Проектирование котельной промышленного предприятия
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/с |
0,485 |
||
Теоретически необходимый объём воздуха, м3/м3 |
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, м3/м3 |
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/с |
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/с |
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/с |
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/с |
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 ;)^ |