Курсовая работа (т): Поверочный расчет парового котла ПК-10

Энтальпии находятся по I-s диаграмме:

-энтальпия перегретого пара, ПВ = 883,9 кДж/кг - энтальпия питательной воды, КИП=1429,3 кДж/кг - энтальпия воды на линии насыщения при давлении в барабане парового котла.

- расход продувочной воды из барабана котла. где рпр=2,5% - относительная величина непрерывной продувки котла.

. Полный расход топлива:

. Расчетный расход топлива с учетом механической неполноты сгорания топлива:

.3 Тепловой расчет топочной камеры

Расчет основывается на приложениях теории подобия к топочным процессам. Основными параметрами, определяющими безразмерную температуру газов на выходе из топки , являются критерий радиационного теплообмена Больцмана (Во) и критерий поглощательной способности Бугера (Bu). Учет влияния на теплообмен неизотермичности температурного поля топки и эффекта рассеяния излучения обеспечивается использованием эффективного критерия .

Исходной для расчета теплопередачи в топках является формула, определяющая безразмерную температуру на выходе из топки:

 - справедлива в области значений ≤0,9.

Та - адиабатическая температура горения топлива, К;

М - параметр, учитывающий влияние на интенсивность теплообмена относительного уровня расположения горелок, степени забалластированности топочных газов и других факторов.

. Зададимся температурой газов на выходе из топки = 1250°С, тогда энтальпия продуктов сгорания на выходе из топки по таблице 4 (-таблица):

. Тепло, вносимое в топку воздухом, определяется по формуле:

, где  - энтальпия теоретически необходимого количества горячего воздуха после ТВП. Принимается по таблице 4 (-таблица) при температуре на выходе из воздухоподогревателя tГВ=305°C:

Следовательно:

. Полезное тепловыделение в топке:

  4.

Коэффициент тепловой эффективности экранов:

где - коэффициент загрязнения топочных экранов принимается по табл. 6.3 [(1), стр.42])

 - угловой коэффициент экрана принимается по номограмме 1а [(1), стр.214] при s/d=95/76=1.25

. Эффективная толщина излучающего слоя:

,

где VT=1210м3 и FCT=540м2 - объем и поверхность стен топки.

. Коэффициент ослабления лучей (коэффициент поглощения топочной среды):

= kГ + m∙kС, 1/(м∙МПа)

где kГ - коэффициент поглощения лучей газовой фазой, - коэффициент поглощения лучей частичками сажи,- коэффициент относительного заполнения топочной камеры светящимся пламенем

При сжигании мазута m = 0,6 [(1), стр. 38].

 - суммарная объемная доля трехатомных газов в продуктах сгорания,

р=0,1МПа - давление в топочной камере [(2) стр. 62],

ТТ’’=1250+273=1523К - температура газов на выходе из топки

=0.651+0.6∙2,523=2,165

. Коэффициент сохранения теплоты:

Расчет суммарного теплообмена в топке

Критерий Больцмана:

где ТA - адиабатическая температура горения топлива определяется по таблице 4 (-таблица) при коэффициенте избытка воздуха αТ и энтальпии продуктов сгорания I=QT

(Vc)cp- средняя суммарная теплоемкость продуктов сгорания 1кг топлива в интервале температур (ТА-ТТ’’):

 - коэффициент излучения абсолютно черного тела

Т.к. стены топки закрыты экранами с одинаковыми значениями коэффициента тепловой эффективности ψ, то ψср=ψ

. Эффективное значение критерия Бугера:

- критерий Бугера, тогда:

. Рассчитаем коэффициент

где  - относительный уровень расположения горелок;г=4.89м - средний уровень расположения осей горелок (известна из конструкции котла)

НТ=18,9м - высота топки (известна из конструкции котла).

 - параметр забалластированности топочных газов;

Мо - коэффициент, принимается по [(1), стр.40]: Мо = 0,4 - для газомазутных топок с настенным расположением горелок.

. Безразмерная температура газов на выходе из топки равна:

Тогда действительная размерная температура газов на выходе из топки равна

Т.к. действительная температура газов отличается от первоначальной меньше чем на 100°С, то вторая итерация не требуется, и тогда расчет топки примем законченным.

.4 Расчет конвективного пароперегревателя

Для расчета пароперегревателя используются два уравнения:

уравнение теплообмена:

уравнение теплового баланса, в котором приравниваются тепло, отданное газами, и тепло, воспринятое паром:

В этих уравнениях:- коэффициент теплопередачи, отнесенный к расчетной поверхности нагрева, Вт/(м2К);

Δt - температурный напор, °С; - расчетный расход топлива, кг/с;

Н - расчетная поверхность нагрева, м2;

φ - коэффициент сохранения теплоты, учитывающий потери теплоты от наружного охлаждения; I', I" - энтальпии продуктов сгорания на входе в поверхность нагрева и на выходе из нее, кДж/кг;ПРС= I0ХВ - количество теплоты, вносимое присасываемым в газоход воздухом c t=300С, кДж/кг.

Тепловой баланс перегревателя:

Тепловосприятие перегревателя излучением из топки:

,

где

 - тепло, переданное излучением в топке,

 - энтальпия газов на выходе из топки при  по таблице 4 (-таблица), тогда:

НЛ=666 м2 - полная лучевоспринимающая поверхность нагрева топки (известна из конструкции котла),

НЛФ =164м2 - лучевоспринимающая поверхность фестона (известна из конструкции котла),

хф - угловой коэффициент фестона принимается по номограмме 1а [(1), стр.214] при s/d=380/76=5

Температура газов на входе в перегреватель:

 - известна из расчета топки.

Температура перегретого пара:ПП = 495°С ПП = 3355 кДж/кг - энтальпия перегретого пара.

Тепло, переданное в пароохладителе:

где r = 1267,9 кДж/кг - теплота парообразования,

(1 - х) • 100 = 3 % - величина увлажнения в пароохладителе, принимается с последующим уточнением.

Тепловосприятие перегревателя (по балансу):

где iHП =2710.6 кДж/кг - энтальпия насыщенного пара.

Энтальпия газов за перегревателем:

Тогда температура газов за перегревателем по таблице 4(-таблица):

Расчет второй (по пару) ступени

. Температура газов на входе во вторую ступень:

- известна из расчета топки.

 - см. выше

. Зададимся температурой газов на выходе из второй ступени пароперегревателя , тогда энтальпия продуктов сгорания на выходе по таблице 4:

. Тепловосприятие ступени по балансу (теплота, отданная продуктами сгорания):

. Энтальпия пара на входе во вторую ступень (р=105 ата)

где iПП - энтальпия перегретого пара, определяется по tПП = 495°С, тогда температура пара на входе равна tП’ = 361°С

. Так как вторая ступень перегревателя выполнена по прямоточной схеме движения продуктов сгорания и пара следовательно, средний температурный напор при прямотоке равен:

,

где

 - температурный напор на входе в ПЕ второй ступени,

- температурный напор на выходе из ПЕ второй ступени,

Для определения коэффициента пересчета ψ от прямотока к более сложной, сначала вычислим безразмерные параметры:

По [(1), номограмма 19] определим ψ=0,995. Тогда температурный напор во второй ступени пароперегревателя:

. Коэффициент теплопередачи находится по упрощенной формуле [(3), стр. 93]:

 и - наружный диаметр и поперечный шаг (известны из конструкции котла)

ξ=1,08 - коэффициент, учитывающий излучение газовых объемов=0 - коэффициент, учитывающий вид пучка (в данном случае коридорный)

Расчетная формула построена так, что для принятых значений скорости газов, диаметра и шага труб определено по Нормативному методу расчета [1] значение коэффициента теплопередачи А. Коэффициенты А и n определим по [(3), стр. 94]:=66=0.5

НII = 620м2 - поверхность нагрева второй ступени перегревателя (известна из конструкции котла).  - средняя скорость газов в ПЕ-2:

. Тепловосприятие ступени по уравнению теплообмена:

. Сравним тепловосприятия:

Так как значения QБПЕ2 и QTПЕ2 отличаются менее чем на 2%, то расчет ПЕ второй ступени считается законченным.

Расчет первой (по пару) ступени

. Температура газов на входе в первую ступень:

- известна из расчета второй ступени ПЕ.

 - см. выше

. Тепло, передаваемое газами на участке испарения:

. Тепло, передаваемое газами на участке перегрева:

Энтальпия газов за ПЕ-1:

тогда температура газов за этой частью по таблице 4:

Средний температурный напор при изменении агрегатного состояния с учетом противотока:

,

где

 - средний температурный напор на участке перегрева, где:

- температурный напор на входе газов в перегревающую часть,

- температурный напор на выходе газов из нее.

- средний температурный напор для участка испарения, где - температурный напор на выходе газов из ступени.

. Коэффициент теплопередачи находится по упрощенной формуле [(3), стр. 93]:

ξ=1,03

m=0 =66=0.5

и - наружный диаметр и поперечный шаг (известны из конструкции котла)

НI = 580м2 - поверхность нагрева ПЕ-1 (известна из конструкции котла).