Технические характеристики парогенератора Е-75-40ГМ

 

Принимаем = 1, тем самым увеличиваем конвективную поверхность пароперегревателя   (в пределах 5%), что существенно упрощает расчёт.

По и   определяем эффективную толщину излучающего слоя фестона :

 

 

6.4)  Расположение труб в пучке - шахматное, омывание газами - поперечное (угол отклонения потока от нормали не учитываем). Высоту газохода определяют в плоскости, проходящей по осям основного направления каждого ряда труб в границах фестона. Ширина газохода одинакова для всех рядов фестона, её определяют как расстояние между плоскостями, проходящими через оси труб правого и левого боковых экранов.

 

6.5)  Площадь живого сечения для прохода газов в каждом ряду:

 

;

 

                        где - длина проекции трубы на плоскость сечения, проходящую через ось труб рассчитываемого ряда. F_ср , находим, как среднее арифметическое между F₁ и F₄.

 

6.6)  Расчётная поверхность нагрева каждого ряда равна геометрической поверхности всех труб в ряду по наружному диаметру и полной обогреваемой газами длине трубы, измеренной по её оси с учётом конфигурации, т. е. гибов в пределах фестона:

 

;

 

где - число труб в ряду; l_i - длина трубы в ряду по её оси.

Расчётная поверхность нагрева фестона определяют как сумму поверхностей всех рядов:

 

;                      

 

На правой и левой стене газохода фестона расположена часть боковых экранов, поверхность которых не превышает 5% от поверхности фестона

 

 

6.7) Составляем таблицу исходных данных для поверочного теплового расчёта фестона.

 

6.8) Ориентировочно принимают температуру газов за фестоном на 30ё100⁰С ниже, чем перед ним:

 

 

Таблица 6.2.

Наименование величин	Обозначение	Размерность	Величина
Температура газов перед фестоном		0С	1027
Энтальпия газов перед фестоном		ккал/кг	4668,97
Объёмы газов на выходе из топки при aўўт		м3/кг	12,32
Объёмная доля водяных паров		--	0,1177
Объёмная доля трёхатомных газов		--	0,2451
Концентрация золы в газоходе		кг/кг	0
Температура состояния насыщения при давлении в барабане Рб=44кгс/см2	tн	0С	255

 

Для J_ф^''= 950°C при a_т^''=1,1 находим энтальпию газов за фестоном:  J_ф^''= 4281,55 ккал/кг и по уравнению теплового баланса определяем тепловосприятие фестона:

 

 

Уравнение теплопередачи для всех поверхностей нагрева записывают в следующем виде: ,

                      где k - коэффициент теплопередачи, Dt - температурный напор,

                            Н - расчётная поверхность нагрева.

 

Площадь живого сечения для прохода газов:

 

1.   При сжигании мазута в шахматном расположении труб коэффициент теплопередачи определяют по формуле:

 

,

 

где - коэффициент тепловой эффективности поверхности

 

 

где a_к - коэффициент теплоотдачи конвекцией; a_л - коэффициент теплоотдачи излучением газового объёма в трубном пучке; x - коэффициент использования поверхности нагрева, при поперечном омывании трубных пучков принимают  x=1;

 

6.10.2)  Для определения a_к - коэффициента теплоотдачи конвекцией от газов к стенке труб рассчитаем среднюю скорость газового потока:

 

,

 

где 

.

 

При поперечном омывании шахматных пучков дымовыми газами коэффициент теплоотдачи конвекцией находим по номограмме 13[4], где - коэффициент теплоотдачи конвекцией, определяемый только диаметром труб и скоростью потока (газа или воздуха) a_н=38,5 ккал/м²ЧчЧ^оС и добавочные коэффициенты:

- поправка на число рядов труб по ходу газов или воздуха С_z=0,96;

- поправка на изменение физических свойств среды в зависимости от средней температуры потока и объемной доли водяных паров в дымовых газах С_ф=0,98;

- поправка на компоновку трубного пучка, которая определяется в зависимости от относительных шагов труб - продольного и поперечного     С_s= 0,92;

 

Определив величины,  находим коэффициент теплоотдачи

 

;

 

Для нахождения a_л используем номограммы и степень черноты продуктов горения :

 

 

Для незапылённой поверхности  ,   где

р = 1кгс/ см²; r_n = 0,2451, r_H2O = 0,1177;

 

      

 

По номограмме 3 [4] находим k_г = 0,91;

 

 

 

Для пользования номограммой 19[4] необходимо знать температуру загрязненной стенки фестона, которая при жигани жидкого топлива равняется:

 

, где

 

- температура состояния насыщения рабочего тела при давлении в барабане.

 

По номограмме 19[4] находим a_н = 155,6 ккал/м²ЧчЧ^оС, при и ; здесь же находим и .

 

                        ;

 

Коэффициент тепловой эффективности , который определяли по таблице 1.3[4] при средней скорости газов равной 4,39 м/с.

 

2. Коэффициент теплоотдачи конвекцией получится равный:

 

 

                          

 

Находим температурный напор:

 

 

 

6.11) Если тепловосприятия фестона по уравнениям теплового баланса и теплопередачи отличаются менее чем на 5%, то температура за фестоном задана правильно:     

       

 

Считаем ( ) окончательной.

7. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОВОСПРИЯТИЙ ПАРОПЕРЕГРЕВАТЕЛЯ, ЭКОНОМАЙЗЕРА, ВОЗДУХОПОДОГРЕВАТЕЛЯ И СВЕДЕНИЕ ТЕПЛОВОГО БАЛАНСА ПАРОВОГО КОТЛА.

 

1. Тепловосприятие пароперегревателя

 

7.1)  При выполнении расчёта в целях уменьшения ошибок и связанных с ними пересчётов до проведения поверочно-конструкторских расчётов пароперегревателя целесообразно определить тепловосприятия этих поверхностей по уравнениям теплового баланса и свести тепловой баланс по паровому котлу в целом.

7.2) Тепловосприятия пароперегревателя и воздухоподогревателя определяют по уравнениям теплового баланса рабочего тела (пара, воздуха), а тепловосприятие экономайзера - по уравнению теплового баланса теплоносителя (продуктов сгорания).

Тепловосприятие пароперегревателя определяют по формуле:

 

 

Находим при  P_пе = 40 кгс/см²  и  t_п  = 440 ^oC :  

При  P_б = 44 кгс/см² и температуре насыщения :

- съем тепла в пароохладителе, служащем для регулирования температуры перегретого пара:

 

 

 

Тепло, воспринимаемое пароперегревателем за счёт излучения факела топки, принимаем для упрощения расчётов равным нулю(Q_пе^л =0), а угловой коэффициент фестона  .

В этом случае полное тепловосприятие пароперегревателя численно совпадает с тепловосприятием конвекцией: .

Для газохода пароперегревателя уравнение теплового баланса теплоносителя (дымовых газов) имеет вид:

 

                                     

 

Это уравнение решают относительно искомой энтальпии газов за пароперегревателем:

 

                                     

 

   

 

Полученное значение энтальпии газов за пароперегревателем позволяет определить температуру дымовых газов за ним J_пе^'' = 528,83 °C;  

 

2. Тепловосприятие воздухоподогревателя

 

                                 

 

Рис. 8. Схема подогрева воздуха.

 

7.3.) Тепловосприятие воздухоподогревателя определяют по уравнению теплового баланса рабочего тела (воздуха), т.к. температура горячего воздуха (после воздухоподогревателя) задана. Тепловосприятие воздухоподогревателя зависит от схемы подогрева воздуха. В случае предварительного подогрева воздуха, поступающего в воздухоподогреватель, за счет рециркуляции горячего воздуха, тепловосприятие воздухоподогревателя равно:

 

;

 

где J_гв^o находим по t_гв = 200^oC :  J_гв^o = 664 ккал/кг;

                                  t_хв = 30 °С;  ккал/кг

Для сернистого мазута ( ) температура воздуха на входе в воздухоподогреватель: t_в^' = 60°C : ккал/кг

bІ_вп - отношение объёма воздуха за воздухоподогревателем к теоретически необходимому:

 

 

b_рц - отношение объёма рециркуляции в воздухоподогревателе горячего воздуха к теоретически необходимому:

 

       

 

      

 

Тепловосприятие воздухоподогревателя по теплоносителю (продуктам сгорания) имеет вид:

 

                                              

 

Уравнение решаем относительно J_эк^'':

 

                                               ;

 

где  - энтальпия уходящих газов, которую находим по t_ух = 170 ^oC: J_ух = 739,5 ккал/кг;

        - энтальпия теоретического объёма воздуха, которую находим при температуре   присасываемого воздуха  t_прс,  который  через   неплотности поверхности перетекает с    воздушной стороны на газовую за счет разности статистических давлений:

 

                                             ;

 

                                            

 

 

 

Полученное значение энтальпии газов за экономайзером позволяет определить температуру дымовых газов за ним J_эк^'' = 309,5 ⁰С

 

 

 

 

3) Тепловосприятие водяного экономайзера

 

Тепловосприятие водяного экономайзера определяют по уравнению теплового баланса теплоносителя (дымовых газов):

 

 

4) Определение невязки теплового баланса

 

Определяем невязку теплового баланса парового котла:

 

Q_p^p = 9548,44 ккал/кг; h_пк = 92,23 %; Q_л = 5489,07 ккал/кг; Q_пе^кб = 1953,62 ккал/кг; q₄ = 0%

 

ккал/кг

 

 

ккал/кг

 

ккал/кг

 

Расчет закончен.

 

8. ПОВЕРОЧНО-КОНСТРУКТОРСКИЙ РАСЧЕТ ПАРОПЕРЕГРЕВАТЕЛЯ.

 

1. Целью поверочно-конструкторского расчёта пароперегревателя является определение его поверхности нагрева при известных тепловосприятиях, конструктивных размерах и характеристиках. Тепловосприятие пароперегревателя определено ранее, конструктивные размеры и характеристики поверхности заданы чертежом. Решением уравнения теплопередачи определяют требуемую (расчётную) величину поверхности нагрева пароперегревателя, сравнивают её с заданной по чертежу и принимают решение о внесении конструктивных изменений в поверхность.
2. По чертежам парового котла составляем эскиз пароперегревателя в двух проекциях на миллиметровой бумаге в масштабе 1:25.
3. По чертежам и эскизу заполняем таблицу:

Конструктивные размеры и характеристики пароперегревателя

Таблица 8.1.

Наименование величины	Обозна- чение	Едини-ца	Номер ступени по ходу газа	Номер ступени по ходу газа	Весь п/п
			1	2
Наружный диаметр труб		м	0,038	0,038	0,038
Внутренний диаметр труб		м	0,032	0,032	0,032
Число труб в ряду		шт.	64	64	-
Число рядов походу газов		шт.	6	10	16
Средний поперечный шаг труб	S1	м	0,09	0,09	0,09
Средний продольный шаг труб	S2		0,12	0,12	0,12
Средний относительный поперечный шаг труб		-	0,42	0,42	0,42
Средний относительный продольный шаг труб		-	0,32	0,32	0,32
Расположение труб	-	Коридорное
Характер взаимного движения сред	-	Параллельно - смешанный ток
Длина трубы змеевика		м	20,25	25,25	-
Поверхность, примыкающая к стене		м2	14	7,3	14,87
Поверхность нагрева	H	м2	169	200	369
Высота газохода на входе		м	4	3,15	-
Высота газохода на выходе		м	3,41	2,78	-
Ширина газохода		м	5,78	5,78	5,78
Площадь живого сечения для прохода газов на входе		м2	14,66	11,88	-
То же на выходе		м2	11,25	9,75	-
То же среднее		м2	12,96	10,82	11,71
Средняя эффективная толщина излучающего слоя	S	м	-	-	0,292
Глубина газов.объема до пучка		м	0,7	0,425	1,125
Глубина пучка		м	0,55	1,625	2,175
Количество змеевиков, вкл. параллельно по пару		шт.	64	64	64
Живое сечение для прохода пара		м2	0,051	0,051	0,051