Поверочный тепловой расчет котла

 

Для утилизации тепла, увеличения КПД и уменьшения расхода топлива в котле устанавливают чугунный (из элементов) водяной экономайзер (ВЭК). Дымовые газы после конвективного пучка охлаждаются до и поступают в ВЭК, где происходит их дальнейшее снижение до .

Для котлов ДЕ с номинальным давлением в барабане 1,4МПа используется экономайзер некипящего типа, собираемый из ребристых чугунных труб ВТИ, соединяемых между собой чугунными калачами.

Для данного котла  производительностью 22 т/час используются ребристые чугунные трубы длиной 3м. Трубы-элементы укладываются в коридорном порядке, причем фланцы элементов образуют боковые стороны ВЭК. Живое сечение для прохода газов . Живое сечение для прохода воды _. Поверхность нагрева со стороны газов _. Число труб в горизонтальном ряду, .

Соответственно полное живое сечение для прохода  газов 

Расчет водяного экономайзера является конструкторским расчетом, то есть, известны температуры газов на выходе и входе, а определяется из уравнения тепловосприятия поверхность , . По рассчитанной поверхности конструируют ВЭК.

Температура газов на входе в ВЭК и их энтальпия .

Энтальпия питательной воды .

Температура и энтальпия уходящих газов и .

Средняя температура  газов в ВЭК:

Расчет уравнения баланса  тепла ВЭК- Qб:

где:

 – энтальпия газов покидающих конвективный пучок при (для топки);

 – энтальпия газов за ВЭК  при ;

 – коэффициент сохранения  тепла.

Расчет уравнения теплопередачи- Q_Т:

,

где:

k– коэффициент теплопередачи (для чугунного ВЭК типа ВТИ принимается в зависимости от скорости);

 – поверхность нагрева водяного экономайзера, ;

 – расход топлива на котел (из теплового баланса), или .

 ВЭК рассчитывается по формуле где Q_Т= Q_б;

 – среднеарифметический температурный напор ;

,

где:

 – температурный напор на входе газов в ВЭК, , ;

 – температурный напор на выходе газов из ВЭК, , ;

 – температура питательной воды на входе в экономайзер  
(задана), ;

 и – соответственно температура газов на входе и выходе из ВЭК ( ; , ).

Скорость дымовых газов в ВЭК:

Коэффициент теплопередачи:

Теплосодержание питательной воды на выходе из ВЭК:

где:

 – теплосодержание воды на выходе из ВЭК, ;

 – количество тепла, передаваемое газами ВЭК, ;

 – расход топлива, или ;

 – паропроизводительность теплогенератора , .

 

 

 

Температура питательной воды на выходе из ВЭК:

 

Для чугунных ВЭК должна быть меньше или равна температуре кипения минус 20 ^oС ( ):

Условие выполняется.

Температурный напор  на входе газов в ВЭК:

;

Температурный напор  на выходе газов из ВЭК:

;

 

Среднеарифметический температурный напор;

где:

 – температура питательной  воды на входе в экономайзер,  ;

 

Поверхность нагрева водяного экономайзера:

;

Общее количество труб в ВЭК:

Количество рядов труб по высоте экономайзера:

Разделим на три пакета. В двух пакетах по высоте 9 труб, а в одном 8 труб. Расстояние между пакетами принять равным 0,6м, а размер трубы ВТИ считать по размеру квадратных фланцев элемента со стороной 0,15м. Размер подводящего и отводящего газохода по высоте принять равным 0,8-1м.

Скорость воды в трубе  ВЭК определяется:

где:

D – паропроизводительность  котла, т/ч;

v’ – удельный объем воды в ВЭК.

 

9. Сводная таблица расчета и тепловой баланс котла

 

ВЕЛИЧИНЫ	Размерность	Наименование газохода
		топка	конвективный пучок	экономайзер
Температура газов на входе, t		-	1252,9	273
Температура газов на выходе, t		1252,9	273	130
Тепловосприятие, QТ		12714	18362	2472
Температура среды:
на входе		191,6	153,5	114
на выходе		191,6	191,6	153,5
Скорость газов		-	13,22	6,14
Скорость воды		-	-	1,4

 

Cоставление поверочного  теплового баланса

Определяется по уравнению:

;

где:

 – располагаемая теплота сгорания (из расчета теплового баланса котла), или ;

 – коэффициент полезного действия котла, %;

 – количество теплоты, переданное лучеиспусканием в топке, в конвективном пучке по Q_б, или ;

 – удельный механический недожог,  из характеристики топки или  теплового баланса котла, %.

;

;

 

Ошибка в балансе  расчета котла не должна превышать 5%:

;

Основное условие выполнено.

 

Библиографический список

 

1. Тепловой расчет котлов (Нормативный метод). Издание 3, переработанное и дополненное СПб.: Изд. НПОЦКТИ, 1998. – 256с.

 

2. Тепловой расчет котельных агрегатов. Нормативный метод / под редакцией Кузнецова С.Л М.: Энергия, 1973. – 295с.

 

3. Котлы малой и средней мощности. Каталог-справочник.  
   М.: НИИНФОРМТЯЖМАШ, 1972. – 207с.

 

4. Котлы малой и средней мощности и топочные устройства: Отраслевой каталог. М.: НИИЭИНФОРМЭНЕРГОМАШ, 1987. – 208с.

 

5. Роддатис К.Ф., Полтарецкий А.Н. Справочник по котельным установкам малой производительности. М.: Энергоатомиздат, 1989. – 487с.

 

6. Делягин Г.И., Лебедев В.И., Пермяков Б.А. Теплогенерирующие установки. М.: Энергоатомиздат, 1986. – 586с.

 

7. Голдобин Ю.М., Витт О.К., Гальперин Л.Г. Теплофизические свойства топлив, продуктовые сгорания и воздуха. Приложение к методическим указаниям. Екатеринбург: изд. УГТУ-УПИ, 1994. – 26с.

 

8. Лумми А.П., Гальперин Л.Г. Расчет конвективных поверхностей котла: Методические указания. Екатеринбург: издательство УГТУ-УПИ, 1994. – 27с.