Расчет конвективного пучка котла

 

Расчет конвективных поверхностей котла ведем в следующей последовательности:

По чертежу котлоагрегата определяем следующие конструктивные характеристики газохода:

- площадь поверхности нагрева одного конвективного пучка Н=203,3 м²;

- поперечный шаг труб S₁ = 64 мм;

- продольный шаг труб S₂ = 40 мм;

- число труб в ряду z₁ = 46 шт.;

- число рядов труб по ходу продуктов сгорания z₂ = 14 шт.;

- наружный диаметр и толщина стенки трубы

- площадь живого сечения для прохода продуктов сгорания F = 1,94 м².

Подсчитываем относительный шаг:

- поперечный

- продольный

Предварительно принимаем значение температуры продуктов сгорания после рассчитываемого газохода:

Определяем теплоту, отданную продуктами сгорания по уравнению теплового баланса:

, кДж/м³ (2.105)

где - коэффициент сохранения теплоты;

Н'– энтальпия продуктов сгорания перед поверхностью нагрева; принимаем из расчета топочной камеры Н'=Н_т"=21519,1 кДж/м³ при =1266^оС;

Н"– энтальпия продуктов сгорания после конвективного пучка, принимаем из таблицы 2.2.1 при = 155^оС Н₁" = 2713 кДж/м³;

- присос воздуха в конвективном пучке;

Н^о_пр.в. – энтальпия присосанного воздуха при t_в = 30 ^оС,

Н^о_пр.в. = Н^о_х.в. = 380.93 кДж/ м³;

кДж/м³,

Расчетную температуру потока продуктов сгорания в конвективном газоходе определяем по формуле:

, ^оС (2.106)

^оС

Определяем температурный напор:

^оС (2.107)

где t_к– температура охлаждающей среды: для водогрейного котла

t_к=110 ^оС

Подсчитываем среднюю скорость продуктов сгорания в поверхности нагрева:

, м/с (2.108)

м/с

Определяем коэффициент теплоотдачи конвекцией от продуктов сгорания к поверхности нагрева при поперечном омывании коридорных пучков по формуле:

, Вт/(м²К) (2.109)

где - коэффициент теплоотдачи определяемый по номограмме [1],

= 112,5 Вт/м²К;

с_z– поправка на число рядов труб по ходу продуктов сгорания, определяем по номограмме [1], с_z = 0,98;

с_s– поправка на компоновку пучка, определяем по номограмме [1],

с_s = 1,0;

с_ф– коэффициент, учитывающий влияние физических параметров потока, определяем по номограмме [1]: ,

Вт/(м²К)

Вычисляем степень черноты газового потока (а). При этом предварительно вычисляем суммарную оптическую толщину:

, (2.110)

где s – толщина излучающего слоя, для гладкотрубных пучков определяем по формуле:

, м (2.111)

 

к_зл. – коэффициент ослабления лучей золовыми частицами, принимаем

при сжигании газа к_зл. = 0;

- концентрация золовых частиц, принимаем ;

р– давление в газоходе, принимаем для котлов без надува равным 0,1МПа;

к_г – коэффициент ослабления лучей трехатомными газами, определяем по формуле:

, (2.112)

где ;

;

,

,

Определяем коэффициент теплоотдачи , учитывающий передачу теплоты излучением:

,Вт/м²К (2.113)

где - коэффициент теплоотдачи, определяем по номограмме [1], Вт/м²К;

а– степень черноты продуктов сгорания, определяем по номограмме [1]: ;

с_г– коэффициент, учитывающий температуру стенки, определяем по номограмме [1].

Для определения и с_г вычисляем температуру загрязненной стенки:

, ^оС (2.114)

где t – средняя температура окружающей среды, t₁ = 85^оС;

- при сжигании газа принимаем равной 25^оС [1];

^оС,

Вт/м²К,

Подсчитываем суммарный коэффициент теплоотдачи от продуктов сгорания к поверхности нагрева:

, Вт/м²К (2.115)

где - коэффициент использования, учитывающий уменьшение тепловосприятия поверхности нагрева, принимаем [1];

Вт/м²К,

Определяем коэффициент теплопередачи:

, Вт/м²К (2.116)

где - коэффициент тепловой эффективности: [1];

Вт/м²К,

Определяем количество теплоты, воспринятое поверхность нагрева:

,кДж/м³ (2.117)

кДж/м³,

 

Проверка теплового баланса

Расчёт считается верным, если выполняется следующее условие [1]:

(2.118)

где , (2.119)

где количества теплоты, воспринятые лучевоспринимающими поверхностями топки и котельными пучками;

, кДж/м³ (2.120)

кДж/м³

∆Q=0,698∙ [33445∙0,918-(11963,853+18977,679)]=-65,084

Тогда