Проверечный расчет котла БКЗ 75-39

Ψi=xiּξi

4)  Степень черноты топки αТ.

Степень черноты топки определяется структурой, физическими свойствами топочной среды и лучевоспринимающих поверхностей.

5)  Средняя суммарная теплоемкость продуктов сгорания VCср, кДж/(кгּ0С) или кДж/(м3ּ0С). Величина VCср, входящая в уравнение (9.3), определяется по соотношению:

При выполнении проверочного теплового расчета топки, для определения численных величин коэффициентов ослабления лучей трехатомными газами КГ, золовыми частицами Кзл и частицами сажи Кс, а также величины средней суммарной теплоемкости газов VCср, необходимо предварительно задаваться температурой газа на выходе из топки UTII и осуществлять расчет методом последовательных приближений. Значения температуры UTII рекомендуется принимать в диапазоне 900+1150 0С. Если расчетная температура газов UTII, полученная по уравнению (9.3) или по номограммой отличается от принятой предварительно более чем на 100 0С, задаются новой величиной UTII и вычесления повторяют. Если разница между принятыми предварительно вычесленным значениями UTII не привышает 1000С, то расчет топочной камеры считают _ассчитывае и в дальнейшем используют расчетное значение температуры газов на выходе из топки.

Таблица 1.4 Расчёт теплообмена в топке котла БК3 – 75 – 39

              Рассчитываемая величина              Обозначение              Размерность              Формула или обоснование              Расчёт              Результат

              Видимое тепловое напряжение топочного объёма             

qV              кВт/ м³             

B · Qнр/ Vт             

              53,7

              Теплота, вносимая в топку воздухом             

QB              кДж/кг             

αт· Vо · CB · tB              1,2*1,3*30              46,8

              Полезное тепловыделение в топке             

QT              "             

100-q3-q4-q6

Qрр · – + QB

100-q4             

              12753

              Адабатическая (теоретическая) температура горения             

υа             

оС              По табл. 1.2             

При αт =1,2

И Qт = Jа              1550

              Относительное положение максимума температур             

Xт              –              По § 9              –              0,1

              Параметр              M              –             

0,59 – 0,5 · Xт              0,59–0,5*0,1              0,54

              Коэффициенты, учитывающие загрязнение:                                                                     

              А) для открытых экранов             

ξоткр              –              По табл. 9.1              –              0,45

              Б) для экранов закрытых изоляцией             

ξзакр              –              По табл. 9.1              –              0,1

              Средний коэффициент тепловой эффективности экранов             

Ψср              –             

ξоткр ·ΣHл.откр+ξзакр·ΣHл.закр

–

Fст – R             

              0,21

Температура газов на выходе из топки             

υт»             

оС              Принимается предварительно              –              850             

Произведение             

Pn · S              м · МПа             

P · Rn· S              0,1*0,306*5,04              0,15             

Коэффициенты ослабления лучей:                                                                                   

А) трёхатомными газами             

Kг              1/ м · МПа              По рис. 9.5             

При RH2O =0,17              2             

Б) эоловыми частицами             

Kзл              "              По рис. 9.6              –              1,53             

В) частицами кокса             

Kкокс              "              По § 9              –              10             

Безразмерные параметры             

æ1

æ2              –             

По § 9

"              –             

0,5

0,3             

Концентрация эоловых частиц в топочных газах             

μзл              г/ м³             

10 · Aр · αун

Vг             

              12,8             

Суммарная поглощающая способность топочного объёма              K · p · S              –             

(Kг··Ζn+kзл·μзл+kкокс·æ1·æ2)··p·S              (2*0,8+1,53+12,8*0,5+0,3)*0,5*0,10              10,93             

Степень черноты факела             

αф              –              По рис. 9.4              –              1             

Отношение площади зеркала горения к поверхности стен топки              p              –             

R/Fст                                         

Тепловое напряжение стен топки             

qFст              кВт/м²             

Bр · Qт

–

Fст             

3,95*12820

660,96              76,21             

Расчётная температура газов на выходе из топки             

υтр»             

0C              По рис. 9.1              –              840             

Энтальпия газов на выходе из топки             

Jт»              кДж/кг              По табл. 1.2             

При αт = 1,2              6400             

Количество теплоты, переданное экранам             

Qл              "             

φ ·(Qт – Jт»)              0,992 (12320–6400)              6302             

2.6 Тепловой расчёт поверхности нагрева котла

Общие положения методики.

Для расчета конвективных поверхностей нагрева используются уравнения теплового баланса и теплообмена.

В уравнениях теплового баланса определяется количество теплоты Qб, отданное греющей средой – дымовыми газами или воспринятое нагреваемой средой – водой, паром и воздухом:

В уравнениях теплового баланса определяется количество теплоты Qб, отданное греющей средой – дымовыми газами или воспринятое нагреваемой средой – водой, паром и

Qб= У(II – III+Δα· I0ХВ),

Qб=(iII-iI),

Qб=αВПСР·(IВ0II – IВ0I).

По уравнению теплообмена находится количество теплоты QТ переданное в процессе теплопередачи от греющей среды (дымовых газов) и к нагреваемой среде (воде, пароводяной смеси, пару, воздуху):

По уравнению теплообмена находится количество теплоты QТ переданное в процессе теплопередачи от греющей среды (дымовых газов) и к нагреваемой среде (воде,

QТ=

В уравнениях приняты следующие обозначения:

У – коэффициент сохранения теплоты;

II и III – начальная и конечная энтальпии дымовых газов;

∆α – присос воздуха на рассчитываемом участке газохода;

I0КВ – энтальпия теоретического количества воздуха, необходимого для горения, кДж/кг или кДж/м3;

D – расход нагреваемого теплоносителя (воды или пара) на рассчитываемом участке, кг/ч;

Вр – расчетный расход топлива, кг/с или м3/с;

iI и iII – начальная и конечная энтальпии нагреваемого теплоносителями (воды и пара), кДж/кг;

αвпср – среднее значение коэффициента избытка воздуха в воздухоподогревателе;

I0IВ и I0IIВ – энтальпии теоретического количества воздуха, необходимого для горения, при температуре на входе в воздухоподогреватель и на выходе из него, кДж/кг или кДж/м3;

К – коэффициент теплопередачи, Вт/(м2К);

Н – поверхность нагрева рассчитываемого участка, м2;

∆t – температурный напор, 0С.

Порядок расчета пароперегревателя.

Для пароперегревателей котлов как правило выполняется конструктивный тепловой расчет, поскольку температура перегрева пара обычно задана, а величина поверхности нагрева пароперегревателя в значительной степени зависит от вида сжигаемого топлива.

В котельных агрегатах низкого и среднего давлении обычно применяются конвективные пароперегреватели [2], представляющие собой параллельно включенные змеевики составленные из труб малого диаметра (dr= 28:42 мм) и расположенные после топки после первых рядов труб кипятильного пучка.

Для расчета пароперегревателя используются уравнения

Для расчета пароперегревателя используются уравнения

Порядок расчета конвективных пучков паровых и водогрейных котлов.

При поверочном тепловом расчете все конструктивные характеристики конвективного пучка (поверхность нагрева, диаметр и шаги труб, поперечное сечение газохода и др.) определяются из чертежа котла или по его паспортным данным, а температура и энтальпия продуктов сгорания перед котельным пучком принимаются из расчета топки или предшествующей поверхности нагрева.

Порядок расчета водяных экономайзеров.

Паровые котлы малой и средней мощности поставляются заводами изготовителями без хвостовых поверхностей нагрева и комплектуются отдельно стоящими, как правило, чугунными водяными экономайзерами ВТИ [3]. Для таких котельных установок выполняется конструктивный тепловой расчет экономайзеров, поскольку последние должны обеспечивать заданное снижение температуры уходящих газов и подогрев питательной воды.

В основу расчета водяного экономайзера закладываются условные равенства количеств теплоты, определяемых по уравнениям

Для пароперегревателей котлов как правило выполняется конструктивный тепловой расчет, поскольку температура перегрева пара обычно заданапаропеПорядок расчета

Паровые котлы малой и средней мощности поставляются заводами изготовителями без хвостовых поверхностей нагрева и комплектуются отдельно стоящими, как В

Порядок расчета воздухоподогревателей.

С целью улучшения условий воспламенения и горения влажных

С целью улучшения условий воспламенения и горения влажных и малореакционных топлив, а также при необходимости снижения потерь теплоты с уходящими газами, котлоагрегаты оборудуются воздухоподогревателями. Дымовые газы в таких воздухоподогревателях проходят внутри расположенных в шахматном порядке вертикальных труб диаметром 29:40 мм, омываемых снаружи в поперечном направлении воздушным потоком [3]. Скорость газов в воздухоподогревателях принимаются в пределах

WГ= 8:12 м/с, а скорость воздуха-

WB= (0,5·0,7)· WГ.

Расчет воздухоподогревателя, по аналогии с расчетом водяного экономайзера, основывается на условии равенства количества теплоты, определяемых по уравнениям          Поверочный тепловой расчет воздухоподогревателя, ведется с целью определения конечных температур нагреваемого воздуха и дымовых газов.

Таблица 1.5. Расчёт теплообмена в газоходах котла, твёрдое топливоРассчитываемая величина              Обозначение              Размерность              Формула или обоснование              Расчёт              Результат

                            Первый котельный пучок (первый газоход)             

Температура газов перед котельным пучком             

υ1,             

0С             

υ1, = υтр»              –              840

Энтальпия газов на выходе в котельный пучок             

J1'              кДж/кг             

J1' = Jт»              –              6400

Температура газов на выходе из пучка             

υ1»             

0С              Задаёмся двумя значениями              –              400:600

Энтальпия газов на выходе из пучка             

J1»              кДж/кг              По табл. 1.2             

При αт =1,2             

2910

4483

Тепловосприятие пучка (по уравнению теплового баланса)             

Q1б              "             

φ·(J1' – J1»)             

0,98 (6400–2910)

0,98 (6400–4483)             

3462,08

1901,66

Температура насыщения             

tн             

0С              По табл. 8.2              При Р =3,9              248,8

Температурный напор на входе в пучок             

Δtб              "             

υ1, – tн              840–248,8              591,2

Проверочный тепловой баланс.

ΔQ=Qрр ηка – (Qл+ QI+ QII+ Qэ)∙=12820∙0,728 – (3468+664+3436+1204) ∙(=7,8

2.7 Аэродинамический расчёт газо-воздушного тракта

Как известно, в зависимости от типа и конструкции котельного агрегата, его мощности, сложности газового и воздушного трактов могут применятся различные схемы тяги и дутья в котельных установках.

При незначительной величине суммарного аэродинамического сопротивления газового и воздушного трактов используется обычно схема с естественной тягой и дутьём. В некоторых случаях осуществляется только искусственная тяга. В большинстве же котельных установок используется схема так называемой уравновешенной тяги, в которой дутьевой вентилятор преодолевает сопротивление воздуховодов, калорифера, воздухоподогревателя и топочного устройства, а дымосос – всего газового тракта таким образом, что в верхней части топки создаётся небольшое, близкое к нолю разряжение.

В любом случае тяга – дутьевые устройства должны обеспечивать перемещение требуемых количеств воздуха и дымовых газов в котельной установке. Выбор типа этих устройств осуществляется при аэродинамическом расчёте котельной установки на основе определения производительности тягодутьевых систем и перепада полных давлений в газовом и воздушном трактах.

В котлах с уровновешанной тягой аэродинамический расчёт выполняется раздельно для воздушного и газового трактов, а в установках, работающих под наддувом, весь газовоздушный тракт рассчитывается совместно.