Тепловой расчет котельных агрегатов.(Часть первая) Методические указания по курсовому проектированию. В.Ш. Магадеев

| | | Тепловое | |

| | Коэфф. избытка | напряжение | Потери тепла от |

| Топливо | воздуха на выходе | объема топки | химического |

| | из топки a[т | q[V] DOT 10^-3, | недожога q[3], % |

| | | Вт/м^3 | |

|--------------+-------------------+------------------+------------------|

| Мазут | ]1,10 | 250 *1,163 | 0,5 |

|--------------+-------------------+------------------+------------------|

| Природный | 1,10 | (300-400) *1,163 | 0,5 |

| газ | | | |

|--------------+-------------------+------------------+------------------|

| Доменный газ | 1,10 | 200 *1,163 | 1,5 |

+------------------------------------------------------------------------+

Таблица 5.5.

Присосы воздуха по газоходам котлоагрегата

+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+

| Газоходы | Da | |

|-------------------------+-----------------------------------------| |

| | Механические и | 0,10 | |

| |полумеханические| | |

| |----------------+-----------------------------------------+-----------+ |

| | | Камерные с твердым шлакоудалением и | 0,05 | |

| | | металлической обшивкой | | |

| | |-----------------------------------------+-----------+------------+ |

| | | | То же при | | |

| | | | наличии | 0,07 | |

| | | |обмуровки и| | |

| | | | обшивки | | |

| | | |-----------+------------+----------+ |

| | | | | То же без | 0,10 | |

| | | | | обшивки | | |

| | | | |------------+----------+-----------+ |

| | | | | | Фестон, | | |

| | | | | | первый | | |

| | | | | |котельный | 0 | |

| | | | | |пучок Д>50| | |

| | | | | | т/ч | | |

| | | | | |----------+-----------+-----------+ |

| | | | | | | Первый | | |

| | | | | | | котельный | 0,05 | |

| | | | | | |пучок Д=50 | 0,02 | |

| | | | | | | | | |т/ч на каждую| | |

| | | | | | | | | | ступень | | |

| | | | | | | | | |-------------+----------+----------+ |

| | | | | | | | | | | То же | | |

| | | | | | | | | | |Д=50 т/ч на каждую ||| 0,03 | |

| | | | | | | | | | | | | | ступень ||| | |

| | | | | | | | | | | | | |--------------------|||---------+--------------------+ |

| | | | | | | | | | | | | | |||Д=50| 0,20 | |

| | | | | | | | | | | | | | ||| | т/ч | | |

| | | | | | | | | | | | | | ||| |--------------------+-------------+---------------+ |

| | | | | | | | | | | | | | ||| | | Д=50 т/ч | | |

| | | | | | | | | | | | | | ||| | | |---------------+-----+--------------+ |

| | | | | | | | | | | | | | ||| | | | |Д=75 т/ч

q[3]=0,5%.

6.5.Потери тепла от механической неполноты сгорания, q[4].

0x01 graphic

Потери тепла q[4] определяются по таблице. 5.1, 5.2, 5.3

6.6. Потери тепла от наружного охлаждения q[5] выбираются по данным

рис.6-1. Разбивка потерь тепла от наружного охлаждения по отдельным

газоходам осуществляется введением в формулу, определяющую количество

тепла, отданного газами коэффициента сохранения тепла

0x01 graphic

(6-8)

6.7. Потери тепла с теплом шлака q[6шл]. вводится в расчет для всех

твердых топлив при камерном сжигании с жидким шлакоуловителем и слоевом.

При камерном сжигании с твердым шлакоуловителем q[6шл] может не

учитываться при А^р= 2 принимается R[c]=0

При сжигании твердых топлив эффективная степень черноты факела

определяется по формуле:

0x01 graphic

(8-17)

Коэффициент ослабления лучей топочной средой рассчитывается в 1 /м Мпа по

формуле:

R=R[г] DOT r[n]+R[зл] DOT m[зл]+R[кокс]x[1] x[2] (8-18)

Коэффициент ослабления лучей эоловыми частицами, 1 /м Мпа

0x01 graphic

(8-19)

где r[г] - плотность дымовых газов, принимается равной 1,3 кг/м^3;

m[зл] - безразмерная концентрация золы в дымовых газах;

R[зл] - определяется по номограмме (рис 8-3)

R[кокс] - эффективный коэффициент ослабления лучей коксовыми частицами

R[кокс]=1.

Безразмерные величины х[1] и х[2] учитывающие влияние концентрации

коксовых частиц в факеле зависят от вида топлива (х[1]) и способа сжигания

(х[2]). Для низкореакционных топлив (АШ, ПА, Т) х[1]=1; для

высокореакционных топлив х[1]=0,5; при камерном сжигании топлив х[2]=0,1;

при слоевом х[2]=0,03;

Количество тепла, воспринятое в топке на 1 кг топлива, кДж/кг

Q[л]=phi (Q[т] - H[т]^\'\') (8-20)

Средняя тепловая нагрузка поверхностей нагрева топки, Вт/м^2

0x01 graphic

(8-21)

В заключении расчета температура газов на выходе из топки, полученная по

формуле (8-1) сравнивается с принятым значением. Если полученная расчетным

путем температура 0x01 graphic

отличается от принятого значения более чем на 100 °С, то следует уточнить

величину VC[ср] и а[ф] по полученному расчетом значению температуры и

повторить расчет.

По завершению расчета проверяется величина теплового напряжения топочного

объема q[v], которая сравнивается с рекомендуемыми значениями в разд.5.

Литература

1. Тепловой расчет котельных агрегатов (нормативный метод).

Энергоатомиздат 1983.

2. Сидельковский Л.Н., Юренев В.И. Котельные установки промышленных

предприятий. Учебник для ВУЗов. Энергоатомиздат. 1988.

3. Резников М.И., Липов Ю.М. Котельные установки электростанций. Учебник

для ВУЗов. Энергоатомиздат. 1988.

4. Амерханов Р.А., Бессараб А.С., Драганов Б.Л., Рудобашта С.П.

Теплотехнические установки и системы сельского хозяйства. М. Колос. -

Пресс.2002.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Таблица 1

Значение единиц, основанных на килограмм - силе и калории, в единицах СИ

кратных и дольных от них

+------------------------------------------------------------------------+

| Наименование величин | Обозначение | ]Значение в | Значение в |

| | | единицах мкгсс | единицах СИ |

|-------------------------+-------------+----------------+---------------|

| Давление | р | 1 кгс/см^2 | 0,098065 МПа |

|-------------------------+-------------+----------------+---------------|

| Энтальпия | Н | 1 ккал/кг | 4,1868 кДж/кг |

|-------------------------+-------------+----------------+---------------|

| | | | 4,1868 |

| | | 1 ккал/м^3 °С | кДж/м^3 DOT К |

| Теплоемкость | С | | |

| | | 1 ккал/кг °С | 4,1868 кДж/кг |

| | | | DOT К |

|-------------------------+-------------+----------------+---------------|

| Коэффициент | | 1 ккал/м^2 DOT | 1,163 Вт/м^2 |

| теплоотдачи, | а, К | ч DOT °С | DOT К |

| теплопередачи | | | |

|-------------------------+-------------+----------------+---------------|

| Тепловое напряжение | q[V | 1 ккал/м^3 DOT | 1,163 Вт/м^3 |

| объема топки | | ч | |

|-------------------------+-------------+----------------+---------------|

| Тепловое напряжение | ]q[F | 1 ккал/м^2 DOT | 1,163 Вт/м^2 |

| площади сечения топки | | ч | |

+------------------------------------------------------------------------+

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 Таблица 2

Расчетные характеристики твердых и жидких топлив

+---------------------------------------------------------------------------------------------------+

| Бассейн, | Марка | Состав, % | Низшая теплота сгорания | |

| месторождение |топлива|----------------------------------| МДж/кг |-----------|

| | |||W^p |А^р |S^p[к|S^p[ор |С^р |Н^р| |N^p | О^р ||

|---------------+-------|||----+----+-----+-------+----+---+----------------------------+----+-----||

| 1 | 2 ||| 3 | 4 | ]5 | ]6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 ||

|---------------+-------|||----+----+-----+-------+----+---+----------------------------+----+-----||

|Угли | ||| | | | | | | | | ||

| | Д |||14,0|25,8| 2,5 | 1,4 |44,8|3,4| 1,0 |7,1 |17,75||

|1. Донецкий | ||| | | | | | | | | ||

|---------------+-------|||----+----+-----+-------+----+---+----------------------------+----+-----||

|2. | Г |||8,0 |23,0| 2,0 | 1,2 |55,2|3,8| 1,0 |5,8 |22,02||

|---------------+-------|||----+----+-----+-------+----+---+----------------------------+----+-----||

|3. | Т |||5,0 |23,8| 2,0 | 0,8 |62,7|3,1| 0,9 |1,7 |24,20||

|---------------+-------|||----+----+-----+-------+----+---+----------------------------+----+-----||

|4. | А |||8,5 |22,9| 1,0 | 0,7 |63,8|1,2| 0,6 |1,3 |22,57||

|---------------+-------|||----+----+-----+-------+----+---+----------------------------+----+-----||

|5. | ПА |||5,0 |20,9| 1,7 | 0,7 |66,6|2,6| 1,0 |1,5 |25,20||

|---------------+-------|||----+----+-------------+----+---+----------------------------+----+-----||

|6. Кузнецкий | Д |||12,0|13,2| 0,3 |58,7|4,2| 1,9 |9,7 |22,82||

|---------------+-------|||----+----+-------------+----+---+----------------------------+----+-----||

|7. | Г |||8,5 |11,0| 0,5 |66,0|4,7| 1,8 |7,5 |26,12||

|---------------+-------|||----+----+-------------+----+---+----------------------------+----+-----||

|8. | СС |||9,0 |18,2| 0,3 |61,5|3,7| 1,5 |5,8 |23,86||

|---------------+-------|||----+----+-------------+----+---+----------------------------+----+-----||

|9. | Т |||6,5 |16,8| 0,4 |68,6|3,1| 1,5 |3,1 |26,17||

|---------------+-------|||----+----+-------------+----+---+----------------------------+----+-----||

|10. | Ж, К |||7,0 |30,7| 0,7 |53,6|3,0| 1,6 |3,4 |20,93||

|---------------+-------|||----+----+-------------+----+---+----------------------------+----+-----||

|11. | Б2 |||32,0|25,2| 1,5 | 1,2 |28,7|2,2| 0,6 |8,6 |10,42||

|Подмосковный | ||| | | | | | | | | ||

|---------------+-------|||----+----+-------------+----+---+----------------------------+----+-----||

|12. Печорский | Ж |||5,5 |23,6| 0,8 |59,6|3,8| 1,3 |5,4 |23,66||

|---------------+-------|||----+----+-------------+----+---+----------------------------+----+-----||

|13. Интинское | Д |||11,0|25,4| 2,0 | 0,6 |47,7|3,2| 1,3 |8,8 |18,30||

|---------------+-------|||----+----+-------------+----+---+----------------------------+----+-----||

|14. Бабаевское | Б1 |||56,5|7,0 | 0,5 |25,4|2,4| 0,2 |8,0 |8,75 ||

|---------------+-------|||----+----+-------------+----+---+----------------------------+----+-----||

|15. Кизеловский| Г |||6,0 |31,0| 6,1 |48,5|3,6| 0,8 |4,0 |19,68||

|---------------+-------|||----+----+-------------+----+---+----------------------------+----+-----||

|16. Челябинский| Б3 |||18,0|29,5| 1,0 |37,3|2,8| 0,9 |10,5|13,94||

+---------------------------------------------------------------------------------------------------+

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Продолжение Таблицы 2

+------------------------------------------------------------------------------------------------------------+

| Бассейн, | | Состав, % | Низшая теплота сгорания | |

| месторождение |Марка топлива|------------------------------------| МДж/кг |-----------|

| | |||W^p |А^р |S^p[к|S^p[ор | С^р |Н^р | |N^p | О^р ||

|-----------------+-------------|||----+----+-----+-------+-----+----+---------------------------+----+-----||

| 1 | 2 ||| 3 | 4 | ]5 | ]6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 ||

|-----------------+-------------|||----+----+-------------+-----+----+---------------------------+----+-----||

|17. Егоршинское | ПА |||8,0 |23,9| 0,4 |60,3 |2,5 | 0,9 |4,0 |22,40||

|-----------------+-------------|||----+----+-------------+-----+----+---------------------------+----+-----||

|18. Волчанское | Б3 |||22,0|33,2| 0,2 |28,7 |2,3 | 0,5 |13,1|9,96 ||

|-----------------+-------------|||----+----+-------------+-----+----+---------------------------+----+-----||

|19. | Б2 |||33,0|6,0 | 0,2 |43,7 |3,0 | 0,6 |13,5|15,66||

|Ирша-Бородинское | ||| | | | | | | | ||

|-----------------+-------------|||----+----+-------------+-----+----+---------------------------+----+-----||

|20. Боготольское | Б1 |||44,0|6,7 | 0,5 |34,3 |2,4 | 0,4 |11,7|11,81||

|-----------------+-------------|||----+----+-------------+-----+----+---------------------------+----+-----||

|21. Черногорское | Д |||14,0|15,5| 0,5 |54,9 |3,7 | 1,4 |10,0|21,06||

|-----------------+-------------|||----+----+-------------+-----+----+---------------------------+----+-----||

|22. Букачачинское| Г |||8,0 |9,2 | 0,6 |67,9 |4,7 | 0,8 |8,8 |26,71||

|-----------------+-------------|||----+----+-------------+-----+----+---------------------------+----+-----||

|23. Харакорское | Б1 |||40,5|8,6 | 0,3 |36,4 |2,3 | 0,5 |11,4|12,48||

|-----------------+-------------|||----+----+-------------+-----+----+---------------------------+----+-----||

|24. Сучанский | Г |||5,5 |34,0| 0,4 |49,8 |3,2 | 0,8 |6,3 |19,47||

|-----------------+-------------|||----+----+-------------+-----+----+---------------------------+----+-----||

|25. | Ж |||5,5 |32,1| 0,4 |52,7 |3,2 | 0,7 |5,4 |20,52||

|-----------------+-------------|||----+----+-------------+-----+----+---------------------------+----+-----||

|26. | Т |||5,0 |22,8| 0,5 |64,6 |2,9 | 0,8 |3,4 |24,24||

|-----------------+-------------|||----+----+-------------+-----+----+---------------------------+----+-----||

|27. Артемовское | Б3 |||24,0|24,3| 0,3 |35,7 |2,9 | 0,7 |12,1|13,31||

|-----------------+-------------|||----+----+-------------+-----+----+---------------------------+----+-----||

|28. Ретиховское | Б1 |||42,5|17,3| 0,2 |27,3 |2,3 | 0,3 |10,1|10,05||

|-----------------+-------------|||----+----+-------------+-----+----+---------------------------+----+-----||

|29. Бикинское | Б2 |||37,0|22,1| 0,3 |26,8 |2,3 | 0,7 |10,8|9,04 ||

|-----------------+-------------|||----+----+-------------+-----+----+---------------------------+----+-----||

|30. Сангарское | Д |||10,0|13,5| 0,2 |61,2 |4,7 | 0,8 |9,6 |24,24||

|-----------------+-------------|||----+----+-------------+-----+----+---------------------------+----+-----||

|Жидкое топливо | ||| | | | | | | | ||

|-----------------+-------------|||----+----+-------------+-----+----+--------------------------------+-----||

|Мазут | Малосерн. |||3,0 |0,05| 0,3 |84,65|11,7| 0,3 |40,28||

|-----------------+-------------|||----+----+-------------+-----+----+--------------------------------+-----||

| | Сернист. |||3,0 |0,1 | 1,4 |83,8 |11,2| 0,5 |39,73||

|-----------------+-------------|||----+----+-------------+-----+----+--------------------------------+-----||

| | Высокосерн. |||3,0 |0,1 | 2,8 |83,0 |10,4| 0,7 |38,77||

+------------------------------------------------------------------------------------------------------------+

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Таблица 3

Расчетные характеристики газообразных топлив

+--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+

| | | |Плотность | |

| | Состав газа по объему, % | |при 0 °С и| |

| | | Теплота сгорания низшая сухого | 760 мм | |

| Газопровод |---------------------------------------------------------------------| газа Q[н]^с МДж/м^3 | рт.ст. |-------|

| || | | | | | | | | | | | | |||

| ||СН[4|С[2]Н[6 |С[3]Н[8 |С[4]Н[10 |С[5]Н[12 |N[2 |СО[2 |Н[2]S |О[2|СО | | r[г]^с | Н[2 |||

| || | | | | | | | | | | | кг/м^3 | |||

|-----------------||----+--------+--------+---------+---------+----+-----+------+---+---+---------------------------------+----------+-----|||

| Попутные газы || | | | | | | | | | | | | |||

|-----------------||----+--------+--------+---------+---------+----+-----+------+---+---+---------------------------------+----------+-----|||

|1. Саратов - ||]84,| ]3,8 | ]1,9 | ]0,9 | ]0,3 |]7,8|]0,8 | - |]- | - | - | 35,80 |]0,83|||

|Москва || | | | | | | | | | | | | |||

|-----------------||----+--------+--------+---------+---------+----+-----+------+---+---+---------------------------------+----------+-----|||

|2. Первомайск - ||62,4| 3,6 | 2,6 | 0,9 | 0,2 |30,2| 0,1 | - | - | - | - | 28,30 |0,952|||

|Сторожовка || | | | | | | | | | | | | |||

|-----------------||----+--------+--------+---------+---------+----+-----+------+---+---+---------------------------------+----------+-----|||

|3. Саратов - ||91,9| 2,1 | 1,3 | 0,4 | 0,1 |3,0 | 1,2 | - | - | - | - | 36,13 |0,786|||

|Нижний Новгород || | | | | | | | | | | | | |||

|-----------------||----+--------+--------+---------+---------+----+-----+------+---+---+---------------------------------+----------+-----|||

|4. Ставрополь - ||93,8| 2,0 | 0,8 | 0,3 | 0,1 |2,6 | 0,4 | - | - | - | - | 36,09 |0,764|||

|Москва (1 нитка) || | | | | | | | | | | | | |||

|-----------------||----+--------+--------+---------+---------+----+-----+------+---+---+---------------------------------+----------+-----|||

|5. Ставрополь - ||92,8| 2,8 | 0,9 | 0,4 | 0,1 |2,5 | 0,5 | - | - | - | - | 36,55 |0,772|||

|Москва (II нитка)|| | | | | | | | | | | | | |||

|-----------------||----+--------+--------+---------+---------+----+-----+------+---+---+---------------------------------+----------+-----|||

|6. Ставрополь - || | | | | | | | | | | | | |||

|Москва (III ||91,2| 3,9 | 1,2 | 0,5 | 0,1 |2,6 | 0,5 | - | - | - | - | 37,01 |0,786|||

|нитка) || | | | | | | | | | | | | |||

|-----------------||----+--------+--------+---------+---------+----+-----+------+---+---+---------------------------------+----------+-----|||

|7. Серпухов - ||89,7| 5,2 | 1,7 | 0,5 | 0,1 |2,7 | 0,1 | - | - | - | - | 37,43 |0,799|||

|Санкт-Петербург || | | | | | | | | | | | | |||

|-----------------||----+--------+--------+---------+---------+----+-----+------+---+---+---------------------------------+----------+-----|||

|8. Брянск - ||92,8| 3,9 | 1,1 | 0,4 | 0,1 |1,6 | 0,1 | - | - | - | - | 37,30 |0,776|||

|Москва || | | | | | | | | | | | | |||

|-----------------||----+--------+--------+---------+---------+----+-----+------+---+---+---------------------------------+----------+-----|||

|9. Ставрополь - ||98,2| 0,4 | 0,1 | 0,1 | 0,0 |1,0 | 0,2 | - | - | - | - | 35,63 |0,728|||

|Грозный || | | | | | | | | | | | | |||

|-----------------||----+--------+--------+---------+---------+----+-----+------+---+---+---------------------------------+----------+-----|||

|10. Бухара - Урал||94,9| 3,2 | 0,4 | 0,1 | 0,1 |0,9 | 0,4 | - | - | - | - | 36,72 |0,758|||

+--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+

ПРИЛОЖЕНИЕ 2.

Порядок теплового расчета топки

+-----------------------------------------------------------------------------+

|Расчетные величины | Обозн. | ]Размерн. | Формула или обоснование |

|-------------------+-------------+-------------+-----------------------------|

|Коэффициент избытка| | | |

|воздуха | | | |

| | | | |

|Присос воздуха в | | | |

|системе | | | |

|пылеприготовления | | | |

| | | | |

|Температура | | | |

|горячего воздуха | | | |

| | | | По п.5. табл. 5.1.-5.4. |

|Энтальпия | | | |

| | a[т | | По табл. 5.5. |

|Тепло, вносимое | | - | |

|воздухом в топку | ]Da[пл | | Принята предварительно |

| | | - | |

|Полезное | ]t[г.в. | | По Н - 0x01 graphic |

|тепловыделение в | | °С | таблице |

|топке | ]H^0[гв | | |

| | | кДж/кг |(a[т] - |

|Теоретическая | ]Q[в | |Da[пл])Н\'\'[гв]+Da[пл]Н^o[хв |

|температура горения| | кДж/кг | |

| | ]Q[т | |]0x01 graphic |

|Относительное | | кДж/кг | |

|положение максимума|]0x01 graphic| |По Н 0x01 graphic |

|температуры по | | °С |таблице |

|высоте топки | Х[т | | |

| | | - |0x01 graphic |

|Коэффициент | ]М | | |

| | | - |По п.8 |

|Температура газов |0x01 graphic | | |

|на выходе из топки | | °С |Принята предварительно |

| | Н\'\'[т | | |

|Энтальпия | | кДж/кг |По Н 0x01 graphic |

| | ]VC[ср | |таблице |

|Средняя суммарная | | кДж/(кг DOT | |

|теплоемкость | ]р[н] DOT s | К) |0x01 graphic |

|продуктов сгорания | | | |

| | R[г | 1/м Мпа |r DOT r[n] DOT s |

|Произведение | | | |

| | ]R[з | 1/м Мпа |Формула (8-14) |

|Коэффициент | | | |

|ослабления лучей: | ]R[к | 1/м Мпа |Формула (8-19) |

| | | | |

|трехатомными газами| ]х[1], х[2 | - |Формула (8-16) |

| | | | |

|золовыми частицами |]R DOT r DOT | - |По п.8. |

| | s | | |

|частицами кокс | | - |R[г] DOT r[n]+R[зл] DOT |

| | а[ф | |m[зл]+R[к]x[1] x[2 |

|Безразмерные | | - | |

|величины | ]q[экр | |]rs По формуле (8-11) |

| | | - | |

|Оптическая величина| ]а[т | |По формуле (8-7) |

| | | | |

|Степень черноты | | |По формуле (8-9) Рис.8.1. |

|факела | | | |

| | | | |

|Коэффициент | | | |

|тепловой | | | |

|эффективности | | | |

|гладкотрубных | | | |

|экранов | | | |

| | | | |

|Степень черноты | | | |

|топочной камеры | | | |

|-----------------------------------------------------------------------------|

| Расчетные величины | ]Обозн. | Размерн. | Формула или обоснование |

|-------------------------+---------+----------+------------------------------|

|Температура газов на | | | |

|выходе из топки | | | |

| | 0x01 | °С | По формуле (8-1) |

|Энтальпия | graphic | | |

| | | кДж/кг | По Н - 0x01 graphic |

|Количество тепла, | H\'\'[гв | | таблице |

|воспринятого в топке | | кДж/кг | |

| | ]Q[л]^т | |phi (Q[т] - H[т]^\'\') |

|Средняя тепловая нагрузка| | Вт/м^2 | |

|луче воспринимающей | q[л | |0x01 graphic |

|поверхности нагрева | | Вт/м^2 | |

| | ]q[V | |0x01 graphic |

|Теплонапряжение топочного| | | |

|объема | | | |

+-----------------------------------------------------------------------------+

27

Страницы: 1, 2, 3