Тепловой расчет котла КВГМ-30-150

 

1) Теплота, отданная  газами Q_б.ф, кДж/кг, рассчитывается по формуле (5.5) [1] по (уравнению теплового баланса)

где  – коэффициент сохранения теплоты, учитывает потери теплоты поверхностью нагрева в окружающую среду, j  = 0,99;

      – энтальпия газов соответственно на входе в фестон и на выходе из фестона, кДж/кг;

       – изменение коэффициента избытка воздуха в поверхности охлаждения (фестона), Da =0;

     – энтальпия присасываемого воздуха, кДж/кг.

 кДж/кг.

 

2) Теплота Q_л.ф, кДж/кг, полученная фестоном излучением из топки, определена ранее (таб. 2.2.1)

Q_л.ф = 14249.6 кДж/кг

Тепло, полученное фестоном излучением из топки:

 кДж/кг;

 кДж/кг.

 

 

 Расчёт теплоты, воспринимаемой фестоном, теплопередачей   

 

Количество тепла  , кДж/кг, передаваемое фестону по условию теплопередачи определяем по формуле (6.1) [1]:

,

где – расчетная теплообменная поверхность фестона, м²;

      – коэффициент теплопередачи, Вт/(м² К);

     – усредненный по всей теплообменной поверхности температурный напор, °С;

    – расчетный расход топлива, кг/с.

1) Усредненный температурный напор определяем по рекомендациям, изложенным в [1] (см. стр. 148), при неизменной температуре одной из сред. Температуру пароводяной смеси в фестоне определяем по табл. XXIII [1] как температуру насыщения при давлении в барабане котла р_бар = 11МПа, t_ф = 318,04 °С:

^○ С;

 ^○ С.

Усредненный температурный  напор определяем по формуле (6.47) [2]:

^○С.

2) Расчетную скорость м/с, газов в фестоне определяем по формуле (6.7) [1]:

,

где – полный объем газов при сжигании 1 кг топлива при 0,1 МПа и 0 °С, определяемый по   среднему избытку воздуха в газоходе, м³/кг,

      – средняя температура дымовых газов в газоходе, °С, (определяется как полусумма температур газов на входе в поверхность нагрева и  на выходе из нее);

       – живое сечение фестона (сечение для прохода газов), м².

^○С.

 м/с.

3) Коэффициент теплопередачи  , Вт/(м К), определяем по следующей формуле (см. табл. 6.1 [1]):

,

где y – коэффициент тепловой эффективности, принимается по табл. 6.4 [1], y=0,67;

      – коэффициент теплоотдачи от газов к стенке, Вт/(м К).

    4) определяется по формуле (6.5) [1]:

,

где – коэффициент использования поверхности нагрева, учитывает неравномерное омывание поверхности газами (см. стр. 119 [1]), принимаем x=1;

– коэффициент теплоотдачи конвенций  от газов к поверхности нагрева, Вт/(м К);

– коэффициент теплоотдачи излучением продуктов сгорания, Вт/(м К).

Количество тепла, передаваемое фестону по условию теплопередачи  определяем по формуле:

 кДж/кг.

 

Невязка баланса теплот

       

Невязка баланса теплот для фестона рассчитывается по формуле:

Невязка теплового баланса  для фестона не превышает допустимого  значения ±5 %, расчет фестона считается законченным.

 

4. Расчет экономайзера

 

Табл. 5.1

Рассчитываемая  величина	Обозна-чение	Формула или  обоснование	Расчет	Значе-ние	Размер-ность
Температура газов на выходе	t'г	из расчета  t'г=t"кп		160	oC
Энтальпия газов на входе	I'г	из расчета  I'г=I"кп		3042	кДж/кг
Температура воды на входе  в экономайзер	t'пв	по выбору		30	oC
Энтальпия воды на входе  в экономайзер	i'пв	i'пв•4,19		419	кДж/кг
Температура газов на выходе	t"г	t"г=tух		100	oC
Энтальпия газов на выходе	I"г	По табл.		1873	кДж/кг
Присос воздуха	Da	по табл. 2.2.1		0,06	-
Тепловосприятие по балансу	Qб	j•(I'r - I"r+Da•Iохв)	0,97•(3042-1873+0,1•385.3)	1171.3	кДж/кг
Энтальпия воды на выходе	i"пв	i'пв+Qб•Вр/Д	419+1171.3•1.022/1,4	283.3	кДж/кг
Температура воды на выходе	t"пв	i"пв /4,19	283.3/4,19	67	oC
Температурный напор  на входе газов	Dt'	t'г- t"пв	160-100	60	oC
Температурный напор  на выходе газов	Dt"	t"г- t'пв	100-30	70	oC
Средний температурный  напор	Dt	(Dt'+Dt")/2	(60+70/2	75	oC
Средняя температура  газов	tгср	(t'г+ t"г)/2	(160+100)/2	130	oC
Средняя температура  воды	tпвср	(t'пв+ t"пв)/2	(70+30)/2	50	oC
Температура загрязненной стенки	tз	tгср+25	130+25	155	oC
Объем газов на 1 куб.м. топлива	Vг	по табл.		10.5131	м3/кг
Средняя скорость газов	Wг	5 – 12		8	м/с
Живое сечение для  прохода газов	F	Вр•Vг • (tгср+273)_      Wг   •    273	1.022•10.51•(130+273)             8      •         273	1.638	м2
Требуемое живое сечение  для прохода газов	Fтр	конструктивно		0,12	м2
Число труб в горизонтальном ряду	n	F/Fтр	1.638/0,12	14	шт.
Коэф. теплоотдачи	k	k=kн•сv	18•1,05	18,9	Вт/м•К
Поверхность обмена по уровню теплобмен.	H	Qб•Вр•103_      k • Dt	1405•1.022•103_      18,9•75	212	м2
Требуемая поверхность  нагрева со стороны газов	Hтр	конструктивно		2,95	м2
Общее число труб	N	Н/Нтр	212/2,95	71,8	шт.
Число рядов труб по вертикали	n	N/n	71,8/7	10	шт.

 

Список литературы

1.  Акимов Ю.И. , Васильев  А.В. , Мусатов Ю.В. : Под редакцией  Антропова Г.В.

“Тепловой расчет котлоагрегатов” , СГТУ , Саратов, 1994

2. Тепловой расчёт котельных агрегатов. (Нормативный метод)/Под редакцией

Н.В. Кузнецова. – М.: Энергия, 1973. –296с.

3. Резников М.И. Парогенераторные установки электростанций. – М.: Энергия, 1974. –360с.

4. Методические указантя по определению коэффициента полезного действия паровых

котлов / Парилов В.А., Ривкин А.С., Ушаков С.Г., Шелыгин Б.Л. – Иваново, 1987. –36с.

5. Методические указантя по определению коэффициента теплопередачи и температурного напора при расчёте поверхностей нагрева паровых котлов / Парилов В.А., Ривкин А.С., Ушаков С.Г., Шелыгин Б.Л. – Иваново; ИЭИ, 1987.
6. Методические указантя по поверочному расчёту топочной камеры и фестона паровых котлов / Парилов В.А., Ривкин А.С., Ушаков С.Г., Шелыгин Б.Л. – Иваново; ИЭИ, 1987.
7. Методические указантя по конструкторскому расчёту пароперегревателя и хвостовых поверхностей паровых котлов / Парилов В.А., Ривкин А.С., Ушаков С.Г., Шелыгин Б.Л. – Иваново; ИЭИ, 1991. –36с.
8. Александров В.Г.  Паровые котлы средней и малой мощности. –Л.: Энергия, 1972.—200с.
9. Ковалёв А.П., Лелеев Н.С., Виленский Т.В. Парогенераторы: Учебник для ВУЗов. –М.: Энерго- атомиздат, 1985. –376с.