов, а по окончании расчета определять истинное ее значение, а также значение КПД и расход топлива.

Конструкторский расчет выполняется при создании нового типа котлоагрегата для определения размеров радиационных и конвективных поверхностей нагрева, обеспечивающих номинальную производительность котла при заданных параметрах пара.

Исходные данные для теплового расчета. Расчетное задание для поверочного расчета должно содержать следующие сведения:

· Чертежи котельного агрегата

· Конструктивные характеристики топки и поверхностей нагрева

· Гидравлическую схему котла

· Тип топлива

· Производительность котла и параметры по первичному пару, температуру питательной воды, давление в барабане

· При наличии промежуточного перегрева – расход и параметры вторичного пара на входе и выходе.

· Величину непрерывной продувки (%)

· Температуру холодного воздуха

Температура уходящих газов за котлоагрегатом выбирается по условиям эффективного использования тепла топлива и расходом металла на хвостовые поверхности нагрева.

Методы, последовательность и объем поверочного теплового расчета

Существует два метода поверочного расчета: метод последовательных приближений и метод параллельных расчетов.

Метод последовательных приближений.

Расчет выполняется в следующей последовательности: по принятой температуре уходящих газов рассчитывают воздухоподогреватель и определяют температуру уходящего воздуха; рассчитывают топку с определением температуры газов на выходе из топки, пароперегреватель и водяной экономайзер, определяют температуру уходящих газов и сравнивают с принятыми температурами уходящих газов и горячего воздуха. Расхождение допускается +/- 10 град. По температуре уходящих газов и +/- 40 град. По температуре уходящего воздуха, после чего дают рекомендации по расчету.

Метод параллельных расчетов.

Расчет ведут параллельно на три температуры, чтобы искомая величина находилась в пределах задаваемых величин. Затем графически определяют истинное значение искомой величины температуры уходящих газов.

Таким образом, принимают значение температуры уходящих газов и ведут параллельно три расчета в следующем порядке: воздухоподогреватель, топка, пароперегревательные и экономайзерные поверхности, расположенные по ходу газов.

При наличии двухступенчатых воздухоподогревателе и экономайзеров после определения расхода топлива рассчитывают первые ступени воздухоподогревателя и экономайзера, вторую ступень воздухоподогревателя, затем топку и т.д. Последним рассчитывают экономайзер второй ступени или пароперегреватель.

Конвективные поверхности нагрева также рассчитывают методом параллельных расчетов. Для графоаналитического решение уравнений теплового баланса и теплопередачи для каждой из трех температур уходящих газов принимают два значения температуры газов на входе в рассчитываемую поверхность и определяют значение температуры рабочей среды. Таким образом, число параллельных расчетов каждой поверхности равно шести.

После этого расчетную невязку баланса определяют по формуле: . Величина невязки не должна превышать 0,5%.

По данным теплового расчета составляют сводную таблицу, в которой для каждой поверхности нагрева указывают тепловосприятие, температуру и энтальпию на входе и выходе омывающих их сред, коэффициент теплопередачи и размеры поверхностей нагрева.

2. Краткое описание Котельного агрегата Е-420-13,8-560 (ТП-81)

Котельный агрегат ТП-81, Таганрогский котельный завод (ТКЗ) однобарабанный, с естественной циркуляцией, предназначен для получения пара высокого давления при сжигании пыли сухих каменных углей. Котельный агрегат ТП-81 спроектирован для сжигания черемховского каменного угля. Позже он был реконструирован для сжигания азейского бурого угля. В настоящее время на котле сжигаются бурые угли других месторождений, таких, как мугунский, (Иркутская область), ирша - бородинский, рыбинский, переясловский и др., (Красноярский край).

Котел спроектирован для работы с параметрами:

Номинальная производительность D ка 420 т/час = 116,67 кг/с

Рабочее давление в барабане Р б = 15,5 МПа

Рабочее давление на выходе из котла (за ГПЗ) Р пп = 13,8 МПа (+ 5)

Температура перегретого пара t пп = 565(+ 5),°С (550±5)

Температура питательной воды t пв = 230, °С

Температура горячего воздуха t гв = 400,°С

Температура уходящих газов υ ух = 153-167, °С

Минимальная нагрузка при номинальных параметрах пара 210 т/час

Допускается кратковременная работа котла с t ПВ =160°С при соответствующем снижении паропроизводительности котла.

Компоновка котла выполнена по П-образной схеме. Топочная камера размещена в первом (восходящем) газоходе. В поворотном газоходе расположен пароперегреватель, во втором, нисходящем газоходе, расположены в рассечку водяной экономайзер и воздухоподогреватель - двухступенчатая компоновка хвостовых поверхностей нагрева.

Водяной объем котла 116м 3

Паровой объем котла 68 м 3

1-барабан; 2-топочная камера; 3-пылеугольная горелка; 4-холодная воронка; 5-аппарат для твердого шлакоудаления; 6-конвективная петля; 7-ширма; 8-тупени конвективного пароперегревателя; 9-паросборный коллектор; 10-экономайзер; 11-воздухоподогреватель; 12-выносной сепарационный циклон; 13 - дробеструйная установка

Топочная камера и экраны

Топочная камера призматической формы, полностью экранирована трубами 60х6,0 мм с шагом 64 мм. Материал – сталь 20. Степень экранирования топки X=96,4%. Фронтовой и задний экраны в нижней части образуют скаты «холодной воронки».

В верхней части топки трубы заднего экрана образуют «аэродинамический козырек», который улучшает аэродинамику топки и частично затеняет ширмы пароперегревателя от прямого излучения факела. Ширмы установлены на выходе из топки.

Аэродинамический козырек образует выступ в топку с вылетом 2000 мм. 50% труб заднего экрана посредством развилок имеют вертикальные участки. В трубах установлены шайбы диаметром 10 мм. Благодаря дроссельным шайбам, основная масса пароводяной смеси проходит через гнутые обогреваемые участки труб.

Экранные панели подвешены к металлоконструкциям потолочного перекрытия за верхние камеры и имеют возможность свободно расширяться вниз.

В верхней и нижней частях топочной камеры трубы экранов подключены к сборным коллекторам.

Для уменьшения влияния неравномерного обогрева на циркуляцию, все экраны разбиты на 18 контуров циркуляции (панели), которые имеют самостоятельные верхние и нижние коллекторы.

Задний и фронтальный экраны имеют по 6 панелей каждый, боковые экраны - по 3 панели. Две крайние панели заднего и фронтальный экранов состоят из 40 параллельно включенных труб, четыре средние панели - из 33 труб.

Две крайние панели боковых экранов состоят из 37 параллельно включенных труб, средняя панель из 36 труб.

Потолок топки и поворотного газохода экранирован трубами потолочного радиационного пароперегревателя.

Конструктивные характеристики топочной камеры

Жесткость и прочность топочной камеры обеспечивается установленными по периметру подвижными поясами жесткости, которые связывают все экранные трубы котла в единую систему. Пояса жесткости размещены через каждые 3 м по высоте.

Обмуровка на котле многослойная облегченного типа. В районе топочной камеры она выполнена натрубной и при тепловом расширении труб перемещается в месте с этими трубами.

Конструкция обмуровки следующая: на экранные трубы накладывается слой огнеупорного бетона на объемной металлической сетке, затем идут слои совелитовых плит и наружный слой уплотнительной обмазки, также наносимый на металлическую сетку. Обмуровка к экранам крепится с помощью шпилек, приваренных к экранным трубам.

И.М. Сапрыкин, инженер, ООО ПНТК «Энергетические Технологии», г. Нижний Новгород

Введение

При разработке или наладке различных теплоэнергетических установок, включающих теплообменное оборудование, в частности пластинчатые теплообменники (ПТА), зачастую требуется выполнять детальные расчёты тепловых схем в широких диапазонах изменения мощностей и параметров теплоносителей.

ПТА, в отличие, например, от кожухотрубных теплообменников, содержат большое разнообразие форм размеров пластин и профилей их теплообменных поверхностей. Даже в пределах одного размера пластин имеется разделение на так называемые «жёсткие» типа H и «мягкие» типа L пластины, различающиеся между собой коэффициентами теплоотдачи и гидравлического сопротивления. Поэтому ПТА, вследствие наличия индивидуального набора расчётных параметров, в основном изготавливаются под конкретный заказ.

Крупные производители ПТА имеют свои наработанные приёмы интенсификации процессов теплопередачи, типоразмеры пластин, эксклюзивные программы по их подбору и расчету.

Индивидуальные особенности ПТА относительно тепловых расчётов заключаются, в основном, в различии значений постоянных A, m, n, r в выражении числа Нуссельта, участвующего в определении коэффициентов теплоотдачи .

, (1)
где Re – число Рейнольдса;

Pr - число Прантля для теплоносителя;

Pr с - число Прантля для теплоносителей на поверхности разделяющей стенки .

Постоянные A, m, n, r определяются экспериментальным путём, что весьма трудозатратно, их значения являются предметом интеллектуальной собственности и производителями ПТА не разглашаются.

Вследствие этого обстоятельства единая методика тепловых поверочных расчётов переменных режимов, охватывающая весь спектр ПТА, отсутствует.

В был предложен метод поверочных тепловых расчётов переменных режимов ПТА, исходя из того, что необходимую информацию о конкретных значениях упомянутых постоянных можно выявить из известного расчётного режима путём моделирования теплового процесса. Здесь имеется ввиду расчётный режим «чистого» теплообменника, когда все параметры определены без так называемого фактора загрязнения.

Моделирование было осуществлено с помощью критериальных уравнений конвективного теплообмена с учётом теплофизических свойств воды: теплоёмкости, теплопроводности, температуропроводности, кинематической вязкости, плотности.

Однако в некоторые вопросы расчётов переменных режимов ПТА остались не раскрытыми. Целью этой статьи является расширение возможностей расчёта переменных режимов водоводяных одноходовых ПТА.

Оптимизированный поверочный расчёт пластинчатых теплообменников

В развитие метода расчёта ниже предлагается более простое уравнение, полученное из уравнения 1 в результате тождественных преобразований и содержащее постоянную (далее константу) ПТА С he :

, (2)
где Q – тепловая мощность через ПТА, кВт;

R c – термическое сопротивление стенки (пластины), м 2 ·°С/Вт;

R н – термическое сопротивление слоя накипных отложений, м 2 ·°С/Вт;

F = (n пл – 2) · ℓ · L – суммарная поверхность теплообмена, м 2 ;

n пл – количество пластин, шт.;

ℓ - ширина одного канала, м;

L – приведённая длина канала, м;

∆t – логарифмическая разность температур теплоносителей, °С;

Θ = Θ г + Θ н – суммарный теплофизический комплекс (ТФК), учитывающий теплофизические свойства воды. ТФК равен сумме ТФК греющего Θ г и ТФК нагреваемого Θ н теплоносителей:

, , (3, 4),
где

t 1 , t 2 – температуры греющего теплоносителя на входе и выходе из ПТА, °С;

τ 1 , τ 2 – температуры нагреваемого теплоносителя на выходе и входе в ПТА, °С.

Значения постоянных m, n, r для области турбулентного течения теплоносителей в данной модели были приняты следующими: m = 0,73, n = 0,43, r = 0,25. Постоянные величины u = 0,0583, y = 0,216 были определены аппроксимацией значений теплофизических свойств воды в диапазоне 5-200 °С с учётом постоянных m, n, r. Постоянная А зависит от многих факторов, в том числе и от принятых постоянных m, n, r и колеблется в широких пределах А = 0,06-0,4.

Уравнение для С he , выраженной через расчётные параметры ПТА:

, (5)
где К р – расчётный коэффициент теплопередачи, Вт/(м 2 · °С).

Уравнение для С he , выраженной через геометрические характеристики:

, (6)
где z – расстояние между пластинами, м.

Из совместного решения 5 и 6 определяется значение А для данного ПТА. Тогда по известному А можно определить коэффициенты теплоотдачи α г и α н :

, (7, 8)
где f = (n пл – 1) · ℓ · z /2 – суммарная площадь сечения каналов;

d э = 2 · z – эквивалентный диаметр сечения канала, м.

Из 7, 8 следует, что значение постоянной А при заданных постоянных m, n, r является показателем эффективности ПТА.

Константа C he также может быть определена экспериментально по результатам одномоментных измерений параметров в двух различных режимах работы ПТА. Измеряемые параметры в этом случае - значения тепловых мощностей, отмеченных индексами 1 и 2; значения четырёх температур теплоносителей:

. (9)

То же касается случаев, когда расчётные параметры ПТА неизвестны. К ним относятся ситуации, когда для находящегося в эксплуатации ПТА информация о начальных параметрах неизвестна, например, утеряна, либо ПТА подвергался реконструкции путём изменения поверхности нагрева (изменение количества установленных пластин).

На практике часто возникают ситуации, когда необходимо изменить, например, увеличить передаваемую расчётную тепловую мощность ПТА. Это осуществляется установкой дополнительного числа пластин. Зависимость расчётной тепловой мощности от количества дополнительно устанавливаемых пластин, полученная из уравнения 2 с учётом 6, выглядит следующим образом:

. (10)

Естественно, что при изменении числа пластин, константа С he изменится и это будет другой теплообменник.

Обычно параметры поставляемого ПТА приведены с фактором загрязнения, представленным термическим сопротивлением слоя накипи R н р (исходный режим). Предполагается, что в процессе эксплуатации через некоторый промежуток времени из-за накипеобразования на поверхности теплообмена образуется слой накипных отложений с «расчётным» термическим сопротивлением. Далее после этого необходима очистка поверхности теплообмена.

В начальный период эксплуатации ПТА поверхность теплообмена будет избыточной и параметры будут отличаться от параметров исходного режима. При наличии достаточной мощности теплоисточника ПТА может «разогнаться», то есть увеличить теплопередачу свыше заданной. Чтобы вернуть теплопередачу к заданному значению необходимо в первичном контуре уменьшить расход теплоносителя либо снизить температуру подачи при этом в обоих случаях также снизится и температура «обратки». В результате новый режим «чистого» ПТА с Q р и R н р = 0 , полученный из исходного с Q р и R н р > 0 , будет являться расчётным для ПТА. Таких расчётных режимов существует бесконечное множество, но все они объединены наличием одной и той же константы C he .

Для поиска расчётных параметров из исходных предлагается следующее уравнение:

, (11),
где в правой части известные К исх, t 1 , t 2 , τ 1 , τ 2 , (следовательно, и Θ исх ), R с, R н р, в левой части – неизвестные t 2 р, ϴ р , К p . В качестве неизвестной вместо t 2 может быть принята одна из оставшихся температур t 1 , τ 1 , τ 2 или их комбинации.

Например, на котельной необходимо установить ПТА со следующими параметрами: Q р = 1000 кВт, t 1 = 110 °C, t 2 = 80 °C, τ 1 = 95 °C, τ 2 = 70 °C. Поставщиком предложен ПТА с фактической поверхностью теплообмена F = 18,48 м 2 с фактором загрязнения R н р = 0,62·10 -4 (коэффициент запаса δf = 0,356); К р = 4388 Вт/(м 2 · °С).

В таблице приведены, в качестве примера, три различных расчётных режима, полученные из исходного. Последовательность расчёта: с помощью формулы 11 вычисляется константа С he ; с помощью формулы 2 определяются необходимые расчётные режимы.

Таблица. Исходный и расчётные режимы ПТА.

Наименование	Размерность	Обозначение	Тепловые режимы
Наименование	Размерность	Обозначение	исходный	расчёт 1	расчёт 2		расчёт 3
Тепловая мощность	кВт	Q	1000	1090	1000	1000
Запас	-	δf	0,356	0,000	0,000	0,000
Степень чистоты	-	β	0,738	0,000	1,000	1,000
Температура греющей воды на входе	°С	t 1	110,0	110,0	110,0	106,8
Температура греющей. воды на выходе	°С	t 2	80,0	77,3	75,4	76,8
Температура нагреваемой воды на выходе	°С	τ 1	95,0	97,3	95,0	95,0
Логарифмическая разность температур	°С	∆t	12,33	9,79	9,40	9,07
ТФК	-	ϴ	4,670	4,974	4,958	4,694
Коэффициент теплопередачи	Вт/(м 2 ·°С)	K	4388	6028	5736	5965
Расход греющей воды	т/ч	G 1	28,7	28,7	24,9	28,7
Расход нагреваемой воды	т/ч	G 2	34,4	34,4	34,4	34,4
Термическое сопротивление слоя накипи	м 2 ·°С/Вт	10 4 ·R н	0,62	0	0	0
Константа ПТА	-	C he	-	0,2416

Расчётный режим 1 иллюстрирует разгон ПТА (Q = 1090 кВт) при условии, что источник тепловой энергии имеет достаточную мощность, при этом при неизменных расходах температура t 2 снижается до 77,3, а температура τ 1 повышается до 97,3 °C.

Расчётный режим 2 моделирует ситуацию, когда клапан регулятора температуры, установленный на трубопроводе с греющим теплоносителем, с целью поддержания постоянной температуры τ 1 = 95 ° С, уменьшает расход греющего теплоносителя до 24,9 т/ч.

Расчётный режим 3 моделирует ситуацию, когда источник тепловой энергии не имеет достаточной мощности для разгона ПТА, при этом обе температуры греющего теплоносителя снижаются.

Константа С he является совокупной характеристикой, заключающей в себе геометрические характеристики и расчётные тепловые параметры. Константа неизменна в течение всего срока службы ПТА при условии сохранения постоянства начального количества и «качества» (соотношения количества пластин H и L ) установленных пластин.

Таким образом, ПТА может быть смоделирован, что открывает пути для выполнения необходимых поверочных расчётов при различных комбинациях исходных данных. В качестве искомых параметров могут быть: тепловая мощность, температуры и расходы теплоносителей, степень чистоты, термическое сопротивление возможного слоя накипи.

С помощью уравнения 2 по известному расчетному режиму можно рассчитать параметры для любого другого режима, в том числе определить тепловую мощность по измеренным на портах четырём температурам теплоносителей. Последнее возможно только при условии заранее известной величины термического сопротивление слоя накипи.

Из уравнения 2 может быть определено термическое сопротивление слоя накипи R н:

. (12)

Оценка степени чистоты поверхности теплообмена для диагностики ПТА находится по формуле.

Выводы

1. Предлагаемый метод поверочного расчёта может быть использован при проектировании и эксплуатации трубопроводных систем с водоводяными одноходовыми ПТА, включая диагностику их состояния.

2. Метод позволяет по известным расчётным параметрам ПТА производить расчеты различных переменных режимов, не обращаясь к производителям теплообменного оборудования.

3. Метод можно адаптировать к расчету ПТА с другими, кроме воды, жидкими средами.

4. Предложено понятие константы ПТА и формул для расчёта. Константа ПТА является совокупной характеристикой, заключающей в себе геометрические характеристики и расчётные тепловые параметры. Константа неизменна в течение всего срока службы ПТА при условии сохранения постоянства начального количества и «качества» (соотношения количества «жёстких» и «мягких») установленных пластин.

Литература

1. Григорьев В.А., Зорин В.М. (ред.). Тепло- и массообмен. Теплотехнический эксперимент. Справочник. Москва, Энергоатомиздат, 1982.

2. Сапрыкин И.М. О поверочных расчётах теплообменников. «Новости теплоснабжения», № 5, 2008. С. 45-48.

3. . Сайт РосТепло.ру.

4. Зингер Н.М., Тарадай А.М., Бармина Л.С. Пластинчатые теплообменники в системах теплоснабжения. Москва, Энергоатомиздат, 1995.

Cтраница 1

Поверочный тепловой расчет позволяет поверить границы изменения параметров и расхода генерируемого пара в КУ при экстремальных значениях температуры наружного воздуха, изменении вида сжигаемого топлива и нагрузки ГТУ и их влияние на паровую турбину. При анализе учитывается вид тепловой схемы ПГУ (моно или полиблочная), а также возможность работы паровой турбины установки на одном из имеющихся КУ.

Поверочный тепловой расчет выполняется для котла-утилизатора известной конструкции с целью выявления его тепловых характеристик при различных нагрузках собственно котла и изменении режимов работы ГТУ. Поверочный расчет производится также в том случае, когда котел-утилизатор, рассчитанный на использование тепла отходящих газов определенного типа ГТУ, устанавливается за ГТУ другого типа. Для поверочного расчета необходимо знать параметры продуктов сгорания на входе котла-утилизатора, давление и температуру питательной воды, а иногда и температуру перегретого пара. В результате поверочного теплового расчета при известных геометрических характеристиках поверхностей нагрева определяют температуры рабочих сред (пара, воды, продуктов сгорания) на входе и выходе поверхностей, скорости рабочих сред, аэродинамическое сопротивление котла-утилизатора и его производительность.

Поверочные тепловые расчеты выполняются для установления возможности использования готовых или стандартных аппаратов, изготовляющихся заводами, а также для действующих теплообменных аппаратов. В этих расчетах при заданных размерах аппаратов и условиях их работы, определяемых технологическим и теплотехническим режимами производства, требуется установить фактическую производительность установленных аппаратов и ее соответствие требуемой производительности. Иными словами, задачей - поверочных тепловых расчетов теплообменных аппаратов является выбор условий, обеспечивающих оптимальный режим их работы.

Поверочные тепловые расчеты приобретают важное значение в связи с разработкой мероприятий по рационализации теплового хозяйства промышленных предприятий и повышению производительности теплового оборудования.

Поверочные тепловые расчеты обычно приходится выполнять чаше, чем проектные. С поверочными расчетами встречается в практической работе широкий круг инженерных работников. Но, несмотря на это, методика поверочных тепловых расчетов разработана все еще недостаточно. Поэтому в дальнейшем методике поверочных тепловых расчетов будет уделено надлежащее внимание.

Поверочные тепловые расчеты относятся к работающим в заводских условиях выпарным установкам и имеют своей задачей установление оптимального режима работы установки в определенных условиях. В этом состоит нормирование работы тепловых устройств. При нормировании работы выпарных установок основной задачей следует считать установление оптимального температурного режима в связи с исходными данными об общей нагрузке установки, пароотборе и размерах отдельных корпусов.

Поверочные тепловые расчеты выполняются в случае, если известна поверхность нагрева теплообменного аппарата и требуется определить количество переданного тепла и конечные температуры рабочих жидкостей. Тепловой расчет теплообменных аппаратов сводится к совместному решению уравнений теплового баланса и теплопередачи.

Поверочные тепловые расчеты выполняются в случае, если известна поверхность нагрева теплообменного аппарата и требуется определить количество переданной теплоты и конечные температуры рабочих жидкостей. Тепловой расчет теплообменных аппаратов сводится к совместному решению уравнений теплового баланса и теплопередачи.

Поверочный тепловой расчет производят для существующего котельного агрегата. Задачей этого расчета является определение экономичности котла и оценка надежности его работы для заданного топлива, притом в некоторых случаях не только для номинальной нагрузки котла, но и для нагрузок, отличающихся от нее. Задачей поверочного расчета может явиться также оценка работы котла после реконструкции топочных устройств или поверхностей нагрева с целью повышения его производительности или экономичности.

Поверочный тепловой расчет проводится в том случае, когда имеется готовый (стандартный) теплообменник и требуется определить, сколько таких аппаратов необходимо установить, чтобы поверхность их теплообмена соответствовала полученной в результате расчета.

Поверочные тепловые расчеты выполняют для выявления возможности использования готовых или стандартных теплообменных аппаратов для тех или иных целей, определяемых технологическими требованиями.

Поверочный тепловой расчет аппарата производится после того, как рассчитаны и спроектированы все его детали и узлы. Задачами поверочного расчета являются: 1) определение температуры: а) на поверхности деталей и узлов из металла; б) максимальной и средней внутри узлов, содержащих изоляционные материалы; 2) определение температуры охлаждающей среды внутри оболочки у аппаратов, имеющих оболочку; 3) определение температуры наружной поверхности стенок оболочки. В этой главе изложены упрощенные методы расчетов.

Поверочный тепловой расчет отельного агрегата представляет собой сложную математическую задачу, заключающуюся в составлении и решении системы нелинейных алгебраических уравнений высокого порядка. Для составления решения этой системы необходимы значительные массивы исходной информации, характеризующей котельный агрегат в целом, а также каждую из его поверхностей.

Методические указания

Часть II: Тепловой расчет промышленного котла

ВВЕДЕНИЕ 4

1. Примерный порядок поверочного расчета котла 4

2. Тепловой расчет котла 4

2.1. Характеристики топлива 4

2.2. Объемы воздуха и продуктов сгорания 5

2.3. Энтальпия продуктов сгорания 7

2.4. Тепловой баланс котла 7

2.5. Расчет топки 9

2.6. Расчет котельного пучка 11

2.7. Расчет чугунного экономайзера 13

2.8. Проверка теплового расчета котла 15

ЛИТЕРАТУРА 15

ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Характеристики котлов 16

ВВЕДЕНИЕ

Программа дисциплины ""Теплогенерирующие установки"" для специальности 100700 ""Промышленная теплоэнергетика"" предусматривает выполнение курсового проекта. Тепловой расчет промышленного котла выполняется при разработке проекта теплогенерирующей установки.

Данные указания являются методическим пособием при выполнении студентом курсового проекта, которое должно лишь облегчить необходимую при этом самостоятельную работу с книгой.

В состав промышленного котла водят: топка с экранами, пароперегреватель, котельный пучок, водяной экономайзер и воздухоподогреватель. Не все котлоагрегаты включат все эти элементы.

Студент, как правило, выполняет поверочно-конструкторский расчет промышленного котла производственно-отопительного типа небольшой мощности. При этом, руководствуясь заданными конструкцией котла, его тепловой схемой и видом топлива, температурами и давлениями пара, питательной воды, воздуха, подаваемого в топку, и уходящих газов, студент проверяет работоспособность котла для данного варианта условий и в необходимых случаях прибегает к уточнению конструкции топки, пароперегревателя и хвостовых поверхностей (экономайзера и воздухоподогревателя).

Расчеты представляются в виде пояснительной записки, оформленной по стандартным правилам. Работа содержит графический материал, включающий разрезы и проекции котла в масштабе 1:20 или 1:25. Студент защищает курсовой проект. Полученная оценка выставляется в зачетную книжку.

Примерный порядок поверочного теплового расчета котла

Прежде всего студент должен внимательно изучить чертежи котельного агрегата, ознакомиться радиационными и конвективными поверхностями нагрева, определить геометрические размеры поверхностей нагрева, составить представление о их размещении по газовому тракту. Студент должен иметь четкое понятие о работе агрегата. Заданный вид топлива дает возможность найти из справочника его элементарный состав, необходимый для газовых расчетов, и низшую теплоту сгорания рабочей массы топлива. В соответствии с нормативными указаниями определяется коэффициент избытка воздуха на выходе из топки и величины присосов воздуха по тракту котлоагрегата. Используя элементарный состав топлива. Определяют теоретические и действительные объемы продуктов сгорания. Рассчитывают энтальпию продуктов сгорания. Результаты расчетов сводят в таблицу, строят диаграмму температура-энтальпия для отдельных газоходов котлоагрегата. Составляется тепловой баланс котлоагрегата, определяется его к.п.д. и расчетный расход топлива. Производится расчет топки (определяются объем, лучевоспринимающая поверхность, температура газов на выходе из топки, количество переданного в топке тепла). Рассчитываются конвективные поверхности нагрева: пароперегреватель, котельный пучок, экономайзер, воздухоподогреватель (некоторые поверхности нагрева в конкретном котлоагрегате могут отсутствовать). Обычно находится температура газов на выходе из рассматриваемого газоотхода, однако, может потребоваться корректировка величин нагревательной поверхности.

Проверяется тепловой расчет по тепловосприятию отдельных поверхностей нагрева: относительная невязка баланса не должна превосходить 0,5 %.