Документ: Расчет котла БКЗ 420-140-1, страницы 1-3

Расчет котла БКЗ 420-140-1

Введение

Паровой котел - это основной агрегат тепловой электростанции (ТЭС). Рабочим телом в нем для получения пара является вода, а теплоносителем служат продукты горения различных органических топлив. Необходимая тепловая мощность парового котла определяется его паропроизводительность при обеспечении установленных температуры и рабочего давления перегретого пара. При этом в топке котла сжигается расчетное количество топлива.

Номинальной паропроизводительностью называется наибольшая производительность по пару, которую котел должен обеспечить в длительной эксплуатации при номинальных параметрах пара и питательной воды с допускаемыми по ГОСТ отклонениями от этих величин.

Номинальное давление пара - наибольшее давление пара, которое должно обеспечиваться непосредственно за пароперегревателем котла.

Номинальные температуры пара высокого давления (свежего пара) и пара промежуточного перегрева (вторично-перегретого пара) - температуры пара, которые должны обеспечиваться непосредственно за пароперегревателем с допускаемыми по ГОСТ отклонениями при поддержании номинальных давлений пара, температуры питательной воды и паропроизводительности.

Номинальная температура питательной воды - температура воды перед входом в экономайзер, принятая при проектировании котла для обеспечения номинальной паропроизводительности.

При изменении нагрузки котла номинальные температуры пара (свежего и вторично-перегретого) и, как правило, давление должны сохраняться (в заданном диапазоне нагрузок), а остальные параметры будут изменяться.

При выполнении расчета парового котла его паропроизводительность, параметры пара и питательной воды являются заданными. Поэтому цель расчета состоит в выборе рациональной компоновки и определении размеров всех поверхностей нагрева котла (конструктивный расчет) или же в определении температур и тепловосприятий рабочего тела и газовой среды в поверхностях нагрева заданного котла (поверочный расчет).

В процессе расчета парового котла используется большое количество буквенных обозначений различных параметров и величин. Чтобы по возможности исключить одинаковые обозначения для различных величин, используются латинский, греческий и русский алфавиты, а также верхние и нижние индексы. Одинаковые обозначения могут допускаться в тех случаях, когда они укоренились в различных областях техники.

Современный энергетический котлоагрегат большой мощности представляет собой очень большое и сложное сооружение. Так, например, агрегат обслуживающий турбину мощностью 100 МВт, производит в час около 400 т пара давлением 100-140 ата и температурой 510-560°С и потребляет в час 50-100 т угля (в зависимости от качества последнего), более 300 000 нм³ воздуха и около 400 т воды.

Все рабочие процессы такого агрегата полностью механизированы и в основном автоматизированы. Агрегат обслуживается многочисленными вспомогательными механизмами, приводимыми в движение десятками электродвигателей, причем мощность некоторых из них достигает тысяч киловатт.

Габариты такого агрегата весьма внушительны: высота порядка 35-40 м, ширина и глубина до 15-20 м. Вес только металлических частей агрегата доходит до 1500-2000 т. Еще более крупными являются агрегаты, обслуживающие турбины по 200-300 МВт.

Современные котлоагрегаты большой мощности (свыше 200 т/ч) вырабатывают пар высокого давления 140-240 ата, и высокой температуры 550-580° С. Как правило, пар таких котлов, пройдя часть высокого давления турбины, где его давление снижается до 25-35 ата, а температура примерно до 350° С, снова возвращается в котлоагрегат для вторичного перегрева до температуры, близкой к начальной.

В ряде стран имеется несколько крупных котлоагрегатов, вырабатывающих пар и более высоких параметров: до 300 ата и выше и до 650° С. Однако такие котлоагрегаты еще пока не нашли широкого применения.

Котлоагрегаты меньшей паропроизводительности, обслуживающие турбины малой и средней мощности, обычно вырабатывают пар более низких начальных параметров и не имеют вторичного перегрева.

Исходные данные

Тип котла: по ГОСТ 3619-69 БКЗ 420

Заводская маркировка БКЗ 420-140-1

Производительность котлоагрегата D_ne = 420 т/ч = 116,7 кг/с

Давление перегретого пара Р_ne = 15 Мпа

Температура перегретого пара t_ne = 540°С

Температура питательной воды t_ne =250°С

Месторождение и марка топлива: Ткварчельское, Ж каменный уголь с зольностью А^р= 35%

1. Выбор основных характеристик топлива

топливо энтальпия шлакоудаление дымовой

Топливо: Ткварчельское Ж с выходом V^г=45%

Составляющие этого угля:

W^р=11,5% А^р=35% S^р=1,3%

С^р=42,5% Н^р=3,2% N^р=0,9%

О^р=5,6% V^г=45% Q^р_н=16,31 МДж/кг

Температура плавления золы t₁ =1450°C

t₂ =1500°C t₃ =1500°C

2. Выбор способа шлакоудаления и типа углеразмольных мельниц

Определяем приведенную зольность топлива:

Исходя из значения температуры плавления золы t₃ =1500°C и приведенной зольности топлива, согласно рекомендациям [1, с.11] принимаем твердое шлакоудаление и молотковые мельницы ММ.

3. Выбор расчетных температур по дымовым газам и воздуху

тогда согласно рекомендациям [1, с.13-15 и таблиц 1.4; 1.5; 1.6] принимаем:

температура уходящих газов V_уг =120°C

температура подогрева воздуха t_гв =250°C

температура воздуха на входе в воздухоподогреватель t_ВП =20°C

4. Расчет объемов воздуха и продуктов сгорания

Теоретический объем воздуха:

Теоретический объем сгорания продуктов:

Расчеты выполнены по рекомендациям [1, с.20-21]

5. Объемы продуктов сгорания в поверхностях нагрева

Наименование величин	Размерность	Топка	ПП 2 ступени	ПП 1 ступени	2 ст. ВЭК	2 ст. ВЗП	1 ст. ВЭК	1 ст. ВЗП
Коэф. Избытка воздуха за поверхностью нагрева a^н =a_т+ea_i	-	1,22	1,25	1,28	1,3	1,33	1,35	1,38
Средний коэф. Избытка воздуха в поверхности нагрева a_ср_i =a⁴_е+1+-1,221,2351,2651,291,3151,341,365
Объем водяных паров V_Н2О=V°_Н2О+ 0,0161 (a_ср-1) V°_в	0,570,5760,5780,580,5820,5840,586
Полный объем газа Vг=Vro2+VN₂+(Lср-1)*Vo	5,875,946,076,186,36,416,52
Объемная доля трехатомных газов -0,1340,1320,130,1270,1250,1230,121
Объемная доля водяных паров -0,0950,0940,0920,090,0880,0870,085
Суммарная объемная доля -0,2290,2260,2220,2170,2130,990,997

Безразмерная концентрация золотых частиц

0,0440,0440,0430,0420,0410,0410,04

6. Расчет энтальпии воздуха и продуктов сгорания

Для всех видов топлив энтальпии теоретических объемов воздуха и продуктов сгорания в кДж/кг, а так же энтальпия золы при расчетной температуре, согласно [1, с.23-24] определяется по формуле:

где С_в, С_RO₂, С_Н2О, С_N₂, С_зл- теплоемкости соответственно воздуха, трехатомных газов, водяных паров, азота и золы, кДж/м³К и кДж/(кг*К) - для золы. Энтальпии продуктов сгорания при избытке воздуха a>1 кДж/кг определяются по формуле:

Результаты расчетов сведены в таблицу, в которой приведен расчет по топке и другим поверхностям нагрева

Расчет энтальпий воздуха и продуктов сгорания топлива, кДж/кг

Тем-ра	Jо, газ	Jо, возд	Jо, золы	Lт=1,22	Lпп2=1,235	1
2200	19274	15971,2	764,75	23552,41	23791,98	2
2100	17344,32	14488,32	879,79	21411,54	21628,86	3
2000	16443	13708,8	731,5	20190,43	20396,06	4
1900	15549,22	12938,24	777,05	19172,68	19366,75	5
1800	13307,4	12176,64	730,17	16716,43	16889,08	6
1700	13767,28	11424	683,95	16964,51	17135,87	7
1600	12836,8	10716,16	627,76	11582,11	15982,85	8
1500	11950,05	10012,8	578,55	14731,41	14881,608	9
1400	11073,86	9282,56	512,05	13628,07	13767,311	10
1300	10231,26	8561,28	449,54	12564,28	12692,7	11
1200	9332,16	7875,84	438,9	11503,744	11621,882	12
1100	8493,54	7194,88	365,75	10442,163	10550,086	13
1000	7646	6451,2	325,85	9391,114	9487,882	14
900	6781,68	5765,76	290,27	8340,41	8426,903	15
800	5935,84	5053,44	255,36	7302,95	7378,75	16
700	5130,3	4390,4	221,11	6317,29	6383,154	17
600	4328,16	3709,44	191,52	5335,75	5391,398	18
500	3574,1	3068,8	152,95	4402,18	4448,218	19
400	2813,12	2437,12	118,37	3467,65	3504,213	20
300	2087,22	1800,96	87,78	2571,21	2598,22	21
200	1371,94	1191,68	56,52	1690,62	1708,504	22
100	677,2	591,36	26,93	834,22	843,09	23

7. Расчет КПД котла и потерь теплоты на нем

Этот расчет выполняется согласно рекомендациям [1, с.26-27] и введен в таблицу.

Наименование величины	Обоз-наче-ния	Единицы измерения	Расчетная формула или страница [1]	Результат расчета
КПД	h_пг	%	h_пг=100 - (q₂+ q₃+ q₄+ q₅+ q₆)	100- (3,66+0,5+1,5+ +0,347+0,15)=93,8
Потери тепла от химического недожога	q₃	%	[1, с.36, таблица 4.6]	q₃=0,5
Потери тепла от механического недожога	q₄	%	[1, с.36, таблица 4.6]	q₄=1,5
Потери тепла в окр. Среду от наружного охлождения	q₅	%
Потери тепла с физическим теплом шлаков	q₆	%
Энтальпия шлаков	С_t_шл	С_t_шл = С_шл *t_шлС_t_шл = 1,04·1420=1476.8
Температура удаляемого шлака	t_шл	°С	[1, с.28]	t_шл =1420°С
Теплоемкость шлака	С_шл	[1, с.23, таблица 2.2]С_шл=1,04
Доля шлакоулавли-вания в топке	а_шл	-	а_шл=1 - а_ун	а_шл=1 - 0,95=0,05
доля уноса летучей золы	а_ун	-	[1, с.36, таблица 4.6]	а_ун=0,95
Располагаемое тепло	= 16310+ +28,86=16338,8
Физическое тепло топлива	Q_тл	Q_тл=С_тл+t_тлQ_тл=1,443*20=28,86
Температура топлива	T_тл	°С	[1, с.26]	t_тл =20°
Теплоемкость топлива	С_тл	С_тл= 0,042W^р+С°_тл(1-0,01*W)1,443
Теплоемкость сухой массы топлива	С°_тл	[1, с.26]С°_тл=1,09
Энтальпия теоретического объема воздуха на входе в воздухоподогреватель	по t’_вп=50°С из расчета энтальпий

Энтальпия теоретического объема холодного воздуха

39,5V°_в=176,96
потеря тепла с уходящими газами	q₂	%	3,66
Энтальпия уходящих газов	Н_ух	по n_ух=125 из расчета энтальпий849
Коэффициент избытка воздуха в уходящих газах	a_ух	_	Из таблицы 3.1 расчета 3.6	1,365

8. Определение расхода топлива

Данный расчет выполняется согласно рекомендациям [1, с. 28-29]

Наименование величины	Обоз-наче-ния	Единицы измерения	Расчетная формула или страница[1]	Результат расчета
Расход топлива	В	18,6

Энтальпия перегретого пара на выходе из котла h_пе На основе заданных параметров пара по таблице 3 [1]

t_п.пара=560°С

t_п.воды=230°Сh_пе=3350,1

Энтальпия питательной воды h_п.в [1, c.72 ]

H_п.в=975,5
Расчетный расход топлива	В_р	В_р=В(1-0,01q₄)18,32

9. Тепловой расчет топочной камеры

Определение размеров топочной камеры и размещения горелок.

Для последующего расчета топочной камеры составляем предварительный эскиз по выданным чертежам заданного котла.

При выполнении эскиза руководствуемся отдельными указаниями [1, с. 29-37], где берем рекомендованные данные, которые не уясняются из чертежей.

На эскиз топочной камеры наносим обозначения длин и площадей, необходимых для дальнейшего расчета.

Наименование величины	Единицы измерения	Расчетная формула или страница[1]	Результат расчета
Глубина топочной камеры	в	М	По чертежу	8,98
Ширина топки в свету	а	М	По чертежу	15,42
Высота газового окна	h’_го	М	h’_го=(0,6¸0,7)*в	0,7×8,98=6,286
Высота вертикальных ширм	h_ш	М	h_ш=(1,1¸1,2)× h’_го	6,286×1,2=7,54
Открытая площадь топки	F_отк	м²	F_отк= F_ок+ F_гор	96,93+8,31=105,24
Площадь газового окна	F_ок	м²	F_ок= h’_го×а	6,286×15,42=96,93
Площадь горелок	F_гор	м²	=8,3
Минимальный допустимый объем топки	V^min	м³	1733,52
Допустимое тепловое напряжение топочного объема	q_v	[1, с.36, таблица 4,6]q_v=175
Расчетный объем топки	V^р_т	м³	1907,26
Температура газов на выходе из топки	v’’_т	°С	[1, с.38 таблицы 4.7]	v’’_т=1200
Расчетное тепловое напряжение топочного объема	159,05

Объем верхней половины холодной воронки V_хв м³

=301,03
Длина приемного отверстия в нижней части холодной воронки	в’	М	[1, с.34]	в’=1,2
Полная высота холодной воронки	h_хв	М	h_хв =0,5 (в-в’)× tga	0,5×(8,98-1,2)×1,428= =5,55
Объем верхней части топочной камеры	V_вч	м ³	V_вч=а×в»×h_вч	15,42×3,75×11,35= =656,3
Глубина верхней части топки за вычетом аэродинамических выступов	в»	м	Из чертежа	3,75
Объем призматичной части топки	V_пр	м³	V_пр = V^р_т - V_хв - V_в	949,93
Высота призматической части топки	h_пр	м³	h_пр = V_пр/f_т	3,98
Расчетная высота топочной камеры	H^р_т	м	h^р_т =0,5×h_хв+h_пр+h_вч	18,1
Высота верхней части топочной камеры	h_вч	м	Из чертежа	11,35
Полная поверхность стен топки	м²7×1947,26^2/3=1094,31
Открытая площадь топки	F_отк	м²	F_отк = F_го+ F_тор	96,93+8,31=105,24

Тепловые характеристики топочной камеры.

Эти характеристики рассчитываются согласно рекомендациям [1, с. 37-39]

Наименование величины	Обоз-начения	Единицы измерения	Расчетная формула или страница [1]	Результат расчета
Полезное тепловыделение в топке	Qт	18979,49
Тепло воздуха	Qв	(a_т-_Ùa_т-_Ùa_пл) × ×Н°_гв+(_Ùa_т+a_пл)× Н°_хв2746,9
Присос воздуха в топку	_Ùa_т	_	[1, с. 19, таблица 1.8]	0,03
Присос воздуха в пылесистему	_Ùa_пл	_	[1, с.18]	0,04
Энтальпия горячего воздуха	Н°_гв	№3.7 расчета по v_гв2380,5
Адиабатная температура	v_а	°C	по Q=Нт в №3.7 расчета	1750,8
Температура газов на выходе из топки	v_т’’	°C	[1, с.38, таблица 4.7]	1210
Энтальпия газов на выходе из топки	Нт’’	По расчету энтальпий11655,5
Удельное тепловосприятие топки	Qлт	Qлт=j×(Qт - Нт’’)3002,83
Коэффициент сохранения тепла	j	_	0,41
Энтальпия холодного воздуха	Н°хв	из расчета энтальпий по t_хв=30°С134,4

Расчет теплообмена в топочной камере

Расчет выполняется на основе рекомендаций [1, с.39-49], которые предназначены для конструктивного и проверочного расчетов.

Наименование величины	Обоз-наче-ния	Единицы измерения	Расчетная формула или страница [1]	Результат расчета
Абсолютная адиабатная температура горения	Та	°К	v_а+273	2023,8
Абсолютная температура газов на выходе из топки	Тт’’	°К	V_т’’+273	1483
Средний коэффициент тепловой активности экрана	y_ср	_	y_ср =x×х	0,465
Коэффициент загрязнения	x	_	[1, с.41, таблица 4.8]	0,5
Тепловой коэффициент	Х	_	0,93
Коэффициент, учитывающий относительное положение ядра факела по высоте топки	М	_	0,59-0,5×х_т	0,36
Величина, характеризующая относительную высоту положения зоны максимальных температур	Хт	_	0,46
Степень черноты топочной камеры	e_т	_	0,953
Эффективная степень черноты	e_ф	_	e_ф =1 - e^-^kps	0,904
Коэффициент ослабления лучей топочной средой	K	K=k_r× r_n+ k_зл×m_зл+k_x3,54
Коэффициент ослабления лучей газовой средой	K_r	_	По z_н2о; РS [1 с.138, рисунок 6.12]	3,12
Объемная зона водяных паров	r_н2о	_	№3.6 расчета	0,095
Объемная доля трехатомных газов	R_п	_	№3.6 расчета	0,229

Средняя температура газов в топке V_г °С 1480,84


Эффективная толщина излучающего слоя	S	М	6,2
Давление газов в топочной камере	Р	МПа	Для котлов без наддува	0,1
Концентрация золовых частиц	m_зл	№3.6 расчета 0,044
Коэффициент ослабления лучей частицами летучей золы	k_зл	_	[1, с.140, рисунок 6.13]	70
Коэффициент ослабления лучей частицами кокса	k_к	_	[1, с.43]	0,5
Степень экранирования	c	_	0,84
Луче воспринимающая поверхность топки	Fл	М²	Fл=F_ст^р×c	919,22
Величина для проверки V_т’’	_	317,73
Проверка V_т’’	V_т’’	°С	[1, с.45, рисунок. 44]	1210

Тепловое напряжение топочного объема 156,66


Среднее лучевое напряжение топочных экранов	q_л	59,84

10. Расчет ширмового пароперегревателя

Для упрощения расчета ширмовый пароперегреватель рассчитываем без дополнительных поверхностей нагрева в последовательности изложенной в [1, с.87-90]. Исключен из расчета ширм и пароохладитель.

Перед началом расчета составляем предварительный эскиз ширмового пароперегревателя. Ширмовый пароперегреватель включен прямоточно как предварительная ступень перегрева пара после барабана перед конвективным пароперегревателем. Ходом ширм считается ход пара лишь в одну сторону.

Наименование величины	Обоз-начения	Единицы измерения	Расчетная формула или страница [1]	Результат расчета
Диаметр труб	d	М	d=d_внут×d	0,032×5=0,042
Толщина труб	s	Мм	s-толщина стенки	5
Количество параллельно включенных труб в ленте	n	Шт	По чертежу котла	12
Шаг между ширмой	S1	М	По чертежу котла	0,7
Количество ширм	Z1	Шт	[1, с. 25]	48
Продольный шаг труб в ширме	S2	М	S2=d+(0,003¸0,004)	0,042+0,004=0,046
Глубина ширм	L	М	L=[(n-1)×S2+d]×z_x+ d × ×(z_x-1)	[(12-1)×0,046+0,042] × × 4+0,042×(4-1)=2,3
Число ходов ленты	z_x	Шт	[1, с.86]	4
Высота ширм	h_ш	М	По чертежу	7,54
Относительный поперечный шаг	s₁	_
Относительный продольный шаг	s₂	_
Расчетная поверхность нагрева ширм	Fш	м²	Fш=2×h_ш×С×Z1×x_ш	2×7,54×2,3×48×0,96= =1595,459
Угловой коэффициент ширм	Xш	_	[1, с.112, рисунок 5.19 по s₂]	0,96
Площадь входного окна газохода ширм	F_п.вх.	м²	F_п_._вх_.=(n_x+c)×a	(7,54+2,3)×15,42= =151,67
Лучевоспринимающая поверхность ширм	F_л.ш.	м²	F_л.ш.= F_вх	151,67
Живое сечение для прохода газов	F_г.ш.	м²	F_г.ш.=а× h_ш-Z1× h_ш×d	15,42×7,54-48×7,54× ×0,042=101,07
Живое сечение для прохода пара	F_п.ш.

Эффективная толщина излучающего слоя S М =

=0,901
Температура газов на входе в ширму	V’_ш	°С	V’_ш = V’_т	1210
Энтальпия газов на входе в ширмы	H’_ш	H’_ш = H»_ш11615,81
Лучистая теплота воспринятая плоскостью входного окна ширм	Q_п.вх	809,02
Коэффициент, учитывающий теплообмен между топкой и ширмами	b	_	1100/1220=0,9
Температурный коэффициент	А	_	[1, с.42]	1100
Среднее лучевое напряжение топочных экранов	q_л	Из расчета топки59,84
Коэффициент неравномерности распределения тепловосприятия	n_в	_	[1, с.47, т.4.10]	0,8
Поправочный коэффициент	ж_п	_	[1, с.55]	0,5
Температура газов за ширмами	V»_ш	°С	[1, с.38, таблица 4.7]	960
Верхняя температура газов в ширмах	V_ш	°С	1085
Оптическая толщина	KPS	K×P×S0,34
Коэффициент ослабления лучей газовой средой	К	К_г×r_п+ К_зл×m_зл3,8
Коэффициент ослабления лучей чистой газовой средой	К_г	[1, с.138, таблица 6.12] по r_н2о V_ш и PS3,5
Коэффициент ослабления лучей частицами летучей золы	К_зл	[1, с.140, рисунок 6.13]70
Объемная доля трехатомных газов	r_п	_	№3.6 расчета	0,229
Концентрация золовых частиц	m_зл	№3.6 расчета0,044
Давление топочных газов	Р	МПа	№3.11 расчета	0,1
Коэффициент излучения газовой среды	Е_ш	_	[1, с.44, рисунок 4.3]	0,24
Угловой коэффициент с входного на выходное сечение ширм	j_ш	_
Теплота, излучаемая из топки и ширм на поверхности за ширмами	Q_л.вых	Е_п - поправочный коэффициент [1, с.55]635,5
Высота газохода за ширмами	МИз чертежа котла6,28
Лучевоспринимающая поверхность за ширмами	F_л.вых	М²	6,28×15,42=96,83
Абсолютная средняя температура газов	Тш	°К	V_ш+273	1483
Тепловосприятие ширм излучением	Q_л.ш	Q_л.вх - Q_л.вых173,5
Энтальпия газов за ширмами	H»_ш	№3.7 расчета по V»_ш8965,3
Тепловосприятие ширм по балансу	Q_бш	Q_бш =(H’_ш-H»_ш)×j2385,45
Коэффициент сохранения теплоты	j	_	№3.11 расчета	0,95

Прирост энтальпии пара в ширме h’_ш h’_ш = h_н.п =2602-на выход из барабана котла [7, таблица 3] по Р_б= 15,3МПа и температуре насыщения

260,6
Температура пара на входе в ширмы	t’_ш	°С	[7 таблица 3 по Р_б]	343,7
Энтальпия пара после ширм	h»_ш	h»_ш = h’_ш +Ù h2510,6
Температура пара после ширм	t»_ш	°С	[7, таблица 3] по Р_б и h»_ш	420

Средняя температура в ширмах t_ш °С 370


Большая разность температур на границах сред в ширмах	Ùt_б	°С	Из прилагаемого графика	866,3
Меньшая разность температур на границах сред в ширмах	Ùt_м	°С	Из прилагаемого графика	540
Температурный напор в ширмах	Ùt_ш	°С	703
Скорость газов в ширмах	w_гш	4,0
Коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов к ширмам	d_к	d_к =Сs× Сz× Сф×a_н40,9
Объемная доля водяных паров	r_н2о	_	№3.6 расчета	0,095
Поправка на компоновку пучка	Сs	_	[1, с.122-123] Сs=¦(s₁,s₂)	0,96
Поправка на число поперечных труб	Сz	_	[1, с.122-123]	0,935
Поправка	Сф	_	[1, с. 123] график Сф=¦(n_ш× r_н2о)	0,97

Нормативный коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов к ширмам a_н [1, с. 122,

график 6.4]45
Коэффициент загрязнения ширм	Е	М²×К	[1, с. 143, график 6.15]	0,013

Температура наружной поверхности загрязнения t_з °C

490
Коэффициент теплоотдачи излучением в ширмах	a_л	a_л =a_н ×Е_ш100,8
Нормативный коэффициент теплоотдачи излучением	a_п.н	[1, с.141, граф 6.14]420
Коэффициент использования ширмовых поверхностей	x	_	[1, с.146, график6.17]	0,85

Коэффициент от газов к стенке ширм a₁ 136,8


Коэффициент теплопередачи для ширм	Кш	44,85
Коэффициент теплоотдачи от стенки к пару	a₂	[1, с.139, рис12.6]942,3
Кинематическая вязкость пара	n	[1, с.127, таблица 6.2]0,469×10^-6
Теплопроводность пара	l	[1, с.127] по Р_б и t_ш8,31×10^-2
Критерий Прантля для пара	Pr	_	[1, с.127, таблица 6.2]	1,42
Эквивалентный диаметр труб	d_э	М	d_э = d_вн	0,032

Температура стенки труб ширм t_ст.ш °C 727


Поправка, учитывающая температурный фактор	Ct	_	0,643
Поправка на относительную длину ширм	Cl	_	[1, с.128]	1
Поправка на форму канала труб	Cd	_	[1, с.128]	1
Скорость пара в ширмовых трубах	w_пш	4,2
Средний удельный объем пара в ширмах	Vш	по Р_б и t_ш[таблица 37]0,01699
Тепловосприятие ширм по уравнению теплопередачи	Q_тш	1332,96
Несходимость тепловосприятия ширм	dQ_ш	%	0,4

11. Расчет фестона

При расчете фестона не учитывать теплообмен через подвесные трубы и др. дополнительные поверхности.

Фестон обыкновенно располагают между ширмами, висящими над топкой, и конвективным пароперегревателем.

Фестон выполняют из разряженного пучка труб большего диаметра.

Расчет фестона сведен в нижеследующую таблицу.

Диаметр труб	D	М	d=d_внут×d	0,114
Относительный поперечный шаг	s₁		S1/d	5.3
Поперечный шаг труб	S1	М	По чертежу котла	0,6
Число труб в ряду	Z1	Шт	По чертежу котла	20
Продольный шаг труб	S2	М	По чертежу котла	0,3
Относительный продольный шаг	s₂	-	S2/d	2,65
Продолжение таблицы 1.11
1	2	3	4	5
Число рядов труб по ходу газа	Z2	Шт	По чертежу	2
Т/обменные пов-ти нагрева	Fф	М2	По чертежу	121,1
Лучевоспринимающая поверхность	F_л..	м²	ah	115
Высота фестона	H	м	По чертежу	8,9
Живое сечение для прохода газов	F_г..	м²	F_г..=а× h-Z1× h×d	90
Эффективная толщина излучающего слоя	S	М	Из топки	6,4
Температура газов на входе в фестон	V’ф		V’ф = V» ш	960
Энтальпия газов на входе в фестон	H’ф	H’ф = H»_ш8965,3
Температура газов за фестоном	V» ф	°С	уточняем	940
Энтальпия газов на выходе из фестона	H» ф	H» ф8783,69
Тепловосприятие ширм по балансу	Q_бф	Q_бф =(H’ф-H» ф)×j173,21
Угловой коэффициент фестона	Xф	_	[1, с.112, рисунок 5.19 по s₂]	0,44
Верхняя температура газов в фестоне	Vф	°С	950
Скорость газов в фестоне	w_гф	4,4
Коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов к ширмам	б_к	б_к =Сs× Сz× Сф×a_н54,32
Объемная доля водяных паров	r_н2о	_	№3.6 расчета	0,095
Поправка на компоновку пучка	Сs	_	[1, с.122-123] Сs=¦(s₁,s₂)	1,81
Поправка на число попереч ных труб	Сz	_	[1, с.122-123]
Поправка	Сф	_	[1, с. 123] график Сф=¦(n_ш× r_н2о)	0,97

Нормативный коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов к фестону a_н [1, с. 122,

график 6.4]34
Температура наружной поверхности загрязнения	t_з	°C	tcред+Дt	423,7

Коэффициент теплоотдачи излучением в ширмах a_л a_л =a_н ×Е_ш

8,16
Нормативный коэффициент теплоотдачи излучением	a_п.н	[1, с.141, граф 6.14]195
Тепловоспр фестона по ур. теплопередачи	Q_тф	217,36
Несходимость тепловосприятия фестона	dQф	%	2,0

Список литературы

1 Липов Ю.М., Самойлов Ю.Ф., Виленский Т.В. Компоновка и тепловой расчет парового котла. - М.: Энергоатомиздат, 1988.

Теплоэнергетика и теплотехника. Общие вопросы. Справочник. / Под общей ред. Григорьева В.А. и Зорина В.М. - М.: Энергия, 1980.

Бойко Е.А., Деринг И.С., Охорзина Т.И. Котельные установки и парогенераторы (тепловой расчет парового котла). - Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2005.

Стырикович М.А., Катковская К.Я., Серов Е.П. Котельные агрегаты. - М.: Госэнергоиздат, 1959.

Эстеркин Р.И. Котельные установки. Курсовое и дипломное проектирование. - Л.: Энергоатомиздат. Ленинградское отделение, 1989.

. Мейкляр М.В. Паровые котлы электростанций. - М.: Энергия, 1974.

. Ривкин С.Л., Александров А.А. Термодинамические свойства воды и водяного пара (справочник). - М.: Энергоатомиздат, 1984.

Материал: Расчет котла БКЗ 420-140-1