Расчет объемов и энтальпий продуктов сгорания. Установка БЭМ-25/3,9-440ГМ. (ДЕ-25/3, 9-440). Низшая теплота сгорания рабочей массы топлива

температуре пара рассчитываемой части пароперегревателя:

где      р_по = 3,5 МПа – давление пара после пароохладителя.  

 V_ср(1) = 0,0843 м³/кг, V_ср(2) = 0,0754 м³/кг

f – площадь живого сечения для прохода пара определяется по формуле, м²:

f = 0,785 ∙ d²_вн ∙ z

где      d_вн =0,022 м – внутренний диаметр труб пароперегревателя;

z – число параллельно включенных труб, z = 60.

f = 0,785 ∙ 0,022² ∙ 60 = 0,023 м²

Подсчитываем коэффициент теплоотдачи от стенки к пару, Вт/(м² ∙ К):

а₂ = а_н ∙ с_d                                              (6.31) [1]

где     а_н – коэффициент теплоотдачи, определяемый по номограмме 6.8 [1]:

а_н(1) = 1380 Вт/(м² ∙ К), а_н(2) = 1300 Вт/(м² ∙ К).

с_d – поправочный коэффициент, определяется по номограмме 6.8 [1]:

с_d =1,08

   а₂₍₁₎ = 1380 ∙ 1,08 = 1490,4 Вт/(м² ∙ К);                                              

а₂₍₂₎ = 1300 ∙ 1,08 = 1404 Вт/(м² ∙ К).

Определяем степень черноты газового потока по номограмме 5.6 [1], при этом необходимо вычислить суммарную оптическую толщину по формуле:

KPS = (к_г ∙ r_п + к_зл ∙ μ) ∙ p ∙ S                            (6.12) [1]

где      к_г – коэффициент ослабления лучей трёхатомными газами,  определяется по формуле:

                 (5.12) [1]

где      r_п = 0,283 – суммарная объёмная доля трёхатомных, газов (таблица 3.2)

 – объёмная доля водяных паров (таблица 3.2);

 – парциальное давление трёхатомных газов;

 – давление в котле P = 0,1 МПа (стр. 62 [1]);

;

S – толщина излучаемого слоя определяется по формуле, м:

                            (6.13) [1]

 - абсолютная температура продуктов сгорания после первой части пароперегревателя:

                           

                          

        

      

к_зл – коэффициент ослабление лучей золовыми частицами, при сжигании газа к_зл = 0;

μ – концентрация золовых частиц, при сжигании газа μ = 0.

      KPS₍₁₎ = (28,93 ∙ 0,283 + 0) ∙ 0,1 ∙ 0,174 = 0,142

      KPS₍₂₎ = (30,7 ∙ 0,283 + 0) ∙ 0,1 ∙ 0,174 = 0,151

Зная KPS по номограмме 5.6 [1] определяем степень черноты а:

а₍₁₎ = 0,13 Вт/(м² ∙ К), а₍₂₎ = 0,14 Вт/(м² ∙ К).

Определяем температуру загрязнённой стенки труб пароперегревателя при сжигании газообразного топлива:

                                        (6.33) [1]

  

    

Определяем коэффициент теплоотдачи излучением при сжигании

газа по формуле:

а_л = а_н ∙ с_г ∙ а                                          (6.35) [1]  где      а_н – коэффициент теплоотдачи излучением, определяется

по номограмме 6.4 [1]:

а_н(1) = 165 Вт/(м² ∙ К), а_н(2) = 142 Вт/(м² ∙ К).

с_г(1) = 0,97, с_г(1) = 0,96 (рис. 6.4) [1].

 а_л(1) = 165 ∙ 0,97 ∙ 0,13 = 20,806 Вт/(м² ∙ К)

а_л(2) = 142 ∙ 0,96 ∙ 0,14 = 19,085 Вт/(м² ∙ К).

Подсчитываем коэффициент теплоотдачи от продуктов сгорания к стенке труб пароперегревателя, Вт/(м² ∙ К).

а₁ = ξ ∙ (а_к + а_л)                                          (6.36) [1]

где      ξ – коэффициент использования, для поперечного омывания труб,

ξ = 1 (стр. 86 [1])

а₁₍₁₎ = 1 ∙ (117 + 20,806) = 137,806 Вт/(м² ∙ К)

а₁₍₂₎ = 1 ∙ (115 + 19,085) = 134,085 Вт/(м² ∙ К)

Определяем коэффициент теплоотдачи для коридорных пучков труб при сжигании газа по формуле, Вт/(м² ∙ К):

                                                                                                    (6.37) [1]

где      - коэффициент тепловой эффективности, при сжигании газа

принимаем равным:

      

      

Определяем количество теплоты, воспринятое первой частью

 пароперегревателя по формуле, кДж/м³:

                                       (6.38) [1]

По принятым двум значениям температуры О″₍₁₎ = 800 ^оС и О″₍₂₎ = 700 ^оС и

 полученным значениям Q_б и Q_т производим графическую интерполяцию для определения температуры продуктов сгорания после первой части

пароперегревателя. Для этого строится зависимость Q = f (О″). Точка

пересечения прямых указывает температуру продуктов сгорания, которую

следует принять при расчёте, если значение О″_р отличается от одного из принятых значений не более чем на 50 ^оС. В нашем случае О″_р = 790 ^оС отличается от О″ = 800 ^оС на 10 ^оС. Поэтому данную температуру принимаем для дальнейших расчётов H′₍₁₎ = 13337,22 кДж/м³. Для завершения расчёта необходимо по О″_р повторно определить Q_б:

Q_б = 0,992 ∙ (15883,3 – 13337,22) = 2525,7 кДж/м³.

Вычисляем энтальпию пара на выходе из пароперегревателя:

    

                                          , ^оС

-  Q_б

-  Q_т

Рис.3.4 Графическое определение расчетной температуры 

Расчёт второй (по ходу продуктов сгорания) части пароперегревателя,

имеющего пароохладитель, включённый “врассечку”, производим в следующей последовательности.

По чертежам определяем:

- площадь поверхности нагрева рассчитываемой второй части пароперегревателя:

H₂ = π ∙ d ∙ ℓ ∙ n = 3,14 ∙ 0,028 ∙ 22,75 ∙ 30 = 60 м²

- относительный поперечный шаг:

;

- относительный продольный шаг:

.

- расположение труб – коридорное;

- движение потоков – противоток;

- тип омывания – поперечный;

- площадь живого сечения для прохода продуктов сгорания:

F = а ∙ в – z₁ ∙ ℓ ∙ d = 0,98 ∙ 2,75 – 30 ∙ 0,93 ∙ 0,028 = 1,91 м². 

Выбираем основные расчётные параметры:

- температуру продуктов сгорания перед второй частью пароперегревателя

(берётся из расчёта первой части пароперегревателя):

О″ = 790 ^оС, H′ = 13337,22 кДж/м³ (таблица 3.3).

- H″_по = 3078,78 кДж/м³ – энтальпия пара на выходе из пароохладителя;

Определяем энтальпию пара после второй части пароперегревателя

по формуле, кДж/кг

H′_по = H″_по + ∆H_по                                                            (6.39) [1]

H′_по = 3078,78 + 80 = 3158,78 кДж/кг

Из таблиц водяных паров определяем температуру перегретого пара после

 второй части пароперегревателя (при Р = 3,5 МПа):

О′_по = 372 ^оС;

Определяем тепловосприятие пароперегревателя с впрыскивающим