Добавлен: 28.04.2024
Просмотров: 51
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
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:
tг1 = 0,5( + ) = 0,5(309,5 + 200) = 254,75 0С,
tг2 = 0,5( + ) = 0,5(309,5 + 300) = 305,75 0С.
Скорость движения дымовых газов:
где fг = 4,55 м2 – живое сечение для прохода газов в экономайзере (таблица 1).
Определяем параметры газа при температуре tг1 = 254,75 0С по Приложению Г [1]:
-
кинематический коэффициент вязкости 1 = 38,2410-6 м2/с; -
коэффициент теплопроводности 1 = 0,0420 Вт/(мК); -
критерий Прандтля Pr1 = 0,659.
Определяем параметры газа при температуре tг2 = 304,75 0С по Приложению Г [1]:
-
кинематический коэффициент вязкости 2 = 44,4610-6 м2/с; -
коэффициент теплопроводности 2 = 0,0449 Вт/(мК); -
критерий Прандтля Pr2 = 0,65.
Относительные поперечный и продольный шаги трубного пучка экономайзера:
1 = s1 / dн = 0,09 / 0,032 = 2,813;
2 = s2 / dн = 0,09 / 0,032 = 2,813,
где dн = 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:
Cs = 0,950,1 = 0,950,8450,1 = 0,934.
Коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов стенке трубы при поперечном омывании шахматных пучков труб
где Сz = 1 – поправка на число рядов труб по ходу газов (при z > 10).
Коэффициент теплопередачи:
k1 = 1 = 0,770,26 = 47,53 49,18 Вт/(м2К);
k2 = 2 = 0,772,14= 48,79 50,49 Вт/(м2К);
где = 0,6…0,8 – коэффициент тепловой эффективности.
Тепловосприятие экономайзера:
Qт1 = 0,001k1Ft1 = 0,00147,53 49,18 247132,2 133 = 1552 1615 кВт,
Qт2 = 0,001k2Ft2 = 0,00148,79 50,49 247171,4 172= 2066 2145 кВт,
где F = 247 м2 – расчетная площадь нагрева экономайзера (таблица 1).
По двум принятым значениям температур и полученным значениям Qэк и Qт 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:
Qисп
= Gг( – ) = 0,9816,56(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:
tг = 0,5( + ) = 0,5(309,5 + 226,5) = 268 0С,
Определяем параметры газа при температуре tг = 628 0С по Приложению Г [1]:
-
кинематический коэффициент вязкости = 40,3110-6 м2/с; -
коэффициент теплопроводности = 0,0430 Вт/(мК); -
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 = = 0,770,65 = 49,0 Вт/(м2К).
Тепловосприятие экономайзера:
Qт = 0,001kFt = 0,00149247144,3 = 1746 кВт.
Количество теплоты, отданной газами, отличается от тепловосприятия экономайзера незначительно, следовательно, тепловой баланс выполняется.
Количество теплоты, отданное газами в КУ:
Qку = Gг( – ) = 0,9816,56(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;
hпв = 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
-
Сулейманов А.М., Бурдыгина Е.В., Трофимов Ф.М. Поверочный расчет котла-утилизатора. – Уфа: УГНТИ, 2010 – 23 с. -
Семичева Н.Е. Расчет котла-утилизатора. – Курск: ЮЗГУ, 2017. – 50 с. -
Тепловой расчет котлов (нормативный метод). – СПБ.: НПО ЦКТИ, 1998. – 256 с. -
Панкратов Г.П. Сборник задач по теплотехнике. – М.: Высшая школа, 1986. – 248 с. -
Александров А.А., Григорьев Б.А. Таблицы теплофизических свойств воды и водяного пара: справочник. М.: МЭИ, 1999. – 168 с.