Грин В.М. Система автоматизированного проектирования воздухоподогревателей энергетических котлов
Подождите немного. Документ загружается.
71
конвективной шахты на
отдельные кубы
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
- 68
Количество
теплообменных труб в
ступени ТВП
n
тр
* - 12478
Площадь живого сечения
для прохода газов в
ступени ТВП
f
г
* м
2
13,42
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
) 7,88
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 13,88
Расчетная скорость
потока воздуха в ступени
ТВП
w
в
м/с 6,94
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
% 56,1
Содержание Al
2
O
3
в золе
топлива
Al
2
O
3
% 23,7
72
Паропроизводительность
котла
D кг/с 111,11
Коэффициент
абразивности золы при
R
90
=20%
a
20
м
2
/Н 1,611E-12
Коэффициент
абразивности золы
a м
2
/Н 1,611E-12
Зольность топлива A
r
% 18,2
Доля золы, уносимой из
топки дымовыми газами
a
ун
- 0,94
Концентрация золы в
продуктах сгоарния
µ
г/м
3
11,51
Коэффициент,
учитывающий
неравномерность
концентрации золы
к
µ
- 1,6
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 0,59
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
C
к
- 1
73
канала
Максимальная высота
куба
h
куб
зад
- 5,22
Максимальная длина
теплообменных труб
l
макс
м 6,7
Длина канала
l
м 6,7
Относительная длина
канала
l/d
- 167,5
Поправочный
коэффициент
Cl
- 1
Коэффициент
теплоотдачи конвекцией
от потока дымовых газов
к стенкам
теплообменных труб
α
к
Вт/(м
2
×К) 46,56
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 A
зл
- -
74
коэффициент
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
- -
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) 46,56
Расчет коэффициента теплоотдачи конвекцией от стенок
теплообменных труб к потоку воздуха
Наименование Обозначение
Единицы
измерения
Величина
Относительный
диагональный шаг труб
σ'
2
- 1,49
Вспомогательный
коэффициент
φ
- 1,02
Поправочный
коэффициент,
учитывающий
геометрическую
компоновку пучка
С
s
- 0,95
Поправочный
коэффициент,
учитывающий
количество рядов труб
по ходу воздуха
С
z
- 1
Коэффициент
теплоотдачи конвекцией
от стенок
теплообменных труб к
α
2
Вт/(м
2
×К) 64,59
75
потоку воздуха
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
досок
n
п.тр.д
- 0
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) 24,35
Расчет температурного напора
Наименование Обозначение
Единицы
измерения
Величина
76
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 45
Полный перепад
температуры дымовых
газов в ступени ТВП
τ
1
˚С 225
Полный перепад
температуры воздуха в
ступени ТВП
τ
2
˚С 280
Полный перепад
температур той среды,
где он больше
τ
б
˚С 280
Полный перепад
температур той среды,
где он меньше
τ
м
˚С 225
Вспомогательный
параметр
P - 0,69
Вспомогательный
параметр
R - 1,244
Коэффициент пересчета
от противоточной к
перекрестной схеме тока
теплообменивающихся
сред
ψ
- 1
Температурный напор
∆t
К 68,88
Расчет площади поверхности нагрева ступени ТВП
Наименование Обозначение
Единицы
измерения
Величина
Тепловосприятие
поверхности нагрева
ступени ТВП
Q
б
Дж/кг 2615838
Площадь поверхности
нагрева ступени ТВП
F м
2
19534,05
Расчет конструкции ступени ТВП
Средний диаметр
теплообменной трубы
d
ср
м 0,0385
Высота трубной
поверхности ступени
ТВП
h
ТВП
м 12,943
Число потоков воздуха в
ступени ТВП
n
пот
- 2
77
Высота хода h
х
* м 2,62
Количество ходов в
ступени ТВП
n
х
расч
- 5
Уточненная высота хода h
х
** м 2,59
Максимальное число
ходов в кубе
n
х.зад
куб
- 2
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
- 2
Количество одноходовых
кубов
n
1х.куб
- 1
Количество двухходовых
кубов
n
2х.куб
- 2
Количество трехходовых
кубов
n
3х.куб
- 0
Количество рядов труб
вдоль потока воздуха в
кубе
n
2.куб
- 34
Длина куба вдоль потока
воздуха
b
куб
м 1,82
Максимальная высота
куба
h
куб
max
м 5,22
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 3,62
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 0
Максимальная ширина
куба из условия
соответствия его
размеров габаритам ж/д.
платформы, вариант
установки №4 куба на
a
куб
ж/д.4в
м 0
78
ж/д. платформу
Максимальная ширина
куба из условия
соответствия его
размеров габаритам ж/д.
платформы
a
куб
ж/д
м 3,62
Уточненное число ходов
в кубе
n
х.зад
куб
- 2
Плотность углеродистой
стали марки Ст3
ρ
Ст3
кг/м
3
7850
Масса одной
теплообменной трубы
длиной h
к
у
б
max
M
тр
кг 7,431
Максимальная масса
куба
M
куб
max
кг 10000
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
- 40
Расстояние от края
трубной доски до осей
крайних теплообменных
труб поперек потока
воздуха
S
тр.д
доп
м 0,039
Расстояние от края
трубной доски крайнего
куба до осей крайних
теплообменных труб
поперек потока воздуха
S
тр.д
кр.куб
м 0,16
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
- 59
Максимальное
количество
теплообменных труб в
одном ряду по ширине
потока воздуха в
n
1.кр.куб
ж/д
- 57
79
крайнем кубе из условия
соответствия его
размеров габаритам ж/д.
платформы
Максимальное
количество
теплообменных труб в
одном ряду по ширине
потока воздуха в
среднем кубе
n
1.ср.куб
max
- 40
Максимальное
количество
теплообменных труб в
одном ряду по ширине
потока воздуха в
крайнем кубе
n
1.кр.куб
max
- 40
Расстояние между
торцами трубных досок
S
м/куб
- 0
Количество кубов
крайних кубов
n
кр.куб
- 2
Количество средних
кубов
n
ср.куб
- 3
Уточненное количество
труб в одном ряду по
ширине потока воздуха
n
1
** - 180
Количество
промежуточных трубных
досок
n
п.тр.д
расч
- 2
Количество
теплообменных труб в
ступени ТВП
n
тр
**
- 12070
Площадь живого сечения
для прохода газов
f
г
** м
2
12,98
Площадь живого сечения
для прохода воздуха
f
в
м
2
18,68
Уточненная скорость
потока дымовых газов
w
г
уточ
м/с 14,35
Уточненная скорость
потока воздуха
w
в
уточ
м/с 7,33
Невязка скорости потока
дымовых газов
∆w
г
% 3,37
Невязка скорости потока
воздуха
∆w
в
% 5,62
Расчет минимальной по разверке температуры стенки тепло-
обменных труб
Парциальное давление
водяных паров
P
H
2
O
МПа 0,01
Температура
конденсации водяных
t
кон
˚С 53
80
паров
Приведенная зольность
топлива
A
r
пр
%/(МДж/кг) 0,78
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) 0,01
Разность температур
точки росы дымовых
газов и конденсации,
содержащихся в них
водяных паров
∆t
р
˚С 37
Точка росы дымовых
газов
t
р
˚С 90
Количество ходов в
сменном кубе
n
х
см.куб
- 1
Вспомогательный
коэффициент
K
ух
мин
- 0,10
Минимальная по
разверке температура
уходящих газов
ϑ
ух
мин
˚С 62
Минимальная по
разверке температура
стенки трубчатого
воздухоподогревателя
t
ст
мин
˚С 43
Для удобного обращения с программой расчета воздухоподогревателя на листе
«Исходные данные» напротив ячеек дается ссылка на источник, откуда берется это
значение.
Тесты работы программы на реальных данных приведены в приложении А.