Грин В.М. Система автоматизированного проектирования воздухоподогревателей энергетических котлов
Подождите немного. Документ загружается.
101
Заполняется лист «таблица энтальпий», представленный на рисунке А.1.
Температура
дымовых
газов
Энтальпия дымовых
газов при среднем в
ступени ТВП
коэффициенте избытка
воздуха H
г
, кДж/кг
(кДж/м
3
)
Энтальпия теоретические
необходимого количества
воздуха для полного
сгорания 1 кг (1 м
3
) топлива
H
0.в
, кДж/кг
(кДж/м
3
)
600 6440 4474
500 5295 3692
400 4178 2921
300 3093 2172
200 2033 1439
100 1004 715
Рисунок А.1 - Таблица энтальпий
Результаты расчёта.
Общие сведения о проекте
Тип парового котла Е-160-9,8-560 КТ
Название, марка топлива Кузнецкий Г
Шифр расчета ДП 140502. 04. 000. ПЗ
Задание составил(а) Горбачев Г.В.
Тип ступени
Одноступенчатая компоновка, холодная
ступень
Схема подвода воздуха в
ступень ТВП
Двухпоточная схема
Способ защиты ступени
ТВП от золового износа
Нет защиты
Тип топлива Каменный и тощий угли
Тип шлакоудаления Твердое шлакоудаление (ТШУ)
Расчет параметров дымовых газов и воздуха на входе и выходе
ступени ТВП. Расчет тепловосприятия поверхности нагрева
ступени ТВП
Наименование Обозначение
Единицы
измерения
Величина
Коэффициент избытка
воздуха по воздушной
стороне на выходе из
ступени ТВП
β''
- 1,16
Переток воздуха в из
воздушного тракта ТВП в
газовый тракт
∆α
- 0,03
Коэффициент избытка
воздуха по воздушной
стороне на входе в
ступень ТВП
β'
- 1,19
102
Средний коэффициент
избытка воздуха в
воздушном тракте
ступени ТВП
β
- 1,175
Коэффициент
сохранения тепла
φ
- 0,994
Температура дымовых
газов на входе в ступень
ТВП
ϑ'
˚С 355
Температура дымовых
газов на выходе из
ступени ТВП
ϑ''
˚С 130
Температура воздуха на
входе в ступень ТВП
t' ˚С 30
Температура воздуха на
выходе из ступени ТВП
t'' ˚С 320
Энтальпия дымовых
газов на входе в ступень
ТВП
H'
г
кДж/кг (кДж/м
3
) 3835,57
Энтальпия дымовых
газов на выходе из
ступени ТВП
H''
г
кДж/кг (кДж/м
3
) 1312,70
Энтальпия воздуха на
входе в ступень ТВП
H'
в
кДж/кг (кДж/м
3
) 214,301
Энтальпия воздуха на
выходе из ступени ТВП
H''
в
кДж/кг (кДж/м
3
) 2321,8
Тепловосприятие
поверхности нагрева
ТВП
Q
б
кДж/кг (кДж/м
3
) 2476,31
Температура
питательной воды на
входе в первую ступень
экономайзера
t'
1 эк
˚С -
Минимальный
температурный напор в
ступени ТВП
∆t
мин
х.ст.ТВП
˚С -
Минимальный
температурный напор в
первой ступени
экономайзера
∆t
мин
1 эк
˚С -
Отношение
температурных напоров
на горячем конце
ступени ТВП и холодном
конце первой по ходу
воды ступени
экономайзера
(∆t
мин
х.ст.ТВП
)
------------------
- (∆t
мин
1 эк
)
- -
Средняя температура
потока дымовых газов
ϑ
˚С 242,5
Средняя температура
потока воздуха
t ˚С 175
103
Коэффициент
кинематической вязкости
потока воздуха
ν
в
м
2
/с 0,00003235
Коэффициент
теплопроводности
потока воздуха
λ
в
Вт/(м×К) 0,04
Критерий Прандтля для
потока воздуха
Pr
в
- 0,69
Объемная доля водяных
паров в продуктах
сгорания
r
H
2
O
- 0,0946
Коэффициент
кинематической вязкости
потока дымовых газов
среднего состава
ν
г.ср
м
2
/с
3,68275E-
05
Поправочный
коэффициент
Mν
- 0,999
Коэффициент
кинематической вязкости
потока дымовых газов
заданного состава
ν
г
м
2
/с
3,67907E-
05
Коэффициент
теплопроводности
дымовых газов среднего
состава
λ
г.ср
Вт/(м×К) 0,04
Поправочный
коэффициент
M
λ
- 0,99
Коэффициент
теплопроводности
дымовых газов
заданного состава
λ
г
Вт/(м×К) 0,04
Критерий Прандтля для
дымовых газов среднего
состава
Pr
г.ср
- 0,66
Поправочный
коэффициент
M
Pr
- 0,99
Критерий Прандтля для
дымовых газов
заданного состава
Pr
г
- 0,66
Расчет основных конструктивных характеристик ступени ТВП
Наименование Обозначение
Единицы
измерения
Величина
Наружный диаметр
теплообменных труб
d м 0,04
Толщина стенки
теплообменных труб
δ
м 0,0015
Ширина конвективной
шахты
a
к.ш
м 7,2
Глубина конвективной
шахты
b
к.ш
м 2,70
104
Теоретический объем
воздуха при нормальных
условиях, необходимый
для полного сгорания 1
кг (1 м
3
) топлива
V
н
0
м
3
/кг (м
3
/м
3
) 5,39
Расход топлива с
поправкой на
механическую неполноту
сгорания
B
р
кг/с (м
3
/с) 5,87
Относительный
поперечный шаг
теплообменных труб в
шахматном пучке
σ
1
- 1,35
Относительный
продольный шаг
теплообменных труб в
шахматном пучке
σ
2
- 1,05
Поперечный шаг
теплообменных труб в
шахматном пучке
S
1
м 0,054
Продольный шаг
теплообменных труб в
шахматном пучке
S
2
м 0,042
Внутренний диаметр
теплообменных труб
d
вн
м 0,037
Cредний коэффициент
избытка воздуха в
воздухопроводе
β
к
- 1,175
Cредняя температура
воздуха в
воздухопроводе
t
к
˚ С 175
Скорость воздуха в
воздухопроводе
w
к
м/с 20
Глубина воздухопровода b
к
м 0,42
Количество
теплообменных труб в
одном ряду по ширине
потока воздуха без учета
деления ТВП по ширине
конвективной шахты на
отдельные кубы
n
1
* - 132
Расстояние от края
трубной доски до осей
крайних теплообменных
труб вдоль потока
воздуха
L
тр.д
доп
м 0,215
Количество рядов
теплообменных труб
вдоль потока воздуха
n
2
- 46
Количество
теплообменных труб в
ступени ТВП
n
тр
* - 6049
105
Площадь живого сечения
для прохода газов в
ступени ТВП
f
г
* м
2
6,50
Определение расчетной скорости потока дымовых газов и
расчетной скорости потока воздуха в ступени ТВП
Наименование Обозначение
Единицы
измерения
Величина
Действительный объем
дымовых газов при
среднем избытке воздуха
в ступени ТВП и
нормальных условиях
V
н
г
м
3
/кг (м
3
/м
3
) 7,19
Площадь живого сечения
для прохода газов в
ступени ТВП, задается с
последующей проверкой
f
г
зад
м
2
12,98
Площадь живого сечения
для прохода воздуха в
ступени ТВП, задается с
последующей проверкой
f
в
зад
м
2
18,68
Расчетная скорость
потока дымовых газов в
ступени ТВП
w
г
м/с 12,25
Расчетная скорость
потока воздуха в ступени
ТВП
w
в
м/с 10,00
Расчет величины золового износа теплообменных труб
Наименование Обозначение
Единицы
измерения
Величина
Остаток золы на сите c
размером ячейки 90 мкм
R
90
% 20
Содержание SiO
2
в золе
топлива
SiO
2
% 58,9
Содержание Al
2
O
3
в золе
топлива
Al
2
O
3
% 22,2
Паропроизводительность
котла
D кг/с 44,44
Коэффициент
абразивности золы при
R
90
=20%
a
20
м
2
/Н 1,6695E-12
Коэффициент
абразивности золы
a м
2
/Н 1,6695E-12
Зольность топлива A
r
% 17
Доля золы, уносимой из
топки дымовыми газами
a
ун
- 0,95
Концентрация золы в
продуктах сгоарния
µ
г/м
3
11,90
Коэффициент,
учитывающий
неравномерность
концентрации золы
к
µ
- 1,6
106
Коэффициент,
учитывающий
неравномерность поля
скоростей дымовых
газов
к
w
- 1,45
Коэффициент,
учитывающий отношение
расчетной скорости
дымовых газов при
номинальной нагрузке
котла к скорости при
среднеэксплуатационной
нагрузке
к
D
- 1,15
Коэффициент,
учитывающий
особенности защиты
теплообменных труб от
золового износа
k
з
- 1
Угол между вектором
скорости потока и
продольной осью трубы
β
- 0
Расчетный ресурс
теплообменных труб
τ
ч 100000
Золовой износ
теплообменных труб
ТВП
J мм 0,43
Расчет коэффициента теплоотдачи конвекцией от потока
дымовых газов к стенкам теплообменных труб
Наименование Обозначение
Единицы
измерения
Величина
Поправочный
коэффициент
C
t
- 1
Поправочный
коэффициент,
учитывающий форму
канала
C
к
- 1
Максимальная высота
куба
h
куб
зад
- 5,22
Максимальная длина
теплообменных труб
l
макс
м 6,82
Длина канала
l
м 6,82
Относительная длина
канала
l/d
- 170,5
Поправочный
коэффициент
Cl
- 1
Коэффициент
теплоотдачи конвекцией
от потока дымовых газов
к стенкам
теплообменных труб
α
к
Вт/(м
2
×К) 42,46
107
Расчет коэффициента теплоотдачи излучением от дымовых
газов к стенкам теплообменных труб
Наименование Обозначение
Единицы
измерения
Величина
Абсолютная
температура
загрязненной внутренней
поверхности
теплообменной трубы
T
з
К -
Эффективная толщина
излучающего слоя,
ограниченного
внутренней
поверхностью
теплообменных труб
s м -
Объемная доля
трехатомных газов в
продуктах сгорания
r
RO
2
- -
Суммарная объемная
доля трехатомных газов
в продуктах сгорания
r
n
- -
Абсолютная
температура дымовых
газов
T К -
Давление продуктов
сгорания
P МПа -
Коэффициент
поглощения лучей
газовой средой
продуктов сгорания
к
г
1/(м×МПа) -
Поправочный
коэффициент
A
зл.ТШУ
- -
Поправочный
коэффициент
∆A
зл.ЖШУ
- -
Поправочный
коэффициент
A
зл
- -
Концентрация золы в
продуктах сгорания
µ
зл
кг/кг -
Коэффициент
поглощения лучей
частицами золы
к
зл
×µ
зл
1/(м×МПа) -
Суммарная оптическая
толщина потока
дымовых газов
к×P×s - -
Степень черноты потока
дымовых газов
a - -
Cтепень черноты
загрязненных стенок
лучевоспринимающей
поверхности
a
з
- -
108
Коэффициент
теплоотдачи излучением
от дымовых газов к
стенкам теплообменных
труб
α
л
Вт/(м
2
×К) 0
Расчет коэффициента теплоотдачи от потока дымовых газов
к стенкам теплообменных труб
Наименование Обозначение
Единицы
измерения
Величина
Коэффициент
теплоотдачи от потока
дымовых газов к стенкам
теплообменных труб
α
1
Вт/(м
2
×К) 42,46
Расчет коэффициента теплоотдачи конвекцией от стенок
теплообменных труб к потоку воздуха
Наименование Обозначение
Единицы
измерения
Величина
Относительный
диагональный шаг труб
σ'
2
- 1,42
Вспомогательный
коэффициент
φ
- 0,84
Поправочный
коэффициент,
учитывающий
геометрическую
компоновку пучка
С
s
- 0,93
Поправочный
коэффициент,
учитывающий
количество рядов труб
по ходу воздуха
С
z
- 1
Коэффициент
теплоотдачи конвекцией
от стенок
теплообменных труб к
потоку воздуха
α
2
Вт/(м
2
×К) 78,69
Расчет коэффициента теплопередачи
Наименование Обозначение
Единицы
измерения
Величина
Количество ходов в
ступени ТВП, задается с
последующей проверкой
n
х
зад
- 5
Количество
промежуточных трубных
досок, задается с
последующей проверкой
n
п.тр.д
зад
- 2
Количество ходов в
ступени ТВП
n
х
- 5
Количество
промежуточных трубных
n
п.тр.д
- 0
109
досок
Коэффициент тепловой
эффективности для ТВП,
изготовленного из
одноходовых кубов
ψ
1х.куб
- 0,9
Коэффициент,
учитывающий снижение
коэффициента тепловой
эффективности за счет
перетоков воздуха между
ходами при изготовлении
ТВП из кубов с
промежуточными
трубными досками
∆ψ
п.тр.д
- 0
Коэффициент избытка
воздуха на выходе из
топки
α
т
- -
Коэффициент,
учитывающий снижение
коэффициент тепловой
эффективности при
сжигании сернистого
мазута
∆ψ
с.м
- 0
Коэффициент тепловой
эффективности
ψ
- 0,9
Коэффициент
теплопередачи
к Вт/(м
2
×К) 24,82
Расчет температурного напора
Наименование Обозначение
Единицы
измерения
Величина
Разность температур
дымовых газов и воздуха
на том конце
поверхности нагрева
ступени ТВП, где она
больше
∆t
б
˚С 100
Разность температур
дымовых газов и воздуха
на том конце
поверхности нагрева
ступени ТВП, где она
меньше
∆t
м
˚С 35
Полный перепад
температуры дымовых
газов в ступени ТВП
τ
1
˚С 225
Полный перепад
температуры воздуха в
ступени ТВП
τ
2
˚С 290
Полный перепад
температур той среды,
τ
б
˚С 290
110
где он больше
Полный перепад
температур той среды,
где он меньше
τ
м
˚С 225
Вспомогательный
параметр
P - 0,69
Вспомогательный
параметр
R - 1,289
Коэффициент пересчета
от противоточной к
перекрестной схеме тока
теплообменивающихся
сред
ψ
- 1
Температурный напор
∆t
К 61,92
Расчет площади поверхности нагрева ступени ТВП
Наименование Обозначение
Единицы
измерения
Величина
Тепловосприятие
поверхности нагрева
ступени ТВП
Q
б
Дж/кг 2476311
Площадь поверхности
нагрева ступени ТВП
F м
2
9458,63
Расчет конструкции ступени ТВП
Средний диаметр
теплообменной трубы
d
ср
м 0,0385
Высота трубной
поверхности ступени
ТВП
h
ТВП
м 12,928
Число потоков воздуха в
ступени ТВП
n
пот
- 2
Высота хода h
х
* м 1,59
Количество ходов в
ступени ТВП
n
х
расч
- 8
Уточненная высота хода h
х
** м 1,62
Максимальное число
ходов в кубе
n
х.зад
куб
- 1
Толщина трубной доски
δ
тр.д
м 0,02
Толщина промежуточной
трубной доски
δ
п.тр.д
м 0,01
Максимальное число
ходов в кубе
n
х.max
куб
- 1
Количество одноходовых
кубов
n
1х.куб
- 5
Количество двухходовых
кубов
n
2х.куб
- 0
Количество трехходовых
кубов
n
3х.куб
- 0
Количество рядов труб
вдоль потока воздуха в
n
2.куб
- 23