Тепловой расчет котла БКЗ-320-140

Введение

1 Выбор расчетных характеристик

1.1 Выбор способа шлакоудаления  и типа угле размольных мельниц

1.2 Выбор расчетных  температур по дымовым газам  и воздуху

1.3 Расчет объемов воздуха  и продуктов сгорания

1.4 Объемы продуктов  сгорания

1.5 Расчет энтальпий воздуха и продуктов сгорания

1.6 Расчет КПД котла  и потерь теплоты на нем

1.7 Определение расхода  топлива

2 Тепловой расчет топочной  камеры

2.1 Определение размеров  топочной камеры и размещение  горелок

3 Тепловой расчет остальных  поверхностей нагрева

3.1 Расчет ширмового  пароперегревателя

3.2 Расчет конвективного  пароперегревателя

3.3 Расчет второй ступени  водяного экономайзера

3.4 Расчет второй ступени  воздухоподогревателя

3.5 Расчет первой ступени  водяного экономайзера

3.6 Расчет первой ступени воздухоподогревателя

Заключение

Список использованной литературы

3

4

4

4

4

5

6

7

8

9

9

12

12

13

16

18

20

22

24

25

Наименование, обозначение, единицы измерения

Газоходы

Топка,    ширмы

П/П

вторая

ступень

П/П

первая

ступень

ВЭК

вторая ступень

ВЗП

вторая ступень

ВЭК

первая ступень

ВЗП

первая ступень

  1

2

3

4

5

6

7

8

Коэффициент избытка  воздуха за газоходом,

1,2

1,23

1,26

1,28

1,31

1,33

1,36

Средний коэффициент  избытка воздуха за газоходом,

1,2

1,215

1,245

1,27

1,295

1,32

1,345

Действительный объем  водяных паров

= +0,0161( -1) · , м³/кг

0,536

0,537

0,539

0,542

0,543

0,546

0,547

Действительный объем  продуктов сгорания

= + + +( -1)* * , м³/кг

6,500

6,551

6,706

6,860

6,964

7,118

7,221

Объемные доли трехатомных  газов в продуктах сгорания 

0,177

0,165

0,145

0,131

0,120

0,111

0,103

Объемные доли водяных  паров в продуктах сгорания

0,143

0,142

0,138

0,135

0,133

0,130

0,128

Сумма и в продуктах сгорания = +

0,233

0,221

0,215

0,21

0,207

0,86

0,2

Концентрация золы в  продуктах сгорания  , г/м³   =0,9

0,0431

0,0421

0,0411

0,040

0,0396

0,0391

0,038

Поверхность нагрева

Тем-ра за поверхностью

+ +

топка фестона

2300

21546,8

18074,5

3614,9

845,7

26007,92

2333,75

2100

19421,6

16396,38

3279,27

972,9

23673,17

2482,42

1900

17403,1

14642,16

2828,43

859,3

21190,63

2444,36

1700

15404,2

12928,5

2585,7

756,2

18746,17

пароперегреватель 2-ой ст.

1300

11446,5

9688,77

2228,41

497,2

14172,03

2383,11

1100

9511,59

8142,42

1872,75

404,8

11788,21

1209,66

1000

8528,2

7351,5

1690,84

360,7

10579,36

пароперегреватель 1-ой ст.

900

7600,05

6525,09

1696,52

321,7

9617,89

1182,15

800

6649,04

5759,05

1497,47

282,4

8428,83

ВЭК 2-ой ст.

700

5749,94

4968,6

1391,28

244,7

7385,69

1078,29

600

4846,68

4197,9

1175,41

205,6

6227,89

1074,05

500

4007,4

3472,9

972,41

169,6

5148,35

ВЗП 2-ой ст.

400

3161,28

2737,8

848,71

132,8

4142,53

1059,74

300

2339,04

2038,4

631,9

97,26

3068,79

ВЭК 1-ой ст.

200

1541,84

1348,6

445,03

62,94

2049,944

ВЗП 1-ой ст.

150

1150,63

1007,6

362,73

45,32

1559,17

530,27

100

758,18

669,2

240,91

29,93

1028,37

Наименование

величины

Обозначение

Ед.изм

Расчетная формула

Результаты расчета

КПД

η_пг

%

η_пг =100-(q₂+q₃+q₄+q₅+q₆)

91,761

Потери тепла с хим. недожогом

q₃

%

стр.36 табл 4.6 [1]

0

С механическим недожогом

q₄

%

стр.36 табл 4.6 [1]

1

От наружного охлаждения

q₅

%

0,28

С физическим теплом шлаков

q₆

%

0,172

Энтальпия шлаков

(ct)_шл

кДж/кгК

(ct)_шл=C_шл*t_шл

560

Температура удаления шлака

t_шл

^оС

стр.28 [1]

600

C_шл

кДж/кгК

стр.23 табл.2.2 [1]

1,122

Доля шлакоулав. в топке

α_шл

-

1-α_ун

0,05

Доля уноса летучей золы

α_ун

-

стр.36 табл 4.6 [1]

0,8

Располагаемое тепло

Q^p_p

кДж/кг

Q^р_н+Q_тл

16240

Физическое тепло топлива

Q_тл

кДж/кг

C_тл*t_тл

224,2

Температура топлива

t_тл

^оС

Для твердых топлив стр.26 [1]

20

Теплоемкость топлива

C_тл

кДж/кгК

0,042W^р+ C_тл ^с(1-0,01 W^р)

11,21

Теплоемкость сухой массы топл.

C_тл ^с

кДж/кгК

для каменных углей

1,09

Энтальп. теоретич. объема хол. воздуха

Н^о_хв

кДж/кг

(ct)_хв* V^о_в

133,84

Потери тепла с уходящ. газами

q₂

%

6,787

Наименование

величины

Обозначение

Ед.изм

Расчетная формула

Результаты расчета

Расход топлива

В

кг/с

7,42

Энтальпия перегретого пара на выходе

h_пп

кДж/кг

на основе заданных параметров пара табл.3 [7]

3475

Энтальпия питательной воды

h_пв

кДж/кг

стр.72 [1]

992,6

Расчетный расход топлива

Вр

кг/с

В(1-0,01 q₄)

7,346

Наименование

величины

Обозначение

Ед.изм

Расчетная формула

Результаты расчета

Глубин камеры

b

м

по чертежу

10,2

Ширина топки

а

м

по чертежу

7,205

Высота газового окна

h’_го

м

(0,6-0,7)b

6,12

Высота вертик. ширм

h_ш

м

(1,1-1,2) h’_го

6,73

Мин. допустимый объем топки

V^min_т

м³

Вр* Q^р_н/g_v

681,65

Допустимое тепловое напряж. топочного V

g_v

кВт/ м³

стр.36 табл 4.6 [1]

175

Расчетный объем топки

V^р_т

м³

964,47

Температура газов на выходе из топки

v”_т

^оС

стр.38 табл 4.7 [1]

1200

Объем верхней половины холл.воронки

V_х.в.

м³

90,216

Длина привального отверстия в нижней части хол. воронки

b’

м

стр. 34 [1]

1,2

Высота холодной воронки

h_х.в.

м

0,5(b-b’)tgα

3,15

Объем верхней части топочной камеры

V_в.ч

м³

a*b”*h_в.ч.

247,29

Глубина верхней части топки  без выступов

b”

м

по чертежу

5,1

Объем призматич. части топки

V_пр

м³

V^р_т  - V_х.в.  - V_в.ч.

626,964

Высота призматич. части топки

h_пр

м

V_пр/S_т

4,179

Расчетная высота топочной камеры

h^р_т

м

0,5 h_х.в. + h_пр + h_в.ч.

11,459

Высота верхней части топ. камеры

h_в.ч.

м

по чертежу

5,7

Полная поверхность стен топки

F^р_ст

м²

7(V^р_т)^2/3

699,151

Наименование

величины

Обозначение

Ед.изм

Расчетная формула

Результаты расчета

Полезное тепловыдел. В топке

Q_т

кДж/кг

16435,682

Тепло воздуха

Q_в

кДж/кг

(α_т-Δ α_т –Δ α_пл)Н^о_гв +

+ (Δ α_т+ Δ α_пл) Н^о_хв

2274,67

Присос воздуха в топку

Δ α_т

-

стр.18 табл. 1.8 [1]

0,05

Присос воздуха в пылесистему

Δ α_пл

-

стр.18 [1]

0,04

Энтальпия горячего воздуха

Н^о_гв

кДж/кг

из расчета 2 по v_гв при 300^о

2038,48

Адиабатная температура гооения

v_а

^оС

по Q_т = Н_г расчета 5

2300

Температура газов на выходе из топки

v”_т

^оС

стр.38 табл 4.7 [1]

1200

Энтальпия газов на выходе из топки

Н^”_т

кДж/кг

из расчета 6

11788,8

Удельное тепловосприятие топки

Q_лт

кДж/кг

φ(Q_т – Н^”_т)

4611,24

Коэффициент сохранения тепла

φ

-

0,997

Энтальпия холодного воздуха

кДж/кг

из расчета 2 при t

133,84

Наименование

величины

Обозначение

Ед.изм

Расчетная формула

Результаты расчета

Абсолютная адиаб. Температура горения

Т_а

К

v_а + 273

2573

Абсолютная темп. Газов на выходе из топки

Т”_т

К

v”_т + 273

1473

Ср. коэф. тепловой эффективности

-

0,432

Коэф. загрязнения 

-

стр.41 табл 4.8 [1]

0,4

Угловой коэффициент

Х

-

0,96

Коэф.учит.относ. положение ядра факела по высоте топки

М

-

0,59 – 0,5х_т

0,465

Эффективная степень черноты

-

0,824

Коэф. ослабления лучей топ. Средой

k

3,5

Коэф. ослабления лучей топ.средой

k_г

-

стр.138 рис.6.12 [1]

0,75

Объемная доля водяных паров

-

из расчета 4

0,08

Объемная доля 3-х атомных газов

^-

из расчета 4

0,223

Средняя температура газов в  топке

v_г

^оС

1750

Эффективная толщина излучающего слоя

S

м

5

Давление газов в топочной камере

р

МПа

принимаем 0,1

0,1

Концентрация золовыхчастиц

Кг/кг

из расчета 4

0,043

Коэф. ослабления лучей частиц.золы

-

стр.140 рис.6.13 [1]

66

Коэф. ослабления лучей частиц. кокса

-

для каменных углей

0,5

Степень экранирования

-

0,975

1

2

3

4

5

Лучевоспринимающ. поверхность топки

F_л

м²

681,672

Величина для проверки

-

кВт/м²

45,31

Проверка

v”_т

^оС

стр.45 рис.44 [1]

Ровно 1200

Тепловое напряжение топочного  объема

кВт/м³

25,198

Среднее лучевое напряжение топочных экранов

кВт/м²

74,949

Наименование

величины

Обозначение

Ед.изм

Расчетная формула

Результаты расчета

Диаметр и толщина труб

d

м

0,042

Кол-во труб в ленте

n

шт

по чертежу котла

21

Шаг м/у ширмами

S₁

м

по чертежу котла

0,7

Кол-во ширм

z₁

шт

стр.85 [1]

12

Продольный шаг труб в ширме

S₂

м

d+(0,003-0,004)

0,035

Глубина ширм

С

м

3,024

Число ходов ленты

^ШТ

стр.86 [1]

4

Высота ширм

м

по чертежу

7,54

Относительный поперечный шаг

-

S₁/d

21,875

Относительный продольный шаг

-

S₂/d

1,09

Коэф. излучения газовой среды

-

стр.44 рис. 4.3 [1]

0,66

Угловой коэф. с входного на выходное сечение ширм

-

0,114

Теплота излучаемая из топки и ширм на поверхности за ширмами

кДж/кг

684,37

Высота газохода за ширмами

h_г/х

м

по чертежу

6,28

1

2

3

5

Лучевосприним. поверхность за ш.

м²

45,24

Абсолют. средняя температура газов

Т_ш

К

1398

Тепловосприятие ширм излучением

кДж/кг

164,77

Энтальпия газов за ширмами

кДж/кг

из расчета 6

10579,34

Тепловосприятие ширм по балансу

кДж/кг

1200

Коэф. сохранения теплоты

-

из расчета 6

0,992

Прирост пара энтальпии в ширме

кДж/кг

h_нп – на выход из барабана котла по [7]

2611,6

Температура пара на входе в ширмы

^оС

по [7]

342,12

Энтальпия пара после ширм

кДж/кг

2798,844

Температура пара после ширм

^оС

по [7] таб.3

362,12

Ср.температура за ширмами

^оС

352,12

Большая разность темп-р на границах

^оС

857,88

Меньшая разность темп-р на границах

^оС

687

Температурный напор

^оС

772,65

Скорость газов в ширмах

м/с

3,7

Объемная доля водяных паров

^-

из расчета 4

0,08

Поправка на компоновку пучка

^-

стр. 122-123 [1]

0,04

Поправка на число полученных рядов  труб

^-

стр. 122-123 [1]

1

Поправка

^-

стр. 122-123 [1]

0,92

Тепловосприятие по уравнению теплопередачи

кДж/кг

1364,3

Несходимость тепловосприятия

^%

0,5

Наименование

величины

Обозначение

Ед.изм

Расчетная формула

Результаты расчета

Наружный диаметр труб

d

м

0,042

Поперечный шаг

S

м

по чертежу

0,126

Продольный шаг

S

м

по чертежу

0,105

Относительный поперечный шаг

-

3

Относительный продольный шаг

-

2,5

Расположение труб

по чертежу

коридорное

Температура газов на входе во 2 ст.

^оС

1050

Энтальпия газов на входе во 2 ст.

кДж/кг

10579,34

Температура газов на выходе из 2 ст.

^оС

Принимаем ниже на 200^оС

850

Энтальпия газов на выходе из 2 ст.

кДж/кг

из расчета 6

8428,91

Тепловосприятие на влагу

кДж/кг

2139,184

Присос воздуха

-

стр.52

0,04

Энтальпия присасываемого воздуха

кДж/кг

из расчета 5 при 20 ^оС

133,84

Тепловосприятие излучением

кДж/кг

239,747

Лучевосприним. поверхность

м²

36,025

Высота газохода

М

по чертежу

5

Теплота восприятия паромг

кДж/кг

318,12

Снижение энтальпии в пароохладителях

кДж/кг

стр. 78

75

Энтальпия пара на выходе из п/п 2 ст.

кДж/кг

по табл. 2

3475

Энтальпия пара на входе в п/п 2 ст.

кДж/кг

3231

Температура пара на выходе из п/п 2 ст.

^оС

455

Температура пара на входе в п/п 2 ст.

^оС

по табл.2

545

Средняя температура пара

^оС

(

500

Удельный объем пара

-

0,02679

Средняя температура газов

^оС

950

Скорость дымовых газов

м/с

6,21

Живое сечение для прохода пара

м²

а*

29,33

Высота конвек-го пучка

М

по чертежу

4,3

Число труб

Шт

9,29

Коэф. теплоотдачи конвекцией от газов

52,29

Поправка на компановку

-

стр.122

1

Поправка на число поперечных труб

-

стр.122

0.92

Поправка

-

стр.123

0,98

Нормативный коэф. теплоотдачи

стр.122 граф 6.4

58

Температура загрязненной стенки

^оС

481,8

Коэф. загрязнения

стр.142

0,0043

Коэф. теплоотдачи от стен к пару

стр.132 гр.6.7.

1100

Теплообменная поверхность нагр.

36,754

Число ходов пара

Шт

принято конструктивно

10

Коэф. теплоотдачи излучением

0,903

Толщина излучающего слоя

S

V

0,0324

Концентрация золовых частиц

кг/кг

из расчета 1.4

0,042

Оптическая толщина

KPS

1/мМПа

0,00948

Нормативный коэф. теплоотдачи излуч.

стр.141 рис. 6.14

210

Коэф. теплоотдачи от газов к стенке

53,193

Коэффициент теплопередачи

33

Коэф. тепловой

-

стр.145 табл.6.4

0,65

Большая и меньшая разность температур на границах сред

^оС

Температурный прямоток

^оС

433

Тепловосприятие второй ступени

кДж/кг

70,626

Несходимость тепловосприятия

%

96,7