ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ПАРОГЕНЕРАТОРА0.00 из
5.000 оценок
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1 Описание прототипа
2 Тепловой расчет парогенератора
2.1 Расчетное задание
2.2 Топливо, воздух, продукты сгорания
2.3 Энтальпии воздуха и продуктов сгорания
2.4 Тепловой баланс парогенератора и расход топлива
2.5 Основные конструктивные характеристики топки
2.6 Расчет теплообмена в топке
2.7 Расчет фестона
2.8 Расчет перегревателя
2.9 Расчет испарительного пучка
2.10 Расчет хвостовых поверхностей
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОК
ВВЕДЕНИЕ
Поверочный расчет выполняют для существующих парогенераторов. По имеющимся конструктивным характеристикам при заданной нагрузке и топливе определяют температуры воды, пара, воздуха и продуктов сгорания на границах между поверхностями нагрева, К.П.Д. агрегата, расход топлива. В результате поверочного расчета получают исходные данные, необходимые для выбора вспомогательного оборудования и выполнения гидравлических, аэродинамических и прочностных расчетов.
При разработке проекта реконструкции парогенератора, например в связи с увеличением его производительности, изменением параметров пара или с переводом на другое топливо, может потребоваться изменение целого ряда элементов агрегата. Однако основные части парогенератора и его общая компоновка, как правило, сохраняется, а реконструкцию тех элементов, которые необходимо изменить, выполняют так, чтобы по возможности сохранялись основные узлы и детали типового парогенератора.
Расчет выполняется методом последовательного проведения расчетных операций с пояснением производимых действий. Расчетные формулы сначала записываются в общем виде, затем подставляются числовые значения всех входящих в них величин, после чего приводится окончательный результат.
ОПИСАНИЕ ПРОТОТИПА
Топочная камера объемом 89.4 м3 полностью экранирована трубами 60 3 мм с шагом их во всех экранах 90 мм; состоит из четырех транспортабельных блоков . На боковых стенках установлены газомазутные горелки.
Испарительный пучок из труб 60 3 мм расположен между верхним и нижним барабанами. Опускные трубы испарительного пучка расположены в плоскости осей барабанов. В верхнем барабане перед входными сечениями опускных труб установлен короб для предотвращения закручивания воды и образования воронок на входе в опускные трубы.
Парогенератор имеет перегреватель с коридорным расположением труб 28 3 мм. Регулирование температуры перегретого пара осуществляется поверхностным пароохладителем, установленным со стороны насыщенного пара.
Схема испарения- трехступенчатая: первая и вторая ступени размещены в верхнем барабане( соответственно в средней его части и по торцам); третья ступень вынесена в выносные циклоны 377 мм.
Воздухоподогреватель- трубчатый, одноходовой (по газам и воздуху), с вертикальным расположением труб 40 1.5 мм; поперечный шаг- 55 мм, продольный-50 мм.
Экономайзер- чугунный, ребристый, двухходовой ( по газам и воде).
Технические и основные конструктивные характеристики парогенератора Е-25-25-380ГМ следующие:
Рабочее давление пара , МПа.......................2.4
Температура перегретого пара, 0С..................380
Площадь поверхностей нагрева, м2:
лучевоспринимающая(экранов и фестона).............127
конвективная:
фестона.......................................7
перегревателя.................................73
испарительного пучка..........................188
экономайзера..................................590
воздухоподогревателя..........................242
ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ПАРОГЕНЕРАТОРА
2.1 Расчетное задание
Для выполнения теплового расчета парогенератора, схема которого изображена на рис. 1-1, будем исходить из следующих данных:
1. Паропроизводительность агрегата - 25 т/ч
2. Давление пара у главной паровой задвижки рп, Мпа-2.4
3. Температура перегретого пара t пп , 0С-380
4. Температура питательной воды t пв -100
5. Температура уходящих газов ух-140
6. Топливо-мазут малосернистый.
Для сжигания заданного вида топлива выбираем камерную топку. Температуру воздуха на входе в воздухоподогреватель принимаем равной 25 0С, горячего воздуха- 350 0С
2.2 Топливо, воздух и продукты сгорания.
Из табл. 6-1 выписываем расчетные характеристики топлива:
Определяем теоретические объемы продуктов сгорания топлива:
а) объем двухатомных газов
VN2=0.79V0+0.008Np=8.374+0.0024=8.376
б) объем трехатомных газов
VRO2= =1.58
в) объем водяных паров
VH2O=0.11Hp+0.0124Wp+0.0161V0=1.49
По данным расчетных характеристик и нормативных значений присосов воздуха в газоходах (табл. 2-1) выбираем коэффициент избытка воздуха на выходе из топки aт и присосы воздуха по газоходам и находим расчетные коэффициенты избытка воздуха в газоходах a `` . Результаты расчетов сводим в таблицу 2-1.
Таблица 2-1 Присосы воздуха по газоходам D a и расчетные коэффициенты избытка воздуха в газоходах a ``
Участки газового тракта
D a
a ``
Топка и фестонПерегревательКонвективный пучокВоздухоподогревательЭкономайзер
0,10,050,050,060,1
1,151,21,251,3 1 1,41
По формулам (2-18)-(2-24) рассчитываем объемы газов по газоходам, объемные доли газов r и полученные результаты сводим в таблицу 2-2.
Таблица 2-2 Характеристика продуктов сгорания в газоходах парогенератора
2.4 Тепловой баланс парогенератора и расход топлива.
Тепловой баланс составляем в расчете на 1 кг располагаемой теплоты топлива Qpp . Считая, что предварительный подогрев воздуха за счет внешнего источника теплоты отсутствует имеем: Q в.вн =0. Расчеты выполняем в соответствии с таблицей 2-5.
Таблица 2-5 Расчет теплового баланса парогенератора и расход топлива
Наименование
Расчетная формула или способ определения
Расчет
Располагаемая теплота топлива, Qpp, кДж/кг
Qhp+QВ.ВН+ iтл
40310+244.8=40554.8
Потеря теплоты от химического недожога, q3,%
По табл. 4-5
0.5
Потеря теплоты от механического недожога, q4, %
То же
0
Температура уходящих газов, ух, 0С
По заданию
140
Энтальпия уходящих газов , Iух, кДж/кг
По -таблице
4323,17
Температура воздуха в котельной , tх.в, 0С
По выбору
25
Энтальпия воздуха в котельной, Iх.в0,кДж/кг
По -таблице
238,5
Потеря теплоты с уходящими газами ,q2, %
=9,8
Потери теплоты от наружного охлаждения ,q5, %
По рис. 3-1
1.2
Сумма тепловых потерь, S q,%
q2+q3+q4+q5
9,8 +0.5+1.2=11,5
К.п.д. парогенератора, h пг , %
100- S q
100-11,5=88,5
Коэффициент сохранения теплоты , j
1-
1- =0.9 86
Паропроизводительность агрегата, D, кг/с
По заданию
6.9 4
Давление пара в барабане, рб, МПа
То же
2.64
Температура перегретого пара, tп.п,0С
» »
380
Температура питательной воды, tп.в, 0С
» »
100
Удельная энтальпия перегретого пара , iп.п, кДж/кг
По табл. VI-8
3192,6
Удельная энтальпия питательной воды, iп.в, кДж/кг
По табл. VI-6
420.38
Значение продувки, р, %
По выбору
3
Полезно используемая теплота в агрегате, Qпг, кВт
D(iп.п- iп.в)+ D (iкип- iп.в
6,9(3192,6-420,38)+0,20 8(975,5-420,38)=19 354.8
Полный расход топлива, В,кг/с
=0.54
Расчетный расход топлива, Вр, кг/с
0,5 4
2.5 Основные конструктивные характеристики топки
Парогенераторы типа Е-25-24-380ГМ имеют камерную топку для сжигания мазута. Определяем активный объем и тепловое напряжение топки. Расчетное тепловое напряжение не должно превышать допустимого, указанного в табл. 4-3. С учетом рекомендаций приложения III выбираем количество и тип газомазутных горелок, установленных на боковых стенках. Расчеты приведены в таблице 2-6.
Топка парогенератора Е-25-24-380ГМ полностью экранирована трубами диаметром 60 мм и толщиной стенки 3 мм с шагом 90 мм. По конструктивным размерам топки рассчитываем полную площадь её стен и площадь лучевоспринимающей поверхности топки. Результаты расчета сводим в таблицу 2-7.
По конструктивным размерам и характеристикам топки выполняем поверочный расчет теплообмена в топке. Расчет проводим в соответствии с таблицей 2-8.
Полученная в результате расчета температура газов на выходе из топки отличается от предварительно принятой менее чем на 0С; следовательно, пересчета теплообмена не требуется.
Таблица 2-7 Расчет полной площади поверхности стен топки F ст и площади лучевоспринимающей поверхности топки НЛ
Перегреватель одноступенчатый, с пароохладителем, установленным на стороне насыщенного пара. Перегреватель имеет коридорное расположение труб.
Коэффициент теплопередачи гладкотрубных коридорных пучков перегревателя рассчитывается с учетом коэффициента тепловой эффективности Y , используя формулу (6-7). Влияние излучения газового объема, расположенного перед перегревателем, на коэффициент теплопередачи учитываем путем увеличения расчетного значения коэффициента теплопередачи излучением по формуле (6-34).
Конструктивные размеры и характеристики перегревателя, взятые из чертежей и паспортных данных парогенераторов, сводим в таблицу 2-10.
Поверочный расчет перегревателя сводим в таблицу 2-11.
Таблица 2-10. Конструктивные размеры и характеристики перегревателя
Наименование
Расчетная формула или способ определения
Расчет
Диаметр труб, d/dВН, мм
По конструктивным размерам
28/22
Количество труб в ряду (поперек газохода) z1, шт
То же
12
Количество рядов труб , z2, шт
То же
6
Средний шаг труб, s1, мм
» »
90
s2
100
Расположение труб в пучке
» »
коридорное
Характер омывания
» »
поперечное
Средняя длина змеевика, l, м
» »
1,489
Суммарная длина труб , S l , м
» »
830,3
Полная площадь поверхности нагрева, H, м2
» »
73
Площадь живого сечения на входе, F`, м2
a`b`-l`z1d
1.918 *4.23-1.489*0.028=7,1
То же на выходе, F``, м
a``b``-l``z1d
1,702*4,23-1,489*0,672=6,2
Средняя площадь живого сечения газохода, FCP, м2
6,6
Количество параллельно включенных змеевиков( по пару), m, шт
По конструктивным размерам
72
Площадь живого сечения для прохода пара , f, м2
p d2ст m/4
0.785*0.0 222*56=0.027
Таблица 2-11. Поверочный расчет перегревателя
Наименование
Расчетная формула или способ определения
Расчет
Диаметр труб, d/dВН, мм
По конструктивным размерам
28/22
Площадь поверхности нагрева, Н, м2
То же
73
Температура пара на выходе из перегревателя, t``, 0С
По заданию
380
Продолжение таблицы 2-11
То же на входе в перегреватель, t`, 0С
По выбору
226,8
Давление пара:на выходе, р ``, МПана входе, р `, МПа