Грин В.М. Система автоматизированного проектирования воздухоподогревателей энергетических котлов
Подождите немного. Документ загружается.
111
кубе
Длина куба вдоль потока
воздуха
b
куб
м 1,35
Максимальная высота
куба
h
куб
max
м 1,65
Максимальная ширина
куба из условия
соответствия его
размеров габаритам ж/д.
платформы, вариант
установки №1 куба на
ж/д. платформу
a
куб
ж/д.1в
м 3,25
Максимальная ширина
куба из условия
соответствия его
размеров габаритам ж/д.
платформы, вариант
установки №2 куба на
ж/д. платформу
a
куб
ж/д.2в
м 3,92
Максимальная ширина
куба из условия
соответствия его
размеров габаритам ж/д.
платформы, вариант
установки №3 куба на
ж/д. платформу
a
куб
ж/д.3в
м 3,25
Максимальная ширина
куба из условия
соответствия его
размеров габаритам ж/д.
платформы, вариант
установки №4 куба на
ж/д. платформу
a
куб
ж/д.4в
м 10
Максимальная ширина
куба из условия
соответствия его
размеров габаритам ж/д.
платформы
a
куб
ж/д
м 10,00
Уточненное число ходов
в кубе
n
х.зад
куб
- 1
Плотность углеродистой
стали марки Ст3
ρ
Ст3
кг/м
3
7850
Масса одной
теплообменной трубы
длиной h
к
у
б
max
M
тр
кг 2,347
Максимальная масса
куба
M
куб
max
кг 10000
112
Максимальное
количество рядов
теплообменных труб в
кубе по ширине потока
воздуха из условия, что
масса куба не
превышает заданную
максимальную массу
куба M
к
у
б
max
n
1
M
- 185
Расстояние от края
трубной доски до осей
крайних теплообменных
труб поперек потока
воздуха
S
тр.д
доп
м 0,04
Расстояние от края
трубной доски крайнего
куба до осей крайних
теплообменных труб
поперек потока воздуха
S
тр.д
кр.куб
м 0,17
Максимальное
количество
теплообменных труб в
одном ряду по ширине
потока воздуха в
среднем кубе из условия
соответствия его
размеров габаритам ж/д.
платформы
n
1.ср.куб
ж/д
- 184
Максимальное
количество
теплообменных труб в
одном ряду по ширине
потока воздуха в
крайнем кубе из условия
соответствия его
размеров габаритам ж/д.
платформы
n
1.кр.куб
ж/д
- 182
Максимальное
количество
теплообменных труб в
одном ряду по ширине
потока воздуха в
среднем кубе
n
1.ср.куб
max
- 184
Максимальное
количество
теплообменных труб в
одном ряду по ширине
потока воздуха в
крайнем кубе
n
1.кр.куб
max
- 182
Расстояние между
торцами трубных досок
S
м/куб
- 0
Количество кубов n
кр.куб
- 2
113
крайних кубов
Количество средних
кубов
n
ср.куб
- 0
Уточненное количество
труб в одном ряду по
ширине потока воздуха
n
1
** - 131
Количество
промежуточных трубных
досок
n
п.тр.д
расч
- 0
Количество
теплообменных труб в
ступени ТВП
n
тр
**
- 5980
Площадь живого сечения
для прохода газов
f
г
** м
2
6,43
Площадь живого сечения
для прохода воздуха
f
в
м
2
6,08
Уточненная скорость
потока дымовых газов
w
г
уточ
м/с 12,39
Уточненная скорость
потока воздуха
w
в
уточ
м/с 10,04
Невязка скорости потока
дымовых газов
∆w
г
% 1,15
Невязка скорости потока
воздуха
∆w
в
% 0,41
Расчет минимальной по разверке температуры стенки тепло-
обменных труб
Парциальное давление
водяных паров
P
H
2
O
МПа 0,01
Температура
конденсации водяных
паров
t
кон
˚С 52
Приведенная зольность
топлива
A
r
пр
%/(МДж/кг) 0,83
Число атомов серы в
молекуле
серосодержащего
компонента
m - -
Объемный процент
серосодержащего
компонента
g - -
Низшая теплота
сгорания газа
Q
i
d
МДж/кг -
Приведенное
содержание серы в
топливе
S
r
пр
%/(МДж/кг) 0,4
Разность температур
точки росы дымовых
газов и конденсации,
содержащихся в них
водяных паров
∆t
р
˚С 124
Точка росы дымовых t
р
˚С 176
114
газов
Количество ходов в
сменном кубе
n
х
см.куб
- 1
Вспомогательный
коэффициент
K
ух
мин
- 0,12
Минимальная по
разверке температура
уходящих газов
ϑ
ух
мин
˚С 55
Минимальная по
разверке температура
стенки трубчатого
воздухоподогревателя
t
ст
мин
˚С 38
В таблице А.2 представлен анализ ручного и машинного расчета.
Таблица А.2 - Анализ ручного и машинного расчёта
Величина Единица
измерения
Результаты
ручного расчёта
Результаты
машинного
расчёта
Расхождени
е %
г
f
2
м
7,35 6,51 11,4
г
W
м/с
10,75 12,7 15,3
к
α
Вт/(м
2
·К) 37,63 42,59 11,6
k
Вт/(м
2
·К) 22,66 24,87 8,8
α
2
Вт/(м
2
·К) 76 78,69 3,4
∆t
вп
°С
58,14 61,92 6,1
впб
Q
.
кДж/кг 2346 2476,31 5,2
F
2
м
10453 9458,63 9,5
Расхождение между машинным и ручным расчетом находится в пределах 5-10%.
Твердотельная модель воздухоподогревателя парового котла Е-160-9,8-560 КТ [11]
представлена на рисунке А.2
115
Рисунок А.2 - Твердотельная модель куба воздухоподогревателя котла Е-160-9,8-560
КТ
Тест 2. Расчёт воздухоподогревателя парового котлаЕ-75-3,9-540 КТ Пономарева
А.В. [6]
Для расчета воздухоподогревателя приняты следующие исходные данные для котла,
представленные в таблице А.3
Таблица А.3 - Исходные данные для расчёта ступени ТВП котла Е-75-3,9-540 КТ [6]
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ К РАСЧЕТУ СТУПЕНИ
ТРУБЧАТОГО РЕКУПЕРАТИВНОГО
ВОЗДУХОПОДОГРЕВАТЕЛЯ
Тип парового котла Е-75-3,9-540
Название, марка топлива Райчихинский 2Б
Шифр расчета ДП 140502.16.000 ПЗ
Задание составил(а) Понамарёв А.В.
Тип ступени ТВП 2
Инструкция Расчёт ТВП-1.doc
1. Одноступенчатая
компоновка, холодная
ступень
116
2. Двухступенчатая
компоновка, холодная
ступень
3. Двухступенчатая
компоновка, горячая
ступень
Схема подвода воздуха
в ТВП
1
Инструкция Расчёт ТВП-1.doc
1. Однопоточная схема
2. Двухпоточная схема
Способ защиты ступени
ТВП от золового износа
5
Инструкция Расчёт ТВП-1.doc
1. Ячейковая защита
2. Установка наставок
большого диаметра
3. Плавный вход в
теплообменные трубы
4. Установка вставок
5. Нет защиты
Тип топлива 3
Инструкция Расчёт ТВП-1.doc
1. АШ
2. Каменный и тощий
угли
3. Бурый уголь
4. Канско-Ачинские угли
5. Экибастузский уголь
при R
90
≤19%
6. Сланец
7. Торф
8. Низкосернистый
(S
r
≤0,5%) и
малосернистый (S
r
≤1%)
мазут
9. Сернистый мазут
(S
r
≤2%)
10. Газ
Тип шлакоудаления 1
Инструкция Расчёт ТВП-1.doc
117
1. Твердое
шлакоудаление (ТШУ)
2. Жидкое
шлакоудаление (ЖШУ)
Ширина конвективной шахты
a
к.ш
мм 5440
Глубина конвективной шахты
b
к.ш
мм 2000
Наружный диаметр теплообменных труб
d
мм 40
Толщина стенки теплообменных труб
δ
мм 1,5
Относительный поперечный шаг теплообменных
труб в шахматном пучке
σ
1
-1,5
Относительный продольный шаг теплообменных
труб в шахматном пучке
σ
2
-1,05
Максимальное число ходов в кубе
n
х.зад
куб
-3
Максимальная длина теплообменных труб
l
макс
мм 10000
Максимальная масса куба
M
к
у
б
max
т 10
Расстояние от края трубной доски до осей
крайних теплообменных труб поперек потока
воздуха
S
тр.д
доп
мм 30
Расстояние от края трубной доски крайнего куба
до осей крайних теплообменных труб поперек
потока воздуха
S
тр.д
кр.куб
мм 120
Расстояние от края трубной доски до осей
крайних теплообменных труб вдоль потока
воздуха
L
тр.д
доп
мм 165
Расстояние между торцами трубных досок
S
м/куб
мм 0
Толщина трубной доски
δ
тр.д
мм 12
Толщина промежуточной трубной доски
δ
п.тр.д
мм 6
Глубина воздухопровода при двухпоточной схеме
подвода воздуха в ступень ТВП
b
к
мм 0
Скорость воздуха в воздухопроводе при
двухпоточной схеме подвода воздуха в ступень
ТВП
w
к
м/с 6
Расход топлива с поправкой на механическую
неполноту сгорания
B
р
кг/с (м
3
/с)
4,75
Коэффициент сохранения тепла
φ
-0,991
Коэффициент избытка воздуха на выходе из
топки
α
т
-1,2
Коэффициент избытка воздуха по газовой
стороне на входе в ступень ТВП
α
'
-1,2
Коэффициент избытка воздуха по воздушной
стороне на выходе из ступени ТВП
β
''
-1,225
Коэффициент перетока воздуха в газовый тракт
∆α
-0,03
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
)
3,29
118
Действительный объем дымовых газов при
среднем избытке воздуха в ступени ТВП и
нормальных условиях
V
н
г
м
3
/кг (м
3
/м
3
)
5,063
Объемная доля трехатомных газов в продуктах
сгорания
r
RO2
- 0,1284
Объемная доля водяных паров в продуктах
сгорания
r
H2O
- 0,1514
Концентрация золы в продуктах сгорания
µ
зл
кг/кг 0,0203
Температура дымовых газов на входе в ступень
ТВП
ϑ
'
˚C
Температура дымовых газов на выходе из
ступени ТВП
ϑ
''
˚C 140
Температура воздуха на входе в ступень ТВП
t'
˚C
Температура воздуха на выходе из ступени ТВП
t''
˚C 350
Температура питательной воды на входе в
первую ступень экономайзера
t'
1эк
˚C 230
Заполняется лист «таблица энтальпий», представленный на рисунке А.2.
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 7679 4735
500 5716,6 3718
400 4177,6 2733
300 2709 1785
200 1317,8 879
100 650,4 437
Рисунок А.2 - Лист «таблица энтальпий» для котла Е-75-3,9-540 КТ
119
Результаты расчёта.
Общие сведения о проекте
Тип парового котла Е-75-3,9-540
Название, марка топлива Райчихинский 2Б
Шифр расчета ДП 140502.16.000 ПЗ
Задание составил(а) Понамарёв А.В.
Тип ступени
Двухступенчатая компоновка, холодная
ступень
Схема подвода воздуха в
ступень ТВП
Однопоточная схема
Способ защиты ступени
ТВП от золового износа
Нет защиты
Тип топлива Бурый уголь
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''
- 1,225
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'
- 1,255
Средний коэффициент
избытка воздуха в
воздушном тракте
ступени ТВП
β
- 1,24
Коэффициент
сохранения тепла
φ
- 0,991
Температура дымовых
газов на входе в ступень
ТВП
ϑ'
˚С 240
Температура дымовых
газов на выходе из
ступени ТВП
ϑ''
˚С 140
Температура воздуха на
входе в ступень ТВП
t' ˚С 0
Температура воздуха на
выходе из ступени ТВП
t'' ˚С 231,9
Энтальпия дымовых H'
г
кДж/кг (кДж/м
3
) 2361,20
120
газов на входе в ступень
ТВП
Энтальпия дымовых
газов на выходе из
ступени ТВП
H''
г
кДж/кг (кДж/м
3
) 917,36
Энтальпия воздуха на
входе в ступень ТВП
H'
в
кДж/кг (кДж/м
3
) 0
Энтальпия воздуха на
выходе из ступени ТВП
H''
в
кДж/кг (кДж/м
3
) 1167,908
Тепловосприятие
поверхности нагрева
ТВП
Q
б
кДж/кг (кДж/м
3
) 1235,22
Температура
питательной воды на
входе в первую ступень
экономайзера
t'
1 эк
˚С 230
Минимальный
температурный напор в
ступени ТВП
∆t
мин
х.ст.ТВП
˚С 43,1
Минимальный
температурный напор в
первой ступени
экономайзера
∆t
мин
1 эк
˚С 45
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
)
- 0,957777778
Средняя температура
потока дымовых газов
ϑ
˚С 190
Средняя температура
потока воздуха
t ˚С 116
Коэффициент
кинематической вязкости
потока воздуха
ν
в
м
2
/с 0,000025388
Коэффициент
теплопроводности
потока воздуха
λ
в
Вт/(м×К) 0,03
Критерий Прандтля для
потока воздуха
Pr
в
- 0,69
Объемная доля водяных
паров в продуктах
сгорания
r
H
2
O
- 0,1514
Коэффициент
кинематической вязкости
потока дымовых газов
среднего состава
ν
г.ср
м
2
/с 0,00003052
Поправочный
коэффициент
Mν
- 1