Грин В.М. Система автоматизированного проектирования воздухоподогревателей энергетических котлов

Подождите немного. Документ загружается.

(1;

3; );

хкуб

см куб

хкуб

см куб

если n

то n

иначе если n

то n

иначе n

≥

(1.112)

При

см куб

n =−

коэффициент

мин

ух

определяется по рисунку 1.25, при

см куб

n =

коэффициент

мин

ух

определяется по рисунку 1.26.

I - равные ходы, 1 - R=1; 2 - R=1,1; 3 - R=1,2; 4 - R=1,3; 5 - R=1,4; 6 - R=1,5;

7 - R=1,6; 8 - R=1,7; 9 - R=1,8; 10 - R=1,9; 11 - R=2

Рисунок 1.26 - Коэффициент

мин

ух

для двухходового С - перекреста [1]

I - равные ходы, 1 - R=1; 2 - R=1,1; 3 - R=1,2; 4 - R=1,3; 5 - R=1,4; 6 - R=1,5;

7 - R=1,6; 8 - R=1,7; 9 - R=1,8; 10 - R=1,9; 11 - R=2

Рисунок 1.26 - Коэффициент

мин

ух

для трехходового С - перекреста [1]

2 Программное обеспечение

В программное обеспечение входит программа автоматизированного расчета

трубчатого воздухоподогревателя, оформленная в виде книги EXCEL пакета Microsoft

Office. Программа рассчитывает одноступенчатые и двухступенчатые

воздухоподогреватели (горячая и холодная ступени).

Программа представляет собой книгу EXCEL, содержащую три взаимосвязанных

между собой листа (таблиц), по которым происходит расчёт. В программе реализуется

расчет для различных вариантов воздухоподогревателей. Каждый лист

представляет

собой расчетную таблицу, предназначенную для заполнения и (или) просмотра

рассчитанных параметров.

Книга и содержащиеся в ней листы имеют отдельные названия, выражающие

назначение данной книги (листа):

• книга для расчета воздухоподогревателей энергетических котлов, файл

«TВП.xls», в составе:

таблица для ввода основных исходных данных из теплового и конструктивного расчетов,

лист «Исходные данные»;

таблица, содержащая результаты ручного расчёта энтальпий продуктов сгорания, лист

«Таблица энтальпий»;

таблица, содержащая все расчёты воздухоподогревателя, лист «Результаты расчётов»;

Программа является универсальной для воздухоподогревателей, выполненных

по

классическому тепловому расчёту для котлов с естественной циркуляцией.

Для удобства использования программы введено единое цветовое оформление ячеек,

которое приведено в таблице 2.1.

Таблица 2.1 - Единое цветовое оформление ячеек

Желтым цветом - ячейки с заглавием

Оранжевым цветом - ячейки с пояснением

Зеленым цветом - ячейки для ввода необходимых данных

Синим цветом - ячейки с определяемыми значениями



Первый лист программы «Исходные данные» представлен в таблице 2.2, в нем

заполняются основные параметры воздухоподогревателя и необходимые данные по

результатам теплового расчета.

Таблица 2.2 - Ввод исходных данных

Тип парового котла

Название, марка топлива

Шифр расчета

Задание составил(а)

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ К РАСЧЕТУ СТУПЕНИ ТРУБЧАТОГО

РЕКУПЕРАТИВНОГО ВОЗДУХОПОДОГРЕВАТЕЛЯ

Е-400-13,8-560 КТ

Кузнецкий 1СС

КП 101300.26.000 ПЗ

Золотов О.В.

Тип ступени ТВП 1

1. Одноступенчатая компоновка, холодная

ступень

2. Двухступенчатая компоновка, холодная ступень

3. Двухступенчатая компоновка, горячая ступень

Схема подвода воздуха в ТВП 2

1. Однопоточная схема

2. Двухпоточная схема

Способ защиты ступени ТВП от золового износа 5

1. Ячейковая защита

2. Установка наставок большого диаметра

3. Плавный вход в теплообменные трубы

4. Установка вставок

5. Нет защиты

Тип топлива 2

1. АШ

2. Каменный и

тощий угли

3. Бурый уголь

4. Канско-Ачинские угли

5. Экибастузский уголь при R

≤19%

6. Сланец

7. Торф

8. Низкосернистый (S

≤0,5%) и малосернистый

≤1%) мазут

9. Сернистый мазут (S

≤2%)

10. Газ

Тип шлакоудаления 1

1. Твердое шлакоудаление (ТШУ)

2. Жидкое шлакоудаление (ЖШУ)

Наименование Обозначение

Единицы

измерения

Величина

Ширина конвективной шахты

к.ш

мм 11120

Глубина конвективной шахты

к.ш

мм 3825

Наружный диаметр теплообменных труб

мм 40

Толщина стенки теплообменных труб

мм 1,5

Относительный поперечный шаг теплообменных

труб в шахматном пучке

-1,5

Относительный продольный шаг теплообменных

труб в шахматном пучке

-1,05

Максимальное число ходов в кубе

х.зад

куб

-2

Максимальная длина теплообменных труб

макс

мм 6700

Максимальная масса куба

max

т 10

Расстояние от края трубной доски до осей

крайних теплообменных труб поперек потока

воздуха

тр.д

доп

мм 39

Расстояние от края трубной доски крайнего куба

до осей крайних теплообменных труб поперек

потока воздуха

тр.д

кр.куб

мм 160

Расстояние от края трубной доски до осей

крайних теплообменных труб вдоль потока

воздуха

тр.д

доп

мм 215

Расстояние между торцами трубных досок

м/куб

мм 0

Толщина трубной доски

тр.д

мм 16

Толщина промежуточной трубной доски

п.тр.д

мм 8

Глубина воздухопровода при двухпоточной схеме

подвода воздуха в ступень ТВП

мм 0

Скорость воздуха в воздухопроводе при

двухпоточной схеме подвода воздуха в ступень

ТВП

м/с 20

Расход топлива с поправкой на механическую

неполноту сгорания

кг/с (м

/с)

12,524

Коэффициент сохранения тепла

- 0,995

Коэффициент избытка воздуха на выходе из

топки

-1,15

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ К ТЕПЛОВОМУ РАСЧЕТУ СТУПЕНИ ТВП

Коэффициент избытка воздуха по газовой

стороне на входе в ступень ТВП

-1,2

Коэффициент избытка воздуха по воздушной

стороне на выходе из ступени ТВП

- 1,105

Коэффициент перетока воздуха в газовый тракт

∆α

-0,03

Теоретический объем воздуха при нормальных

условиях, необходимый для полного сгорания 1 кг

(1 м

) топлива

/кг (м

/м

)

6,017

Действительный объем дымовых газов при

среднем избытке воздуха в ступени ТВП и

нормальных условиях

/кг (м

/м

)

7,875

Объемная доля трехатомных газов в продуктах

сгорания

RO2

- 0,145

Объемная доля водяных паров в продуктах

сгорания

H2O

-0,08

Концентрация золы в продуктах сгорания

зл

кг/кг 0,016

Температура дымовых газов на входе в ступень

ТВП

˚C0

Температура дымовых газов на выходе из

ступени ТВП

˚C 130

Температура воздуха на входе в ступень ТВП

˚C30

Температура воздуха на выходе из ступени ТВП

t''

˚C 310

Температура питательной воды на входе в

первую ступень экономайзера

1эк

˚C 230

В следующем разделе листа «Исходные данные к расчёту величины золового износа

труб» заполняется таблица для расчёта величины золового износа теплообменных труб

(таблица 2.3).

Таблица 2.3 - Расчёт величины золового износа

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ К РАСЧЕТУ ВЕЛИЧИНЫ ЗОЛОВОГО ИЗНОСА

ТЕПЛООБМЕННЫХ ТРУБ

Таблица заполняется только при сжигании твердого топлива.

Наименование Обозначение

Единицы

измерения

Величина

Коэффициент абразивности золы

при R

=20%

/Н×10

-11

Зольность топлива

% 18,2

Доля золы, уносимой из топки

дымовыми газами

ун

- 0,94

Паропроизводительность котла

т/ч 400

Остаток золы на сите c размером

ячейки 90 мкм

% 20

Содержание SiO

в золе топлива

SiO

% 56,1

Содержание Al

в золе топлива

% 23,7

Расчетный ресурс теплообменных

труб

ч×10

100

На втором листе «Таблица энтальпий дымовых газов и воздуха» в расчётной таблице

вводятся данные энтальпий дымовых газов и воздуха (таблица 2.4).

Таблица 2.4 - Энтальпии дымовых газов и воздуха

ТАБЛИЦА ЭНТАЛЬПИЙ ДЫМОВЫХ ГАЗОВ И ВОЗДУХА

Температура

дымовых газов

Энтальпия дымовых газов

при среднем в ступени ТВП

коэффициенте избытка

воздуха H

, кДж/кг (кДж/м

)

Энтальпия теоретические

необходимого количества воздуха

для полного сгорания 1 кг (1 м

)

топлива H

0.в

, кДж/кг

(кДж/м

)

600 7200,354 5111

500 5936,3232 4224,5

400 4672,984 3338

300 3474,3456 2490

200 2275,89739 1642

100 1123,88032 817

В последнем листе «Результаты расчёта» выводятся общие сведения о проекте, а также

расчёт всех параметров воздухоподогревателя (таблица 2.5).

Таблица 2.5 - Результаты расчёта

Общие сведения о проекте

Тип парового котла Е-400-13,8-560 КТ

Название, марка топлива Кузнецкий 1СС

Шифр расчета КП 101300.26.000 ПЗ

Задание составил(а) Золотов О.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

Предельно допустимый износ

теплообменых труб

макс

мм 1,5

Коэффициент избытка

воздуха по воздушной

стороне на выходе из

ступени ТВП

β''

- 1,105

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'

- 1,135

Средний коэффициент

избытка воздуха в

воздушном тракте

ступени ТВП

- 1,12

Коэффициент

сохранения тепла

- 0,995

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 310

Энтальпия дымовых

газов на входе в ступень

ТВП

кДж/кг (кДж/м

) 4133,50

Энтальпия дымовых

газов на выходе из

ступени ТВП

H''

кДж/кг (кДж/м

) 1469,49

Энтальпия воздуха на

входе в ступень ТВП

кДж/кг (кДж/м

) 239,23

Энтальпия воздуха на

выходе из ступени ТВП

H''

кДж/кг (кДж/м

) 2574,8

Тепловосприятие

поверхности нагрева

ТВП

кДж/кг (кДж/м

) 2615,84

Температура

питательной воды на

входе в первую ступень

экономайзера

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

˚С 242,5

Средняя температура

потока воздуха

t ˚С 170

Коэффициент

кинематической вязкости

потока воздуха

/с 0,00003176

Коэффициент

теплопроводности

потока воздуха

Вт/(м×К) 0,04

Критерий Прандтля для

потока воздуха

- 0,69

Объемная доля водяных

паров в продуктах

сгорания

- 0,08

Коэффициент

кинематической вязкости

потока дымовых газов

среднего состава

г.ср

/с

3,68275E-

Поправочный

коэффициент

Mν

- 0,994

Коэффициент

кинематической вязкости

потока дымовых газов

заданного состава

/с

3,66065E-

Коэффициент

теплопроводности

дымовых газов среднего

состава

г.ср

Вт/(м×К) 0,04

Поправочный

коэффициент

- 0,98

Коэффициент

теплопроводности

дымовых газов

заданного состава

Вт/(м×К) 0,04

Критерий Прандтля для

дымовых газов среднего

состава

г.ср

- 0,66

Поправочный

коэффициент

- 0,98

Критерий Прандтля для

дымовых газов

заданного состава

- 0,65

Расчет основных конструктивных характеристик ступени ТВП

Наименование Обозначение

Единицы

измерения

Величина

Наружный диаметр

теплообменных труб

d м 0,04

Толщина стенки

теплообменных труб

м 0,0015

Ширина конвективной

шахты

к.ш

м 11,12

Глубина конвективной

шахты

к.ш

м 3,83

Теоретический объем

воздуха при нормальных

условиях, необходимый

для полного сгорания 1

кг (1 м

) топлива

/кг (м

/м

) 6,02

Расход топлива с

поправкой на

механическую неполноту

сгорания

кг/с (м

/с) 12,52

Относительный

поперечный шаг

теплообменных труб в

шахматном пучке

- 1,5

Относительный

продольный шаг

теплообменных труб в

шахматном пучке

- 1,05

Поперечный шаг

теплообменных труб в

шахматном пучке

м 0,06

Продольный шаг

теплообменных труб в

шахматном пучке

м 0,042

Внутренний диаметр

теплообменных труб

вн

м 0,037

Cредний коэффициент

избытка воздуха в

воздухопроводе

- 1,12

Cредняя температура

воздуха в

воздухопроводе

˚С 170

Скорость воздуха в

воздухопроводе

м/с 20

Глубина воздухопровода b

м 0,62

Количество

теплообменных труб в

одном ряду по ширине

потока воздуха без учета

деления ТВП по ширине

* - 184