Расчет парогенератора ГМ-50-1

Для незапылённой поверхности k×p×S = k_г×r_n×S×p, где р = 1кгс/ см²; r_n=0,2474;

 
 
 

р_n×S = r_n×S = 0,2474×2,03 = 0,5022

      По  номограмме находим k_г = 0,66 Þ  

По номограмме находим С_г=0,96; a_н=170 ккал/м²×ч×^оС; Þ a_л = a_н×а×С_г =170×0,2819×0,96=46 ккал/м²×ч×^оС 

6.9.4)  

 

Находим температурный  напор:

 
 
 

6.10) Если тепловосприятия фестона по уравнениям теплового баланса и теплопередачи отличаются менее чем на 5%, то температура за фестоном задана правильно:

 
 
 

т.о. поверочный расчёт выполнен. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

VII. Определение тепловосприятий пароперегревателя, экономайзера,

  воздухоподогревателя  и сведение теплового баланса парового котла. 

1. При выполнении расчёта в целях уменьшения ошибок и связанных с ними пересчётов до проведения поверочно-конструкторских  расчётов пароперегревателя целесообразно  определить тепловосприятия этих поверхностей по уравнениям теплового баланса и свести тепловой баланс по паровому котлу в целом.
2. Тепловосприятия пароперегревателя и воздухоподогревателя определяют по уравнениям теплового баланса рабочего тела (пара, воздуха), а тепловосприятие экономайзера – по уравнению теплового баланса теплоносителя (продуктов сгорания).
3. Тепловосприятие пароперегревателя определяют по формуле:

Находим при  P_пе=40 кгс/см²  и t_пе=440^oC  Þ  i_пе=789,8 ккал/кг;

            при  P_б=45 кгс/см²  и температуре насыщения Þ  i_н=668,1 ккал/кг;

            Di_по=15 ккал/кг;

 

      Тепло, воспринимаемое пароперегревателем за счёт излучения факела топки, принимаем  для упрощения расчётов равным нулю(Q_пе^л =0), а угловой коэффициент фестона Х_ф=1.

      В этом случае полное тепловосприятие  пароперегревателя численно совпадает  с тепловосприятием конвекцией: Q_пе^к = Q_пе.

 Для газохода пароперегревателя уравнение теплового  баланса теплоносителя (дымовых  газов) имеет вид: 

 Это уравнение  решают относительно искомой энтальпии  газов за пароперегревателем: 

 
 

      Полученное  значение энтальпии газов за пароперегревателем позволяет определить температуру дымовых газов за ним u²_пе=601,52⁰С;

7.4) Тепловосприятие воздухоподогревателя определяют по уравнению теплового баланса рабочего тела (воздуха), т.к. температура горячего воздуха (после воздухоподогревателя) задана. Тепловосприятие воздухоподогревателя зависит от схемы подогрева воздуха. Т.к. предварительный подогрев воздуха, и рециркуляция горячего воздуха отсутствуют, то тепловосприятие воздухоподогревателя определяем:

 

где I^о_гв находим по t_гв=220^oC  Þ  I^о_гв=745,2 ккал/кг;  

      b²_вп – отношение объёма воздуха за воздухоподогревателем к теоретически необходимому:

 

       Тепловосприятие воздухоподогревателя по теплоносителю (продуктам сгорания) имеет вид:

 
 
 
 
 
 
 

      где I_ух – энтальпия уходящих газов, которую находим по t_ух=150^oC  Þ  I_ух=709,135 ккал/кг;

 I^о_ух – энтальпия теоретического объёма воздуха, которую при t_прс=( t_гв + t^’_в)/2=(220+30)/2=125 ^oC  Þ  I_прс=421 ккал/кг;  
 

      Полученное  значение энтальпии газов за экономайзером  позволяет определить температуру дымовых газов за ним u²_эк=301,87⁰С;

5. Тепловосприятие водяного экономайзера определяют по уравнению теплового баланса теплоносителя (дымовых газов):

 

6. Определяем  невязку теплового баланса парового котла:

 

 
 
 
 

 
 

VIII. Поверочно-конструкторский расчёт пароперегревателя. 

1. Целью поверочно-конструкторского расчёта пароперегревателя является определение его поверхности  нагрева при известных тепловосприятиях, конструктивных размерах и характеристиках. Тепловосприятие пароперегревателя  определено ранее, конструктивные размеры и характеристики поверхности заданы чертежом. Решением уравнения теплопередачи определяют требуемую (расчётную) величину поверхности нагрева пароперегревателя, сравнивают её с заданной по чертежу и принимают решение о внесении конструктивных изменений в поверхность.
2. По чертежам парового котла составляем эскиз пароперегревателя в двух проекциях на миллимет-ровой бумаге в масштабе 1:25.
3. По чертежам и эскизу заполняем таблицу:

Конструктивные  размеры и характеристики пароперегревателя

8.3.1) Поверхность нагрева для каждой ступени пароперегревателя определяют по наружному диаметру труб, полной длине змеевика (с учётом гибов) l и числу труб в ряду (поперёк газохода) z₁. В неё также включается поверхность труб, примыкающих к обмуровке, называемая дополнительной, которую определяют как произведение площади стены (потолка) F_ст, занятой этими трубами, на угловой коэффициент х, определяемый по номограмме на основании соотношений S₁/d и е/d причём е/d @ r/d =0,5 Þ х=0,75.

      Таким образом, с учётом особенностей конструкции  пароперегревателей поверхность нагрева  определяем по формуле:

Н = p×d×z₁× l + F_ст ×х.

2. Глубину газового объёма до пучка и глубину пучка определяют по рекомендациям и чертежу.
3. По значениям шагов для пароперегревателя и диаметру труб находим эффективную толщину излучающего слоя:

 
 

4. Площадь живого сечения для прохода газов  на входе и выходе определяют по формуле:

F = a ·b – d·z₁· l_пр = 1,68·5,2 – 68·0,032·1,55 = 5,363 (м²);

      Площадь живого сечения для прохода пара:

 

4. Составляем  таблицу исходных данных поверочно-конструкторского теплового расчёта пароперегревателя:

 

 Средний удельный объём пара находят по удельным объёмам пара в состоянии насыщения и перегретого пара:

Все остальные  величины определены ранее.

5. Коэффициент теплопередачи определяют для пароперегревателя в целом по средним значениям необходимых величин из таблиц.

       Коэффициент теплопередачи от газов к стенке для всех схем пароперегревателей определяют по формуле: 
 

8.5.1) Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке для всех схем пароперегревателей определяют по формуле: 

      Где a_к - коэффициент теплоотдачи конвекцией; a¢_л - коэффициент теплоотдачи излучением газового объёма в трубном пучке; y - коэффициент тепловой эффективности поверхности; x = 1. 

      Для определения a_к - коэффициента теплоотдачи конвекцией от газов к стенке труб, рассчитаем среднюю скорость газового потока: 

 
 
 

      При поперечном омывании шахматных пучков дымовыми газами коэффициент теплоотдачи  конвекцией, отнесённый к полной  расчётной поверхности, определяют по номограмме:

      a_н=80 ккал/м²×ч×^оС;  добавочные коэффициенты: С_z=1; С_ф=0,98; С_s=1; Þ a_к = a_н×С_z×С_ф×С_s = =80×1×0,98×1 = 78,4 ккал/м²×ч×^оС;

 Для нахождения a_л используем номограммы и степень черноты продуктов горения ‘a’: