Теплогенерирующие установки

Обозначение (заводское)

Вид топлива

Паропро-
изводитель-
ность т/ч

Давление пара, МПа(кг/см²)

Темпера-
тура, CВ°

Габариты котла, мм (длина х ширина х высота)

КЕ-6,5-14С-О

каменный, бурый уголь

6,5

1,4(14)

194

7940х4640х5190

КЕ-6,5-14-225С-О

каменный, бурый уголь

6,5

1,4(14)

225

7940х4910х5190

КЕ-6,5-14МТО

древесные отходы, газ, мазут

6,5

1,4(14)

194

10700х5050х7490

наим. показателя

обозн.

Формула или обоснование

размер-ность

топка

КП

ВЭК

коэф. расхода воздуха

_т + _пр

-

1,4

1,5

1,6

средний коэф. расхода воздуха

_ср

(_т + _i)/2

-

1,4

1,45

1,55

действительный объем водяных паров

V_H2O

V^о_H2O+0,0161тАв(-1) тАв V^о

м³/кг

0,784

0,790

0,800

действительный объем азота

V_N2

V^о_N2 + ( - 1 ) тАв V^о

м³/кг

8,202

8,546

9,234

действительный объем газов

V_Г

(V^о_RO2 + V^о_N2 + V^о_H2O)+(- 1) тАв V^о

м³/кг

10,182

10,526

11,214

объемные доли трехатомных газов

r_RO2

V^о_RO2 / V_Г

-

0,122

0,118

0,111

объемные доли водяных паров

r_H2O

V^о_H2O / V_Г

-

0,0766

0,075

0,0713

суммарная объемная доля излучающих газов

r_п

r_H2O + r_RO2

-

0,199

0,193

0,182

доля золы топлива, уносимая с продуктами сгорания

а_ун

по табл. 2.3 [1]

-

0,95

массовый расход газов при сжига-нии 1 кг топлива

G

1-0,01тАвА^р+1,306 тАв  тАв V^о

кг/кг

13,47

13,92

14,82

концентрация частиц золы

_зл

0,01 тАв (А^р тАв а_ун ) _

G_г

кг/кг

7,76тАв10^-3

7,51тАв10^-3

7,05тАв10^-3

t

^оС

I^о_г

кДж/кг

I^о_в

кДж/кг

I_зл

кДж/кг

I_Г = I^о_Г + (-1) тАв I^о_В + I_ЗЛ, кДж/кг

топка

КП

ВЭК

30

1026

909

100

2077

1830

8,5

150

3161

2763

13,0

200

4279

3718

17,7

6156

6327

300

5426

4698

27,6

7802

400

6590

5698

37,6

9477

500

7792

6724

48,1

11202

600

9027

7758

58,6

12964

700

10291

8796

69,5

13879

14759

800

11568

9860

80,3

15592

16578

900

12849

10948

91,2

17320

1000

14139

12041

102,9

19058

1100

15458

13134

115,0

20826

1200

16806

14256

127,9

22636

1300

18137

15378

141,3

24430

1400

19490

16496

160,9

26249

1500

20854

17618

181,8

28084

1600

22219

18740

197,3

29913

1700

23605

19887

215,0

31775

1800

24983

21039

229,5

33628

1900

26381

22190

244,2

35501

2000

27779

23337

260,2

37375

Рассчитываемая величина

Обозна-чение

Формула или обоснование

Расчет

Значе-ние

Размер-ность

Потери тепла от химической неполноты сгорания топлива

q₃

по табл. 2.3 [1]

0,5

%

Потери тепла от механической неполноты сгорания топлива

q₄

по табл. 2.3 [1]

3,0

%

Потери тепла с уходящими газами

q₂

(I_ухтАУ_ух тАв I^о_х ) тАв (100-q₄)

Q^р_н

(6527тАУ1,6тАв909) тАв (100тАУ3,0) / 26126

18,77

%

энтальпия уходя-щих газов при t_ух

I_ух

по табл. 4

6527

кДж/кг

коэф. избытка воздуха в уходящих газах

_ух

по табл. 3

1,6

энтальпия холод-ного воздуха, при t_хв=30^о

I^о_хв

по табл. 4

909

кДж/кг

Потери тепла от наружного охлаждения

q₅

по рис. 3.1 [1]

2,3

%

доля шлакоулавливания в топочной камере

а_шл

1 тАУ а_ун

1 тАУ 0,95

0,05

энтальпия шлака

(ct)_шл

по табл. 3.1 [1]

1470

кДж/кг

Потери с физичес-кой теплотой шлака

q₆

а_шл тАв (ct)_шл тАв А^р _

Q^р_н

0,05 тАв 1470 тАв 11 _

26216

0,03

%

КПД котлоагрегата

100 тАУ (q₂+q₃+q₄+q₅+q₆)

100тАУ(18,77+0,5+ 3,0+2,3+0,03)

75,4

%

Коэффициент сохранения тепла

1 - q₅ _

 + q₅

1 тАУ 2,3 _

75,4 + 2,3

0,97

%

энтальпия перегретого пара

i_пп

По табл.

3308

кДж /кг

энтальпия питательной воды

i_пв

По табл.

419

кДж/кг

Расход топлива

В

D тАв (i_пп тАУ i_пв ) _

 тАв Q^р_н

1,8 тАв ( 3308 тАУ 419)

0,754 тАв 26216

0,325

кг/с

Расчетный расход топлива

В_р

В тАв ( 1 тАУ 0,01 тАв q₄ )

0,325тАв(1тАУ0,01тАв3,0)

0,315

кг/с

Рассчитываемая величина

Обозна-чение

Формула или обоснование

Расчет

Значе-ние

Размер-ность

Объем топк

V_т

принимаем конструктивно

14,77

м³

Полная площадь поверностей топки

F_см

_____

6 тАв ³  Vт²

_____

6 тАв ³  14.77²

36,12

м²

Радиационная площадь поверхности нагрева

H_л

принимаем конструктивно

24,78

м²

Степень экранирования

э

H_л / F_см

24,78 / 36,12

0,69

температуру воздуха на входе в воздухоподогреватель

t`_вп

по табл. 1.4 [1]

45

^оС

температуру подогрева воздуха

t_гв

по табл. 1.5 [1]

350

^оС

энтальпия горячего воздуха

I^о_гв

по табл. 4

4208

кДж/кг

Тепло вносимое воздухом в топку

Q_в

I^о_гвтАв_т

4208тАв1,4

5891

кДж/кг

Полезное тепловы-деление в топке

Q_т

Q_н^ртАв(100-q₃-q₄-q₆) / /(100-q4)+ Q_в

21216тАв(100-0,5+3+ +0,03)/(100-3)+5891

26991

кДж/кг

Теоретическая температура горения

t_теор

по табл. 4

1943

^оС

Относит. положение горелок

x_г

принимаем конструктивно

0,14

Коэф. ядра факела

М

0,59-0,5тАвх_г

0,59-0,5тАв0,14

0,52

Теплонапряжение стен топки

Q/F_см

ВртАвQ_т/F_см

0,315тАв26991/36,12

235,39

кВт/м²

Эффективная толщи-на излучающего слоя

3,6тАвV_т/F_см

3,6тАв14,77/36,12

1,47

м

Произведение P_hтАвs

P_hтАвs

PтАвr_nтАвs

1тАв0,199тАв1,47

0,3

бартАвм

Коэф. ослабления лучей:

Принимаем t"=1000^oC

трехатомными газами

к_r

по номограмме

0,7

1/бартАвм

золовыми частицами

к_зл

по номограмме

6,4

1/бартАвм

остатками кокса

к_к

по номограмме

1

1/бартАвм

безразмерные величины

x₁

x₂

0,5

0,03

Оптическая толщина

kps

(к_rтАвr_n+к_злтАв_зл+к_ктАвх₁тАвч₂) тАвРтАвS

(0,7тАв0,199+6,4тАв 7,76тАв10^-3+ 1тАв0,5тАв0,03) тАв1тАв1,47

0,3

бартАвм

Степень черноты факела

а_ф

1-е^-kps

1-e^-0,3

0,26

Коэф. тепловой эффективности

хтАв

0,99тАв0,6

0,59

Степень черноты топки

а_т

а_ф _

а_ф+(1-а_ф)тАв 

0,26 _

0,26+(1-0,26)тАв 0,59

0,37

Температура газов на выходе из топки

t"_т

по номограмме

945

^oC

Энтальпия газов на выходе из топки

I"_т

по табл. 4

13494

кДж/кг

Тепло, передаваемое топке излучением

Q^т_л

тАв (Q_т- I"_т)

0,97тАв(26991-13494)

13092

кДж/кг

Рассчитываемая величина

Обозна-чение

Формула или обоснование

Значение при

Размер-ность

400 ^оС

300 ^оС

200 ^оС

Полная поверхн. КП

Н

конструктивно

147,8

м²

Диаметр труб

d

конструктивно

51х2,5

мм

Относительный шаг поперечных

S₁/d

конструктивно

2,16

мм

Относительный шаг продольных

S₂/d

конструктивно

1,76

мм

Живое сечение газов

F

конструктивно

1,24

м²

Эффективная тощина излучающего слоя

S

0,9тАвdтАв( 4 тАв S₁тАвS₂_)-1

 тАв d²

0,18

м

Температура газов перед КП

t'_r

из расчета топки

t'_r= t"_т

945

^oC

Энтальпия газов перед КП

I'_r

из расчета топки

I'_r= I"_т

13494

кДж/кг

Температура газов за КП

t"_r

Принимаем предварительно

400

300

200

^oC

Энтальпия газов за КП

I"_r

по табл. 4

6590

5426

4279

кДж/кг

Тепловосприятие по балансу

Q_б

тАв(I'_r- I"_r)

6697

7826

8939

кДж/кг

Температ. насыщения

t_s

по табл.

194

^oC

Средняя температура газов

t_r^ср

(t'_r+t"_r)/2

673

623

573

^oC

Средний температурный напор

t

t_б-t_{м _}

lnt_б/t_т

421,5

329

153,7

^oC

Средняя скорость газов в пучке

W_r

В_ртАвV_г тАв (t_r^ср+273)

F 273

9,26

8,77

8,29

м/с

Коэф. теплоотдачи конвекцией

_k

по рис. 2 [2]

75

73

71

Вт/мтАвК

Произведение P_hтАвs

P_hтАвs

PтАвr_nтАвs

0,035

бартАвм

Коэф. ослабл. лучей:

трехатомными газами

к_r

по номограмме

1,25

1,4

1,6

1/бартАвм

золовыми частицами

к_зл

по номограмме

9,9

10,7

11,7

1/бартАвм

Оптическая толщина

kps

(к_rтАвr_n+к_злтАв_зл) тАвРтАвS

0,051

0,061

0,071

-

Степень черноты газового потока

а_г

1-е^-kps

0,048

0,058

0,068

-

Температура загрязненной стенки

t₃

t_s+t

615,5

523

347,7

^oC

Коэф. теплоотдачи излучением

_л

_л=_н+а_и+с_г

по рис. 4 [2]

4,51

4,28

4,07

Вт/мтАвК

Коэф. тепловой эффективности

0,65

Коэф. теплоотдачи

к

тАв(_k+_л)

51,6

50,2

48,7

Вт/мтАвК

Тепловосприятие КП по ур-ию теплообмена

Q_т

ктАвtтАвНтАв10^-3

В_р

10205

7749

3512

кДж/кг

Действительная температ. за КП

t"_кп

305

^oC

Действительная энтальпия за КП

I"_кп

по табл. 4

7835

кДж/кг

Действительное тепловосприятие по балансу

Q_бд

тАв(I'_r- I"_КП)

5556

кДж/кг

Рассчитываемая величина

Обозна-чение

Формула или обоснование

Расчет

Значе-ние

Размер-ность

Температура газов на выходе

t'_г

из расчета КП

t'_г=t"_кп

305

^oC

Энтальпия газов на входе

I'_г

из расчета КП

I'_г=I"_кп

7835

кДж/кг

Температура воды на входе в экономайзер

t'_пв

по условию

100

^oC

Энтальпия воды на входе в экономайзер

i'_пв

i'_пвтАв4,19

419

кДж/кг

Температура газов на выходе

t"_г

t"_г=t_ух

200

^oC

Энтальпия газов на выходе

I"_г

по табл. 4

6327

кДж/кг

Присос воздуха

по табл. 3

0,1

-

Тепловосприятие по балансу

Q_б

тАв(I'_r- I"_r+тАвI^о_хв)

0,97тАв(7835-6327+0,1тАв909)

1599

кДж/кг

Энтальпия воды на выходе

i"_пв

i'_пв+Q_бтАвВ_р/Д

419+1599тАв0,315/1,4

687

кДж/кг

Температура воды на выходе

t"_пв

i"_пв /4,19

687/4,19

164

^oC

Температурный напор на входе газов

t'

t'_г- t"_пв

305-164

141

^oC

Температурный напор на выходе газов

t"

t"_г- t'_пв

200-100

100

^oC

Средний температурный напор

t

(t'+t")/2

(141+100)/2

120,5

^oC

Средняя температура газов

t_г^ср

(t'_г+ t"_г)/2

(305+200)/2

252,5

^oC

Средняя температура воды

t_пв^ср

(t'_пв+ t"_пв)/2

(100+164)/2

132

^oC

Температура загрязненной стенки

t_з

t_г^ср+25

132+25

157

^oC

Объем газов на 1 кг топлива

V_г

по табл. 3

11,214

м³/кг

Средняя скорость газов

W_г

5 тАУ 12

8

м/с

Живое сечение для прохода газов

F

В_ртАвV_г тАв(t_г^ср+273)_

W_г тАв 273

0,315тАв11,214тАв(252,5+273)

8 тАв 273

0,84

м²

Требуемое живое сечение для прохода газов

F_тр

конструктивно

0,12

м²

Число труб в горизонтальном ряду

F/F_тр

0,84/0,12

7

шт.

Коэф. теплоотдачи

k

k=k_нтАвс_v

18тАв1,05

18,9

Вт/мтАвК

Поверхность обмена по уровню теплобмен.

H

Q_бтАвВ_ртАв10³_

k тАв t

1405тАв0,315тАв10³_

18,9тАв110,5

212

м²

Требуемая поверхность нагрева со стороны газов

H_тр

конструктивно

2,95

м²

Общее число труб

N

Н/Н_тр

212/2,95

71,8

шт.

Число рядов труб по вертикали

N/n

71,8/7

10

шт.

Величина

размерность

топка

КП

ВЭК

температура газов на входе

^oC

30

945

305

температура газов на выходе

^oC

945

305

200

Тепловосприятие

кДж/кг

13092

5556

1599

температура теплоносителя на входе

^oC

100

194

164

температура теплоносителя на выходе

^oC

194

164

100

скорость газов

м/с

8,77

8