3.4.1.3 Розрахунок
Розрахунок попереднього теплового балансу представлений у вигляді блок-схеми (див. рисунок 3.2).
Рисунок 3.2 Блок-схема розрахунку
попереднього теплового балансу парогенератора
3.2.2.4 Аналіз результатів розрахунку
Попередній тепловий баланс складається для уточнення величин основних втрат і визначення шляхів їхнього зменшення. При цьому відомою є температура відхідних газів. Величина втрат залежить від конструкції парогенератора і його окремих частин. Тому за допомогою теплового балансу можна порівняти парогенератори різних конструкцій за відносними величинами теплових втрат. Тепловий баланс конкретного парогенератора зручно представляти у виді теплової розрахункової схеми (рисунок 3.2).
Як видно з рисунка 3.2, наявна теплота димових газів витрачається на: нагрів та випар води в ПУ поверхнях; підігрів живильної води. На рисунку 3.3 наочно показаний розподіл теплоти по елементах парогенератора.
Як видно (рисунок 3.3) до втрат парогенератора відносяться:
- втрати у навколишнє середовище Q5=0,869 МДж/кг;
- втрати теплоти від неповноти згоряння газів Q3=0,198 МДж/кг;
- втрати теплоти з відхідними газами, (самі значні) Q2=2,7795 МДж/кг.
Перші дві втрати теплоти незначні й у розрахунках приймаються за дослідними даними. Втрата теплоти q2 залежить від температури відхідних газів і коефіцієнта надлишку повітря α. Фізичний зміст росту q2 зі збільшенням α і температури відхідних газів, полягає в наступному: надлишкове повітря, що не бере участь у горінні, нагрівається в котлі і залишає його, несучи теплоту, витрачену на його нагрів. Зниження α і температури відхідних газів, веде до росту ККД і одночасно приводить до збільшення габаритів котлу. Існує межа температури відхідних газів, яка зв'язана з корозією хвостових частин. Завдяки установці економайзера температура відхідних газів знижена з 390 оС до 170 оС, що забезпечує підвищення ККД до 90,27% (ККД котла прототипу дорівнює 80,7% [8]).
3.2.3 Попереднє конструктивне компонування котла
Розрахунок попереднього конструктивного компонування представлений у
таблиці 3.6
Таблиця 3.6 Розрахункові дані
Величина, позначення, одиниця виміру |
Іденти- фікатор |
Розрахункова формула або джерело |
Чисельне значення |
Витрата палива В, кг/с |
В |
Дивись п.3.2.2.2 |
0,0992 |
Розташовувана теплота газів, Qрр , МВт |
QPP |
Дивись п.3.2.2.2 |
39,52 |
Об’ємна теплова напруга топки (вихідне), qт , МВт/м |
QT |
Прийнято за [16] |
0,3172 |
Діаметр ПВК, Dпк, м |
DPK |
Прийнято за [8] |
800 |
Діаметр ВК, Dвк, м |
DBK |
Прийнято за [8] |
500 |
Кількість форсунок, N |
N |
Прийнято за [8] |
1 |
Розрахункова продуктивність форсунки, Вф, кг/с |
ВF |
B/N |
0,0992 |
Прийнята продуктивність стандартної форсунки, Вф, кг/с |
ВF |
За ОСТ5.4227-77 [14] |
0,09 |
Витрата повітря через фурмений отвір при тиску близькому до атмосферного, Vф, м3/с |
VF |
(α · Vдв · Вф · (tг.в+273))/273 |
1.32 |
Швидкість повітря в отворі фурми, Wф, м/с |
W' |
Прийнято за рекомендаціями [15] |
50 |
Діаметр отвору фурми, dф, м |
DF' |
(1,273·Vф Wф)0,50 |
0,183 |
Прийнятий діаметр фурми, Dф, м |
DF |
Найближчій стандартний розмір за ОСТ 5.4227-77 [14] |
0,185 |
Продовження таблиці 3.6
Величина, позначення, одиниця виміру |
Іденти- фікатор |
Розрахункова формула або джерело |
Чисельне значення |
Фактична швидкість повітря в отворі фурми, wф, м/с |
W |
Vф /(0,785 · dф2) |
50,19 |
Паропродуктивність парогенератора, Dк, кг/с |
DK |
За технічним завданням |
1,390 |
Вологість пара на виході із ПВК (1–x) ,% |
(1–X) |
Прийнято за [14] |
0,01 |
Питомий об’єм вологої насиченої пари, Vх, м3/кг |
V2 |
х = ′ + ( ′′ – ′) · х |
0,2127 |
Об’єм топки (вихідний), Vт, м |
VT’ |
B · Qрр / qт |
12,36 |
Довжина топки (вихідна), Lт, м |
LT’ |
1,05
·
|
2,427 |
Висота топки, Hт, м |
HT’ |
1,04 · Lт |
2,52 |
Площина фронту топки F1, м2 |
F1 |
Vт / Lт |
5,093 |
Ширина топки, bт, м |
BM |
Fт /Hт |
2,02 |
Діаметр труб екранів, м: |
|
|
|
- зовнішній, dз |
DM1 |
Прийнято за рекомендаціями [14] |
0,060 |
- внутрішній, dВН |
DBH |
0,055 |
|
Довжина труб, яка опромінюється топковою середою, м: |
|
|
|
- фестону |
L2 |
За компонувальним ескізом рис.3.4 |
2,1 |
- центрального екрану |
L3 |
1,9 |
|
- бічного екрану |
L4 L5 L6 |
0,2 0 0 |
Продовження таблиці 3.6
Величина, позначення, одиниця виміру |
Іденти- фікатор |
Розрахункова формула або джерело |
Чисельне значення |
Притопковий пучок ПУ поверхні нагріву |
|||
Повна довжина труб (середня), lф, м |
ALP |
За компонувальним ескізом рис 3.4 |
2,5 |
Активна довжина труб (середня), Lа, м |
ALA |
За компонувальним ескізом рис 3.4 |
2,2 |
Кількість рядів в пучку, Z2 |
Z2 |
Прийнято з урахуванням особливостей конструкції парогенератора |
4,0 |
Проекція активної довжини труб, lап, м |
ALAP |
За компонувальним ескізом рис 3.4 |
1,8 |
Діаметр труб (зовнішній), м: |
|
|
|
- 1 і 2 ряди, d1 |
DM1 |
Прийнято за [14] |
0,029 |
- 3 і наступний ряд, d2 |
DM2 |
0,029 |
|
Кроки, м |
|
|
|
- поперечний, s11 и s12 |
S11, S12 |
Прийнято за [14] |
0,060 |
- поздовжній, s21 и s22 |
S21, S22 |
0,500 |
|
Розташування труб у пучку |
NASS |
|
шахтне |
Перефірійний
пучок
Діаметр труб d (зовнішній), м |
DH |
Прийнято за [14] |
0,029 |
Кроки, м |
|
|
|
- поперечний, s1 |
S1I |
Прийнято за [14] |
0,058 |
- подовжній, s2 |
S2 |
Прийнято за [14] |
0,050 |
Довжина труб, м |
|
|
|
-повна lп |
RLP |
За компонувальним ескізом |
2,52 |
-активна Lа, |
RLA |
За компонувальним ескізом |
2,22 |
Водяний економайзер
Тип економайзера |
PET |
Прийнято за [15] |
0 |
Продовження таблиця 3.6
Величина, позначення, одиниця виміру |
Іденти- фікатор |
Розрахункова формула або джерело |
Чисельне значення |
||
Кількість секцій |
ZC |
Прийнято за [14] |
1 |
|
|
Діаметр труб, м: |
|
|
|
|
|
- зовнішній, dз |
DH |
Прийнято за [14] |
0,029 |
||
- внутрішній, dВН |
DBH |
Прийнято за [14] |
0,024 |
||
Кроки, м |
|
|
|
||
- поперечний, s1 |
S1I |
Прийнято за [14] |
0,058 |
||
- поздовжній, s2 |
S2 |
Прийнято за [14] |
0,050 |
||
Схема включення секцій |
PRT |
За компонувальним ескізом |
|
||
- верхної (1 секція) |
|
|
0 |
||
- нижньої (2 секція) |
|
|
0 |
||
Довжина труб, м |
|
|
|
||
-повна lп |
RLP |
За компонувальним ескізом |
1,27 |
||
-активна Lа, |
RLA |
За компонувальним ескізом |
1,27 |
||