Тепловой расчет котла ТП-87-1, страница 2

3.2.5. Расчет теплообмена в топке

Полезное тепловыделение в топке или теоретическое теплосодержание продуктов сгорания определяют по формуле:

где   - располагаемая теплота топлива ~;  - количество теплоты, вносимое горячим воздухом ~;  - теплосодержание горячего воздуха, поступающего в топку, которое определяется для температуры воздуха на выходе из воздухоподогревателя:

кДж/кг

 – количество теплоты, вносимое холодным воздухом присосов:

кДж/кг

Зная, по  диаграмме определяем теоретическую температуру в топке;

Температуру газов на выходе из топки принимают из расчета

где  – температура размягчения золы.

Зная , определяем по  диаграмме энтальпию газов на выходе из топки

Определяем количество теплоты, передаваемое в топке от газов поверхностям нагрева радиацией:

= 26680 – 15560 – 51,94=13395,4 кДж/кг

где   – потеря тепла от наружного охлаждения топки:

Находим радиационную поверхность топки, воспринявшую количество теплоты :

;

 =1241 м²

где   – теоретическая температура горения в топке, К;  –температура газов на выходе из топки, К; , Вт/(м²×К⁴) – коэффициент излучения абсолютно черного тела; = 0,52 – конструктивный параметр;; – степень черноты топки;  – коэффициент сохранения теплоты; – коэффициент загрязнения поверхностей нагрева.

3.2.6. Расчет экрана

Величина найденной эффективной радиационной поверхности в топке  равна сумме величин радиационных поверхностей фронтового , заднего  и боковых экранов .

Находим площадь одной трубы:

Заднего крана:

f_т1 = πdl = 3,14· 0,06· 10 = 1,884м²

Фронтового и боковых экранов:

f_т2 = πdl = 3,14· 0,06· 20,5 = 3,862м²

Количество труб во фронтовой поверхности нагрева:

= ==140 шт.

Количество труб в боковой поверхности нагрева:

=== 74 шт.

Проверка на наличие необходимой поверхности нагрева:

=(2 × +) × f_т2+ × f_т1

=(2 × 74+140) × 3,862+140 × 1,884 = 1376 м²

D =1,108%

3.2.7. Расчет конвективных поверхностей нагрева.

3.2.7.1. Расчет пароперегревателя

Из уравнения теплового баланса пароперегревателя определяется теплосодержание газов за пароперегревателем а затем по диаграмме – соответствующая ему температура газов  за пароперегревателем:

;

          где - энтальпия газов перед пароперегревателем, соответствующая , кДж/кг;  – энтальпия газов после пароперегревателя, кДж/кг;

Зная, по  диаграмме определяем теоретическую температуру за пароперегревателем

Количество теплоты, внесенное холодным воздухом присосов пароперегревателя:

;

=0,05·6,84·1,29·30=13,3 кДж/кг;

Потери теплоты в окружающую среду пароперегревателем:

где:  – число конвективных поверхностей нагрева, шт.;  – энтальпия насыщенного пара (при давлении в барабане), кДж/кг.

Из уравнения теплопередачи определяется необходимая поверхность нагрева пароперегревателя :

 =3649м²

где  – коэффициент теплопередачи пароперегревателя, Вт/(м²К);  – средний температурный напор, ^оС:

Если , температурный напор определяется по формуле

Поверхность нагрева пароперегревателя набирается из гладких труб с наружным  диаметром d =32 мм, расположение труб – коридорное.

Количество труб в поверхности нагрева пароперегревателя  определяется по формуле

=5188 шт.

где  – наружный диаметр труб, принятых к установке в пароперегревателе, м;  – обогреваемая длина труб пароперегревателя, м.

Количество труб по ширине газохода определяется соотношением:

 – шаг установки труб по ширине газохода

Количество рядов труб по глубине газохода:

Действительное количество труб:

Скорость движения газов, в пароперегревателе определяют по формуле

где - средняя температура газового потока в поверхности нагрева, ^оС;

 – живое сечение поверхности нагрева, предназначенное для прохода газов:

 м²,

где h₁ – средняя высота газохода, м, l – длина трубы, м.

Площадь трубы определяем по формуле:

f = p×d×l=3,14 × 0,032 × 7 = 0,7 м²

Площадь поверхности пароперегревателя:

=f × n = 0,7 × 5256 = 3679,2 м²

D =1,01%

3.2.7.2. Расчет  водяного  экономайзера 2 ступени

Из уравнения теплового баланса определяется , а по ней - температура газов  после  экономайзера:

,

где кг/с – расход воды через экономайзер;  – величина непрерывной продувки, %;  – энтальпия питательной воды на выходе из экономайзера  1215 кДж/кг;  - энтальпия питательной воды на входе в экономайзер