Однокорпусной прямоточный котел ТГМП-344-А

Формат документа: doc
Размер документа: 1.14 Мб




Прямая ссылка будет доступна
примерно через: 45 сек.




Теги: Статья. Презентации. Ответы на вопросы. Доклад. Эссе. Магистерская. Контрольная
  • Сообщить о нарушении / Abuse
    Все документы на сайте взяты из открытых источников, которые размещаются пользователями. Приносим свои глубочайшие извинения, если Ваш документ был опубликован без Вашего на то согласия.

БИНГО! Ты только что нашел решение своей проблемы! Только давай договоримся – ты прочтёшь текст до конца, окей? :)
Давай начистоту: тут один шлак, лучше закажи работу на author-24.pro и не парься – мы всё сделаем за тебя! Даже если остался один день до сдачи работы – мы справимся, и ты получишь Отлично по своему предмету! Только представь: ты занимаешься своим любимым делом, пока твои одногруппники теряют свои нервные клетки…
Проникнись… Это бесценное ощущение :)
Курсовая, диплом, реферат, статья, эссе, чертежи, задачи по матану, контрольная или творческая работа – всё это ты можешь передать нам, наслаждаться своей молодостью, гулять с друзьями и радовать родителей отличными оценками. А если преподу что-то не понравится, то мы бесплатно переделаем так, что он пустит слезу от счастья и поставит твою работу в рамочку как образец качества.
Ещё сомневаешься? Мы готовы подарить тебе сотни часов свободного времени за смешную цену – что тут думать-то?! Жизнь одна – не трать её на всякую фигню!
Перейди на наш сайт author-24.pro - обещаю, тебе понравится! :)
А работа, которую ты искал, находится ниже :)

1. Kраткое описание конструкции котла

Назначение и параметры котельного агрегата

Однокорпусной прямоточный котел ТГМП-344-А предназначен для получения пара сверхкритического давления при сжигании природного газа и мазута. Котел выполнен в газоплотном исполнении, что допускает его работу как под давлением, так и под разрежением.
Котел имеет П-образную компоновку и состоит из топочной камеры и конвективной шахты, соединенных в верхней части горизонтальным газоходом, и, вынесенных за пределы здания, 2-х регенеративных вращающихся воздухоподогревателей.
Все стены топочной камеры, горизонтального газохода и конвективной шахты экранированы панелями, выполненными из сваренных между собой плавниковых труб диаметром 32х6мм сталь 12Х1МФ с шагом 46мм.
На выходе из топки, в горизонтальном газоходе, расположены в один ряд ширмы, входной и выходной пакеты конвективного пароперегревателя высокого давления и выходной пакет конвективного пароперегревателя низкого давления. В конвективной шахте расположены, последовательно по ходу газов, входная ступень конвективного пароперегревателя низкого давления и водяной экономайзер.
Котел оборудован 16-ю газомазутными горелками, установленными встречно на фронтовой и задней стенках топки в два яруса (по четыре горелки в ярусе).

Таблица 1.1 - Основные паспортные данные котла ТГМП-344-А
№ п/п
Наименование величин
Обозна-чение
Размер-ность
Величина

1
Паропроизводительность по первичному пару
D
т/ч
1000

2Давление первичного параРпкгс/см
МПА255
25,5


3
Температура первичного пара
tп
С
545

4
Температура питательной воды
tпв
С
270

5
Расход вторичного пара
D”
т/ч
800

6
Температура вторичного парана входе
tвп
С
300

7
Температура вторичного парана выходе из котла
t”вп
С
542

8Давление вторичного парана выходе из котлаР”впкгс/см
МПА38,5
3,85


9Давление вторичного парана входе в котелРвпкгс/см
МПА41
4,1


10
Температура горячего воздуха
tгв
С
333

11
Температура уходящих газов (газ)
tух
С
125

12
Температура уходящих газов (мазут)
tух
С
138

13
Избыток воздуха на выходе из топки при сжигании мазута
a
-
1,03

14
Теплота сгорания топлива (мазут)
Qрн
ккал/кг
9350

15
Расход мазута

т/ч
70

16
Расход природного газа

м3/ч
77300

17
КПД котла при работе на газе
h
%
95,1

18
КПД котла при работе на мазуте
h
%
94,3


1.2 Описание пароводяного тракта
котел камера водяной экономайзер
1.2.1 Тракт высокого давления
Пароводяной тракт сверхкритического давления (СКД) до встроенной задвижки (ВЗ) выполнен однопоточным. Питание котла осуществляется через основной регулирующий клапан Dу300 (РПК). После встроенной задвижки тракт СКД разделен на два нерегулируемых параллельных потока.
После РПК питательная вода двумя трубопроводами подается в четыре входных коллектора экономайзера диаметром Ж273х40мм - по две трубы в необогреваемую часть каждого коллектора.
Пройдя водяной экономайзер, вода из двенадцати выходных коллекторов диаметром Ж273х40мм поступает в триста сорок восемь подвесных труб диаметром Ж36х6 мм поверхностей нагрева конвективной шахты и далее - по перепускным трубам в смеситель Ж426х50мм.
Из смесительного (раздающего) коллектора (опускной стояк) вода подается в шесть панелей НРЧ первого хода : во вторую, третью и четвертую панели фронтового экрана (счет слева направо) и в третью, четвертую и пятую панели заднего экрана. Далее среда подается в шесть панелей второго хода НРЧ: в первую, пятую и шестую панели фронтового экрана и в первую, вторую и шестую заднего экрана. Затем среда поступает в два смесительных коллектора Ж325х38мм.Из фронтового смесительного коллектора среда подводится к четырем панелям левого бокового экрана, а из заднего смесительного коллектора к панелям правого бокового экрана.
Пройдя панели третьего хода НРЧ, среда по восьми перепускным трубам Ж159х18мм поступает в собирающие коллекторы Ж273х30мм и далее по перепускным трубам Ж273х30мм подается в смесительный коллектор между НРЧ и ВРЧ Ж426х50мм.
Из смесительного коллектора среда поступает в десять панелей первого хода ВРЧ: в две панели каждого бокового экрана (первую и вторую-счет от фронтовой стены) и в шесть панелей фронтового экрана. Далее среда поступает в два смесительных коллектора диаметром Ж325х38мм (12Х1МФ), а из них подводится к панелям второго хода ВРЧ: в две панели каждого бокового экрана и в шесть панелей заднего экрана.
От каждой из боковых панелей среда отводится одной трубой Ж159х18мм. От каждой панели заднего экрана среда отводится четырьмя трубами Ж89х14мм, которые образуют фестон. Вся среда после второго хода ВРЧ поступает в два смесительных коллектора Ж325х38мм, которые расположены в “шатре” над потолочным пароперегревателем. Трубы топочного фестона, образованного отводящими трубами заднего экрана ВРЧ, используются в качестве подвесных труб заднего экрана топки.
Из смесительных коллекторов за ВРЧ среда поступает в шесть раздающих коллекторов Ж194х22мм экранов конвективной шахты. Из каждого раздающего коллектора среда по трубам Ж133х15мм поступает в нижние коллекторы фронтового, заднего и боковых экранов. Подвод среды к каждому коллектору осуществляется одной трубой.
Среда, поступающая в задний экран конвективной шахты, проходит панели заднего экрана, панели потолочного экрана (шесть панелей) и дальше через выходные коллекторы потолка поступает в сборные коллекторы Ж325х38мм. Конструктивно, потолочный пароперегреватель выполнен заодно с задним экраном конвективной шахты.
Среда, поступающая в панели фронтового экрана конвективной шахты, частично поступает в трубы фестона, который образован продолжением каждой третьей трубы фронтового экрана конвективной шахты.Остальная часть среды из шести выходных коллекторов фронтовых панелей поступает в шесть панелей боковых экранов горизонтального газохода (по три панели на каждой из боковых стен) и затем поступает в сборные коллекторы Ж273х36мм за фестоном конвективной шахты. В эти сборные коллекторы подводится среда из панелей боковых экранов конвективной шахты (в каждый коллектор по три трубы). Сборные коллекторы за экранами конвективной шахты подключены к сборным коллекторам за потолочным пароперегревателем Ж325х38мм.
Из двух сборных коллекторов среда подается в смесительный коллектор Ж426х50мм, на котором установлена встроенная задвижка Dу325 и имеется байпас, на котором установлены два встроенных сепаратора и арматура.
После встроенной задвижки движение пара по тракту пароперегревателя выполнено двухпоточным, с перебросом пара с одной стороны котла на другую. После ВЗ пар поступает в два трубопровода (по числу потоков) Ж325х38мм, в которых установлены пароохладители первого впрыска перед ширмовым пароперегревателем. Из каждого коллектора, после первого впрыска, пар по семи трубам Ж133х15мм поступает в средние ширмы (всего 14 ширм).
Пар отводится от каждой из средних ширм одной трубой Ж133х15мм и поступает в коллектор-смеситель Ж325х38мм каждого потока. Из каждого из смесительных коллекторов пар по шести перепускным трубам Ж133х15мм поступает в шесть крайних ширм своего потока (всего 12 ширм).
После ШПП осуществляется переброс пара с одной стороны котла на другую и затем пар поступает в КППвд первой ступени, состоящей из шести блоков (по три блока на поток).
После КППвд первой ступени производится переброс пара на противоположную сторону котла. Далее пар идет во вторую ступень КППвд, состоящую из шести блоков.
Пройдя вторую ступень (выходную) КППвд, пар каждого потока по девяти трубам (по три от каждого блока) Ж159х22мм направляется в сборные коллекторы Ж377х70 мм своего потока. Из сборных коллекторов, через переходники, по двум трубопроводам Ж325х60мм осуществляется выход острого пара.
Все трубопроводы тракта высокого давления выполнены из стали 12Х1МФ.

1.2.2 Тракт низкого давления
Пар из ЦВД турбины подается к котлу двумя трубопроводами Ж465х19мм. Между двумя потоками имеется перемычка. Из подводящих трубопроводов пар поступает в два раздающих коллектора Ж465х30мм первой ступени КППнд. Пройдя змеевики КППнд-I и отводящие трубы, пар поступает в четыре выходных коллектора Ж465х30мм. Далее четырьмя перепускными трубопроводами Ж465х20мм, в каждом из которых установлен впрыскивающий пароохладитель, пар направляется в выходную ступень КППнд.
После пароохладителей пар поступает в четыре входных коллектора Ж465х30мм КППнд-II ст. и далее, пройдя обогреваемые трубы, направляется в четыре выходных коллектора Ж465х30мм.
Пар из вторичного пароперегревателя отводится четырьмя трубопроводами Ж465х30 мм, по два трубопровода на каждую из сторон котла - на выходе из котла эти трубопроводы объединяются попарно в два общих паропровода Ж630х40мм, по которым пар направляется в ЦСД турбины.
Трубопроводы входной ступени КППнд выполнены из стали 20, а выходной из стали 12Х1МФ.

1.3 Поверхности нагрева

Ширмовый пароперегреватель
Ширмовый пароперегреватель располагается в верхней части топочной камеры и состоит из одного ряда вертикальных ширм. В ряду установлено 26 ширм с шагом 598мм. Каждая ширма состоит из двух коллекторов: входного и выходного Ж159х28мми 37 параллельно включенных U-образных змеевиков из труб Ж32х6мм. Шаг труб в ширме-35мм.
Крепление труб в плоскости ширмы осуществляется путем вывода двух пар труб из плоскости ширмы и обвязки ими остальных змеевиков. Каждая пара обвязочных змеевиков скрепляется посредством упоров, изготовленных из полос толщиной 6мм.
В верхней части ширм, в месте прохода змеевиков ширм через потолок, трубы установлены в шахматном порядке в два ряда с шагом 70мм и к ним приварены гребенки, огибающие каждый змеевик с двух сторон. К гребенкам привариваются специальные листы, образующие уплотнительную коробку, которая наполняется термобетоном.

1.3.2 Конвективный пароперегреватель высокого давления
Конвективный пароперегреватель высокого давления расположен в горизонтальном газоходе и состоит из двух ступеней: входной и выходной. Конструктивно входная и выходная ступени КППвд выполнены одинаково. Каждая ступень состоит из шести блоков. Каждый блок состоит из двух коллекторов: одного входного и одного выходного, а также 19 трехзаходных, двухпетлевых пакетов змеевиков. Входные коллекторы I-ой ступени КППвд выполнены из труб Ж273х36мм, выходные коллекторы - из труб Ж273х60мм.
Входные и выходные коллекторы II ступени КППвд выполнены из труб Ж273х50мм и Ж273х60мм соответственно.
Змеевики I и II ступеней КППвд выполнены комбинированными: необогреваемая часть на входе в ступень из труб Ж42х7мм и на выходе из ступени из труб Ж52х11мм. Обогреваемая часть I ступени КППвд состоит из двух петель: одна из труб Ж42х7мм, а другая-из труб Ж42х7мм (12Х18Н12Т). Обогреваемая часть II ступени-из труб Ж42х7мм. Шаг между змеевиками-65мм. Шаг между пакетами змеевиков-138мм.
Блоки змеевиков подвешены при помощи хомутов, пропущенных под коллекторы, и пружинных подвесок к металлоконструкциям потолка. На расстоянии 360мм от оси труб ППП к змеевикам КППвд приварены уплотняющие гребенки и гнутые листы, образующие коробку. Коробка заполняется термобетоном и уплотняет места прохода змеевиков КППвд через ППП.

1.3.3 Конвективный пароперегреватель низкого давления
Конвективный пароперегреватель низкого давления КППнд состоит из двух ступеней: входной и выходной. Входная ступень КППнд расположена в конвективной шахте и в этом газоходе является первой по ходу газов поверхностью нагрева. Выходная ступень КППнд расположена в горизонтальном газоходе и является последней по ходу газов поверхностью нагрева в этом газоходе.
Входная ступень каждого потока состоит из одного входного и двух выходных коллекторов Ж465х30мм и 176 четырехзаходных змеевиков из труб Ж50х4мм. Входные коллекторы расположены внутри газохода параллельно фронту котла, а змеевики перпендикулярно фронту. Выходные коллекторы ступени расположены за пределами обогреваемой зоны над трубами потолочного пароперегревателя. Змеевики ступени после десяти ходов в пакете имеют далее вертикальные участки, располагающиеся в четыре ряда, которые проходят через ППП и входят в выходные коллекторы. Подвеска и дистанцирование змеевиков каждого потока ступени осуществляется при помощи двух рядов подвесных труб, к которым приварены специальные крюки.
Подвод среды к входным коллекторам осуществляется с торца. Движение среды в ступени-противоточное.
Выходная ступень КППнд выполнена двухпоточной. Каждый поток состоит из двух подпотоков. Конструктивно каждый поток состоит из одного входного и одного выходного коллекторов Ж465х30мм и 29 трехзаходных, трехпетлевых пакетов труб Ж60х6 мм. Последняя петля змеевиков в обогреваемой зоне выполнена из стали 12Х18Н12Т, а остальные петли-из стали 12Х1МФ.

1.3.4 Подвесная система конвективной шахты
В подвесную систему конвективной шахты входит 348 водоотводящих труб Ж36х6мм водяного экономайзера. Подвесные трубы расположены в два ряда параллельно фронту котла по 174 трубы в каждом ряду с шагом 92мм. По ширине котла каждый ряд подвесных труб состоит из шести блоков, расположенных в шахматной порядке. Таким образом, каждый ряд делится на два полуряда. В среднем каждый блок состоит из 29 труб, выходящих из каждого выходного коллектора водяного экономайзера.
Половина труб в блоке (через одну) имеют специальные крюки для крепления змеевиков пароперегревателя низкого давления. Вторая половина труб обеспечивает подвеску водяного экономайзера. Расстояние между трубами полуряда 450мм, расстояние от крайних подвесных труб до фронтовой (задней) стены опускного газохода 1000мм.
Трубы каждого ряда подвесной системы проходят через ППП и входят в шесть коллекторов Ж273х40мм. На расстоянии 360мм от оси труб ППП к подвесным трубам крепятся гребенки, к которым привариваются фигурные листы, образующие коробку. Коробка заполняется термобетоном, обеспечивая уплотнение прохода подвесных труб.

1.3.5 Водяной экономайзер
Водяной экономайзер расположен в нижней части конвективной шахты и является последней поверхностью нагрева по ходу газов. По высоте водяной экономайзер состоит из двух частей с разъемом между ними. Стыковка пакетов экономайзера производится при монтаже. Нижняя часть экономайзера состоит из шести блоков и четырех входных коллекторов Ж273х40мм.
Верхняя часть состоит из шести блоков и двенадцати выходных коллекторов Ж273х40 мм. Два средних блока каждой части состоят из 33 четырехзаходных пятиходовых пакетов змеевиков, состоящих из труб Ж32х6. Остальные четыре блока состоят из 34 таких же пакетов змеевиков. Шаг между пакетами змеевиков-80мм. Шаг между трубами в пакете-80мм. Дистанцирование труб водяного экономайзера осуществляется при помощи пяти рядов стоек, фигурные щеки которых охватывают змеевики с двух сторон. Два ряда стоек являются несущими, они в верхнем пакете при помощи планок привариваются к выходным коллекторам. Стойки нижнего пакета при помощи планок приварены к входным коллекторам. Таким образом осуществляется крепление пакетов экономайзера.

1.3.6 Регенеративный вращающийся воздухоподогреватель РВП-98Г
РВП-98Г представляет собой противоточный теплообменный аппарат для подогрева воздуха за счет тепла дымовых газов. Процесс теплообмена осуществляется путем нагрева набивки ротора в газовом потоке и ее охлаждения в воздушном потоке. Последовательное перемещение нагретой набивки из газового потока в воздушный осуществляется за счет вращения ротора.
Ротор воздухоподогревателя состоит из обечайки цилиндрической формы и Ж9864мм с толщиной стенки 12 мм и ступицы Ж1200мм. Ступица и обечайка соединены между собой радиальными ребрами, которые делят весь ротор на 24 равные части (сектора). Каждый сектор разделен по радиусу на 6 отсеков, в которых устанавливаются пакеты набивки. Набивка условно разделяется по высоте ротора на два слоя: “холодный” (нижний) и “горячий” (верхний).
“Холодный” слой состоит из пакетов эмалированной набивки (возможно применение неэмалированной и керамической набивки) с высотой листов 600мм. “Горячий” слой состоит по высоте из двух пакетов набивки (стальные листы толщиной 0,63 ё 0,70мм). Высота листов в нижнем пакете составляет 1000мм, в верхнем-1200мм. В средней части ротора на обечайке установлен цевочный обод. По обе стороны от цевочного обода к обечайке приварены 48 полос, параллельных оси ротора, на которых крепятся полосы аксиальных уплотнений.
Корпус воздухоподогревателя состоит из верхней и нижней крышек соединенных между собой 12 щитами пяти типоразмеров: 4 основных (несущих) щита, на которые передается вес балки верхней крышки (в двух из этих щитов вмонтированы плиты аксиальных уплотнений), 2 щита укрепленными на них приводами; 2 щита, имеющих люк для бокового выема холодных пакетов набивки; 4 промежуточных обшивочных щита.
Нижняя крышка состоит из балки и 4 секторов. К балке крышки крепятся плиты радиальных уплотнений с системой регулирования. На верхней крышке РВП на специальной раме установлена верхняя подшипниковая опора.
Радиальные, аксиальные и центральные уплотнения создают сплошной разделительный контур между газовой и воздушной сторонами. Уплотнение осуществляется установкой минимального зазора между уплотнительными поверхностями, расположенными на корпусе с одной стороны и на роторе с другой стороны.
Периферийные уплотнения установлены по периметру примыкания вращающегося ротора к крышкам корпуса. Регулировка зазора в уплотнениях производится при тепловой нагрузке и стабильном режиме работы котла в соответствии с инструкцией по эксплуатации.

1.4 Описание газовоздушного тракта котла

Подача воздуха в котлоагрегат осуществляется двумя дутьевыми вентиляторами типа ВДН-25х2-1. Производительность одного вентилятора 583000 м3/час, развиваемый напор-807 кгс/м2 (8,07кПа). В напорных коробах дутьевых вентиляторов установлены калориферы, в которых осуществляется предварительный подогрев воздуха входящего в РВП.
Воздух, подогретый в калориферах, поступает в воздухоподогреватели РВН-98Г, перед которыми установлены по два отключающих клапана размером 5500х2500 мм. Горячий воздух после воздухоподогревателей двумя коробами диаметром 4420 мм направляется к горелкам. Скорость воздуха в коробах находится в пределах 19ё22 м/с при номинальной нагрузке. На этих коробах установлено два отключающих клапана размером 2500х4300 мм.
Далее воздушный короб разделяется на четыре воздухопровода: два воздухопровода подают воздух на центральные каналы горелок верхнего и нижнего ярусов, расположенных на одной половине топки; два других воздухопровода подают периферийный воздух к тем же горелкам. Также выполнен подвод воздуха к восьми горелкам расположенным на другой половине топки.
Дымовые газы после водяного экономайзера двумя потоками поступают в общий короб и направляются к РВП. Перед РВП общий короб разделяется на два размером 5500х4000 мм, на каждом из которых, перед входом в РВП, установлены сдвоенные плотные клапаны размером 2800х4000 мм. В коробах на выходе из каждого РВП установлены сдвоенные плотные клапаны размером 5500х2500 мм.
После РВП дымовые газы направляются на всос дымососов двумя коробами, на которых установлены плотные клапаны размером 5500х2500 мм. Для работы в режиме с уравновешенной тягой, котлоагрегат оборудован двумя дымососами ДОД-31,5-ФГМ. Каждый дымосос имеет производительность 970000 м3/ч при температуре газов на всасе-100С и развивает напор 479 кгс/м2 (4,79 кПа). На всасывающих и напорных коробах дымососов установлены ремонтные заглушки.
Отбор дымовых газов на рециркуляцию осуществлен после водяного экономайзера. Газы рециркуляции двумя коробами Ж2000 мм, на которых установлены плотные клапаны Ж1800 мм, подаются на всос дымососов рециркуляции. Котлоагрегат оборудован двумя дымососами рециркуляции (ДРГ) типа ГД-31, каждый из которых имеет производительность 200000 м3/ч, при температуре газов на всосе 400С, и развивает напор 490 кгс/м2 (4,90 кПа). В коробах, до и после ДРГ, установлены ремонтные заглушки. В напорном коробе каждого ДРГ установлены последовательно два плотных клапана размером 2400х2000 мм, между которыми в напорный короб врезана перемычка размером 2400х2000 мм соединяющая оба нагнетательных тракта газов рециркуляции и служащая для регулирования расходов рециркулирующих газов по сторонам котла.
Газы рециркуляции двумя коробами (по одному с каждой стороны котла) подаются в воздухопроводы периферийного воздуха и далее смешанный поток направляется в периферийные каналы горелок.

2. Поверочный расчет котла

Выбор исходных данных

Расчетные характеристики топлива
Расчетное топливо - природный газ газопровода Москва - Саратов.
По справочной таблице [2, табл. П4.3] найдем расчетные характеристики топлива:
объемный состав газа: СН4 - 84,5%, С2Н6 - 3,8%, С3Н8 - 1,9%, С4Н10 - 0,9%, С5Н12 и более тяжелые - 0,3%, N2 - 7,8%, СО2 - 0,8%;
низшая теплота сгорания сухого газа - МДж/м3;
теоретические объемы воздуха и продуктов сгорания при нормальных условиях (0С и 0,1МПа): м3/м3, м3/м3, м3/м3, м3/м3, м3/м3.

2.1.2 Выбор температур и коэффициентов избытков воздуха
Для поверочного расчета обычно задаются температурой уходящих газов, которая впоследствии может уточняться. В рассчитываемом котле предусмотрена рециркуляция дымовых газов, с помощью которой можно производить регулирование, поэтому температуру уходящих газов считаем жестко заданной: Jух = 125С.
Рециркуляцию дымовых газов в первом приближении принимаем равной 0: rрц = 0.
Коэффициент избытка воздуха на выходе из топки для газоплотной топочной камеры при сжигании природного газа принимают [2, табл. 1.7]: .
Избыток воздуха, подаваемый в зону горения:

, так как присосы воздуха в газоплотную топочную камеру .

Поскольку котел экранирован газоплотными экранами также в переходной камере и конвективной шахте до водяного экономайзера (ВЭ), то присосы воздуха в расположенные там поверхности нагрева равны нулю, и коэффициенты избытка воздуха за соответствующими поверхностями равны:

.

Здесь и далее: ШПП - ширмовый пароперегреватель; КПП-1 - 1-я ступень конвективного пароперегревателя; КПП-2 - 2-я ступень конвективного пароперегревателя; КПП-2нд - 2-я ступень конвективного пароперегревателя низкого давления (промперегрев); КПП-1нд - 1-я ступень конвективного пароперегревателя низкого давления).
Присосы воздуха в водяной экономайзер и регенеративный воздухоподогреватель (РВП)[2, табл. 1.8]:

; ;
;
.

2.2 Расчет объемов и энтальпий воздуха и продуктов сгорания

Расчет объемов воздуха и продуктов сгорания
Расчет объемов воздуха и продуктов сгорания сведем в таблицу 2.1.

Таблица 2.1
Величина и формула
Топка
ШПП, КПП-1, КПП-2, КПП-2нд, КПП-1нд
ВЭ
РВП

Коэффициент избытка воздуха за поверхностью нагрева 1,051,051,071,27





Средний коэффициент избытка воздуха в поверхности нагрева aср
1,05
1,05
1,06
1,17

Действительный объем водяных паров, м3/м3, 2,1082,1082,1092,126





Полный объем газов, м3/м3, 10,73810,73810,73910,756





Объемная доля трехатомных газов 0,09690,09690,09680,0967





Объемная доля водяных паров0,19630,19630,19640,1977





Объемная доля трехатомных газов и водяных паров 0,29320,29320,29320,2944






2.2.2 Расчет энтальпий воздуха и продуктов сгорания
Расчет энтальпий воздуха и продуктов сгорания сведем в таблицу 2.2.

Таблица 2.2
Поверхность нагреваТемпература за поверхностью нагрева J, СЭнтальпия теоретического объема газа , кДж/м3Энтальпия теоретического объема воздуха
, кДж/м3Энтальпия действительного объема газа, кДж/м3





Топка, верхняя часть топки, фестон, ширмы, конвективный пароперегреватель высокого давления, промежуточный пароперегреватель a=1,05
2400
43886
35601
1780,05
45666,05


2200
39825
32372
1618,6
41443,6


2000
35785
29182
1459,1
37244,1


1800
31795
25996
1299,8
33094,8


1600
27863
22885
1144,25
29007,25


1400
23999
19774
988,7
24987,7


1200
20172
16705
835,25
21007,25


1100
18330
15190
759,5
19089,5


1000
16496
13674
683,7
17179,7


900
14671
12200
610
15281


800
12874
10764
538,2
13412,2


700
11112
9328
466,4
11578,4


600
9404
7900
395
9799


500
7746
6515
325,75
8071,75


400
6117
5158
257,9
6374,9

Водяной экономайзер aВЭ=1,07
500
7746
6515
456,05
8202,05


400
6117
5158
361,06
6478,06


300
4530
3835
268,45
4798,45

Воздухоподогреватель aРВП=1,27
200
2985
2537
684,99
3669,99


150
2232
1899
512,73
2744,73


100
1478
1260
340,2
1818,2


2.3 Тепловой баланс котла

Располагаемое тепло топлива
Так как в нашем случае отсутствует предварительный подогрев воздуха вне котельного агрегата, топливо - сухой газ, то располагаемая теплота [1, ф.5-02]:

МДж/м3=35800кДж/м3.

2.3.2 Потери теплоты в котельном агрегате
Потеря теплоты с уходящими газами определяется по формуле [2, ф.3.2]:

,

где Нух - энтальпия уходящих газов, определяем по табл. 2.2 при aух=1,27 и Jух = 125С:

Нух = 2281,47кДж/м3;

- энтальпия холодного воздуха на входе в котел, определяем при tх.в.=30С по формуле [2, ф.3.2]:

кДж/м3;
- потеря теплоты от механической неполноты сгорания, которая вместе с потерей от химического недожога при сжигании газа в котлах большой производительности принимается равной [2, табл. 4.6]:
+q4 = 0,1%, примем q3=q4=0,05%;
.

Потеря теплоты от наружного охлаждения через внешние поверхности котла принимается при номинальной производительности Dном> 900 т/час [1, п.5.10]: q5 = 0,2%.

2.3.3 Коэффициент полезного действия котла
Коэффициент полезного действия котла определяем по формуле:

%.

2.3.4 Количество теплоты полезно отданной в котле
Определяем по формуле:

,

Где Dпе - расчетная паропроизводительность котла, так как нагрузка 100%, топе = 1000 т/час = 278 кг/с;вт - расход вторично перегреваемого пара,вт= 800 т/час = 222 кг/с;пп - энтальпия перегретого пара, находим по термодинамическим таблицам при tпп=545С и Рпп= 255кг/см2 [3, табл.III]:пп= 3316,5 кДж/кг;пв - энтальпия питательной воды, находим по термодинамическим таблицам при tпв=270С и Рпв= 300кг/см2:пв= 1181,6кДж/кг;ўвт - энтальпия вторичного пара на входе в котел, находим по термодинамическим таблицам при tўвт=300С и Рўвт= 41кг/см2:ўвт= 2958,2кДж/кг;ўўвт - энтальпия вторичного пара на выходе из котла, находим по термодинамическим таблицам при tўўвт=542С и Рўўвт= 38,5кг/см2:
ўўвт= 3556,5кДж/кг;
кДж/с.

2.3.5 Расход топлива
Расход топлива, подаваемого в топку:

м3/с = 77100м3/час.

Так как потери теплоты с механическим недожогом очень малы, то расчетный расход топлива:

м3/с.

2.3.6 Коэффициент сохранения тепла

.

2.4 Тепловой расчет топочной камеры

Используя конструктивные данные котла, составим расчетную схему топки.


Рис. 2.1 - Схема топочной камеры

Расчет топки представим в таблице 2.3.

Таблица 2.3
Рассчитываемая величина
Обозна-чение
Размер-ность
Формула или обоснование
Расчет

Диаметр и толщина экранных труб
dxd
мм
По чертежу
32х6

Шаг труб
S1
мм
То же
46

Поверхности:





фронтовой стены

м2
По рис. 2.1
33,3.16,32=543,5

задней стены

І
То же


боковой стены

І
ІІ


пода
Fпод
І
ІІ
8,47.16,32=138,2

потолка
Fп
І
ІІ
3,2.16,32=52,2

выходного окна
Fвых
І
ІІ
(9+2,8+1,34).16,32=214,4

Суммарная поверхность стен топочной камеры
Fст
І
Fф+Fз+2Fб+Fпод+Fп+ +Fвых
543,5+442,9+2.233,5+138,2+52,2+214,4=1860

Объем топочной камеры

м3
По рис. 2.1
233,5.16,32=3811

Эффективная толщина излучающего слоя
s
м



Тепловое напряжение топочного объема
кВт/м3




Коэффициент избытка воздуха в топке

-
Принят ранее
1,05

Температура горячего воздуха
tг.в.
С
Задана
333

Энтальпия горячего воздуха
кДж/м3По табл. 2.24271,6




Тепло, вносимое воздухом в топку

кДж/м3



Полезное тепловыделение в топке

кДж/м3



Теоретическая температура горения

С
По табл. 2.2
2145С

Абсолютная теоретическая температура горения
Та
К
Jа+273
2418

Высота расположения горелок

м
По рис. 2.1


Высота топки (до середины выходного газового окна)
Нт
м
То же


Смещение максимума температур выше зоны горелок

-
При использовании вихревых горелок в несколько ярусов и D>110кг/с [2, с.40]
0,05

Относительное положение максимума температур по высоте топки
хт
-



Коэффициент
М
-



Температура газов на выходе из топки
СПринимаем предварительно1350




Абсолютная температура газов на выходе из топки
К1623




Энтальпия газа
кДж/м3По табл. 2.223993




Средняя суммарная теплоемкость продуктов сгорания
Vcср
кДж/(м3.К)



Давление в топке
р
МПа
принимаем
0,1

Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами





Коэффициент теплового излучения несветящихся газов

-



Соотношение между содержанием углерода и водорода в топливе
-




Коэффициент ослабления лучей сажистыми частицами





Коэффициент ослабления лучей светящимся факелом
k




Коэффициент теплового излучения светящейся части факела

-



Коэффициент, характеризующий долю топочного объема, заполненную светящейся частью факела
m
-
При сжигании газа и[2, табл. 4.9]0,1


Коэффициент теплового излучения факела

-



Угловой коэффициент экрана
х
-
Для плавниковых экранов
1

Условный коэффициент загрязнения поверхности
x
-
При сжигании газа и настенных мембранных экранах [2, табл. 4.8]
0,65

Коэффициент тепловой эффективности экрана
yэк
-
x.х
0,65

Температурный коэффициент
А
-
Для природного газа [2, с. 42]
700

Поправочный коэффициент на взаимный теплообмен газовых объемов верхней части топки и ширм
b
-



Условный коэффициент загрязнения поверхности входа в ширмы
xвых
-
x.b
0,65.0,52=0,338

Коэффициент тепловой эффективности выходной поверхности
yвых
-
xвых.х
0,338

Средний коэффициент тепловой эффективности
yср
-



Коэффициент теплового излучения топки

-



Значение для формулы расчетной температуры газов на выходе из топки
R
-



Расчетная температура газов на выходе из топки
СОтличается от ранее принятой менее, чем на 100С, следовательно второе приближение делать не нужно




Энтальпия газа
кДж/м3По табл. 2.224590




Количество тепла, воспринятое в топке
кДж/м3




Поверхность стен топки, занятая горелками
Fгор
м2
Из чертежа
14

Лучевоспринимающая поверхность нагрева экранов топки
Нл
м2



Средняя тепловая нагрузка поверхности нагрева топочных экранов

кВт/ м2




2.5 Расчет ширмового пароперегревателя

Расчет ширм представим в таблице 2.4.

Таблица 2.4
Рассчитываемая величина
Обозна-чение
Размер-ность
Формула или обоснование
Расчет

Диаметр и толщина труб
dxd
мм
По чертежу
32х6

Количество ширм

-
То же
26

Количество параллельно включенных труб
nтр
-
ІІ
37x26=962

Число ходов пара в ширмах
zxn
-
Из описания котла
2

Шаг между ширмами
s1
мм
По чертежу
598

Продольный шаг
s2
І
То же
35

Относительный поперечный шаг
s1
-
s1/d
598/32=18,7

Относительный продольный шаг
s2
-
s2/d
35/32=1,09

Высота ширм

м
По чертежу
2,8

Глубина ширм
с
І
То же
9

Угловой коэффициент
хш
-
[1, номогр.1а]
0,98

Поверхность нагрева ширм

м2
1284


Дополнительная поверхность нагрева в области ширм
Fдоп
І
По рис. 2.1


Поверхность входного окна
Fвх
І
По табл. 2.3
214,4

Лучевоспринимающая поверхность ширм
Fл.ш
м2



Дополнительная лучевоспринимающая поверхность
Fл.доп
І
214,4-199,5=14,9


Живое сечение для газов на входе в ширмы

І
По рис. 2.1и чертежу


Живое сечение для газов на выходе из ширм
Fўў
І
По рис. 2.1и чертежу


Среднее живое сечение для газов

І



Живое сечение для пара
fп
І



Эффективная толщина излучающего слоя
s
м



Температура газов на входе в ширмы
СИз расчета топки1380




Энтальпия
кДж/м3Из расчета топки24590




Коэффициент распределения тепловой нагрузки по высоте топки для ширм

-
[2, табл.4.10]
0,8

Лучистое тепло, воспринятое плоскостью входного сечения ширмQл.вхкДж/м3
(b и qл - из расчета топки)


Температура газов на выходе из ширм
СПринята предварительно1098




Абсолютная температура газов на выходе из ширм
Тшўў
К
1098+273
1371

Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами





Коэффициент теплового излучения несветящихся газов

-



Коэффициент ослабления лучей сажистыми частицами





Коэффициент ослабления лучей светящимся факелом
k




Коэффициент теплового излучения светящейся части факела
xсв
-



Коэффициент излучения газовой среды
x
-



Угловой коэффициент с входного на выходное сечение ширм

-



Поправочный коэффициент для учета излучения на пучок за ширмами
eп
-
[2, с.55]
0,7

Лучевоспринимающая поверхность, находящаяся за ширмами
Fл.вых
м2
По чертежу


Теплота, излучаемая из топки и ширм на поверхность за ширмами
Qл.вых
кДж/м3



Теплота, получаемая излучением из топки ширмами и дополнительными поверхностями
Qл.ш+доп
І
Qл.вх - Qл.вых
757-196=561

Количество лучистой теплоты, воспринятой излучением из топки ширмами
Qл.ш
І



Количество лучистой теплоты, воспринятой излучением из топки дополнительными поверхностями
Qл.доп
І
Qл.ш+доп - Qл.ш
561-522=39

Энтальпия газов на выходе из ширм при принятой температуре
Ншўў
І
По табл. 2.2
19051

Тепловосприятие ширм и дополнительных поверхностей по балансу
Qб.ш+доп
І
j(Ншў- Ншўў)
0,998(24590-19051) = 5528

Тепловосприятие ширм по балансу
Qб.ш
І
Принимаем предварительно 0,92Qб.ш+доп
0,92Ч5528=5086

Тепловосприятие дополнительных поверхностей по балансу
Qб.доп
І
Qб.ш+доп- Qб.ш
5528-5086 = 442

Расход воды на первый впрыск перед ширмовым пароперегревателем
DвпрI
кг/с
Принимаем
20

Расход воды на второй впрыск
DвпрII
кг/с
Принимаем
15

Температура пара перед первым впрыском
tўвпрI
С
Из схемы пароводяного тракта котла
421

Давление пара на входе в ширмы
рўш
МПа
рп+1,5
25,5+1,5 = 27

Энтальпия пара перед первым впрыском
hўвпрI
кДж/кг
[3, табл. III]
2700

Снижение энтальпии пара первым впрыском
DhвпрI
І



Энтальпия пара после первого впрыска
hўўвпрI
І
hўвпрI - DhвпрI
2700-115 = 2585

Температура пара там же
tўўвпрI
С
[3, табл. III]
409

Температура пара на входе в ширмы
tўш
І
tўш = tўўвпрI
409

Энтальпия пара там же
hўш
кДж/кг
hўш = hўўвпрI
2585

Прирост энтальпии пара в ширмах
Dhш
І



Энтальпия пара на выходе из ширм
hўўш
І
hўш+Dhш
2585+456=3041

Давление пара на выходе из ширм
рўўш
МПа
рп+1
25,5+1 = 26,5

Температура пара на выходе из ширм
tўўш
С
[3, табл. III]
476

Средняя температура пара

І



Средняя температура газа
J
І



Температурный напор
Dt
І
1239-443 = 794


Средняя скорость газов

м/с



Коэффициент теплоотдачи конвекцией

Вт/(м2.К)
[2, рис.6.4]
69,5.1.0,6.0,97=42

Коэффициент загрязнения
e
(м2.К) /Вт
При сжигании газа [2, табл.6.1]
0

Температура стенки
tст
С
tш+25
443+25 = 468

Коэффициент теплоотдачи излучением

Вт/(м2.К)
[2, рис.6.14]
265Ч0,25Ч0,97 = 64

Коэффициент использования ширмовых поверхностей
x
-
[2, рис.6.17]
0,85

Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке
a1
Вт/(м2.К)



Коэффициент теплопередачи
k
І
107


Тепловосприятие ширм по уравнению теплопередачи
Qт.ш
кДж/м3



Несходимость тепловосприятий ширм
dQш
%



Средняя температура в дополнительных поверхностях
tдоп
С
Принимаем
415

Тепловосприятие дополнительных поверхностей по уравнению теплопередачи
Qт.доп
кДж/м3



Несходимость тепловосприятий дополнительных поверхностейdQдоп%
допустимо



2.6 Расчет конвективного пароперегревателя высокого давления

Составим расчетную схему конвективного пароперегревателя


Рис. 2.2

Расчет конвективного пароперегревателя представим в таблице 2.5. Конструктивные данные для обоих ступеней одинаковы.

Таблица 2.5
Рассчитываемая величина
Обозна-чение
Размер-ность
Формула или обоснование
Расчет

Диаметр и толщина труб
dxd
мм
По чертежу
42х7

Расположение
-
-
То же
Коридорное

Количество параллельно включенных труб
n
-
ІІ
19x6х3=342

Поперечный шаг
s1
мм
По чертежу
138

Продольный шаг
s2
І
То же
65

Относительный поперечный шаг
s1
-
s1/d
138/42=3,3

Относительный продольный шаг
s2
-
s2/d
65/42=1,5

Число рядов по ходу газов
z2
-
По чертежу
12

Длина трубы
мТо же27,2




Поверхность нагрева ступени
Fкпп
м2



Живое сечение для газов

І
По рис. 2.1и чертежу


Живое сечение для пара
fп
І



Дополнительная поверхность нагрева в области КПП1
Fдоп1
І
По рис. 2.1


Дополнительная поверхность нагрева в области КПП2
Fдоп2
І
По рис. 2.1


Поверхность входного окна
Fвх
І
То же
16,32Ч6,8 = 111

Лучевоспринимающая поверхность ступени КПП1
Fл.кпп1
м2



Дополнительная лучевоспринимающая поверхность
Fл.доп
І
111-102 = 8


Эффективная толщина излучающего слоя
s
м



Расчет входной ступени

Температура газов на входе во входную ступень КПП
СИз расчета ширм1098




Энтальпия
кДж/м3Из расчета ширм19051




Теплота, получаемая излучением из топки и ширм КПП1 и дополнительными поверхностями
Qл.кпп1+доп
І
Из расчета ширм (считаем, что вся оставшаяся лучистая теплота из топки и ширм воспринимается входной ступенью КПП)
196

Количество лучистой теплоты, воспринятой поверхностью КПП1
Qл.кпп1
І



Количество лучистой теплоты, воспринятой дополнительными поверхностями
Qл.доп
І
Qл.кпп1+доп - Qл.кпп1
196-180 = 16

Температура газов на выходе из ступени КПП1
СПринимаем предварительно950




Энтальпия газов на выходе из ступени при принятой температуре
Нўў
кДж/м3
По табл. 2.2
16230

Тепловосприятие КПП1 и дополнительных поверхностей по балансу
Qб.кпп1+доп
І
j(Нў- Нўў)
0,998(19051 - 16230) = 2815

Тепловосприятие КПП1 по балансу
Qб.кпп1
І
Принимаем предварительно 0,9Qб.кпп1+доп
0,9Ч2815=2534

Тепловосприятие дополнительных поверхностей по балансу
Qб.доп
І
Qб.кпп1+доп- Qб.кпп1
2815 - 2534 = 281

Температура пара на входе в ступень

С
Из расчета ширм
476

Энтальпия пара там же

кДж/кг
То же
3041

Прирост энтальпии пара в ступени КПП1
Dh
І



Энтальпия пара на выходе из ступени
hўў
І
hў+Dh
3041+221=3262

Давление пара на выходе из КПП1
рўў
МПа
рп+0,5
25,5+0,5 = 26

Температура пара на выходе из ступени
tўў
С
[3, табл. III]
531

Средняя температура пара
t
І



Средняя температура газа
J
І



Температурный напор
Dt
І
1024-503 = 521


Средняя скорость газов

м/с



Коэффициент теплоотдачи конвекцией

Вт/(м2.К)
[2, рис.6.4]
77.1.0,91.1,02=71

Коэффициент загрязнения
e
(м2.К) /Вт
При сжигании газа [2, табл.6.1]
0

Средняя абсолютная температура газа
Т
К
1024+273
1297

Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами





Коэффициент излучения газовой среды
x
-



Температура стенки
tст
С
t+25
503+25 = 528

Коэффициент теплоотдачи излучением

Вт/(м2.К)
[2, рис.6.14]
240Ч0,13Ч0,97 = 30

Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке
a1
І



Коэффициент тепловой эффективности
y
-
[2, табл.6.5]
0,85

Коэффициент теплопередачи
k
Вт/(м2.К)
0,85Ч101 = 86


Тепловосприятие входной ступени КПП по уравнению теплопередачи
Qт.кпп1
кДж/м3



Несходимость тепловосприятий ступениdQкпп1%
допустимо


Средняя температура в дополнительных поверхностях
tдоп
С
Принимаем
415

Тепловосприятие дополнительных поверхностей по уравнению теплопередачи
Qт.доп
кДж/м3



Несходимость тепловосприятий дополнительных поверхностейdQдоп%
допустимо


Расчет выходной ступени

Температура газов на входе в выходную ступень КПП
СИз расчета входной ступени950




Энтальпия
кДж/м3Из расчета ширм16230




Температура газов на выходе из ступени КПП2
СПринимаем предварительно850




Энтальпия газов на выходе из ступени при принятой температуре
Нўў
кДж/м3
По табл. 2.2
14347

Тепловосприятие КПП2 и дополнительных поверхностей по балансу
Qб.кпп2+доп
І
j(Нў- Нўў)
0,998(16230 - 14347) = 1879

Тепловосприятие КПП2 по балансу
Qб.кпп2
І
Принимаем предварительно 0,92Qб.кпп2+доп
0,92Ч1879=1729

Тепловосприятие дополнительных поверхностей по балансу
Qб.доп
І
Qб.кпп1+доп- Qб.кпп1
1879 - 1729 = 150

Температура пара на выходе из ступени
tўў
С
Задана
545

Давление пара на выходе из ступени
рўў
МПа
Задано
25,5

Энтальпия пара там же
hўў
кДж/кг
[3, табл. III]
3317

Прирост энтальпии пара в ступени КПП2
Dh
І



Энтальпия пара на входе в ступень

І
hўў-Dh
3317-133=3184

Давление пара на входе в КПП2
рў
МПа
Из расчета первой ступени
26

Температура пара на входе в ступень

С
[3, табл. III]
509

Энтальпия пара перед вторым впрыском
hўвпр2
кДж/кг
Равна энтальпии пара на выходе из КПП1
3262

Уменьшение энтальпии вторым впрыском
Dhвпр2
кДж/кг
hўвпр2- hў
3262-3184=78

Уточним расход пара на второй впрыск
DвпрII
кг/с



Средняя температура пара
t
І



Средняя температура газа
J
І



Температурный напор
Dt
І
900-527 = 373


Средняя скорость газов

м/с



Коэффициент теплоотдачи конвекцией

Вт/(м2.К)
[2, рис.6.4]
74.1.0,91.1,03=69

Коэффициент загрязнения
e
(м2.К) /Вт
При сжигании газа [2, табл.6.1]
0

Средняя абсолютная температура газа
Т
К
900+273
1173

Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами





Коэффициент излучения газовой среды
x
-



Температура стенки
tст
С
t+25
527+25 = 552

Коэффициент теплоотдачи излучением

Вт/(м2.К)
[2, рис.6.14]
210Ч0,14Ч0,96 = 28

Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке
a1
І



Коэффициент тепловой эффективности
y
-
[2, табл.6.5]
0,85

Коэффициент теплопередачи
k
Вт/(м2.К)
0,85Ч97 = 82


Тепловосприятие выходной ступени КПП по уравнению теплопередачи
Qт.кпп2
кДж/м3



Несходимость тепловосприятий ступениdQкпп2%
допустимо


Средняя температура в дополнительных поверхностях
tдоп
С
Принимаем
415

Тепловосприятие дополнительных поверхностей по уравнению теплопередачи
Qт.доп
кДж/м3



Несходимость тепловосприятий дополнительных поверхностейdQдоп%
допустимо



2.7 Расчет выходной ступени конвективного пароперегревателя низкого давления

Составим расчетную схему КППнд-2.


Рис. 2.3

Расчет выходной ступени конвективного пароперегревателя низкого давления представим в таблице 2.6.

Таблица 2.6
Рассчитываемая величина
Обозначение
Размерность
Формула или обоснование
Расчет

Диаметр и толщина труб
dxd
мм
По чертежу
60х6

Расположение
-
-
То же
Коридорное

Количество параллельно включенных труб
n
-
ІІ
29x4х3=348

Поперечный шаг
s1
мм
По чертежу
138

Продольный шаг
s2
І
То же
72

Относительный поперечный шаг
s1
-
s1/d
138/60=2,3

Относительный продольный шаг
s2
-
s2/d
72/60=1,2

Число рядов по ходу газов
z2
-
По чертежу
18

Длина трубы
мТо же40,8




Поверхность нагрева ступени
Fкнд-2
м2



Живое сечение для газов

І
По рис. 2.1и чертежу


Живое сечение для пара
fп
І



Дополнительная поверхность нагрева в области КППнд-2
Fдоп
І
По рис. 2.1


Эффективная толщина излучающего слоя
s
м



Температура газов на входе в выходную ступень КППнд
СИз расчета КПП2850




Энтальпия
кДж/м3Из расчета ширм14347




Температура газов на выходе из ступени КППнд-2
СПринимаем предварительно710




Энтальпия газов на выходе из ступени при принятой температуре
Нўў
кДж/м3
По табл. 2.2
11762

Тепловосприятие КППнд-2 и дополнительных поверхностей по балансу
Qб.кнд2+доп
І
j(Нў- Нўў)
0,998(14347 - 11762) = 2580

Тепловосприятие КППнд-2 по балансу
Qб.кнд2
І
Принимаем предварительно 0,95Qб.кнд2+доп
0,95Ч2580=2451

Тепловосприятие дополнительных поверхностей по балансу
Qб.доп
І
Qб.кнд2+доп- Qб.кнд2
2580 - 2451 = 129

Температура пара на выходе из ступени
tўўвп
С
Задана
542

Давление пара на выходе из ступени
рўўвп
МПа
Задано
3,85

Энтальпия пара там же
hўўвп
кДж/кг
[3, табл. III]
3543

Прирост энтальпии пара в ступени КППнд2
Dh
І



Энтальпия пара на входе в ступень
hўвп
І
hўўвп-Dh
3543-236=3307

Давление пара на входе в КППнд2
рўвт
МПа
Задано
4,1

Температура пара на входе в ступень
tўвп
С
[3, табл. III]
440

Средняя температура пара
tвп
І



Средняя температура газа
J
І



Температурный напор
Dt
І
780-491 = 289


Средняя скорость газов

м/с



Коэффициент теплоотдачи конвекцией

Вт/(м2.К)
[2, рис.6.4]
75.1.0,83.1,04=65

Коэффициент загрязнения
e
(м2.К) /Вт
При сжигании газа [2, табл.6.1]
0

Средняя абсолютная температура газа
Т
К
780+273
1053

Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами





Коэффициент излучения газовой среды
x
-



Температура стенки
tст
С
t+25
491+25 = 516

Коэффициент теплоотдачи излучением

Вт/(м2.К)
[2, рис.6.14]
165Ч0,12Ч0,95 = 19

Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке
a1
І



Средний удельный объем пара
u
м3/кг
[3, табл. III]
0,0858

Средняя скорость пара
wп
м/с



Коэффициент теплопередачи от стенки к пару
a2
Вт/(м2.К)
[2, рис.6.7]
1400Ч0,91 = 1274

Коэффициент тепловой эффективности
y
-
[2, табл.6.5]
0,85

Коэффициент теплопередачи
k
Вт/(м2.К)



Тепловосприятие выходной ступени КППнд по уравнению теплопередачи
Qт.кнд2
кДж/м3



Несходимость тепловосприятий ступениdQкпп2%
допустимо


Средняя температура в дополнительных поверхностях
tдоп
С
Принимаем
405

Тепловосприятие дополнительных поверхностей по уравнению теплопередачи
Qт.доп
кДж/м3



Несходимость тепловосприятий дополнительных поверхностей
dQдоп
%
допустимо



2.8 Расчет поворотной камеры

Составим расчетную схему поворотной камеры.
Расчет поворотной камеры представим в таблице 2.7.


Рис. 2.4

Таблица 2.7
Рассчитываемая величина
Обозначение
Размерность
Формула или обоснование
Расчет

Вертикальные трубы КППнд-1:





диаметр и толщина труб
dxd
мм
По чертежу
50х4

количество
n
-
То же
1408

поверхность нагрева
Fверт
м2



Подвесные экономайзерные трубы:





диаметр и толщина труб
dxd
мм
По чертежу
36х6

количество
n
-
То же
348

поверхность нагрева
Fподв
м2



Поверхности нагрева:





входного окна
Fвх
м2
По рис. 2.4
6,8Ч16,32 = 111

выходного окна
Fвых
І
І
6,35Ч16,32 = 104

боковых стен

І
І
2(8,5Ч6,35+6,8Ч0,65) = 117

потолка, задней стены и фронтовой
Fпот
І
І
16,32Ч(7+8,5+1,7+0,65) = 291

экранов поворотной камеры
Fэкр
І
Fб+Fпот
117+291 = 408

Поверхность ограждающих стен и подвесных труб
F
І
Fверт+Fподв+Fвх+Fвых+Fэкр
940+335+111+104+408=1898

Объем поворотной камеры
V
м3
По рис. 2.4
16,32Ч(117/2) = 955

Эффективная толщина излучающего слоя
s
м



Живое сечение для среды в вертикальных трубах
fверт
м2



То же в подвесных экономайзерных трубах
fподв
І



Живое сечение для газов в вертикальных трубах
Fг.верт
І



То же в подвесных экономайзерных трубах
Fг.подв
І
То же


Температура газов на входе
СИз расчета КППнд-2710




Энтальпия
кДж/м3То же11762




Температура газов на выходе из поворотной камеры
СПринимаем предварительно630




Энтальпия газов на выходе при принятой температуре
Нўў
кДж/м3
По табл. 2.2
10333

Тепловосприятие экранов, вертикальных труб КППнд2 и подвесных экономайзерных труб

І
j(Нў- Нўў)
0,998(11762 - 10333) = 1429

Средняя температура газа
J
С



Средняя скорость газов в сечении подвесных экономайзерных труб
wг.под
м/с



Коэффициент теплоотдачи конвекцией в подвесных экономайзерных трубах
aк.под
Вт/(м2.К)
[2, рис.6.4]
47.0,91.1.1,05= 45

Средняя скорость газов в сечении вертикальных труб
wг.верт
м/с



Коэффициент теплоотдачи конвекцией к вертикальным трубам
aк.верт
Вт/(м2.К)
[2, рис.6.4]
51.0,91.1.1,05= 49

Средняя температура пара в экранах
tэкр
С
Принимаем
405

Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами





Коэффициент излучения газовой среды
x
-



Температура наружной поверхности экранных труб
tст
С
tэкр+25
405+25 = 430

Коэффициент теплоотдачи излучением к экранам поворотной камеры
aл.экр
Вт/(м2.К)
[2, рис.6.14]
115Ч0,38Ч0,95 = 42

Тепловосприятие экранов по уравнению теплопередачи
Qт.экр
кДж/м3



Средняя температура среды в подвесных экономайзерных трубах
tподв
С
Принимаем
320

Температура наружной поверхности подвесных труб
tст
С
tподв+25
320+25 = 345

Коэффициент теплоотдачи излучением к подвесным трубам
aл.подв
Вт/(м2.К)
[2, рис.6.14]
104Ч0,38Ч0,95 = 38

Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке подвесных труб
a1подв
І



Тепловосприятие подвесных экономайзерных труб по уравнению теплопередачи
Qт.подв
кДж/м3



Средняя температура среды в вертикальных трубах КППнд1
tверт
С
Принимаем равной температуре пара на входе в выходную ступень КППнд
440

Температура наружной поверхности подвесных труб
tст
С
tверт+25
440+25 = 465

Коэффициент теплоотдачи излучением к вертикальным трубам КППнд1
aл.подв
Вт/(м2.К)
[2, рис.6.14]
122Ч0,38Ч0,95 = 44

Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке вертикальных труб КППнд1
a1верт
І



Тепловосприятие вертикальных труб КППнд1 по уравнению теплопередачи
Qт.верт
кДж/м3



Суммарное тепловосприятие экранов, подвесных экономайзерных труб и вертикальных труб по уравнению теплопередачи

І
Qт.экр+ Qт.подв+ Qт.верт
192+422+837 = 1451

Необходимость тепловосприятий поворотной камерыdQ%
допустимо



2.9 Расчет входной ступени конвективного пароперегревателя низкого давления

Расчет входной ступени конвективного пароперегревателя низкого давления представим в таблице 2.8.

Таблица 2.8
Рассчитываемая величина
Обозна-чение
Размер-ность
Формула или обоснование
Расчет

Диаметр и толщина труб
dxd
мм
По чертежу
50х4

Расположение
-
-
То же
Коридорное

Количество параллельно включенных труб
n
-
ІІ
176x4=704

Поперечный шаг
s1
мм
По чертежу
90

Продольный шаг
s2
І
То же
128

Относительный поперечный шаг
s1
-
s1/d
90/50=1,8

Относительный продольный шаг
s2
-
s2/d
128/50=2,6

Число рядов по ходу газов
z2
-
По чертежу
40

Длина трубы
мТо же42




Поверхность нагрева ступени
Fкнд-1
м2



Живое сечение для газов

І
По рис. 2.1и чертежу


Живое сечение для пара
fп
І



Дополнительная поверхность нагрева в области КППнд-1
Fдоп
І
По рис. 2.1


Эффективная толщина излучающего слоя
s
м



Температура газов на входе в выходную ступень КППнд
СИз расчета поворотной камеры630




Энтальпия
кДж/м3То же10333




Температура газов на выходе из ступени КППнд-1
СПринимаем предварительно490




Энтальпия газов на выходе из ступени при принятой температуре
Нўў
кДж/м3
По табл. 2.2
8030

Тепловосприятие КППнд-1 и дополнительных поверхностей по балансу
Qб.кнд1+доп
І
j(Нў- Нўў)
0,998(10333 - 8030) = 2303

Тепловосприятие КППнд-1 по балансу
Qб.кнд1
І
Принимаем предварительно 0,97Qб.кнд1+доп
0,97Ч2303=2234

Тепловосприятие дополнительных поверхностей по балансу
Qб.доп
І
Qб.кнд1+доп- Qб.кнд1
2303 - 2234 = 69

Температура пара на входе в ступень
tўвп
С
Задана
300

Давление пара на входе в ступень
рўвп
МПа
Задано
4,1

Энтальпия пара там же
hўвп
кДж/кг
[3, табл. III]
2958

Расход воды на впрыск перед выходной ступенью КППнд
Dвпр
кг/с
Принимаем
10

Прирост энтальпии пара в ступени КППнд1
Dh
кДж/кг



Энтальпия пара на выходе из ступени
hўўвп
І
hўвп + Dh
2958+288=3246

Давление пара на выходе из КППнд1
рўвт
МПа
Задано
4

Температура пара на выходе из ступени
tўўвп
С
[3, табл. III]
410

Прирост энтальпии пара в вертикальных трубах КППнд1
Dhверт
кДж/кг



Энтальпия пара перед пароохладителем
hўвпр
І
hўўвп + Dhверт
3246+106 = 3352

Температура пара там же
tўвпр
С
[3, табл. III]
460

Уточним расход пара на впрыск
Dвпр
кг/с



Средняя температура пара
tвп
І



Средняя температура газа
J
І



Температурный напор
Dt
І



Средняя скорость газов

м/с



Коэффициент теплоотдачи конвекцией

Вт/(м2.К)
[2, рис.6.4]
76.1.0,8.1,05=64

Коэффициент загрязнения
e
(м2.К) /Вт
При сжигании газа [2, табл.6.1]
0

Средняя абсолютная температура газа
Т
К
565+273
838

Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами





Коэффициент излучения газовой среды
x
-



Температура стенки
tст
С
t+25
355+25 = 380

Коэффициент теплоотдачи излучением

Вт/(м2.К)
[2, рис.6.14]
85Ч0,18Ч0,94 = 14

Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке
a1
І



Средний удельный объем пара
u
м3/кг
[3, табл. III]
0,0693

Средняя скорость пара
wп
м/с



Коэффициент теплопередачи от стенки к пару
a2
Вт/(м2.К)
[2, рис.6.7]
1000Ч0,9 = 840

Коэффициент тепловой эффективности
y
-
[2, табл.6.5]
0,85

Коэффициент теплопередачи
k
Вт/(м2.К)



Тепловосприятие входной ступени КППнд по уравнению теплопередачи
Qт.кнд1
кДж/м3



Несходимость тепловосприятий ступениdQкнд1%
допустимо


Средняя температура в дополнительных поверхностях
tдоп
С
Принимаем
405

Тепловосприятие дополнительных поверхностей по уравнению теплопередачи
Qт.доп
кДж/м3



Несходимость тепловосприятий дополнительных поверхностейdQдоп%
допустимо



2.10 Расчет водяного экономайзера

Расчет водяного экономайзера представим в таблице 2.9.

Таблица 2.9
Рассчитываемая величина
Обозна-чение
Размер-ность
Формула или обоснование
Расчет

Диаметр и толщина труб
dxd
мм
По чертежу
32х6

Расположение
-
-
То же
Коридорное

Количество параллельно включенных труб
n
-
ІІ
202x4=808

Поперечный шаг
s1
мм
По чертежу
80

Продольный шаг
s2
І
То же
80

Относительный поперечный шаг
s1
-
s1/d
80/32=2,5

Относительный продольный шаг
s2
-
s2/d
80/32=2,5

Число рядов по ходу газов
z2
-
По чертежу
40

Длина трубы
мТо же54




Поверхность нагрева ступени
Fвэ
м2



Живое сечение для газов

І
По рис. 2.1и чертежу


Живое сечение для пара
fп
І



Эффективная толщина излучающего слоя
s
м



Температура газов на входе в ВЭ
СИз расчета КППнд-1490




Энтальпия
кДж/м3То же8030




Температура газов на выходе из ВЭ
СПринимаем предварительно390




Энтальпия газов на выходе из ступени при принятой температуре
Нўў
кДж/м3
По табл. 2.2
6310

Тепловосприятие ВЭ по балансу
Qб.вэ
І
j(Нў- Нўў)
0,998(8030 - 6310) = 1717

Температура воды на входе в ступень

С
Задана
270

Давление воды на входе в ступень
рў
МПа
принимаем
30

Энтальпия пара там же

кДж/кг
[3, табл. III]
1181,6

Прирост энтальпии воды в ВЭ
Dh
кДж/кг



Энтальпия воды на выходе из ступени
hўў
І
hў + Dh
1181,6+152=1333,6

Давление воды на выходе из ВЭ
рўў
МПа
Задано
29,5

Температура воды на выходе из ступени
tўў
С
[3, табл. III]
302

Средняя температура воды
t
І



Средняя температура газа
J
І



Температурный напор
Dt
І



Средняя скорость газов

м/с



Коэффициент теплоотдачи конвекцией

Вт/(м2.К)
[2, рис.6.4]
69.1.0,8.1,05=58

Коэффициент загрязнения
e
(м2.К) /Вт
При сжигании газа [2, табл.6.1]
0

Средняя абсолютная температура газа
Т
К
440+273
713

Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами





Коэффициент излучения газовой среды
x
-



Температура стенки
tст
С
t+25
286+25 = 311

Коэффициент теплоотдачи излучением

Вт/(м2.К)
[2, рис.6.14]
54Ч0,16Ч0,93 = 8

Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке
a1
І



Коэффициент тепловой эффективности
y
-
[2, табл.6.5]
0,85

Коэффициент теплопередачи
k
Вт/(м2.К)



Тепловосприятие водяного экономайзера по уравнению теплопередачи
Qт.вэ
кДж/м3



Несходимость тепловосприятий ступениdQвэ%
допустимо



2.11 Расчет регенеративного воздухоподогревателя

Расчет регенеративного воздухоподогревателя представим в таблице 2.10. Расчет будем вести без разбивки на холодную и горячую части (это допускается при курсовом проектировании). При этом коэффициенты теплопередачи рассчитываем по средним скоростям воздуха и газов.

Таблица 2.10
Рассчитываемая величина
Обозначение
Размерность
Формула или обоснование
Расчет

Диаметр ротора
D
мм
По чертежу
9864

Диаметр ступицы
d
І
То же
1200

Количество воздухоподогревателей на котел
n
-
То же
2

Доли поверхности, омываемые газами и воздухом
х1= х2

[2, табл.5.10]
0,375

Эквивалентный диаметр

мм
[2, с. 131]
9,6

Среднее проходное сечение для газов и воздуха
Fг= Fв
м2
[2, табл.5.10]
29

Поверхность нагрева
F
І
[2, табл.5.9]
2Ч73150 = 146300

Температура воздуха на входе в РВП

С
Задана
30

Энтальпия воздуха там же
кДж/м3По табл. 2.2377




Температура воздуха на выходе из РВП
tўў
С
Задана
333

Энтальпия воздуха там же
кДж/м3По табл. 2.24272




Отношение среднего количества воздуха в ВП к теоретически необходимому
bвп
-



Температура газов на входе в РВП
СИз расчета водяного экономайзера390




Энтальпия
кДж/м3То же6310




Тепловосприятие РВП по балансу
Qб.вп
І
1,15(4272 - 377) = 4479


Энтальпия газов на выходе
І




Температура газов там же
СПо табл. 2.2123




Средняя температура воздуха
t
І



Средняя температура газа
J
І



Температурный напор
Dt
І
257-182 = 75


Средняя температура стенки
tст
І



Средняя скорость газов

м/с



Средняя скорость воздуха

І



Коэффициент теплоотдачи от газа к стенке
a1
Вт/(м2.К)
[2, рис.6.11]
34.1,5.1,12.1=57

Коэффициент теплоотдачи от стенки к воздуху
a2
І
[2, рис.6.11]
32.1,5.1.1=48

Коэффициент тепловой эффективности
y
-
[2, табл.6.5]
0,9

Коэффициент теплопередачи
k
Вт/(м2.К)



Тепловосприятие РВП по уравнению теплопередачи
Qт.вп
кДж/м3



Несходимость тепловосприятий ступениdQвэ%
допустимо



2.12 Уточнение теплового баланса

Потеря теплоты с уходящими газами:

.

Коэффициент полезного действия котла:

%.

Расчетный расход топлива:

м3/с = 77100м3/час.

Невязка теплового баланса:



Относительная невязка баланса:

,

Допустимая невязка баланса - 0,5%.
На этом поверочный расчет котла закончен.

Список использованной литературы

1. Тепловой расчет котельных агрегатов (Нормативный метод) /Под ред. Н.В. Кузнецова и др., М.: Энергия, 1973.
. Липов Ю.М. и др. Компоновка и тепловой расчет парового котла: Учебное пособие для вузов / Ю.М. Липов, Ю.Ф. Самойлов, Т.В. Виленский. - М.: Энергоатомиздат, 1988.
. Александров А.А., Григорьев Б.А. Таблицы теплофизических свойств воды и водяного пара: Справочник. - М.: Издательство МЭИ, 1999.
X