Расчет КПП выходной ступени

Таблица № 11.

Рассчитываемая величина	Обозначение	Единица измерения	Формула и обоснование	Расчет или данные эскизов	Результат
Ширина топки	aт	м	по расчету конструкривных характеристик топки котла	-	10,4
Число рядов труб	z	шт.	принимаем	-	>10
Внутренний диаметр труб	dвн.	м	принимаем	-	0,032
Толщина стенки	d	м	принимаем	-	0,005
Наружный диаметр труб	dнар.	м	dвн.+ 2d	0,032+2×0,005	0,042
Относительный шаг труб вдоль оси барабана	σ1	-	принимаем σ1=s1/dнар.	-
Относительный шаг труб поперек оси барабана	σ2	-	принимаем σ2=s2/dнар	-	1,5
Коэффициент сохранения тепла	φ	-	по тепловому балансу котла	-	0,996
Температура газов на выходе из топки	ν//т	0С	по тепловому расчету топки котла	-
Теплота, воспринятая обогреваемой средой	Q	кДж/кг	D×(I9- I8)/Bр	88,89×(3392-3117,44)/17,34
Температура дымовых газов на входе в КПП	ν/кпп	0С	ν//т-200	1093-200
Энтальпия дымовых газов на входе в КПП	I/кпп	кДж/кг	по I-υ-таблице при α//т=1,2	-	6887,71
Энтальпия дымовых газов на выходе из КПП	I//кпп	кДж/кг	I/кпп-(Q/φ)	6887,71-(1407/0,996)	5795,06
Температура дымовых газов на выходе из КПП	ν//кпп	0С	по I-υ-таблице при α//т=1,2	-
Средняя температура дымовых газов в КПП	νср.	0С	(ν/кпп+ν//кпп)/2	(893+724)/2	805,5
Средняя температура пара в КПП	tср.	0С	(T8+T9)/2	(433,84+560)/2	496,92
Среднее давление пара в КПП	pср.	МПа, кг/см2	(p8+p9)/2	(14,49+13,71)/2	14,1 143,82
Температура стенки труб	tст.	0С	(νср.+ tср.)/2	(805,5+496,92)/2	651,21
Теплота, отданная продуктами сгорания рассчитываемой поверхности	Qг	кДж/кг	φ×(I/кпп -I//кпп)	0,996×(6887,71-5475,06)
Рассчитываемая величина	Обозначение	Единица измерения	Формула и обоснование	Расчет или данные эскизов	Результат
Разность температур дымовых газов и пара на входе в КПП	∆tδ	0С	ν/кпп-T9	893-560
Разность температур дымовых газов и пара на выходе из КПП	∆tм	0С	ν//кпп-T8	724-433,84
Температурный напор	∆t	0С	(∆tδ-∆tм)/(2,3×lg(∆tδ /∆tм))	(333-290)/(2,3lg(333/290))
Скорость дымовых газов в пакете КПП	с	м/с	принимаем	-
Объемная доля водяных паров	rH2O	-	при α//т=1,2	-	0,12
Коэффициент теплоотдачи конвекцией	αк	Вт/ /(м2×К)	αн×Сz×Сs×Сф по номограмме [5]	77×1×0,92×1
Коэффициент теплоотдачи излучением	αл	Вт/ /(м2×К)	для запыленного потока по номограмме [5]	-
Коэффициент теплоотдачи от дымовых газов к стенке	α1	Вт/ /(м2×К)	ξ×(αк + αл)	0,85×(71+210)
Коэффициент теплоотдачи от стенки к пару	α2	Вт/ /(м2×К)	αн×Сd по номограмме [5]	2400×1
Коэффициент использования учитывающий уменьшение поверхности нагрева	ξ	-	Принимаем	0,85
Удельный объем пара при pср. и tср.	ν	м3/кг	по таблице теплофизических свойств воды и водяного пара	-	0,0222
Плотность пара между входом и выходом в КПП	ρ	кг/м3	1/υ	1/0,0222	45,075
Массовая скорость пара	ρw	м3/(кг×с)	принимаем
Скорость пара	w	м/с	ρw/ρ	800/45,075
Коэффициент эффективности теплопередачи	ψ	-	Принимаем [5]	-	0,7
Коэффициент теплопередачи от дымовых газов к пару	k	Вт/ /(м2×К)	(ψ× α1)/(1+(α1/α2))	(0,7×239)/(1+(239/2400))
Объем дымовых газов	Vг	м3/кг	при α//т=1,2	-	4,8316
Площадь живого сечения для прохода дымовых газов	Fг	м2	Bр×Vг× (νср.+273)/(3600×273×с)	17,34×4,83×(805,5+273)/(273×11)	30,1

Расчёт на прочность

КПП горячей ступени

Таблица № 12.

По результатам расчёта видно, что в точке 1 толщина стенки s=5,4 мм. превышает заданную толщину стенки δ=5 мм., что недопустимо по условию прочности, поэтому необходимо либо использовать трубы с большей толщиной стенки, либо для изготовления труб использовать более жаропрочную сталь. Например: 12Х2МФБ или 12Х2МФСР (теплостойкие легированные стали).

t^//; i^// t^/; i^/

ν^/ ν^//

Рис. 3. Выходная ступень.