Расчет котла КЕ-2,5-14С

Предварительный тепловой баланс

№

п/п

Наименование

Обоз

начение

Ед.

измер.

Расчетная формула или  способ определения

Численные значения

Результат

1

Низшая теплота сгорания

МДЖ/кг

МДж/кг

Определяется по формуле  Менделеева

0,339*67,14+1,03*4,67-0,109*(8,68-0,57)-8*0,025

24,0446

2

Коэффициент полезного действия котла

h’

%

Принимается ориентировочно по прототипу [9] стр.39

81,5

3

Потери тепла

-от химической неполноты сгорания

-от механического недожога

-в окружающую среду

q₃

q₄

q₅

%

%

%

по прототипу

принимается [1]стр. 41

принимается [1]стр. 41

принимается [1]стр. 44

1,0

5,5

3,4

4

Коэффициент избытка воздуха

a

По заданию

1,35

5

Температура воздуха:

-холодного

t_хв

^оС

По заданию

30

6

Средние изобарные объемные теплоемкости холодного влажного воздуха

с_хв

кДж/кг град

высчитывается интерполяцией  по табл.4

1,321

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

16

ЭП–301(1).01.00 ПЗ

7

Количество тепла, вносимое в топку с

холодным воздухом

Qхв

кДж/кг

1,016V^o *a*с_хв* t_хв

1,016 *6,955*1,35*1,321*30

358,48

Предварительный тепловой баланс

8

Температура топлива поступающего в топку

t_mл

^оС

Принимается

30

9

Теплоемкость массы топлива -сухой

-рабочей

с^с_mл

с^р_тл

кДж/кг^ºС

Принимаем из справочника [2], табл. 4.1

с^с_тл (100-W^р)/100+с_Н2О W^р /100

0,9718*(100-8)/

/100+1,49*8/100

0,9718

1,013

10

Теплота, вносимая в топку  с топливом

i_mл

кДж/кг

с^р_m×t_m

1,013*30

30,39

11

Располагаемая теплота топлива

кДж/

кг

24044,6+30,39

24075

12

Потери тепла

- на теплоту шлака

- с уходящими газами

q₆

q₂

%

%

100-(h + q₃ + q₄+ q₅₊ q₆)

100-(81,5+1+5,5+3,4+0,22)

0,22

8,38

13

Энтальпия уходящих газов

I_ух

кДж/м³

2498

14

Температура уходящих газов

t_ух

^oC

 Рис. 4

159

15

Количество пара, вырабатываемого  котлом:

перегретого

влажного

D_пе

Dн

кг/с

по заданию

по заданию

0

0,70

16

Степень сухости пара

х

кДж/м³

принимается

0,95

17

Энтальпия сухого насыщенного  пара

i²

кДж/м³

Из таблицы водяного пара [5] стр. 24

Для давления 1,4 Мпа

2788,9

18

Скрытая теплота парообразования

r

кДж/м³

Из таблицы водяного пара [5] стр. 24

Для давления 1,4 Мпа

1958,8

19

Энтальпия влажного пара

i_х

кДж/м³

i_x= i² -(1-х)*r

2592-(1-0,95) *1974

2691

20

Температура питательной  воды

t_пв

°С

по заданию

40

21

Энтальпия питательной воды

i_пв

по таблицам воды и водяного пара

[5] стр. 16

167,54

22

Секундный расход топлива

В_р

кг/с

0, 83

Расчёт теплообмена в  топке

№

п/п

Наименование

Обозначение

Ед.измерения

Расчетная формула

Числовые величины

1

Расчетный расход топлива

В_р

кг/с

См. таблицу 4 п.22

0, 83

2

Располагаемая теплота топлива

кДж/кг

См. таблицу 4 п.12

24075

3

Лучевоспринимающая поверхность нагрева

Н_л

м²

Принимается из справочного материала (табл. 1.2)

 [6] Таблица 3.2.

19,12

4

Площадь стен, ограничивающих топочный объем

F_ст

м²

Принимается из справочного  материала (табл. 1.2)

[6] Таблица 3.2.

37,2

5

Объем топки

V_т

М³

Принимается из справочного  материала (табл. 1.2)

[6] Таблица 3.2.

10,47

6

Степень экранирования топки

Y

Н_л/F_ст

0,514

7

Коэффициент сохранения теплоты

j

0,966

8

Эффективная толщина излучающего  слоя

S

м

1,013

9

Адиабатная (теоретическая) энтальпия продуктов сгорания

I_а

кДж/кг

24122,7

10

Адиабатная (теоретическая) температура газов

t_а

Т_а

^оС

^оК

По I-t диаграмме рис.1

T_a=t_a+273

1519

1792

11

Температура газов на выходе из топки

^oC

^оС

Принимается ориентировочно с последующим уточнением

950

1223

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

18

ЭП–301(1).01.00 ПЗ

12

Энтальпия газов на выходе из топки

кДж/кг

По I-t диаграмме рис.1

14575

13

Средняя суммарная теплоемкость продуктов сгорания

_Vг*Сср

кДж/кгºС

32,15

14

Условный коэффициент  загрязнения поверхности нагрева.

_x

Принимается [1] стр. 57

0,6

15

Тепловое напряжение топочного  объема

_qv

кВт/кг

190,86

16

Коэффициент тепловой эффективности

_Yэф

Y*x

0,308

Расчёт теплообмена в  топке

17

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

19

ЭП–301(1).01.00 ПЗ

Объемная доля  водяных  паров в продуктах сгорания

0,0776

18

Суммарная объемная доля трехатомных  газов в продуктах сгорания

0,2034

19

Суммарное парциальное давление трехатомных газов

_Pn

МПа

0,0204

20

Коэффициент ослабления лучей  трехатомными газами

_kг

2,106

21

Коэффициент ослабления лучей  частицами кокса

_kк

_{Для сжигания каменных углей в  слоевых топках [1] стр. 58}

0,15

22

Коэффициент ослабления  лучей летучей золой

_kзл

По  графику ([1], рис.7)

0,05

23

Масса дымовых газов

G_г

кг/кг

13,161

24

Доля золы в топливном  уносе

α_ун

%

_{Принимаем [1], табл. 20}

7

25

Средняя массовая концентрация золы

µ_зл

^г/кг

А_р^*α_ун/(100G_г)

0,711

26

Общий коэффициент ослабления  лучей топочной средой

_kт

k_т=k_г*r_п+k_зл*µ_зл+k_к

0,6139

27

Эффективная степень черноты  среды, заполняющей топку

_а

где P_T=0,1 МПа=0,98ата – абсолютное давление в топке

0,463

28

Удельная нагрузка зеркала  горения 

q_з.г.

кВт/м²

Принимаем [7] табл. 4.1

930

29

Площадь зеркала горения

_R

м²

R=B_р*Q_н^р/q_з.г.

2,15

30

Отношение зеркала горения  к полной поверхности стен топки  при слоевом горении

ρ

R/F_ст  где R =2,74 м² – площадь колосниковой решётки топки.

0,074

Расчёт теплообмена в  топке

31

Величина относительного положения максимума температур

_cm

Принимаем [1] стр. 63

0,1

32

Параметр, характеризующий  распределение температуры по высоте топки

_М

0,59 - 0,50Х_m

0,54

33

Степень черноты топки 

_ат

a_т=(а+(1- а)*ρ)÷

÷(1-(1- а)*(1-Y_эф)*(1-ρ))

0,766

34

Расчетная температура газов  за топкой

_tзт

_Тзт

°С

К

t_зт+273

865

1138

35

Температура за топкой по предварительному балансу

_t’зт

°С

см. п.11

950

36

Расхождение

_Dtзт

°С

t_зт- t’_зт

85

37

Энтальпии газов за топкой

_Iзт

кДж/кг

Определяем интерполяцией  по рис.4 или по таблице 3

12997

38

Количество тепла переданное в топке

_Qл

кВт

8921,65

39

Коэффициент прямой отдачи

_m

%

46

40

Действительное тепловое напряжение топочного объема

_qv

кВт/м3

85,21

Расчет теплообмена в конвективной испарительной поверхности

№

п/п

Наименование

величины

Обозначение

Ед.

измерения

Расчетная формула

Числовое

значение

1 пучок

2 пучок

1

Температура газов перед  рассматриваемым газоходом

t₁

^оС

Из расчета предыдущего  газохода.

Табл.5 п.34

865

490

2

Энтальпия газов перед  газоходом

I₁

кДж/кг

Рис. 4 (по t₁)

12997

7023,15

3

Коэффициент сохранения тепла

j

кДж/м³

0,966

0,966

4

Температура газов на выходе из газохода.

t₂’

t₂’’

t₂’’’

^оС

^оС

^оС

Принимаются три значения

400

500

600

200

300

400

5

Энтальпия газов на выходе из газохода

I₂’

I₂’’

I₂’’’

кДж/кг

кДж/кг

кДж/кг

Таблица 3

5661

7174,5

8688

2759

4309

5661

6

Расход топлива

B

кг/с

См. таблицу 4 п.22

0,83

0,83

7

Количество теплоты, отданное газами в пучке

Q₁’

Q₁’’

Q₁’’’

кВт

кВт

кВт

jВ(I₁-I₂’)

jВ(I₁-I₂’’)

jВ(I₁-I₂’’’)

5881,9

4668,3

3454,9

3418,9

2176,2

1092,1

8

Наружный диаметр труб

d_н

м

По чертежу

Расчётная схема рис. 3

0,051

0,051

9

Число рядов труб

z₂

шт

то же

18

18

10

Число труб в одном ряду

z₁

шт

то же

5

4

11

Шаг труб:

-продольный

-поперечный

S₂

S₁

м

м

то же

то же

0,110

0,090

0,110

0,090

12

Средняя длина труб в газоходе:

-установленная

-активная

l_уст

l_акт

м

м

Расчётная схема рис. 3

По чертежу

3,1

2,6

3,1

2,6

13

Коэффициент омывания

w

l_акт/ l_уст

0,85

0,85

14

Активно омываемая поверхность  нагрева

Н_акт

м²

pdl_актz₁z₂

37,5

30

Расчет теплообмена в конвективной испарительной поверхности

15

Относительные шаги труб:

-продольный

• -поперечный

S₂/d

S₁/d

S₂/d

S₁/d

2,16

1,76

2,16

1,76

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

22

ЭП–301(1).01.00 ПЗ

16

Площадь живого сечения для  прохода газов

F_ж

м²

Вычисляется с учетом данных чертежа

0,55

0,43

17

Эффективная толщина излучающего  слоя газов

S_эф

м

0,18

0,18

18

Температура кипения воды при рабочем давлении

t_s’

^оС

Из таблиц водяного пара при рабочем давлении [5] стр. 24

195,05

195,05

19

Средняя температура газового потока

t’_ср

t’’_ср

t’’’_ср

^оС

^оС

^оС

0,5(t₁ + t’₂)

0,5(t₁ + t’’₂)

0,5(t₁ + t’’’₂)

632,5

682,5

732,5

345

395

445

20

Средний расход газов

V’_ср

V’’_ср

V’’’_ср

м³/с

м³/с

м³/с

27,4

28,9

30,4

11,2

11,9

12,2

21

Средняя скорость газов

W’_г

W’’_г

W’’’_г

м/с

м/с

м/с

4,98

5,25

5,53

2,6

2,7

2,8

22

Коэффициент тепловой эффективности

Y

Принимается исходя из рода топлива ([7], табл. 6.1)

0,65

0,65

23

Средняя температура загрязненной стенки

t_з

^оС

t_з= t_н+60= t_s’+60

255,05

255,05