Шпаргалка по "Теплотехнике"

Экономайзер – это теплообменное устр., предназнач. для подогрева питательной воды перед поступ. в котёл. Исп-е вод. экономайзера похволяет снизить  потери тепла с уход. дым. газами и соотв. повысить КПД котла.

В экономайзере воспринимается от 10 до 20% тела дым. газов. Э. можно разделить на 2 типа: 1) не кипящие; 2) кипящие. Не кипящие Э. предназначены для подогрева пит. воды только до темп-ры насыщ. при давл. в котле. В кипящих Э.пит. вода подогрев. до темп-ры насыщ и в то же время происх. некоторый процесс парообразования. Не кипящие Э. изгот. методом чугунного литья и предст. собой ребристые трубы. Темпер. напор в некипящем экономайзере опр-ся как среднелогарифмический.

Кипящие экономайзеры в совр. котлоагр. любого давления устанав. в каждом из них. Данный тип Э-ра изготавливается из стальных труб диаметром В прост-ве газохода кипящий Э выполнен в виде  змеевиковых труб.

Тепловой  расчёт экономайзера.

Он сводится к опре-нию температуры на выходе из экономайзера и определении требуемой пов-ти теплообмена. Для расчета использ 3 ур-я:

1) ур-ие  теплопередачи:

Qэк=kFΔtср/Bр

2) ур-ие  теплового баланса по дым. газам:

Qэк=φ·(h`эк-h``эк+∆α·h°пр)

3) ур-ие  теплового баланса по подогреваемой  воде:

Qэк=Dэк·Cв·(t``-t`)/Bр

где k – коэф. теплопередачи

F – пов-ть экономайзера

Δtср – среднелогарифмический напор в Э

Bр – расход топлива

h`эк,h``эк – соотв. энтальпия дым. газов на входе и выходе из Э

∆α  – изменение коэф-та избытка возд.

h°пр – энтальпия присасыв. воздю

Dэк – расход пит. воды ч-з Э

Св –  теплоёмкость воды

t`,t`` - темп. пит. воды на входе и выходе из Э

Задаваясь темп-рой дым. газов на входе и  выходе из Э, опр-ют кол-во тепла, передав. в Э по ур-ию 2, затем опр-ют темп. воды на выходе из Э по ур-ию 3. При  значении t``>tн-20 необх. установ. стальной Э, если t``≤tн-20°С – устанав. чугунные Э, подстав. знач. темп-ры воды на выходе из Э в ур-е 1, опр-ют пов-ть Э.

Для стальных Э коэф. теплопередачи опр-ся по той  же методики, что и для пароперегревателя  и конвект. пучка.

При большом  кол-ве рядов Э их устанав. посекционно с учётом возможности их продувки воздухом от сажи и пыли на внешней стороне.  
 

20.Назначение, типы воздухоподогревателей  и их расчет.

В совр. кот. уст. воздухоподогреватель (ВП) играет существ. роль, восприним. тепло от дым. газов и передаёт его подогреваемому воздуху. ВП уменьшает потери тепла с уход. дым. газами, тем самым повышая КПД котлоагрегата. Подогретый воздух направл. в топку котла, повышая условия сгорания топлива. При этом темп. горения тоже повыш. При уст-ки ВП треб. искусств. тяга и дутьё, т. е. уст-ка дымососа перед дым. трубой и устан. дутьевого вентилятора для подачи подогретого воздуха ч-з горелочные устр-ва в топочное простр-во.

По принципу действия ВП делятся на

1) рекуперативные

2) регенеративные( для подогрева воздуха)

3)смесительные

Рекуперативный  ВП сост. из перфорированных трубных  досок и стальных труб, проходящих через них, а также корпуса  ВП. Дым. газы перемещ. в трубном прост-ве и через стенки труб передают тепло перемещ. воздуху, к-ый омывает внешние пов-ти труб. Трубы располагаются в шахматном порядке.

 1,2 –  соотв. верхняя и нижняя трубные  доски

 3 –  промежуточные перегородки

 4 –  трубы

 5,7 –  входной и выходной короба

 6 –  перепускной проход

 Регенеративные  ВП предст. собой заключённый в  неподвижные цилиндрич. корпус, вращая цилиндрич барабан, заполненный  набивкой Вдоль оси барабана расположен вал, закреплённый в верхней и нижней опоре. Барабан привод. во вращ. эл. дв-ем. Дым. газы  и воздух подаются к корпусу и отвод. от него спец. коробами. Причём дым. газы проходят ч-з подогреватель сверху вниз, а воздух наоборот. При вращении ВП все эл-ты попеременно нагрев. в зоне дым. газов и охлажд. в зоне холодного воздуха. Достоинством явл. то, что они имеют большой коэф. теплопередачи, недостаток – часть дым. газов смешив. с подогреваемым воздухом

 Тепловой  расчёт ВП.

 Основан на 3-х уравнениях

 1) Qвп=φ·(h`вп-h``вп+∆α·h°пр)

 2) Qвп=kвп·Fвп·Δtср/Bр

 3) ур-ие  теплового баланса по воздуху

    Q_вп=(α_т+Δα/2)V₀(1+B_p)c_в(t_вп”-t_вп’)

α_Т – коэф. избытка воздуха в топке

∆α - коэф. избытка воздуха в ВП

С –  объёмная теплоёмкость воздуха

V₀-кол –во воздуха используемого в топочном пространстве

21.Схемы  экранных труб паровых котлов, их назначение и расчёт.

Основной испарит-ой поверх-тью в современ котлах явл экраны, располож в топочной камере. Теплота сгорания топлива передаётся ограждающим изнутри топку экраном, в котором движется рабочее тело. Благодаря экранированной топки уменьшается потери теплоты в окруж среду и обеспечивает достаточн жёсткость стен топки при восприятии распред-ой нагрузки от перепада давл при ремонте котла под наддувом или разрежением. Экран представляет ряд панелей с //-но включ вертик-ми подъёмными трубами, соед-ми между собой коллекторами. Часть подъёмных труб введена непосредственно в барабан котла. Отдельные секции экранов присоединены к барабану через коллектора и соединительные трубы. В месте выхода продуктов сгорания из топки экран, расположенный на задней её стенке образует трёхрядный фестон, наличие которого обеспечивает затвердевание расплавленных золы, не охладившихся в топке, что исключает шлакование пароперегревателя, размещённого за топкой.

                          Схемы экранов

 

Футерованные

Расчёт экранных труб.

Лучевоспринимающая  поверхность нагрева экранов:

         Hл = Σ Fпс ∙ х;

где   х  – угловой коэффициент экрана;

  Fпс – площадь стены, занятая экраном.

Fпс = b ∙ l, м²;   

где    b – расстояние между трубами;

          l – длина труб, м.

2.   Степень  экранирования топки:

            х = Hл / Fст

где Fст – общая поверхность стен.

3.Коэффициент  тепловой эффективности экранов:                         Ψ = х ∙ ξ;

где  х –  угловой коэффициент, показывает какая часть лучистого потока использов одной пов-тью, падает на другую пов-ть;

ξ -учит-ет снижение тепловоспр-я экранов вследствие их загрязнения наружными отложениями. 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

22. Расчет конвективных  поверхностей котельных  установок

Существует 2 вида расчета: конструкторский и поверочные. При расчёте конвективной поверхности  нагрева, используется уравнение теплопередачи  и теплового баланса.

Уравнение теплопередачи: 

Уравнение теплового  баланса: 

где к – коэффициент  теплопередачи;

Δt- температурный напор;

F-расчётная поверх-ть нагрева, м²;

B_P - расчётный расход топлива;

- коэффициент сохранения теплоты;

- энтальпия дымовых газов  на входе в конвективный пучок;

- энтальпия дымовых газов  на выходе из пароперегревателя;

Δα - коэффициент присоса воздуха в конвективном пучке;

- энтальпия присасываемого воздуха  (принимаем тем-ру = 30 С) 
 
 

23. Схемы газовоздушных трактов котельных установок.

Системы газовоздушных  трактов котлов.

Для нормальной работы котлов, т.е. для достижения их номинальной производительности, номинального КПД необх осуществлять расчетную подачу воздуха при необходимых температурах и удалять дым газы из трактов котлов.

Осн схемы организации подачи воздуха  в топку и удаление дым газов:

1) 
 
 
 

 
 
 
 
 

1-котлоагрегат 2-пылночистные сооружения 3-дым труба

4-воздухоподогреватель 5-пылеприготовительная установка

6-дутьевой вентилятор  7-дымосос

1) Соответствует  кот. уст. с естественной тягой,  т.е. сопротивление движению потока  воздуха и прод сгор в газоходах  котла преодолевается за счет  разности давлений воздуха, поступающего  в топку и прод сгор, удаляемых  через дым трубу в атмосферу.  В этом случае газовоздушный тракт кот уст находится под разряжением. Эта система применяется в котлах малой мощности при небольшом сопротивлении газовоздушного тракта.

2) В этой системе  сопротивление газовоздушного тракта  преодолевается за счет разряжения  создаваемого дымовой трубой и дымососом. Такая система применяется в котлах малой мощности, работающих на газовом и жидком топливе и не имеющих воздухоподогревателей.

3) Описывает  работу системы в которой подача  воздуха в топку осуществляется  дутьевыми вентиляторами через воздухоподогреватель, а продукты сгорания удаляются с помощью разряжения создаваемого дымовой трубой. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

24. Схемы движения  воды в котельных  агрегатах.

Правильно организованное движение воды, паро-водяной смеси  и пара в трубах котельного агрегата обеспечивает необходимую паропроизвод-ть котлового агрегата. Вследствие этого обеспечивается интенсивный отвод теплоты от поверхности нагрева  и устранение местных застоев пара и газа, что предотвращает поверхность нагрева от недопустимого перегрева и коррозии. Непрерывное движение воды, охл-ей поверхность нагрева – циркуляцией.

В зависимости  от организации движения воды и параводяной  смеси в испарительной системе  котлы делятся: с естественной циркуляцией, котлы с принудительной циркуляцией. В котлах с естественной циркуляцией движение воды и пароводяной смеси в испарительной системе осуществляется за счёт давления создаваемого разностью массы столба воды в опускных трубах и столба пароводяной смеси в обогреваемых подъёмных трубах систем.  . При подводе теплоты  к подъёмной трубе вода в ней частично превращается в пар и образуется пароводяная смесь, плотность которой меньше плотности воды в необогреваемой опускной трубе. В следствии этого в замкнутом контуре создаётся напор, благодаря которому вода и пароводяная смесь приходят в движение: вода движется вниз к коллектору, а смесь – вверх в барабан, где пар отделяется от воды.

Котлы с принудительной циркуляцией: прямоточные и с  многократной принудительной циркуляцией. В котлах с многократной принудительной циркуляцией движения воды и пароводяной смеси в испарительной системе осуществляется при помощи специального насоса. Питательная вода из водяного экономайзера подаётся в барабан котла, из которого она забирается циркуляционным насосом и направляется в нижний коллектор экранов и коллектор конвективной поверхности нагрева, распределяется по параллельно включённым подъёмным трубам, через трубы пароводяная эмульсии поступает в барабан котла, в котором происходит отделение пара от жидкости. Затем пар поступает в пароперегреватель и потребителям.