Курсовая работа: Расчёт котла ДКВР

№

Наименование величин

Обозначение

Размерность

Поверхности нагрева

Топка (с камерой дожигания)

Конвективный пучок (КП1)

Конвективный пучок (КП2)

Водяной экономайзер (ВЭК)

1

Коэффициент расхода воздуха (для таблицы It)

1,05

1.10

1.15

1.25

2

Средний коэффициент расхода воздуха

=1,075

=1,125

=1,2

3

Действительный объем водяных паров

2,18

2,18

2,19

2,20

4

Действительный объем продуктов сгорания

11,09

11,32

11,79

12,50

5

Объемная доля водяных паров в продуктах сгорания

0,196

0,192

0,185

0,176

6

Объемная доля трехатомных газов в продуктах сгорания

0,089

0,088

0,084

0,079

7

Суммарная доля водяных паров и трехатомных газов

0,286

0,280

0,270

0,255

и, [°С]

I°г, [кДж/ м³]

I°в, [кДж/ м³]

Iг [кДж/ м³]

топка

КП1

КП2

ВЭК

1,05

1,1

1,2

1,3

t х.в. (30^оС)

-

375,30

-

-

-

-

100

1461

1251

-

-

-

1773,75

200

2950

2516

-

3201,60

3327,40

3579,00

300

4499

3812

-

4879,70

5070,30

5451,50

400

6047

5108

-

6557,80

6813,20

7324,00

500

7678

6465

8001,25

8324,5

8647,75

-

600

9309

7822

9700,1

10091,2

10482,3

-

700

11017

9231

11478,53

11940,05

12401,58

-

800

12725

10639

13256,95

13788,9

-

-

900

14506

12095

15110,75

15715,5

-

-

1000

16287

13551

16964,55

17642,1

-

-

1100

18117

15040

18869

19621

-

-

1200

19947

16529

20773,45

-

-

-

1300

21794

18046

22696,3

-

-

-

1400

23641

19563

24619,15

-

-

-

1500

25550

21104

26604,7

-

-

-

1600

27458

22645

28590,25

-

-

-

1700

29403

24195

30612,25

-

-

-

1800

31347

25745

32634,25

-

-

-

1900

33310

27319

34675,45

-

-

-

2000

35272

28893

36716,65

-

-

-

2100

37256

30476

38779,3

-

-

-

2200

39239

32059

40841,95

-

-

-

2300

41242

33652

42924,08

-

-

-

2400

43244

35244

45006,2

-

-

-

Наименование величины

Обозн.

Размерн.

Формула или обоснование

Расчет

Значение

Энтальпия сухого насыщенного пара

I_п

кДж/кг

Таблицы воды и водяного пара

-

2788,89

Энтальпия кипящей воды

I'

кДж/кг

Таблицы воды и водяного пара

-

830

Энтальпия питательной воды

I_пв

кДж/кг

t_пвC_p

1055·4,19

440

Располагаемое тепло топлива

Q^р_р

кДж/кг

Q^p_p=Q_н^c

-

35500

Температура холодного воздуха

t_х.в

°С

принимается

-

30

Энтальпия холодного воздуха

I⁰_х.в

кДж/кг

Табл. I-?

-

375,30

Температура уходящих газов

?_ух

°С

принята предварительно

-

133

Энтальпия уходящих газов

I_ух

кДж/кг

Табл. I-?

-

2369,48

Потеря тепла с уходящими газами

q₂

%

(I_ух-б_ухI⁰_х.в)/Q^р_р

(2369,48-1,25·375,3)/35500

5,35

Потеря тепла от химического недожога

q₃

%

Таблица 3 [1]

-

0,10

Потеря тепла в окружающую среду

q₅

%

рис. 5.1 [1]

-

1,7

Полезная теплота котла

Q₁

кДж/кг

D(i_п-i_п.в)+G_пр(i'-i_п.в)

2,22·(2788.89-440)+0,11·(830-440)

5263,22

КПД

?

%

100-(q₂+q₃+q₅)

100-(5,35+0,1+1.7)

92,85

Расход продувочной воды

G_пр

кг/с

5% от D

0,05·2,22

0,11

Температура питательной воды

t_п.в

°С

дано

-

105

Давление в барабане

Р_б

МПа

-

дано

1,57

Полный расход топлива

В

м³/с

Q₁/(Q^р_р•?)

5263,22/(35500·0,9285)

0,16

Коэффициент сохранения тепла

ц

-

1-q₅/(?+q₅)

1-1.7/(92.85+1,7)

0,98

Расчетный расход топлива

Вр

м³/с

В_р=В

-

0,16

Наименование величины

Обозн.

Размерн.

Формула или обоснование

Расчет

Значение

Объем топочной камеры

V_Т

м³

[3]

-

39,3

Полная поверхность стен топки

F_ст

м²

Расчет выше

-

84,8

Диаметр экранных труб

d

мм

[3]

-

51

Тепло, вносимое в топку воздухом

Q_в

кДж/м³

375,3·1,05

394,07

Полезное тепловыделение в топке

Q_Т

кДж/м³

35500·(100-0,1)/100+394,07

35859

Эффективная толщина излучающего слоя топки

s_T

м

3,6·39,3/84,8

1,668

Угловой коэффициент экрана

x

-

Номограмма 1а [1]

-

0,58

Адиабатическая температура горения газа

и_а

⁰С

по таблице энтальпий интерполируем

-

1958

Температура газов на выходе из топки

и"_т

⁰С

принимаем

-

850

Энтальпия газа на выходе

I"_т

кДж/кг

по I-и таблице

-

14184

Коэффициент ослабления лучей

k_Г

1/(МПа·м)

2,479

Соотношение углерода и водорода в рабочей массе топлива

С_г/Н_г

-

0,12·(1/4·98,72+2/6·0,12+3/8•0,01+4/10·0,01+5/12•0)

2,97

Коэффициент поглощения лучей частицами сажи

к_с

-

1,173

Коэффициент поглощения топочной среды

к

1/(м·МПа)

k_г+mk_c

2,479+0,6·1,173

3,18

Критерий поглощательной способности (критерий Бугера)

Bu

-

kps_T

3,18·0,1·1,668

0,53

Эффективное значение критерия Бугера

Вu

-

0,72

Коэффициент х_г

x_г

-

по чертежу

900/5000

0,210

Коэффициент М₀

М₀

-

принимаем по виду расположения горелок

-

0,4

Параметр забалластирования топочных газов

-

1,115

Коэффициент М

М

-

0,380

Количество тепла воспринятого в топке

Q_л

кДж/м³

0,98·(35859-13390)

22065

Коэффициент загрязнения

ж

-

таблица 6.3 [1]

-

0,65

Коэффициент тепловой эффективности экранов

ш

-

0,58·0,65

0,377

Средняя суммарная теплоемкость продуктов сгорания

(Vc)_ср

кДж/(м³·К)

19,563

Коэффициент излучения абсолютно черного тела

у₀

кВт/(м²·К⁴)

постоянная величина

-

5,67E-11

Критерий Во

Во

-

0,2255

Безразмерная температура газов на выходе из топочной камеры

и"_т

-

0,54

Температура газов на выходе из топки

и"_т

-

807,48

Удельное тепловое напряжение топочного объема

q_v

кВт/м³

0,16·35500/39,3

144

Удельное тепловое напряжение поверхностей нагрева

q_л

кВт/м²

0,16·22065/84,8

41,55

Энтальпия газа на выходе

I"_т

кДж/кг

таблица энтальпий

-

13390

Наименование величины

Обозн.

Размерн.

Формула или обоснование

Расчет

Значение

Диаметр труб

d

м

По чертежу 5,1х2,5

- 

0,051

Отн. поперечный шаг

у₁

-

По чертежу s/d (S₁ = 110)

- 

2,16

Отн. продольный шаг

у₂

-

По чертежу s/d (S₂ = 100)

- 

1,96

Плошадь поверхности пучка

F₁

м²

Таблица 12 [3]

- 

114,55

Площадь живого сечения

F_жс

м²

Таблица 12 [3]

-

1,28

Температура газов на входе в пучок

и'

⁰С

и"_Т

Из расчета топочной камеры

807

Энтальпия газов на входе в пучок

I'

кДж/м³

по I-и таблице

Из расчета топочной камеры

13390

Температура газов на выходе из пучка

и''

⁰С

принимаем

- 

400

Энтальпия газов на выходе из пучка

I''

кДж/м³

по I-и таблице

Таблица энтальпий при 400 С

6558

Теплота, отданная газами

Q_Б

кДж/м³

ц·(I'-I"+?б·I_х.в.)

0,98·(13390-6558+0.05·375,3)

6746

Средняя температура газов

и_ср

⁰С

(и'+и")/2

(807+400)/2 

604

Скорость газов

w

м/с

4,5

Поправка на геометрическую компоновку пучка

C_s

-

[1+(2·у₁-3)(1-у₂/2)³]^-2

 (1+(2·2,16-3)(1-1,96/2)^-2

1,00

Поправка на число рядов труб по ходу газов

C_z

-

при z>10 C_z=1

 -

1

Критерий Прантдля

Pr

-

по таблице физ. свойств дым. газов

 -

0,609

Коэффициент теплопроводности среды

л

Вт/(м·К)

по таблице физ. свойств дым. газов

 -

0,075

Коэффициент кинемат вязкости среды

н

м²/с

по таблице физ. свойств дым. газов

 -

0,0000919

Коэффициент теплоотдачи конвекцией

б_к

Вт/(м²·К)

40,55

Температура стенки

t_ст

⁰С

t_s+?t

194,5+25 

219,5

Эффективная толщина излучающего слоя

s

м

0,201

Коэффициент поглощения лучей газовой фазой

k_г

1/(м·МПа)

9,43

Суммарная оптическая величина запыленного газового потока

kps

-

k_Гps

9,43·0,1·0,201 

0,190

Степень черноты потоков газа

a

-

1-е^-kps

1-е^-0,19

0,173

Коэффициент теплоотдачи излучением

a_л

Вт/(м²·К)

11,86

Коэффициент эффективности

ш

-

таблица 7.5 [1]

- 

0,80

Коэффициент теплопередачи

k

Вт/(м²·К)

ш·(б_к+б_л)

0,8·( 40,55+11,86)

41,93

Средний логарифмический температурный напор

?t

⁰С

373

Тепловосприятие 1 КП

Q_т

кДж/м³

11215