Главная Учебники - Разные Лекции (разные) - часть 65
Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ" Наименование факультета – Теплоэнергетический Наименование направления – Промышленная теплоэнергетика Наименование кафедры – ТПТ Проверочный расчет парового котла БКЗ-420 Томск 2009 СОДЕРЖАНИЕ
Введение 1. Характеристики энергетического топлива. Расчетобъемов воздуха и продуктов сгорания 2. Расчет объемов воздуха и продуктов сгорания 3. Расчет и методика определения энтальпий 4. Тепловой баланс котла и определение расхода топлива 5 Геометрические характеристики котлоагрегата 6. Расчет топки 7. Тепловой расчет ширм 8. Тепловой расчет фестона 9. Тепловой расчет поворотной камеры 10. Тепловой расчет I ступени пароперегревателя (КПП холодной ступени) 11. Тепловой расчет III, IV ступени пароперегревателя (КПП горячей ступени) 12. Расчёт водяного экономайзера второй ступени 13. Тепловой расчёт воздухоподогревателя второй ступени 14. Расчёт водяного экономайзера первой ступени 15. Расчет воздухоподогревателя первой ступени 16. Аэродинамический расчет котла Заключение Список литературы Введение
Паровой котел
– это техническое устройство снабженное топкой обогреваемой продуктами сгорания сжигаемого топлива предназначенного для выработки пара (паровой), воды (водогрейный) с давлением выше атмосферного используемого вне его. Рабочим телом в нем для получения пара является вода, а теплоносителем служат продукты сгорания различных органических топлив (сланцев, углей, газообразных, жидких). Необходимая тепловая мощность парового котла определяется его паропроизводительностью при обеспечении установленных температуры и рабочего давления перегретого пара. При этом в топке сжигается расчетное количество топлива. При изменении нагрузки котла номинальные температуры пара (свежего и вторично-перегретого) и, как правило, давление должны сохраняться (в заданном диапазоне нагрузок), а остальные параметры меняются. При выполнении расчета парового котла его паропроизводительность, параметры пара и питательной воды являются заданными. Поэтому цель расчета состоит в выборе рациональной компоновки и определении размеров всех поверхностей нагрева котла (конструктивный расчет) или же в определении температур и тепловосприятий рабочего тела и газовой среды в поверхностях нагрева заданного котла (поверочный метод). Целью данной курсовой работы является проверочно-конструктивный расчет котла или отдельных его элементов. Расчет выполняется для существующих конструкций котла с целью определения показателей его работы при переходе на другое топливо, при изменении нагрузок или параметров пара, а так же после проведенной реконструкции поверхности нагрева. 1.1
Характеристики энергетического топлива
Топливо – уголь марки К Кузнецкого бассейна №36. Элементный состав топлива [1]: содержание углерода Сr
=49,5%; содержание водорода Нr
=2,8%; содержание серы Sr
p
+
o
=0,3%; содержание кислорода Or
=3,6%; содержание азота Nr
=1,4%; влага рабочего топлива зола рабочего топлива Ar
=33,9%; выход летучих Vdaf
=24,0%; Низшая теплота сгорания Зольность на сухую массу Ad
=37 %; Предельное значение влаги Предельное значение золы Ad
=45%; Приведенное значение влаги Приведенное значение золы Теплота сгорания по бомбе Температура плавки: Перерасчёт элементного состава твердого топлива на заданные зольность 1.2 Горючая масса топлива с табличными значениями зольности и влажности равны его рабочей массе за вычетом балласта ( 49,5 +2,8 +0,3 +1,4+3,6=100- (33,9+8,5)=56,7 1.3 Горючая масса топлива с заданной зольностью и влажностью будем иметь Cr
+Hr
+ 1.4 Приведя горючую массу табличного и заданного состава топлива к 100% (разделив левую и правую части на 100-( где К-коэффициент перерасчета табличного состава на заданные влажность и зольность 1.5 Сравним между собой отдельные компоненты элементного состава топлива, будим иметь: 50,74 +2,868 +0,307 +1,434 +3,687=100-(30+11) =59 1.6 Низшая теплота сгорания пересчитывается по выражению: Объемы воздуха и продуктов сгорания при сжигании твердых и жидких топлив в атмосферном воздухе определяется по приведенным ниже формулам. Теоретическое количество сухого воздуха, необходимого для полного сгорания топлива (коэффициент избытка воздуха a = 1). Теоретические объемы продуктов сгорания, полученные при полном сгорании топлива с теоретически необходимым количеством воздуха (a = 1). Избыток воздуха определяется по рекомендациям [1].α=1,15÷1,25 – для твердого топлива, принимаю α =1,12 2.3.4 Объёмная доля всех водяных паров
где Величины объемов Таблица №1 - Средние объемные характеристики продуктов сгорания.
Vн
0
=4,58 м3
/кг; Vн
0
N
2
= 3,628 м3
/кг; Vн
RO
2
=0,95 м3
/кг; V н
0
H
2
O
=0,5284 м3
/кг; Ar
=30 %; aун
=0,95 Объем водяных паров: Объемная доля трехатомных газов: Объемная доля водяных паров: Концентрация золы в дымовых газов: Масса дымовых газов: После определения компоновки поверхностей нагрева по газоходам котла, необходимо принять величину коэффициента избытка воздуха на выходе из топки При избытке воздуха 1- топка 2- ширмовый пароперегреватель,фестон и поворотная камера 3- конвективный пароперегреватель I ступени 4- конвективный пароперегреватель III, IV ступени 5- водяной экономайзер 2 ступени 6- воздухоподогреватель 2 ступени 7- водяной экономайзер 1 ступени 8- воздухоподогреватель 1 ступени После определения компоновки поверхностей нагрева по газоходам котла, принимаем величину коэффициента избытка воздуха на выходе из топки Эти величины определяем по [1, таб. XVIII-XXI] в зависимости от типа топочных устройств и рода сжигаемого топлива. Коэффициент избытка воздуха в топке при сжигании каменных углей принимается 1,15 Рис.2.1 Компоновка поверхностей нагрева парового котла. Коэффициент избытка воздуха за i-ой поверхностью по ходу движения дымовых газов после топки определится как где 2.4.1 Коэффициент избытка воздуха за ширмовым пароперегревателем: 2.4.2 Коэффициент избытка воздуха за фестоном: 2.4.3 Коэффициент избытка воздуха за поворотной камерой: 2.4.5 Коэффициент за конвективным пароперегревателем III ступени: 2.4.6 Коэффициент за конвективным пароперегревателем IV ступени: 2.4.7 Коэффициент за второй ступенью водяного экономайзера: 2.4.8 Коэффициент за второй ступенью воздухоподогревателя: 2.4.9 Коэффициент запервойступеньюводяногоэкономайзера: 2.4.10 Коэффициент за первой ступенью воздухоподогревателя (в уходящих газах): 3. Расчёт и методика определения энтальпий
3.1 Энтальпия теоретически необходимого количества воздуха
Данная величина определяется при температуре 3.2 Энтальпия газов при коэффициенте избытка воздуха
a
= 1 и температуре 3.3 Энтальпия золы в дымовых газах
3.4 Энтальпия дымовых газов на 1 кг сожженного топлива Рассчитанные данные занесу в таблицу 2. Таблица 2. Энтальпия воздуха и продуктов сгорания (I-
J
таблица)
4. Тепловой баланс котла и определение расхода топлива
Составление теплового баланса котла имеет своей целью определение коэффициента его полезного действия и расхода топлива. При расчете котла коэффициент полезного действия определяется из обратного баланса по выражению: где Потери тепла от химической При сжигании твердого топлива в камерных топках с твердым шлакоудалением величину Приведенная зольность топлива: Принимаю для стационарных котлов принимается по [1,рис. 5.1] Потеря с теплом шлака где С Располагаемое тепло для данного типа котла определяется по формуле где (1-k)∙ Потеря тепла с уходящими газами где и температуре где Δaпп = 0.1 присосы в системе пылеприготовления с учетом возможныхнарушений плотности во время эксплуатации; определяется по табл.XVII,[1]. где ŋ где Теплосодержание перегретого пара. Определим по давлению Теплосодержание питательной воды: Определим по Теплосодержание воды при насыщении. Энтальпия кипящей воды для непрерывной продувки Где Полный расход топлива. В дальнейшем все расчеты веду по величине расчетного расхода топлива 5 Геометрические характеристики котлоагрегата
5.1 Топочная камера
Эскиз топочной камеры 5
.2 Ширмовые перегреватели
5.
3
Фестон
Эскиз фестона 5.
4
Поворотная камера
5.5
II
ступень ВЭК
Эскиз экономайзера 5
.
6
II
ступень ВЗП
Эскиз воздухоподогревателя 5.
7
I
ступень ВЭК
5.
8
I
ступень ВЗП
5.9
I
ступень пароперегревателя (КПП холодной ступени)
Эскиз пароперегревателя первой ступени 5.10
III
,
IV
ступени пароперегревателя (КПП горячая ступени)
Поверочный расчет топки существующего котла проводится с целью последующей оценки её работы в непроектных условиях, а также для получения данных, которые в качестве исходных используются при расчете элементов котла, расположенных за топкой. Задачей поверочного расчета топки является определение расчетных параметров работы топки в непроектных условиях при неизменной её конструкции: температуры газов на выходе из топки; лучистого тепла, воспринимаемого поверхностями нагрева топки; теплового напряжения топочного объема; теплового сечения топки в зоне наибольшего тепловыделения; теплового напряжения стен топочной камеры. Поверочный расчет топки проводится в следующем порядке: 1) определяются конструктивные характеристики топки; 2) рассчитываются (или принимаются по Нормам) тепловые характеристики топки; Следует отметить, что при определении некоторых из них, в частности, средней суммарной теплоемкости продуктов сгорания и критерия поглощательной способности, необходимо уже знать температуру газов на выходе из топки. Поэтому этой температурой следует задаться. 3) рассчитывается температура газов на выходе из топки по [1, ном.4], получаемое значение сравнивается с предварительно принятым. Если температура газов на выходе из топки, полученная по номограмме, не будет отличаться от принятой ранее большее, чем на ± 100°С, то расчет на этом заканчивается и для последующих расчетов принимается значение температуры газов на выходе из топки, определенная расчетом, либо по номограмме. В противном случае необходимо задаться другим значением температуры газов на выходе из топки и повторить расчет. 4) определяется количество лучистого тепла, воспринимаемое поверхностями нагрева топки; тепловое напряжение сечения топки в зоне наибольшего тепловыделения и тепловое напряжение стен топочной камеры. К тепловым характеристикам топки относят коэффициент тепловой эффективности экранов ψ, среднюю суммарную теплоемкость продуктов сгорания (Vc)ср
; параметр M, учитывающий влияние на интенсивность теплообмена уровня расположения горелок, критерий поглощательной способности (критерий Бугера)Bu. Коэффициент тепловой эффективности равен произведению углового коэффициента x на коэффициент ζ, учитывающий тепловое сопротивление загрязнения или закрытие изоляцией ψ= x∙ζ; Так как стены топки закрыты экранами с разными значениями коэффициента тепловой эффективности ψ, среднее значение коэффициента тепловой эффективности где Топка котла имеет следующее экранирование: стены топки покрываются испарительными поверхностями нагрева, на потолке расположен радиационный пароперегреватель. Определяем следующие коэффициенты тепловой эффективности: для экранных стен топочной камеры Угловой коэффициент гладкотрубных экранов определяется в зависимости от их конструкции по номограмме 1 [1]: Для однорядного настенного экрана номограмма 1а, кривая 3 xвых = 1 Для газового окна xго = 1 Коэффициент ζ, учитывающий снижение тепловосприятия экрана при его загрязнении или закрытии его поверхности изоляцией, принимается по [1], в зависимости от вида сжигаемого топлива. Для каменных углей принимаются следующие коэффициенты [1, табл. 6-3]: Для настенных гладкотрубных экранов в камерных топках ζЭК
=0,45. Для выходного окна топки, отделяющего топку от расположенной за ним поверхности нагрева, коэффициент ζго
определяется по формуле ζвых
=ζэк
∙β, где ζ - коэффициент; принимается по таблице 6.3 [1], таким же, как для настенных экранов; β - коэффициент, учитывающий взаимный теплообмен между топкой и поверхностью нагрева. При размещении за окном топки ширм коэффициент β принимается равным 0,6 при сжигании твердых топлив. ζвых
=0,45∙0,6=0,27; коэффициенты тепловой эффективности Параметр М, учитывающий влияние на интенсивность теплообмена относительного уровня расположения горелок, степени забалластированности топочных газов и других факторов, определяется по [1.п.6-18]. Для камерных топок параметр М рассчитывается по формуле М=Мо
∙(1-0,4∙xг
)∙ Мо
- коэффициент, принимается для пылеугольных топок с твердым шлакоудалением при встречном расположении горелок Мо
=0,44. xг
- величина, характеризующая относительный уровень расположения горелок в топке. xг
=hГ
/HТ
, где HТ
- расчетная высота топки, определяется как расстояние от середины холодной воронки до середины выходного окна топочной камеры HТ
=22,47 м; hГ
=3,45 м; xг
=3,45/22,47=0,154. где r = 0 – коэффициент рециркуляции. где где Для топок с твердым шлакоудалением при сжигании каменных и тощих углей tГВ
=300÷420 о
С. Принимаю tГВ
=400 о
С, тогда Энтальпия присасываемого воздуха Адиабатическая температура горения Адиабатическая температура горения где Величина температуры дымовых газов на выходе из топки Принимаю Основной радиационной характеристикой продуктов сгорания служит критерий поглощательной способности (критерий Бугера). Bu=kps, где k - коэффициент поглощения топочной среды, 1/(м∙МПа). Рассчитывается по температуре и составу газов на выходе из топки. При его определении учитывается излучение трехатомных газов (RO2
, H2
O) и взвешенных в их потоке частиц сажи, летучей золы и кокса; p - давление в топочной камере, МПа. Для котлов без наддува p=0,1 МПа; s - эффективная толщина излучающего слоя, м. При сжигании твердых топлив коэффициент поглощения топочной среды k=kГ
+kЗЛ
∙μЗЛ
+kКОКС
∙μКОКС
, где kГ
- коэффициент поглощения лучей газовой фазой продуктов сгорания (RO2
, H2
O) , определяется по формуле где kμЗЛ
- коэффициент поглощения лучей частицами золы, определяется по формуле kμЗЛ
= где μЗЛ
- концентрация золы в продуктах сгорания, определяется по таблице1. μЗЛ
=0,01; kμЗЛ
= kμКОКС
- коэффициент поглощения лучей частицами кокса; принимается по таблице 6.2 [1]. Для каменных углей kμКОКС
=0,2. k=kг
+ kμЗЛ
+ kμКОКС
k=0,63+1,65+0,2=2,48(м∙МПа) Bu=k·p·s Bu=2,48∙0,1∙6,9=1,71. Эффективное значение критерия Бугера Расчет температуры газов на выходе из топки при заданных конструктивных характеристиках производится по формуле где т.к. 7. Тепловой расчёт ширм Ход пара в ширмовых перегревателях, включает в себя охлаждающий впрыск. Ширмы делятся на средние и крайние, между ними впрыск. В связи с этим порядок расчета примем следующий: данные которые не подлежат изменению в районе ширм сведем в пункт 7.1-7.3. Затем данные для средних ширм сведем в пункт 7.4 Характеристику впрыска сведем в пункт 7.5, крайние ширмы – 7.6 7.1 Температура дымовых газов на входе в ширмы (из расчёта топки)
7.2 Энтальпия дымовых газов на входе в ширмы (из расчёта топки)
7.2.3 Температура дымовых газов на выходе из ширм
по рекомендации [2] на 150-300° меньше. 7.2.4 Энтальпия дымовых газов на выходе из ширм
7.2.5 Средняя температура дымовых газов
7.3 Конвективное тепловосприятие ширм
7.3.1 Тепловая нагрузка входного окна
7.3.2 Лучистое тепло, воспринятое плоскостью входного сечения ширм
7.3.3 Тепло излучения из топки, проходящее через ширмы
где a
= 0,38- с
тепень черноты потока газов (по номограмме 2); 7.3.4 Тепло излучения из ширм на последующие поверхности нагрева
7.3.5 Количество лучистого тепла проходящего через ширмы
7.3.6 Количество лучистого тепла, попадающего на ширмы и дополнительные поверхности нагрева
7.3.7 Количество лучистого тепла воспринятого экранами
7.3.8 Тепловосприятие ширм по балансу
Q
б
= 7.3.9 Из них на дополнительные пов-ти средних ширм
Принимается в пределах [80¸400], принимаем 7.4 Средние ширмы
7.4.1 Температура пара на входе
7.4.2 Энтальпия пара на входе
7.4.3 Температура пара на выходе
7.4.4 Энтальпия пара на выходе
7.4.5 Средняя температура пара
7.4.6 Температура загрязненной поверхности
Коэффициент загрязнения ширмового пароперегревателя 7.4.7 Температурный напор
7.4.8 Тепловосприятие ширм по уравнению теплообмена
к-
коэффициент теплопередачи - средний коэффициент теплоотдачи конвекцией - коэффициент теплоотдачи конвекцией при продольном омывании (номограмма14) - коэффициент теплоотдачи конвекцией при поперечном омывании (номограмма12) - коэффициент загрязнения (по п. 7.49) 7.4.9 Тепловосприятие доп. поверхностей по уравнению теплообмена
7.5 Впрыск первый
7.5.1 Температура пара на входе
7.5.2 Энтальпия пара на входе
7.5.3 Температура пара на выходе
7.5.4 Энтальпия пара на выходе
7.5.5 Количество впрыскиваемого конденсата
7.6 Крайние ширмы
7.6.1 Температура пара на входе
7.6 .2 Температура пара на выходе
7.6 .3 Энтальпия пара на входе
7.6.4 Энтальпия пара на выходе
7.6 .5 Средняя температура пара
7.6 .7 Температура загрязненной поверхности
7.6.8 Температурный напор
7.6 .9 Тепловосприятие ширм по уравнению теплообмена
7.6.10 Тепловосприятие доп. поверхностей по уравнению теплообмена
7.7 Итог
7.7.1 Суммарное тепловосприятие ширм
7.7.2 Относительная невязка баланса
Такая невязка баланса является допустимой, т.к. она не превышает 2%, и на дальнейшие расчёты не окажет существенного влияния. Далее расчеты сведем в таблицы. 8. Расчет фестона
Коэффициент теплоотдачи конвекцией: при поперечном омывании 4,19 номограмма 12 4,19 номограмма 19 9. Поворотная камера
4,19 номограмма 19 10.
I
ступень пароперегревателя (КПП холодной ступени)
4,19 номограмма 13 4,19 номограмма 19 11.
III
,
IV
ступени пароперегревателя (КПП горячая ступени)
Расположение 3 и 4 ступеней КПП в опускном газоходе подобно. Но в следствии наличия впрыска температурные напоры различны, а следовательно энтальпия газов различна. Температура газов на входе в 3 и 4 ступень одинакова, а на выходе примем в расчете среднюю температуру Расчет 3 и 4 ступеней КПП сведен в таблицы, аналогично расчету района ширм 11
.1
Общее
4,19 номограмма 13 4,19 номограмма 19 11
.
2
III
ступень КПП
11
.
3
Впрыски второй
11
.
4
IV
ступень КПП
11
.
5 Итог
12. ВЭК
II
ступени
4,19 номограмма 13 4,19 номограмма 19 13. ВЗП
II
ступени
Коэффициент теплоотдачи конвекцией 4,19 номограмма 14 4,19 номограмма 19 4,19 номограмма 13 14. ВЭК
I
ступени
4,19 номограмма 13 4,19 номограмма 19 15. ВЗП
I
ступени
Коэффициент теплоотдачи конвекцией 4,19 номограмма 14 4,19 номограмма 19 4,19 номограмма 13 Уточнение параметров баланса
16. Аэродинамический расчет котла
Вр
=16,57 кг/с; aт
= 1,2; V0
=4,58 м3
/кг; Vг
=6,021 м3
/кг; Таблица 3. Исходные данные мм
мм 16.1 Расчет аэродинамического сопротивления участка газового тракта в пределах котла Разряжение газов на выходе из топки hт
¢¢ =2 мм.вод.ст.[5, п.2-56]; Сопротивление ширмового пароперегревателя (сопротивление ширм учитывается только при скоростях более 10 м/с); Сопротивление "горячей" ступени пароперегревателя (КПП2); Динамическое давление ступени (КПП2): Коэффициент сопротивления коридорных гладкотрубных пучков при поперечном омывании: где коэффициенты Сопротивление КПП2 с учетом поправочного коэффициента где к=1,2- поправочный коэффициент для змеевиковых пакетов и ширмовых поверхностей при нормальной степени загрязнения [5, п.п. 2-9] Сопротивление "холодной" ступени конвективного пароперегревателя (КПП1) Динамическое давление ступени (КПП1): Коэффициент сопротивления коридорных гладкотрубных пучков при поперечном омывании: Сопротивление КПП1 с учетом поправочного коэффициента Сопротивление поворотной камеры: Поворот на 900
(см. рис. 2) Рис. 3. Поворотная камера конвективного газохода Динамическое давление в ВЭ2: Сечение газохода в начале поворота: Сечение газохода в конце поворота: Отношение площадей: Значение для произведения Коэффициент, зависящий от угла поворота В = 1 при угле поворота 90°, [5, п.п. 1-29]; Коэффициент, зависящий от форм сечения С = 1 для колен с острыми кромками, [5, п.п. 1-29]; Коэффициент сопротивления на повороте Сопротивление поворота: Сопротивления шахматных гладкотрубных пучков при поперечном омывании водяного экономайзера второй ступени-ВЭ2: Коэффициент, учитывающий форму шахматного пучка Сs
= 1,04 [5, рис.VII-7]; Коэффициент Сd
= 1,0 [5, рис.VII-7]; Dhгр
=0,54 мм.вод.ст Сопротивление одного ряда шахматного пучка Dh0
= Cs
*Cd
*Dhгр
= 1,04*1,0*0,54 =0,562 мм.вод.ст. Zр
-число рядов для второй ступени ВЭ2 равно 16, тогда Расчет сопротивления воздухоподогревателя второй ступени-ВП2: Dhтр
= Dh¢гр
*l, мм.вод.ст Сопротивление трения на 1 метр длины труб: Dh¢гр
=2,2 мм.вод.ст./м [5, рис.VII-4]; Длина труб l =1,619 м. Сопротивление трения в трубах ВП2: Dhтр
=Dh¢гр
*l =2,2*1,619=3,562 мм.вод.ст. Сопротивления шахматных гладкотрубных пучков при поперечном омывании водяного экономайзера первой ступени-ВЭ1: Коэффициент, учитывающий форму шахматного пучка Сs
= 1,02 [5, рис.VII-7]; Коэффициент Сd
= 1,0 [5, рис.VII-7]; Dhгр
=0,8 мм.вод.ст Сопротивление одного ряда шахматного пучка Dh0
= Cs
*Cd
*Dhгр
= 1,02*1,0*0,8 =0,816 мм.вод.ст. Zр
-число рядов для первой ступени ВЭ1 равно 48, тогда Расчет сопротивления воздухоподогревателя первой ступени-ВП1: Dhтр
= Dh¢гр
*l, мм.вод.ст Сопротивление трения на 1 метр длины труб: Dh¢гр
=2,0 мм.вод.ст./м [5, рис.VII-4]; Длина труб l =2,017 м. Сопротивление трения в трубах ВП2: Dhтр
=Dh¢гр
*l =2*2,017=4,034 мм.вод.ст. Отношение меньшего сечения труб к большему: ВП2: Fм
/Fб
= (0,785*d2
вн
)/(S1
* S2
) =(0,785*0,0322
)/(0,064*0,048) = 0,261 [5, п.п. 2-22]; Коэффициент сопротивления входа: zвх
=0,37 [5, рис.VII-11]; Коэффициент сопротивления выхода: zвых
=0,6 [5, рис.VII-11]; Количество отдельных кубов m = 2; Динамическое давление Hдин
=3,7 мм.вод.ст. [5, рис.VII-2]; Сопротивление входа в трубы и выхода из них: Dhдин
= m(zвх
+ zвых
)*Hдин
=2*(0,37 + 0,6)*3,70 =7,178 мм.вод.ст. Общее сопротивление ВП2 с учетом поправочного коэффициента: DhВП
= (Dhтр
+ Dhдин
)*К = (4,034+7,178)*1,0 =11,212 мм.вод.ст. ВП1: Fм
/Fб
= (0,785*d2
вн
)/(S1
* S2
) =(0,785*0,0322
)/(0,060*0,082) = 0,163 [5, п.п. 2-22]; Коэффициент сопротивления входа: zвх
=0,41 [5, рис.VII-11]; Коэффициент сопротивления выхода: zвых
=0,75 [5, рис.VII-11]; Количество отдельных кубов m = 2; Динамическое давление Hдин
=5,4 мм.вод.ст. [5, рис.VII-2]; Сопротивление входа в трубы и выхода из них: Dhдин
= m(zвх
+ zвых
)*Hдин
=2*(0,41 + 0,75)*5,4 =12,528 мм.вод.ст. Общее сопротивление ВП1 с учетом поправочного коэффициента: DhВП
= (Dhтр
+ Dhдин
)*К = (4,034 +12,528)*1,0 =16,562 мм.вод.ст. 16.3Аэродинамический расчет газопроводов.Выбор золоуловителя. Средний объем дымовых газов за ВП1: Vг
= 6,77 м3
/кг; Присосы воздуха за ВП1: Daвп1
= 0,03 [табл. 1]; Теоретический объем воздуха: V0
= 4,58 м3
/кг; Объем уходящих газов: Vух
г
=Vг
+Daвп
*V0
=4,58+0,03*6,03 =5,16 м3
/кг. Часовой расход уходящих газов: Vух
час
=Вр
*Vух
г
((Jд
+273)/273)*3600=16,57*5,16*(428,07/273)*3600= 356,2*103
м3
/час. В качестве золоуловителя выбираем батарейный циклон для котлов с производительностью 200 т/час. Типоразмер батарейного циклона: УГ2-3-53-01. [5, таб. III-4] Производи- тельность м/с Расчет сопротивления участка от выхода из воздухоподогревателя до входа в золоуловитель (Приложение1). 16.4 Компоновка газового тракта от выхода из котла до золоуловителя (участка II Г) и расчет его аэродинамического сопротивления Расчет сопротивления трения на II участке (от выхода из котла до золоуловителей) DhII
=Dh Расчет сопротивления раздающего короба Площадь сечения подводящего канала Fпод
= h Площадь сечения отводящего канала Fотв
= h Коэффициент сопротивления раздающего короба [5, п. 1-43]. zкороб
= 1,1 + 0,7 Скорость на входе в короб и на выходе из него Динамическое давление [6, рис. VII-2] hдин
=4,4 мм вод. ст. Коэффициент местного сопротивления шибера [5, табл. VII-3] ζшиб
=0,1 Сопротивление раздающего короба Δhкороб
= (zкороб
+ζшиб
) Определение сопротивления поворота после раздающего короба Угол поворота (прил. 1) α =30 0
. Отношение радиуса закругления кромок к ширине газопровода r/b = 0.25 Отношение размеров поперечного сечения газопровода a/b = 6/1,205=4,98 Поправочный коэффицикнт к сопротивлению поворотов, зависящий от формы сечения [5, рис. VII-17] С=0,9 Поправочный коэффициент к сопротивлению поворотов, зависящий от угла поворота [5, рис. VII-16] В=2,3 Произведение Коэффициент сопротивления поворота Сопротивление поворота Dh Сопротивление поворота Dh Расчет сопротивления диффузора перед ЗУ Рис.4. Эскиз диффузора перед электрофильтром. Отношение меньшего значения площади диффузора к большему F1
/F2
=(1,205·6)/(1,205·7,2)=0,833. Коэффициент полноты удара плоского диффузора [5, рис. VII-12] Коэффициент сопротивления диффузора при внезапном увеличении сечения [5, рис. VII-11] Коэффициент сопротивления диффузора Динамическое давление в меньшем сечении [5, рис.VII-2]. Hдин 1
=4,4 мм вод.ст. Сопротивления диффузора Dhдиф
= Сопротивление трения всего участка IIг
(от ВП до ЗУ, по осям газопровода) Длина всего участка L=22,796 м Длина прямого наибольшего участка l=3 м Эквивалентный диаметр dэ
=a∙h/(a+h)=9,536·1,205/(11,578+1,205)=1,091м. Скорость газов wг
= 10,21 м/с. Динамическое давление [5, рис.VII-2]. Hдин 1
=4,6 мм вод.ст. Коэффициент сопротивления трения [5, табл. VII-2]. λ=0,03, при dэ
>0,9 м Сопротивление трения Dh Сопротивление трения всего участка Dhтр
=Dh Сопротивление шибера Коэффициент сопротивления шибера [5,стр.174,таб.VII-3,п.16] Скорость газов на выходе из короба Динамическое давление Н Сопротивление шибера Сопротивление входного канала Коэффициент сопротивления канала [5,стр.172,таб.VII-3,п.1] Динамическое давление Н Сопротивление канала Сопротивление всего участка DhII
=Dh =5,16 +5,16 +0,22+8,144 +2,758 +2.2=23,642 мм вод.ст. Расчет сопротивления электрофильтра (5,стр75) Электрофильтр УГ2-3-53-01 Ожидаемая степень очистки газов до 95 % (5,стр.79). Сопротивление электрофильтра (5,стр.33) 16.5 Предварительный выбор дымососа Примерная длина газопроводов от воздухоподогревателя до дымососа L=55,717 м. Присосы на каждые 10 метров Da10 м
=0,01 [5, п. 2-29]. Присосы для электрофильтра Daэф
=0,05 [5, п. 2-29]. Присосы воздуха в газопроводе Da=L/10∙Da10 м
+Daбц
=55,717/10∙0,05+0,01=0,379. Избыток воздуха в уходящих газах (тепловой расчет). aух
=1,2 Температура "холодного" воздуха (тепловой расчет). tхв
=300
С Температура газов у дымососа Объем газов у дымососа V Часовой расход газа у дымососа: V Выбор дымососа Количество дымососов z=2. Коэффициент запаса на производительность [5, табл. 4-1]. b1
=1.1 Барометрическое давление (принимается) hбар
=760 мм рт. ст. Требуемая расчетная производительность дымососа Qдс
р
=b1
∙(Vдс
/hбар
)∙760∙0,6=1,1∙(603,4∙103
/760)∙760∙0,6=398,2∙103
м3
/час. Предварительная оценка давления до дымососа По сводному графику характеристик центробежных дымососов двухстороннего всасывания выбираем дымосос типа 0.8-37 Д-25х2ШБ с частотой вращения 370 об/мин [5, рис. lll-53]. 16.6 Компоновка газового тракта от выхода из золоуловителя до входа в дымосос (участка IV Г) и расчет его аэродинамического сопротивления Сопротивление раздающего короба Площадь сечения подводящего канала Fпод
=2∙h∙a=2∙6 ∙1,488 =17,568м2
. Ширина отводящего канала аотв
=2,75 м. Высота отводящего канала hотв
=1,488 м. Площадь сечения отводящих каналов Fотв
=4∙аотв
∙hотв
=2,75∙1,488∙4=16,368 м2
. Коэффициент сопротивления раздающего короба [5, п. 1-43]. zк
=1,1+0,7∙(Fпод
/Fотв
)2
=1,1+0.7∙(17,568 /16,368)2
=1,906 Скорость газов в коробе wк
=(Bp
∙V =(16,57∙7,991 ∙(117,397+273))/(16,368 ∙273)=10,241 м/c. Динамическое давление в коробе [5, рис. VII-2]. hдин
=4,6 мм вод. ст Коэффициент сопротивления конфузора [5, стр.174,табл,VII-3,п.17] Сопротивление раздающего короба Dhкороб
=(zк
+ Определение сопротивления поворота на 45 Отношение радиуса закругления кромок к ширине газопровода r/b=1 (принимается) Отношение размеров поперечного сечения а/b=1,488/2,75=0,72. Коэффициент, учитывающий форму сечения [5,рис. VII-17]. С=1,1 Коэффициент, зависящий от угла поворота [5, рис. VII-16]. В=0,61 Произведение z0
∙КD
[5, рис. VII-15а] z0
∙КD
=0,45 Коэффициент сопротивления поворота [5, п.1-29]. xпов
=z0
∙КD
∙В∙С=0,45∙0,61∙1,1=0,3 Скорость дымовых газов wк
=(Bp
∙V =(11,25∙8,848 ∙(117,397+273))/(16,368 ∙273)=10,241 м/c. Динамическое давление [5, рис. VII-2]. hдин
=4,6 мм вод.ст. Сопротивление поворота Dhпов
=xпов
∙hдин
=0,3∙4,6 =1,38 мм вод.ст. Расчет сопротивления трения всего участка (от ЗУ до ДС) Длина всего участка L=17,01 м. Длина наиболее прямого участка l=2 м. Эквивалентный диаметр dэ
=(а∙b)/(а+b) =(15,712∙1,488)/(15,712+1,488)=1,359 м. Скорость газов w=10,241 м/с.
|