Поверочный тепловой расчёт котельного агрегата

Рассчитываемая

 величина

Обозначение

Размерность

Формула или 

обоснование

Расчёт или данные

чертежей

Диаметр и толщина  экранных труб

мм

По чертежу

32

Шаг труб

--

То же

48

Ошипованная часть

Поверхности:

фронтовой стены

задней стены

боковой стены

пода

Неэкранированная поверхность в области горелок

Суммарная экранированная поверхность ошипованной части

F_ф

F_з

F_б

F_под

F_гор

м²

м²

м²

м²

м²

м²

По рис. I.

F_з= F_ф

По рис. I.

То же

----

F_ф+ F_з+2 F_б+ F_под- F_гор

5,275•17,3=91,3

91,3

5,275•9,5+0,725•4,325=53,2

(4,5+4,5)17,3=155

12

91,3+91,3+2•53,2+155-12=432

Открытая часть

Поверхности:

потолка

фронтовой стены

задней стены

боковой стены

выходного окна

Суммарная поверхность стен открытой части

Суммарная поверхность  стен топочной камеры

F_пот

F_ф

F_з

F_б

H_вых

F_ст

м²

м²

м²

м²

м²  

м²

м²

По рис. I.

То же

----

----

----

F_пот+ F_ф+ F_з+2 F_б+ H_вых

+ + F_гор

4,33•17,3=74,9

30,5•17,3=527

17•17,3=294

17•9,5+13,5•4,33=220

(4,47+13,5)17,3=311

74,9+527+294+2•220+311=1647

432+1647+12=2091

Объём топо чной камеры до ширм

Эффективная толщина  излучающего слоя

V_т

s

м³

м

По рис. I.

17,3(53,2+220)=4710

Рассчитываемая

 величина

Обозначение

Размерность

Формула или 

обоснование

Расчёт или данные

чертежей

Диаметр и толщина  труб

Количество параллельно включенных труб

n_тр

мм

--

По чертежу

То же

32

27

Количество ширм

Средний шаг между  ширмами

n_ш

s₁

--

мм

----

----

24

Продольный шаг

Относительный поперечный шаг

s₂

   σ₁

--

--

----

s₁/d

35

Относительный продольный шаг

σ₂

--

s₂/d

Поверхность нагрева  ширм

Дополнительная область  нагрева в области ширм

Поверхность входного окна

Лучевоспринемающая поверхность  ширм

H_ш1

H_доп1

H_вх

H_л.ш1

м²

м²

м²

м²

2•2•2А•l•n_ш•x

По рис. II.

То же

13,5•4,47•2+4,47•17,3=198

(4,47+13,5)17,3=311

Дополнительная лучевоспринемающая поверхность

H_л.доп1

м²

H_вх – H_л.ш1 

311–287=24

Живое сечение для  газов

F_г

м²

Живое сечение для  пара

f_п 

м²

Эффективная толщина  излучающего слоя

s

м

Рассчитываемая

 величина

Обозначение

Размерность

Формула или 

обоснование

Расчёт или данные

чертежей

Вертикальные перебросные стояки:

диаметр и толщина

количество

поверхность нагрева

n

H_в.ст  

мм

--

м²

По чертежу

То же

πndl

108

24

3,14•0,108•6,7•24=54,5

Подвесные экономайзерные трубы:

диаметр и толщина

количество

поверхность нагрева

n

H_эк

мм

--

м²

По чертежу

То же

πndl

32

119

3,14•0,032•7,66•238=183

Поверхности нагрева:

входного окна

выходного окна

боковых стен

потолка, задней стены и ската

экранов поворотной камеры

H_вх

H_вых

H_б

ΣH

H_экр

м²

м²

м²

м²

м²

По рис. II.

То же

То же

То же

H_б+ ΣH

6,7•17,3=116

7,95•17,3=137,6

131

296

131+296=427

Поверхность ограждающих стен и подвесных труб

Объём поворотной камеры

Эффективная толщина  излучающего слоя

H

V

s

м² 

м³ 

м

H_экр+H_эк+H_вх+H_вых+H_в.ст

По рис. II.

427+183+116+137,6+54,5=918,1

Живое сечение для  среды в подвесных экономайзерных трубах

То же в вертикальных стояках

f_эк

f_в.ст

м²

м²  

0,785•0,02²•238=0,075

0,785•0,08²•24=0,12

Живое сечение для  газов в подвесных экономайзерных трубах

То же в вертикальных стояках

F_г.эк

F_г.в.ст 

м²

м²  

7,66•17,3–119•7,66•0,032=103,3

6,7•17,3–24•6,7•0,108=98,6

Рассчитываемая

 величина

Обозначение

Размерность

Формула или 

обоснование

Расчёт или данные

чертежей

Диаметр и толщина  труб

Расположение

--

мм

--

По чертежу

То же

42

Шахматное

Поперечный шаг

Продольный шаг

s₁

s₁

мм

мм

То же

По рис.III.

144

575/11=52,2

Количество параллельно  включенных труб

Число рядов по ходу газов

Длина трубы

Поверхность нагрева  выходной ступени

Живое сечение для  газов

То же для пара

n

z₂

l

H

F_г

f_п

--

--

м

м² 

м²

м²

По чертежу

То же

По рис.III.

πndl

АВ–dln

238•3=714

12

50,95

3,14•0,042•50,95•238=1595

7,95•17,3 – 0,042•7,88•119=98

0,785•0,034²•714=0,647

Эффективная толщина  излучающего слоя

s

м

0,9•0,042

Подвесные экономайзерные и перегревательные трубы:

диаметр и  толщина

количество

Поверхность нагрева

Поверхность нагрева  экранов в области выходного пакета

n_эк

H_эк

H_экр

мм

--

м²

м²

По чертежу

То же

πdln_эк

По рис. III.

32

2•119=238

3,14•0,032•3,375•238=80,6

183,1

Рассчитываемая

 величина

Обозначение

Размерность

Формула или 

обоснование

Расчёт или данные

чертежей

Диаметр ротора¹

D

мм

По рис. IV.

9000

Диаметр ступицы

d

мм

То же

1200

Количество воздухоподогревателей на котёл

n

--

По чертежу

2

Количество секторов

--

--

То же

18 (8 газовых, 8 воздушных и 2 разделительных)

Доли поверхности, омываемые газами и воздухом

x₁, x₂  

--

x₁=x₂

Горячая часть

Эквивалентный диаметр  интенсифицированной набивки

d_э

мм

По чертежу

9,6

Живое сечение для  газов и воздуха

F

м²

0,785•9²•0,445•0,93•0,89•2=46,8

Высота набивки

h_г

м

По рис. IV.

2,2

Поверхность нагрева

H_г

м²

0,95•0,785•9²•0,93•365•2,2•2,0=90200

Рассчитываемая

 величина

Обозначение

Размерность

Формула или 

обоснование

Расчёт или данные

чертежей

Диаметр и толщина  труб первичного пара

мм

По чертежу

32

Диаметр и толщина труб вторичного пара

мм

То же

60

Количество труб в  одной секции

n_тр

--

По чертежу

5

Количество секций

z

--

То же

13

Количество параллельно  включенных труб

n

--

n_трz

5•78=390

Длинна труб теплообменника

м

По рис. V.

2,43•2+3,14•0,5=6,43

Рассчитываемая

 величина

Обозначение

Размерность

Формула или 

обоснование

Расчёт или данные

чертежей

Поверхность нагрева  теплообменника

H

м²

πndl

3,14•0,032•6,43•390=252

Живое сечение для  первичного пара

f_п.п

м²

0,785•0,022²•390=0,148

Живое сечение для  вторичного пара

f_вт

м²

0,785(0,052²-0,032²)390=0,52

Эквивалентный диаметр

d_э

м

Углерод

Водород

Кислород

Сера

Азот

Зола

Вода

Низшая теплота сгорания

кДж/кг

62,1

4,0

5,9

2,6

1,1

11,3

13,0

24450

Рассчитываемая

 величина

Обозначение

Размерность

Формула или 

обоснование

Расчёт или данные

чертежей

Теоретическое количество воздуха на 1 кг топлива:

сухого 

влажного

м³/кг

м³/кг

6,471

6,575

Влагосодержание

г/кг

Принимаем

10

Коэффициент избытка  воздуха в топке

--

Выбираем в зависимости от топочного устройства и вида топлива

1,2

Присос воздуха в  систему пылеприготовления

--

Выбираем по характеристике пылесистемы

0,04

Действительное количество воздуха на 1 кг топлива

м³/кг

7,89

Объем газов

- трехатомных,

м³/кг

1,17

- двухатомные,

м³/кг

6,4

- водяных паров,

м³/кг

0,61

- продуктов сгорания,

м³/кг

8,18

- углекислого газа,

м³/кг

1,16

Парциальное давление трехатомных газов:

- углекислого газа,

МН/м²

0,01

- водяных паров, 

МН/м²

0,007

- суммарное

 МН/м²

0017

Объемная доля трехатомных газов

0,14

Объемная доля водяных паров

0,07

Суммарная объемная доля трехатомных газов и водяных паров

0,21

Масса дымовых газов,

кг газов/кг топл.

11,2

Безразмерная концентрация золовых частиц

0,008

Трехатомные газы

Двухатомные газы

Водяные пары

(ct)RO_2,

10³×Дж/м³

VRO₂(ct)RO_2,

10³×Дж/кг

(ct)R_2,

10³×Дж/м³

VR₂(ct)R_2,

10³×Дж/кг

(ct)H₂O_,

10³×Дж/м³

VН₂О(ct)Н₂О_,

10³×Дж/кг

100

170

199,6

130

838,5

151

110,8

1149

200

357

419,1

261

1683

304

223,1

2326

300

559

656,2

393

2535

463

339,8

3531

400

772

906,3

528

3406

626

459,4

4771

500

994

1167

665

4289

795

583,5

6040

600

1225

1438

807

5205

669

711,2

7355

700

1462

1716

951

6134

1149

843,3

8694

800

1705

2002

1097

7076

1334

979,1

10060

900

1952

2032

1246

8037

1526

1120

11450

1000

2204

2587

1397

9011

1723

1265

12860

1100

2458

2886

1550

9998

1925

1413

14300

1200

2717

3190

1704

11570

2132

1565

16330

1300

2977

3495

1860

12000

2344

1720

17210

1400

3239

3803

2017

13010

2559

1878

18690

1500

3503

4113

2175

14030

2769

2032

20170

1600

3769

4425

2339

    15090

3002

2203

21710

1700

4036

4738

2494

16090

3223

2365

23190

1800

4305

5054

2654

17120

3458

2538

24710

1900

4573

5369

2816

18160

3690

2708

26240

2000

4844

5687

2978

19210

3926

2882

27780

2100

5116

6006

3142

20276

4162

3055

29330

2200

5386

6323

3304

21310

4402

3231

30870

Рассчитываемая

 величина

Обозначение

Размерность

Формула или 

обоснование

Расчёт 

Тепловой  баланс

Располагаемое тепло  топлива

кДж/кг

24450

Температура уходящих газов

°С

Принята предварительно

130

Энтальпия

кДж/кг

По 

1498

Температура холодного  воздуха

°С

Принята

30

Энтальпия

кДж/кг

По 

169,2

Температура горячего воздуха

°С

300 - 400

340

Тепло вносимое холодным воздухом

кДж/кг

307,7

Потери тепла:

от химического недожога

от механического недожога

с уходящими газами

в окружающую среду

q₃

q₄

q₂

q₅

%

%

%

%

По таблице

По таблице

Принимаем

0

0,5

5,03

0,2

Доля золы топлива  в шлаке

--

(1-0,8)=0,2

Температура жидкого шлака

°С

1350+100=1450

Энтальпия золы

кДж/кг

По таблице

1596

Потеря с теплом шлаков

%

0,2

Сумма тепловых потерь

%

5,82

Коэффициент полезного  действия котельного агрегата

%

94,18

Давление перегретого  пара за котельным агрегатом

МПа

Задано

26

Температура там же

°С

Задано

565

Энтальпия

кДж/кг

По таблице

3395

Температура питательной  воды

°С

Задано

260

Энтальпия

кДж/кг

По таблице

1138,2

Расход вторичного пара

т/ч

Задано

800

Давление на входе  в котельный агрегат

МПа

Задано

4

Температура там же

°С

Задано

307

Энтальпия

кДж/кг

По таблице

2995

Давление вторичного пара на выходе из котельного агрегата

МПа

Задано

3,8

Температура там же

°С

Задано

570

Энтальпия

кДж/кг

По таблице

3464

Тепло, полезно используемое в агрегате

кДж/ч

263,9(3395-1138)+222