Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
СОДЕРЖАНИЕ
3.10.Аэродинамический расчет……………………………………………………………25
4. Литература……………………………………………………………………………………28
1.Введение: развитие энергетики в России
Россия занимает одно из ведущих мест в мировой системе оборота энергоресурсов и активно участвует в мировой торговле ими. Топливно-энергетический комплекс (далее – ТЭК) также играет ключевую роль в экономике страны, обеспечивает более 45 % поступлений в доходную часть консолидируемого бюджета Российской Федерации, доля отраслей ТЭК в объеме внутреннего валового продукта составляет почти 30 %. Занимая примерно восьмую часть суши планеты, Российская Федерация располагает значительными, а в ряде случаев и самым большим в мире, потенциалом ископаемых и возобновляемых источников энергии.
В 2011 году российский ТЭК обеспечивал собственные потребности в энергоресурсах и являлся одним из основных поставщиков топливно-энергетических ресурсов (далее – ТЭР) на мировые энергетические рынки.
Общий объем производства первичных топливно-энергетических ресурсов в 2011 году. вырос на 43,2 млн. т у.т. или на 2,4 % по сравнению с 2010 года.; объем экспорта ТЭР в 2011 году вырос на 1,7 млн. или на 0,2 % к уровню 2010 года.
В настоящее время вектор развития России – модернизация через технологическое обновление и внедрение современных методов управления (включая информационные технологии), не имеет альтернативы. Управление развитием ТЭК в современных условиях осложнено отсутствием государственной информационной системы ТЭК. Информационно-аналитическое обеспечение руководства страны комплексными данными на основе современных IT-решений является ключевым фактором повышения качества управления энергетикой России. Вместе с тем, совершенствование информационного пространства обеспечит реализацию мероприятий по повышению безопасности работы предприятий отрасли, обеспечения устойчивой и надежной работы всей энергетической инфраструктуры, как электроэнергетики, так и нефтегазовой и угольной отрасли. Кроме того, в целях обеспечения комплексного подхода к решению проблем ТЭК, необходимо развивать новые механизмы управления отраслями ТЭК.
Целью долгосрочной государственной энергетической политики России является максимально эффективное использование природных ресурсов и потенциала энергетического сектора для устойчивого роста экономики, повышения качества жизни населения и выполнения обязательств перед зарубежными партнерами.
Охрана окружающей среды при работе котлов на газообразном топливе.
При работе энергоустановок должны приниматься меры для предупреждения или ограничения прямого и косвенного воздействия на окружающую среду выбросов загрязняющих веществ в атмосферу и сбросов сточных вод в водные объекты, звукового давления в близ лежащих районов и минимального потребления воды из природных источников.
В настоящее время разработаны предельно допустимые концентрации (ПДК) содержания вредных элементов в атмосфере. Это необходимо для установления безвредности определённых концентраций элементов для человека, животных и растений.
Основными элементами, загрязняющими атмосферный воздух, являются СО, оксид азота, оксид серы и твёрдые частицы. Основным источником выбросов СО является автомобильный транспорт, значительное место занимают и отопительные котельные, которые вырабатывают в атмосферу СО в двадцать раз больше, чем промышленные. Источником выбросов оксидов азота в первую очередь является котельные установки, на которые приходится более половины всех технологических выбросов. До 80% выбросов оксидов серы и около 50% твёрдых частиц также приходятся на долю выбросов котельных установок. Причём для выбросов твёрдых частиц малыми котельными значительна.
Существует четыре направления борьбы с загрязнителями приземной атмосферы:
1. оптимизация процесса сжигания топлива;
2. очистка топлива от элементов, образующихся при сжигании загрязняющих веществ;
3. очистка дымовых газов от загрязняющих веществ;
4. рассеивание загрязнителей в атмосферном воздухе.
Большое влияние на снижение вредных выбросов в атмосферу оказывает
обеспечение процесса горения с оптимальным количеством воздуха. При
неправильном забросе топлива или проникания через не плотности обмуровки воздух проходит через слой топлива по пути наименьшего
сопротивления.
В результате повышается химическая неполнота сгорания топлива, что приводит к повышению концентрации СО и сажи.
Установлено, что на оксид азота влияет не производительность котла, а
тепловое напряжение топочного объема, от которого, в свою очередь зависит
температурный уровень в топке. Снижение выбросов оксидов азота можно обеспечить при работе котлов с 50-60% загрузкой. Зависимость оксидов азота определяется типом горелочного устройства и единичной теплопроизводительности котла. Радикальным методом для котла является замена устаревших конструкций горелок более современными.
Повышение КПД котла и снижение вредных выбросов достигается исключением цикличности в работе механизированной топки, что ликвидирует пик работы выбросов в период расгорания топлива.
Огромное значение в оздоровлении атмосферы имеет перевод малых отопительных котельных с твёрдого на жидкое, а в лучшем случае – на газообразное топливо.
На снижение выбросов влияют различные присадки к мазутам, которые получили широкое применение в энергетике, но практически не используются в промышленных и отопительных котельных, из-за отсутствия достаточного количества присадок и необходимого для их ввода оборудования. Основное действие присадок – повышение качества сжигания, снижение загрязнения и коррозии поверхностей нагрева.
Все котельные работающее на твёрдом топливе, должны быть оборудованы системой газоочистки. В качестве золоуловителей используются: блоки циклонов ЦТКИ; батарейные циклоны с коэффициентом очистки не ниже 85-92%.
Для рассеивания вредных выбросов в атмосферном воздухе используются дымовые трубы. Трубы обеспечивают распространение загрязняющих веществ в окружающем воздухе, тем самым снижают их опасное воздействие в приземной зоне. Дымовые трубы не снижают количество выбросов, а позволяют разбросать на большую площадь, уменьшая концентрацию.
Это мероприятие должно использоваться после того когда, исчерпаны все возможные способы уменьшения выбросов загрязнителей. На эффективность рассеивания влияют следующие факторы: состояние атмосферы, скорость ветра, мощность выбросов их скорость и состав, высота дымовой трубы. Необходимым условием должно быть то, что скорость выхода дымовых газов было в два раза выше скорости ветра.
2.Технологическая часть: принципиальное устройство котлоагрегата
Конструктивная схема паровых котлов типа ДКВР паропроизводительностью до 10 т/ч независима от используемого топлива и применяемого топочного устройства.
Паровой котел ДКВР имеет верхний длинный и нижний короткий барабаны, расположенные вдоль оси котла, экранированную топочную камеру и развитый кипятильный пучок из гнутых труб. Для устранения затягивания пламени в пучок и уменьшения потерь с уносом и химическим недожогом топочная камера парового котла делится шамотной перегородкой на две части: собственно топку и камеру догорания.
Внутри котельного пучка имеется чугунная перегородка, которая делит его на первый и второй газоходы и обеспечивает горизонтальный разворот газов в пучках при поперечном омывании труб.
Вход газов из топки в камеру догорания и выход газов из котла – асимметричные. При наличии пароперегревателя часть кипятильных труб не устанавливается; пароперегреватели размещаются в первом газоходе после второго-третьего рядов кипятильных труб.
Для осмотра барабанов паровых котлов типа ДКВР и установки в них устройств, а также для чистки труб на днищах имеются овальные лазы размером 325 × 400 мм.
Барабаны внутренним диаметром 1000 мм на давление 1,4 мПа изготавливаются из стали 16ГС или 09Г2С и имеют толщину стенки 13 мм. Экраны и кипятильные пучки котлов выполняются из стальных бесшовных труб.
Для удаления отложений шлама в котлах имеются торцевые лючки на нижних камерах экранов, для периодической продувки камер имеются штуцеры диаметром 32 × 3 мм.
Пароперегреватели котлов типа ДКВР, расположенные в первом по ходу газов газоходе, унифицированы по профилю для котлов одинаковых давлений и отличаются для котлов разной производительности лишь числом параллельных змеевиков.
Пароперегреватели – одноходовые по пару, обеспечивают получение перегретого пара без применения пароохладителей. Камера перегретого пара крепится к верхнему барабану, одна опора этой камеры делается неподвижной, а другая – подвижной.
Питательная вода поступает в верхний барабан по двум питательным линиям, откуда по последним рядам труб конвективного пучка поступает в нижний барабан. Питание экранов производится не обогреваемыми трубами из верхнего и нижнего барабанов.
Все паровые котлы типа ДКВР снабжены внутрибарабанными паросепарационными устройствами для получения пара.
3.Расчётная часть
3.1. Исходные данные для расчёта продуктов сгорания топлива
1. Расчётные характеристики топлива приведены в таблице 2.1 (Эстеркин Р.И). Из таблиц необходимо выписать состав топлива
C2H6=0.2%
C3H8=0.1%
C4H10=0.1%
C5H12=0%
N2=13.7%
CO2=0.1%
2. Коэффициент избытка воздуха αm принимается в зависимости от вида топлива и способа его сгорания по табл.3.2 (Эстеркин Р.И).
α´m=1.1
3. Используя схему котла, выписать необходимые поверхности нагрева, именуемые в дальнейшем газоход, и по каждому из них определить долю присосов воздуха ∆α; ∆α определяется по таблице 3.1 (Эстеркин Р.И).Коэффициент избытка воздуха за газоходами определяется нарастающим итогом путем суммирования избытка воздуха за предшес твующим газоходом с присосом очередного по ходу газов
Доля присосов воздуха:
∆αm=0.1
∆αпп=0.05
∆αкп=0.1
∆вэк=0.1
Коэффициент избытка воздуха за газоходом:
α´´m=α´m+∆αm=1,1+0,1=1,2
α´´пп=α´´m+∆αпп=1,2+0,05=1,25
4. Средний коэффициент избытка воздуха определяется по формуле:
αmср=α´m+α´´m2=1,1+1,22=1,15
αппср=α´´m+α´´пп2=1,2+1,252=1,225
αкпср=α´´пп+α´´кп2=1,25+1,352=1,3
вэкср=α´´кп+в´´эк2=1,35+1,452=1,4
3.2.Расчет объёмов воздуха и продуктов сгорания топлива
Теоретический объём воздуха, необходимого для полного сгорания 1 кг или 1 м3 газообразного топлива:
=0.04780.5*0+0.5*0+1.5*0+1+44*85.8+2+64*0.2+3+84*0.1+4+104*0.1+5+124*0=8.2
Теоретический объём сухих трехатомных газов в продуктах сгорания топлива:
Теоретический объём водяных паров
Теоретический объем азота
V°H₂O=0,01H2S+H2+n2CmHn+0.124*dг.тг+0.0161*V°в=
=0.010+0+42*85.8+62*0.2+82*0.1+102*0.1+122*0+0.124*10+0.0161*8.2=1.87
- влагосодержание газообразного топлива 1 м3 сухого газа, принимается 10 г/м3. Дальнейший расчёт объёмов продуктов сгорания с учётом избытка воздуха производится по одним и тем же формулам для всех видов топлива.
Действительный объём водяных паров VH₂O, м/кг (м/м), определяется по формуле:
VH₂O=1,87+0,0161*1,225-1*8,2=1,899
VH₂O=1.87+0.0161*1.3-1*8.2=1.909
VH₂O=1.87+0.0161*1.4-1*8.2=1.922
Суммарный объём продуктов сгорания Vдг, м /кг (м3/м3), определяется по формуле:
Vдг=0,87+6,61+1,899+1,125-1*8,2=11,22
Vдг=0.87+6.61+1.909+1.3-1*8.2=11.84
Vдг=0.87+6.61+1.922+1.4-1*8.2=12.68
Парциальное давление трёхатомных газов и водяных паров, определяются по формуле:
PRO₂=0.8712.68*1=0,068
т.к. практически р = 1атм., то парциальные давления численно равны их объёмным долям rRO₂=PRO₂
PH₂O=rH₂O
Общая объёмная доля трёхатомных газов и водяных паров rnопределяется по фор муле
rn=0.077+0.169=0.246
rn=0.073+0.0161=0.234
rn=0.068+0.151=0.219
Результаты расчёта объёмов продуктов сгорания и парциальных давлений сводятся в таблицу 1.
Таблица 1. Объёмы продуктов сгорания, объёмные доли трёхатомных газов.
|
Наименование величин и расчетная формула |
Размерность |
Топка |
Поворотная камера |
Конвективный пучок |
Водяной экономайзер |
|
Коэффициент избытка воздуха за газоходом |
- |
1,2 |
1,25 |
1,35 |
1,45 |
|
Величина присосов |
- |
0,1 |
0,05 |
0,1 |
0,1 |
|
Средний коэффициент избытка воздуха в газоходах |
- |
1,15 |
1,225 |
1,3 |
1,4 |
|
Действительный объем водяных паров |
/кг (/) |
1,889 |
1,899 |
1,909 |
1,922 |
|
Суммарный объем продуктов сгорания +( |
/кг (/) |
10,59 |
11,22 |
11,84 |
12,68 |
|
Парциальное давление трехатомных газов == |
- |
0,082 |
0,077 |
0,073 |
0,068 |
|
Парциальное давление вод.паров == |
- |
0,178 |
0,169 |
0,161 |
0,151 |
|
Общая объемная доля вод.паров и трехатомных газов =+ |
- |
0,26 |
0,246 |
0,234 |
0,219 |
3.3. Расчет энтальпий воздуха и продуктов сгорания топлива
Энтальпия теоретического объёма продуктов сгорания I°дг , кДж/кг (кДж/м3).
для всего выбранного диапазона температур (100-2200°С) определяется по формуле:
I°дг
Где , , - средние удельные энтальпии газов, входящих в состав продуктов сгорания, кДж/м3; табл.3.4 (Эстеркин Р.И).
100°C I°дг
200°C I°дг=0.87*359+6.61*261+1.87*305=2616.89
300°C I°дг=0.87*561+6.61*393+1.87*464=3953.48
400°C I°дг=0.87*774+6.61*528+1.87*628=5337.82
500°C I°дг=0,87*999+6.61*666+1.87*797=6761,78
600°C I°дг=0,87*1226+6,61*806+1,87*970=8208,18
700°C I°дг=0,87*1466+6,61*949+1,87*1151=9700,68
800°C I°дг=0,87*1709+6,61*1096+1,87*1340=11237,19
900°C I°дг=0,87*1957+6,61*1247+1,87*1529=12804,49
1000°C I°дг=0,87*2209+6,61*1398+1,87*1730=14397,71
1100°C I°дг=0,87*2465+6,61*1550+1,87*1932=16002,89
1200°C I°дг=0,87*2726+6,61*1701+1,87*2138=17613,29
1300°C I°дг=0,87*2986+6,61*1856+1,87*2352=19264,22
1400°C I°дг=0,87*3251+6,61*2016+1,87*2566=20952,55
1500°C I°дг=0,87*3515+6,61*2171+1,87*2789=22623,79
1600°C I°дг=0,87*3780+6,61*2331+1,87*3011=24327,08
1700°C I°дг=0,87*4049+6,61*2490+1,87*3238=26036,59
1800°C I°дг=0,87*4317+6,61*2650+1,87*3469=27759,32
1900°C I°дг=0,87*4586+6,61*2814+1,87*3700=29509,36
2000°C I°дг=0,87*4859+6,61*2973+1,87*3939=31244,79
2100°C I°дг=0,87*5132+6,61*3137+1,87*4175=33007,66
2200°C I°дг=0,87*5405+6,61*3301+1,87*4414=34776,14
- энтальпия теоретического объёма воздуха, кДж/кг (кДж/м3), для всего выбранного диапазона температур (100-2200°С) определяется по формуле:
Где - энтальпия 1м3 воздуха, кДж/м3 принимается для каждой выбранной
температуры, по табл.3.4 (Эстеркин Р.И)
100°С
200°С I°в=8.2*267=2189.4
300°С I°в=8.2*404=3312.8
400°С I°в=8.2*543=4452.6
500°С I°в=8.2*686=5625.2
600°С I°в=8.2*832=6822.4
700°С I°в=8.2*982=8052.4
800°С I°в=8.2*1134=9298.8
900°С I°в=8.2*1285=10537
1000°С I°в=8.2*1440=11808
1100°С I°в=8.2*1600=13120
1200°С I°в=8.2*1760=14432
1300°С I°в=8.2*1919=15735.8
1400°С I°в=8.2*2083=17080.6
1500°С I°в=8.2*2247=18425.4
1600°С I°в=8.2*2411=19770.2
1700°С I°в=8.2*2574=21106.8
1800°С I°в=8.2*2738=22451.6
1900°С I°в=8.2*2906=23829.2
2000°С I°в=8.2*3074=25206.8
2100°С I°в=8.2*3242=26584.4
2200°С I°в=8.2*3410=27962
Энтальпия продуктов сгорания кДж/кг (кДж/м3), определяется на 1 кг твёрдого или жидко го топлива или на 1 м3 сухого газообразного топлива по формуле:
900°C
1000°C
1100°C
1200°C
1300°C
1400°C
1500°C
1600°C
1700°C
1800°C
1900°C
2000°C
2100°C
2200°C
600°C
700°C
800°C
900°C
300°C
400°C
500°C
600°C
100°C
200°C
300°C
Результаты расчёта энтальпии продуктов сгорания по газоходам котлоагрегата сводят в таблицу 2.
Таблица 2. Энтальпия продуктов сгорания.
|
t°C |
I°дг кДж/кг (кДж/м3) |
I°дг кДж/кг (кДж/м3) |
Iдг=I°дг+-1*I°в кДж/кг(кДж/м3) |
||||
|
Поверхности нагрева |
|||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
||||
|
100 |
1289,57 |
1090,6 |
1725,81 |
||||
|
200 |
2616,89 |
2189,4 |
3492,65 |
||||
|
300 |
3953,48 |
3312,8 |
4947,32 |
5278,6 |
|||
|
400 |
5337,82 |
4452,6 |
6673,6 |
||||
|
500 |
6761,78 |
5625,2 |
8449,34 |
||||
|
600 |
8208,18 |
6822,4 |
9743,22 |
10254,9 |
|||
|
700 |
9700,68 |
8052,4 |
11512,47 |
||||
|
800 |
11237,19 |
9298,8 |
13329,42 |
||||
|
900 |
12804,49 |
10537 |
14385,04 |
15175,31 |
|||
|
1000 |
14397,71 |
11808 |
16168,91 |
||||
|
1100 |
16002,89 |
13120 |
17970,89 |
||||
|
1200 |
17613,29 |
14432 |
19778,09 |
||||
|
1300 |
19264,22 |
15735,8 |
21624,59 |
||||
|
1400 |
20952,55 |
17080,6 |
23514,64 |
6 |
|||
|
1500 |
22623,79 |
18425,4 |
25387,6 |
||||
|
1600 |
24327,08 |
19770,2 |
27292,61 |
||||
|
1700 |
26036,59 |
21106,8 |
29202,61 |
||||
|
1800 |
27759,32 |
22451,6 |
31127,06 |
||||
|
1900 |
29509,36 |
23829,2 |
33083,8 |
||||
|
2000 |
31244,79 |
25206,8 |
35025,81 |
||||
|
2100 |
33007,66 |
26584,4 |
36995,32 |
||||
|
2200 |
34776,14 |
27962 |
38970,44 |
3.4. Тепловой баланс водогрейного котла
Тепловой баланс водогрейного котла , кДж/кг (кДж/м3)
Qнс=Qрр
Qнс=30980 кДж/м³
Энтальпия холодного воздуха I°хв определяется по формуле:
Потеря тепла с уходящими газами q2 определяется по формуле:
Где Iух=2200 - энтальпия уходящих газов, определяется по I – Ѳ диаграмме
Qух=130 - определяется по табл.9.29 (Роддатис К.Ф)
αух=1,45 - коэффициент избытка воздуха на выходе из котлоагрегата
; - определяется по таблице 4.3 (Эстеркин Р.И)
- определяется по таблице 4.5 (Эстеркин Р.И)
Суммарная потеря тепла в парогенераторе , %, определяется по формуле:
Коэффициент полезного действия парогенератора , %, Брутто определяется по формуле:
где - даёт оценку превращения химической энергии топлива в тепло пара или горячей воды
Количество тепла, полезно отданного в котлоагрегате или водогрейном котле , кВт, определяется по формуле:
Р - процент продувки, %
- энтальпия котловой воды, кДж/кг
- энтальпия питательной воды, кДж/кг
D - паропроизводительность (кг/с)
Действительный расход топлива, подаваемого в топку парового котла , кг/с (м³/с), определяется из уравнения прямого теплово го баланса:
Расчетный расход топлива , кг/сек, для газа и мазута определяется по формуле:
Коэффициент сохранения теплоты определяется по формуле:
3.5. Расчёт теплообмена в топке
При проектировании и эксплуатации котельных установок чаще всего выполняет ся поверочный расчёт топочных устройств. Конструктивный расчёт производится только при разработке новых агрегатов конструкторскими бюро или при реконст рукции топочных камер существующих котельных агрегатов.
Задачей поверочного расчёта топки является определение температуры продуктов сгорания на выходе из топки. При поверочном расчёте основные размеры определя ются по чертежу, а затем по ним вычисляются
объём топочной камеры:
площадь поверхности стен:
площадь лучевоспринимающей поверхностей нагрева:
В курсовом проекте определяется по чертежу и , а определяются по таблицам 8.22 (Роддатис Н.Б). Для определения геометрических характеристик топки состав ляется её эскиз.
1.Степень экранирования топки ψ', представляет собой отношение полной лучевоспринимающей поверхности топки к суммарной поверхности стен топки . Для камерных топок определяется по формуле:
2.Предварительно задаются температурой продуктов сгорания на выходе из топоч ной камеры - стр.60 (Эстеркин Р.И)
3.Для принятой температуры определяется энтальпия продуктов сгорания на выхо де из топки по I – Ѳ диаграмме.
4. Полезное тепловыделение в топке , кДж/кг (кДж/м3), определяется по формуле:
- теплота, вносимая в топку воздухом , определяется по формуле:
5. Теоретическая температура горения ,°С, определяется по значению , равному
энтальпии продуктов сгорания – по I - Ѳ диаграмме.
6. Эффективная толщина излучающего слоя S м, определяется по формуле:
Где - объем топочной камеры, м3;
- поверхность стен топочной камеры, м2.
7. Коэффициент ослабления лучей определяется по номограмме рис.5.4 (Эстеркин Р.И)
При сжигании жидкого и газообразного топлива коэффициент ослабления лучей зависит от коэ ффициентов ослабления лучей трёхатомными газамии сажистыми частицами Кс и определяется по формуле:
где суммарная объёмная доля трёхатомных газов (из таблицы 1 расчёта);
- коэффициент ослабления лучей трёхатомными газами определяется по формуле:
Где - парциальное давление трёхатомных газов, мПа;
р - давление в топочной камере, принимаемое в котлах без наддува 1 атм = 0,1 мПа;
- объёмная доля водяных паров (табл.1 расчёта).
Коэффициент ослабления лучей сажистыми частицами определяется по формуле:
При сжигании природного газа определяется по формуле:
Коэффициент ослабления лучей трёхатомными газами, сажистыми частицами:
Коэффициент ослабления лучей:
8. При сжигании твёрдого топлива определяется суммарная оптическая толщина
среды крS
9. Степень черноты светящейся части факела и несветяшихся трёхатомных газов определяется по формулам:
Степень черноты факела Для жидкого и газообразного топлива степень черноты факела определяется по формуле:
Где m - коэффициент, характеризующий долю топочного объёма, заполненного светящейся частью факела, принимается по таблице 5.2 (Эстеркин Р.И)
10. Степень черноты топки определяется по формуле:
- коэффициент загрязнения, определяется по таблице 5.1. (Эстеркин Р.И)
Коэффициент загрязнения
11. Параметр в зависимости от относительного положения максимума температуры пламени по высоте топки определяется по формуле:
- определяется как отношение высоты размещения горелок к общей высоте топки по формуле:
Расстояние от пода топки или от середины холодной воронки до оси горелок ;
Расстояние от пода топки или середины холодной воронки до середины выходного окна топки
Параметр M в зависимости от относительного положения максимума температуры пламени по высоте топки при сжигании газа и мазута
12. Средняя суммарная теплоёмкость продуктов сгорания на 1 кг сжигаемого твёрдо го и жидкого топлива или на 1 м3 сжигаемого газообразного топлива при нормальных
условиях , кДж/кг*град (кДж/м3*град), определяется по формуле:
13. Действительная температура газов на выходе из топки ,°С, определяется по формуле:
Где - степень черноты;
- коэффициент сохранения тепла определяется по формуле:
14.Тепло, переданное в топке излучением , кДж/кг (кДж/сек), определяется по
формуле:
Где - энтальпия продуктов сгорания на выходе из топки определяется по диаграмме по , найденной в п. 13.
15.Удельные нагрузки топочного объёма , Вт/м3 ,и поверхности нагрева , Вт/м2, определяются но формулам:
3.6. Расчет первой конвективной поверхности
1. Температура газов перед пучком определяется из предыдущей поверх ности нагрева:
=1102
2. Энтальпия газов перед пучком, кДж/кг (кДж/м ), определялась ранее:
=18000
3. По чертежу определяются конструктивные характеристики газохода:
Н=58,45
=100
=110
=51х2,5
f₂=0.84
4. По конструктивным данным определяется относительный поперечныйи продольный шаги по формулам:
5.Температура дымовых газов за котельным пучком =600
6.Энтальпия газов за котельным пучком определяется по диаграмме
, кДж/кг (кДж/м³)
-9700
7.Тепло, отданное газами в пучке, определяется по формуле:
, (кДж/м³)
=0,983*(18000-9700)=8158.9
8.Тепло, отданное газами в пучке Q, кВт определяется по формуле:
Q=8158,9*0,091=742,45
9.Средняя температура газов , определяется по формуле:
10.=190.7
11.Большая разность температур:
=-
=1102-190,7=911,3
12.Меньшая разность температур:
=-
=600-190,7=409,3
13.Средний температурный напор , % определяется по формуле:
=
14.
15. Секундный расход газов , м³/сек, определяется по формуле:
16. Средняя скорость газов , м/сек, определяется по формуле:
17. Коэффициент теплопередачи конвекцией от продуктов сгорания к поверхности
нагрева , Вт/м²*К, определяется по формуле:
18. Температура наружных загрязнений труб определяется по формуле:
=t+t
=25+190.7=215.7
19. Эффективная толщина излучающего слоя газа S, м, определяется по формуле:
S=0,9*0,051*(*=0,194
20. Суммарная поглощательная способность газа определяется по формуле:
0.246*0.194=0.047
21. Коэффициент теплопередачи учитывающий передачу теплоты
из лучением в конвективных поверхностях нагрева определяется по формулу для незапылённого потока (при сжигании жидкого и газообразного топлива):
22. Суммарный коэффициент теплоотдачи от продуктов сгорания к поверхности нагрева
, Вт/м²*К, определяется по формуле:
23. Коэффициент теплопередачи к, Вт/м²*К определяется по формуле
к=58,45*0,31=18,5
24. Количество теплоты, воспринятое поверхностью нагрева, на 1 кг или 1 м3 топлива
определяется по формуле:
= = 472
25. Энтальпия газов за пучком , кДж/кг (кДж/м3), определяется по формуле:
26. Температура газов за пучком:
3.7. Расчет второй конвективной поверхности
1.Температура газов перед пучком определяется из предыдущей поверх ности нагрева:
=730
2. Энтальпия газов перед пучком, кДж/кг (кДж/м ), определялась ранее:
=11900
3. По чертежу определяются конструктивные характеристики газохода:
Н=58,45
=100
=110
=51х2,5
f₂=0.84
4. По конструктивным данным определяется относительный поперечный и продольный шаги по формулам:
5.Температура дымовых газов за котельным пучком =280
6.Энтальпия газов за котельным пучком определяется по диаграмме
, кДж/кг (кДж/м³)
-4900
7.Тепло, отданное газами в пучке, определяется по формуле:
, (кДж/м³)
=0,983*(11900-4900)=6881
8.Тепло, отданное газами в пучке Q, кВт определяется по формуле:
Q=6881*0,091=626,15
9.Средняя температура газов , определяется по формуле:
10.=190.7
11.Большая разность температур:
=-
=730-190,7=539,3
12.Меньшая разность температур:
=-
=280-190,7=89,3
13.Средний температурный напор , % определяется по формуле:
=
14.
15. Секундный расход газов , м³/сек, определяется по формуле:
16. Средняя скорость газов , м/сек, определяется по формуле:
17. Коэффициент теплопередачи конвекцией от продуктов сгорания к поверхности
нагрева , Вт/м²*К, определяется по формуле:
18. Температура наружных загрязнений труб определяется по формуле:
=t+t
=190,7+25=215,7
19. Эффективная толщина излучающего слоя газа S, м, определяется по формуле:
S=0,9*0,051*(*=0,194
20. Суммарная поглощательная способность газа определяется по формуле:
0.234*0.194=0.045
21. Коэффициент теплопередачи учитывающий передачу теплоты
из лучением в конвективных поверхностях нагрева определяется по формулу для незапылённого потока (при сжигании жидкого и газообразного топлива):
22. Суммарный коэффициент теплоотдачи от продуктов сгорания к поверхности нагрева
, Вт/м²*К, определяется по формуле:
23. Коэффициент теплопередачи к, Вт/м²*К определяется по формуле
к=0,85*45,4=38,59
24. Количество теплоты, воспринятое поверхностью нагрева, на 1 кг или 1 м3 топлива
определяется по формуле:
= = 566,8
25. Энтальпия газов за пучком , кДж/кг (кДж/м3), определяется по формуле:
26. Температура газов за пучком:
1.8. Расчет водяного экономайзера
1. Температура газов перед экономайзером , °С, определяется из расчёта последней
поверхности нагрева
=230
2. Энтальпия газов перед экономайзером , кДж/кг (кДж/м) определяется по , по диаграмме.
=4815
3. Температура газов за экономайзером , °С
=120
4.Энтальпия газов за экономайзером , кДж/кг (кДж/м3), определяется подиа грамме по
=2200
5. Температура питательной воды , °С.
=100
6.Энтальпия питательной воды , кДж/кг, определяется по формуле:
=100*4,19=419
7. Количество тепла, переданного газа на 1 кг топлива кДж/кг (кДж/м3), опре деляется по формуле:
=0,983*(4819-2200)=2574,4
8.Количество тепла, переданного газами на 1 кг топлива в 1 сек Q, кВт, определяется по формуле:
Q=0,091*2574,4=234,2
9. Энтальпия воды за экономайзером , кДж/кг, определяется по формуле:
=479+ =631,9
10. Температура воды за экономайзером , °С
=151,1
11.Чунунные ребристые ВТИ
12. Большая разность температур определяется по формуле:
=230-151,1=78,9
13. Меньшая разность температур , °С, определяется по формуле:
=120-100=20
14. Средний температурный напор t, °С, определяется по формуле
t= =42,99
15. Средняя температура газов , определяется по формуле
= =175
16. =10; f=0,088; l=1500; h=2,18.
17. Площадь живого сечения для прохода продуктов сгорания F, м², определяется по
формуле:
F=*f
F=10*0,088=0,88
18. Секундный расход газов , м/сек, определяется по формуле:
=0,091*12,68*=1,89
19. Средняя скорость газов м/сек, определяется по формуле
=2,14
20. Коэффициент теплопередачи к=14,7
21. Поверхность нагрева водяного экономайзера , м², определяется по формуле
=
==0,37=370
22. Для чугунного экономайзера общее число труб, шт, определяется по формуле
=
z′==169,7
=
==16,97
1.9. Невязка
Невязка теплового баланса Q, кДж/кг (кДж/), определяется по формуле:
Q=-(+++)
Q=30980*0,9322-(12638,9+8158,9+6881+2574,3)*(1-0/100)=-1373*28879,5=0,04
1.10. Аэродинамический расчёт
Выбор дымососа и вентилятора
Производительностью дымососа (вентилятора) называют объём перемещаемых машиной продуктов сгорания (воздуха) в единицу времени. Необходимая расчёт ная производительность дымососа (вентилятора) определяется с учётом условий всасывания, т.е. избыточного давления или разряжения и температуры перед ма шиной, и представляет собой действительные объёмы продуктов сгорания или воздуха, которые должен перемешать дымосос (вентилятор).
Дымосос
Расход продуктов сгорания, определяемый для дымососа по формуле:
=0,091*(12,68+0,1*8,2)*=1,7
Расчётная производительность , м3/ч, определяется по формуле:
=1,1*1,7*1*3600=6732
- плотность продуктов сгорания при давлении 101080 Па и температуре 273К. (кг/м3) определяется по формуле:
==1,2
Самотяга любого участка газового тракта, включая дымовую трубу, при искусствен ной тяге , Па, определяется по формуле:
= =144,06
-для дымососа определяется по формуле:
=20+170+144,06=334,06
В связи с тем, что напорные характеристики машин составлены для работы па воз духе при абсолютном давлении I0I080 Па, необходимо полное расчётное давление, мм.вод.ст., привести к условиям, указанным в каталоге, по формуле:
=* 37,4*
Мощность, потребляемая дымососом (вентилятором) , кВт, определяется по формуле:
N=
Д-8;
n=740;
=0,3
Расчетная мощность электродвигателя , кВт определяется по потребляемой мощности с коэффициентом запаса =1,05 по формуле:
=228,5*1,05=2,39
Вентилятор
Расход воздуха для дутьевого вентилятора,, м /с, определяется по формуле:
=0,091*8,2*(1,1+0,1-0+0)*=0,82
Расчётная производительность , м3/ч
=1,1*0,82*1*3600=3247,2
Разряжение в топке на уровне ввода воздуха определяется по формуле:
=20+0,95*30=48,5
Перепад полных давлений по воздушному тракту , Па, определяется по формуле
=475-0-48,5=426,5
Расчётное полное давление, которое должен создавать дымосос (вентилятор),, мм.рт.ст., определяется по формуле
=1,1*
В связи с тем, что напорные характеристики машин составлены для работы па воз духе при абсолютном давлении I0I080 Па, необходимо полное расчётное давление, мм.вод.ст., привести к условиям, указанным в каталоге, по формуле:
=* 47,8*
ВДН-8;
n=980;
=0,41.
Мощность, потребляемая дымососом (вентилятором) , кВт, определяется по формуле:
N=
Расчетная мощность электродвигателя , кВт определяется по потребляемой мощности с коэффициентом запаса =1,05 по формуле:
=101,73*1,05=106,8
106,8/100=1,06 кВт