На бирже курсовых и дипломных проектов можно найти готовые бесплатные и платные работы или заказать написание уникальных курсовых работ, дипломов, лабораторных работ, контрольных работ, диссертаций, рефератов по самым низким ценам. Добавив заявку на написание требуемой для вас работы, вы узнаете реальную стоимость ее выполнения.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Быстрая помощь студентам

 

Работа № 100557


Наименование:


Курсовик Расчет котла Е 600 140 ГМ

Информация:

Тип работы: Курсовик. Добавлен: 14.11.2016. Сдан: 2016. Страниц: 29. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


Министерств образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
Южно-Уральский государственный университет
(национальный исследовательский университет)
Факультет «Теплоэнергетический»
Кафедра «Тепловые станции»


Расчет котла Е – 600 – 140 ГМ

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
К КУРСОВОЙ РАБОТЕ
по дисциплине
«Котельное оборудование»


?
Содержание
Материальный баланс топочного устройства 3
Определение энтальпии и температуры продуктов сгорания 4
Тепловой баланс котельного агрегата 4
Расход газообразных продуктов химической технологии 6
Компоновка топочной камеры 6
Температура газов в топке 8
Определение полного потока излучения 8
Компоновка горелок в топке 10
Определение времени пребывания газов в топке 10
Эксергетический баланс и эксергетический КПД Брутто 11
11. Распределение температур и тепловосприятий в элементах котла 13
12. Тепловой расчёт и компоновка водяного экономайзера 14
13. Расчёт холодного пакета (ХП) Пароперегревателя 17
14. Расчёт горячего пакета (ГП) пароперегревателя 20
15. Расчёт ширмового пароперегревателя 24
16. Баланс тепловосприятия котельной установки 28


Расчет котла Е – 600 – 140 ГМ

Исходные данные
Тип и параметры котельной установки:
Е – 600 – 140 ГМ
tп.п. = 570оС
qv = 0,22 МВт/м3
QF = 3,3 МВт/м2
?ух = 130 оС
?m = 1,03
tп.в. = 270 оС
р = 14 МПа
D = 600 т/ч = 166,67 кг/с
Dпр= 1,667 кг/с
Процентный состав топлива:
Газ
СН4 – 85,8; С2Н6 – 0,2; С3Н8 – 0,1; С4Н10 – 0,1; N2 – 13,7; СО2 – 0,1;
Qрн= 30,97640 МДж/м3

1 Материальный баланс топочного устройства
Расчёт производится для одного нормального кубометра газообразного горючего на основе материального баланса процесса горения.

1 Теоретический объём воздуха, необходимый для сжигания одного кубометра газообразного горючего

V0в=0,0476?[0,5CO+0,5H2+1,5H2S+?(m+n/4)Cm Hn - O2]
V0в =0,0476?[(1+4/4)·85,8+(2+6/4)·0,2+(3+8/4)·0,1+(4+10/4)·0,1]= 8,256 м3 .
2 Действительный объем воздуха
Vв=?mV0в=1,03·8,256=8,504 м3.
3 Теоретический объем сухих трёхатомных газов
VRО2=0,01(СО2+СН4 + 2С2Н6 + 3С3 Н8 + 4С4Н10)
VRО2=0,01(0,1+85,8+ 2·0,2+3·0,1+4·0,1)= 0,87 м3.
4 Теоретический объём азота
V0N2=0,79V0в +0,01N2= 0,79?8,256+0,01?13,7=6,659 м3.
5 Теоретический объем сухих продуктов сгорания
V0с= VRО2+ V0N2=0,87+6,659= 7,529 м3.

6 Действительный объем сухих продуктов сгорания
Vс= V0с+(?m-1) V0в= 7,529+(1,03-1)? 8,256=7,777 м3.
7 Объём водяных паров в продуктах сгорания
VН2О=0,01?[ ?(n/2?СmНn)+0,124dг]+0,0161??m?V0в
где dг =0,01 кг/м3 – влагосодержание газообразного топлива VН2О=0,01?(2?85,8+3?0,2+4?0,1+5?0,1+0,124?0,01)+0,0161?1,03?8,256=1,868 м3.
8 Полный объём продуктов сгорания
V=Vc+VH20= 7,777 +1,868=9,645 м3.
2 Определение энтальпии и температуры продуктов сгорания
1 Коэффициенты для определения изобарно – объемной теплоемкости продуктов сгорания
А=1,713VRО2+1,287(?m – 1) V0в +1,28V0N2+1,473VН2О.
В=4,723·10-4·VRО2+1,2012·10-4(? m – 1) V0в +1,1066·10-4V0N2+2,498·10-4VН2О.

А=1,713·0,87 +1.287(1,03 – 1) ·8,256 +1,28·6,659 +1,473·1,868 = 13,084.
В=4,723·10-4·0,87 +1,2012·10-4(1,03 – 1) 8,256 +1,1066·10-4·6,659 +2,498·10-4·1,868 = = 1,644·10-3 .
2 Изобарная теплоёмкость продуктов сгорания
Ср.п.с.=А+В ?ух=13,084+1,644·10-3·130= 13,298 кДж/(м3 ?С)
3 Энтальпия продуктов сгорания
Нп.с= Ср.п.с??ух= 13,298?130=1728,74 кДж/м3.

3 Тепловой баланс котельного агрегата
Принимая вносимую в котел теплоту с газообразными продуктами химической технологии за 100%, можно представить в виде следующего выражения:
100% =q1 + q2+ q3+ q4+ q5+ q6 ,
где q1 – доля полезно используемой теплоты (КПД котла), %;
q2 – доля теплоты, теряемая с уходящими газами, %;
q3 – доля теплоты, теряемая от химического недожога топлива, %;
q4 – доля теплоты, теряемая от механического недожога топлива (для газообразных топлив принимается равным нулю), %;
q5 – доля теплоты, теряемая вследствие теплообмена с окружающей средой, %;
q6 – доля теплоты, теряемая с физической теплотой шлаков, %.

1 Энтальпия воздуха в расчёте на 1 м3 топлива при температуре воздуха на входе в котельный агрегат tв=30 ?С
Н0в= V0в(1,287+1,2012·10-4tв)tв
Н0в= 8,256· (1,287+1,2012·10-4·30) ·30= 319,657 кДж/м3.
2 Потеря теплоты с уходящими газами:
q_2=(H_yx- ?_m H_B^0 )(100- q_4 )/(Q_н^p ),

q_2=(1728,74 - 1,03·319,657)(100- 0)/(30,97640·10^3 )=4,518 %

3 Потеря теплоты от химического и механического недожогов топлива: принимаем: q3=0 и q4=0.
4 Потеря теплоты вследствие теплообмена с окружающей средой
q_5=(60/D)^0,5/lgD=(60/(166,67 ))^0,5/(lg166,67 )=0,27 %

5 Потери теплоты, теряемой с физической теплотой шлаков q6=0 %
6 КПД брутто котельного агрегата
?к.а.bр=q1=100 – (q2+q3+q4+q5+q6)
?к.а.bр=q1=100 – (4,518+0+0+0,27+0)=95,212 %

4 Расход газообразных продуктов химической технологии
1 Энтальпия питательной воды
При tп.в.=270?С и р=16,8 МПа; hп.в.=1182,4 кДж/кг.
2 Энтальпия перегретого пара на выходе из котельного агрегата
При tп.п.=570?С и р=14 МПа; hп.п.=3513,9 кДж/кг.
3Энтальпия кипящей воды при давлении
При р=15,4 МПа; h? =1621,2 кДж/кг.
4 Расход топлива:
B_p=100[D(h_(п,п)- h_(п,в) )+D_пр (h^- h_(п,в) )]/(Q_н^р ?_бр^(?.а) )
где Dпр – расход продувочной воды. Dпр=0,01· D = 0,01·166,67= 1,667кг/с;
B_p=100[166,67(3513,9 -1182,4)+1,667(1621,2- 1182,4)]/(30,97640 ·10^3•95,212)=13,2 м3/с

5 Компоновка топочной камеры
1 Объем топочной камеры:
V_?=(B_(p ) Q_H^p)/q_v
V_?=(13,2 ·30,97640)/0,22=1858,5 м3.
2 Поперечное сечение топочной камеры
F_T=(B_p Q_H^p)/Q_f
F_T=(13,2·30,97640)/3,3 = 124 м2.

3 Ширина топочной камеры
a_?=1,1(D/40)^0,17·D^0,5=1,1(166,67/40)^0,17·?166,67?^0,5=18,1 м.
4 Глубина топочной камеры
bТ = FТ/?? =124/18,1= 6,85 м.
5 Высота топочной камеры
hТ = VТ/FТ=1858,6/124=15 м.
Поверхность ширм Fш=0 м2.
6 Экранная поверхность топочной камеры
Fст=2(аТ+bТ)hТ+аТbТ+2bТhТ+Fш,
Fст = 2(18,1+6,85)15+18,1·6,85+2·6,85·15+0=1078 м2.

6 Температура газов в топке
1 Температура и энтальпия воздуха после подогревания
tв=275?C; Hв= (1,287+1,2012?10-4?275)?275=363 кДж/м3.
2 Располагаемая теплота в топочной камере
Н0Т =0,01QрН(100 – q3 – q6)+?ТV0Нв (кДж/кг),
Н0Т =0,01·30976,40(100 – 0 – 0)+1,03·8,256·363=34063,236 кДж/м3
3 Адиабатная температура сгорания
Н0?=(А+Вt)t; t_ad=(- A+v(A^2+4BH_?^0 ))/2B .
t_ad=(- 13,084+v(?13,084?^2+4·1,644·10^(-3)•34063,236))/(2•1,644·10^(-3) )=2067°?
4 Коэффициент сохранения теплоты в топке

?= 1- q5/(??бр + q5) .
где q5 - часть общей доли потерь теплоты q5 , приходящаяся на топку.
?= 1- 0,27/(95,212 +0,27)=0,9972
Коэффициент эффективности экранов ф=0,992

7 Определение полного потока излучения
1 Принимаем температуру на выходе из топки
?"=1372оС; Т"=1645К
2 Энтальпия продуктов сгорания
Н"T=(А+В?")?"
Н"T=(13,084+1,644·10^(-3)?1372)?1372 =21046 кДж/м3
3 Полный поток излучения
Qл=?Вр(Н0Т – Н"Т),
где Н"Т - действительное значение энтальпии продуктов сгорания на выходе из топки.
Qл=0,9972·13,2(34063,236 –21046)=171,346 МВт,
4 Эффективная толщина излучающего слоя
Sэф = 3,6VT/Fcm = 3,6·1858,5/1078 = 6,2 м.
5 Принимаем температуру лучевоспринимающей поверхности tcm =380°C
6 Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами
? k?_r=((7,8+16r_(H_2 O))/v(r_nc S_эф )- 1)(1-0,00037?T_T?^" )
rH2O=VH2O/V ; rп.с.= rH2O+VRO2/V
для газа
rH2O=1,868/9,645=0,194 ; rп.с.= 0,194+0,87/9,645=0,284
? k?_r=((7,8+16·0,194)/v(0,284·6,2)- 1)(1-0,00037·1645)=2,825
7 Коэффициент ослабления лучей сажистыми частицами
kс = 0,3(2- ?т)[0,0016(Тт"-0,5) - 0,5]Сp/Hp,
Сp/Hp =0,12?[m(CmHn)/n].
Сp/Hp =0,12?[m/n·(CmHn)] = 0.12(1/4·85,8+2/6·0,2+3/8·0,1+4/10·0,1)= 2,591;
kс = 0,3(2- 1,03)[0,0016·1645 - 0,5]2,591 = 1,607
8 Степень черноты светящейся части факела
?св = 1- ехр[-(kr rп.с..+kс)рSэф] .
?св = 1- ехр[-(2,825·0,284·0,1+1,607) ·0,1·6,2]=0,649
9 Степень черноты трехатомных газов

?г =1- ехр(kr rп.с. рSэф.)
?г =1 - ехр ( -2,825·0,284·0,1·6,2)=0,392
10 Степень черноты факела
?ф=m?св+(1 – m)?г ,
где т = 0,1 для газообразного горючего
?ф=0,1·0,649+(1 – 0,1) ·0,392 = 0,418
11 Степень черноты топок
?т=?ф/[?ф+(1 – ?ф)?]
?т=0,418/[0,418+(1 – 0,418)?0,992]=0,42
12 Теплота, отданная излучением в топке
Qл = ?mxС0 Fcm {[?T_T?^"/100]^4 – [Тст/100) ]^4 },
где С0 = 5,67 Вт/(м2К4);
х – угловой коэффициент, зависящий от отношения шага экранных труб к их диаметру (принимается х = 0,93);
Qл = 0,42·0,93·5,67·10-3·1078? {[1645/100]4 – [653)/100)]4}=170,482 МВт.

13 Проверка
?Qл=(171,346-170,482)/171,346?100%=0,5%
Следовательно, в уточнении расчёта нет необходимости


8 Компоновка горелок в топке
1 Определение количества горелок
Количество горелок для проектируемого котла определяется по расходу горючего и производительности стандартной горелки, выбранной из таблицы для заданного диапазона по паропроизводительности.
пг = 1,2 Вр/bг ,
где bг - производительность стандартной горелки по соответствующему горючему и в тех же единицах измерения, в которых определялся расход Вр
Выбираем для газа стандартную горелку с производительностью bг=13000м3/ч=3,611м3/с.
пг = 1,2 ·13,2/3,611=4,4
Принимаем пг =4
3 Размещение горелок в топке
шаг по высоте – 3,0м;
шаг по ширине – 3,0 м;
до бокового экрана – 3,0 м;
от пола топки – 3,2 м.
9 Определение времени пребывания газов в топке
1 Определение высоты факела
hвч = 0,9bТ =0,9·6,85=6,165 м.
Нф=hТ – (hг+0,5hвч) = 15 – (3,2+0,5·6,165)= 8,717 м.
2 Длина факела
bвч = 0,9bТ=0,9?6,85=6,165 м.
Lф=Нф+0,5(bТ+bвч) = 8,717+0.5(6,85+6,165) = 15,225 м.
3 Средняя абсолютная температура газов в топке
T_cp=0,952v(T_m^" T_ad )=0,952v(1645?2067 )=1755 ?C

4 Средняя скорость газов в топке
W_r=(B_p VT_cp)/(F_T k_T 273)
где kт=0,8- коэффициент заполнения топки факелом.
W_r=(13,2·9,645·1755)/(124·0,8·273)=8,25 м/с
4 Время пребывания газов в топке
? = Lф/Wr =15,225/8,25=1,845 с

10 Эксергетический баланс и эксергетический КПД Брутто.
1 Эксергия воздуха Евозд=0.
2 Эксергия питательной воды
Еп.в.=D[(hп.в.-h0)-T0(Sп.в.-S0)],
где T0=303 К; р0=0,1 МПа; h0=125,8325 кДж/кг; S0=0,4367638 кДж/(кг?К)- параметры воды при условиях внешней среды;
hп.в.=1182,4 кДж/кг; Sп.в.=2,94438 кДж/(кг?К)- параметры питательной воды при условиях:; рп.в.=16,8 МПа; tп.в.=270 ?C.
Еп.в.=166,67[(1182,4-125,8325)-303(2,94438-0,4367638)]=49461 кДж/кг.
3 Химическая эксергия секундного расхода топлива
Eх.т.=1,04QpнBp= 1,04?30,97640?13,2=425,2 МВт.
4 Эксергия потока перегретого пара
Еп.п.=D[(hп.п.-h0)-T0(Sп.п.-S0)],
где hп.п=3513,9 кДж/кг; Sп.п=6,62827 кДж/(кг?К)- параметры перегретого пара при условиях:; рп.п.=14 МПа; tп.п.=570 ?C.
Еп.п = 166,67[(3513,9 - 125,8325) - 303(6,62827 – 0,4367638)] = 252012 кВт.
5 Потери эксэргии из-за химического недожога топлива
Ех.н = Ех.тq3 /100 = 425200?0,5/100=2196 кВт.

6 Потери эксэргии из-за механического недожога Ем.н =0.
7 Потеря эксергии продуктов сгорания
Еп.с0.=Вр[(Нт0-Н0)-T0(Sт0-S0)],
где Нт0- энтальпия продуктов сгорания при температуре Тад
Sт0-энтальпия продуктов сгорания при Тад
S0m- S0 = (A+B?ад) ln(Tад/ 273) - (A+Bt0)ln(T0/273)
S0m- S0=(13,084+1,644?10-3?1372)?ln(1933/273)-(13,084+1,644?10-3?30)?ln(303/273)=28,656 кДж/(кг?К).
8 Энтальпия продуктов сгорания при температуре окружающей среды Но
Н0=(17,528+2,205?10-3?30)?30=527,824 кДж/кг
Еп.с0.=13,2?[(34063,236-527,824 )-303?28,656]=328 МВт.
9 Потеря эксергии при горении
Едг=Ех.т – (Е0п.с+Ехн+Емн)
Едг=425,2-(328+2,196)=95 МВт.
10 Потеря эксергии с уходящими газами
Еух=Вр[(Нух – Н0ух) – Т0(Sух – S0ух)],

где Нух Syx - энтальпия и энтропия уходящих газов при ?ух ; H0yx, S0yx - те же параметры при условиях окружающей среды.
S ух - S0 = (17,528+2,205?10-3?127) ln(400/ 273) - (17,528+2,205?10-3?30) · ·ln(303/273 ) = 4,968 кДж/(кг·К)
Еух=13,2[(2262-527,822) –303·4,968]=3,021 МВт.
11 Потери эксэргии из-за наружного охлаждения
Ено= q5QрнВр(1 – q3 /100)(1 – Т0/Ттг)/100,
где Ттг - средняя термодинамическая температура газов в газоходах
Ено= 0.27·30976,40·13,2·(1 – 303/815)/100 = 0,69355 МВт.
12 Потери эксэргии при теплообмене
Eдт=(1- q3/100)Exm+Enв+Eвоз - (Eyx+En.n+Eно+Eдг).
Eдm = (1-0,5/100)?425,2 +49,461+0-(3,021+252,012+0,69355+95)=121,8 МВт
13 Эксергетический баланс
Е1= Exm+Enв+Eвоз=474,7МВт.
Е2= Eyx+En.n+Eно+Емн+Ехн+Едг+Едт
Е2=3,021+252,012+0,69355+2,196+95+121,8= 474,7 МВт.
14 Эксергетический КПД (прямой )
?ех =Епп /(Ехт + Еп.в)
?ех= 252,012/(425,2+49,461)=0,531=53,1%
15 Эксергетический КПД (обратный)
?ех =[(Eyx +Eно+Емн+Ехн+Едг+Едт)/ (Ехт + Еп.в)]
?ех =1- [(3,021 +0,69355+2,196+95+121,8)/ (425,2+49,461)]=0.531= 53,1%
11. Распределение температур и тепловоспроятий

Рпп=Ргп=140 кгс/см2=13,7 МПа. tпп=tгп=570 оС. hпп=hгп =3516.8 кДж/кг.
Рпв=Рэк=13,7+13,7*0,2=16,4 МПа. tпв=tэк=270 oC. hпв=hэк = 1182.5 кДж/кг.
Р"эк=Рэк - ?Рэк= Рэк - ?Р*0,27= 16,4 - 2,7*0,27=15,7 МПа.
tн=346оС. ?tн =2 - 6 оС. t"эк=tн - ?tн=346 - 6=340 оС. h"эк =1588.7 кДж/кг.
Рн=Р"эк =15,7 МПа. h"н=2592,7 кДж/кг. hн =1634,3 кДж/кг
Ррп=Рн=15,7 МПа. tрп=tн=346 оС. hрп=hн=2592.7 кДж/кг
Р"рп=Ррп - ?Ррп= = 15,7 - 2,7*0,07=15,5 МПа. ?tрп =7 - 10 оС.
t"рп=tрп + ?tрп=346 + 9=355 оС. h"рп =2702,5 кДж/кг
Р"хп=Р"рп - ?Рхп= 15,5 - 2,7*0,15=15,1 МПа.
?tпп=(tпп-t"рп)/i=(570-355)/3=71,7 оС , i - кол-во перегревателей.
t"хп= t"рп + ?tпп =355 + 71,7=426,7 оС. h"хп =3076,2 кДж/кг
Р"шп=Р"хп - ?Ршп= 15,1 - 2,7*0,23=14,5 МПа.
t"шп= t"хп + ?tпп =426,7 + 71,7=498,4 оС. h"хп =3312,9 кДж/кг
Р"шп=Р"хп - ?Ршп= 14,5 - 2,7*0,28=13,7 МПа.
t"гп= t"шп + ?tпп =498,4 + 71,7=570,1 оС. h"хп =3517 кДж/кг
?
12. Тепловой расчёт и компоновка водяного экономайзера
Шахматное распределение труб: D= 32 мм, ?=4мм, S1=75 мм, S2=60мм

Тепловосприятие рабочей среды
Q_эк=(D+D_пр )(h_эк^"-h_эк^ )=(166,67+1,667)(1588,7-1182,5)=68378 кВт

Теплота, отданная газами
Q_эк=?В_р (H_эк^-H_эк^ )
q_5^эк=q_5/i=0.27/4=0.0675 %. ?=1-(q_5^эк)/(?_к+q_5 )=1-0.0675/(94.76+0.27)=0.999=1
H_эк^"=(А+В*v_эк^" ) v_эк^"=(14,89+0,0019*287,4)*287,4=4436 кДж/кг
Определяем Нэк
Нэк = Нэк + Qэк/(?Вr) = 4436+68378/(1*11,38) = 10444 кДж/кг
Определяем v эк
v эк = (-A+v(A^2+4B•?Н?_эк ))/2В = (- 14,89+v(?14,89?^2+4•0,0019•10444))/(2•0,0019) = 648оС
Средние температуры
? эк = 0,5(?эк + ?"эк) = 0,5(648+ 287.4) = 468оС;
tэк = 0,5(tэк+ t"эк) = 0,5(270+340) = 305 оС
Живое сечение для прохода воды
W_эк^в=(0.3-1)=0.3 м/с. По tэк=305 оС ?_в=712,5 кг/м^3
f_ж^в=(D+D_пр)/(?_в W_эк^в )=(166,67+1,667)/(712,5*0,3)=0,788 м^2
Общее кол-во параллельно включённых труб (предварительно)
f_0=(?(d-2?)^2)/4=(?(0.032-2*0.004)^2)/4=0.00045 м^2
n_эк^=(f_ж^в)/f_0 =0,788/0,00045=1751,1
Живое сечение для прохода газов
? f?_ж^г= (В_р•V_г (?_эк+273))/(273W_эк^г ) = (11,38•10,68(468+273))/(273•12) =27,5 м2
W_эк^г=W_вп^г=12 м/с
Глубина конвективной шахты(предварительно)
b_эк^=(f_ж^г)/(?_эк К_з К_т )=27.5/(18.1*0.75*0.6)=3.38 м
К_з=1-d/S=1-0.032/0.075=0.6
Кол-во труб в одном поперечном ряду
n_1^=(b_эк^-S_1)/S_1 =(3,38-0,075)/0,075=44 n_1^=44
Уточняем b_эк
b_эк=S_1 (n_1+1)=0.075*(44+1)=3.38 м
Определяем КТО ?_1 (от газов к стенкам труб):
?_1=CS?Re?_г^0.6 ?Pr?_г^0.33 ?_г/d_экв
S=1 - поправка на число поперечных рядов труб.

?_1=S_1/d=0.075/0.032=2.5 ?_2=S_2/d=0.06/0.032=2
?=?_1-1/v(1/4 ??_1?^2+??_2?^2+1)=2.5-1/v(1/4 ?2.5?^2+2^2+1)=2.11
С=0,34 ?^0,1=0,34*?2,11?^0,1=0,366
d_экв=(4*f_ж^г)/(2(b_эк+?_эк )+2*n_1^*?_эк )=(4*27,5)/(2(3,38+18,1)+2*44*18,1)=0,067 м
?Re?_г=(W_эк^г*d_экв)/?_г =(12*0,067)/(60*?10?^(-6) )=13400
?_1=0,366*1*?13400?_г^0.6 ?0,62?_г^0.33 0,06/0,067=83,81 Вт/(м*°С)
Определяем КТО ?_2(от стенок труб к воде):
?_2=0,023*?Re?_в^0.8 ?Pr?_в^0.4 ?_в/(d-2?)
?Re?_в=(W_эк^в*(d-2?))/?_в =(0,6(0,032-2*0,004))/(0.128*?10?^(-6) )=56250
?_2=0,023*?56250?_в^0.8 ?0,97?_в^0.4 0,54/(0,032-2*0,004)=3227 Вт/(м*°С)
Определение коэффициента теплопередачи (КТП)
К_эк=(?_1 ?_2)/(?_1+?_2 ) ?=(83,81*3227)/(83,81+3227)*0,9=73,5 Вт/(м*°С)
?t_эк=(?t_б-?t_м)/ln??(?t_б)/(?t_м )? ? ?t_б= ?v ?_эк^-t_эк^=648-340=308 °C
?t_м= ?v ?_эк^-t_эк^=287.4-270=17.4 °C
?t_эк=(308-17.4)/ln??308/17.4? 0.98=99.1 °C
Поверхность экономайзера
F_эк=(Q_эк*?10?^3)/(K_эк*?t_эк )=(68378*?10?^3)/(73,5*99.1)=9362 м^2
Поверхность одной трубы
F_0=F_эк/(n_эк^ )=93862/1751,1=5,35 м^2
Длина одной трубы
l_0=F_0/?d=5,35/(?*0.032)=53,2 м
Кол-во ветвей
m_0^=(2l_0)/?_эк =(2*53,2)/18,1=5,88 m0=6
Высота одного змеевика
h_з=2(m_0-1) S_2=2(6-1)0.06=0.6
h_ст=(1,2-1,5)=1,5
Кол-во змеевиков
Z_з=h_ст/h_з =1,5/0.6=2.5
Кол-во змеевиков в стандартном блоке
Z_ст=2*n_1 Z_з=2*44*2.5=220
Кол-во стандартных блоков экономайзера
Z_бл=(n_эк^)/Z_ст =1751.1/220=7.9 Z_бл=8
13. Расчёт холодного пакета(ХП) пароперегревателя
Дано dн = 0,042 м; ?ст = 0,004м;
Шахматное расположение: s1 = 0,0966 м; s2 = 0,084 м
Определить тепловосприятие рабочей среды
Qхп = D·(h"хп - hхп) = 166,67·(3076,2 – 2702,5) = 62284 кВт;
Теплота, отданная газами
Q_эк=?В_р (H_хп^-H_хп^ )
q_5^эк=q_5/i=0.27/4=0.0675 %. ?=1-(q_5^эк)/(?_к+q_5 )=1-0.0675/(94.76+0.27)=0.999=1
H_хп^"=(А+В*v_хп^" ) v_хп^"=(14,89+0,0019*648)*648=10446 кДж/кг
Определяем Нхп
Нхп = Нхп + Qхп/(?Вr) = 10446+62284/(1*11,38) = 15919 кДж/кг
Определяем v хп
v хп = (-A+v(A^2+4B•?Н?_хп ))/2В = (- 14,89+v(?14,89?^2+4•0,0019•15919))/(2•0,0019) = 953оС
Средние температуры
? хп = 0,5(?хп + ?"хп) = 0,5(648+ 953) = 801оС;
tхп = 0,5(tхп+ t"хп) = 0,5(355+426,7) = 391 оС
Живое сечение для прохода воды
f_п^ж=D/(?_в ?)=166,67/1000=0,167 м^2

Общее кол-во параллельно включённых труб (предварительно)
f_0=(?(d-2?)^2)/4=(?(0.042-2*0.004)^2)/4=0.00091 м^2
n_хп^=(f_ж^в)/f_0 =0,167/0,00091=183,5
Живое сечение для прохода газов
? f?_ж^г= (В_р•V_г (?_хп+273))/(273W_хп^г ) = (11,38•10,68(801+273))/(273•12) =39,8 м2
W_хп^г=W_вп^г=12 м/с
Глубина конвективной шахты(предварительно)
b_хп^=(f_ж^г)/(?_хп К_з К_т )=39,8/(18,1*0.75*0.57)=5,14 м
К_з=1-d/S=1-0.042/0.0966=0,57
Кол-во труб в одном поперечном ряду
n_1^=(b_хп^-S_1)/S_1 =(5,14-0,0966)/0,0966=52,2 n_1^=52
Уточняем b_хп
b_хп=S_1 (n_1+1)=0.0966*(52+1)=5,12 м
Определяем КТО ?_1 (от газов к стенкам труб):
?_1=CS?Re?_г^0.6 ?Pr?_г^0.33 ?_г/d_экв
S=1 - поправка на число поперечных рядов труб.

?_1=S_1/d=0.0966/0.042=2.3 ?_2=S_2/d=0.084/0.042=2
?=?_1-1/v(1/4 ??_1?^2+??_2?^2+1)=2.3-1/v(1/4 ?2.3?^2+2^2+1)=2
С=0,34 ?^0,1=0,34*2^0,1=0,364
d_экв=(4*f_ж^г)/(2(b_хп+?_хп )+2*n_1^*b_хп )=(4*39,8)/(2(5,12+18,1)+2*52*5,12)=0,275 м
?Re?_г=(W_эк^г*d_экв)/?_г =(12*0,275)/(120*?10?^(-6) )=27500
?_1=0,364*1*?27500?_г^0.6 ?0,6?_г^0.33 0,09/0,275=46,39 Вт/(м*°С)
Определяем КТО ?_2(от стенок труб к воде):
?_2=0,023*?Re?_в^0.8 ?Pr?_в^0.4 ?_в/(d-2?)
?Re?_п=(??*(d-2?))/?_п =(1000(0,042-2*0,004))/(25,5*?10?^(-6) )=1333333
?_2=0,023*?1333333?_в^0.8 ?1,22?_в^0.4 0,78/(0,042-2*0,004)=4538 Вт/(м*°С)
Определение коэффициента теплопередачи (КТП)
К_хп=(?_1 ?_2)/(?_1+?_2 ) ?=(46,39*4538)/(46,39+4538)*0,9=41,33 Вт/(м*°С)
?t_хп=(?t_б-?t_м)/ln??(?t_б)/(?t_м )? ? ?t_б= ?v ?_хп^-t_хп^=953-426,7=526,3 °C
?t_м= ?v ?_хп^-t_хп^=648-355=293 °C
?t_хп=(526,3-293)/ln??526,3/293? 0.98=391 °C
Поверхность ХП КПП
F_хп=(Q_хп*?10?^3)/(K_хп*?t_хп )=(62284*?10?^3)/(41,33*391)=3854 м^2
Поверхность одной трубы
F_0=F_хп/(n_хп^ )=3854/183,5=21 м^2
Длина одной трубы
l_0=F_0/?d=21/(?*0.042)=159 м
Кол-во ветвей
m_0^=(2l_0)/?_хп =(2*159)/18,1=17,6 m0=18
Высота одного змеевика
h_з=2(m_0-1) S_2=2(18-1)0.084=2,856
h_ст=(1,2-1,5)=1,5
Кол-во змеевиков
Z_з=h_ст/h_з =1,5/2,856=0,525
Кол-во змеевиков в стандартном блоке
Z_ст=2*n_1 Z_з=2*52*0,525=55
Кол-во стандартных блоков ХП КПП
Z_бл=(n_хп^)/Z_ст =183,5/55=3.33 Z_бл=4
14. Расчёт горячего пакета (ГП) пароперегревателя
Дано dн = 0,042 м; ?ст = 0,004м;
Шахматное расположение: s1 = 0,0966 м; s2 = 0,084 м
Тепловосприятие рабочей среды ГП
Qгп = D·(h"гп - hгп) = 166,67·(3517 – 3312,9) = 34017 кВт;
Теплота, отданная газами
Q_эк=?В_р (H_гп^-H_гп^ )
q_5^эк=q_5/i=0.27/4=0.0675 %. ?=1-(q_5^эк)/(?_к+q_5 )=1-0.0675/(94.76+0.27)=0.999=1
H_гп^"=(А+В*v_гп^" ) v_гп^"=(14,89+0,0019*953)*953=15916 кДж/кг
Определяем Нгп
Нгп = Нгп + Qгп/(?Вr) = 15916+34017/(1*11,38) = 18905 кДж/кг
Определяем v гп
v гп = (-A+v(A^2+4B•?Н?_хп ))/2В = (- 14,89+v(?14,89?^2+4•0,0019•18905))/(2•0,0019) = 1111оС
Средние температуры
? гп = 0,5(?гп + ?"гп) = 0,5(1111+ 953) = 1032оС;
tгп = 0,5(tгп+ t"гп) = 0,5(498,4+570) = 534,2 оС
Живое сечение для прохода воды
f_п^ж=D/(?_в ?)=166,67/800=0,208 м^2
Общее кол-во параллельно включённых труб (предварительно)
f_0=(?(d-2?)^2)/4=(?(0.042-2*0.004)^2)/4=0.00091 м^2
n_гп^=(f_ж^в)/f_0 =0,208/0,00091=228,6
Живое сечение для прохода газов
? f?_ж^г= (В_р•V_г (?_гп+273))/(273W_гп^г ) = (11,38•10,68(1032+273))/(273•12) =48,4 м2
W_эк^г=W_гп^г=12 м/с
Глубина конвективной шахты(предварительно)
b_гп^=(f_ж^г)/(?_гп К_з К_т )=48,4/(18,1*0.75*0.57)=6,26 м
К_з=1-d/S=1-0.042/0.0966=0,57
Кол-во труб в одном поперечном ряду
n_1^=(b_гп^-S_1)/S_1 =(6,26-0,0966)/0,0966=63,8 n1=64
Уточняем b_гп
b_гп=S_1 (n_1+1)=0.0966*(64+1)=6,28 м
Определяем КТО ?_1 (от газов к стенкам труб):
?_1=CS?Re?_г^0.6 ?Pr?_г^0.33 ?_г/d_экв
S=1 - поправка на число поперечных рядов труб.

?_1=S_1/d=0.0966/0.042=2.3 ?_2=S_2/d=0.084/0.042=2
?=?_1-1/v(1/4 ??_1?^2+??_2?^2+1)=2.3-1/v(1/4 ?2.3?^2+2^2+1)=2
С=0,34 ?^0,1=0,34*2^0,1=0,364
d_экв=(4*f_ж^г)/(2(b_гп+?_гп )+2*n_1^*b_гп )=(4*48,4)/(2(6,28+18,1)+2*64*6,28)=0,227 м
?Re?_г=(W_эк^г*d_экв)/?_г =(12*0,227)/(173*?10?^(-6) )=15746
?_1=0,364*1*?15746?_г^0.6 ?0,6?_г^0.33 0,11/0,227=68,86 Вт/(м*°С)
Определяем КТО ?_2(от стенок труб к воде):
?_2=0,023*?Re?_в^0.8 ?Pr?_в^0.4 ?_в/(d-2?)
?Re?_п=(??*(d-2?))/?_п =(800(0,042-2*0,004))/(30,1*?10?^(-6) )=903655
?_2=0,023*?903655?_в^0.8 1_в^0.4 0,0842/(0,042-2*0,004)=3314 Вт/(м*°С)
Определение коэффициента теплопередачи (КТП)
К_гп=(?_1 ?_2)/(?_1+?_2 ) ?=(68,86*3314)/(68,86+3314)*0,9=60,7 Вт/(м*°С)
Температурный напор
?t_гп=(?t_б-?t_м)/ln??(?t_б)/(?t_м )? ? ?t_б= ?v ?_гп^-t_гп^=1111-570=541 °C
?t_м= ?v ?_гп^-t_гп^=953-498,4=454,6 °C
?t_гп=(541-454,6)/ln??541/454,6? 0.98=487 °C
Поверхность ГП КПП
F_гп=(Q_гп*?10?^3)/(K_гп*?t_гп )=(34017*?10?^3)/(60,7*487)=1151 м^2
Поверхность одной трубы
F_0=F_гп/(n_гп^ )=1151/228,6=5 м^2
Длина одной трубы
l_0=F_0/?d=5/(?*0.042)=37,9 м
Кол-во ветвей
m_0^=(2l_0)/?_гп =(2*37,9)/18,1=4,2
Высота одного змеевика
h_з=2(m_0-1) S_2=2(4-1)0.084=0,504
h_ст=(1,2-1,5)=1,5
Кол-во змеевиков
Z_з=h_ст/h_з =1,5/0,504=2,98
Кол-во змеевиков в стандартном блоке
Z_ст=2*n_1 Z_з=2*64*2,98=381,4
Кол-во стандартных блоков ГП КПП
Z_бл=(n_хп^)/Z_ст =228,6/381,4=0,6 Z_бл=1


15. Расчёт ширмового пароперегревателя
Дано dн = 0,038 м; ?ст = 0,004м;
Коридорная компановка: s1 = 0,6 м; s2 = 0,0418 м
Кол-во ширм в ШПП(предварительно)
Z_ш^=(а_т-S_1^)/(S_1^ )=(18.1-0.6)/0.6=29.1 Zш=29
Уточняем s1
S_1=a_т/(Z_ш+1)=18.1/(29+1)=0,6 м
Температуры в ШПП
? ш = 0,5(?гп + ?"т) = 0,5(1111+ 1375) = 1243оС;
tш = 0,5(tгп+ t"хп) = 0,5(498,4+426,7) = 462,5 оС
Живое сечение для прохода газов
? f?_ж^г= (В_р•V_г (?_ш+273))/(273W_ш^г ) = (11,38•10,68(1243+273))/(273•5) =135 м2
Живое сечение для прохода пара
f_п^п=D/(?_п ?)=166,67/500=0,333 м^2
Кол-во труб (предварительно)
f_0=(?(d-2?)^2)/4=(?(0.038-2*0.004)^2)/4=0.00071 м^2
n_гп^=(f_ж^п)/f_0 =0,333/0,00071=469
Кол-во труб в одной ленте
n_0^=n/(Z_ш^ )=469/29=16.1 n_0^=16

Ширина одной ленты
С_л=n_0 S_2+d=19*0.0418+0.038=0.71 м
Глубина ширмы
С_ш=2С_л+?С=2*0,71+0,19=1,61 м
Высота ширмы
h_ш^=(f_ж^г)/(?_т К_з К_т )=135/(18.1*0.94*0.75)=10.58 м
К_з=1-d/S=1-0.038/0.61=0,94
Тепловоспринимающая поверхность ШПП
F_ш=?4h?_ш C_л Z_ш X_ш=4*10.58*0,71*29*0,935=815 м^2
Дополнительная поверхность зоны ширм
F_доп=C_ш a_т+2h_ш C_ш=1,61*18.1+2*10.58*1,61=63.21 м^2
Коэффициент дополнительной поверхности
К_доп=?F_ш+F?_доп/Z_ш =(815+63.21)/815=1.08
Входное и выходное сечение зоны ширм
F_вх=F_вых=h_ш a_т=10.58*18.1=191,5 м^2
КТО ?_1 (от газов к стенкам труб):
?_1=?(?_к ?d/?2S_2 X?_ш +?_л)
Определяем ?_к
?_к=0,2CS*?Re?_г^0.65 ?Pr?_г^0.33 ?_г/d_экв
S=1 - поправка на число поперечных рядов труб.

?_1=S_1/d=0.0625/0.038=16,45 ?_2=S_2/d=0.0418/0.038=1,1 С=1
d_экв=(4*f_ж^г)/(2(h_ш+?_т )+2*Z_ш^*h_ш )=(4*135)/(2(10.58+18.1)+2*29*10.58)=0,8 м
?Re?_г=(W_эк^г*d_экв)/?_г =(5*0,8)/(200*?10?^(-6) )=20000
?_к=0,2*1*?20000?_г^0.65 ?0,561?_г^0.33 0,123/0,8=15,87 Вт/(м^2*°С)
Определяем ?_л
q_л=Q_л/F_ст =173900/1076=161617 Вт/м^2 ?=d/d_вн =0,038/0,03=1,267
t_ст=t_ш+q_л ??(2?/(1+?)?+1/?_2 )
Определяем КТО ?_2(от стенок труб к пару):
?_2=?_н С_д W_п=D/(?f_ж^п )=166,67/(52,6*0,333)=9,52 м/с
?_2=2625*1=2625 Вт/(м^2*°С)
t_ст=462,5+161617*1,267((2*0,004)/(1+1,267)20+1/2625)=577
?_н=355 ?_л=?_н ?С_д=355*0,369*0,988=129,4 Вт/(м^2*°С)
?_1=0,85(15,87 (?*0,038)/(2*0,0418*0,935)+129,4)=130,6 Вт/(м^2*°С)
Температурный напор
?t_ш=(?t_б-?t_м)/ln??(?t_б)/(?t_м )? ? ?t_б= ?v ?_ш^-t_ш^=1375-498,4=876,6 °C
?t_м= ?v ?_ш^-t_ш^=1111-426,7=684,3 °C
?t_ш=(876,6-684,3)/ln??876,6/684,3? 0.97=753 °C
Коэффициент теплопередачи
К_ш=?_1/(1+(?+1/?_2 )?_1 )=130,6/(1+(0,007+1/2625)130,6)=66,5 Вт/(м^2*°С)
Конвективное тепловосприятие(предварительно)
Q_конв^=K_ш ??t?_ш F_ш*?10?^(-3)=66,5*753*815*?10?^(-3)=40810 кВт

Лучистое тепловосприятие
Q_л=Q_вх-Q_вых=25549-24988=561 кВт
Определяем Q_вх
Q_вх=??F_вх q_т=0,8*191,5*161,6=25569 кВт
Определяем Q_вых
Q_вых=Q_пер+Q_собств=3481+21507=24988 кВт
Q_пер=(Q_вх (1-?) ?_пер)/?
?=m?_св+(1-m) ?_г m=0.1 ?=0.8
?_св=1-exp?(-(k_г r_пс+k_с)S_эф^ш p) р=0,1 МПа
S_эф^ш=1,8/(1/h_ш +1/S_1 +1/C_ш )=1,8/(1/10,58+1/0.6+1/1.61)=0.755

?_св=1-exp?(-(2.784*0.296+1.86)*0.755*0.1)=0.183

?=0.1*0.183+(1-0.1)0.397=0.375

?_пер=v((C_ш/S_1 )^2+1)-C_ш/S_1 =v((1.61/0.6)^2+1)-1.61/0.6=0.18

Q_пер=24757(1-0.375)0.18/0.8=3481 кВт
Определяем Q_собств
Q_собств=?С_0 F_вых ?(T_ст/100)?^4=0,375*5,67*191,5?(1516/100)?^4=21507 кВт

Тепловосприятие рабочей среды
Q_рс=D(h_ш^"-h_ш^ )=166,67*(3312,9-3076,2)=39451 кВт


Уточняем Q_конв по балансу
Q_конв^бал=Q_рс-Q_л=39451-561=38890 кВт

|(Q_ковн^бал-Q_конв)/(Q_конв^бал )|*100=|(38890-40810)/38890|*100=4,9%
Балансное тепловосприятие в зоне ширм
Q_бал^зш=K_доп Q_рс=1.08*39390=42541 кВт
Q_бал^зш=?B_p (H_ш^"-H_ш^ )
Нш = Нш + Q_бал^зш/(?Вr) = 18905+42541/(1*11,38) = 22643 кДж/кг
v ш = (-A+v(A^2+4B•?Н?_ш ))/2В = (- 14,89+v(?14,89?^2+4•0,0019•22643))/(2•0,0019) = 1304оС
|1304-1375|=71 0C
16 Баланс тепловосприятия котельной установки
В_р Q_н^р ?_к=Q_эк+Q_л (F_ш-F_ш^топ)/F_ш Q_рс^ш+Q_гп+Q_хп
Левая часть: 11,38*35874,02*0,953=389059 кВт
Правая часть: 68378+173900+(815-100)/815 39451+34017+62284=373189 кВт
Разница между левой и правой частями:
|(лев.ч.-пр.ч.)/(лев.ч.)|*100=|(389059-373189)/389059|*100=4,1%


Список литературы
1.Александров, В.Г. Паровые котлы средней и малой мощности / В.Г. Александров. - Л.: Энергия, 1972.-200 с.
2.Зах, Р.Г. Котельные установки / Р.Г. Зах.- М.: Энергия, 1968 - 352с.
3. Сидельковский, Л.Н. Парогенераторы промышленных предприятий / Л.Н. Сидельковский, В.И. Юренев. - М.:Энергия, 1978 - 336 с.
4.Теплотехнический справочник. Т.2. - М.: Энергия 1978. - 896с.
5.Ковалев А.П. Парогенераторы / А.П. Ковалев, Н.С. Лелеев, Т.В. Виленский. -М.: Энергоатомиздат, 1985. - 400с.




Перейти к полному тексту работы


Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru


Смотреть похожие работы