Практическая работа №1

Выполнил: . Вариант 4

Цель расчета: определить продолжительность межпромывочного периода работы испарительных труб котла в условиях образования внутритрубных отложений указанных веществ исходя из:

• 
  достижения температурой наружной поверхности труб предельного значения по условиям окалинообразования (для стали марки ст20 );
  
• 
  снижение прочностных характеристик труб с ростом температуры и утонения стенки из-за коррозионных процессов на наружной и внутренней поверхностях.
  

Меньшее допустимое значение межпромывочного периода этих двух расчетов и будет определять условия надежной работы испарительных труб котла.

Исходные данные:

№	Наименование параметра	Обозначение	Размерность	Величина
1	Давление в парогенераторе	P	МПа	14
2	Диаметр и толщина трубок	d x s	мм	62 x 5
3	Воспринятый тепловой поток	qT	кВт/м2	220
4	Содержание примесей (Ca) в котловой воде второй ступени	C (Ca)	мкг/кг	1200
5	Коэффициент теплоотдачи	α2	кВт/(м2∙К)	34
6	Доля продувки	p	%	2
7	Коэффициент теплопроводности и отложений для Ca	λ0	Вт/(м∙К)	1,1

Таб. 1. Исходные данные

Рассматривается котел (парогенератор), работающий по двухступенчатой схема испарения без промывки пара.



Рис.1. Двухступенчатая схема испарения.

---

1 – чистый отсек; 2 – солевой отсек.



Рис.2. Температурный график к расчету температуры экранных труб барабанного котла.

t_s – температура рабочей среды; t_ст^вн, t_ст^ср, t_ст^н – температура на внутренней поверхности, в середине стенки трубы и на наружной поверхности соотвественно; δ₀, δ_м – толщина слоя отложений и стенки трубы; w_см – скорость пароводяной смеси в трубе; q – воспринятый тепловой поток.

Расчет:

1. Температура наружной стенки трубы определяется по формуле:



где – отношение наружного диаметра трубы к внутреннему ;

– коэффициент растечки теплоты (принимается из интервала 0.9 – 0.95);

– воспринятый тепловой поток на наружную поверхность трубы, кВт/м²;

– толщина стенки трубы и слоя отложений соответственно, м;

– коэффициент теплопроводности металла стенки трубы и слоя отложений, кВт/(м²·К);

– коэффициент теплопередачи от стенки к обогреваемой среде, кВт/(м²·К).

Отсюда находим термическое сопротивление слоя внутритрубных отложений:



Где

Рассчитаем сначала коэффициент теплопроводности для стали 20:



где – температура стенки в среднем сечении, °С, определяется по формуле:



Расчет коэффициента теплопроводности – итерационный, в первом приближении зададимся значением температуры стенки в среднем сечении

---

По рассчитанному значению определим





Проведем расчет во втором приближении:







Таким образом, в результате итерационного расчета получаем следующие значения коэффициента теплопроводности и температуры стенки в среднем сечении:



По таблице примем коэффициент теплоотдачи: .

Рассчитаем допустимую величину слоя отложений, учитывая, что коэффициент теплопроводности отложений для Са составляет :






2. По найденному значению толщины слоя отложений рассчитаем массу отложений:



где – плотность отложений для Ca.

Межпромывочный период определяется по формуле:



Здесь – средняя скорость роста отложений, которая для Ca определяется следующим образом:





Таким образом, межпромывочный период составляет:

---

3. Расчет экранных труб на прочность.

Минимальная толщина стенки составляет:



где номинальное допустимое напряжение определяется по температуре стенки в среднем сечении

Номинальная толщина стенки трубы:



Прибавка учитывает минусовое отклонение по толщине стенки трубы и все виды утонения при изготовлении трубы и составляет:



Прибавка складывается из поправки на коррозию внутренней поверхности трубы , и поправки на коррозию наружной поверхности трубы То есть



В результате номинальная толщина стенки трубы составит:


Запас на толщину стенки трубы равен:



Так как запас , то условие прочности экранных труб не выполняется, и разрушение трубы может произойти раньше . Поэтому необходимо принять величину запаса и провести обратный расчет с целью определения оптимальных параметров работы экранных труб.

4. Обратный расчет из условия прочности экранных труб.

Примем, что запас на толщину стенки трубы равен нулю: В этом случае номинальная толщина стенки составит:



Учитывая поправки на утонение, а также на внешнюю и внутреннюю коррозию минимальная толщина стенки будет равна:



С учетом того, что

---

а :





Определим допустимое напряжение :



Полученному значению соответствует температура стенки трубы в среднем сечении равная

Для полученного значения температуры рассчитаем коэффициент теплопроводности для стали20:



При первичном расчете было принято, что температура наружной поверхности трубок равна максимально допустимой по условиям прочности для заданной марки стали, то есть:



Достижение снижения температуры стенки трубы в среднем сечении при неизменной температуре рабочей среды возможно только при уменьшении наружной температуры трубы. Поэтому необходимо рассчитать температуру наружной стенки при измененной температуре в среднем сечении:





Определим допустимую величину слоя отложений при измененном значении температуры наружной стенки трубы:





Рассчитаем массу отложений кальция:



При неизменном значении скорости роста кальциевых отложений вычислим величину межпромывочного периода:



Анализ результатов работы.
Произведен расчет продолжительности межпромывочного периода работы испарительных труб котла при следующем режиме работы:

---

Смотрите также файлы

• Гештальттерапия.docx

• Облачные технологии.docx

• Контрольная работа Сценарное мастерство и основы драматургии Сценарное мастерство и основы драматургии.docx

• Алтынемел орта мектебі мектепке дейінгі шаын орталыымен кммсіні орыс тілі пніні малімі Смаилова Айгуль Нурланхановнаа пікір.docx

• Крок СтоматологіяТерапевтична стоматологія1.pdf