Промышленность \ Промышленная экология

Расчёт газоводяного теплообменника. Расчет выбросов вредных веществ

Страницы работы

24 страницы (Word-файл)

Посмотреть все страницы

Скачать файл

Фрагмент текста работы

ГЛАВА 4. РАСЧЁТ ГАЗОВОДЯНОГО ТЕПЛООБМЕННИКА (ГВТ).

4.1. Объемы воздуха и продуктов сгорания

Расчёт производится по методике [5].

4.1.1. Расчетные характеристики топлива поступающего наНТЭЦ-4

(Кузнецкий уголь СС, Т)

Элементный состав топлива :

Влажность рабочая, W^P – 8,85%

Зольность рабочая, A^P – 18,116%

Содержание углерода, C^P– 64,37%

Содержание водорода, H^P – 3,3%

Содержание азота, N^P – 1,5%

Содержание кислорода, O^P – 3,476%

Содержание серы, S^P – 0,4%

Низшая теплота сгорания, – 23,9 МДж/кг(5706 ккал/кг)

Выход летучих,V^г – 27,18%

4.1.2. Определение объёма дымовых газов

Теоретический объем воздуха для полного сгорания топлива , м³/кг,

, где C^P, S^P, H^Р, О^Р – содержание углерода, серы, водорода, кислорода на рабочую массу топлива, %.

Объем дымовых газов, нм³/кг ,

, где α_ух- коэффициент избытка воздуха за последней поверхностью нагрева.

4.1.2. Тепловой баланс котельного агрегата ТП-170

Расчёт производится по методике [5].

Располагаемое тепло на 1 кг топлива, ккал/кг,

, (4.1)

где - низкая теплота сгорания рабочей массы топлива, ккал/кг;

i_тп – физическое тепло, внесенное с поступающим в котельный агрегат воздухом, при подогреве последнего вне агрегата, ккал/кг, не учитывается, так как , Q^P_P =5706 ккал/кг.

Потери тепла от механического недожёга ,%

, (4.2) где , – доли золы топлива в шлаке , провале, уносе, %;

, - содержание горючих в шлаке, провале, уносе, %;

Потери тепла в котле с уходящими газами, % ,

, (4.3)

где I_ух – энтальпия уходящих газов при избытке воздуха α_ух=1,61 и температуре уходящих газов =161^оC;

- энтальпия холодного воздуха при температуре t_хв=30^оC;

q₄ – потери от механической неполноты сгорания, % ,

Потеря тепла от наружного охлаждения q₅ = 0,4% [2].

Потеря с теплом шлака q₆, %,

, (4.4)

где α_шл=1 – α_ун, α_шл= 1 – 0,95=0,05;

- энтальпия золы, КДж/кг;

Коэффициент полезного действия котельного агрегата, %,

, (4.5)

Тепло, полезно отданное в котельном агрегате, ккал/с,

, (4.6)

где D_п.п. – расход перегретого пара, кг/с;

i_п.п. – энтальпия перегретого пара, ккал/кг;

i_п.в. – энтальпия питательной воды, ккал/кг;

i_п.р. – энтальпия продувки, ккал/кг.

ккал/с

Расход топлива, подаваемого в топку, кг/с,

, (4.7)

Расчетный расход топлива, кг/с,

, (4.8)

4.2. Конструкторско-поверочный расчёт ГВТ

Для уменьшения потерь котла ТП-170 с уходящими газами , а также для увеличения теплофикационной мощности 2 очереди во время пиковых нагрузок, предлагается установить на выходе дымовых газов из воздухоподогревателей котлов № 5,6,7,8 теплообменники для догрева сырой воды, идущей в хим.цех, байпасируя им теплообменники №7,8,9.

Теплообменник устанавливается под горизонтальным газоходом уходящих газов . Предусматривается возможность отключения ГВТ от газового тракта котла отсекающими шиберами , в этом случае уходящие газы движутся по горизонтальному газоходу, как это было до модернизации.

Конструктивные размеры ГВТ сведены в таблицу 4.1. Исходные данные для расчёта представлены в таблице 4.2.

Расчет выполняется по методике [6].

Таблица 4.1

Конструктивные размеры

Наименование величины	Обозначение	Единица	Величина
Наружный диаметр труб		м	0,032
Внутренний диаметр труб		м	0,029
Число труб в ряду		шт.	7
Число рядов труб по ходу газов		шт.	51
Поперечный шаг труб		м	0,2
Продольный шаг труб		м	0,06
Относительный поперечный шаг		-	6,15
Относительный продольный шаг		-	1,87
Длина горизонтальной части петли змеевиков		м	6,7
Длина проекции одного ряда труб на горизонтальную плоскость сечения		м	6,8
Длина трубы змеевика		м	175,5
Поверхность нагрева ГВТ		м²	229
Глубина газохода		м	1,44
Ширина газохода		м	7
Площадь живого сечения для прохода газов		м²	8,9
Эффективная толщина излучающего слоя		м	0,4
Суммарная глубина газовых объёмов до пучков		м	2
Суммарная глубина пучков труб		м	3
Количество змеевиков, включённых параллельно по воде		шт.	13
Живое сечение для прохода воды		м²	0,009

Таблица 4.2

Исходные данные для расчета

Наименование величин	Обозначение	Единица	Величина
Температура газов до ГВТ			161
Температура газов за ГВТ			140
Энтальпия газов до ГВТ		кал/кг	481
Энтальпия газов после ГВТ		Кка/кг	418
Температура воды на входе			15
Температура воды на выходе			38
Давление воды перед ГВТ			6
Энтальпия воды на входе		ккал/кг	15
Энтальпия воды на выходе		ккал/кг	38
Тепловосприятие по балансу		ккал/кг	110,2
Объём газов при среднем избытке воздуха			7,623
Объёмная доля водяных паров		-	0,081
Суммарная доля трёхатомных газов		-	0,215
Массовая концентрация золы в газоходе		кг/кг	0,0242
Раход воды через 1 ГВТ	G	кг/ч	53500

4.2.1. Теповой баланс по рабочему телу

Энтальпию и температуру воды после ГВТ определим из уравнений теплового баланса по рабочему телу (дымовым газам и воде),ккал/кг,

;(4.9)

; (4.10)

Решаем уравнение теплового баланса относительно ,

4.2.2.Определение исходных площадей живых сечений для прохода газов

и воды, скоростей рабочих сред, поверхности нагрева

Суммарная глубина газовых объёмов до пучков,м ,

; (4.11)

где - соответственно глубины газовых объемов до , за пакетами;

Поперечный шаг (в ряду) труб для всего ГВТ одинаков; средний продольный шаг,м,

, (4.12)

Площадь живого сечения для прохода газов в ГВТ при поперечном омывании его газами, м²,

, (4.13)

где - длина проекции ряда труб на плоскость сечения.

Площадь живого сечения для прохода воды, м²,

, (4.14)

Расположение труб – шахматное, характер взаимного движения сред – противоток.

Скорость продуктов горения на входе в ГВТ, м/с,

, (4.15)

При сжигании твёрдых топлив проверим скорость продуктов горения на входе в ГВТ, которая не должна превышать 14 м/с (по условиям золового уноса труб)(таблица 3.3[7]),