Материал: котёл гм-50-14

Водяной экономайзер

Рассчитываемая величина

Обозна чение

Размер ность

Формула или обоснование

Расчет

Значение

Площадь поверхности нагрева

Н

м²

π·d·ℓ·z

3,14·0,028·5·2300

1011,59

Наружный диаметр труб

d

м

По чертежу

-

0,028

Поперечный шаг труб

S₁

м

По чертежу

-

0,07

Продольный шаг труб

S₂

м

По чертежу

-

0,05

Относительный поперечный шаг труб

₁

-

S₁/d

0,07/0,028

2,5

Относительный продольный шаг труб

₂

-

S₂/d

0,05/0,028

1,79

Число труб в ряду

z₁

шт

По чертежу

-

25

Число рядов труб по ходу газов

z₂

шт

По чертежу

-

46

Общее число труб

в одном пакете

шт

z1·z2

25·46

1150

Общее число труб

z

шт

· 2

1150·2

2300

Длина горизонтальной части петли змеевиков

ℓ

м

По чертежу

-

5

Глубина газохода

a

м

По чертежу

-

1,78

Ширина газохода

b

м

По чертежу

-

5,4

Сечение по газу

F

м²

а·b-z₁·l·d

1,78·5,4 – 25·5·0,028

6,112

Живое сечение по воде

f

м²

0,785· ·z₁·2

0,785·0,022·25·2

0,019

Температура продуктов сгорания на входе

ϑ'

°С

Из расчёта ПП

-

870

Энтальпия продуктов сгорания на входе

I'

кДж/м³

Табл. 2

-

19690

Температура продуктов сгорания на выходе

ϑ''

°С

Задаёмся

-

190

Энтальпия продуктов сгорания на выходе

I''

кДж/м³

По соответствующей температуре

-

5318

Присосы воздуха в экономайзере

∆эк

-

-

-

0,14

Теплота, отданная продуктами сгорания

Qвэк

кДж/м³

φ(I'-I"+∆α_эк·Iх.в)

0,994(19690-5318+0,14·377,78)

14338,34

Энтальпия воды после ВЭК

кДж/м³

+

607,55 +

1454,59

Энтальпия воды на входе в ВЭК

кДж/м³

4,19·

4,19·145

607,55

Температура воды на выходе из ВЭК

кДж/м³

По соответствующей энтальпии по

-

319

Температура воды на входе в ВЭК

t'

кДж/м³

-

145

Температурный напор при противотоке

∆t

°С

184,4

Меньшая разность температур

∆t_м

°С

-t'

190-145

45

Большая разность температур

∆t_б

°С

-t"

870-319

551

Средняя температура газов

ϑ

°С

(ϑ'+ ϑ'')/2

(880+190)/2

530

Скорость газов

w_г

м/с

5,08

Коэффициент тепловой эффективности

Ψ

-

Таблица 7-4 Норм метод

-

0,65

Теплопроводность газов

Вт/м·К

Справочник

-

0,068

Коэффициент кинематической вязкости газов

м²/с

Справочник

-

77,92·

Число Прандтля для газов

Pr

 -

Справочник

-

0,617

Коэффициент теплоотдачи конвекцией

_к

Вт/м²·К

71,51

Поправка на число рядов труб

Cz

-

По номограмме, [1]

-

1,0

Поправка на компоновку пучка

Cs

-

0,77·

0,77·

1,06

Отношение приведённых относительных шагов

 -

1,89

Давление

р

МПа

Котёл с уравновешенной тягой

-

0,1

Оптическая толщина излучающего слоя

s

м

0,9·0,028·

0,118

Степень черноты газового потока

а

-

1-exp(-kps)

1-exp(-10,086·0,1·0,118)

0,112

Степень черноты загрязнённых стенок

а_з

- 

Глава 7, [1]

-

0,8

Коэффициент теплоотдачи излучением от газов

α_л

Вт/м²·К

7,24

Температура загрязненной стенки

Tз

К

+∆tк+273

237+60+273

570

Коэффициент ослабления лучей трёхатомными газами

k = kг

1/ м∙МПа

10,086

Объём водяных паров

- 

 Табл. 1

-

0,148

Суммарная объёмная доля излучающих газов

r_п

 -

 Табл. 1

-

0,243

Средняя температура воды

t

°С

(t' + t")/2

(329 + 145)/2

237

Коэффициент теплопередачи

K

Вт/м²·К

Ψ· α₁

0,65·78,76

51,19

Суммарный коэффициент теплоотдачи от продуктов сгорания к стенке труб ПП

α₁

Вт/м²·К

x(α_к+ α_л)

1·(71,51+7,24)

78,76

Тепловосприятие ВЭК

Qвэк

 кДж/м³

K·H·Δt/(Bр·10³)

51,19·1011,59·184,4/(0,676·10³)

14125,5

Невязка

∆Q

%

·100%

·100%

1,50

Воздухоподогреватель

Рассчитываемая величина

Обоз начение

Размер ность

Формула или обоснование

Расчет

Значение

Площадь поверхности нагрева

Н

м²

π · d· h_в · n · z

3,14·0,04·1,48·3·4284

2389

Наружный диаметр труб

d

м

По чертежу

-

0,04

Внутренний диаметр труб

d_вн

м

По чертежу

-

0,037

Поперечный шаг труб

S₁

м

По чертежу

-

0,056

Продольный шаг труб

S₂

м

По чертежу

-

0,042

Относительный поперечный шаг труб

₁

-

S1/d

0,056/0,04

1,4

Относительный продольный шаг труб

₂

-

S2/d

0,056/0,04

1,05

Число труб в ряду

z₁

-

По чертежу

-

42

Число рядов труб по ходу воздуха

z₂

-

По чертежу

-

34

Общее число труб

в 1 пакете

-

По чертежу

34·42

1428

Общее число пакетов

n

-

По чертежу

-

3

Общее число труб

z

шт

·n

1428·3

4284

Высота одного хода по воздуху

h_в

м

По чертежу

-

1,48

Глубина газохода

a

м

По чертежу

-

1,5

Ширина газохода

b

м

По чертежу

-

5,4

Сечение по газу

м²

z·π· /4

4284·

4,6

Сечение по воздуху

м²

а·b-z₁· h_в·d

1,5·3·5,4-42·3·1,48·3·0,04

1,92

Температура воздуха на входе в ВЗП

°С

п.5-03, [1]

-

30

Энтальпия воздуха на входе в ВЗП

кДж/м³

Рассчитана ранее

-

377,78

Энтальпия теоретически необходимого горячего воздуха

кДж/м³

· ·

12,53·1,014·145

1842,29

Температура горячего воздуха

°C

Принята предварительно

-

145

Теплота, отданная продуктами сгорания

Qвзп

кДж/м³

( _т-∆ _т+0,5∆ )( - )

(1,05-0,05+0,5·0,21)(1842,29-377,78)

1618,28

Температура продуктов сгорания на выходе

ϑ''

°С

Принята раннее

-

140

Энтальпия продуктов сгорания на выходе

I''

кДж/м³

Рассчитана ранее

-

3675,24

Энтальпия продуктов сгорания на входе

I'

кДж/м³

Рассчитана ранее

-

5318

Температура продуктов сгорания на входе

ϑ'

°С

Рассчитана ранее

-

190

Средняя температура газов

ϑ

°С

(J'+J")/2

(190 + 140)/2

165

Средняя температура воздуха

°С

( )/2

(30 + 145)/2

87,5

Скорость газов

м/с

3,89

Скорость воздуха

м/с

5,83

Коэф теплоотдачи от газов к стенке (в трубе) конвекцией

Вт/м²·К

18,4

Поправка на температуру потока и стенки

Ct

-

Пункт 7-30, [1]

-

1

Поправка на относительную длину

Cl

-

Пункт 7-30, [1]

-

1

Поправка при течении в кольцевых каналах с односторонним обогревом

Ck

-

Пункт 7-30, [1]

-

1

Теплопроводность газов

Вт/м·К

Справочник

-

0,0369

Коэффициент кинематической вязкости газов

м²/с

Справочник

-

27,82·

Число Прандтля для газов

Pr_газы

 -

Справочник

-

0,68

Давление

р

МПа

Котёл с уравновешенной тягой

-

0,1

Оптическая толщина излучающего слоя

s

м

0,9·0,04·

0,0314

Степень черноты газового потока

а

-

1-exp(-k·p·s)

1-exp(-22,61·0,1·0,036)

0,068

Степень черноты загрязнённых стенок

а_з

 -

Глава 7, [1]

-

0,8

Коэффициент теплоотдачи излучением от газов

Вт/м²·К

1,139

Температура загрязненной стенки

Tз

К

ϑ +∆tк+273

165+25+273

463

Коэффициент ослабления лучей трёхатомными газами

k = kг

1/ м∙МПа

22,61

Объём водяных паров

 -

Табл. 1

-

0,141

Суммарная объёмная доля излучающих газов

 -

Табл. 1

-

0,23

Коэффициент тепловой эффективности

x

-

Таблица 7-6 норм метод

-

1

Коэф теплоотдачи от газов к стенке (в трубе)

Вт/м²·К

+

1·(18,4+1,139)

19,54

Коэффициент теплоотдачи к воздуху от стенки

Вт/м²·К

13,29

Относительный диагональный шаг труб

₂’

-

1,26

Поправка на число рядов труб

Сz

-

Пункт 7-20 норм метод

-

1

Отношение приведённых относительных шагов

 -

1,54

Поправка на компоновку пучка

Сs

-

0,95·

0,991

Теплопроводность воздуха

Вт/м·К

Справочник

-

0,0312

Коэффициент кинематической вязкости воздуха

м²/с

Справочник

-

31,73·

Число Прандтля для воздуха

Pr

 -

Справочник

0,69

Коэффициент теплопередачи

K

Вт/м²·К

7,91

Температурный напор

∆t

°С

Ψ·∆

0,8·72,72

58,18

Температурный напор при противотоке

∆t

°С

74,01

Меньшая разность температур

∆t_м

°С

ϑ'-

190-148

45

Большая разность температур

∆t_б

°С

ϑ"-

140 - 30

110

Поправочный коэффициент

Ψ

-

По номограмме,[20]

-

0,8

Безразмерный параметр

Р

-

0,28

Безразмерный параметр

R

-

2,3

Перепад температуры при прохождении поверхности нагрева той средой, у которой он больше

°С

145 - 30

115

Перепад температуры другой среды

°С

ϑ'-ϑ"

190 - 140

50

Тепловосприятие ВЗП

Qвзп

 кДж/м³

K·H·Δt/(Bр· )

7,91·2389·58,18/(0,676·10³)

1626,34

Невязка

∆Q

%

·100%

·100%

0,495

Невязка теплового баланса

∆Q



100%

0,4196

Аэродинамический Расчёт Котла

Наименование величины

Обозначе-ние

Размер-ность

Формула или обоснование

Расчет

Значение

Расчет высоты дымовой трубы по резервному топливу

Марка топлива

-

-

Мазут низкосернистый М40

-

-

Состав топлива

W

%

Нормативник

-

0,15

A

%

Нормативник

-

0,03

S

%

Нормативник

-

0,39

C

%

Нормативник

-

87,33

H

%

Нормативник

-

11,90

N

%

Нормативник

-

0,00

O

%

Нормативник

-

0,20

Теплота сгорания резервного топлива

кДж/кг

Нормативник

-

41680,00

Расход резервного топлива

кг/с

0,762

Теоретический объем воздуха необходимый на горение

м³/кг

0,0889·(87,33+0,375·0,39)+0,265·11,9+0,0333·0,2 

10,94

 Теоретический объем азота

м³/кг

8,63

 Теоретический объем сухих трехатомных газов

м³/кг

1,63

Теоретический объем водяных паров 

м³/кг

1,499

 Действительный объем продуктов сгорания

м³/кг

12,87

 Объем газов, выходящих из дымовой трубы

м³/с

0,762

15

Диаметр устья дымовой трубы

D`

м

1,38

Предварительное значение скорости

ω`

м/с

Задаемся

-

10,00

Стандартный диаметр устья дымовой трубы

м

По ГОСТ 34519-2019

-

1,50

Уточненное значение скорости

ω

м/с

8,49

Масса оксида серы

г/с

5,88

Расчетная высота дымовой трубы

м

Определение высоты дымовой трубы

м

При заданных высотах:

20 25 30

27,48

28,70

29,66

Коэффициент температурной стратификации

А

-

Задаемся

-

120,00

Коэффициент рельефа

Кр

-

Задаемся

-

1,00

Безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе

F

-

Принимаем

-

1

Разность температур между температурой дымовых газов и максимальной среднемесячной температурой наиболее теплого месяца

ΔТ

°С

-

140 - 15

125

Коэффициент, учитывающий условия выхода смеси из устья дымовой трубы.

m

-

Расчёт m на следующие высоты дымовой трубы:

20

25

30

0,6599

0,7197

0,7687

Параметр, зависящий от геометрических размеров трубы

f

-

Расчёт f на следующие высоты дымовой трубы:

20

25

30

2,162

1,384

0,961

Коэффициент, учитывающий условия выхода из дымовой трубы загрязняющего вещества

n

-

-

-

1,00

ПДК

ПДК

мг/м³

Нормы

-

0,05