Проектирование котельной промышленного предприятия

дипломная работа

0,98

Коэффициент теплоотдачи, учитывающий передачу теплоты излучением в конвективной поверхности нагрева,

и

Номограмма 6.4. [1]

19,6

19,0

Суммарный коэффициент теплоотдачи от продуктов сгорания к поверхности нагрева,

135,5

128

Коэффициент тепловой эффективности

Таблица 6.2. [1]

0,85

0,85

Коэффициент тепло-

передачи,

115,18

108,8

Температурный напор, Со

920

864

Количество теплоты, воспринятое поверхностью нагрева, кДж/м3

3574

3174

По двум принятым значениям температур (1000 и 900 Сo), а также полученным двум значениям и производится графическая интерполяция для определения температуры продуктов сгорания на выходе из поверхности нагрева.

Полученная температура 1015 Сo незначительно отличается от предварительно принятой (1000 Сo). Уточняем расчёт для полученной температуры.

Энтальпия кДж/м3 (при полученной температуре).

Температурный напор:

Количество теплоты, воспринятое поверхностью нагрева:

4.8 Расчёт второго конвективного пучка

Задаёмся двумя значениями температур на выходе из второго конвективного пучка.

; . Проводим для этих температур два параллельных расчёта. Расчёт проводим при . Результаты расчёта сводим в таблицу 4.6.

Таблица 4.6.

Величина

Обознач.

Расчётная формула

Результат

1000

900

1

2

3

4

5

Площадь поверхности нагрева, м2

По

конструктивным характеристикам

котла

ДЕ-25-14ГМ

196

Расположение труб 2 конвективного пучка

-

Коридорное

Площадь живого сечения для прохода газов, м2

0,851

Поперечный шаг труб, мм

110

Продольный шаг труб, мм

110

Диаметр труб конвективного пучка

51 х 2,5

Температура дымовых газов перед газоходом, Сo

Из теплового

расчёта

первого

конвективного

пучка.

1015

Энтальпия дымовых газов перед газоходом, кДж/м3

19270

Энтальпия дымовых газов после газохода, кДж/м3

Таблица 4.2.

7175

6196

Тепловосприятие газохода, кДж/м3

,

где ;

12134

13113

Расчётная температура потоков продуктов сгорания в газоходе, Сo

697,5

672,5

Температурный напор, Сo

, где - температура охлаждающей среды, для парового котла принимается равной температуре кипения воды при давлении в котле (температура насыщения).

502,5

477,5

Средняя скорость продуктов сгорания в поверхности нагрева, м/с

26,15

25,5

Коэффициент теплоотдачи конвекцией от продуктов сгорания к поверхности нагрева

и

и

Номограмма 6.1. [1]

126

123

Параметр

и

(Таблица 5.1.);

0,099

0,103

Степень черноты газового потока

Номограмма 5.6. [1]

0,1

0,105

Температура загрязнённой стенки, Сo

, где;

(при сжигании газа)

220

220

Коэффициент при средней температуре газов

Номограмма 6.4. [1]

0,8

0,79

Коэффициент теплоотдачи, учитывающий передачу теплоты излучением в конвективной поверхности нагрева,

и

Номограмма 6.4. [1]

7,36

7,22

Суммарный коэффициент теплоотдачи от продуктов сгорания к поверхности нагрева,

133,36

130,22

Коэффициент тепловой эффективности

Таблица 6.2. [1]

0,85

0,85

Коэффициент тепло-

передачи,

113,36

110,69

Температурный напор, Сo

427

380

Количество теплоты, воспринятое поверхностьюнагрева,

19562

16998

По двум принятым значениям температур и полученным двум значениям и производится графическая интерполяция для определения температуры продуктов сгорания на выходе из второго конвективного пучка.

Полученная температура , она отличается от принятой на 50 Сo, что в соответствии с [1] допустимо. Для полученной температуры производим перерасчёт

Энтальпия кДж/м3.

Температурный напор:

Количество теплоты, воспринятое поверхностью нагрева второго конвективного пучка:

4.9 Расчёт водяного экономайзера

Таблица 4.7.

НАИМЕНОВАНИЕ ВЕЛИЧИНЫ

Обозн

РАСЧЁТНАЯ ФОРМУЛА

Результат

1

2

3

4

Температура газов на входе в экономайзер, Сo

Из расчёта второго конвективного пучка.

280

Энтальпия газов на входе в экономайзер, кДж/м3

Таблица 4.2.

5594

Температура уходящих газов, Сo

Принята

140

Энтальпия уходящих газов, кДж/м3

Таблица 4.2.

2760,6

Количество теплоты, которое должны отдать продукты сгорания, кДж/м3

где

2838

Энтальпия воды на входе в экономайзер, кДж/кг

[6]

436

Энтальпия воды после экономайзера, кДж/кг

кг/с;

кг/с

628,8

Температура воды после экономайзера, Сo

[6]

149

Перепад температур между температурой насыщения и температурой воды на выходе из экономайзера, Сo

-

,

т.е. необходимое условие выполняется.

46

Средний температурный напор, Co

Средняя температура дымовых газов, Сo

210

Число труб в ряду, шт.

Принято

10

Площадь живого сечения для прохода продуктов сгорания, м2

,

где

Таблица 6.3. [1]

1,84

Число параллельно включенных змеевиков в пакете, шт.

6

Действительная скорость продуктов сгорания в экономайзере, м/с

6,5

Коэффициент теплопередачи,

,

где ;

Номограмма 6.9. [1]

19,57

Площадь поверхности нагрева экономайзера, м2

837

Общее число труб, шт.

,

где м2 Таблица 6.3. [1]

187

Число рядов

Тип устанавливаемого экономайзера

ВЭ-1Х-20п-3,0

4.10 Определение невязки теплового баланса

Невязка:

Полученная точность достаточна, тепловой расчёт закончен.

5. Аэродинамический расчёт парового котла ДЕ-25-14ГМ

Целью аэродинамического расчёта котла является проверка правильности выбора тягодутьевых машин на основе определения производительности тяговой и дутьевой систем и перепада полных давлений в газовом и воздушном трактах.

Газовоздушный тракт включает в себя воздухопровод, запорные и регулирующие органы, газопроводы, элементы собственно парогенератора, тягодутьевые машины и дымовую трубу.

Аэродинамический расчёт ведётся по схеме газовоздушного тракта с разделением его на участки.

Расчёт выполнен для парового котла ДЕ-25-14ГМ, работающем на природном газе. Паропроизводительность котла - 25 т/ч. Котёл оснащён одной газомазутной горелкой типа ГМП-16. Забор воздуха производится из помещения котельной. Воздух, подаваемый вентилятором к горелке, не подогревается.

1

4

5

3

2

6

Рисунок 6.1. Схема газовоздушного тракта

1 - патрубок забора воздуха; 2 - вентилятор; 3 - горелка; 4 - котёл; 5 - водяной экономайзер; 6 - дымосос; 7 - дымовая труба.

Исходные данные для аэродинамического расчёта:

Таблица 5.1.

Расход топлива, м3

0,485

Теоретически необходимый объём воздуха, м33

9,73

Коэффициент избытка воздуха в топке

1,1

Температура воздуха в котельной, Сo

30

Коэф. избытка воздуха на выходе из котла

1,35

Температура уходящих газов, Сo

140

Объём продуктов сгорания, м33

13,9

РАСЧЁТ Таблица 5.2.

СОПРОТИВЛЕНИЕ

Обозн

ФОРМУЛА

Расчёт

1

2

3

4

РАСЧЁТ ДУТЬЯ

1. Воздушный тракт - от забора воздуха до горелки, горелка

Средний секундный объём воздуха, м3

6,08

Патрубок забора воздуха

Коэффициент местного сопротивления

Таблица 7-3 [5]

0,2

Площадь сечения, м2

По констр. хар-кам

1,088

Скорость воздуха, м/с

5,6

Динамическое давление, мм.вод.ст.

Рисунок 7-2 [5]

1,8

Сопротивление патрубка, мм.вод.ст.

0,36

Участок трения 1

Сопротивление трения, мм.вод.ст.,

; м; мм.вод.ст.

,

где

Таблица 7-2 [5]

4,07

Карман

Скорость воздуха на входе в рабочее колесо, м/с, м

10,1

Коэффициент сопротивления кармана

Пункт 2-32 [5]

0,2

Динамическое давление, мм.вод.ст.

Рисунок 7-2 [5]

6,0

Сопротивление кармана, мм.вод.ст.

1,2

Диффузор за вентилятором

Отношение площадей сечений

2,13

Скорость воздуха, м/с

12,16

Таблица 6.2. (продолжение)

1

2

3

4

Динамическое давление, мм.вод.ст.

Рисунок 7-2 [5]

8,5

Коэффициент сопротивления

Рисунок 7-14 [5]

0,26

Сопротивление диффузора, мм.вод.ст.

2,21

Поворот на 90о

Коэффициент сопротивления

Рисунки 7-15,16,17 [5]

0,22

Динамическое давление, мм.вод.ст.

Рисунок 7-2 [5]

8,5

Сопротивление поворота, мм.вод.ст.

1,87

Участок трения

Сопротивление трения, мм.вод.ст.

l=4,56 м;

м ;

;

1,16

Поворот - диффузор на 90о

Отношение площадей сечений

1,34

Скорость воздуха, м/с

9,1

Динамическое давление, мм.вод.ст.

Рисунок 7-2 [5]

4,8

Коэффициент сопротивления

Рисунок 7-16,17,19 [5]

0,36

Сопротивление поворота, мм.вод.ст.

1,73

Суммарное сопротивление тракта холодного воздуха, мм.вод.ст.

12,6

Горелка газомазутная

Коэффициент сопротивления

Таблица 7-6 [5]

3

Суммарная площадь сечения для прохода воздуха, м2

0,196

Скорость воздуха на выходе из завихрителей, м/с

32,7

Динамическое давление, мм.вод.ст.

Рисунок 7-2 [5]

57

Сопротивление горелки, мм.вод.ст.

171

Перепад полных давлений по воздушному тракту, мм.вод.ст.

183,6

РАСЧЁТ ТЯГИ

Участок - от выхода из топочной камеры до выхода из экономайзера

Разрежение на выходе из топки, мм.вод.ст.

Пункт 2-56 [5]

2

Поворот газов на 90о на выходе из топочной камеры

Коэффициент сопротивления

Пункт 1-36 [5]

1,0

Температура газов на выходе из топки, Сo

Из данных теплового расчёта

1240

Средний секундный объём газов, м3

35,75

Средняя площадь, м2

3,1

Средняя скорость газов в повороте, м/с

11,5

Динамическое давление, мм вод ст.

Рисунок 7-2 [5]

1,2

Сопротивление поворота, мм.вод.ст.

1,2

Первый котельный пучок

Коэффициент сопротивления

Рисунок 7-6 [5]

24,67

Площадь сечения, м2

4,16

Средний секундный объём газов, м3/сек

23,43

Скорость газов, м/с

5,63

Динамическое давление, мм.вод.ст.

Рисунок 7-2 [5]

0,6

Сопротивление первого котельного пучка, мм.вод.ст.

14,8

Поворот потока газов на 180о

Коэффициент сопротивления

Пункт 1-36 [5]

2

Средний секундный объём газов, м3/c

17,6

Средняя площадь, м2

3,4

Средняя скорость газов в повороте, м/с

5,2

Динамическое давление, мм.вод.ст.

Рисунок 7-2 [5]

0,8

Сопротивление поворота, мм.вод.ст.

1,6

Второй котельный пучок

Площадь сечения, м2

1,46

Средний секундный объём газов, м3

13,78

Скорость газов, м/с

9,44

Динамическое давление, мм.вод.ст.

Рисунок 7-2 [5]

2,7

Коэффициент сопротивления

Рисунок 7-6 [5]

21,6

Сопротивление пучка, мм.вод.ст.

58,32

Поворот на 45о

Площадь сечения, м2

1,24

Коэффициент сопротивления поворота

Пункт 1-29 [5]

0,35

Средний секундный объём газов, м3

12,18

Скорость газов в повороте, м/c

9,8

Динамическое давление, мм.вод.ст.

Рисунок 7-2 [5]

2,8

Сопротивление поворота, мм.вод.ст.

Делись добром ;)

^