Реферат: Тепловой расчет парового котла типа Пп-1000-25-545/542-ГМ

ЭнергетическийИнститут

Кафедра:

«КотельныеУстановки и Экология Энергетики»

Курсовоепроектирование

по курсу

«Котельныеустановки и парогенераторы»

Расчетно-пояснительнаязаписка теплового расчета

паровогокотла типа: Пп-1000-25-545/542-ГМ

(ТГМП – 314).

Топливо –природный газ

Студент:             

Группа:               02-03

Преподаватель:

2008

Содержание:

1. Содержание. 2. Задание на курсовой проект. 3. Описание проектируемого котла. 4 4. Расчет экономичности и тепловой схемы парового котла 10

2.Задание на курсовой проект.

Выполнитьтепловой конструктивный расчет поверхностей нагрева прямоточного парового котласверхкритического давления (С. К. Д.) типа ТГМП-314А, построить его тепловуюсхему и выполнить эскизный чертеж в масштабе 1:100.

 

Исходныеданные:

 Паропроизводительность:275 кг/с

 Давление перегретогопара: 25 МПа

 Температура перегретогопара: 550°С

 Давление питательнойводы: 31 МПа

 Температура питательнойводы: 270°С

 Компоновкапарогенератора: прямоточный.

 

Вариантныйрасчет: tгв — 50ºС

 

3.        Описаниепроектируемого котла.

Обоснование выборатипоразмера котла для ТЭС и турбины.

Котел используется набольших ГРЭС и ТЭС. Получил широкое распространение из-за того, что надежен вработе и экономичен. ТГМП-314-А предназначен для работы в блоке с турбинамиК-300-240 (конденсационная турбина без отбора пара; давление пара передтурбиной 240 />, мощность N=300 МВт) и Т-250/300-240 (теплофикационнаятурбина с отбором пара N=250МВт, без отбора пара N=300МВт, давление пара перед турбиной 240/>).

Компоновка котла,особенности его конструкции и работы. Схема компоновки.

/>

Прямоточный котел (ПК) –паровой котел, в котором полное превращение воды в пар происходит за времяоднократного прохождения воды через поверхность нагрева (разомкнутаягидравлическая система). Отличительной особенностью прямоточных котлов являетсяотсутствие четкой фиксации экономайзерной и пароперегревательной зон (из-заотсутствия барабана). ПК работают на докритическом и сверхкритическом давлении.Проектируемый котел работает на сверхкритическом давлении.

Прямоточный котел типаТГМП-314-А спроектирован и изготовлен на Таганрогском котельном заводе ирассчитан на сжигание жидкого и газообразного топлива.

Котел имеет П-образныйпрофиль. П-образная компоновка – наиболее распространенная. В подъемной шахтерасполагается призматическая топочная камера, в опускной – конвективныеповерхности нагрева. Ее преимущество – тягодутьевые машины устанавливают нанулевой отметке, что исключает вибрационные нагрузки на каркас котла. Недостаткикомпоновки: в связи с разворотом на /> возникаютнеравномерности омывания поверхности нагрева продуктами сгорания и концентрациизолы по сечению конвективной шахты.

 Топка котлапризматическая и экранирована НРЧ, СРЧ, ВРЧ. Верх топки экранирован фронтовымтопочным экраном и панелями экранов боковых стенок. Горелки расположенывстречно в два яруса. Движение среды в экранах одноходовое. В горизонтальномгазоходе и на входе в конвективную шахту расположен перегревательсверхкритического давления. Он состоит из последовательно расположенных вгазовом тракте двухрядных ширм и пакета конвективного пароперегревателя. Трактнизкого давления пара состоит из двух пакетов промпароперегревателя. В опускномгазоходе находится экономайзер. С котлом работают два регенеративныхвоздухоподогревателя /> 9,8 м.

В ПК вода с помощьюпитательного насоса подается в экономайзер, откуда поступает в панели,расположенные в топке. В выходной части панелей вода превращается в пар иначинается перегрев воды. В ПК отсутствует барабан и опускные трубы, что снижаетудельный расход металла, т.е. удешевляет конструкцию котла. Существенный недостатокПК заключается в том, что, попадающие в котел с питательной водой соли, либоотлагаются на стенках змеевиков, либо вместе с паром поступают в паровыетурбины, где оседают на лопатках рабочего колеса,  и снижают КПД турбины.Поэтому к качеству питательной воды для ПК предъявляются повышенные требования.Другой недостаток – увеличенный расход энергии на привод питательного насоса.

Топливо. Егохарактеристики. Процессы и параметры топливного тракта. Схема топливоподачи.

В качестве топливаиспользуется природный газ. Природный газ представляет собой механическую смесьгорючих и негорючих газов. Достоинства: топливо высококачественное (/>), беззольное, с малымсодержанием S, CO, />. Качественныйсостав топлива приведен ниже.

/>

/>

/>

/>

/>

/>

/>

/>

/>

%

/>

%

/>

/>

/>

/>

10,93 3,021 40503 0,1 36720 9,73 1,04 2,19

        

Основными техническимихарактеристиками газа являются:

1.        Плотность. Почтивсе виды газового топлива легче воздуха, поэтому при утечке газ скапливаетсяпод перекрытиями. В целях безопасности перед пуском парового котла обязательнопроверяют отсутствие газа в наиболее вероятных местах его скопления.Используется понятие относительной плотности газа: />,где />, />– плотность газа и воздухапри нормальных условиях, />.

2.        Взрываемость.Смесь горючего газа с воздухом в определенной пропорции при наличии огня илиискры может взорваться (процесс воспламенения и сгорания со скоростью, близкойк скорости звука). Пропорции газовоздушной смеси зависят от химического составаи свойств газа.

3.        Токсичность. Подтоксичностью понимают способность газа вызывать отравление живых организмов.Наиболее опасными компонентами газа являются окись углерода (СО) и сероводород( />).

Газ поступает на электростанцию отмагистрального газопровода или от газораспределительной станции с давлением 0.7– 1.3 МПа. Газохранилищами электростанции не располагают. Для снижения давленияпоступающего газа до необходимого уровня у горелок 0.13 – 0.2 МПапредусматривается его дросселирование в газорегуляторном пункте (ГРП), которыйввиду повышенной взрывоопасности и резкого шума при дросселировании газаразмещают в отдельном помещении на территории ТЭС.

Для очистки газа от механическихпримесей перед регулирующими клапанами имеются фильтры. Регулирующие клапаныподдерживают необходимое давление «после себя». В аварийных ситуациях, когдадавление газа окажется выше расчётного, срабатывают предохранительные клапаны ивыбросят часть газа в атмосферу, сохранив в газопроводах необходимое давление.Количество газа, прошедшее ГРП, регистрируется расходомером. Основнымиустройствами на газопроводе к паровому котлу являются автоматический регуляторрасхода газа (АРР) и отсекающий быстродействующий клапан (БК). Регулятор АРРобеспечивает необходимую тепловую мощность парового котла в любой моментвремени. Импульсный отсекающий БК отключает подачу газа в котел в случаеаварийной ситуации, когда поступление газа в топочную камеру может создатьопасность взрыва (обрыв факела в топке, падение давления воздуха у горелок,останов электродвигателей дымососа или дутьевого вентилятора и т.д.).

Для удаления взрывоопасныхгазовоздушных смесей, образующихся в нерабочий период, газовые линии передремонтом продувают воздухом через специальные отводящие трубы в атмосферу(«свечи»). Последние выведены за пределы здания в места, недоступные дляпребывания людей. Перед растопкой котла после ремонта или останова в резервгазовоздушную смесь из газопровода вытесняют подачей природного газа и смесичерез свечи. Окончание продувки газопровода газом определяют по содержаниюкислорода в пробе не выше 1%.

/>

Организация сжигания природного газа.

Характерной особенностью сжиганияприродного газа является образование горючей смеси из резко различных по объёмуколичеств газа и воздуха: на 1 м3 природного газа в горелкерасходуется около 20 м3 горячего воздуха (при температуре 250 – 300 °С). Обеспечить хорошее перемешиваниес воздухом в этих условиях можно только путём ввода газа в поток воздухабольшим числом отдельных тонких струй с высокой проникающей способностью, соскоростью газа до 120 м/с при скорости основного потока воздуха 25 – 40 м/с.

Газовые горелки являются горелками счастичным внутренним смешиванием, поскольку в пределах горелки не достигаетсяполное перемешивание газа и воздуха, оно завершается уже в топочной камере. Врезультате небольшая часть газа в зонах высоких температур при нехваткекислорода подвергается термическому разложению (пиролизу) с образованиемсажистых частиц. Поэтому при работе газовой горелки также создается достаточнояркий факел в топке с максимумом температуры горения на определённом удаленииот амбразуры горелки.

В большинстве случаев ввод газа ввоздушный поток выполняют перпендикулярно направлению движению воздуха. Дляравномерного распределения газа в объёме воздуха глубина проникновенияотдельных струй газа должна быть различной.

Тракты дымовых газов.Параметры тракта. Организация движения газов.

 Тракт дымовых газов –комплекс элементов оборудования, по которому осуществляется движение продуктовсгорания до выхода в атмосферу. Он начинается в топочной камере, проходитширмы, пароперегреватели, экономайзер, воздухоподогреватель (газовая сторона),золоуловитель и заканчивается дымовой трубой.

 Рассматриваемый котелработает на природном газе, который практически не дает золы, поэтомузолоуловитель здесь не требуется.

 Продукты сгораниятранспортируются дымососами, расположенными после котла, в связи с чем топка ивсе газоходы находятся под разряжением.

 Температура газа вначале тракта />, на выходе изтопки (при подходе к ширмам) />.

 Пройдя топку, газы идутпо горизонтальному газоходу, где их температура постепенно снижается.

 После ширм температурагаза составляет />. Далее газы идутв конвективный пароперегреватель, при прохождении которого их температураснижается до />. Затем они направляются впромежуточный пароперегреватель, где их температура снижается до />. Из промежуточногопароперегревателя газы идут в экономайзер, охлаждаются до температуры />, а затем, при прохождениирегенеративного воздухоподогревателя, охлаждаются до температуры />. Затем газы отправляются вдымосос, после прохождения которого температура газа незначительно повышается(примерно на />).

 Далее газы идутСамотягой через вертикальную дымовую трубу. Ее делают высокой, чтобы газырассеивались на как можно большей площади для уменьшения приземной концентрациивредных веществ.

/>Присосы воздуха потракту

/>

/>

/>

/>

/>

/>

0,03 0,03 0,03 0,02 0,2

Воздушный тракт.Обоснование выбора параметров.

Обеспечение движениявоздуха.

 

 Воздушный трактпредставляет собой комплекс оборудования для приемки атмосферного воздуха (холодного),его подогрева, транспортировки и подачи в топочную камеру. Воздушный трактвключает короб холодного воздуха, воздухоподогреватель (воздушная сторона),короб горячего воздуха и горелочные устройства. Зимой воздух берут с улицы,летом – из помещения (из-под крыши котельного цеха). Зимой воздух берут с улицы,чтобы избежать переохлаждения котельного цеха, так как при заборе воздуха из помещенияцеха с улицы будет подсасываться холодный воздух. Летом воздух берут из-подкрыши котельного цеха, чтобы обеспечить его вентиляцию. Среднегодоваятемпература воздуха на входе />,давление 0,1 МПа. Воздух транспортируется с помощью центробежных тягодутьевыхмашин (например, с помощью дутьевого вентилятора), на входе в которые имеетсяразряжение около 200 Па, температура та же, что и на входе. дутьевой вентиляторрасполагают на нулевой отметке на собственном фундаменте, чтобы избежатьпередачи вибрации на каркас здания. После дутьевого вентилятора температура на />выше.

 Для интенсификациипроцесса сжигания топлива воздух подогревают в воздухоподогревателе свертикальной осью вращения до температуры />.После этого воздух подается в топку. Воздух подогревают с двумя целями –интенсифицировать процесс горения топлива и охладить дымовые газы. Приподогреве воздуха до слишком низкой температуры дымовые газы на выходе будутиметь слишком высокую температуру, что может существенно снизить КПД котла.Подогрев воздуха до слишком высокой температуры требует увеличения поверхностирегенеративного воздухоподогревателя, что неэкономично, так как ведет кувеличению металлоемкости котла. Таким образом, здесь происходит два процесса –транспорт воздуха и подогрев воздуха.

 Преимущество РВП посравнению с трубчатым – меньшие габаритные размеры и масса в силу болееинтенсивного теплообмена в узких щелях, образованных гофрированными стальнымилистами набивки, более эффективная очистка при воздушной и паровой обдувке,меньшая склонность к коррозии. Недостатки: повышенные перетоки воздуха в газы(до 20%), сложность уплотнений вращающегося ротора, громоздкость и сложностьподшипников, невозможность подогрева воздуха выше />.После подогрева в РВП воздух поступает в газомазутные горелки. Перемешиваниевоздуха и топлива производится в круглых турбулентных горелках с периферийнойподачей газа.

/>

РВП

/>

/>

/>

/>

Водопаровой тракткотла.

Параметры рабочейсреды по тракту.

/>

 Питательная вода послесистемы после системы регенеративного подогрева с температурой /> направляется в коллектордиаметром />, откуда четырьмя трубамипоступает во входной коллектор экономайзера. После экономайзера питательнаявода с температурой /> делится на двапотока и поступает во входные коллектора боковых экранов НРЧ. Боковые экранырабочая среда проходит одним ходом. после боковых экранов пароводяная смесьпоступает во входные коллектора одной секции фронтового и заднего экранов.После прохода этой секции рабочая среда поступает во входные коллектора второйсекции фронтового и заднего экранов, затем – третьей. После прохода всех трехсекций фронтового и заднего экранов НРЧ рабочая среда направляется во входнойколлектор подвесных труб, расположенных в конвективной шахте. В подвесныхтрубах рабочая среда имеет подъемное движение. Из выходного коллектора подвесныхтруб рабочая среда направляется в смеситель перед СРЧ. После экранов СРЧрабочая среда направляется в смеситель перед ВРЧ, из которого поступает вовходные коллектора экранов ВРЧ. На выходе из топки рабочая среда имееттемпературу />. Из выходного коллектораэкранов ВРЧ пароводяная смесь направляется в экраны потолочногопароперегревателя и экраны боковых поверхностей горизонтального газохода иповоротной камеры.

Далее рабочая среданаправляется во входные коллектора ширмового пароперегревателя />. Перед ширмовымпароперегревателем установлен первый впрыск для регулирования температуры пара.После впрыска рабочая среда двумя потоками поступает в первый ряд ширм (20 ширмна поток), пройдя которые рабочая среда перебрасывается в пределах полупотолкаот средней четверти газохода к крайней и наоборот. Аналогичным образом рабочаясреда проходит вторую ступень ширмового пароперегревателя. Ступени ширмовогопароперегревателя включены по схеме «прямоток». Из второй ступени ширмовогопароперегревателя пар с /> направляетсяв камеру второго впрыска. После впрыска рабочая среда с />  проходит прямотоком пакетконвективного пароперегревателя, из которого выходит с параметрами /> и />. Промежуточныйпароперегреватель состоит из двух конвективных ступеней, включенных по схеме«противоток». Регулирование температуры промежуточного перегрева производится спомощью рециркуляции газов, и частичного байпасирования регулирующей ступени.

4. Расчетэкономичности и тепловой схемы парового котла

1. Располагаемая теплота сжигаемого топлива, кДж/м3

/>

/>

(кп)

/>

/>

/>

(3.4)

2.  КПД проектируемого парового котла (по обратному балансу), %

/>

(3.1)

/>

/>

(кп)

/>

/>

-потери теплоты с уходящими газами (кп)

/>

-потери теплоты с химическим недожогом

/>

/>

-потери теплоты с механическим недожогом (кп)

/>

/>

/>

-потери теплоты от наружного охлаждения через внешние поверхности котла (3.11)

/>

/>

/>

/>

3. Расход топлива 

/>

/>

/>

/>

/>

/>

/>

/>

/>

/>

/>

/>

(кп)

/>

/>

/>

(3,14)

/>

/>

/>

Программа «Pк25g»

Характеристики топлива.

Наименование величины Обозначе-ние Разм. Источник

Числ.

Знач.

1.Теоретический объем воздуха

V°

м3/м3

Табл.

П 4.3

9.73

2.Теоретическая энтальпия газа при избытке воздуха, равным единице и температуре газов 2200°С

H°Г,V=2200ºC

кДж/м3

Табл.

П 4.3

40503

3.Теоретический объем водяных паров

V°H2O

м3/м3

Табл.

П 4.3

2.19

4.Объем трёхатомных газов

VRO2

м3/м3

Табл.

П 4.3

1.04

5.Теоретический объём сухих газов

V°Г

м3/м3

V°Г=VRO2+ +VH2+V°H2O

10.93

6.Соотношение углерода и водорода в топливе

CP/HP

б/р

/>/>

3.021

7.Низшая теплота сгорания топлива

QPH

кДж/м3

Табл.

П 4.3

36720 Характеристики режима.

1.Расход острого пара

DIпе

кг/с Из задания на КП. 275

2.Расход пара промежуточного перегрева

DIIпе

кг/с Из задания на КП. 215

3.Расход воды на впрыск

Dвп

кг/с Из задания на КП. 15

4.Температура питательной воды

tпв

°С Из задания на КП. 270

5.Температура пара после промперегрева

tIпе

°С Из задания на КП. 550

6.Температура пара на выходе из промперегревателя

tIIпе

°С Из задания на КП 545

7.Температура пара на входе в промперегреватель

tIIвх

°С Из задания на КП 290

8.Температура воды за экономайзером

t”э

°С Из задания на КП 315

9.Коэффициент избытка воздуха за топкой

α”т

б/р

Табл.

 1.7

1.04

10.Доля рециркуляции дымовых газов

rрц

б/р Из задания на КП 0.1 Присосы воздуха.

1.В топке

∆αт

б/р Из задания на КП 0.03

2.В ширмах

∆αш

б/р Из задания на КП

3.В КПП ВД

∆αкпп

б/р Из задания на КП 0.03

4.В ППП

∆αппп

б/р Из задания на КП 0.03

5.В экономайзере

∆αэ

б/р Из задания на КП 0.02

6.В РВП

∆αвп

б/р Из задания на КП 0.2 Энтальпии рабочей среды.

1.Остого пара

hпе1

кДж/кг Диаграмма – h,s. 3345.3

2.Пара после промперегрева

hпе2

кДж/кг Диаграмма – h,s. 3552.1

3.Пара поступающего на промперегрев

hвх2

кДж/кг Диаграмма – h,s. 2956 Температура воздуха и продуктов сгорания.

 

1.Холодного воздуха

tвх

°С Из задания на КП 30

 

2.Воздуха на входе в ВП

t’вп

°С

Табл. 1.5

(см. Приложение 1)

30

 

3.Горячего воздуха

tгв

°С

Табл.

 1.6

270

 

4.Дымовых газов после ВП

υух

°С

Табл.

 1.4

120

 

5. Дымовых газов на выходе из топки

υ”т

°С

υ”т=1250 ¸ 1350°C

1250

 

Тепловые потери.

1.С химнедожогом

q3

%

Табл.

 4.6

0.3

2.В окружающую среду

q5

%

Формула

3.12

0.2

3.Допускаемое теплонапряжение объема топки

qдопv

%

Табл.

 4.6

350 Конструктивные характеристики топки

 

1.Ширина

aт м Чертежи прот. проект. котла 17.36

 

2.Глубина топки в нижней части до ширм

bт.н

м Чертежи прот. проект. котла 8.6

 

3.Глубина топки в верхней части

bт.в

м Чертежи прот. проект. котла 9.5

 

4.Вертикальный размер ширм на выходе из топки

hш

м Чертежи прот. проект. котла 10.3

 

5.Высота горелок от пода топки

hг

м Чертежи прот. проект. котла 3.8

 

Конструктивные характеристики ширм.

 

1.Число ширм в поперечном сечении

nш

шт. Чертежи прот. проект. котла 20

 

2.Вертикальный размер ширм (высота)

hш.ср

м Чертежи прот. проект. котла 6.6

 

3.Глубина газохода зоны ширм

сш

м Из задания на КП 4.9

 

4.Сумарная глубина собственно ширм

cсобш

м Из задания на КП 3.8

 

5.Высота газохода ширм на выходе

hш.вых

м Чертежи прот. проект. котла 6.2

 

/> /> /> /> /> /> /> />

4.3. Результаты расчета

Результаты расчета дляпервого варианта

Т

Ш

КПП

ППП

Э

РВП

Избыток воздуха

1.04 1.04 1.07 1.1 1.12 1.32

Средний объем газов м3/кг

13.02 13.02 13.17 13.47 13.71 13.1

Объемная доля вод. Паров

0.194 0.194 0.192 0.187 0.184 0.170

Сум. объемная доля трехатом. газов

0.286 0.286 0.282 0.276 0.270 0.249

Привед. за элементом доля рециркуляции

0.15 0.15 0.146 0.142 0.140

Температура греющей среды , °С

на входе 1902 1224 962 761 446 320 на выходе 1224 962 761 446 320 120

Температура нагреваемой среды, °С

на входе 315 419 466 290 270 30 на выходе 414 486 550 545 315 270

Энтальпия греющей среды, кДж/кг

на входе 40924 25041 19183 15085 8670 5422 на выходе 25041 19183 15085 8670 6181 2326

Энтальпия нагреваемой среды, кДж/кг

на входе 1399 2717 3014 2930 1199 379 на выходе 2616 3119 3345 3552 1399 3508

Тепловосприятие по балансу, кДж/кг

15849 5846 4101 6413 2492 3474

Расход топлива: 20.85 м3/с

Тепловые потери с уходящими газами: 4.97%

КПД котла: 94.53%

Невязка теплового баланса: 0.027%

Площадь стен топки: 1890.3 м2

Объём топки: 4684.6 м3

Коэффициент теплового излучения топки: А0=0.659

Высота нижней призматической части топки: Н=20 м

Средний коэффициент тепловой эффективности топки: U=0.57

Теплонапряжение сечения топки: Е9=5129 кВт/м2

Объёмное теплонапряжение топки: R2=163.5 кВт/м3

Теплонапряжение стен топки: R3=174.8 кВт/м2

Теплота излучения из топки на ширму: R5=587.8кДж/м3

Теплота излучения на выходе из ширм: R6=247.7кДж/м3

Поперечный шаг ширм: Y9=0.827 м

Площадь дополнительных поверхностей ширм: F3=235м2

Поверхность собственно ширм: Н2=1003.2 м2

Тепловосприятие ширм: N2=5012.7 кДж/м3

Тепловосприятие потолочного пароперегревателя: Q9=1255 кДж/м3

Коэффициент теплоотдачи конвекцией в ширмах: А1=52.6 Вт/м2×К

Коэффициент теплоотдачи излучением в ширмах: А3=108.2 Вт/м2×К

Вариантный расчёт: Уменьшаем температуру горячеговоздуха tгв на 20 °С

Т

Ш

КПП

ППП

Э

РВП

Избыток воздуха

1.04 1.04 1.07 1.1 1.12 1.32

Средний объем газов м3/кг

13.02 13.02 13.17 13.47 13.71 13.1

Объемная доля вод. Паров

0.194 0.194 0.192 0.187 0.184 0.170

Сум. объемная доля трехатом. газов

0.286 0.286 0.282 0.276 0.270 0.249

Привед. за элементом доля рециркуляции

0.15 0.15 0.146 0.142 0.140

Температура греющей среды , °С

на входе 1890 1219 960 747 431 304 на выходе 1219 960 747 431 304 120

Температура нагреваемой среды, °С

на входе 315 418 463 290 270 30 на выходе 414 482 550 545 315 270

Энтальпия греющей среды, кДж/кг

на входе 40617 24939 19123 14777 8362 5152 на выходе 24939 19123 14777 8362 5873 2326

Энтальпия нагреваемой среды, кДж/кг

на входе 1399 2700 2996 2930 1199 379 на выходе 2601 3100 3345 3552 1399 3243

Тепловосприятие по балансу, кДж/кг

15645 5804 4348 6413 2492 3179

Расход топлива: 20.85 м3/с

Тепловые потери с уходящими газами: 4.97%

КПД котла: 94.53%

Невязка теплового баланса: 0.027%

Площадь стен топки: 1890.3 м2

Объём топки: 4684.6 м3

Коэффициент теплового излучения топки: А0=0,660

Высота нижней призматической части топки: Н=20 м

Средний коэффициент тепловой эффективности топки: U=0.57

Теплонапряжение сечения топки: Е9=5129 кВт/м2

Объёмное теплонапряжение топки: R2=163.5 кВт/м3

Теплонапряжение стен топки: R3=174.8 кВт/м2

Теплота излучения из топки на ширму: R5=583,2кДж/м3

Теплота излучения на выходе из ширм: R6=245,4кДж/м3

Поперечный шаг ширм: Y9=0.827 м

Площадь дополнительных поверхностей ширм: F3=235м2

Поверхность собственно ширм: Н2=1003.2 м2

Тепловосприятие ширм: N2=4976,9 кДж/м3

Тепловосприятие потолочного пароперегревателя: Q9=1255 кДж/м3

Коэффициент теплоотдачи конвекцией в ширмах: А1=52.6 Вт/м2×К

Коэффициент теплоотдачи излучением в ширмах: А3=107,3 Вт/м2×К

При уменьшениетемпературы горячего воздуха, падает энтальпия горячего воздуха, что ведет засобой и изменение теплоты воздуха. При понижение теплоты воздуха, падаетзначение полезного тепловыделение в топочной камере, от которого зависитвеличина температуры дымовых газов на выходе из топки. Как видно из формулы,она падает по линейной зависимости.

Расчет конвективногопароперегревателя.

Исходные данные дляконвективного пароперегревателя.

Программа «OLJA0398».

Конструктивные характеристики. Наименование величины Обозначе-ние Разм. Источник

Числ.

знач.

1.Внутренний диаметр труб

пароперегревателя

D мм Задание на КП 32 2. Толщина стенки труб

/>

мм Задание на КП 7 3.Глубина газохода

bк.ш

М Задание на КП 7.53 4.Ширина газохода

aк.ш

М Задание на КП 17.36 5.Число радов труб у коллектора

ZP

Задание на КП 3 6.Высота трубной поверхности

H<sub/>п

м Задание на КП 1.3 7.Высота газового объёма перед ступенью

lоб

м Задание на КП 8 8.Поперечный шаг труб S1 мм Задание на КП 140 9.Продольный шаг труб S2 мм Задание на КП 56.5 10.Число ходов пара в ступени

Zx

Задание на КП 1 Характеристики продуктов сгорания топлива. 1.Теоретический объём сухого воздуха V°

м3/м3

Табл.

П 4.3

9.73 2. Энтальпия теоретического объёма продуктов сгорания при температуре 2200ºС

H°Г,V=2200ºC

кДж/м3

Табл.

П 4.3

40503 3. Теоретический объём водяных паров

V°H2O

м3/м3

Табл.

П 4.3

2.19 4. Объём трёхатомных газов

VRO2

м3/м3

Табл.

П 4.3

1.04 5. Теоретический объём азота

V°N2

м3/кг

Табл.

               П 4.3

7.7 6.Зольность топлива на рабочую массу

АР

б/р

Табл.

              П 4.3/>

7.Доля золы уносимая с газами

аун

Задание на КП Режимные параметры. 1.Расход пара через ступень D кг/с Задание на КП 275 2.Расчётный расход топлива

ВР

кг/с Задание на КП 20.85 3.Среднее давление пара в расчитываемой ступени Р МПа Задание на КП 25 4.Температура пара на входе t` C Предыдущий расчет 466 5.Температура пара на выходе t`` C Предыдущий расчет 550 6.Энтальпия пара на входе h` кДж/кг Предыдущий расчет 3014 7.Энтальпия пара на выходе h`` кДж/кг Предыдущий расчет 3345 8.Коэффициент избытка воздуха

/>

Задание на КП 1.055 9.Присосы холодного воздуха

/>

Задание на КП 0.03 10.Коэффициент сохранения теплоты

/>

/>

0.99 11.Энтальпия продуктов сгорания на входе H`рц кДж/кг Предыдущий расчет 19183 12.Температура продуктов сгорания на входе

H``рц

кДж/кг Предыдущий расчет 15085 13.Коэффициент рециркуляции газов

Zрц

Задание на КП 0.14 14.Температура продуктов сгорания на входе

/>

C Предыдущий расчет 962 15. Температура продуктов сгорания на выходе

/>

C Предыдущий расчет 761 16. Поправка к коэф. Загрязнения

/>

(м2К)/Вт<sup/>

Задание на КП /> /> /> /> /> /> /> />

Результаты расчёта

1. Расход рабочей среды

D

кг/с 275 2. Температура р. среды

T', T"

°C 466, 550 ,(0) 3. Энтальпия рабочей среды

H', H"

кДж/кг 3014, 3315, (0) 4. Приращение энтальпии

/>

кДж/кг 331 5. Массовая скорость, скорость

/>

/>

кг/м2с

м/с

3400.1

39.236

6. К-ф теплоотдачи

/>

Вт/м2К

6500 7. Температура продуктов сгорания

/>

°С 962, 752.03, (761) 8. Энтальпия продуктов сгорания

H', H"

кДж/кг 19183, 14811.3,(15085) 9. Тепловосприятие основной пов-ти

Q, кДж/кг

кДж/кг 4365.71 10. Тепловосприятие дополнит. пов-ти

Qдоп, кДж/кг

кДж/кг 11. Скорость продуктов сгорания

/>

м/с 11.1461 12. К-ф теплоотдачи конвекцией

/>

Вт/м2К

105.319 13. К-ф теплоотдачи излуч. с учётом предвкл. газового объёма

/>

Вт/м2К

40.528 14. К-ф теплопередачи

K

Вт/м2К

123.97 15. Температурный напор

/>

°С 327.3 16. Поверх. нагрева ступени

F

м2

2243.34 17. Число петель ступени

z

4 18. Высота ступени

H

м 1.3338

Расчет экономайзера.

Исходные данные для экономайзера.

Программа «OLJA0398».

Конструктивные характеристики.

 

Наименование величины Обозначе-ние Разм. Источник

Числ.

знач.

 

1.Внутренний диаметр труб

пароперегревателя

D мм Задание на КП 32

 

2. Толщина стенки труб

/>

мм Задание на КП 6

 

3.Глубина газохода

bк.ш

М Задание на КП 7.53

 

4.Ширина газохода

aк.ш

М Задание на КП 17.36

 

5.Число радов труб у коллектора

ZP

Задание на КП 2

 

6.Высота трубной поверхности

H<sub/>п

м Задание на КП 2

 

7.Высота газового объёма перед ступенью

lоб

м Задание на КП 1,5

 

8.Поперечный шаг труб S1 мм Задание на КП 100

 

9.Продольный шаг труб S2 мм Задание на КП 48

 

10.Число ходов пара в ступени

Zx

Задание на КП 1

 

Характеристики продуктов сгорания топлива.

 

1.Теоретический объём сухого воздуха V°

м3/м3

Табл.

П 4.3

9.73

 

2. Энтальпия теоретического объёма продуктов сгорания при температуре 2200ºС

H°Г,V=2200ºC

кДж/м3

Табл.

П 4.3

40503

 

3. Теоретический объём водяных паров

V°H2O

м3/м3

Табл.

П 4.3

2.19

 

4. Объём трёхатомных газов

VRO2

м3/м3

Табл.

П 4.3

1.04

 

5. Теоретический объём азота

V°N2

м3/кг

Табл.

               П 4.3

7.7

 

6.Зольность топлива на рабочую массу

АР

б/р

Табл.

              П 4.3/>

 

7.Доля золы уносимая с газами

аун

Задание на КП

 

Режимные параметры. 1.Расход пара через ступень D кг/с Задание на КП 260 2.Расчётный расход топлива

ВР

кг/с Задание на КП 20,85 3.Среднее давление пара в расчитываемой ступени Р МПа Задание на КП 25 4.Температура пара на входе t` C Предыдущий расчет 270 5.Температура пара на выходе t`` C Предыдущий расчет 315 6.Энтальпия пара на входе h` кДж/кг Предыдущий расчет 1199 7.Энтальпия пара на выходе h`` кДж/кг Предыдущий расчет 1399 8.Коэффициент избытка воздуха

/>

Задание на КП 1.11 9.Присосы холодного воздуха

/>

Задание на КП 0.02 10.Коэффициент сохранения теплоты

/>

/>

0.989 11.Энтальпия продуктов сгорания на входе H` кДж/кг Предыдущий расчет 8670 12.Температура продуктов сгорания на входе H`` кДж/кг Предыдущий расчет 6181 13.Коэффициент рециркуляции газов

Zрц

Задание на КП 0.14 14.Температура продуктов сгорания на входе

/>

C Предыдущий расчет 446 15. Температура продуктов сгорания на выходе

/>

C Предыдущий расчет 320 16. Поправка к коэф. загрязнения

/>

(м2К)/Вт<sup/>

Задание на КП /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> />

Результаты расчёта

1. Расход рабочей среды

D

кг/с 275 2. Температура р. среды

T', T"

°C 270, 315    (306.6315) 3. Энтальпия рабочей среды

H', H"

кДж/кг 1199, 1399  (1387.54) 4. Приращение энтальпии

/>

кДж/кг 188.54 5. Массовая скорость, скорость

/>

/>

кг/м2с

м/с

2958.77 ,  3.8660 6. К-ф теплоотдачи

/>

Вт/м2К

6500 7. Температура продуктов сгорания

/>

°С 446, 752.03  (320) 8. Энтальпия продуктов сгорания

H', H"

кДж/кг 8670, 14811.3  (6181) 9. Тепловосприятие основной пов-ти

Q, кДж/кг

кДж/кг 2486.7 10. Тепловосприятие дополнит. пов-ти

Qдоп, кДж/кг

кДж/кг 11. Скорость продуктов сгорания

/>

м/с 7.6595 12. К-ф теплоотдачи конвекцией

/>

Вт/м2К

85.16 13. К-ф теплоотдачи излуч. с учётом предвкл. газового объёма

/>

Вт/м2К

7.6193 14. К-ф теплопередачи

K

Вт/м2К

78.861 15. Температурный напор

/>

°С 287 16. Поверх. нагрева ступени

F

м2

2290.81 17. Число петель ступени

z

4 18. Высота ступени

H

м 0.752

Расчет воздухоподогревателя.

/> Основнымтипом регенеративноговоздухоподогревателя является вращающийся регенеративный воздухоподогреватель(РВП), у которых поверхностью теплообмена служит набивка из тонкихгофрированных и плоских стальных листов, образующих каналы малогоэквивалентного диаметра (dэ=8 – 9 мм) для проходов продуктов сгорания и воздуха. Набивка в виде секций заполняет цилиндрическийпустотелый ротор, который по сечению разделён глухими радиальными перегородкамина изолированные друг от друга секторы. Ротор воздухоподогревателя медленновращается (с частотой 1.5 – 2.2 об/мин), его вал имеет привод отэлектродвигателя через шестеренчатую передачу. Диаметр ротора РВП в зависимостиот типоразмера составляет от 5.4 – 14.8 м, а высота его – от 1.4 – 2.4 м.

Движение газового ивоздушного потоков раздельное и непрерывное, а набивка попеременно проходитчерез эти потоки. В газовой части РВП металлическая набивка сектороваккумулирует теплоту, а затем отдаёт её воздушному потоку. В итоге организуетсянепрерывный нагрев воздуха переносом теплоты, аккумулированной в газовомпотоке. Взаимное движение потоков противоточное.

Основные требования,предъявляемые к набивкам, — это возможно большая интенсивность теплообмена иминимальное аэродинамическое сопротивление. Применение волнистых(гофрированных) листов обеспечивает интенсификацию конвективного теплообмена итем самым более быстрый нагрев набивки и затем более глубокое её охлаждение, тоесть повышает эффективность теплового использования металла набивки, хотяаэродинамическое сопротивление такой поверхности увеличивается. Поверхностьнагрева 1 м3 набивки составляет 300 – 340 м2, в то время как в ТВП этот показатель составляет около 50 м2/м3объема.

Воздушный и газовый потоки в элементах РВП имеют значительныйперепад давления. Этот перепад практически одинаков для газовоздушного тракта суравновешенной тягой и с наддувом. При невозможности полной герметизациигазового и воздушного потоков в условиях вращающегося ротора имеют местоперетоки воздуха по радиусу ротора на газовую сторону, а также потери воздухавовне по периферии воздушной части ротора и присосы окружающего воздуха вгазовой поток по периферии ротора в газовой его части (в условиях, когдагазовый поток находится под разряжением). Утечки воздуха вовне и присосы его вгазовый поток примерно равны, и их можно условно также рассматривать какперетоки.