Проверка возможности установки одноступенчатого воздухоподогревателя

Энтальпия горячего воздуха, .		таблица
Средняя температура воздуха, °С.
Энтальпия присосов воздуха, .		таблица
Энтальпия уходящих газов, .		таблица	257.4
Энтальпия холодного воздуха, .		таблица	40.2
Количество воздуха, подаваемое в топку из ВП, отнесенное к теоретически необходимому.		1.2-0-0.04	1.16
Тепло, воспринятое от рабочего тела, .			514.4
Сведение баланса по воздуху и продуктам сгорания, .	=		514.4
Энтальпия газов на входе в воздухоподогреватель, .			766.2
Температура газов на входе в воздухоподогреватель, °С.		таблица	382.19
Минимальный температурный напор, °С.		382.19-350	32.19
Т.к. минимальный температурный напор равный 32.19°С> 30°С, то установка одноступенчатого воздухоподогревателя возможна.

4. РАСЧЕТ ОБЪЕМОВ И ЭНТАЛЬПИЙ ПРОДУКТОВ СГОРАНИЯ.

Таблица 1 – Объем газов, объемные доли трехатомных газов, концентрация золы.

Таблица 1.

Величины	Размерность	V0=4.24; V0N2=3.35; VRO2=0.82; V0H2O=0.81; V0r=4.98.
Значения a	–	1, 2	1, 23
Значения	–	1, 2	1, 215
Vн2о=V˚ н2о+0, 0161(α ср-1)V˚	м3/кг	0, 8237	0, 8247
Vг=Vн2о+Vro2+V˚ n2+(α ср-1)V˚	м3/кг	5, 842	5, 906
rro2=Vro2/Vг	–	0, 1404	0, 1388
rн2о=Vн2о/Vг	–	0, 1410	0, 1396
rп=rro2+rн2о	–	0, 2814	0, 2785
Мзл=(Араун)/(100Gr)	кг/кг	0, 00751	0, 00743
Gr=(1-Ар)/100+1, 306α срV˚	–	7, 585	7, 668

Произведем проверку: = =1.524< 6, поэтому значением энтальпии золы можно пренебречь.

Таблица 2 – Энтальпия продуктов сгорания (I–J таблица).

Таблица 2

J, °С	Iг0, ккал/кг	Iв0, ккал/кг
a² т=1.2	a² вп=1.23
I	I
	166, 0	134, 0	192, 8	196, 8
	337, 0	269, 0	390, 8	398, 9
	512, 0	408, 0	593, 6	605, 8
	694, 0	548, 0	803, 6	820, 0
	880, 0	692, 0

5. ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС КОТЕЛЬНОГО АГРЕГАТА

Теплоемкость сухого топлива, .	сстл	[1, табл. 3-1]	0.236
Теплоемкость топлива, .			0.651
Температура топлива, °С.	tтл	п. 5.03., [1]
Физическое тепло топлива, .			13.02
Энтальпия холодного воздуха, .	, при	таблица	40.2
Тепло, внесенное в котел воздухом, .
Располагаемое тепло, .		3740+13.02+0	3753.02
Энтальпия уходящих газов, .	Iух	таблица	257.4
Потери тепла с механическим недожогом, %.	q4	[1, XVIII]
Потеря тепла с уходящими газами, %.			5.4
Потери тепла с химическим недожогом, %.	q3	[1, XVIII]
Потери тепла от наружного охлаждения, %.	q5	[1, рис. 5-1]	0.3
Доля золы, уносимой газами.	аун	табл. XVIII, [1]	0, 95
Доля золы, образующей шлак.	ашл=1–аун	1–0, 95	0.05
Потери тепла со шлаком, .			0.011
КПД котлоагрегата (брутто), %		100–(5.4+0+1+0.3+0.01)	93.56
Энтальпия перегрева, .	iпе	По [1], табл. XХV при tпе=545°С, Pпе=140атм.	824.1
Энтальпия на входе в промежуточный пароперегреватель, .	i’вт	По [1], табл. XХV при t’вт=330°С, P’вт=26.5 атм.	735.3
Энтальпия питательной воды, .	iпв	По [1], табл. XХV при tпв=245°С, Pпв=161атм.	253.8
Энтальпия на выходе из промежуточного пароперегревателя,	i”вт	По [1] табл. XХV при t”вт=545°С, P”вт=24.5 атм.	851.2
Тепловая мощность котлоагрегата, .
Расход топлива, т/ч.			127303.8
Расчетный расход топлива, т/ч.			126030.8
Коэффициент сохранения тепла			0.997

Величина, размерность	Формула	Расчет	Ответ
6. РАСЧЕТ ТОПОЧНОГО УСТРОЙСТВА
Допустимое общее теплонапряжение сечения топки, Гкал/(м2ч)	[qf]	табл. II-1, [1]	3, 0
Допустимое теплонапряжение объема топочной камеры, ккал/(м3ч).	[qv]	табл. XVII, [1]	160∙ 103
Площадь стен топки, м2			2945, 97
Минимальный объем топки из условия экономичности сгорания, м3			157, 12
Фронт, ширина топки, м.		Принимаем по горелкам	12.8
Тепло, вносимое в топку с воздухом, .			556, 1
Тепло, полезно выработанное в топке, .			4308, 7
Адиабатная энтальпия, .	Ia=	–	4308, 7
Адиабатная температура горения, °С.		Табл. 2	1850, 46
Количество тепла, воспринятое в топке, .		0.997× (4308, 7-2412)
Расчетный объем топки, м3.			4606.2
Высота холодной воронки, м.		0.5(12-1)tg35	3, 9
Угол наклона фронтового и заднего экранов топки, С°.		[4, стр. 46]
Глубина холодной воронки, м.		[4, глава 5]
Высота газового окна, м.		Принимаем
Ширина ширмы, м.		0.2·12
Высота ширмы, м.		11·1, 2	13, 2
Ширина прохода не занятая ширмой, м.		12-2.4	9, 6
Объем холодной воронки, м3			531.2
Высота верхней части, м.		Принимаем	13, 2
Объём верхней части, м3.
Объем призматической части, м3.		4886, 2-249, 4-2096	2540, 8
Высота призматической части, м.		2540, 8/168	15, 1
Расчетная высота топки, м.		0.5∙ 3, 9+15, 1+13, 2/2+2	25, 6
Длина ската холодной воронки, м.		(0, 5∙ 3, 9)/sin35°	3, 4
Площадь стен призматической части, м2.		15, 1∙ 2(14+12)	784, 3
Площадь потолка, м2.		9, 6∙ 14	134, 4
Площадь холодной воронки, м2.			220, 6
Площадь выходного окна, м2.			180, 9
Площадь фронтовой верхней части, м2.			212, 8
Площадь боковой верхней части, м2.			149, 7
Площадь верхней части, м2.			827, 6
Суммарная площадь стен, м2.		784, 3+827, 6+220, 6
Коэффициент загрязнения экрана.	ξ	[1, таб.6.2]	0.45
Угловой коэффициент экрана	хэкр	[1, п.6-04]
Угловой коэффициент окна	хокн	[1, п.6-04]
Коэффициент тепловой эффективности экрана		1·0.45	0.45
Коэффициент тепловой эффективности окна.		1	0, 437
Высота первого яруса горелок			3, 5
Высота второго яруса горелок
Средняя высота горелок			4, 25
Относительный уровень расположения горелок в топке.			0, 167
Параметр М	М=0.59-0.5∙ хт	0.59-0.5∙ 0.217	0, 4815
Эффективная толщина излучающего слоя, м.			9, 596
Среднее значение коэффициент тепловой эффективности.			0, 448
Коэффициент поглощения лучей частицами кокса, .	kкокс χ 1 χ 2	1× 0, 5× 0, 1 п. 6.08., [1]	0, 05
Коэффициент поглощения лучей газовой фазой продуктов сгорания, .			0, 0709
Плотность дымовых газов, .	ρ г	п. 6.08., [1]	1, 3
Коэффициент поглощения лучей частицами золы, .			0.054
Коэффициент поглощения лучей топочной средой, .		(0.0709+0.054+0.05)∙ 1∙ 9, 596	1, 678
Эффективная степень черноты факела.	aф=1-e-k	1–e–1.678	0, 8133
Степень черноты экранированных камерных топок.			0, 9067
Расчетная площадь стенки, м2			2058, 44
Разность предварительной и расчетной площадей стен топки, %.			10, 95
Изменение высоты призматической части топки, м.			4, 34
Т.к. разность площадей составляет более 2%, то производим пересчет, основанный на изменении высоты призматической части топки, влекущий за собой изменение части параметров. Данный процесс продолжается до достижения заданной точности ∆ ≤ 2 %. Далее приведены окончательные результаты расчета. погрешность составила больше 2% производим следующее приближение.
Расчетная высота топки, м.			29, 94
Высота призматической части, м.			19, 44
Объем призматической части топки, м.		14∙ 12∙ 19, 44	3265, 92
Объем топки, м3.			5611, 3
Параметр М	М=0.59-0.5∙ хт	М=0.59-0.5∙ 0.196	0, 492
Эффективная толщина излучающего слоя, м.			9, 81
Среднее значение коэффициент тепловой эффективности.			0, 438
Эффективная степень черноты факела.	aф=1-e-k	1-e-1, 716	0, 820
Степень черноты экранированных камерных топок			0, 9093
средняя суммарная теплоемкость продуктов сгорания, ккал/кг.			2, 527
температура на выходе из топки, °С			1095, 22
Погрешность по температуре составляет меньше 50°С, расчет топки закончен. Окончательно принимаем = 2058, 44 м2.

Величина, размерность	Формула	Расчет	Ответ
7. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОВОСПРИЯТИЙ ПОВЕРХНОСТЕЙ НАГРЕВА
Коэффициент распределения тепловосприятии по высоте топки	η впот	[1, номограмма 11, б]	0.82
– выходное окно	η вок	[1, номограмма 11, б]	0.92
Лучистое тепловосприятие потолка, .			104.6
Лучистое тепловосприятие окна, .			153.5
Тепловосприятие экранов, .		1902.5-104.6-153.5	1644.4
Тепло, необходимое на парообразование, .			1215.9
Количество тепла, не поглощенного поверхностями нагрева, .	,	1644.4-1215.9	428.5
Тепло, воспринятое промежуточным пароперегревателем, .			515
Тепловосприятие регулирующей ступени (PC), .		0.3× 515	154.5
Лучистое тепло ширмы, .			122, 8
Лучистое тепло выхода из ширм, .			30, 7
Радиационная составляющая тепловосприятия перегревателя, .			655.9
Теплота конвективного перегрева, .			475.7
Теплота необходимая для перегрева пара, .			1131.6
Тепло необходимое для подогрева, .			684.3
Тепловосприятие 2х ступеней ППП, .			360.5
Тепловосприятие 2ой ступени, .			144.2
Тепловосприятие 1ой ступени, .			216.3
Температура газов за ширмой,	Принимаем
Энтальпия газов за ширмой, .	Принимаем
Конвективное тепловосприятие выходного пакета ППП, .			113.5
Энтальпия газов на выходе из 2ой ступени ППП, .			2057.2
Температура газов на выходе из 2ой ступени ППП, .			952.78
Балансовое тепловосприятие ШПП, .			228.8
Энтальпия на выходе из НРП, .	,		705.2
Температура на выходе из НРП, .		Р=149.6 атм.	392.4
Энтальпия на выходе из потолка, .			725.48
Температура пара на выходе из потолка, .		P=148.3 атм.	412.7
Энтальпия пара на входе в ШПП, .			715.95
Температура на входе в ШПП, .		Р=147.7ат.
Приращение энтальпии в ширме,			66.8
Энтальпия пара за ширмой,			782.7
Тепловосприятие в 2х пакетах КПП,			246.9
Приращение энтальпии в 2х пакетах КПП,			46.44
Тепловосприятие 1ого пакета КПП, .			148.14
Тепловосприятие 2ого пакета КПП, .			98.76
Энтальпия пара на выходе из 1ого пакета КПП, .			810.8
Температура пара за 1ым пакетом КПП, .		P=141.6 атм.	524.9
Энтальпия пара на входе во 2ой КПП, .			805.23
Температура пара на входе во 2ой КПП, .		P=141.2 атм.	516.3
Энтальпия пара на выходе из 2ого пакета КПП, .
Энтальпия пара на выходе из РС, .			770.1
Энтальпия газов на входе в ЭК, .			1452.56
Температура газов на входе в ЭК, .			695.38
Энтальпия газов на входе в РС, .			1607.5
Температура газов на входе в РС, .			762.3
Энтальпия газов на входе в 1ый пакет КПП, .			1756.1
Температура газов на входе в 1ый пакет КПП, .
Энтальпия газов за2ым пакетом КПП, .			1958.1
Температура газов за2ым пакетом КПП, .			911.7
Энтальпия газов на входе в 1ую ступень ППП, .			1973.1
Температура газов на входе в 1ую ступень ППП, .			917.9
Энтальпия пара на выходе из 1ой ступени ППП, .			818.8
Энтальпия пара на выходе из 1ой ступени ППП, .			851.2
Величина, размерность	Формула	Решение	Ответ
8. РАСЧЕТ ШИРМОВОГО ПАРОПЕРЕГРЕВАТЕЛЯ
Внешний диаметр и толщина стенок труб ширм, мм.	dхδ	стр.86, [2]	32х5
Поперечный шаг, м.	S1	стр.84, [2]	0.85
Число ширм, шт.		(14/0.85)–1=15.471
Расход пара через ширму, кг/ч.		(670-6.7)∙ 103	663.3∙ 103
Массовая скорость, кг/(м2 .с).		принимается
Число труб ШПП, шт.
Уточняем поперечный шаг, м.		14/(16+1)	0.824
Продольный шаг, м.	S2=dн+(0.003–0.004)	0.032+0.003	0.035
Эффективная толщина излучающего слоя, м.			1.055
Площадь поверхности ШПП, м2.		2∙ 16∙ 13.2∙ 2.4∙ 1	1013.76
Угловой коэффициент ширмы.	хшпп	[1, номограмма1а]
Коэффициент поглощения лучей частицами золы, .			0.055
Коэффициент поглощения лучей газовой фазой продуктов сгорания, .			0.251
Коэффициент поглощения топочной среды, .	k=kгrп+kзл μ зл	0.251+0.055	0.306
Степень черноты потока газа.			0.276
Угловой коэффициент с выходного на входное окно			0.167
Площадь выхода из ширм, м2.
Коэффициент, учитывающий взаимный теплообмен		рис 6-4, [1]	0.98
Тепло излученное из топки и ширм на поверхность нагрева за ширмами, .			43.602
Тепло воспринятое ширмой, .		150.744-43.602	107.142
Тепло воспринятое ШПП от газов, .		(2400.5-2057.2)0.997
Энтальпия пара на выходе из ШПП, .			751.32
Температура пара на входе в ШПП, °С.		P=147.7 ат.
Температура пара на выходе из ШПП, °С.		P=143.52 ат.	479.8
Средняя температура пара, °С.			440.9
Средний удельный объем пара, м3/кг.		[1], табл. XXV	0.02146
Площадь прохода пара, м2.			0.201
Расчетная скорость пара в ШПП, .			19.7
Сечение для прохода газов, м2.		13.2× (14–0.032× 16)	178.042
Средняя скорость дымовых газов, .			5.556
Коэффициент загрязнения, .	ε	рисунок 7-9, а, [1]	0.0075
Температура загрязненной стенки, °С.			766.18
Уточнение количества труб в одной ширме
Коэффициент теплоотдачи от стенки к пару, .	α 2=сd× α н	номограмма 15, [1] 1.02∙ 3400
Коэффициент использования	x