Файл: Курсовая работа должна содержать исходные данные.docx

Для определения среднего температурного напора изображаем графики изменения температуры теплоносителей вдоль поверхности теплообмена – рисунок 5. Температуру проставим после ее расчета.

Большая и меньшая разность температур теплоносителей при противотоке:







где – температура газов на входе в экономайзер;

– температура воды на выходе из экономайзера.



Рисунок 5 – Схема движения теплоносителей вдоль поверхности теплообмена
Среднелогарифмический температурный напор:





Средняя температура газов:

t_г1 = 0,5( + ) = 0,5(309,5 + 200) = 254,75 ⁰С,

t_г2 = 0,5( + ) = 0,5(309,5 + 300) = 305,75 ⁰С.

Скорость движения дымовых газов:





где f_г = 4,55 м² – живое сечение для прохода газов в экономайзере (таблица 1).

Определяем параметры газа при температуре t_г1 = 254,75 ⁰С по Приложению Г [1]:

• 
  кинематический коэффициент вязкости ₁ = 38,2410^-6 м²/с;
  
• 
  коэффициент теплопроводности ₁ = 0,0420 Вт/(мК);
  
• 
  критерий Прандтля Pr₁ = 0,659.
  

Определяем параметры газа при температуре t_г2 = 304,75 ⁰С по Приложению Г [1]:

• 
  кинематический коэффициент вязкости ₂ = 44,4610^-6 м²/с;
  
• 
  коэффициент теплопроводности ₂ = 0,0449 Вт/(мК);
  
• 
  критерий Прандтля Pr₂ = 0,65.
  

Относительные поперечный и продольный шаги трубного пучка экономайзера:

---

₁ = s₁ / d_н = 0,09 / 0,032 = 2,813;

₂ = s₂ / d_н = 0,09 / 0,032 = 2,813,

где d_н = 0,032 м – наружный диаметр труб экономайзера;

s₁ = 0,09 м – поперечный шаг трубного пучка;

s₂ = 0,09 м – поперечный шаг трубного пучка.

Средний относительный диагональный шаг труб:



Коэффициент:



Коэффициент, учитывающий шаги трубного пучка, при 0,1 <  < 1,7 и любого ₁:

C_s = 0,95^0,1 = 0,950,845^0,1 = 0,934.

Коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов стенке трубы при поперечном омывании шахматных пучков труб








где С_z = 1 – поправка на число рядов труб по ходу газов (при z > 10).

Коэффициент теплопередачи:

k₁ = ₁ = 0,770,26 = 47,53 49,18 Вт/(м²К);

k₂ = ₂ = 0,772,14= 48,79 50,49 Вт/(м²К);

где  = 0,6…0,8 – коэффициент тепловой эффективности.

Тепловосприятие экономайзера:

Q_т1 = 0,001k₁Ft₁ = 0,00147,53 49,18 247132,2 133 = 1552 1615 кВт,

Q_т2 = 0,001k₂Ft₂ = 0,00148,79 50,49 247171,4 172= 2066 2145 кВт,

где F = 247 м² – расчетная площадь нагрева экономайзера (таблица 1).

По двум принятым значениям температур и полученным значениям Q_эк и Q_т производим графическую интерполяцию для определения температуры продуктов сгорания после поверхности нагрева. Для этого строим зависимость Q = f( ) – рисунок 6. Точка пересечения прямых определяет температуру продуктов сгорания:



Так как расчетная отличается более, чем на 10 ⁰С от принятых температур, пересчитываем коэффициент теплопередачи.

Энтальпия газов на выходе из экономайзера при температуре (рисунок 1):

= 343 330 кДж/м³.

Количество теплоты, отданное газами пароводяной смеси:

Q_исп

---

= G_г( – ) = 0,9816,56(590 – 330) = 1734 4219 кВт.


Рисунок 6 – Определение температуры на выходе из экономайзера
Большая и меньшая разность температур теплоносителей:





Средний температурный напор, °С:



Средняя температура газов:

t_г = 0,5( + ) = 0,5(309,5 + 226,5) = 268 ⁰С,


Определяем параметры газа при температуре t_г = 628 ⁰С по Приложению Г [1]:

• 
  кинематический коэффициент вязкости  = 40,3110^-6 м²/с;
  
• 
  коэффициент теплопроводности  = 0,0430 Вт/(мК);
  
• 
  критерий Прандтля Pr = 0,656.
  

Скорость движения дымовых газов:



Коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов стенке трубы при поперечном омывании шахматных пучков труб





Коэффициент теплопередачи:

k =  = 0,770,65 = 49,0 Вт/(м²К).

Тепловосприятие экономайзера:

Q_т = 0,001kFt = 0,00149247144,3 = 1746 кВт.

Количество теплоты, отданной газами, отличается от тепловосприятия экономайзера незначительно, следовательно, тепловой баланс выполняется.

Количество теплоты, отданное газами в КУ:

Q_ку = G_г( – ) = 0,9816,56(980 – 330) = 8640 9331кВт

Паропроизводительность КУ при получении насыщенного пара:



где h = 2796 кДж/кг – энтальпия сухого насыщенного пара при давлении р=1,8 МПа;

h_пв = 125,7 кДж/кг – энтальпия питательной воды при t

---

_пв = 30 ⁰С.

Заключение

В ходе выполнения данной работы была определена полезная тепловая нагрузка печи, которая составила 10375 кВт. Далее были определены объемы продуктов сгорания и построена для них диаграмма энтальпия-температура.

Из теплового баланса печи определен расход топлива B = 0,4067 м³/с и КПД печи, равный 71,61%. По результатам теплового баланса был принят котел-утилизатор КУ-60-2 с общим количеством дымовых газов 60000 нм³/ч.

В главе «Расчет испарительной поверхности» определены основные характеристики испарительного пучка. Температура газов на входе в испаритель составила 650 ⁰С, а на выходе – 309,5 ⁰С, при этом тепловой поток испарителя равен 7184 кВт.

В главе «Расчет экономайзера» определены основные характеристики экономайзерного пучка. Температура газов на входе в экономайзер составила 309,5 ⁰С, а на выходе – 226,5 ⁰С, при этом тепловой поток экономайзера равен 4219 кВт. Паропроизводительность котла-утилизатора составила 3,49 кг/с.

Список использованных источников

1. 
   Сулейманов А.М., Бурдыгина Е.В., Трофимов Ф.М. Поверочный расчет котла-утилизатора. – Уфа: УГНТИ, 2010 – 23 с.
   
2. 
   Семичева Н.Е. Расчет котла-утилизатора. – Курск: ЮЗГУ, 2017. – 50 с.
   
3. 
   Тепловой расчет котлов (нормативный метод). – СПБ.: НПО ЦКТИ, 1998. – 256 с.
   
4. 
   Панкратов Г.П. Сборник задач по теплотехнике. – М.: Высшая школа, 1986. – 248 с.
   
5. 
   Александров А.А., Григорьев Б.А. Таблицы теплофизических свойств воды и водяного пара: справочник. М.: МЭИ, 1999. – 168 с.
   

---