В котлоагрегатах производительностью более 10 т/ч с вертикальной ориентацией с пылеугольными топками после водяного экономайзера устанавливаются воздухоподогреватели. При сжигании топлива в пылеугольных топках применяется двухступенчатая установка водяного экономайзера и воздухоподогревателя.
В нашем же случае паропроизводительность равна 25 т/ч, следовательно, кроме экономайзера необходимо расчитать и воздухоподогреватель. Расчет экономайзера производим в следующем порядке:
Определяем отданное количество теплоты.КДж/кг
Это количество теплоты, которое должны отдавать продукты сгорания при принятой температуре уходящих газов.
(68)
где Iприс - энтальпия присосанного в конвективную поверхность воздуха при t = 30 С; (равняется Iхв - энтальпия теоретического объёма холодного воздуха, КДж/кг; =238,8 КДж/кг)
I`эк - энтальпия продуктов сгорания на входе в экономайзер, КДж/кг; (из таблицы №2.3, для температуры 232 С, = 2487,263 КДж/кг)
I``эк - энтальпия уходящих газов, КДж/кг;
- коэффициент сохранения теплоты;
эк = 0,1
Определение энтальпий воды.КДж/кг
(69)
где Д - производительность котла, кг/с; (равняется 6,94 кг/с)
Дпр - расход продувной воды, кг/с; (равняется 0,2082 кг/с)
i`эк - энтальпия воды на входе в водяной экономайзер, КДж/кг;
Вр - расчётный расход топлива, кг/с;
Qб - отдаточное количество теплоты, КДж/кг;
Температура воды после водяного экономайзера определяется по энтальпии воды после водяного экономайзера и давлению из таблиц для воды и водяного пара. С.
Определяем температурный напор.
(70)
где tб и tм - большая и меньшая разности температур продуктов сгорания и температуры нагреваемой жидкости, С;
(71)
где - температура продуктов сгорания из конвективного пучка, С; (равняется 225 С)
где tух - температура уходящих газов, С; (равняется 140 С)
(72)
где t``эк - температура воды после водяного экономайзера, С;
tпит.в - температура питательной воды, С; (=105С)
Выбор конструктивных характеристик принятого водяного экономайзера.
Таблица №4 Конструктивная характеристика труб
|
Характеристика одной трубы |
Ед. изм |
Экономайзер ВТИ |
|
|
Длина - Площадь поверхности нагрева с газовой стороны - Площадь живого сечения трубы - |
мм м2 м2 |
1500 2,18 0,088 |
Определить действительную скорость продуктов сгорания в водяном экономайзере.м/с
(73)
где Вр - расчётный расход топлива, кг/с; (25)
Vг - полный объём продуктов сгорания, м3/кг; (из таблицы №2 = 9,1022м3/кг)
Vэк - средняя арифметическая температура продуктов сгорания в экономайзере, С; Рассчитывается по формуле:
(74)
где t`эк - температура из расчёта конвективного пучка, С; (равняется 232 С)
t``эк - температура воды на выходе из экономайзера, С; (равняется 160 С)
Fэк - площадь живого сечения для продуктов сгорания, м2; Рассчитывается по формуле:
(75)
где z - число труб в ряду, шт; (=4)
Fтр - площадь живого сечения трубы, м2;
Определяем коэффициент теплопередачи. Вт/м2*К
(76)
где Кн и Сv-поправочные коэффициенты; (лит[6], стр92,рис 6.9, Кн=22, Сv=1,02)
Определяем площадь поверхности нагрева водяного экономайзера.м2
(77)
где К - коэффициент теплопередачи, Вт/м2К;
Вр - расчётный расход топлива, кг/с;
Qб - отдаточное количество теплоты, КДж/кг;
t - температурный напор, С;
Определяем общее число труб водяного экономайзера.шт
(78)
где Нэк - площадь поверхности нагрева водяного экономайзера, м2;
Нтр - площадь поверхности нагрева с газовой стороны одной стороны, м2;
Определить невязку теплового баланса.КДж/кг
(79)
где Qpp - располагаемая теплота для мазута, КДж/кг; (равняется Qcн - низшая теплота сгорания, КДж/кг; из таблицы №1 = 11140 КДж/кг)
брутто - КПД брутто, 84%;
Qл - количество теплоты, воспринятое лучевоспринимающей поверхности топки, КДж/кг;
Qкп - количество теплоты, воспринятое лучевоспринимающей поверхностью конвективного пучка, КДж/кг; находится по формуле:
Qб - количество теплоты, воспринятое лучевоспринимающей поверхностью экономайзера, КДж/кг;
Проверка правильности расчёта.
(80)
где Q - невязка теплового баланса, КДж/кг;
брутто - КПД брутто,84 %;
Qpp - располагаемая теплота для мазута, КДж/кг; (равняется Qcн - низшая теплота сгорания, КДж/кг; из таблицы №1 = 22650 КДж/кг)
< 0,5%
Список литературы
1. Эстеркин Р.И. Котельные установки. Курсовое и дипломное проектирование. Л.: Энергоатомиздат. 1989. - 280 с.
2. Эстеркин Р.И. Промышленные котельные установки. Л.: Энергоатомиздат. 1985. - 400 с.