Text
WWW.03-TS.ru
МИНИСТЕРСТВО РЫБНОГО ХОЗЯЙСТВА СССР
Калининградские технич ски. институт рыбной промышленности
и хозяйства т
4
-
♦
I
t
| Ц ТЕПЛОТЕХНИКА
ПРИМЕР РАСЧЕТА ПАРОВОГО КОТЛА
типа да вр
Методические указания к курсовому
проектированию и самостоятельной
работе студентов специальности 17.06
1 Машины и аппараты пищевых производств"
Калининград
1991
В.И. ТИХОНОВ
S" 4 Cl । ()
г
Ь Ьл|)
I
ТЕПЛОТЕХНИКА
ПРИМЕР РАСЧЕТА ПАРОВОГО КОТЛА,
Методические указания к курсовому проектированию
и самостоятельной работе студентов специальности
0.7.06 "Машины и аппараты пишевых производств"
Редактор А.Шурыгина Корректор В.Татаринова
УОП КТИРПХ Заказ . Тираж 50 экз.
Объем 5,3 п.л. Цена 44 коп.
УДК 629,12:621.18
я-,
УТВЕРЖДЕНО
Ректором Калининградского
технического института рыбной
промышленности и хозяйства
АВТОР - Тихонов В.М., к.т.п, , доцоит кафедры судовых
энергетических установок Калининградского те.'лн gjckoi
института рыбной промышленности и хозяйства
Методические, указания рассмотрены и одобрены кафедрой
судовых энергетических установок калининградского тех (АескоГс
института рыбной промышленности и хозяйства 29 цнкагря
протокол № 6 -н «
19 Т
РЕЦЕНЗЕНТ - кафедра теплотехники Астраханского гехни' еск
института рыбной промышленности и хозяйства
<
I
*
Калининградский технический, институт,- рыбной .ромышл
ц .хозяйства, JL9Q1 г.
о-.
ввдаиЕ
Наиболее распространенным средством обеспечений потребнос-
тей промышленных предприятий в тепловой энергии являются паровые
котлы средней и малой мощности. От их надежности и эффективности
зависит часто работа промышленных предприятий, которые они снаб-
жают паром, причем отражается это не только на стоимости выпуска-
емой продукции, но и на ее количестве и качестве.
В программе, принятой на ХХУП съезде КПСС, предусмотрены ме-
роприятия по экономии топливно-энергетических ресурсов. Среди
них - повышение эффективности эксплуатации промышленных котельных.
Без углубленного изучения курса паровых котлов грамотно проектиро-
вать и эксплуатировать котлоагрегаты невозможно. Закрепление зна-
ний, полученных на лекциях, лабораторных и практических занятиях
происходит на стадии самостоятельной работы и курсового проектиро-
вания и, как показывает опыт, дается студентам с большим трудом.
Вместо 50-60 часов на проект учащиеся затрачивают•времени в 2-3 раза
больше, причем, в основном,на расчеты, а на изучение конструкции,
условий эксплуатации и анализ полученных результатов не остается
времени. Особую трудность представляет тепловой расчет^котлоагре-
гата. Из-за отсутствия четкой методики проектирования, разбросан-
ности материала, ошибочных рекомендаций и т.д. учащимся приходится
преодолевать много трудностей.
Настоящие указания разработаны с целью исправления вышепере-
численных недостатков. Для примера выбран наиболее распространен-
ный парогенератор средней гроиэводительности типа ДКВр (рис. I).
Все расчеты выполнены в Международной системе единиц (СИ) по стан-
дарту СЭВ 1052-78. "Метрология. Каиницы физических величин". Зада-
ние на проектирование и требования к выполнению проекта изложены
в методических указаниях /б/ или в табл, 10П.
Котел типа ДКВр мазутный
1 - верхний барабан; 2 - низкий барабан; 3 - экран; 4 - кипя-
тильные трубы; 5 - перегородка; Л - коллекторы- 7 - опускная
труДа; 8 - трубы,соединяющие коллекторы . ань барабаном:
9-металлическая рама; IO-перегоррдка; Ц <сра_догорания.
Чу •
Тис. I.
Котел типа ДКВр угольный
Т
Рис. 2
дели необходимо рассчитать котел в рамках домашнего задания
1 или самостоятельной работы, то, в отличив от курсового проекта,
) из 1Оясну" -мной записки исключается описание конструкции, чуре-
। < ь мерс;. да:и’ до обеспечению эффективности и надежности работы
у гла и че выполняются на миллиметровках формата I или !•».
! Однако при защите работы студент должен быть готов ответить на
; любые вопросы в объеме курсового проекта, так как при проектиро-
। вании котла учащийся должен четко представлять себе его конструк-
I
I цию и условия эксплуатации.
1 И отличие от поверочного расчета, обычно предлагаемого сту-
| центам /11, 12/ , здесь задается конструктивным расчет анало-
। гично работам /16, I?/ , причем последняя выполняется с исполь-
। зованием современной вычислительной техники» Конструктивный расчет
' позволяет учащемуся спроектировать котлоагрегат более экономич-
1 ный, чем прототип и существенно от него отличающийся. При желании
। студента выполнять работу в рамках ПИРС преподаватель может изме-
нить схему и конструктивные характеристики прототипа, но в обычной
| жботе характерные особенности котла типа ДКВР (диаметр труб, шаг,
ширина газохода, диаметр барабанов и т.д.) сохраняются.
Согласно заданию необходимо выполнить тепловой, газодинами-
ческий и прочностной расчеты котлоагрегата. В зависимости от ьида
работы (курсовой проект, домашнее задание, самостоятельная или
контрольная работа) учащемуся может быть предложен полный расчет
котлоагрегата или часть его. Для обеспечения работы студента в
длинной методичке приведены все виды расчета основных узлов котло-
агрегата пр»» сжигании в топке мазута и угля и полученные резуль-
таты сопоставлены с характеристиками прототипа (см. табл. 211*711).
Дается также пример объяснения имеющихся отклонений.
Особенностью расчета является определение максимального Л1Д-
~ 9-
брутто и выбор оптимальной температуры питательной вода.
При пользовании данной методичкой следует учитывать, что
большинство зависимостей, приведенных в примере расчета, отно-
сятся только к данной конструкции и виду топлива, Для других за-
даний приведенные формулы необходимо согласовать с нормативным
методом /1, 2, b/.
Методические указания могут быть полезны инженерам-тепло-
техникам, эксплуатирующим паровые котлы береговых предприятий.
I. ЗАДАНИЕ Таблица 1
Наименование Обозна- чение Размер- ность Численное зна- чение
Вар. I Вар, П
Паропроизводительность котла т/ч кг/с 6,5 1,81
Давление пара (абсолютное) Р* МПа 1.4
Температура питательной воды Топливо " •. . IV • < '* Прототип h ifi4 . ‘-/’а 1 °C 5( Мазут 40 се^нис- ДКВР-4- -13 ) Кузнец- кий ЖВР- -6,5- 13
Исходные данные звлйсывёются согласно варианту по табл. 10П.
Производительность прототипов котлов, работающих на мазуте и
газе, выбирается меньше заданной, так как при эксплуатации на жид-
ком или газообразном топливе котлы типа ДКВР форсируются на
40*60%.
Основной задачей расчета явЛЯется обеспечение максимальной
эффективности котлоагрегата, поэтому КПД котла выбирается наиболь-
шим по условиям задания.
В данном примере рассчитан котел, вырабатывающий насыщенный
-10-
nap, с аксиома, зепом. Включение в состав котлоагрегата пиропор< 1
реьателя .юдтхоподогреэателя определяется дополни"ельиым эцди
нием преподавателя.
Выбор форсунки для сжигания жидкого топлива обусловлен тре-
бованиями к эксплуатации котла. Чаще всего ставят нерегулируемые
механические центробежные как наиболее простые, если производитель
ность котла регулируется по системе "включено-выключено", . ме-
ханические ротационные форсунки или паромеханические центробежные,
если необходима плавная регулировка нагрузки. При подаче пара на
распыл топлива необходимо учитывать тепло ( вносимое в топку
при расчете /b/ . В данном примере выбрана механическая рота-
ционная форсунка.
Для сжигания угля в котлах производительностью до 6,5 т/ч ре-
комендована /3, 4, 5, 8, II, 19/топка с пневмомеханическим заб-
расывателем (1ЫЗ) и ручной колосниковой решеткой с поворотными Ко-
лосниками (Н1К).
Температура за топкой (tar) при сжигании угля должна быть ни-
же температуры начала деформации золы на 50 °C, а для мазут-
ных топок желательно поддерживать в пределах 1200»1400 °C. При
меньшей температуре в топке образуется сажа, которая заносит по-
верхности теплообмена и понижает КПД котла, а при большей - проис-
ходит разрушение обмуровки.
Все исходные данные для расчета котла сведены в табл.2.1,
3.1 и 4.1. Такая необычная форма принята для облегчения учащемуся
поиска необходимой справочной величины и исключения повторения ис-
ходных данных при расчете различных узлов котлоагрегата. Таблица
заполняется студентом постепенно1 по мере выполнения расчета кот-
ла ' и заканчивается при расчете последнего узла. Удобство такой
формы расчетов подтверждено опытом использования студентами мето-
дических указаний:
-di-
ТИХОНОВ В.и!. Пример расчета утилизационного парогенератора;
Методические указания к курсовому проектированию поТспециальности
' . 0517, 0525 и 1612. - Калининград; КТИРПХ, 1983. - 39 с.
ТИХОНОВ В. 114. Пример теплового расчета парогенератора промыш-
ленного предприятия; Методические указания.к курсовому проектиро-
ванию по специальности ' 0э17. - Калининград; КТИРПХ, 1984. - 44 с.
При пользовании данными методическими указаниями следует
иметь в виду, что расчет произведен для выбранной конструкции про-
тотипов и для других конструктивных схем необходимо производить
корректировку согласно нормативным документам.
Рекомендуется перед расчетом тщательно изучить конструкцию
котлоагрегата, а методику расчета согласовать со справочными дан-
ными /I, 2, 3, 5 / .
2. ТЫШОВОЙ РАСЧЕТ КОТЛОАГРЕГАТА
Таблица 2.1
2.1. Исходные данные
• 4» V. •. • •
Наименование Обозна- чение Размер- ность Источник Числе значе мазут иное ние уголь
I 2 3 4 5 6
Определение состава рабочей массы топлива Элементарный состаз сг % Из табл. 86,2 89,43 горючей массы топлива цг % /5, II/ II,0 4,05 % '' То же 0,4 1,95 Or Ъ - " - 0,4 4,05 5/ % - " - 2,0 0,52 Зольность рабочей Р массы топлива Д % - " - 0,12 16,8 Влажность рабочей % - " - 1,5 6,5 массы топлива Теплота сгорания сухой /• массы топлива кДж/кг - " - 40740 28000
Продолжение табл, г.1
____ I 3 4 6 С
Определение объемов воздуха и продуктов сгорания Элементарный состав £Р „ Из табл, рабочей массы топлива % 2.2 84,82 68,б Нр % То же 10,8 3,1 Л/р % - " - 0,395 1,о Ор % - " - 0,308 3,1 %.- " - 1.^ С,4 Теплота сгорания рабочей Qp кДж/кг - " - 40130 26200 массы топлива Коэффициент избытка воздуха J - Принима- 1,10 1,40 в толке котла ' ется /4,0 / Присосы воздуха в конвек- 4</ - Принима- 0,10 тивном испарительном пучке ется/ Присосы воздуха в оконо- - То же 0,10 ма:зере
Тепловой баланс
Наропроиз водител ьно сть д кг/с Из табл. т 1,81
давление пара р< ^•пв 1.111а То же 1.40
Температура питательной °C Из табл. 100 70
воды 2.5
Температура насыщения пара *!> °C По табл. ХХШ /5/ 195
интальпия сухого насыщен- ного пара f кДж/кг То же 2788,4
Теплота парообразования г кДж/кг 19эо,3
Энтальпия кипящей воды * t L кДж/кг [И г» _ 8Э0.1
Энтальпия питательной воды Lng, Ч кДж/кг 4,1У6ЛЙ ! 419" 293
Влажность насыщенного пара - Принима- ется /4/ 0,05
Продувка вода из котлоаг- регата P ГТ То же 5.0
Температура холодного воз- духа °C 30
Энтальпия холодного возду- ха Ъ.е> кДж/кг Из табл. 2.4 420 272
Энтальпия уходящих газов кДж/кг То же 29 оО IG7G
Потери тепла от химического % % Из табл. U,5
недожога Хл1 /5/
Продолжение табл. 2.1
I К, 3 . 4 [ b 6
Потери тепла от механи- ческого недожога Доля иолы топлива в уно- се Теплоемкость шлака Температура шлака Температура подогрева топлива Г f Р р -5° О о \ О О Ж 1 Ъ* ч • Из табл., 1 Хл1 /5/ То же Из табл., 3-2 /5/ По данным /5/ То же 0 90 10 0,10 0,935 600
Расчет топки
Тепловая нагрузка топоч- ного объема кВт/м3 Принимает- 600 ся 300 \
Выход летучих на горючую ]/г % массу Ширина топки £г м Температура начала дефор- °C мации золы Высота расположения фор- fa м сунок (от по/la топки) 'Р Высота расположения окна /; м для выхода газов из топки ~ (от пода топки) Объем газов в топке ]/ м3/кг гт Объем трехатомных газов м3/кг Объем водяных паров м3/кг Давление газов в топке р бар Плотность дымовых газов j>r кг/мэ Теоретическое количество у* м3/кг влажного воздуха эффективный диаметр частиц с/ мкм золы эффективный коэффициент К 1/м’бар ослабления лучей коксовыми частицами Степень экранирования топки (предварит.) Из табл. I - 13,0 /5/ Принимает- 1,8 2,6 ся по про- тотипу Из табл. I - 1070 Принимает- 0,9 ся по эски- зу или про- тотипу То же 1Л5 Из табл. 12,29 10,00 2.3 То же 1,596 1,28 1,39 0,53 Принимает- 1,0 ся /5/ То же 1,3 Из табл. ю в 6,95 2.3 ' Из табл., - 20 6-1 /о/ То же - 0,03 Принимав тся 0,5 0,5 по прототипу
-14-
Продолжение табл. 2.I
I 2 з 4 5 ь
Располагаемое тепло Q кДж/кг Из тай. 2.5 40307 26200 Потери тепла со шлаком q. % Из табл. 2.5 - 0,32 Энтальпия газов в топ- -у кДж/кг Из табл. 40100 2&Хд. ке 2.6 Теоретическая темпера- £ °C Из табл. 19У0 162о тура горения а у * 2.4 Комплекс Q а -£ * Q ккал/м^’ч По номогтзам- 200 100 М Л* ме 7 /5/ кВт/м2 326 116,3 Коэффициент эагрязре- - Из табл. 6-2 0,9 0,6 ния /5/ Диаметр экранных труб cf м Принимается 0,051 #Г по прототипу Шаг экранных труб м То же 0,110 Расстояние от оси трубы ~ м - " - 0,026 до обмуровки Угловой коэффициент X - По номограмме I 0,78 Расчет испарительного пучка Температура за топкой °C Из табл. 2.6 1X0 1020 Энтальпия за топкой кДж/кг Из табл. 2.4 24990 1550и Расчетный расход топлива о кг/с Из табл. 2.5 0,113 0,166 Коэффициент сохранения \л - То же 0,978 0,97э тепла _ т Диаметр кипятильных (] м По прототи- 0,051 труб (наружный) “ пу Шаг трубок: поперечный Sil( м То же 0,10 продольный- (• м - " - 0,11 Расчетная длина трубок м - " - 1,725 Число труб в ряду в первом р* ~ газоходе (предварит.) < Количество тепла, воспри- Q. кВт Из табл. 1670 1930 нятое в топке ' 2.6 Энтальпия газов за конвек- Т кДж/кг Из табл. 10790 6900 тивным испарительным пучком 4 2.7 Температура газов перед Z. °C Из табл. 307 383 экономайзером 1 2.4 Объем газов в конвективном V мэ/кг Из табл. 13,X 10,70 испарительном пучке Гг 2.3
-15-
Продолжение табл/ 2.1
1 1 "> о 4 1 &( ' 1 6
Поправочные коэффициен- ты: на количество рядов
- По номог- 1,0 рамме 12 /V 1,0
на относительные шаги на изменение физических характеристик ^3 СР То же 1,0 0,95 1,0 0,93
Коэффициент теплоотдачи (из номограмм) Вт/м^ ‘К Из но- 61,6 могр^ммр 46,0
Коэффициент омывания пучка газами <4 - Принимает- ся /5/ 0,9
Объемная доля трехатом- ных газов ?л - Из табл. 2.6 0,23 0,18
Коэффициент ослабления лучей трехатомными га- зами /<п I/6ap’i л То же 0,Ш 3 0,144
Коэффициент загрязнения г м2*К/Вт Л! Принимается 0,008
Коэффициент Сг - Из номограм- мы 19 /□/ 0,96
Коэффициент теплоотдачи излучением (из номог- раммы) ВтДФ'Д То же 210 119
Расчет экономайзера
Температура уходящих °C Из табл. ISO 108
газов 2.5
Действительный объем 1/ J '/кг Из табл. 14,41 11,40
продуктов сгорания в экономайзере
Диаметр труб экономайзе- се м По прото- 0,076
ра (наружный) ‘Ж типу
1аг трубок:поперечный м То же 0,15
продольный ЛХ А* м 0,15
Длина трубок м _ _ 2,0
Количество ребер на I Л' шт. п 75
трубе Толщина реоер S1, м II 0,005 ’
полная поверхность наг - hL Из т^бл. 5-2 2,95
рева ребристой трубы ух /
Средняя скорость газов в пучке (предварит.) •ц/ , м/с Принимается 8,0
- • < ы.1 p upa - - Из табл. 811 ЗП2-236
-16-
Цродолжение табл. 2.1
Коэффициент теплопереда- чи экономайзера (.из номограммы) Бт/м К Из номограм- мы 20 /5/ 49.1 20.0
Коэффициент “ То же С.УЬ I.OI
Коэффициент снижения теплоотдачи Число ходов газов в экономайзере К' ~ п Принимается прототипу С,75 1,0 2
Расстояние между пучка- ми труб для установки сажеобдувочных устройств Число сажеобдувочных устройств в одном проходе Ле М Л шт. С Г) То же _ и О.оЗ 2
Радиационная поверхность нагрева Из табл. 2.6 6,05 21,0э
Конвективная испаритель- ная поверхность нагрева Из табл. 2.7 .97,5 J27
Количество тепла, отдан- ное газами в испаритель- ной конвективной поверх- ности нагрева кВт То же \950 1750
КПД котлоагрегата (мак- симальный) ОТ Л /О <-К Из табл. 2.В 91,43 82,44
Примечание: I. Если состав топлива задан в рабочей массе, тогда
расчет начинается с табл. 2.3.
2.Принят за прототип экономайзер чугунный
оребренный ВТИ.
Таблица 2.3
2.3. Определение объемов воздуха и продуктов сгорания
алменование Обозначе- ние Размер- ность Расчетная Формула или источник Расчет Рез?/ль мазут 787 У ГОЛ с
т 2 3 4 5 6 7-
Теоретическое У* мэ/кг 0,099 С?* 0,9?0,089*(84,6+0,375*1,97)+ количество су- + о НР-О 033 Ор +Q,265*10,8-0,033* 0,395 10,4о хого воздуха +4/6^ п ’ на I кг топли- 0,С89*(68,6+0,37о*С,4)+ +0,265*3,1-0,033*3,1 - 6,84 Объем трехатом- У. м3/кг 0,01Н(с'* №&&) С,GI86‘(84,6+0,375*1,97) 1,596 ннх газов ког 0,0186*(66,6+0,375*0,4) - 1,28 Объем двухатом- уе мэ/кг 0,79 V* + 0,00&-ЯР 0,79*10,45+0,008*0,395 8,25 ных газов (теоре- 0,79*6,84+0,006*1,5 - 5,41 тически необхо- димый) Обьем водяных У* м3/кг WP) + 0,0124*(9*10,8+1,5)+0,0161* паров (теорети- . у, 40,45 Г,39 ^инеобходи- *„OiUV^ 0,0124*(9*3,1+6,5)+0,0161*6,84 - 0,53 Теоретическое V. . мэ/кг 1,0161*10,45 10,6 количество влаж- *7 1.0161*6.84 - 6,9э ного воздуха Коэффициент из- V.r - ,/г itl' 1,10+0,10 1,20 бьтка воздуха в 1.40+г-.Ю - 1,50 конве - -вном ис-
парительлом пучке
Продолжение табл. 2.3
т к 3 4 5 1 6 7
Коэффициент избытка воздуха в экономай- зере - I,IC+C,IJ+C,IC I,4C+C,Iv+t,IC 1,30 1,6.
действительный объем продуктов сгорания (при нормальных усло- виях ': в то.. :е И-г м*"/кг V + у“ + ус + 1,09+8,25+1,39 <1,1- I;'’6+5,41+0,53ч (3,?- 2,29 -
-I) 5,95 - R.ec
.конвективном испа- ельном пучке V,r мс7кг l.^+»8,2o+I,3.-(’,<:- -l)*I0,6 1,2t>+5,47+0,53+(I, j- j- 3j >30 -
-I)*6,95 - 10,70
в экономайзере Чк м3/кг <* I,59+8,25+1,39+(1,3- -I)*10,6 I,28+5,4I+0,53+(I,6- 14,41 -
-I)*6,95 11,40
2.4. Определение энтельпж
дымовых газов
Таблица 2.4.1
2.4.1. Расчет энтальпии продуктов сгорания мазута 40 сернистого
Газоход Трех ат газы омные Двухатомные газы Водяные пары Влажный воздух
ir J a <3'*J (C'^Uo Jcr 7 е -^4,, 7-
Op кДж Ar кДж/кг кДж/м3 кДж/кг кДж/ы3 кДж/кг кДж/кг кДж/м3 кДж/кг кДж/кг кДж/к г
I 2 3 4 ‘ 5 6 7 . 8 9 10 II 12 13
Эконо- маГзер IOC 20c 170 3o7 27v 567 131 260 1060 2140 151 302 209 423 1552 3143 132 266 140и 2820 420 846 IV72 3°t*
3uv oo7 Ьо5 392 3230 461 642 4777 402 4270 1280 6357
40c 770 1225 □27 4350 627 869 6459 542 5750 1725 8184
Конвек- 500 TT5U 7609
995 1590 663 5470 795 1104 8162 685 7260 1450
тивный 600 1225 I9O0 805 6640 970 1345 99 о2 630 8800 1760 ТТ7Т9
испари- 700 1460 2320 946 7810 1145 1595 И7о6 980 10400 2080
тельныГ 80C 17cU 270c 109. 9000 1335 1бо3 I362I ИЗО 12000 2400 I602I
лучок 900 1000 19 эС 2200 J100 3oOC 1245 I3^c 10260 II480 1524. 1725 2119 2392 15506 17422 1280 1436 I360C 15250 2720 3050 1822с 2с479
z =/г HOC 246C 3910 1545 12750 1926 2673 19367 1595 16900 3380 2 ‘’74^
1200 2720 4320 1695 14000 2130 2960 21336 1754 18600 3720
130-0 20 Lv 4740 I860 15350 2344 32о4 23332 1910 20200 4040 27372
t 2020 2озоз
Топка 1400 3240 5150 2010 16600 2560 3553 25340 2080 22050 2205 27545
Io0C ЗоС'О 5o6C 2160 I7c50 2780 365с 27368 2240 23800 2380 2974с
1600 376C 597o I9I00 3000 416с 29412 2400 25400 2540 319 59
IVOL 4040 6425 2460 20500 3230 4483 31475 2566 27200 2720 34495
ItvG 4300 6630 2640 2lc0C 3460 4601 Зс542 2730 28900 2890 36432
4o75 7270 2cI0 23200 зе&с 5124 Зэ62с 2900 30700 3070 ^•AGf
4co0 77Ю 2970 24500 3930 54 оС 37710 3064 32500 3250
21и0 2200 / 612. 5390 6130 c5o0 3130 3300 25800 27200 4160 4400 578С 6III 39615 419 К 3230 3430 34200 36000 3420 3600 43235 45519
Таблица 2.4.2
2.4.2. Расчет энтальпии продуктов сгорания угля Кузнецки'’ ТР
Газоход ir двухатомные Водяные пары Jr. Влажны? воздух Л-
(c’^t (C » (.С О «4,
'm° кДк/к! кДж/м3 кДж/кг к^ж/м3 кДж/кг кДж/кг кдж/мэ кДж/кг кДж/кг кДж/кг
т 2 3 4 5 6 7 6 Z? 10 II 12 13
т-7- 28 141 *>ес 151 75 IGC2 132 917 550 15.7 сков.- I 2Q2 15. 1957 26о 1850 Illy 3.. маяэер 200 ЗС6С. 492 &Q 167? >7 4СС 77. <bS 527 2850 627 310 4145 642 376. 2сэо ТОО г---' Зксл 7уэ 393 5256 6с5 4760 2389 .и-чвеч- дУо ^ЗбС- 974 480 6410 630 5770 2860 92Ю тивныл и.. хс2у ху7. 6.^ чооС пО55 испари- 700 146. хс/. 512с .14о Э8О / й > й йй Й5? gg fl Й йй «Ь If g Ц. gg ciis if it i ii s 1 4 8 Я 1й ii ® В6 Ш il ® H if is 1 11 •••! s s .
2.о. Тепловой баланс котлоагрегата
Таблица 2.5
Наименование Обозна- чение Размер- ность Расчетная формула или ИСТО' УНИК Расчет Результат
- _ . 2 3 4 5 6 , у 1 и Ji о 7
Объемна? доля водя- ных паров в уходящих Ьк* ~ ЭД- 1,39/14,41 0,097
газах vr, ~ А С,оЗ/il,4 * - 0,340
давление ВОДЯНЫХ П^ОБ Е VXO- р бар 'Че Рт 1,С'С,С97 0,097 -
цих газах Г;С табл. Л/ПЕ /о/ 1, С" С, С465 0,А»5
“лере''ух а конден- ации воддздх ларов - 43,0 3GQ
ХОДЯДИ Га_
Температура т-ц.'* росы дымовых 'аз’" J- о^ ел м- г?. + /\Э с' эд со jj US
31 .?+'«, Л, N>
*ч*и i^)c>z МА tw4-^W4.y — . Bl T
г) Температура уходя- щих газов (м/. имальная) -г Ол* С I3C(I,£-7)C»2 15G
I3C(C,4)"’2 108
энтальпия уходящих газов JL кДж/кг /•* Из табл. 2.4 - 2960 1676
Эффективность экономар- 0 Вт/м2 Принимается 3500
вера (см. табл. 4П и 5Д)
Коэффициент теплоотдачи от стенки’экономайзера // Вт/м^-к Принимается /16/ - 4000
к питательной воде -H-
Коэффициент загрязне- ния наружней поверхнос- £ м2,К/Вт Принимается /5/ - 0,008 •
ти экономайзера
Продолжение табл. 2.5
V 1 К- 3 1 4 ] 5 I 6 L 7
Температура питательно.- воды (минимальная) 1 мй. ^лв °C 116+ IL-3500 Gt——.—h *1 v vV + c.cce) 99 -
1 8 / • * c—oOwu * ^Cc) - 62
2) Температура воды • питательно и (расчетная) ^•пв °C Принимается - 100 70
снтальпия питательно" / кдж/кг Ч/**6« 4, IS* 1(a) 419 -
воды Потери тепла с уходящими 'т 4,19*70 (2960-420 * 1,3HC3/4C 130 6,07 293
газами (минимально допус- fi (1676-272* 1,6MGC/2620C — 4,74
тимые)
Потери тепла во внешнюю среду С,. 0Г Р 2tl 2,6 2,C
Г? д"*' , I,6IJ’44°
потеря тепла со шлаком ъ. V (1-0,1)'С,93о*69С*16,6 - 0,42 '
(?; <1ЬД c
Коз-Кициент полезного де. стви-1 котлоагрегата IG0-6,07-C,5-C-2,C IC'C-4,74-0 5-10-2,0, 91,43 1 62,44
(макси альный) QOOZSI-4^ -3,32
Те. кость топлива Сги кДж/кг’К 1,74+0,00251*90 1,97 -
Тепло топлива L, кДж/кг 1,97*90 177 -
Располагаемое тс~”э Г- кдж/кг * 1™. ±- if 4.I30+I77 403.7 262?:
Коэффициент с' шнения - I- гЛ'1,43+2) 0,976 -
Теина продув -регата кг 'с i- 2/(62,44+2) i.li-5/Ia, 0 0Д7. uSv5
продолжение табл. 2.о
T X 1 2 S 4 I 5 1 6 1 7
Полезная тепловая мощность котлоагрегата Q? кбт f + ~ i'ltg/ I,bl*(27o6-I95fc*0,05- 4147 -419,5)+0,0905*(630-419,5) 1,61*(2786-1956*0,05- - 293 )*0,0905*(630- 293) 4388
Расход топлива, пода- В к-/с ioo 4147*100/40307*91,43 0,113
ваемого в топку 4388*100725200*62,44 0, 204
Расчетный расход топли- кг/с C,II3’(I-0/I0C) Ц 0,113
ва Испарительная способ- ность топлива с( t&i>J кг ла а Ъц кг топлива ~g~ 204(I-IC/ICO I, bl /С, 113 1,61/0,209 16, c :,.(64 8, 9
Примечание: I) Температура уходящих газов (^ ) должна быть вше точки росы (i^) на 30*40 ®С.
2) Если температура питательной воды (I меньше данной в задании, принимается температура
из табл. I. Если больше, чем в табл. I, тогда она выбирается расчетной и увеличивается
до числа?кратного 10.
3; Потери тепла с уходяцюш газами ( с^г ) рекомендуется сопоставить с данными прототипа
(табл. 4П) и при <£ < 0,9% увеличить расчетные значения /ул и до необходимых
величин. В противном случае поверхность нагрева экономайзера увеличивается в два-три раза
и стоимость проекта существенно возрастает по сравнению с прототипом (см.раздел 5).
Таблица 2.6
2.6. Расчет топки
Наименование Обозна- чение Размер- ность Расчетная формула или источник Расчет Результат
мазут уголь
I 2 3 4 5 6 7
Объем точки Тепловая нагрузка VV Я. "L *-ъ 0,113’40307/600 0,184’26200/300 500’I3C’25 7,6 16,45 945
кВт/м2 S-сю (vr)°'zs
колосниковой решетки Площадь колосниковое rft. /? 2 M" 2,184’26200/945 5,2
решётки %
Высота топки M vT/R 16,45/5,2 7,60/(1,6’1,96) 2,16 3,16
Длина топки <?т M ff. у 7,60' 1,96 -
Площадь стен переднего (заднего) фронта Г™ M2 R/tr v/eT 5,2/2,6 7,60/1,96 3,88 2,C ’ r\> e>
Тф r7 T 16,45/2,0 - . t 0,23
Площадь боково" стены F*. M2 VT/<T 7,60/1,6 4,22 -
16,45/2,6 - 6,36
Площадь потолка топки F„ M2 1,96’1,6 3,52 -
2,0’2,6 - 5,2
Полная площадь стен r' M2 2F„ +ZF&*'ZF'> 2’3,68+2’4,22+2’3,52 23,24
(конструктивная) CT ZFr^tZP^F,, 2’8,23+2’6,36+5,2 - 34,38
Температура за топко? Ъг °C Выбирается /20/ - 1300 -
Iv7C-50 - 1020
продолжение табл. 2.6
I 1 9 i - J—з 1 4 1 5 ’ | 6 | ГТ
Относительное положе- A /к С,9/1,5 L
н;:е максимума темпера- тур по высоте топки' г 1
Параметр и - о.5ч~о,г х7 ' С, j-4-С ,2’С ,6 *,42
О,я- QS-Xj. C.oi-C'.S’C - 0,59
Оффен т игная толщина излучающего слоя в $ м зл-^- 3,6’7,60/23,21 1,16
топке рсг 3,6’16,45/34,38 1.72
Объемная ф^л= трехатом- ных га- or - 1,596/12,29 I,2c/IC,0C К- льЗ , .2с
Объедая деля гэдэдих пагсЕ - ^з£. 1,39/12,22 с,х13 —
16-т ^ГТ 0,53/IC ,vC - 0,033 ,
Сулыарнач объемная доля трехатомных газов К - Ito* С,13+0,113 0,243 м Sj
С,126+0,053 - С,Id 1
Парциальное давление трехатомных газов Рп бар f>r^ 1,0’0,243 0,243 -
1,0’0,181 — 0,181
Произведение Pns бар’м /><>? 0,243’1,18 0,2с6
0,181’1,72 0,31
Коэффициент *г 1/бар’м По номограмме 3 - 4 0,65
/5/
Коэффиц ент ослабления лучей трехатомными газа- ми Кп 1/бар’м К • 2 0,65’0,243 0,158
п/- сп 0,8’0,181 0,144
Продолжение табл. 2.6
I__________
Коэффициент ослабления
тепловых лучей сажиоты-
ми частицами
Степень черноты светя-
щегося факела
Степень черноты несве-
тящегося пламени
I) Коэффициент усредне-
ния
Степень черноты факела
Jacca дымовых газов
Концентрация золы в ды-
мовых газах
Коэффициент ослабления
лучей эоловыми частицами
Коэффициент ослабления
лучей топочной средой
Степень черноты факела
Относительная величина
зеркала горения
Степень черноты топки
2 1 з 1 4 1— ] 5 L к L 7
Кс 1/бар’м QO362-ZJ * 0,03’(2-I,I)’(I,6’ 0,4 -
‘ ' 1000 ' J .1300+273 -0 5).64.7 ItXx ’ lu^B
1- e 0,49 -
Qr - -^W-s i-e j_2 »72“(0t 16-*I >0* I >Io 0,17 -
/и - 0,S3 /060 0.55Л.50 0,66c -
- 0,666’0,49+(I-0,666)’ •0,17 0,383 1 N)
кг/кг ' ^4 a I-j^p +1,306’1,4’6,95 - 13,53 ~
- • Q ум 100- Gr 1,66’0,1 TOO413,53 I,24’10"’
1/бар’м </SoQj>r- 43Q0’I,3’I,24^I0~59 10,20+2737^’‘20г - 0.CC9
К 1/бар’м 0,144+0,009+0,03 - 0,183
с? /- e~K 1—2 - 0,166
Р - * K/Pt* 5,2/34,36 c 0,151
— C,363/I-(1-0,363)(1-0,5) 0,43 -
т C.I63+(I-0,I6c)’0.I5I
I-(1-C,I66)(I-G,5)(I-G,I5I) " 0,404
Продолжение табл. 2.6
F I 3 4 <
'Тальпия газов в TO.TJCc Л. кДж/кг Qp. 1ОО-(^ 4С.ЗС7- IGO-C^-C-C 2620С - lOQr?,» 5-16-0,32 ivv— 4CICv -
Необходимая поверхность 1^2 к 0,113’40100/326
стен топки ст % 13,9 —
0,164'26000/116,3 42,1
Радиационная поверхность топки Y'-F" 0,5’13,9 ” 6,95
Степень экранирования (уточненная) 0,5’42,1 21,05
V - //F ст 6,95/23,24 0,3
21,05/34,36 — 0,614
Поверхность стен топки (боковых фронтов', покры- F3 м~ ~ рfl (6,95-3,52)/0,76 4,4
тых экранами (2I,05-5,2)/0,7c — 20,3
Теплонапряженность радиа- ционной поверхности Ъ кЗт/м? Rp ‘U <», 0,113’40100/0,9’6,95 0,164'26000/0,6’21,05 725 367
Количество тепла, восприня- тое в топке кВт 0,976’0, >113(40100- -2499G) 1670
0,975’0,184(26000- -15500) - 1680
Количество пара, полученное кг/с 1670/(2788-1958’0,05- -830+120) 0,844
в экранах Г~ ъу-ь'+ио
1880/(2788-1958’0,05- -830+120) 0,94«
Продолжение табл. 2.6
Т 2 3 { 4 1 5 1 6 1 7
Эффективность радиацион- ной поверхности ъ кВт/м2 & /Ч 1670/6,95 г 1880/21,05 24С 91,5
Удельный паросъем ч кг/м^-ч ' Ъл/нл 0,844-3600/6,95 0,9^8’3600/21,05 437 167
Коэффициент прямой отдачи Зе Q^ioo Bf,' 1670-100/0,113-40100 IS8’*ICC/С,188*26000 37,6 Зь ,4
Примечание -. При 4( 20^т м3 принимать Щ = 0,55; при <3 > 1000 принимать Ил /•*' м3 = I. । bj с»
2.7. Расчет испарительной конвективной поверхности нагрева
Таблица 2.7
Наименование Обозна- чение Размер- ность Расчетная Формула или источник Расчет Результат
мазут уголь
1 2 3 4 5 6 7
снтальпия газов 7 кДк/кг ч _ 24990- 11^1(2786-1958*С,С5- - - за конвективным -1 J3r а . </ * ~ q 113*0 978 пуЕТеЛЬНКЛ5 t G„ -830+120)+^ *1,81(830-419У-167О- ' 0,113-0,978
I550C- Irgng?§&-Ig5g:Q1C5- -
0,184'0,975
- 830+120+^-1,81 (03С-293J-I880
0,184-0,976
Количество тепла, кЗт
отданное газами в
конвективном испа-
рительном пучке
Средняя температу- °C
ра потока газов
Средний секундный м3/с
объем газов 1С€«
О,I13(24990-7340 )•С,976 1950
О,I6SСI55QD-575O)•С,975
(^зг it)
& . у
F Гг 2?3
0,5(1300+387)
0,5(1020+383)
0,113* 13,35-^ipl
О,18Ь-1О,7О--2^^3
5750
।
ku
Г750
702
7,РЗ
Продолжение табл. 2.7
I 2 3 1 4 5 1 6 J z_
"*ивое сечение" для прохода га- зов м2 9’1,725(0,1-0,051) 14’I,72o(G,1-0,051) 0,76 I, Too
Средняя скорость газов в пучке icf м/с Yie-en /^1, o,I7 ‘0,76 7,63/1,163 8, !2 5,94
Коэффициент теп- лоотдачи конвек- дие“ эффективная тол- цина излучающего слоя Суммарная оптичес- кая толщина про- дуктов сгорания Степень черноты потока газов ^Рг Бт/м^’К м ^^2'Cr'CS 0,3 Kn 'Pr ’ 61,6’1,0’1,0’0,95 4v,5-i,o-i,C’O,93 C,9 л.ОЬПзтц 0,158’0,1’0,22 l,144’0,1*0,22 1-2,72-0’033 I 2 ^2*0,0317 58,5 ’ ’ c. 0,033 0,015 22 0,0317 1 6j N 0.CI& >
Среднело гарифмиче с- кий перепад темпе- ратур в пучке Ali к ^3T * ST?
it is k 1 juu—ju -175 431
Температура заг- рязненное стенки трубок Коэффициент тепло- отдачи излучением ^сг ^4 °C 2 Вт/м'~‘К i^ + Cr 195+0,008’5c,5' 522 1954-0,008+46,0’ 431 2IC ’0,015’J ,9c 119’0,015*0,96 •+ 439 J,02 554 1,71
продолжение табл. 2.7
I О 4 5 6 7
Коэффициент теплоотда- </ Вт/м2’К / 0,9-5c,5+3,02 55 6 чи от газов к стенке iK ’ * 0,9-46,0+1,71 - 43Д Коэффициент теплопере- К. Вт/м2*.-! А 55,6/(1+0,008’55,6) 38 4 Д ЧИ f 43,1/(1+0,008’43*1) 32,0 Поверхность нагрева 8/. nr Q 10* тЪбЛ’Теэ/647’ ЧЬ 4 еп 6 конвективного испари- i- Л1 и . 73 .2’ ,Э тельного пучка лу 1750’IC3/470’32,С - 127 Количество труб в- Л шт. 97,573,14’0,Оо!’1,725 353 у 127 73,14-0,051’1,725 - 460 Количество рядов труб £ - 4Т (1,6/С,П)+1 17 в обоих газоходах zwe* Т i го (2,6/С,П>+1 _ 24 Число труб по оги шт. п ' 357/Г7 от 9^ барабанов i nt/ 2^ак - <» _ z 460/24 - 20 Число . труб в ряду во ~ 7 ~ '7* 21-9 12 втором газоходе конструк.) / Длина котла в зоне кон- А м 0,1’(9+12) 2 1 вективного испарительного i и л т ’ пучка - 0,1’(14+6) _ 2,0 Количество пара, полу- ]) кг/с Q1 1950 /(2788-19о8’0,С5- 0.906 V - ченное в конвективной -i'_ячп тоот ' испарительной поверх- с ь T1CU -oju+izuj H0C™ Т750'/(2786-19о8’0,05- - 0,885 -830+120)
Продолжение табл. 2.7
I
I
I
I
I
I
I
1
I
I
E
I
j
r
*
I
I
I
I
I
—| 5 Г' _б : 1 7
1 . . Удельны? паросъе» 1 2 ^KjJ JI кг/м~ ч ч • 3^00 Hi Q,9d6 ‘36СС/97,5 С ,883-ВбОС7 127 36,4 25,1
Эффективность конвек- тивно? испарительной Q ую. кВт/м2 $1/^1 1950/97,5 1750 /127 • 20,0 13,8
поверхности - / 2 КйТ/М Q1 (16704:950 )/(6,9Ь+ 97,^1 ' 34,6 -
Средняя эффективноото испарительной поверх- t'U&n (193о+Г1750)/(21 ,054127) - 24,5
ноети
(. ) связана с температуре*
Примечание:
за котлом ( ty* >. ьсли СуЛ ‘‘ь’
2> Разместить а ряду HS треть ~РУ«. -
2 Герв^тоиу J« « » перераспределить сор™»еии. между 2. и *,
,„.и х" >0 67 2‘ . при сохранении постоянного •
если ' 1 /
I
to
СП
1)
2.8. Расчет экономайзера
Таблица 2.Е
наименование Обозна- чение Размер- нс-с^ь Расчетная формула или расчет источник Расчет Результат
мазут уголь
I 2 3 4 5 6 7
Количество тепла, от- кВт 0,113-0,97847340-2980) 482 данное газами в зконо- с, 186’0,975(575G-I676) - 73С майзере Средняя температура по- °с O,s(li+ 0,5(387+150) 239 тока газов f ' 0,5(32Й*Г06) - 189 Средами секундный объем 1Ссв, м ^р’^гз—77-1. 0,113 14,41 —67- 3,23 «**» г?3 о.ив-п.оО^З - 3.S5 "живое сечение" для про- FyK f^»c' Н d&J (2,0-75*J,005)(0,15-0,076) 0,12 , хода газов в одной трубе w Количество труб в ряду £' шт. — 3,23z(c'C,I2) 3,37 - 0 - (предварит.) • F^K 3,5^8*0,12) - 3,70 Количество труб в ряду - Принимается - 4 (окончательн.) / "живое сечение" для про- Р^л 2^- г ж - хода газов в пучке - Средняя скорость газов в “/с |/ /р^ З.ЗгУО^ - ’ “ экономайзере 3,55,/С,48 -
Продолжение табл. 2.8
3
5
6
Коэффициент теплоотдачи экономайзера ' К. лк Вт/м2, К К^.к1 Г9,1 *0,98-0,75 14,2
20,0’1,01-1,0 20,
Температура воды на вы- ходе из эконома зера с °C ts-30 195-30 • 165
Температурный напор в начале эконома sepa К £ _ lV 387-Тбо 222
«ж / ^пв 383 -165 21с
Температурный наг.о в конце экономайзера СТС к I5C-JQ0 50
ICC-.70 - ЗЕ
Среднелогари^мичс температурный, напор в дё эк к иа-50)'Ж 116
экономайзере <ZIff-38V^ ||8_
2 М - 103
поверхность нагрева экономайзера (расчет- н* Эк Ок-Ы3 48Z’Iv3/( 116’14,3) 293
ная) - Кдк 730 -Ic3/( J03.20J) 314
Количество труб в пучке (расчетное) / и Эк ЩТ. 293/2,90 314/2,95 94 106
Количество рядов труб (расчетное) э«2 - л 1 /р "Эк / z9ki 94 /4 . 25
ГОб /4 27
Количество рядов труб (конструктивное) ЭК2 - Принимается - 281
Число рядов труб в проходе *~2-Пр - ПЭк 26/2 14
I
3 7-
Продолжение табл. 2.6
X I 1 2 1 1 4 О 1 о 1 7
_ирина эконома 'зера м 4’0,15 0,6
Высота энонома-зера м ^tnp '^е I4‘5,15+2-0,83 2,76
Поверхность нагрева эконо- ма"- з ера (кснструктивная' м2 ' ^9К. 4*26*2,95 зЗС
3 piективность экономайзера кВт/м2 4d2 '330 1,46 -
73CL/330 - 2,22
Средняя эффективность по- верхности "нагрева котла а кВт/м2 Qa + Ql-+Q»>t (1670-^956+482) 9,43 -
уокиь Hi4 (6,95+330+97,5) (1930 1750+730 У 9,12
(21,1+127^330) Со
Дл« расчета принята конструкция чугунного оребрения экономайзера
системы Bill (см.табл. 8П).
2.9. Баланс котла по пару и КПД
Таблица 2.9
Наименование Зб.озна- чение Размер- ность Расчетная iop-мула или источник Расчет Результат
J. 2 3 4 5 F 1 С
Количество текла, Л кВт К) +. Q + {Q 167С+ТЧ5Ла дяэ переданное поверхнсс- с’?х 1 'ч+1Уэи+ 482 4102 тям нагрева котла^ 1930+1750+731? _ 43"С'' Полная паропроизводи- J) кг/с 4102/(2? £ -1958*0 05 т тс, тельность котла * •» : , р .i л 'к ' о,ио- 1,79' -> iiolt'-lffo] -419)+-р-я,(<;30—419) 4350-/ (2768-1958-0,05- _ j,g0 -293 . )+3^(830- 293 J Невязка тылового ба- ~ (1,Сх-1,79)-100/1,81 •^к (1,Ы-1,80)-IGC./I,cl" - о,55 котлоагрегата ’ _Gk- LVO 4102’Юс/0,113-403'37 90,9 '- 4360-100/0,204-26200 ' - 81,8- Невязка лЩ, котлоагре- J Ы,43-90,9 и,53 -' К К 82,44-81,8 _ с,64
- 40-
J. ГЛ:'иДРц1АЛ1ЧкИи11 РАСЧЁТ ПАРОВОГО КОТЛА
Расчет выполняется в табл. 3.1 и 3.2 согласно нормативному
методу /1/ по упрощенной методике, которая заключается в опреде-
лении наиболее значительных газодинамических сопротивлений, на
90% определяющих полное. Остальные сопротивления принимаются по
данным приложения 711/, Практика показывает, что их
л *
величина не зависит от типа и мощности котла, а ошибка в их оп-
ределении (по сравнению с точными расчетами) не окажет существен-
ного влияния на конечный результат газодинамического расчета.
Учитывая, что нагрузка мазутного котла принята максимальной,
В
а угольного - номинальной (см. раздел I) запас мощности
принят равным 1,0.
Выбор характеристик вентилятора и дымососа производится сре-
ди реально существующих и находящихся в эксплуатации конструкций
(см. табл. УН). Однако' учащийся имеет полное право на введение в
состав проектируемой котельной установки новых моделей тягодутье-
вых аппаратов /з.з/. Они выбираются,прежде всего,по производи-
тельности, но напор вентилятора и дымососа должен быть не меньше
расчетного.
при задании максимальной производительности котлоагрегата,
превышающей номинальную, больше.чем на 10%,рекомендуется поцбирать
тягоцутьевые устройства по мощности электродвигателя,
Перед расчетом необходимо ознакомиться с соответствующей ли-
тературой /2, 3, 4, 8, 10, II, 13, 19/ .
-4i~
3.1. Исходные данные
Таблица 3.1
т
Наименование Обозна- чение Размер- ность Источник Численное зна- чение
мазут уголь
4 9 3 4 5 6
Плотность воз- р кг/м3 Принимается /&/ 1,293
духа (при нор- J 6 t
мальных условиях) Температура хо- лодного воздуха £,в °с Из табл. 2.1 30
Скорость воздуха w,/c Приниматся /4/ 25 —
в воздухонаправ- ляющем устрой-
стве
Коэффициент си , - Из табл. УП-6 /У 3,0 —
ротивления ВНУ
Коэффициент избыт- ка воздуха в то ’ • <хг - Из табл. 2.1 1,1 1,4
Расход топлива Во кг/с Из табл. 2.5 О.ПЗ 0.184
(расчетный) г
Теоретическое ко- м3/кг Из табл. 2.3 10,6 6,95
личество влажного Ate
воздуха КПД вентилятора Из табл. 9П .0,6* ; 0,54
Коэффициент запаса Л? " Принимается / 2/ 1,05
по производитель- ности
Коэффициент запаса к, - То же ♦ 1,1
по напору с.
{оэффициент запаса - 1,0
мощности котлоагре- гата Принимается
Коэффициент запаса К5 - Принимается /2/ 1,1
мощности электро- двигателя
Плотность трехатом- Л^кг/м3 Принимается у / ь/ 1,965
ных газов
Платность двухатом- / 3 кг <кг > То же 1,25
ных газов
Плотность водяных р кг/м3 _ FT _ 0,804
Паров
Обьем газов в газо- V М' /кг Из табл. 2.3 13.35 10.7
ходе гг
Средняя температура IL. °с Из табл. 2.6 844 702
газов в газоходч
-42-
Продолжение табл. 3.1
I 1 г 3 4 ь 6
Скорость газов в га- зоходе Диаметр труб испари- тельного пучка (на- ружный) Шаг труб испаритель- ного пучка: продольный поперечный Коэффициент сопротив- ления пучка Поправочный коэффици- ент Число р^цов труб по ширине газохода Средняя температура газов в экономайзере Скорость газов в эко- номайзере lar труб экономайзера: поп ере чны i продольный Чидяэ ряд^в труб эконо- майзера I) ианФфицТтецт сопрстив ления т 'б экЬномедзсра Обдам трех атомных газов Обдем двухатомных газов Объем водяных паров Коэффициент избытка воз духа в дымососе -КПД дымососа 4 $1Л ^ги иГ ек<| ?s м/с м м м » шт. °C г м/с Р м М * м * шт. 'г ог~ м3/кг 1м3/кг ;м3/кг X 1 Из табл. 2.6 Из табл. 2.1 То же г» Из рис. УП-6 /2/ То же Из табл. 2.6 Из табл. 2.7 То же Из табл. 2.1 То же Из табл. 2.7 Принимается /У I/ Из табл. 2.3 То же + 0,05 Из табл. ЧП / 8,42 0, о, о, 0,515 о, 17 26$ 6,74 о, о, 26 0 I ,ЭУ1> В, 25 1.3а 1,35 0,62 534 351 I । II 0,52 3 2.4 18$ 7,4 15 15 3 1,38 5,41 0,53 1,65
.^одолжение табл. 3.2
Я I з / о 6 I 7
л.асса трехатэмных га." о в кг 'кг 1,3кг I ,ot-6 3,13 —
I,9<5o*I,2c - 2,52
даоса двухатомных газов кг/кг Р «• <• Лд го c. G c' S'' 4^ го n 01 IC,3 б,7э
.«асса водяных пасов кг^кг р • 1/’ /м *4-° 0,8-4*1,39 C,o._4*_,53 1Д4 ',426
Лаоса влажного воздуха м° а* .в кг/кг р . V° j р Q>, 1,233-13,6 1,293*6,9o 13,7 7,36
Лаоса продуктов егогания в газогене" мгг кг/кг 3,13-IO, 3+1,14+(1,2-1)*13,7 2,52+6,7jj-C,426+(I,5-I) ’ *7,36 17,31 13,38
Плотность дымоы. :азов f- кг/м3 Чг/И-г 17,31/13,35 1,3 —
Плотность газов в газоходе • кг/м3 о - 273 13,38/10,7 T 3 273 273-844 0,3/7 1,25
frr Jr ^ + 2?3
1,25^3 273+702 - о.зу
Поэф^ициен"’ еспрот зления движения газов в испари- тельном путке - 0,8*-,515*2*Г7 0,8*0,52*2*2$ 14,0 IS,9
Продолжение табл. 3.2
1 Jj bJ_ 4 1 э 6 I 7
Сопротивление испаритель- ного пучка 13,2 .0,317 13,3 ^^2.0,35 145,0 124
Плотность газов в эконо- майзере кгДг р . 2 73 Т О 273 773^269 Т 0^.273 " ’^2734189 0,65? -
273 + ^ 0,74
лоэ-.’идиент сопротивления ’ксчом*“рера - ^Srpz ' 0,6*28 16,8
лрзт;:?“?ние . ‘-/г ера г р 16 6-a-742 , <io0
7 у ЭИ
16,е7^- - .6,74 - 342
Местные сопротивления га- зового тракта Па Из табл. П-5а /ll/ - 225
Об&ее сопрот-вле.ние газово- го тракта котла t, hr /7с» ^Mez А<+ 143+250*2^; 124+346+225 620 691
Объем газов в дымососе м3/кг I ,э9 бч-Е',25+1,39+. 14,95 -
+ (j. у< . +(1,35-1)*10,6 1,26+5,41+0,53+ +(1,65-1)*6,95 JI,74
Необходимы? расход газов voc м3/с Р>р 0,113*14,95 1,69
0,188*11,74 - 2,21
Продолжение табл.
-47- '
4. РАСЧЕТ ДЕТАЛЕЙ /. лОВ КОТЛОАГРЕГАТА НА ПРОЧНОСТЬ
Расчету подлежат детали, находящиеся под одновременным
воздействием давления пара и высокой температуры газов: испари-
тельные трубки и барабаны коллекторов. Необходимость расчета
определяется существенным изменением механических свойств ме-
талла - прочности, вязкости, и хрупкости - под действием высокой
(свыше 250 °C) температуры.
Включение данного i ючета в методические указания объясня-
ется необходимостью показать учащемуся особенность расчетК^а
прочность деталей при высокой температуре по сравнению с низкой,
с которым студент знакомился в курсах "Сопротивление материа-
лов", "Детали машин”, "Грузоподъемные машины". Кроме того, в
большинстве учебников эч зт раздел освещен достаточно скудно и
при выдаче задания на ш чностной расчет учащийся вынужден ис-
кать нормативные документы, которых в библиотеках институтов
всегда ограниченное количество.
"Расчет на прочность (см. табл. 4.1 и 4.2)ведется по /1/или
Нормы расчета элементе паровых котлов на прочность. - М.:
энергия, 1666.
Пример аналогичного расчета для утилизационного котла при-
веден в методических ук; >аниях /l6/ .
При отсутствии других источников можно пользоваться посо-
бием по судовым паровым котлам / 1ь/.
Расчет на прочность для мазута и угля одинаков, так как ос-
новные исходные дайные котлоагрегатов на указанных видах топлива
не меняются.
Таблица 4.2
Расчет на прочность
Наименование Обозна- чение _____ Размер- ность
I 2 3
Расчетная температура для испа- рительных труб °C
~ог. снавмыв напряжения для ма- тес* tuna труб .««.а
Топлина стенки испарительных Т б &гр мм
"’-лцина стенки испарительных -руо (конструктивная ^тР мм
,-"а''циент ослабления стенки коллектора Лом
Толщина стенки пароводяного коллектора мм
Толтина стенкиколлектора (конст- 9^ оуктивная , ,/ Толщина днища коллектора (рас- четная) мм мм
Толщина днища коллектора (конст- руктивная мм
Расчетная формула или источник 4 Расчет 3 Результат 6
90 ItorSO <£э (Уг/^ IoG/1,7 . ос* +0 2'^гр^Рл 'Р 2‘Ьс,3‘1,и+1г4 У < цринг ается /I, К/ (i(»<4'TX . Л* ЮХ'хЛ т£ 1ё’ 2-бь,3-0,45-1,4 2 -оу 4/4*4 г к - _г _ Принимается /I, По/ г-й».)-Pf <Т^2-2С)-!.саЛ - Ч Г 4-ЬЬ,3'0,Ь +2,0 17,0 Принимается /I» IS/
-50-
О. РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА
Полученные после теплового расчета характеристики котлоагре-
гата необходимо сравнить с прототипом и проанализировать их.
Результаты сравнения представлены в табл. 5.1.
Мазутный котел оказался более эффективным по сравнению с
прототипом. Однако более высокий КПД достигается за счет сущест-
венного увеличения поверхности нагрева экономайзера (в 2 раза).
У прототипа радиационная поверхность в 2 раза выше, чем в
проекте. Это приводит к снижению температуры газов за топкой с
1300 °C до 1030 °C с увеличением механического недожога (который
у прототипа не указан), определяемого по количеству образующейся
сажи, заносящей не только-поверхности экранов, но и конвективные
(испарительный пучок и экономайзер). Понижение температуры газов
за топкой вызывает не только снижение эффективности работы топки,
но' и ухудшает теплообмен в конвективной испарительной поверхности
котла, что выражается в более высокой ( Ь 1,2 раза) конвектив-
ной испарительной поверхности прототипа. В целом суммарная поверх-
ность нагрева прототипа ниже, чем у проекта, но и КПД меньше на
2,2%.
В угольном котле такое же положение, но КПД прототипа выше
прежде всего за счет другой марки топлива с меньшими потерями с
химическим недожогом (7? против 10% в проекте). Однако более
низкая температура уходящих газов у проекта сокращает разницу в
КПД до 0,67и, но в то же время способствует развитию поверхности
экономайзера, которая в 2 раза выше, чем у прототипа.
шеннются,характеристики котла и при изменении температуры
питательной воды. Большинство котлов типа ДКВр питаюте.* водой из
атмосферного деаэратора, т.е. В этом случае добиться
высокого .С1Д котлоагрегата при указанных характеристиках сущест-
вующих котлов невозможно.
-51-
' Таблица 5.1
Сравнение характеристик проектируемых парогенераторов
с прототипом 1
Наименование Обозна- чение Размер - ность Мазут Уголь
Проект Прототип Проект Прото- тип
I 2 . J 5 6 7
Паропроиз води- тельность кг/с ill 1,66 1,81 1,80
Давление па. (абсолютное) Температура пи- тательной Bi Ша. °C I >4 1е' 1,4 30 1,4 70^- 1,4 50
Ш1Д котлсаг(- а- та 17 V1 .43 Ш.2 82,44 83,1
Расход топл! (полный) в кг/с о,113 0,133 0, 204 04 310
Температурю п- А лива Теплота сго| иия Q? рабочей массы то пли ва коэффициент - <^г бытка воздух . в топке Теплонапряжь ность Q. топочного об ,ема °C кДж/кг кВт/м'’ 90 40130 1,1С Сч.и 90 37420 I.I5 328 26200 1,40 300 18000 1,40 219
Теплонапряже.. лость о зеркала горы . Объем топки 1/г кВт/м1 “о 7.3 15,2 045 16,43 8Г5 23,7
Площадь колоел.ико- о вой решетки х Потеря тепла <_>т химического кедожо- ri га М*’ % 0,0 С,5 5,2 0,5 6,35 1,0
Потеря тепла от Q механического недо- г“ жога v Г-> - — 10 7,0
Потеря тепла от ох- Ох- лаждения л Рвдиационна >- И* верхность । ,ева Температура -азов за £& топкой J NT о.Оо 130v 1,93 J5.5 1030 2,0 21,05 1020 2 2 25 925
Men apt 1тель ’ 4 KOHF-i НТИ1 •нчй пучок
Поверхность 'репа i. •, э 116 106 201
- 52 -
Продолжение табл. b.I
1 2 з 4 ь 6 7
Скорость газов (сред- W м/с 8,12 8,9 5,94 6,3b няя) “ Коэффициент теплone- /Л Вт/м2*К 38,4 35,7 32,0 30,5 редачи 1 । Температура газов за °C ' 387 ЧОО 383 326 пучком Экономайзер Поверхность нагрева м2 330 16b 330 Ibb Скорость газов (сред- м/с 74 7,7 7,4 9,2 няя) ’“V Коэффициент теплопе- /Г Вт/м2'К £4,2 1о,3 20,1 23,5 редачи Температура воды на °C I60 £10 I60 113 выходе ** Температура уходящих £ук °C IbO 170 108 £37 газов ' Потеря тепла с уходя- о % 0,07 7,4 4,74 6,3 щими газами г*
-53-
ЛПТдГАТУРА
Основная ф
I. Антикайн П.А. Методика и расчет на прочность котлов и
трубопроводов. - 11.: Энергия, 1080. - 424 с.
2. ‘ Роддатис К.Ф., Полтарецкий А.Н. Справочник по котельным
установкам малой производительности. - М.: Энергоатомиздат, 1989.
- 488 с.
3. Аэродинамический расчет котельных установок! Нормативный
метод. /Под ред. С.И. Мочана. - Л.: Энергия, 1977. - 255 с.
4. .Сидельковский Л.Н., Юренев В.Н. Котельные установки про-
мышленных предприятий. - Ч.: Энергоатомиздат, 1988. - 528 с.
5. Тепловой расчет котельных агрегатов (нормативный метод)
/Под ред. Н.Ь. Кузнецова. - М.: Энергия, 1973. - 296 с.
6. Тихонов В.М. Проектирование парогенераторов промышленных
предприятий; Методические указания к курсовому проектированию по
спец. 0517 "Машины и аппараты пищевых производств". - КТИИ1Х,
1982. - 34 с. (
7. Тихонов В.М. Расчет энтальпии продуктов сгорания топлива
по программе " СОМви&ТТ(М/” на ОЬМ КС-1022 (учебная-программа);
Методические указания для самостоятельной работы студентов спец.
0317 "Машины и аппараты пищевых производств" и слушателей фа-
культета повышения квалификации. - КТИРПХ, 1989. - 86 с.
Дополнительная
о. Александра В.Г. паровые котлы средней и малой мощности. -
- Л.: Энергия, 1972. -’197 с.
9. Еелосельский Б.С., Соляиов В.К. Энергетическое топливо. -
- М.: Энергия, 1980. - 16о с.
10. Делягин Г.Н. и др. Теплогенерирующие установки.-М.: Строй-
издат, 1986. - 559 с.
( I Сах Р.Г. Котельные установки. - М.: Энергия, 1968. - 356 с.
4
-54-
12. Marappa Г. И. Поверочный тепловой расчет котельных агрега-
тов малой мощности, применяемых на рыбоконсервных комбинатахZ
Учебное пособие. - 11ТИН1Х, 1971. - 32 с.
13. Роддатис К.£. Котельные установки. - М.: Энергия, 1977. -
- 432 с.
14. Сборник правил и руководящих материалов по котлонадзору. -
- М.; Недра, 1977. - 480 с.
15. Стыриковии М.А. и др. Парогенераторы электростанций. -
- М.-Л.: Энергия, 1966. - 364 с.
16. Тихонов В.М. Паровые котлы промысловых судов: ыётэди*еские
указания к курсовому проектированию по спец. 0525 "Судовые сило-
вые установки". - Калининград;
КТИПГл, 1967. - 116 с.
17. Тихонов В.М. Оптимизация основных параметров и конструк-
тивных характеристик судовых вспомогательных парогенераторов на
ЭВМ ЕС-1020: Методические указания по курсевому проектированию по
специальности 0025 и 1612. - КТИРПХ, 1982. - 88 с.
16. Хряпченков А.С. Судовые вспомогательные и утилизационные
котлы. - Л.: Судостроение, 1986. - 296 с.
19. щеголев M.J. и др. Котельные установки. - М.: Стро шздат,
1972. - 362 с.
^20 . Эйтвид Л.В. Парогенераторы промысловых судов. - М.; Лег
пром-стй>, 1981.- 232 с.
ПРИЛОЖЕНИЕ
10,4 0,6 0,14 1,5 35900
- 57
Таблица 2П
Основные характеристики котла ДКВР-2,5-13
Наименование Обозна- чения Размер- ность Топливо И
Газ Мазут Уголь §онец. Уголь II Под- моск. Б2
I 2 3 4 5 6 7 8
Паропроизводи- ]) кг/с 0,665 1,11 1,11 0,605 0,665 тельность к Давление пара р Жа 1,4 1,4 1,4 1,4 1,4 (атмосферное) _ *• Температура пи- 4. °C 50 50 50 50 50 тательнои воды в Температура хо- t °C 30 30 30 30 30 лодного воздуха хо Коэффициент из- J.r - 1,15 1,15 1,15 1,4 1,4 бытка воздуха в топке Потеря тепла от Q, % 1,5 1,5 1,5 1,0 1,0 химического недо- '* ко га Потеря тепла от-» <7 % - - - 7 II механического не- дожога Потеря тепла от <5 % 3,7 2,31 2,31 3,7 3,7 охлаждения м Потеря тепла со о % - - - 0,32 0,94 шлаком КПД котлоагрегата h % 90 90,6 88,55 81,86 75,56 (расчетный) л Расход топлива 8 кг/с 0,0о7 0,0883 0,0864 0,121 0,226 Тйп топки - - Камерная ПМЗ-РПК Объем топки 1/г м3 12 11,8 11,8 10,4 10,4 Площадь колосни- R м^ - - 2,76 2,76 новой решетки Теплонапряженность О кЬт/м^ _ _ - 734 763 Колосниковой ре- 'я- шетки
58 -
Продолжение табл, 211
I 2 3 4 5 6 7 8
Теплота сгорания топлива кДж/кг 35700 35700 37420 18000 10450
Теплонапряженность топочного объема кВт/м3 168 273 276 195 202
Радиационная по- верхность нагрева 16,6 13 13 16,6 16,6
Температура газов на выходе из топки ^зт °C 870 1050 940 800 800
Тепловая мощность топки Qj кВт 1080 1310 1600 1040 916
Габариты котлоаг- jperaTa: Ь ш ЗУ 20 3920 3920 4120 4120
g мм 2430 2430 2430 3200 3200
Н мм 4340 4340 4340 4340 4340
Масса котла г 13,9 13,9 13,9 13,9 13,9
Тепловая мощность Q кВт 1790 2860 2860 котлоагрегата Конвективный испарительный пучок 1790 1790
Поверхность нагрева м2 75 75 75 75 75
Средняя скорость газов л/с 3,91 7.1 6,75 4,6 и,71
Температура газов за пучком ЭС 240 290 ♦ 355 366 344
Коэффициент теплопе- редачи Количество кипятиль- ных труб: к. Зт/м^'К 35,8 47,3 32,3 24,1 29,5
общее шт- 200 200 200 200 200
по оси барабанов шт* 10 10 10 10 10
по ширине котла ЦТ. 20 20 20 20 20
Кивое сечение .для прохода газов и2 0,52 0,52 0,52 0,52 0,52
Количество газо- ходов • шт. 2 2 2 2 2
59 -
Продолжение табл. 2П
I 2 3 4 5 бг 7 8
Тепловая мощность кВт и38 1294 974 528 614
Экономайзер
Тепловая мощность кВт 122 256 286 222 260
Поверхность нагре- ла 70,8 106,4 106,4 82,5 82,5
Скорость газов Температура воды на выходе м/с Ос 5,25 88 5,98 100 6,45 106 6,8 119 8,5 131
Коэффициент тепло- передачи Вт/м^’К 16,9 18,4 14,1 19,/ 22,2
Температура уходя- щих газов °C 115 130 175 135 145
Потерн тепла с уходящими газами % 4,75 5,55 7,64 6,12 7,8
- 60
Таблица ЗП
Основные .характеристики котла ДКВР-4-13
Наименование Обозна- чение Размер- ность Топливо
Газ Мазут Уголь ЙГЦ- '’Уголь £окец. Уголь Под- моск. Б2
I 2 3 4 5 6 7 8
Ларопроизводи- тельность кг/с 1,66 1,66 1,11 1,11 1,11
Давление пара (абсолютное) МПа 1.4 1,4 1.4 1,4 1,4
Температура пи- тательной воды °C 50 50 50 50 50
Температура хо- лодного воздуха °C / 30 30 30 30 30
Коэффициент из- бытка воздуха в топке • 1,15 1,15 1.6 1,4 1.4
Потеря тепла от химического не- дожога % of /G 1,5 Р.5 0,5 1,0 1,0
Потеря тепла от механического недожога Ъ % - - 17 7 II
Потеря тепла от охлаждения % 1,93 1,93 2,9 2,9 2,9
Потеря тепла со шлаком Ъ /о - - 0,75 0,25 0,94
КПД котлоагрега- та (расчетный) % 91,3 £9,2 69,2 82,1 75,8
Расход топлива & кг/с 0,132 0,133 0,183 0,194 0,361
Типтопки - - Камерная ' ' ГИС -РНК
Объем топки ч- м3 15,2 15.2 13,7 13,7 13,7
Площадь колосни- ковой решетки R о м^ - - 3,83 3,83 3,83
Теплонапряженность Колосниковой ре- шетки % кВт/м3 - - 897 8оО 877
-61
/
Продолжение табл. ЗП
I 2 3 4 5 6 ' 7 8
Теплота сгорания топлива ч' кДж/кг 35700 37420 22600 18000 10450
Теплоналряженно сть топочного объема % кВт/м3 ЗС9 328 251 237 245
Радиационная по- верхность нагрева "и 15,5 15,5 19,5 19,5 19,5
Температура газов на выходе из топки ’-ЗГ °C 1150 1030 930 880 865
Тепловая мощность топки кВт 1500 2210 1153 1405 1190
Габариты котлоагре- гата: L мм 5105 5105 5105 5105 5105
& мм 2430 2430 2430 2430 2430
Н мм 4345 4345 2430 2430 2430
Масса котла т 17,1 17,1 17,1 17,1 17,1
Тепловая мощность jcBt 4280 4280 2860 котлоагрегата Конвенти?яый испарительный пучок 2860 2860
Поверхность наг- рева кВт 118 118 118 118 118
Скорость газов м/с 9,3 8,9 9,7 6,'4 7,8
Температура газов за пучком ti On V 282 406 433 340 340
Коэффициент тепло- передачи Количество кипятиль- ных труб: Ьт/м^’К 53,6 35,7 43 30,5 37,8
общее шт. 320 320 320 320 320
по оси барабанов шт. 16 16 16 16 16
по ширине котла 2г шт. 20 20 20 20 20
Нивое сечение для прохода газов 0,84 0,84 0,84 0,84 0,84
Количество газохо- де I шт. 2 2 2 2 2
62
К। одолжение табл. ЗГ1
I 2 3 4 5 6 1 I7 8
Тепловая мощность кВт 2382 1612 Экономайзер 1217 ПЗЗ 1297
Тепловая мощность кВт 206 458 490 322 373
Поверхность нагрева 165 165 141 106,-4 106,4
Скорость газов м/с 7,0 7,7 8,7 7,7 9,5
Температура воды на выходе Г °C 102 НО 146 ИЗ 123
Коэффициент тепло- передачи Вт/м^ •К 19,8 15,3 27 20,8 24,2
Температура уходя- щих. газов ^7* °C 125 170 152 145 155
Потери тепла с % 5,28 7,4 9,65 6,75 8,36
уходящими газами
• 63 •
I
Таблица 4П
Основные характеристики котла ДКВР-^б,5-13
Наименование Обозна- чение Размер- 1 ность Топливо'
Газ Мазут Уголь ёГч- Уголь Под- моск. Б2
I 2 3 4 5 6 7 8
Паропроизводитель- J) кг/с . 1,8 2,78 2,78 1,8 1,8 ность * Давление пара D Ша 1,4 1,4 1,4 П4 1,4 (абсолютное) . \ Температура пита- i.„R °C 50 50 50 50 50 тельной воды ° Температура холод- i.ia °C 30 30 30 30 30 ного воздуха Коэффициент избыт- - 1,15 1,15 1,15 1,4 1,4 ка воздуха в топке Потеря тепла от Q. % 1,5 1,5 1,5 1,0 1,0 химического недо- ' жога Потеря тепла от Q,. % - - 7 II механического не- дожога Потеря тепла от Q. X 2,2 2,2 2,2 2,2 2,2 охлаждения - Потеря тепла со о % _ _ - 0,4 1,0 шлаком КПД котлоагрегата % 91,8 91,8 89,7 83,1 76,7 (расчетный) с к Расход топлива В кг/с 0,1415 0,218 0,214 0,310 0,58 Тип топки - - Камерная ПМЗ-И1К Объем топки (/. мэ 24,6 24,3 24,3 23,7 20,8 Площадь колоснико- % м*’ - - - 6,35 6,35 вой решетки Теплонапряженность а кНт/м^ - - - 815 850 колосниковой ре- ' ° шетки Теплота сгорания кДж/кг Зэ700 35700 37420 18000 10450 топлива
I
- 64
Продолжение табл. 411
I 2 3 4 5 6 7 8
Теплонапряженность топочного объема % кВт/м3 205 320 329 219 259
Радиационная поверх- ность нагрева 25 19,3 19,3 25 25
Температура газов на выходе из топки ^sr °C 1030 1210 1100 925 900
Тепловая мощность топки кВт 2085 2370 3250 2280 1980
Габариты котлоагре- гата: L В мм мм 6427 3IJ0 6427 3110 6427 3110 6427 3110 6427 3110
Н мм 434э 4345 4345 4345 4345
Масса котла т 21,7 21,7 21,7 21,7 21,7
Тепловая мощность котлоагрегата & кВт 4640 7160 7160 4о40 4640
Конвективный испарительный пучок
Поверхность нагрева 201 201 201 201 201
Средняя скорость га- зов м/с 5,5 9.5 9,1 6,30 7,7
Температура газов ' за пучком °C 235 262 355 326 338
Коэффициент теплопе- редачи Xi Вт/м^-К 42,1 54,7 36,0 30,5 37
Количество кипятиль- ных трубок:
общее шТ. 506 506 506 506 506
по оси барабанов шт. 23 23 23 23 23
по ширине котла шт. ,22 22 22 22 22
Живое сечение для прохода газов Fi м2 1,24 1,24 1,24 1,24 1,24
Количество газоходов Пг шт. 2 2 2 2 2
Тепловая мощность кВт 2223 4162 3142 1636 2062
Продолжение табл. 4П
I 2 3 4 5 6 т 7 8
Экономайзер Тепловая мощность кВт 332 628 768 524 588 Поверхность нагрева /У 165 248 248 165 165 Скорость газов м/с 7,0 8,5 8,45 9,2 11,2 Температура воды на -К °C 90 99 НО ИЗ 122 выходе Коэффициент теплопе- К Вт/м^’К 20,1 20,9 16,4 23,® 26,7 редачи 1 Температура уходящих °C НО 125 170 137 150 газов 7 Потери тепла с ухо- Q % 4,5 5,28 7,36 6,3 8,1 дящими газами '
-66 -
Таблица 5Г1
Основные характеристики котла ДКВР-10-13
Наименование Обозна- чение Размер- ность Топливо
Газ Мазут Уголь ЙГи- Уголь Й”еч Уголь Под- моск. В2
I 2 3 4 5 6 7 8
Паропроизводи- У) кг/с 4,17 4,17 2,7b 2,78 2,78 тельность Давление пара р МПа 1,4 1,4 1,4 1,4 1,4 (абсолютное) ' к Температура пита- •£ °C 50 50 50 Ь0 50 тельной воды ® Температура хо- £хв °C 30 30 30 30 30 лодного воздуха Ко&ффициент из- </г - 1,15 1,15 1,6 1,4 1,4 бытка воздуха в топке Потеря тепла от Q % 1,5 1,5 0,5 1,0 1,0 химического недо- жога Потеря тепла от Q % - -18 7 II механического не— 'ч дожога Потеря тепла от Q % 1,75 1,75 1,75 1,75 1,75 охлаждения ' Потеря тепла со а % - 0,25 0,35 0,95 шлаком КПД котлоагрегата к % 91,6 88,5 70,6 ьЗ,5 77,5 (расчетный) <к Расход топлива £> кг/с 0,328 0,325 0,449 0,477 0,885 Тип топки - - Камерная ILL-РПК Обьем топки VT м3 42,2 42,2 37,4 37,4 37,4 Площадь колоснико- /? м^ - - 9,5 v,5 ‘ ,5 вой решетки ' Теплонапряженность а кВт/м^ - 87 867 колосниковой решет- 'R ки
67
Продолжение табл. 5П
I 1 о 4 5 *1 6 7 8
Теплота сгорания топлива кДж/кг 35700 37420 22600 18000 IC450
Теплонапряженность топочного объема кВт/м3 270 286 222 214 222
Радиационная по- верхность нагрева ч. 31.6 31,6 40 40 40
Температура газов на выходе из топки °C 1170 1080 930 915 895 I
Тепловая мощность топки кВт 3660 5100 3120 3590 ’3070
Габариты котлоагре- гата* L мм 6060 6860 6860 6860 6860
В мм 3830 3830 3830 3830 3830
И ш 6315 6315 6315 6315 6315
Масса котла т 18,8 18.8 18,8 18,8 18,8
Тепловая мощность Q цРт 10760 10760 7160 котлоагрегата к Конвективный испарительный пучок 7160 7160
Поверхность нагре- ва м2 235 235 235 235 235
Средняя скорость газов м/с 12.6 12.5 12,5 8,4 10.2
Температура газов за пучком °C 292 410 400 325 344
Коэффициент тепло- передачи Количество кипятиль- ных труб: Вт/м2”К 60,6 39,6 54 37,8 48,8
общее % ШТ. 594 594 594 594 594
по оси барабанов шт. 27 27 27 27 27
по ширине газохода шт. 22 22 22 22 " 22
кивое сечение для прохода газов м2 1,28 1,28 1,28 1,28 1,28
J
68 -
Продолжение табл. .‘>11
1 2/ 3 4 5 6 7 8
Количество газохо- дов "г шт. 2 2 2 2 2
Тепловая мощность кВт 0785 4275 Экономайзер 2900 2750 3103
Тепловая мощность кВт III5 1385 1140 820 9и7
Поверхность насрева Чи м2 414 414 ЗЬ4 240 2139
Скорость газов г<с м/с 8,3 8,4 8,3 9,3 9,8>
Температура воды на выходе г ’-5* °C 108 122 139 П4 127
Коэффициент тепло- передачи К Вт/ыАк 20,4 9к ' 16,2 22,0 23,8 24,4
Температура уходя- щих газов Ьул °C lob 190 160 140 145
Потеря тепла с уходя- щими газами Ъ % 5,7 8,7 8,9 6,4 7,8
G'J -
Основные характеристики котла Таблица 6П
ДКВР-20-13 Т 1 [
Наименование Обоз- наче- ние Размер- ность Топливо
Газ Мазут Уголь й“ц- Уголь Печер- ский 1Ш Уголь Под- моем. Б2
I 2 3 4 5 6 7 8
Паропроизводи- тельность кг/с 7,66 7,66 5,9 5,9 5,9
Давление папа (абсолютное) А ЫПа 1,4 1.4 1,4 /•4 1.4
Температура пи- тательной воды* °C 100 100 100 100 100
Температура хо- лодного воздуха Ав °C 30 30 30 30 30
Коэффициент из- бытка воздуха в толке А - 1,15 1,15 1,6 1,3 1,3
Потеря тепла от химического не- дожога % % 1,5 1,5 0,5 0,5 0,5
Потеря тепла от механического недожога % % - - 10 6 9
Потеря тепла от охлаждения % % 0,995 0,944 1,3 ' 1,3 1.3
Потеря тепла со шлаком % % - - 0,205 0,315 0,94
КПД котлоагрегата (расчетный) ъ % 90,6 90,0 80,3 85,0 80,2
Расход топлива £ кг/с 0,562 0,542 0,77 0,695 1,67
Тип -топки - - Камерная 4ЦР 1ШЗ-ЛЦР
Объем топки А м3 64,5 64,5 45 56 56
Площадь колоснико вой решетки - R М*'- - 17,2 13,0 13,0
Теплонапряжен- Q, ность КОЛОСНИКОВОЙ решетки - гВт/м^ - - 900 1180 1210
• 70
Продолжение табл. 611
ХГ г — — 1 3 1 5 6 7 8
Теплота сгорания топлива а: кДж/кг Зэ700 37420 22600 23700 10458
Теплонапряженность топочного объема % кВт/м3 309 311 344 273 28и
Радиационная по- верхность нагрева "и ы2 71.3 71.3 □8,0 71,3 71,3
Температура газов на выходе из топки °C 1140 990 1050 900 947
Тепловая мощность топки кВт 7040 9600 4550 7820 □6о0
Габариты котлоагре- гата: U Е> мм мм 9775 3215 9775 3215 9775 3215 9775 3215 9775 3215
Н мм 7660 7660 7660 7660 7660
Масса котла т 53,4 53,4 53,4 53,4 53,4
Тепловая мощность котлоагрегата кВт 18200 18200 14000 14000 14000
Конвективный испарительный пучок
Поверхность нагре- ва nt 326 326 326 326 326
Средняя скорость газов ЧсГ м/с 9,4 8,4 9,2 6,7 8,51
Температура газов за пучком_ °C 303 400 310 415 300
Коэффициент тепло- передачи ВтДГ’К 59,5 43,6 64,5 31,2 63,6
Количество кипя- тильных труб:
общее шт. №4 894 СО 4 894 894
по оси барабанов шт. 43 43 43 43 43
по ширине газохода шт. 22 22 22 22 22 ,
1аивое сечение для прохода газов м2 2,ь4 2,84 2,84 2.84 ,84
Количество газохо- дов , * шт. I I I
- 71
Продолжение табл. 6П
I О Л» 3 4 5 6 7 I 8
Тепловая мощность кВт 43760 6200 7760 4245 6840 Экономайзер Тепловая мощность С? кВт 2400 2400 1690 1935 1500 Поверхность наг- /-/ м2 1078 1078 808 727 727 рева ** Скорость газоь -ц^м/с 8,0 Я»? 8,7 Температура воды t‘‘ °C 168 168 162 171 155 на выходе Коэффициент терпло— к Вт/м2,К 20,8 16,7 23,2 19,7 22,7 передачи Температура уходя- £« °C 150 168 150 165 153 щих газов ' ' Потеря тепла с О % 6,9 7,6 7,7 6,9 8,04
уходящими газами
Таблица 711
Основные характеристики котла «иДВР-ЗО-ХЗ
Наименование Обозна- чение Размер- ность Топливо
Газ 14азут Уголь Донецк. Уголь Лара- нор.
I 2 3 4 О 6 7
Наропроиз води- тельность Л кг/с 13,9 13,9 У, 73 9,73
Давление паоа (абсолютное) МПа 1,4 1.4 1,4 1,4
Температура пи- тательной воды £ Ь/7 0 °C 1иС 100 100 160
Температура хо- лодного воздуха Дса °C 30 30 30 30
Коэффициент из- бытка воздуха в топке <t,r - 1,1b 1,1b 1.3 1.4
Потеря тепла от химического не- дожога 9з •f /о о,ь о.ь 0,о 0,Ь
Потеря тепла от механическо го недожога 7о - - 3,9 4
Потеря т^пла от охлаждения Ъ у С,77 0,77 1,1 1.1
Потеря тепла со шлаком • ’ J - - 0,39 0,3о
.ид, котлоагрегата (расчстныя) Ъ сг /* 90,33 Ь0,0 o6.il и2,7ь
Расход топлива в кг/с 1,03 1,00 I,4t 2,24
Тип топки - - Иамернан -Л.д
Об ,ем топки ьг В2 <7 g7
нлощэдь Калосии- ково,- решетки R - - ч' .1 1у,1
Те пл он апряженность Килосниковоi ре- % ) иЗт/м*” - - 1 .х>о 141b
ЫеТКИ
- 73
Продолжение табл. 711
1 1 2 I 3 4 5 1 6 7
Теплота сгорания топлива кДж/кг 35710 37420 18000 12500
Теплонапряженность топочного объема % кВт/м3 449 456 299 306
Радиационная по- верхность нагрева м2 62,7 82,7 86,1 86,1
Температура газов на выходе из топки Кт °C 1280 1250 1000 940
Тепловая мощность топки кВт 9650 12300 II200 9240
Габариты котлоагре- гата: L ММ 12000 12000 12000 12000
& мм 321b 3215 3215 3215
Н мм 7660 7660 7660 7660
Масса котла т 53,8 53,8 53,8 53,8
Тепловая мощность Q кВт 33000 33000 котлоагрегата Конвективный испарительный пучок 23100 23100
Поверхность нагрева ы2 437,4 437,4 437,4 437,4
Средняя скорость газов U м/с 15,3 16,4 II.I 14,3
Температура газов за пучком ) к °C 330 400 370 383
Коэффициент теплопе- редачи Количество кипятиль- ных труб: Вт/ы^'К 99,0 74,4 50,0 57,7
общее шт* 1200 1200 1200 1200
по оси барабанов TIT. 57 57 57 57
по ширине газохода шт. 22 22 22 22
Живое сечеНие для прохода газов м2 2,34 2,84 2,84 2,84
Количество газохо- дов *г шт. I I I I
ь к
SO
§
s х
о о
]=1 ф
X
ф
3
оэ
3
X
£
to
1
О
□
ф
В?
о S
ю ф
тз
№
II
®тз
№
S3
X
CH s?
* =r
-8
Ф'
§
о
м
g
й
о
£
§
О
W
g
S
<J
Таблица 8П
Основные технические показатели блочных чугунных экономайзеров ВТК
Обознач. зконом. Нов. н^гр. Длина трубы м Количество Температура газов за эк»и Температура воды.°C Масса эконо- майзе- ра, кг Тип кот- лоагрега- та
коло- нок труб Б раду ря- дов На входе На выходе
Тв.- топ- ливо Мазут Газ
Тв. топ- ливо Las ут Газ
I 2 3 4 5 6 7 8 9 10 II 12 13 14 15
ЭП2-94 94,4 2 16 160 175 150 160 175*165 146 '136 4045 Д<Вр-< ,5- -1о ЬТЗ-71 70,6 2 12 150 180 145 70 104*109 IC6 ГЛ 35IC ЗЛ2-142 141,5 16 155 Ibt 150 ЮС 153*162 149 140 542о ДКор-4-13 3T2-IC6 Кб,2 2 2 3 12 150 ISO 150 7и 102*106 107 102 4580 3112-236 236 16 155 180 150 ICO 152*133 140 14и 8180 ЭТ2-177 177 12 I5u IbC 150 70 100*117 , ICI 101 5750 ELI-236 236 5 16 155 180 150 100 152*163 140 140 8675 ДКВр-6,5- —13 ЭТ1-177 177 12 150 IbC 150 70 100*117 IIC ICI 6670 ЭП1-330 330,4 2 X 7 16 155 175 Г55 100 149*156 142 142 II450 ЭТ1-248 247,8 20 150 180 153 70 100*106 102 ЮЗ 8800 ДКВр-10-
Продorvenue табл. 8П
I Г * 3 4 0 6 7 8 9 IC Г 11 12 13 14 15
Sill-bCto ЗП1-646 80b 646 3 I 20 16 I5C 155*180 178 158 100 ICC 162 157*174 165 166 25500 2СЬ0С дсзр-
ЭТ1-646 646 16 150*160 I8C I5C 7С 1С0*1С6 105 100 I050C -2C-I3
Таблица 9П
Основные характеристики дымососов и вентиляторов для котла ДСВр
Характеристики Обозна- чение Размер- ность ДКЬр-2,5-13 ДСВр -4-13 ДКВр-6,5-13
Камен, уголь Бурый уголь шаэут Камен, уголь Бурый уголь .азу 7 Камен, у гель Бурый уголь .«'аз у т
— * — I 2 3 4 5 € 7 8 С I. II 12
Расчетная производи-
тельность:
газов var м3/с 1,44 1,85 1,91 2,52 3,26 3,5 4.Со
воздуха Ч ы3 /с С,76 С ,89 С ,945 1.27 1,49 1,6 о «в-
Расчетный напор:
газов Па 795 ШС 58С 940 1350 1830 - -*?«. -,“Ж_ _
воздуха Л Ба 1060 1110 53о IC60 ШС I960 КсС X.
Температура уходящих газов tyy °C 154 165 188 16С> 175 196 157 -
Типоразмер: дымососа вентилятора - — - Д - 8 Ц13-5С ВД-8 вд-6 д - ю ВД-ё
Частота вращения: дымососа об/мин 970 720 970 730 970 730
Продолжение табл. 9Г1
I 2 3 4 о 6 7 6 9 110 Г11 1 12
вентилятора ’7 "в об/мин 1450 970 1450 97i
дымососа ?а % 60 50 50 41 54 66 54 69 63
вентилятора ?< 40 4С 40 45 50,5 62 54 54 61
Расчетная производитель- ность: ДлБр-10-I 3 ДлВр-20-13 ДКВр-35-13
газов ч м3/с 6,0 7,65 6,95 12,1 14,9 16,3 12,0 30 31,4
воздуха м3/с 2,92 3,45 3,97 5,76 7,0 7,4 10,25 12,1 13,6
Расчетный напор:
газов Па ПЗС 1620 1250 изо 1580 1000 1460 2290 2140
воздуха Па 720 780 1360 770 1360 1880 770 1170 2000
Температура уходящих газов Сс 164 175 206 172 158 197 185 205 250
Типоразмер:
дымососа - - Д-12 Д-13,5 Д-15,5 Д-16
вентилятора Z - - ВД-1С * ВД-13,5
/
2
Продолжение табл. 9а
I 2 3 4 5 6 7 в и 12
Частота вращения:
дымососа ”г> об/мин 970 7Х 565 7Х
вентилятора об А-ин 730 970 4СО
КПД:
дымососа <3 55 59 67 60 60 & 61 «4 6с
вентилятора 5* 43 53 67 49 43 оё 56 63 X
&
Примечание
При выборе вентиляторов и дымососов новейших марок (типа Вд-, и гекоменд?ето.*
по котельным установкам малой производительности” п.1. Роддатиса и А.п. пс.т*-е_-.
80
Таблица 10П
' ад«*гле для сьл эстоятельнш. работы студеь.тоэ
Ва- риант Прототип Производи- тельность Дк, т/ч Давление котла (избыт.) Рк, Ша Температу- ра пита- тельной во- ды tna С Топливо
I 2 3 4 5 6
1 ДОР-2,5-13 1,0 0,5 50 Уголь Ирша- Бородинское ^2
2 1,5 0,6 60 Уголь Че- репковское
3 2,0 0.7 70 Уголь Ур- гал ьское ГР
4 2,5 0,8 80 Дрова
5 3,0 0,9 90 Уголь Баба- евское Б1
6 ДОР-4,0-13 3,5 0,7 50 Уголь дгор- шинское ПАР
7 4,0 0,8 70 Уголь Вол- чанское БЗ
8 4,5 0,9 90 Уголь Тквар- чельское д
8 5,0 1.0 100 У голь Тки- бульское Г
10 5,5 1,1 90 Уголь Кок- Пн гак ДР
II ДОР-8,5-13 6,0 0,6 50 Уголь Шураб Б2 Уголь 14ИНУ- СИНСКИЙ Др
12 6,5 0,8 80
13 7,0 ,1,0 100 Уголь Бука- чечинское ГР
14 8,0 1,2 80 Уголь Рай- чикинское Б2
Т5 9,0 1,4 50 Уi*oль Су- чанский ГР
16 ДОР-10-13 10 0,8 100 У голь Су- чанский ТР
17 12 1,0 100 Уголь Нер- юнгринский ССР
1D 14 1,2 80 Уголь Чуль- наконское дР
Продолжение табл. ЮН
1 "< j- о 1 ft
19 6 1,0 L'j Уголь Сахалинский
ги Л'.* 50 Сланцы
21 ДдВР-2и-13 19 6,8 би Торф
22 21 1,0 90 Мазут Ф5
23 24 1.2 100 Мазут Ф12
24 27 1,0 90 Мазут 40 МаЛОСер- НИСТЫЙ
20 Зи ^,0 60 Мазут 40В мало- сернистый
26 даР-ои-13 32 C,d 80 Мазут 40 высоко- сернис,,’Ы!1
27 36 1,0 90 Мазут 40L сернис- тый
26 40 1.2 100 Мазут 40 сернис- тый Мазут 100 малосер- нистый
29 44 1,5 90
30 48 2,0 80 Мазут 100 сернис- тый
31 ДКВР-2,5-13 1,0 0,6 50 Мазут Ф5
32 1,5 I.o 60 Мазут Ф12
33 2,0 1,2 70 Мазут-'40 малэсер- нистый
34 2,5 1,4 60 Мазут 40В малосер- нистый
35 3,0 1,6 90 Мазут 40 высоко- сернистый
36 ДКВР-4,0-1,1 ’ 3,;, 0,6 50 Мазут 40В сернис- тый Мазут 40 сернис- тый
37 4. 0 V.7 60
3d 4.0 0,0 70 Мазут 100 малосер- нистый
39 5,0 оД» 60 Мазут 100 сернис- тый
40 з,5 1,0 loo Мазут 100 высоко- сернистый
41 дар-с,а-13 б,о 0,7 50 Мазут 100В мало- сернистый
42 6,5 0,6 60 Мазут 100В сернис- тый
82
Продолжение табл. 10П
I 2 3 4 5 6
43 7.0 0.9 70 Уголь Донецкий ДР
44 8,0 1.0 60 Уголь Донецкий ГР
45 9,0 1,1 50 Уголь Донецкий ТР
46 ДКВР-10-13 10 0,8 50 Уголь Донецкий АШ
47 12 0.9 60 Уголь Донецкий ПА
46 14 1,0 70 Уголь Кузнецкий ДР
49 16 I.I 80 Уголь Кузнецкий ГР
50 18 1,2 100 Уголь Кузнецкий ICC
51 ДКВР-20-13 20 0,8 80 Уголь Кузнецкий ТР
52 23 1.0 90 Уголь Карагандинский
53 26 1,2 100 Уголь Экибастузский ССР
54 29 1,4 90 Уголь Подмосковный Б2
55 32 1,6 80 Уголь Печерский ЖР
56 ДКВР-35-13 35 1,1 100 Уголь Печерский ДР
57 38 1,3 90 Уголь Львовско-Во-
лынский ГР
58 41 1,5 80 Уголь Кизеловкий ГР
Уз 44 1.7 90 Уголь Челябинский БЗ
60 47 1,9 100 Уголь Ангренское Б2
.ГЛА-
. l .tl .
Введение....... ... ............................
I. Задание.................................... A... A
2. Тепловой рась-г. котлоагрегата...................//.
2.1. Исходные дачные........................ J.I.
2.2. Определение состава рабочей массы топлива.... J?.
2.3. Определение объемов воздуха и продуктов сгора-
ния................................................it.
2.4. Определение энтальпии продуктов сгорания топ-
лива.............................................. .20.
2.4.1. Построение У - € - диаграммы продуктов сго-
рания мазута......................................20.
2.4.2. Построение У - t - диаграммы продуктов сго-
раний угля........................................21.
2.5. Тепловой баланс котлоагрегата................23.
2.6. Расчет топки.................................26.
2.7. Расчет испарительной конвективной поверхности
нагрева............................................
2.6. Расчет экономайзера........................<35.
у
2.9. Баланс котла по пару и КПД.................'.39
3. Газодинамический расчет парового котла...........90.
4. Расчет деталей и узлов котлоагрегата на прочность.
5. Результаты расчета. ............................-Я2.
Литература...........................................S3,
Приложение...........................................-56