Разработка и строительство котельной
… 589,10Таблица 1.9
Энтальпия продуктов сгорания в газоходах
J, °С |
I0в, КДж/кг |
I0г, КДж/кг |
Газоходы и коэф-ты избытка воздуха | |||
aТ=1,35 | akr=1,45 | aэк=1,53 | aвп=1,63 | |||
Iг | Iг | Iг | Iг | |||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
30 | 227,2 | |||||
100 | 871,596 | 1007,9 | 1015 | |||
200 | 1764,44 | 1900,76 | 1964 | |||
300 | 2674,98 | 2811,3 | 2870 | |||
400 | 3633,42 | 3747,02 | 3754 | |||
500 | 4605,89 | 4719,49 | ||||
600 | 5597,18 | 5710,49 | ||||
700 | 6615,82 | 6729,42 | ||||
800 | 7666,71 | 7780,31 | ||||
900 | 8736,37 | 8849,87 | ||||
1000 | 9822,05 | 9912,93 | 9935,65 | |||
1200 | 12005,19 | 12096,07 | ||||
1400 | 14289,71 | 14360,59 | ||||
1600 | 16548,3 | 16639,18 | ||||
1800 | 18868,07 | 18958,95 | ||||
2000 | 21212,69 | 21303,57 | ||||
2200 | 23557,3 | 23648 |
Расчет теплового балнса котлоагрегата выполнен в табл. 1.10, а поверочный расчет поверхностей нагрева котлоагрегата приведен в табл. 1.11.
На основе результатов табл. 1.9 построена I-d- диаграмма продуктов сгорания, которая представлена на рис. 1.2.
Таблица 1.10
Расчет теплового баланса теплового агрегата
Наименование | Обозначения |
Расчетная ф-ла, способ опр. |
Единицы измерения | Расчет |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
Распологаемая теплота | Qpp | Qpp=Qpн | КДж/Кг | 22040 |
Потеря теплоты от мех. неполн. сгорания | q3 | по табл. 4.4 [4] | % | 0,8 |
Потеря теплоты от мех. неполноты сгорания | q4 | по табл. 4.4 [4] | % | 5 |
Т-ра уходящих газов | Jух | исх.данные | oC | 135 |
Энтальпия уходящих газов | Iух | по табл. 1.9 | КДж/Кг | 1320 |
Т-ра воздуха в котельной | tхв | по выбору | oC | 30 |
Энтальпия воздуха в котельной | I0хв | по табл. 1.8 | КДж/Кг | 227,2 |
Потеря теплоты с уход. газами | q2 | % |
(1320-1,63x227)* *(100-5)/(22040)= =6,25 |
|
Потеря теплоты от нар. охлажден. | q5 | по рис 3.1 [4] | % | 3,8 |
Потеря с физ. теплом шлаков | q6 | ашл*Iз*Ар/Qрн | % |
0,15*1206* *23/22040=0,19 |
Сумма тепл. Потерь | Sq | % |
6,25+0,8+5+3,8+ +0,19=16,04 |
|
КПД катлоагрегата | h | 100-SQ | % | 100-16,04=83,96 |
Коэф. Сохранения теплоты | j | 1-q5/(h+ q5) |
1-3,8/(83,96+3,8)= =0,957 |
|
Производительность агрегата по пару | D | по заданию | Кг/с | 25/3,6=6,94 |
Давление раб. тела | P | по заданию | МПа | 1,4 |
Т-ра рабочего тела | tнп | по заданию | oC | 195 |
Т-ра питательн. воды | tпв | по заданию | oC | 104 |
Удельная энтальпия р.т. | iнп | по табл.vi-7[4] | КДж/Кг | 2788,4 |
Удельная энт. питат. воды | iпв | по табл.vi-7[4] | КДж/Кг | 439,4 |
Значение продувки | n | по задан. | % | 4,8 |
Полезно исп. теплота вагрегате | Q1 |
D*(iнп-iпв)+n* *D(Iкв-Iнп) |
кВт |
Q=6,94*(2788,4-439,4)+0,048*6,94*(830-439,4)= =16432,3 |
Полный расход топлива | В | Q1/hQрр | Кг/с | 16432,3/0,8396* *22040=0,88 |
Расчетный расход | Вр | В*(1-q4/100) | Кг/с |
0,88*(1-5/100)= =0,836 |
Таблица 1.11
Тепловой расчет котлоагрегата КЕ-25-14с
№ | Наименование | Обозначение | Расчетная формула или способ определения | Ед. изм. | Расчет |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
Поверочный теплообмен в топке | |||||
1. | Температура холодного воздуха | tв | oC | 30 | |
2. | Энтальпия холодного воздуха | Iхв | табл. 1.10 | КДж/Кг | 227,2 |
3. | Температура воздуха после воздухоподогревателя | tгв | принимается | oC | 120 |
4. | Энтальпия воздуха после воздухоподогревателя | Iгв | диаграма | КДж/кг | 925,5 |
5. | Количество теплоты вносимое в топку воздухом | Qв | Iг.в.(aт-1)+ I°х.в.*Daт | КДж/кг | 925,5*(1,35-1,0)+227,2*0,1=346,6 |
6. | Полезное тепловыделение в топке | Qт | Qрр(100-q4-q3-q5)/(100-q4)+Qв | КДж/кг | 22040*(100-0,8-5,0-3,8)/(100-5)+346,6=22126,4 |
7. | Адиабатическая температура горения | tа | табл. 1.9 | oC | 2170 |
8. | Температура газов на выходе | J | по предварительному выбору табл. 5-3[4] | oC | 1050 |
9. | Энтальпия газов на выходе | Iт | табл. 1.9 | КДж/Кг | 10458,7 |
10. | Площадь зеркала горения | R | по чертежу | м2 | 13,4 |
11. | Суммарная поверхность стен | Fст | по чертежу | м2 | 115,2 |
12. | Диаметр экранных труб | dнб | по чертежу | мм | 51*2,5 |
13. | Шаг труб экранов: боковых и фронтового заднего |
S1 S2 |
по чертежу по чертежу |
мм мм |
55 100 |
14. | Эффективная лучевоспри-нимающая поверхность топки | Нлп | по чертежу | м2 | 92,1 |
15. | Объем топочной камеры | Vт | по чертежу | м3 | 61,67 |
16. | Степень экранирования топки | Y | Нэкр/Fст | - | 0,8 |
17. | Толщина излучающего слоя | Sт | 3,6*Vт/Fст | м | 3,6*61,67/115,2=1,93 |
18. | Относительное положение максимальных температур по высоте топки | X | стр. 28[4] | 0,3 | |
19. | Параметр учитывающий распре-деление температуры в топке | М | 0,59-0,5*Xт | 0,59-0,5*0,3=0,44 | |
20. | Средняя суммарная теплоемкость продуктов сгорания | Vгс*ср | КДж/Кг | (22040-10458,7)/(2170-1050)=11,35 | |
21. |
Объемная доля: водяных паров трехатомных газов |
гH20 гRO2 |
табл. 1.7 табл. 1.7 |
0,075 0,122 |
|
22. | Суммарная объемная доля трехатомных газов | гn |
ГH20+ ГRO2 |
0,197 | |
23. | Произведение | P*гn*Sт | м*МПа | 0,1*0,197*1,93=0,036 | |
24. | Степень черноты факела | А | рис. 5-4[4] | 0,28 | |
25. |
Коэффициенты ослабления лучей: 3-х атомных газов золовыми частицами частицами кокса |
kг kз kкокс |
рис. 5-5 [4] рис. 5-6 [4] стр. 31 [4] |
1/(м*Мпа) |
7,2 0,048 10 |
26. |
Безразмерные параметры: X1 X2 |
X1 X2 |
стр. 31 [4] |
- - |
0,5 0,03 |
27. | Коэффициенты ослабления лучей топочной средой | kг*гn | 1/(м*Мпа) | 7,2*0,197+0,04*3,99+10*0,5*0,03==1,77 | |
28. | Суммарная сила поглощения топочного объема | kps | 1,77*0,1*1,93=0,327 | ||
29. | Степень черноты топки | ат | рис. 5-3 [4] | 0,57 | |
30. | Коэффициент тепловой эффективности | Yср | S*Hтл/Fст | 0,6*92,1/115,2=0,48 | |
31. | Параметр | r | R/Fст | - | 13,4/115,2=0,12 |
32. | Тепловая нагрузка стен топки | Qт | Вр*Qт/Fст | кВт/м2 | 0,836*22040/115,2=159,9 |
33. | Температура газов на выходе из топки | J’’т | рис. 5-7 [4] | оС | 1050 |
34. | Энтальпия газов на выходе из топки | I’’т | IJ - диаграмма | кДж/кг | 10458,7 |
35. | Общее тепловосприятие топки | Qт | j(Qт- I’’т) | кДж/кг | 0,96*(22126,4-10458,7)=11202,9 |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
Расчет конвективного пучка | |||||
1. | Температура газа перед газоходом | J’кг | из расчета топки | оС | 1050 |
2. | Энтальпия газа перед газаходом | I’кг | из расчета топки | кДж/кг | 10458,7 |
3. | Температура газа за газоходом | J’’кп | принимается | оС | 400 |
4. | Энтальпия газа за газаходом | I’’кп | диаграмма | кДж/кг | 3747 |
5. |
Диаметр труб шаг поперечный шаг продольный |
dн*d S1 S2 |
из чертежа |
мм мм мм |
51*2,5 110 95 |
6. | Число труб поперек движения газа | Z1 | из чертежа | шт | 22 |
7. | Число труб вдоль потока газа | Z2 | из чертежа | шт | 55 |
8. | Поверхность нагрева | Hкп | из чертежа | м2 | 417,8 |
9. | Ширина газохода | B | из чертежа | м | 2,32 |
10. | Высота газохода | h | из чертежа | м | 2,4 |
11. | Живое сечение для прохода газов | F | b*h-Z*dн*е | м2 | 2,32*2,4-22*2,5*0,051=2,763 |
12. | Толщина излучающего слоя | Sкп | 0,9*dн*(4*S1*S2/(3,14*d2н)-1) | м | 0,9*0,051*(4*0,11*0,095/(3,14*0,05)-1)=0,189 |
13. | Тепловосприятие по уравнению теплового баланса | Qбкп | j*(I’-I’’+Daкп*Iхв) | кДж/кг | 0,96*(10458,7-3747+0,1*227,2=7063,1 |
14. | Температурный напор в начале газохода | Dtб | J’кп-tнп | оС | 1050-195=855 |
15. | Температурный напор в конце газохода | Dtм | J’’-tнп | оС | 400-195=205 |
16. | Средний температурный напор | Dt | (Dtб-Dtм)/Ln(Dtб/Dtм) | оС | (855-195)/Ln(855/195)=459,2 |
17. | Средняя температура газов в газоходе | Jср | 0,5*(J’+J’’) | оС | 0,5*(1050+400)=725 |
18. | Средняя скорость газов в газоходе | w | Вр*Vг*(Jср+273)/(Fг*273) | м/с |
0,836*9,24*(725+273)/(2763*273)= =9,74 |
19. | Коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов к стенке | aк | рис. 6-6 [4] |
Вт м2*оС |
63*1*0,925*0,95=58,45 |
20. | Объемная доля водяных паров | ГH2O | табл. 1.8 | - | 0,072 |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
21. | Суммарная объемная доля 3-х атомных газов | ГRO2 | табл. 1.8 | - | 0,186 |
22. | Суммарная поглощающая способность 3-х атомных газов | p*Гn*Sкп | м/МПа | 0,1*0,186*0,189=0,0033 | |
23. | Коэффициент ослабления лучей 3-х атомными газами | kг | рис. 5-5 [4] | 1/(м*МПа) | 29,0 |
24. | Суммарная оптическая толщина запыленного газового потока | kг*Гп*P*Sт | 29*0,186*0,1*0,189=0,1 | ||
25. | Степень черноты газов | а | рис. 5-4 [4] | 0,095 | |
26. | Температура загрязненной стенки | tз | оС | 195+60=255 | |
27. | Коэффициент теплоотдачи излучением | a1 | рис. 6-12 [4] |
Вт/ (м2*оС) |
9,36 |
28. | Коэффициент использования | т | 0,9ё0,95 | 0,93 | |
29. | Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке | a1 | т(aк-aл) |
Вт/ (м2*оС) |
0,93*(58,95+9,36)=63,53 |
30. | Коэффициент тепловой эффективности | y | табл. 6-2 | 0,6 | |
31. | Коэффициент теплопередачи | К | y*a1 |
Вт/ (м2*оС) |
0,6*63,53=38,5 |
32. | Тепловосприятие пучка | Qткп | К*Н*Dt/Вр*103 | КДж/кг | 38,5*417,8*459,15/(0,836*103)=7907 |
33. | Расхождение величин | DН | (Qткп-Qбкп)/Qткп*100% | % | (7907-7663,1)/7907*100=3,1 |
Расчет воздухоподогревателя | |||||
1. | Температура газов на входе в воздухонагреватель | J’вп | из расчета конвективного пучка | оС | 400 |
2. | Энтальпия газов на входе в воздухонагреватель | I’вп | из расчета конвективного пучка | КДж/кг | 3747 |
3. | Температура газов на выходе из воздухонагревателя | J’’вп | по предварительному выбору | оС | 270 |
4. | Энтальпия газов на выходе из воздухонагревателя | I’’вп | IJ - диаграмма | КДж/кг | 2538 |
5. | Температура холодного воздуха | tх*в | оС | 30 | |
6. | Тепловосприятие по балансу | Qбвп | j(I’-I’’+Da*I*L) | КДж/кг | 0,95*(3747-2538+0,08*227,2)=828,7 |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
7. | Температура воздуха на выходе из воздухоподогревателя | tгв | по предварительному выбору | оС | 120 |
8. | Энтальпия воздуха на выходе из воздухоподогревателя | Iгв | диаграмма | КДж/кг | 925,5 |
9. | Тип воздухоподогревателя | Прил. 1 [1] | Тип Ш, площадь поверхности нагрева 166 | ||
10. | Диаметр труб | dн | Прил. 1 [1] | мм | 40*1,5 |
11. |
Относительный шаг поперечный продольный |
S1 S2 |
Прил. IV |
1,5 2,1 |
|
12. | Отношение | r’ | aвп-Daвп | 1,35-0,1=1,25 | |
13. | Энтальпия воздуха на выходе из воздухоподогревателя | I’’вп | Qбвп/(r’+Da/2)+I0вх | КДж/кг | 828,7/(1,25+0,08/2)+227,3=869,7 |
14. |
Температура воздуха на выходе из воздухоподогревателя Полученная температура горячего воздуха t=115оС, отличается от выбранной t=120оС на 5оС, что находится в норме |
t’’вп | по IJ - таблице | оС | 115 |
15. | Средняя температура газов | Jср | 0,5*(J’+J’’) | оС | 0,5*(400+270)=335 |
16. | Средняя температура воздуха | tср | 0,5*(t’+t’’) | оС | 0,5*(115+30)=72,5 |
17. | Средняя скорость воздуха | wв | 6ё8 | м/с | 8 |
18. | Средняя скорость газов | wг | 12ё16 | м/с | 12 |
19. | Большая разность температур | Dtб | J’-t’’ | оС | 400-115=285 |
20. | Меньшая разность температур | Dtм | J’’-t’ | оС | 270-30=240 |
21. | Средний температурный напор | Dt | (Dtб-Dtм)/Ln(Dtб/Dtм) | оС | (285-240)/Ln(285/240)=262 |
22. | Секундный расход газа | V’г | Вр*Vг*(Jср+273)/273 | м3/с | 0,836*9,832*(335-273)/273=18,3 |
23. | Секундный расход воздуха | V’в | Вр*Vв*(J’ср+273)/273 | м3/с | 0,836*8,162*(725-273)/273=8,63 |
24. | Коэффициент теплоотдачи с воздушной стороны | aк | рис. 6-5 [4] |
Вт/ (м2*оС) |
72*0,9*0,88*1,02=62,7 |
25. | Коэффициент теплоотдачи от газов с стенке | aл | рис. 6-7 [4] |
Вт/ (м2*оС) |
35*1,03*1,02=36,8 |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
26. | Коэффициент использования воздухоподогревателя | т | табл. 6-3 | 0,7 | |
27. | Коэффициент теплопередачи | К | т*(aк*aл)/ (aк-aл) |
Вт/ (м2*оС) |
0,7*(62,7*36,8)/(62,7-36,8)=16,2 |
28. | Тепловосприятие по уравнению теплообмена | Qтвп | К*Н*Dt/(Вр*103) | КДж/кг | 16,2*262*166/(0,836*103)=842,7 |
29. | Расхождение | DQ | % | 100*(842,7-828,7)/842=1,6% 2% | |
Расчет водяного экономайзера | |||||
1. | Температура газов перед экономайзером | J’эк | из расчета воздухоподогревателя | оС | 270 |
2. | Энтальпия газов перед экономайзером | I’эк | из расчета воздухоподогревателя | КДж/кг | 2538 |
3. | Температура газов за экономайзером | J’’эк | принимаем | оС | 135 |
4. | Энтальпия газов за экономайзером | I’’эк | диаграмма | КДж/кг | 1320 |
5. | Тепловосприятие экономайзера | Qбэк | j(I’-I’’+a*I*L) | КДж/кг | 0,96*(2538-1320+0,1*277,4)=1241 |
6. | Температура питательной воды | tпв | по заданию | оС | 104 |
7. | Энтальпия питательной воды | Iпв | по заданию | КДж/кг | 439,2 |
8. | Энтальпия воды за экономайзером | Iэк | Iпв+Qбэк*Вр/D | КДж/кг | 439,2+1241*0,876/6,94=568,5 |
9. | Тип экономайзера | прил. V1 [4] | ЭП-646 | ||
10. | Температура воды за экономайзером | t’’в | табл. V1-6 [4] | оС | 136 |
11. | Большая разность температур | Dtб | J’-t’’в | оС | 270-135=134 |
12. | Меньшая разность температур | Dtм | J’’-tпв | оС | 135-100=35 |
13. | Средний температурный напор | Dt | (Dtб-Dtм)/Ln(Dtб/Dtм) | оС | (134-35)/Ln(134/35)=62,8 |
14. | Средняя температура газов | Jср | 0,5*(J’+J’’) | оС | 0,5*(270+135)=202,5 |
15. | Длина труы | L | табл. 1V-2 [4] | м | 2 |
16. | Средняя скорость газов | w | принимается 6ё12 | м/с | 11 |
17. | Секундный расход газов | Vсек | Вр*Vг*(Jср+273)/273 | м3/с | 0,836*10,011*(202+273)/273=14,24 |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
18. | Живое сечение всего экономайзера | ¦ | Vсек/wэк | м2 | 14,24/8=1,78 |
19. | Коэффициент теплопередачи | k | рис. 6-4 [4] |
Вт/ (м2*оС) |
25,8 |
20. | Типовая поверхность нагрева экономайзера | Нэк | табл.1У-2 [4] | М2 | 646 |
21. | Расчетная поверхность нагрева экономайзера | Нэк | Q*Вр*103/(К*Dt) | м2 | 1241*0,816*103/(62,8*25,8)=640 |
22. | Тепловосприятие ступени по уравнению теплообмена | Qт | К*Н*Dt/(Вр*10-3) | КДж/кг | 25,8*646*62,8/(0,836*103)=1252 |
23. | Расхождение | % | (1252-1241)/1252*100=0,0882% | ||
Расчет окончен |
Таблица 1.12
Сводная таблица теплового расчета котлоагрегата КЕ-25-14с
№ |
Наименование |
Обозначение | Ед. изм. | Расчетное значение |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
Тепловой баланс | ||||
1. | Распологаемая теплота топлива | Qрр | КДж/Кг | 22040 |
2. | Температура уходящих газов | Jух | oC | 135 |
3. | Потеря теплоты с уходящими газами | q2 | % | 6,25 |
4. | К.П.Д. | h | % | 83,96 |
5. | Расход топлива | Bр | Кг/с | 0,836 |
Топка | ||||
1. | Температура воздуха | tв | oC | 120 |
2. | Теплота, вносимая воздухом | Qв | КДж/Кг | 346,6 |
3. | Полезное тепловыделение | Qт | КДж/Кг | 22126,4 |
4. | Температура газов на выходе | Jт | oC | 1050 |
5. | Энтальпия газов на выходе | Iт | КДж/Кг | 10458,7 |
6. | Тепловосприятие | Qт | КДж/Кг | 11202,9 |
Конвективный пучок | ||||
1. |
Температура газов: на входе на выходе |
J’ J’’ |
oC oC |
1050 400 |
2. |
Энтальпия газов: на входе на выходе |
I’ I’’ |
КДж/Кг КДж/Кг |
104587 3747 |
3. | Тепловосприятие поверхности нагрева | Qбкп | КДж/Кг | 7663,1 |
Воздухоподогреватель | ||||
1. |
Температура газов: на входе на выходе |
J’ J’’ |
oC oC |
400 270 |
2. |
Энтальпия газов: на входе на выходе |
I’ I’’ |
КДж/Кг КДж/Кг |
3747 2538 |
3. |
Температура воздуха: на входе на выходе |
t’в t’’в |
oC oC |
30 115 |
4. |
Энтальпия воздуха: на входе на выходе |
КДж/Кг КДж/Кг |
227,2 869,7 |
|
5. | Тепловосприятие поверхности нагрева | Qбвп | КДж/Кг | 828,7 |
Экономайзер | ||||
1. |
Температура газов: на входе на выходе |
J’ J’’ |
oC oC |
270 135 |
2. |
Энтальпия газов: на входе на выходе |
I’ I’’ |
КДж/Кг КДж/Кг |
2538 1320 |
3. | Тепловосприятие поверхности нагрева | Qбэк | КДж/Кг | 1241 |
Расчетная невязка теплового баланса парогенератора, КДЖ/кг
Q=Qрр*h-(Qтл+Qкп+Qэк)*(1-Q4/100)
Q = 22040*0,8396-(11202,9+7663,1+1241)*(1-5/100)=59,7
Q/Qрр = 59,7/22040*100 = 0,27% 0,5%
1.8. АЭРОДИНАМИЧЁСКИЙ РАСЧЕТ
ТЯГОДУТЬЕВОГО ТРАКТА
В условиях проектируемого объекта каждый котлоагрегат должен иметь свой дутьевой вентилятор и дымосос. Основными параметрами тягодутьевых машин являются их производительность и создаваемый напор. Дымососы и вентиляторы поставляются комплектно к котлоагрегату. Нам необходимо произвести аэродинамический расчет тягодутьевого тракта и определиться: достаточно ли будет рабочих давлений вентилятора и дымососа для преодаления аэродинамических сопротивлении тракта.
В этом расчете определяются также сечения воздуховодов и газоходов.
1.8.1. АЭРОДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ ДУТЬЕВОГО ТРАКТА
1. Действительное количество воздуха, необходимое для полного сгорания топлива, м3/с.
Vв =Vo*Вр*aт*(tв+273)/273=5,83*0,836*1,35*(115+273)/273=9,35
где Вр - расчетный расход топлива. Вр=0,836 кг/с - из теплового расчета
Vo - теоретический расход воздуха для сгорания 1кг топлива
Vo=5,83 м3/кг - из теплового расчета
aт - коэффициент избытка воздуха в топке, aт=1,35
2. Скорость воздуха по тракту, м/с
w=10 (принимаем)
3. Сечение главного тракта, м2
F=Vв/wв=9,35/10 = 0,935 ахв=0,95*0,95
4. Сечение рукавов к дутьевым зонам, м2
f ‘=f /4 =0,935/4=0,234 ахв=0,4*0,6
5. Плотность воздуха при данной температуре, кг/м3
rв=rов*273/(273+115)=1,293*273/(273+115)=0,91
6. Сумма коэффициент местных сопротивлений по тракту воздуха:
патрубок забора воздуха ¦=0,2; плавный поворот на 90°(5 шт.) ¦=0,25*5=1,25; резкий поворот на 90° ¦=l,l; поворот через короб f =2, направляющий аппарат ¦=0,1; диффузор ¦=0,1; тройник на проход - 3 шт. ¦=0,35*3=1,05
S¦=5,8
7. Потеря давления на местные сопротивления, Па
Dhме=S¦*w/2*r = 5,8*102/2*0,91=263,9
8. Сопротивление воздухоподогревателя, Па
Dhвп=400
9. Аэродинамическое сопротивление топочного оборудования, Па
Dhто=500
10. Полное аэродинамическое сопротивление воздушного тракта, Па
Dhв=Dhме+Dhвп+Dhто=263,9+400+500=1163,9
11. Производительность вентилятора, м3/с (м3/ч)
Qв=1,1*Vв=1,1*9,35=10,285 (37026) кг/с (м3/ч)
12. Полный напор вентилятора, Па
Нв=1,2*Dhв=1,2*1163,9=1396,68
Тип и маркировка вентилятора выбирается из табл. 1.4.1 [3]. Принимаем дутьевой вентилятор ВДН-12,5 с характеристиками: производительность 39,10 тыс. м3/ч; полное давление 5,32 кПа, максимальный К.П.Д. 83%, мощность электродвигателя А02-92-4
N=100 кВт.
1.8.2. АЭРОДИНАМИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ
ТРАКТА ПРОДУКТОВ СГОРАНИЯ
1. Действительное количесгво продуктов сгорания, м3/с
Vr=Vп*Вр=l0,0ll*0,836=8,37
где Vп - суммарный объем продуктов сгорания 1кг топлива = 10,011м3/кг(табл.1.7)
2. Температура продуктов сгорания за экономайзером, oC
Jух=135 oC (табл.1.10)
3. Объем продуктов сгорания перед дымососом, м3/с
Vдг= Vг *(273+Jух)/273=8,37*(273+135)/273=12,51
4. Плотность пропуктов сгорания при соответствующих температурах, кг/м3
r=273/(273+Ji)
- перед дымососом rд=1,34*273/(273+132)=0,897
- перед дымовой трубой rдт=1,34*273/(273+132)=0,903
5. Средняя скорость продуктов сгорания по тракту, м/с
w= 10 (принимается)
6. Сечение газоходов, м2
F=12,51/10=1,25 ахв=1,1*1,1
7. Сумма коэффициентов местных сопротивлений:
- плавный поворот на 90°(2 шт.) ¦=7*0,25=1,75; поворот на 90° через короб ¦=2; направляющий аппарат ¦=0,1; диффузор ¦=0,1; поворот на 135°(3шт.) ¦=3*1,5=4,5; тройник на проход ¦=0,35; выход в дымовую трубу ¦=1,1
S¦ =9.9
8. Потери напора в местных сопротивлениях, Па
Dhме=S¦*w/2*r=9,9*102/2*0.9 =445,5
9. Высота дымовой трубы, м
H=8О
10. Скорость газов в дымовой трубе, м/с
wд=16
11. Внутренний диаметр устья трубы, м
dу=SQRT(12,51*2*4/(3,14*16))=2
12. Диаметр основания трубы, м
dосн=dу+0,02*Hтр=2+0,02*80=3,6
13. Средний диаметр трубы, м
dср=dу+dосн=(2+3,6)/2=2,8
14. Потеря напора на трение в дымовой трубе, Пa
Dhтр=¦*H/dср*w2/2*r=0,02*80/2,80*162/2*0,903=92,47
15. Сопротивление котлоагрегата, Па
Dhк=1227
16. Самотяга в дымовой трубе, Па
Dhсам=H*(rв-rг)*g=80(l,16-0,903)*9,8l=20l,7
Полное аэродинэмическое сопротивление тракта продуктов сгорания, Па
Dh=Dhмс+Dhтр+Dhк-Dhсам=445,5+92, 47+1227-201,7=1563,27
18. Расчетная производительность дымососа, м3/с (М3/2)
Qд=1,1*Vгд=1,1*12,51=13,81 (49702)
19. Расчетный напор дымососа, Па
Hд=l,2*Dh=1,2*1563,27=1876
Тип и маркировка дымососа выбирается по табл. 14.4 [3]. Принимаем к установке дымосос ДН-15 с характеристиками: производительность 50 тыс. м3/ч; полное давление 2,26 кПа; максимальный К.П.Д. 82%; мощность электродвигателя А02-92-6 N= 75 кВт.
2. СПЕЦЧАСТЬ
РАЗРАБОТКА БЛОЧНОЙ СИСТЕМЫ ПОДОГРЕВАТЕЛЕЙ
В связи с реконструкцией котельной, которая заключается в переводе паровых котлоагрегатов КЕ-25 с производственного назначения на отопительно-производственное назначение, водогрейные котлы ТВГ-3 консервируются, а для получения тепловой энергии на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение административно-бытовых зданий шахтоуправлеия и жилых домов завода РКК «Энергия» в специальной части дипломного проекта разрабатывается блочная система подогревателей сетевой воды на отопление и подогревателей горячего водоснабжения, состаящая из пароводяных и водоводяных теплообменников.
Надежность работы поверхностей нагрева котельных агрегатов и систем теплоснабжения зависит от качества питательной и подпиточной воды.
Основной задачей подготовки воды в котельных является борьба с коррозией и накипью. Коррозия поверхностей нагрева котлов подогревателей и трубопроводов тепловых сетей вызывается кислородом и углекислотой, которые проникают в систему вместе с питательной и подпиточной водой.
Качество питательной воды для паровых водотрубных котлов с рабочим давлением 1,4МПа в соответствии с нормативными документами должно быть следующим:
- общая жесткость 0,02мг.экв/л,
- растворенный кислород 0,03мг/л,
- свободная углекислота - отсутствие.
При выборе схем обработки воды и при эксплуатации паровых котлов качество котловой (продувочной) воды нормируют по общему солесодержанию (сухому остатку): величина его обуславливается конструкцией сепарационных устройств, которыми оборудован котел, и устанавливается заводом изготовителем. Солесодержание котловой воды для котлов КЕ-25-14с не должно превышать 3000 мг/л.
2. 1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ВОДОСНАБЖЕНИЯ
Источником водоснабжения котельной служит канал Северский Донец-Донбасс. Вода поступает в котельную с t=5°С в зимний период.
Исходная вода имеет следующий состав, который представлен в таблице 2.1.
Таблица 2.1.
Анализ исходной воды
Обозна | Единица измерения | |||
№ | Наименование | чение | мг.экв/л | мг/л |
1. | Сухой остаток | Cв | - | 1017 |
2. | Жесткость общая | Жо | 8,6 | - |
3. | Жесткость карбонатная | Жк | 4,0 | - |
4. 5. 6. |
Катионы: кальций магний натрий |
Ca2+ Mg2+ Na+ |
4,8 3,8 1,16 |
96,2 46,2 32,6 |
7. | Сумма катионов | Кат | 9,76 | 175 |
8. 9. 10. |
Анионы: хлориды сульфаты бикарбонаты |
Cl SO42- HCO3- |
- - - |
124 390 - |
11. | Сумма анионов | АН | - | - |
12. | Pн=7,5 |
2.2. ВЫБОР СХЕМЫ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ВОДЫ
Выбор схемы обработки воды для паровых котлов проводится по трем основным показателям:
- величине продувки котлов;
- относительной щелочности котловой воды;
- по содержанию углекислоты в паре.
Сначала проверяется, допустима ли наиболее простая схема обработки воды натрий катионирования по этим показателям.
Продувка котлов по сухому остатку, % определяется по формуле
Рп=(Сх*Пк*100)/(Ск.в*x*Пк)=1072*0,123/(3000-1072*0,123)*100=4,6%
где Сx - сухой остаток химически очищенной воды, мг/л,
Cx=Св+2,96Н-10,84Н=1017+2,96*4,8+10,84*3,8=1072 мг/л
Пк - суммарные потери пара; в долях паропроизводительности котельной
Ск.в - сухой остаток котловой воды, принимается по данным завода изготовителя котлов
Относительная щелочность котловой воды равна относительной щелочности химически обработанной воды, %, определяется по формуле
Щ’=40*Жк*100=40*4*100/1072=14,9% < 20%
где 40 - эквивалент Щ мг/л
Щi- щелочность химически обработанной воды, мг.экв/л, принимается для метода Na -катионирования, равной щелочности исходной воды (карбонатной жесткости).
Количество углекислоты в паре определяется по формуле:
Суг=22*Жк*a0*(a'-a")=22*4,0*0,19(0,4+0,7)=18,39 мг/л
18,39мг/л < 20мг/л
где a0 - доля химически очищенной води в питательной;
a' - доля разложения НСO3 в котле, при давлении 14кгс/см2(1,4МПа) принимается равной 0,7
a'' - доля разложения НСO3 в котле, принимается равной 0,4
Производительность цеха водоподготовки принимаем из табл. 1.5 п.44 - количество сырой воды, поступающей на химводоочистку.
Следовательно принимаем схему обработки воды путем
натрий-катионирование.
Gцр=Gс.в.=3,24кг/с=11,66 м3/ч
2.3. РАСЧЕТ ОБОРУДОВАНИЯ ВОДОПОДГОТОВИТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКИ
Расчет оборудования необходимо начинать с хвостовой части т.е. с натрий-катионитных фильтров второй ступени, т.к. оборудование должно обеспечить дополнительное количество воды, идущей на собственные нужды водоподготовки.
2.3.1. Натрий-катионитные фильтры второй ступени.
Для сокращения количества устанавливаемого оборудования и его унификации принимают однотипные конструкции фильтров для первой и второй ступени. Для второй ступени устанавливаем дла фильтра: второй фильтр используется для второй ступени в период регенерации и одновременно является резервным для фильтров первой ступени катионирования.
Принимаем к установке фильтр ФИПА 1-1, 0-6
Ду = 1000мм, Н=2м.
Количество солей жесткости полдлежащих удалению определяется по формуле:
Ап=24*0,1*Gцр=24*0,1*11,66=27,98 г.экв/сутки,
где 0,1 - жесткость фильтрата после фильтров первой ступени катионирования, мг.экв/л
Gцр - производительность натрий-катионитового фильтра, м3/ч
Число регенерации фильтра в сутки:
n=A/¦*h*E*nф=27,98/0,76*2*424*1=0,04 рег/сут.
Где h - высота слоя катионита, м
¦ - площадь фильтрования натрий-катионитного фильтра,
¦=0,76м2, табл.5 [3]
n - число работающий фильтров
E - рабочая обменная способность катионита,г.экв/м^
E=j*y*Eп-0,5*g*0,1=0,94*0,82*550-0,5*7*0,1=424 г.экв/м3
где j - коэффициент эффективности регенерации принимается по табл. 5-5 [5] j=0,94
y - коэффициент, учитывающий снижении обменной способности катионита по Са+ и Mg+ за счет частичного задержания катионов, принимается по табл. 5-6 [5] y=0,82
Eп - полная обменная способность катионкта, г.экв/м3, принимается по заводским данным
g - удельный расход воды на отмывку катионита м3/м3, принимается по табл. 5-4 [5] g=7
0,5 - доля умягчения отмывочной воды
Межрегенерационный период работы фильтра
t =1*24/0,04-2 = 598ч
2 - время регенерации фильтра, принимаем по табл. 5-4 [5]
Скорость фильтрования
wф=11,66/(0,76*1)=15,34м/ч
Расход 100%-ной соли на одну регенерацию натрий-катионитного фильтра П ступени:
QNaCl=424*0,76*2*350/1000=225,57 кг/рег
где g - удельный расход соли на регенерацию фильтров, 350г.экв/м3 по табл. 5-4 [5]
Объем 26%-ного насыщенного раствора соли на одну регенерацию составит:
Qн.р=QNaCl*100/(1000*1,2*26)=225*57*100/(1000*1,2*26)=0,72м3
где 1,2 - удельный вес насыщенного раствора соли при t =20°С
26 - 26%-ное содержание соли NaCl в насыщенном растворе при t =20°С
Расход технической соли в сутки
Qтехн= QNaCl*100/93=225*57*0,04*100*1/93=9,7 кг/сут
где 93 - содержание NaCl в технической соли, %
Расход технической соли на регенерацию фильтров в месяц
Qм=Qт*30=9,7*30=291 кг
Расход воды на регенерацию натрий-катионитного фильтра слагается из:
а) расхода воды на взрыхляющую промывку фильтра
Вв=b*z/100=30*76*60*15/1000=2,05м3
где b - интенсивность взрыхляющей промывки фильтров л/м2
принимается по табл. 5-4 [5], b=30 л/м2
z - продолжительность взрыхляющей промывки, мин.
принимается по табл. 5-4 [5], z=15
б) расхода воды на приготовление регенерационного раствора соли
Врег=QNaCl*100/(1000*g*r)=225,57*100/(1000*7*1,04)=3,1м3
где 100 - концентрация регенерационного раствора, принимается по табл. 5-4 [5]
r - плотность регенерационного раствора, принимается по табл. 15.6 [5], r=1,04 кг/м3
в) расхода воды на отмывку катионита от продуктов регенерации:
Вотм=q*¦*tрег=7*0,76*2=10,64 м3
где q - удельный расход воды на отмывку катионита, принимается 7 м3/м3 по табл. 5-4 [5]
Расход воды на одну регенерацию натрий-катионитного фильтра П-ой ступени с учетом использования отмывочных вод для взрыхления:
Врег=2,05+3,1+(10,64-2,05)=13,74м3/рег
Расход воды в сутки в среднем составит:
Всут=13,74*0,04 = 0,55м3/сут
Натрий-катионитные фильтры 1 ступени
Принимаются к установки как и для второй ступени два фильтра Ж = 1000мм, Н=2м.
Количество солей жесткости подлежащих удалению определяется по формуле:
A1=24*(К0-0,l)=24х(8,6-0,1)х11,66=2378,64 г.экв/л
где Ж- общая весткость воды, поступающая в натрий-катионитные фильтры
0,1 - остаточная жесткость после первой ступени катионирования.
Рабочая обменная способность сульфоугля при натрий-катионировани.
Е=0,74*0,82*550-0,5*7*8,6=304 г.экв/м3
Число регенерации натрий-катионитных фильтров первой ступени:
n=2378,64/(0,76*2*304*2)=2,57 рег/сут
Межрегенерационный период работы каждого фильтра
Т1=24*2/2,57-2=16,67
Нормальная скорость фильтрации при работе всех фильтров:
wф=11,66/(0,76*2)=7,67
Максимальная скорость фильтрации (при регенерации одного из фильтров)
wф=11,66/(0,76*(2-1))=15,34 м/ч
Расход 100%-ной соли на одну регенерацию натрий-катионитного фильтра первой ступени
QNaCl=304*0,76*2*150/1000=69,31 кг/рег
Объем 26%-ного насыщенного раствора соли на одну регенерацию
Q=69,31*100/(1000*1,2*26)=0,22 м3
Расход технической соли в сутки
Qс=69,31*257*100*2/93=383,07 кг/сут
Расход технической соли на регенерацию натрий-катионитных фильтров первой ступени в месяц
Qм=30*383,07=11492 кг/мес.
Расход воды на взрыхляющую промывку фильтра
Впр=3*0,76*60*12/1000=2,05 м3
Расход воды на приготовление регенерационного раствора соли
Врег=69,21*100/(1000*7*1,04)=0,95 м3
Расход воды на отмывку катионита
Вотм=7*0,76*2=10,64 м3
Расход воды на одну регенерацию натрий-катионитного фильтра 1 ступени с учетом использования отмывочных вод для взрыхления
В=2,05+0,95+(10,64-2,05)=11,59 м3/рег
Расход воды на регенерацию натрий-катионитных фильтров 1 ступени в сутки
Всут=11,59*2,57*2=59,57 м3/сут
Среднечасовой расход воды на собственные нужды натрий-катионитных фильтров первой и второй ступени:
в=59,57*0,55/24=2,51 м3/ч
2.4. РАСЧЕТ СЕТЕВОЙ УСТАНОВКИ
2.4.1. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ВОДОВОДЯНОГО ПОДОГРЕВАТЕЛЯ
Исходные данные:
1. Температура греющей воды (конденсата) на входе
в подогреватель (табл. 1.4. п.34) Т1=165оС
2. Температура греющей воды (конденсата) на выходе
из подогревателя (табл. 1.4 п.3З) Т2=80оС
3. Температура нагреваемой воды на входе
в подогреватель (табл. 1.4 п.5) t2=70оС
4. Температура нагреваемой вода на выходе из подо-
гревателя (табли.5 п.59) t1=82,34оС
5. Расчетный расход сетевой воды( табл. 1.5п .6) G=51,37кг/с
РАСЧЕТ
Принимаем к установке два водоводяных подогревателя.
Так как в работе будут находиться две установки, то расход нагреваемой воды через одну установку составит:
G1=G/2=51,37/2=25,68 кг/с
Расход греющей воды определяем из уравнения теплового баланса подогревателя:
G1*(t1-t2)*C=G2*(T1-T2)*C*h
где h - коэффициент,учитывающий снижение тепловой мощности за счет потерь в окружающую среду, принимаем h=0,96
G2=(25,68*(82,34-70))/((165-80)*0,96)=3,88 кг/с
Средняя температура греющей воды
Тср=(165+80)/2=122,5оС
7. Эквивалентный диаметр межтрубного пространства
dэ=(D2-z*d2н)/(D-z*dн)=(0,2592-109*0,0162)/(0,259-109*0,016)=0,019559м
6. Скорость воды в трубках
wтр=G1/(¦тр*r)=25,68/(0,01679*1000)=1,53 м/с
9. Скорость воды в межтрубном пространстве
wмтр=G2/(¦мтр*1000)=3,88/(0,03077*1000)=0,126 м/с
10. Коэффициент теплоотдачи от греющей воды к стенкам трубок
a1=1,163*А1*w0,8мтр/d0,2э=1,163*2567,99*1,530,8/0,0195590,2=1495,7 Вт/м2к
где А1 - Температурный множитель, определяемыйп по формуле
A1=1400+18*Тср-0,035*Т2ср=1400+10*122,5-0,035*122,52=3079,8
11. Коэффициент теплоотдачи от стенок трубок к нагреваемой воде
a2=1,163*А2*w0,8тр/d0,2э=1,163*2567,99*1,530,8/0,0140,2=9815,03 Вт/м2к
где A2=1400+18*tср-0,035t2ср=1400+l8*76,17-0,035*76,172=2567,99
12. Коэффициент теплопередачи
К0=1/(1/a1+б/l+1/a2)=1/(1/1495,7+0,001/105+1/9815,03)=1283 Вт/м2к
где б - толщина стенок латунных трубок
l - коэффициент теплопроводности латуни
l=105 Вт/мк при t =122оС
Коэффициент теплопередачи с учетом коэффициента загрязнения поверхности нагрева:
К=К0*m=1283*0,75=962,25 Вт/м2к
где m - поправочный коэффициент на загрязнение и неполное омывание поверхности нагрева =0,75
13. Поверхность нагрева подогревателя
Н=G1*C*(t1-t2)/(K*Dt)=25,68*4190*(82,34-70)*0,85/(962,25*34,44)=34,06 м2
14. Количество секций подогревателя
Z=H/Fi=34,06/20,3=1,7
где Fi - поверхность нагрева одной секции водоподогревателя
Принимаем 2 секции
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ВОДОВОДЯНОГО
ПОДОГРЕВАТЕЛЯ
Потери напора воды в трубах
1. Внутренний диаметр трубок dвн=0,014м
2. Длина одного хода подогревателя: L=4м
3. Коэффициент трения / при средних значениях чисел Рейнольдса и коэффициенте шероховатости а=0,0002м принимаем равным 0,04
4. Коэффициенты местных сопротивлений для одной секции:
вход в трубки - 1
выход из трубок - 1
поворот в колене - 1,7
Сумма коэффициентов местных сопротивлений
S¦=3,7
5. Потери напора воды в трубках для двух секций водоводяного подогревателя при длине хода 4м
Dh=(l*Z/dвн+S¦)*w2тр*r/2=(0,04*4/0,014+3,7)*1,532*1000/2*2=354 МПа
где r - плотность воды, принимаем равной 1000м/м3
- количество секций подогревателя, соединенных последовательно
l - коэффициент трения
Потери напора в межтрубном пространстве
1. Эквивалентный диаметр живого сечения межтрубного пространства
dмтрэ=0,019559м
2. Коэффициент трения при средних значениях чисел Рейнольдса и коэффициенте шероховатости а=0,0002м и принимаем равным 0,04
3. Коэффициент местного сопротивления подогревателя по межтрубному
пространству определяем по формуле:
¦=13,5*¦мтр/¦п=0,03077/0,03765*13,5=11,03
где ¦п - площадь сечения подходящего патрубка
Средняя температура нагреваемой воды
tср=(t1*t2)/2=(70+82,34)/2=76,17оС
Среднелогарифмическая разность температур между греющей и нагре ваемой водой
Dt=(Dtб-Dtм)/ln(Dtб-Dtм)=(82,66-10)/ln(82,66/10)=34,44оС
Где Dtб - большая разность температур = 165-82,34 = 82,66 °С
Dtм - меньшая разность температур = 80-70=10 °С
Для сетевой установки типа БПСВ-14 к дальнейшему расчету выписываем конструктивные данные водоводяного подогревателя 140СТ 34-588-68 3
а) внутренний диаметр корпуса Двн = 259 мм
б) наружный и внутренний диаметр трубок
dн=16мм, dвн=14мм
в) число трубок в живом сечении подогревателя
Z=109
г) площадь живого сечения трубок
¦тр=0,01679м2
д) площадь сечения межтрубного пространства
¦мтр=0,03077м2
е) поверхность нагрева одной секции
Fi=20,3м2
¦п=0,03765м2
¦мтр - площадь живого сечения межтрубного пространства принимаем
¦м =0,03077м2 3
4. Потери напора воды в межтрубном пространстве двух секций водоводяного подогревателя
Dhмтр=(0,04*4/0,019559+11,03)*(0,1262*1000)/2*2=305 Па
где L - длина одного хода подогревателя, L=4м
wмтр - скорость воды в межтрубном пространстве, wмтр=0,126м/с
(из теплового расчета водоводяного подогревателя)
r=1000 - плотность воды в кг/м3
2.4.3. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ПАРОВОДЯНОГО
ПОДОГРЕВАТЕЛЯ
Исходные данные:
- Температура греющего пара при давлении 0,7 МПа
(табл. 1.4 р.15) Т1=165°С
- Температура нагреваемой воды на входе в подогреватель
t2=82,34°С (табл. 1.5 п.59)
- Температуру нагреваемой воды на выходе из подогревателя
t1=150°С (табл. 1.4 п.3)
1. Количество теплоты расходуемое в подогревателе
Q=25,68*4190*(150-82,34)*10-6=7,28 МВт
где G1=25,68 кг/с - расход нагреваемой воды (из теплового расчета водоводяного подогревателя)
2. В сетевой установке БЛСВ-14 в качестве пароводяного подогревателя принят подогреватель 050СT 34-577-69. Из табл. 3 выписываем его техническую характеристику:
а) поверхность нагрева Н =53,9м2
б) наружный диаметр Дн = 630мм
в) длина трубок L =3м
г) внутренний диаметр корпуса D =616мм
д) число трубок Z=392 шт.
е) диаметр латунных трубок 16мм
ж) приведенное количество трубок в вертикальном ряду Zпр=17,8 шт.
з) площадь живого сечения межтрубеого пространства ¦мтр=0,219м2
и) площадь живого сечения одного хода трубок ¦тр=0,0151м2
Скорость воды в трубках:
wтр=25,68/(0,0151*1000)=1,7 м/с
4. Средняя температура нагреваемой воды
tср=(150+82,34)/2=116,2 оС
5. Среднелогарифмическая разность температур между паром и водой:
Dt=(82,66-15)/(82,66/15)=39,64 оС
где Dtб - большая разность температур
Dtб=165-82,34=82,66 оС
Dtм - меньшая разность температур
Dtм=165-150=15 оС
6. Средняя температура стенок трубок
tстср=(Tср+ tср)/2=(165+116,2)/2=140,6 оС
7. Коэффициент теплоотдачи от пара к стенкам трубок
a1=А2*1,163/(Zпр*dн*(T-tстср))=4*8352,6*1,163/(17,8*0,016*(165-140,6))=5983 Вт/м2к
где А2 - температурный множитель, определяемый по формуле
А2=4320+47,54*Т-0,14*Т2=4320+47,54*165-0,14*1652=8352,6
8. Коэффициент теплоотдачи от стенок трубок кводе:
a2=А1*1,163*w0,8тр/d0,2вн=3019*1,163*1,70,8/0,0140,2=12602 Вт/м2к
где A1 - температурный множитель ,определяемый по формуле
A1 = 1400+18*tср-0,035*t2ср=1400+18*116,2-0,035*116,22=3019
9. Коэффициент теплопередачи
К0=1/(1/a1+0,001/l+1/a2)=1/(1/5983+0,001/105+1/12602)=3914 Вт/м2к
Коэффициент теплопередачи с учетом коэффициента загрязнения поверхности нагрева:
К=3914*0,75 = 2935,5 Вт/м2к
где 0,75- поправочный коэффициент на загрязнение и неполное
смывание поверхности нагрева, m = 0,75
10. Поверхность нагрева пароводяного подогревателя
H=7,28*106/(2935,5*39,64)=62,56 м2
11. Количество подогревателей
Z=60,4/53,9=1,16
Принимаем 2 рабочих
2.4.4. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ПАРОВОДЯНОГО
ПОДОГРЕВАТЕЛЯ
Потери напора в трубках пароводяного подогревателя определяются по формуле:
Dh=Dhтр+Dhмс=(l*L/dэ*Z+ет)*wтр*r/2=(0,04*3/0,014*4+13,5)*1,72*1000/2=69050 Па
где Dhтр - потери напора на трение
Dhмс - потери напора на местные сопротивления
l - коэффициент трения, принимаемый при средних значениях чисел Рейнольдса и коэффициенте шероховатости = 0,0002м равным 0,04
r-плотность воды, 1000 кг/м3
L - длина одного хода пароводяного подогревателя, принимаем 3м
Z - количество ходов подогревателя, в данном дипломном проекте расчитывается четырехходовой пароводяной подогреватель
ет - сумма коэффициентов местных сопротивлений.
Коэффициент местных сопротивлений для четырехходового пароводяного подогревателя
вход в камеру - 1,5
вход из камеры в трубки 1х4 - 4
выход из трубок в камеру 1х4 - 4
поворот на 180o в камере - 2,5
выход из камеры - 1,5
Сумма коэффициентов местных сопротивлений для четырехходового пароводяного подогревателя марки 050СТ 34-577-68 будет составлять ет =13,5
3. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
В технико-экономическом разделе дипломного проекта производится сравнение использованных двух видов топлива на реконструируемой котельной: Основного - угля ГР и перспективного - газа от дегазации газовых выбросов шахт, а также определяется сметная стоимость строительных и монтажных работ. Технико-экономические расчеты производятся в гривнах с использованием переводных индексов стоимости строительно-монтажных работ в цены 1993г., коэффициентов рыночных отношений, а также индекса удорожения цен 1997г. к ценам 1995г.
Тогда общий переводный индекс для строительно-монтажных работ: 80,6*1013*1,8562*10-5=1,516 и для оборудования 48,2*3452*1,8562*10-5=3,03
3.1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
1. Годовая выработка тепловой энергии, ГДж
еQвырг=еQгтп+еQсн (3.1)
где Qгтп - годовая отпущенная тепловая энергия,
Qсн - годовой расход тепловой энергии на обственные нужды котельной, Qсн = 15*Qот
еQгтп=Qопов*nоп*3,6+Qзгв*nоп*3,6+Qлгв*(8400-nоп)*3,6+Qлтех*(8400-nоп)*3,6+Qзтех*nоп*3,6 (3.2)
где nоп - число часов отопительного периода,