Производственно-отопительные котельные установки с паровыми котлами ДЕ и экономайзером ВТИ»; часть I «Теплогенератор»

       

        

8.  Определяем степень черноты для камерной топки при сжигании жидкого топлива

      

9.  Определяем коэффициент М, учитывающий расположение максимума температур пламени по высоте топки.  Для полуоткрытых топок при сжигании мазута - М=0,48
10. Определяем среднюю суммарную теплоемкость продуктов сгорания на 1 кг сжигаемого жидкого топлива при нормальных условиях

      

где ТТ// – температура (абсолютная) на выходе из топки, принятая по предварительной оценке, ТТ// = 1000 ОС = 1273 К;

НТ// – энтальпия продуктов сгорания, берется из табл. 2 при принятой на выходе из топки температуре, НТ// = 19028,91 кДж/кг;

QТ – полезное тепловыделение в топке, QТ = 40646,26 кДж/кг;

ТА – теоретическая (адиабатная) температура горения, К, определяемая из табл. 2 по значению QТ = 40646,26 кДж/кг , равному энтальпии продуктов сгорания НA = 40646,26 кДж/кг , равная ТА = 1990ОС = 2263 К;

 

 кДж/(кг · К)

11. Определяем действительную температуру на выходе из топки

    

 

 

 

7. Расчет водяного экономайзера

При установке только водяного экономайзера расчет водяного экономайзера проводим в такой последовательности:

1. По уравнению теплового баланса определяем количество теплоты, которое должны отдать продукты сгорания при принятой температуре уходящих газов:

      

где φ – коэффициент сохранения теплоты, равен φ = 0,982

НЭК’ – энтальпия продуктов сгорания перед поверхностью нагрева, при температуре на выходе из конвективного пучка θКП’’ = θЭК’ = 310 ОС,  
по табл. 2, равна: НЭК’ = 5711,41 кДж/кг;

НЭК’’ – энтальпия продуктов сгорания после поверхности нагрева, при предварительно принятой нами температуре уходящих газов θЭК’’ = 160 ОС, по табл. 2, равна: IЭК’’ = 2926.33 кДж/м3;

∆α – присос воздуха в экономайзер, принимается по табл. 3,1 [7]:

∆αЭК = 0,1;

НВО – энтальпия теоретического количества воздуха, равна:  
НВО = 39,8·V0 =39,8·9,58=381,28 кДж/кг;

Qб = 0,98 · (5711,4 – 2926,33 + 0,1 · 381,28) = 2766,73 кДж/кг;

2. Приравнивая теплоту, отданную продуктами сгорания, теплоте, воспринятой водой в водяном экономайзере, определяем энтальпию воды после водяного экономайзера, кДж/кг, по формуле:

где: D – паропроизводительность котла, кг/с, Д = 4,44 кг/c;

ВР – расчетный расход топлива, м3/с, равен: ВР = 0,322 кг/с;

ДПР – расход продувочной воды, определяется по формуле:

ДПР = Р/10 · Д , кг/c;

ДПР = 10/10 · 4,44 = 4,44 кг/c;

Qб – количество теплоты, которое должны отдать продукты сгорания при принятой температуре уходящих газов, Qб = 2766,73 кДж/кг;

hЭК’ – энтальпия воды на входе в экономайзер, hЭК’ = 419 кДж/кг;

 кДж/кг;

По найденной энтальпии воды hЭК’’ из таблиц для воды и водяного пара определяем температуру воды после экономайзера tЭК’’ , равная tЭК’’ = 123,95 ОС;

Т.к. полученная нами температура воды после экономайзера tЭК’’ оказалась более чем на 20 ОС ниже, то к установке принимаем чугунный водяной экономайзер.

3. Определяем температурный напор, по формуле:

, ОС;

где: ∆tБ и ∆tМ – большая и меньшая разности температуры продуктов сгорания и температуры нагревания жидкости, определяются по формулам:

∆tБ = θЭК’ - tЭК’’ = 310 – 123,95 = 186,05 ОС;

∆tМ = tУХ. – tПИТ = 160 – 100 = 60 ОС;

Получаем:

ОС;

4. Определяем действительную скорость продуктов сгорания в экономайзере по формуле:

, м/с

где: ВР – расчетный расход топлива, кг/с, равен: ВР = 0,322 кг/с;

VГ – объем продукта сгорания на 1 кг угля, по табл. 1 при соответствующем коэффициенте избытка воздуха, VГ = 12,703 м3/кг;

θЭК – средняя расчетная температура продуктов сгорания в экономайзере, ОС, определяем по формуле:

, ОС;

ОС;

FЭК – площадь живого сечения для прохода продуктов сгорания, рассчитывается по формуле:

FЭК = z1 · FТР

 

z1 – число труб в ряду, для чугунных экономайзеров должно быть не менее 3 и не более 10, принимаем: z1 = 6;

FТР – площадь живого сечения для прохода продуктов сгорания одной трубы, берется из табл. 6.3 [7], принимаем: FТР = 0,184 м2;

FЭК = 6 · 0,184 = 1,104 м2

м/с

5. Определяем коэффициент теплопередачи. Для чугунных экономайзеров коэффициент определяется по формуле:

, Вт/(м2 · К);

где: КН – коэффициент, Вт/(м2 · К), определяется по номограмме рис. 6.9 [7], для экономайзера ВТИ, при ωГ = 6,89 м/с: КН = 19 Вт/(м2 · К);

 – коэффициент, определяется  по номограмме рис. 6.9 [7], для экономайзера ВТИ, при θЭК = 235 ОС: = 1,0;

 Вт/(м2 · К);

6. Определяем площадь поверхности нагрева водяного экономайзера по формуле:

, м2

где: ВР – расчетный расход топлива, м3/с, равен: ВР = 0,322 кг/с;

Qб – количество теплоты, которое должны отдать продукты сгорания при принятой температуре уходящих газов, Qб = 2766, 73 кДж/м3;

К – коэффициент теплопередачи, К = 19 Вт/(м2 · К);

∆t – температурный напор, ∆t = 111,55 ОС;

 м2

 

7. Определяем общее число труб и число рядов по формулам:

n = HЭК / НТР

m = n / z1

где: НЭК – площадь поверхности нагрева водяного экономайзера, равна: 
НЭК = 420, 34 м2;

НТР – площадь поверхности нагрева одной трубы, равна: НТР = 4, 49 м2;

z1 – принятое число труб в ряду: z1 = 6;

n = 420, 34 / 4,49 = 93,62 ≈ 94 шт.

m = 94 / 6 =15,6≈ 16 шт.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы

 

1. Кузнецов Н.В., Митор В. В., Дубовский И. Е., Красина Э. С. «Тепловой расчет котельных агрегатов (нормативный метод)» Изд.2-е переработ. и доп. М. «Энергия», 1973.
2. Эстеркин Р. И. Промышленные парогенерирующие установки. – Л.: Энергия, Ленингр. отделение, 1980. – 400с.: ил.
3. Цой Е. Н., Климов Г. М.  «Компановка котельного агрегата. Ч.4; Тепловой расчет топки / Методические указания по проектированию ТГУ для студентов спец. 2907 «ТГВ» - Горький: ГИСИ, 1989.
4. Цой Е. Н., Климов Г. М. «Компановка котельного агрегата» ч.4; Тепловой расчет топки / Приложение. Горький; ГИСИ,1990
5. Бузников Е. Ф., Роддатис, Берзиньш Э.Я. «Производственные и отопительные котельные». Изд. 2-е, перераб. И доп. М. Энергоатомиздат, 1986.
6. Роддатис К. Ф., Полтарецкий А. Н. Справочник по котельным установкам малой производительности/ под ред. Роддатиса К. Ф. М.: Энергоатомиздат, 1989, - 488 с, ил.
7. Эстеркин Р. И. Котельные установки. (Курсовое и дипломное проектирование) – Л.: Энергоатомиздат, 1989. – 227 с.: ил..
8. Карягин Н.  «Проектирование производственно – отопительных котельных установок» Методические указания для студентов ТГУ.  Часть 1, 2