Материал: Тепловой расчёт парового котельного агрегата ДКВР-10-13

  (3.3)

3. Избыточный объём водяных паров:

  (3.4)

. Теоретический объём трёхатомных сухих газов:

  (3.5)

. Теоретический объём двухатомных газов:

  (3.6)

. Действительный объём сухих газов:

  (3.7)

. Теоретический объём водяных паров:

  (3.8)

8. Действительный объём водяных паров:

  (3.9)

. Общий объём дымовых газов:

  (3.10)

. Объёмная доля трёхатомных сухих газов:

   (3.11)

. Объёмная доля двухатомных сухих газов:

   (3.12)

. Общая объёмная доля для сухих трёхатомных газов:

   (3.13)

. Температура точки росы:

   (3.14)

. Масса дымовых газов:

  (3.15)

. Средняя плотность дымовых газов:

  (3.16)

 

 

Составляем таблицу, в которую вносим все подсчитанные величины, а также значения объёмных долей газов, находящихся в продуктах сгорания (табл. 3.1).

Таблица 3.1

Наименование величин	Формулы для расчёта	Коэффициент избытка воздуха
Теоретический объём воздуха, необходимого для сгорания, м3/кг.	2,9	2,9	2,9	2,9
Объём избыточного воздуха, м3/кг	1,161,451,742,03
Избыточный объём водяных паров, м3/кг	0,018	0,0232	0,0278	0,032
Теоретический объём трёхатомных сухих газов, м3/кг	0,54	0,54	0,54	0,54
Теоретический объём двухатомных газов, м3/кг	2,3	2,3	2,3	2,3
Действительный объём сухих газов, м3/кг	44,294,584,87
Теоретический объём водяных паров, м3/кг	0,68	0,68	0,68	0,68
Действительный объём водяных паров, м3/кг	0,6980,70320,70780,7125
Общий объём дымовых газов, м3/кг	4,74,995,2875,5824
Объёмная доля трёхатомных сухих газов	0,1150,1080,1020,0967
Объёмная доля водяных паров	0,1480,14080,13380,1276
Объёмная доля трёхатомных газов	0,260,24880,23580,2243
Температура точки росы, в °C	- опред. по табл. 2.3.146,5846,145,845,5
Масса дымовых газов в кг/кг	6,056,426,87,186
Средняя плотность дымовых газов, в кг/м3	1,2871,28571,2681,287

Таблица 3.2

Температура газов в град	Трёхатомные газы			Двухатомные газы			Водяные пары			Избыточный воздух			Теплосодержание продуктов сгорания
2000	0,54	0,582	0,31428	2,3	0,3545	0,81535	0,68	0,4689	0,318852	1,16	0,3661	0,424676	1,873158	3746,316
800	0,54	0,511	0,27594	2,3	0,3266	0,75118	0,68	0,3985	0,27098	1,16	0,3371	0,391036	1,689136	1351,3088
1000	0,54	0,5288	0,285552	2,3	0,3325	0,76475	0,68	0,4115	0,27982	1,45	0,3433	0,497785	1,827907	1827,907
400	0,54	0,4608	0,248832	2,3	0,3146	0,72358	0,68	0,3739	0,254252	1,45	0,3235	0,469075	1,695739	678,2956
500	0,54	0,4769	0,257526	2,3	0,3173	0,72979	0,68	0,3796	0,258128	1,74	0,3268	0,568632	1,814076	907,038
200	0,54	0,429	0,23166	2,3	0,3106	0,71438	0,68	0,3635	0,24718	1,74	0,3181	0,553494	1,746714	349,3428
300	0,54	0,4469	0,241326	2,3	0,3122	0,71806	0,68	0,3684	0,250512	2,03	0,3206	0,650818	1,860716	558,2148
100	0,54	0,4092	0,220968	2,3	0,3096	0,71208	0,68	0,3596	0,244528	2,03	0,3163	0,642089	1,819665	181,9665

.3 Расчёт теплосодержания дымовых газов и продуктов сгорания

Теплосодержание продуктов сгорания в зависимости от значений температур и коэффициентов избытка воздуха:

Для подсчёта величин теплосодержания дымовых газов и воздуха в отдельных газоходах котельного агрегата и для построения -диаграммы задаёмся следующими температурами дымовых газов и воздуха:

при коэффициенте избытка воздуха  =2000 и 800 °С;

при коэффициенте избытка воздуха  =1000 и 400°С;

при коэффициенте избытка воздуха  =500 и 200°С;

при коэффициенте избытка воздуха  =300 и 100°С.

Температуру воздуха в котельной принимаем .

Подсчёт производим по уравнению :

, кдж/кг (3.17)

все полученные результаты сводим в таблицу 3.2. Значения теплоёмкостей берём из таблицы 3.3

Таблица 3.3

Влажный воздух
0	0,3088	0,3805	0,3569	0,315
100	0,3096	0,4092	0,3596	0,3163
200	0,3106	0,429	0,3635	0,3181
300	0,3122	0,4469	0,3684	0,3206
400	0,3146	0,4608	0,3739	0,3235
500	0,3173	0,4769	0,3796	0,3268
600	0,3203	0,4895	0,3856	0,3303
700	0,3235	0,5008	0,392	0,3338
800	0,3266	0,511	0,3985	0,3371
900	0,3297	0,5204	0,405	0,3403
1000	0,3325	0,5288	0,4115	0,3433
1100	0,3354	0,5363	0,418	0,3463
1200	0,338	0,5433	0,4244	0,349
1300	0,3406	0,5495	0,4306	0,3517
1400	0,343	0,5553	0,4367	0,3542
1500	0,3453	0,5606	0,4425	0,3565
1600	0,3473	0,5655	0,4482	0,3587
1700	0,3493	0,5701	0,4537	0,3067
1800	0,3511	0,5744	0,459	0,3625
1900	0,3529	0,5783	0,464	0,3644
2000	0,3545	0,582	0,4689	0,3661

По полученным значениям теплосодержаний строим диаграмму (рис.3.1).

Рис. 3.1 -диаграмма для Подмосковного угольного бассейна.

Глава 4. Расчетный тепловой баланс и расход топлива

.1 Расчет потерь теплоты

При работе парового или водогрейного котла вся поступившая в него теплота расходуется на выработку полезной теплоты, содержащейся в паре или горячей воде, и на покрытие различных потерь теплоты. Суммарное количество теплоты, поступившее в котельный агрегат, называют располагаемой теплотой. Между теплотой, поступившей в котельный агрегат и покинувшей его, должно существовать равенство. Теплота, покинувшая котельный агрегат, представляет собой сумму полезной теплоты и потерь теплоты, связанных с технологическим процессом выработки пара или горячей воды. Следовательно, тепловой баланс котла для 1 кг сжигаемого твердого и жидкого топлива или 1 м³ газа при нормальных условиях имеет вид:

  (4.1)

где - располагаемая теплота, кДж/кг;

- полезная теплота, содержащаяся в паре, кДж/кг;

- потери теплоты с уходящими газами, от химической неполноты сгорания, от механической неполноты сгорания, от наружного охлаждения, от физической теплоты, содержащейся в удаляемом шлаке, плюс потери на охлаждение панелей и балок, не включённый в циркуляционный контур котла, кДж/кг.

Тепловой баланс котла составляется применительно к установившемуся тепловому режиму, а потери теплоты выражаются в процентах располагаемой теплоты.

. Потеря теплоты с уходящими газами (q₂) обусловлена тем, что температура продуктов сгорания, покидающих котельный агрегат (принимаем равной °C), значительно выше температуры окружающего атмосферного воздуха. Потеря теплоты с уходящими газами зависит от вида сжигаемого топлива, коэффициента избытка воздуха в уходящих газах, температуры уходящих газов, чистоты наружных и внутренних поверхностей нагрева, температуры воздуха, забираемого дутьевым вентилятором.

  (4.2)

Значение  берётся из -диаграммы (рис 3.1) при значении коэффициента избытка воздуха, равном .

Для данного случая при °C

кдж/м³

Теплосодержание поступающего воздуха:

Следовательно,

2. Потеря теплоты от химической неполноты сгорания (q₃) обусловлена появлением в уходящих газах горючих газов СО, Н₂, СН₄. Потеря теплоты от химической неполноты горения зависит от вида топлива и содержания в нем летучих, способа сжигания топлива и конструкции топки, коэффициента избытка воздуха в топке, от уровня и распределения температуры в топочной камере, организации смесеобразовательных процессов в топке (горелке и топочной камере).

[4]

. Потеря теплоты от механической неполноты горения (q₄) наблюдается только при сжигании твердого топлива и обусловлена наличием в очаговых остатках твердых горючих частиц. Очаговые остатки в основном состоят из золы, содержащейся в топливе, и твердых горючих частиц, не вступивших в процессы газификации и горения. Считается, что твердые горючие частицы представляют собой чистый углерод.

Потеря теплоты от механической неполноты горения зависит от вида сжигаемого топлива и его фракционного состава, форсировки колосниковой решетки и топочного объема, способа сжигания топлива и конструкции топки, коэффициента избытка воздуха.

[4]

. Потеря теплоты от наружного охлаждения (q₅) обусловлена передачей теплоты от обмуровки агрегата наружному воздуху, имеющему более низкую температуру. Потеря теплоты от наружного охлаждения зависит от теплопроводности обмуровки, ее толщины, поверхности стен, приходящейся на единицу паропроизводительности

Рисунок 3.2. График зависимости потери тепла в окружающую среду от теплопроизводительности котла: 1 - с экономайзером; 2 - без экономайзера

4.2 Расчёт КПД и расхода топлива

Коэффициентом полезного действия (КПД) парового или водогрейного котла называют отношение полезной теплоты к располагаемой теплоте. Не вся полезная теплота, выработанная агрегатом, направляется к потребителю. Часть выработанной теплоты в виде пара и электрической энергии расходуется на собственные нужды. Так, например, на собственные нужды расходуется пар для привода питательных насосов, на обдувку поверхностей нагрева и т.д., а электрическая энергия - для привода дымососа, вентилятора, питателей топлива, мельниц системы пылеприготовления и т. д. Под расходом на собственные нужды понимают расход всех видов энергии, затраченной на производство пара или горячей воды. Поэтому различают КПД агрегата брутто и нетто. Если КПД агрегата определяется по выработанной теплоте, то его называют брутто, а если по отпущенной теплоте - нетто.

) По уравнению обратного баланса находим КПД брутто

 (4.3)

) Из уравнения прямого теплового баланса находим расход топлива, подаваемого в топку (равному расчетному расходу топлива)

  (4.4)

где - полезная мощность котла, кВт;

  (4.5)

где  кг/с - расход выработанного перегретого пара;

 кДж/кг - энтальпия перегретого пара при Р=1,1МПа;

 кДж/кг - энтальпия питательной воды при 105;

кДж/кг - энтальпия кипящей воды в барабане котла при Р=1,3МПа

- непрерывная продувка парового котла.

Значения берём из таблицы (4.1), обратить внимание что энтальпия указана в ккал/кг, мы же берём кДж/кг.

 -расчетный расход топлива с учетом потери тепла от механической неполноты горения.

3) Определяем коэффициент сохранения теплоты

  (4.6)

Таблица 4.1 Параметры для насыщенного водяного пара

Давление P, атм.	Температура насыщения , градУдельный объём воды  , м3/кгУдельный объём насыщенного пара , м3/кгЭнтальпия в ккал/кг
				жидкости пара
0,02	17,2	0,001001	68,25	17,25	604,9
0,03	23,8	0,001003	46,52	23,81	607,8
0,04	28,6	0,001005	36,46	28,67	609,8
0,05	32,6	0,001006	28,72	32,57	611,5
0,06	35,8	0,001008	24,19	35,83	612,9
0,08	41,2	0,00101	18,45	41,16	615,2
0,1	45,6	0,001014	14,95	45,35	617
0,15	53,6	0,001017	10,2	53,59	620,5
0,2	59,7	0,001017	7,789	59,65	623,1
0,25	64,6	0,00102	6,318	64,54	625
0,3	68,7	0,001022	5,324	68,66	626,8
0,4	75,4	0,001026	4,066	75,41	629,5
0,5	80,9	0,00103	3,299	80,86	631,6
0,6	85,5	0,001033	2,782	85,47	633,5
0,7	89,5	0,001036	2,408	89,49	635,1
0,8	93	0,001038	2,125	93,05	636,1
0,9	96,2	0,001041	1,903	96,25	637,6
1	99,1	0,001043	1,725	99,19	638,8
2	119,6	0,00106	0,9018	119,94	646,3
3	132,9	0,001073	0,6169	133,4	650,7
4	142,9	0,001083	0,4709	143,7	653,9
5	151,1	0,001092	0,3817	152,1	656,3
6	158,1	0,0011	0,3214	159,3	658,3
7	164,2	0,001107	0,2778	165,7	659,9
8	169,6	0,001114	0,2448	171,4	661,2
9	174,5	0,00112	0,2189	176,5	662,3
10	179	0,001126	0,198	181,3	663,3
11	183,2	0,001132	0,1808	185,7	664,1
12	187,1	0,001137	0,1663	189,8	664,9
13	190,7	0,001143	0,154	193,6	665,6
14	194,1	0,001148	0,1434	197,3	666,2
15	197,4	0,001153	0,1342	200,7	666,9
16	200,4	0,1261	204	667,1
18	206,1	0,001166	0,1125	210,2	667,8
20	211,4	0,001175	0,1015	215,9	668,5
24	220,8	0,001194	0,0849	226,2	669,2
30	232,8	0,001224	0,06787	239,6	669,6

Глава 5. Расчёт топочной камеры

.1 Определение геометрических характеристик топок

При поверочном расчете топки по чертежам необходимо определить: объем топочной камеры, степень ее экранирования, площадь поверхности стен и площадь лучевоспринимающих поверхностей нагрева, а также конструктивные характеристики труб экранов (диаметр труб, расстояние между осями труб).

Для определения геометрических характеристик топки составляется ее эскиз. Активный объем топочной камеры складывается из объема верхней, средней (призматической) и нижней частей топки. Для определения активного объема топки ее следует разбить на ряд элементарных геометрических фигур. Верхняя часть объема топки ограничивается потолочным перекрытием и выходным окном, перекрытым фестоном или первым рядом труб конвективной поверхности нагрева. При определении объема верхней части топки за его границы принимают потолочное перекрытие и плоскость, проходящую через оси первого ряда труб фестона или конвективной поверхности нагрева в выходном окне топки.

Нижняя часть камерных топок ограничивается подом или холодной воронкой, а слоевых - колосниковой решеткой со слоем топлива. За границы нижней части объема камерных топок принимается под или условная горизонтальная плоскость, проходящая посередине высоты холодной воронки.

Полная площадь поверхности стен топки (F_CT) вычисляется по размерам поверхностей, ограничивающих объем топочной камеры. Для этого все поверхности, ограничивающие объем топки, разбиваются на элементарные геометрические фигуры. Площадь поверхности стен двухсветных экранов и ширм определяется как удвоенное произведение расстояния между осями крайних труб этих экранов и освещенной длины труб.

. Определение площади ограждающих поверхностей топки

В соответствии с типовой обмуровкой топки котла ДКВР-10-13, которая показана на рисунке 5, подсчитаем площади ограждающих её поверхностей, включая поворотную камеру. Внутренняя ширина котла равна 2810 мм

Рисунок 5. Схема топки котла ДКВР-10 и её основные размеры.

  (5.1)

где - расстояние между осями крайних труб данного экрана, м;

- освещенная длина экранных труб, м.

Боковые стены ,

Передняя стена ;

Задняя стена ;

Две стены поворотной камеры ;

Потолок ;

Под топки и поворотной камеры

Общая площадь ограждающих поверхностей

.  (5.2)

2. Определение лучевоспринимающей поверхности нагрева топки.

Таблица 5. Основные данные по определению лучевоспринимающей поверхности нагрева

Экраны	Освещённая длина труб экрана l, мм	Расстояние между осями крайних труб экрана b, мм	Площадь стены покрытия экраном Диаметр экранных труб d, ммШаг экранных труб S,ммРасстояние оси трубы до стены l,ммОтносительный шаг экранных труб S|dОтносительное расстояние от оси трубы до стены Угловой коэффициент экрана (см рис.2.6.3)	Лучевоспринимающая поверхность нагрева
									кривая	значение
Боковые	4800	2600*2	25	51	130	40	2,55	0,79	2	0,78	19,5
Передние	2400	2470	5,95	51	130	40	2,55	0,79	2	0,78	4,65
Задние	4600	2470	11,3	51	130	40	2,55	0,79	2	0,78	8,8
Первый ряд котельного пучка	2400	1900	4,55	51	110	30	2,17	0,59	3	0,79	3,6

Общую лучевоспринимающую поверхность нагрева топки определяют как сумму отдельных составляющих

 (5.3)

.2 Расчёт теплообмена в топке.

Полезное тепловыделение в топке подсчитывают по уравнению:

где тепло с вносимым в топку воздухом определено при значении коэффициента избытка воздуха .

На -диаграмме по прямой, построенной при значении коэффициента избытка воздуха , при найденном теплосодержании , находим температуру горения =1400°C

Для определения температуры на выходе из топки составляем таблицу 5.1, в которую и помещаем все необходимые величины, включая конструктивные характеристики топки.

Таблица 5.1 Расчёт температур газов на выходе из топки

Наименование величин	Условные обозн.	Расчётные формулы или основания	Расчётные данные	Результаты
Площадь боковых ограждающих поверхностей топки с одной её стороны, м2	Рис. 5	15,21
Объём топочного пространства, м 3	15,21 2,8143
Общая площадь ограждающих поверхностей ,м2	Рис. 5-89
Эффективная толщина излучающего слоя	S	1,75
Лучевоспринимающая поверхность нагрева, м2	Табл.5-37
Степень экранирования топки	0,415
Положение максимума температур	-0
Значение коэффициента	Таблица 6.6 0,5
Суммарная поглощательная способность трёхатомных газов, м-аmа	Табл.3.1;0,26367 1,750,46
Температура газов на выходе из топки, °С	Принимается с последующим уточнением-1050--
Значение коэффициента ослабления лучей трёхатомными газами	Рисунок 6.5. -0,8
То же, топочной средой	0,80,263670,21
Сила поглощения запылённым потоком газов	0,8*0,26367*1,750,3675
Степень черноты несветящейся части пламени	Рисунок 6.6 -0,3
Степень черноты факела	0,3 (1-0,5)0,15
Значение условного коэффициента загрязнения лучевоспринимающей поверхности нагрева	--0,8
Произведение	0,415*0,450,18675
Тепловыделение в топке на 1 м2 ограждающих её поверхностей, кдж/м2 ч	-	256058
Постоянные величины расчётного коэффициента М	А, Б	-	А=0,59 Б=0,5	-
Значение расчётного коэффициента М	М	М=А - БХ	0,59-0,5*0	0,59
Температура дымовых газов на выходе из топки, оС	Рисунок 6.4 -900
Теплосодержание дымовых газов на выходе из топки, кдж/м3	рис.3.1-9415
Тепло, переданное излучением в топке, кдж/м3	0,98(10472-9415)1036
Тепловое напряжение топочного объёма, кдж/м3ч	524264

Как видим, температура газов на выходе из топки оказалась равной 900 ^оС; не превышает допустимых норм и тепловое напряжение объёма топочного пространства, следовательно, расчёт теплообмена в топке произведён правильно. Переходим к расчёту первого газохода.

Глава 6. Расчёт конвективных поверхностей нагрева

Конвективные поверхности нагрева паровых и водогрейных котлов играют важную роль в процессе получения пара или горячей воды, а также использования теплоты продуктов сгорания, покидающих топочную камеру. Эффективность работы конвективных поверхностей нагрева в значительной мере зависит от интенсивности передачи теплоты продуктами сгорания воде и пару.

При расчете конвективных поверхностей нагрева используется уравнение теплопередачи и уравнение теплового баланса.

Уравнение теплопередачи

  (6.1)

Уравнение теплового баланса

  (6.2)

где К - коэффициент теплопередачи, отнесенный к расчетной поверхности нагрева, Вт/(м²·К);

 - температурный напор, °С;

В_р - расчетный расход топлива, кг/с;

Н - расчетная поверхность нагрева, м²;

 - коэффициент сохранения теплоты, учитывающий потери теплоты от наружного охлаждения;

I', I" - энтальпии продуктов сгорания на входе в поверхность нагрева и на выходе из нее, кДж/кг;

 - количество теплоты, вносимое присасываемым в газоход воздухом, кДж/кг.

Коэффициент теплопередачи (К) является расчетной характеристикой процесса и всецело определяется явлениями конвекции, теплопроводности и теплового излучения.

Из уравнения теплопередачи ясно, что количество теплоты, переданное через заданную поверхность нагрева, тем больше, чем больше коэффициент теплопередачи и разность температур продуктов сгорания и нагреваемой жидкости. Очевидно, что поверхности нагрева, расположенные в непосредственной близости от топочной камеры, работают при большей разности температуры продуктов сгорания и температуры воспринимающей теплоту среды. По мере движения продуктов сгорания по газовому тракту температура их уменьшается и хвостовые поверхности нагрева работают при меньшем перепаде температур продуктов сгорания и нагреваемой среды. Поэтому чем дальше расположена конвективная поверхность нагрева от топочной камеры, тем большие размеры должна она иметь и тем больше металла расходуется на ее изготовление.

Уравнение теплового баланса показывает, какое количество теплоты отдают продукты сгорания воде или пару через конвективную поверхность нагрева.

Количество теплоты (Q_б), отданное продуктами сгорания приравнивается к теплоте, воспринятой водой или паром. Для расчета задаются температурой продуктов сгорания после рассчитываемой поверхности нагрева и затем уточняют ее путем последовательных приближений. В связи с этим расчет ведут для двух значении температуры продуктов сгорания после рассчитываемого газохода.

.1 Тепловой расчёт первого газохода

Определяем конструктивные характеристики газохода и помещаем их в таблицу 6.1. Для данной конструкции котла ширина газохода a=1,6м, а высота b=2,1м.

Таблица 6.1 Основные конструктивные характеристики первого газохода

Наименование величин	Условное обозн.	Расчётные формулы		Результаты
		общий вид	общий вид
Поверхность нагрева, м2	По чертежам134
Число рядов труб:
вдоль оси котла	--16
поперёк оси котла	--22
Диаметр труб, мм	--51*2,5
Расчётные шаги труб, мм
продольный	--100
поперечный	--110
Сечение для прохода газов, м2	1,71
Эффективная толщина излучающего слоя, м	0,184

Задаёмся двумя значениями температуры дымовых газов на выходе из первого газохода  и проводим для этих значений температур два параллельных расчёта. Все необходимые расчётные операции располагаем в таблице 6.2. Расчёт первого газохода производим при  Приращением значения коэффициента избытка воздуха пренебрегаем, т.е.

Таблица 6.2 Тепловой расчёт первого газохода

Наименования величин	Усл. обозн.	Расчётные формулы		Результаты при
		общий вид	числовые значения	500°С	300°С
Температура дымовых газов перед первым газоходом, °С	Из расчёта топкиТабл.5.1900900
Теплосодержание дымовых газов перед первым газоходом, кдж/м3	-диаграммаРис.3.162766276
Температура дымовых газов за первым газоходом, °С	Задаёмся-500300
Теплосодержание дымовых газов за первым газоходом, кдж/м3	Используем диаграмму Рис.3.120921255
Тепловосприятие первого газохода по уравнению теплового баланса, кдж/ч	Qб	1,28*1062,13*106
Средний температурный напор, °C	488331
Средняя температура дымовых газов в °C	700600
Средняя скорость дымовых газов, °C	5,95,3
Значение коэффициента теплоотдачи конвекцией, Рисунок 6.7 1,01*1,03*36156,7147,82
			1,06*1,01*33
Суммарная поглощательная способность трёхатомных газов, м-ата	(табл. 3.1 и 6.2)0,263*0,1840,0480,048
Значение коэффициента ослабления лучей трёхатомными газами	Рисунок 6.5. -3,23,6
Суммарная сила поглощения газовым потоком, м-ата	3,2*0,263*0,1840,15360,1728
			3,6*0,263*0,184
Степень черноты газового потока	Рисунок 6.6. -0,130,14
Значение коэффициента загрязнения поверхности нагрева, Таблица 6.8. -0,0150,015
Температура наружной поверхности загрязнённой стенки, град.	326,5421,6
Значение коэффициента теплоотдачи излучением незапылённого потока, Рисунок 6.8. 7,085,64
Значение коэффициента омывания газохода дымовыми газами	--0,90,9
Значение коэффициента теплопередачи в первом газоходе, 105,85100,4
Тепловосприятие первого газохода по уравнению теплопередачи, 1,65*1061,064*106

Рисунок 6.1. Вспомогательный график по определению температур газов после первого газохода

По значениям Q_б и Q_т строим вспомогательный график (рис. 6.1), и определяем температуру газов на выходе из первого газохода. Эта температура, равная , является и температурой дымовых газов при входе во второй газоход, т.е.

.2 Тепловой расчёт второго газохода

Таблица 6.3. Основные конструктивные характеристики второго газохода.

Наименование величин	Усл. обозн.	Расчётные формулы		Результат
		общий вид	числовые значения
Поверхность нагрева, м2	По чертежам93
Число рядов труб:
вдоль оси котла	--11
поперёк оси котла	--22
Диаметр труб, мм	--51*2,5
Расчётные шаги труб,:
продольный	--100
поперечный	--110
Сечение для прохода газов, м2	1,08
Эффективная толщина излучающего слоя,,м0,184

Таблица 6.4. Тепловой расчёт второго газохода

Наименования величин	Усл. обозн.	Расчётные формулы		Результаты при
		общий вид	числовые значения	400°С	200°С
Температура дымовых газов перед вторым газоходом, °С	Из расчёта первого газохода-450450
Теплосодержание дымовых газов перед вторым газоходом, кдж/м3	Рис.3.1-3347,23347,2
Температура дымовых газов за вторым газоходом, °С	Задаёмся-400200
Теплосодержание дымовых газов за вторым газоходом, кдж/м3	Рис.3.1-29291464,4
Тепловосприятие второго газохода по уравнению теплового баланса, кдж/ч	Qб	2,13*1059,6*105
Средний температурный напор, °C	24090
Средняя температура дымовых газов, °C	425325
Средняя скорость дымовых газов, м/c	4,253,64
Значение коэффициента теплоотдачи конвекцией, Рисунок 6.7  142128
Суммарная поглощательная способность трёхатомных газов, (табл.3.1 и табл.6.3. )0,04850,0485
Значение коэффициента ослабления лучей трёхатомными газами	Рисунок 6.5. -3,33,6
Суммарная сила поглощения газовым потоком, 0,0485*3,30,160,1746
			0,0485*3,6
Степень черноты газового потока	Рисунок 6.6. -0,130,14
Значение коэффициента загрязнения поверхности нагрева, Таблица 6.8. -0,0150,015
Температура наружной поверхности загрязнённой стенки, град.	218338
Значение коэффициента теплоотдачи излучением незапылённого потока, Рисунок 6.8.  18,08-
			-12,55
Значение коэффициента омывания газохода дымовыми газами	--0,90,9
Значение коэффициента теплопередачи во втором газоходе , 95,783,68
Тепловосприятие второго газохода по уравнению теплопередачи , 5,1*1051,75*105

Рисунок 6.2. Вспомогательный график по определению температур газов после второго газохода.

При построении графика (рис.6.2.) по полученным значениям , температура дымовых газов за вторым газоходом принимается равной

.3 Тепловой расчёт водяного экономайзера

К установке приняты водяные индивидуальные экономайзеры системы ВТИ, конструктивные характеристики которых приведены в таблице 6.5. Число труб в горизонтальном ряду для индивидуальных экономайзеров, устанавливаемых под котлами ДКВР-10, берём по рис.6.3 равным 10; тогда живое сечение для прохода дымовых газов будет равно:

Остальные расчётные данные помещаем в таблице 6.6. К установке принимаем экономайзер состоящий из 16 горизонтальных рядов общей поверхностью нагрева

Таблица 6.5. Основные данные ребристых труб экономайзера системы ВТИ.

Длина трубы в мм	Число рёбер на трубе	Масса одной трубы в кг	Поверхность нагрева с газовой стороны в м2,h	Живое сечение для прохода газа в м2
1500	55	52,2	2,18	0,088
2000	75	67,9	2,95	0,12
2500	95	83,6	3,72	0,152
3000	115	99,3	4,49	0,184

Рисунок 6.3. Одноколонковый экономайзер ВТИ в блочной облицовке.

Таблица 6.6. Тепловой расчёт экономайзера.

Наименование величин	Усл. обозн.	Расчётные формулы или обоснования	Расчетные данные	Окончательные результаты
Температура дымовых газов перед экономайзером, °С	347
Энтальпия дымовых газов перед экономайзером, кДж/м3	Рис. 3.1-2510,4
Температура дымовых газов после экономайзера, °С	Была принята-180
Энтальпия дымовых газов после экономайзера кДж/м3	Рис. 3.1-1548
Тепловосприятие в водяном экономайзере, кДж/ ч	Qэ	746368
Количество питательной воды, проходящей через экономайзер, л/ч	Dэ	По заданию	-	9000
Температура питательной воды перед экономайзером, °С	По заданию-105
Температура воды на выходе из экономайзера, °С	159,5
Перепад температур между температурой насыщения и температурой воды на выходе из экономайзера, °С	-	tн -20183,2-159,523,7
Средний температурный напор, °С	132,25
Средняя температура дымовых газов, °С	263,5
Средняя скорость дымовых газов в экономайзере, м/с	5,35
Коэффициент теплоотдачи kэ, рисунок 6.9.16,83
Расчётная поверхность нагрева экономайзера м2	Нэ	335
Число труб в ряду шт	m	Было принято	-	10
Число горизонтальных рядов шт	n	11,4

Таблица 6.7. Значение коэффициента m

Вид пламени	m
Светящееся пламя при сжигании жидких топлив и твёрдых топлив, богатых летучими	0,6-0,4
Несветящееся пламя при сжигании газообразных топлив, а также слоевом сжигании антрацита и тощих углей	0

Рисунок 6.4 Номограмма для определения температуры дымовых газов на выходе из топки.

Рисунок 6.5. Номограмма для определения значения ослабления лучей трёхатомными газами коэффициента.

Рисунок 6.6. Номограмма для определения степени черноты топочной среды б.

Рисунок 6.7. Номограмма для определения коэффициента теплоотдачи конвекцией при поперечном омывании коридорных гладкотрубных пучков.

Таблица 6.8. Значения коэффициента

Топливо	Гладкотрубные пучки	Чугунные экономайзеры
Твердое топливо	0,015 - 0,02	0,03
Мазут	0,015	0,025
Природный газ	0,005	0,01

Рисунок 6.8. Значение коэффициента теплоотдачи излучением

Рисунок 6.9. Коэффициент теплопередачи для чугунных экономайзеров.

Библиографический список

1.   Компоновка и тепловой расчет парового котла: Учеб. пособие для вузов/ Ю.М. Липов, Ю.Ф. Самойлов, Т.В. Виленский. - М.: Энергоатомиздат, 1988. - 208 с.

2.      Эстеркин Р.И. Котельные установки. Курсовое и дипломное проектирование: Учеб. пособ. для техникумов. - Л.: Энергоатомиздат, 1989. - 280 с.

.        Ривкин С. Л., Александров А. А. Теплофизические свойства воды и водяного пара. - М.: «Энергия», 1980. - 424 с.

.        Александров В.Г. Паровые котлы малой и средней мощности. Изд. 2-е, перераб. и доп. Л.: «Энергия», 1972. - 200 с.