- •Єпіфанов о.А., кузнецов в.В. Утилізаційні котли
- •1. Програма дисципліни
- •Тема 1. Вступ. Суднова допоміжна котельна установка. Системи утилізації вторинних енергоресурсів суднових двз
- •Тема 2. Класифікація утилізаційних котлів, їх характеристики та конструкції
- •Тема 3. Ефективність використання теплоти випускних газів двз в утилізаційних котлах
- •Тема 4. Теплообмін в утилізаційних котлах
- •Тема 5. Аеродинаміка утилізаційних котлів
- •Тема 8. Основні положення при проектуванні утилізаційних котлів
- •Тема 9. Методика теплового розрахунку утилізаційних котлів та компонування поверхонь нагріву
- •Тема 10. Розрахунок міцності елементів утилізаційних котлів. Розрахунок арматури
- •Тема 6. Циркуляція в утилізаційних котлах
- •Тема 7. Водний режим, водопідготовка та якість пари
- •Тема 11. Автоматизація та регулювання утилізаційних установок
- •2. Контрольна робота
- •2.1. Загальні методичні вказівки
- •2.2. Контрольні питання
- •2.3. Контрольне завдання 1
- •2.4. Контрольне завдання 2
- •3. Методичні вказівки до контрольної роботи Контрольне завдання 1
- •Контрольне завдання 2
- •4. Приклад виконання контрольної роботи Контрольне завдання 1
- •1. Опис конструкції утилізаційного котла та схеми системи утилізації теплоти випускних газів двз
- •2. Визначення об’єму випускних газів двз при повному спалюванні
- •3. Визначення ентальпії випускних газів двз і побудова діаграми Iг-
- •Контрольне завдання 2
- •1. Визначення паропродуктивності та коефіцієнта використання теплоти утилізаційного котла
- •2. Визначення розмірів поперечного перерізу та площі паротвірної поверхні нагріву утилізаційного котла. Побудова ескізу поперечного перерізу утилізаційного котла
- •3. Визначення газового опору трубного пучка утилізаційного котла
- •Додаток
- •Рекомендована література
2.3. Контрольне завдання 1
1. Описати конструкцію утилізаційного котла, марку або тип якого вибрати з табл. 2, та зобразити схему системи утилізації теплоти випускних газів ДВЗ з вибраним котлом.
2. Визначити об’єм випускних газів ДВЗ при повному спалюванні палива за даними, наведеними в табл. 2.
3.
Визначити за даними попередніх розрахунків
ентальпію випускних газів ДВЗ при
температурах 200°С та 400°С і
побудувати
діаграму Iг–
.
2.4. Контрольне завдання 2
1. Визначити паропродуктивність D утилізаційного котла, що генерує насичену пару (без економайзера та пароперегрівника), або витрату води G водогрійного утилізаційного котла, а також коефіцієнт використання теплоти ηут за даними, наведеними в табл. 3.
2. Визначити розміри поперечного перерізу та площу поверхні нагріву H утилізаційного котла, необхідної для отримання розрахованої у попередньому пункті завдання кількості пари або нагрівання води, за даними, наведеними в табл. 4. Побудувати ескіз поперечного перерізу утилізаційного котла.
3. Визначити газовий опір розрахованого у попередньому пункті завдання трубного пучка утилізаційного котла.
Таблиця 2. Початкові дані до контрольного завдання 1
№ варіанта |
Марка або тип утилізаційного котла |
Література |
Паливо |
Коефіцієнт надлишку повітря |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
01 |
КУП-40 |
[2], рис. 9.12 |
дизельне |
2,30 |
02 |
КУП-55 |
[9], рис. 10 |
дизельне |
2,40 |
03 |
КУП-80 |
[8], рис. 11.1 |
дизельне |
2,50 |
Продовж. табл. 2
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
04 |
КУП-140 |
[9], рис. 11 |
дизельне |
2,60 |
05 |
КУП-160 |
[9], рис. 12 |
дизельне |
2,70 |
06 |
КУП-40 |
[2], рис. 9.12 |
моторне |
2,80 |
07 |
КУП-170 |
[9], рис. 13 |
дизельне |
2,90 |
08 |
КУП-900 |
[9], рис. 15 |
моторне |
3,00 |
09 |
КУП-660 |
[9], рис. 16 |
моторне |
3,10 |
10 |
КУП-700 |
[9], рис. 17 |
моторне |
3,20 |
11 |
КУП-1100 |
[8], рис. 11.3 |
моторне |
3,30 |
12 |
КУП-170 |
[9], рис. 13 |
моторне |
2,90 |
13 |
КУВ-100 |
[8], рис. 11.8 |
дизельне |
2,65 |
14 |
КАУ-4,5 |
[8], рис. 11.9 |
дизельне |
2,45 |
15 |
газотрубний |
[7], рис. Y.6 |
дизельне |
2,55 |
16 |
КУП 40 |
[2], рис.9.12 |
моторне |
2,30 |
17 |
КУП 55 |
[9], рис. 10 |
моторне |
2,40 |
18 |
КУП 80 |
[8], рис. 11.1 |
моторне |
2,50 |
19 |
КУП 140 |
[9], рис. 11 |
моторне |
2,60 |
20 |
КУП 160 |
[9], рис. 12 |
моторне |
2,70 |
21 |
КУП 80 |
[8], рис. 11.1 |
дизельне |
2,80 |
22 |
КУП-170 |
[9], рис. 13 |
моторне |
3,05 |
23 |
КУП-900 |
[9], рис. 15 |
моторне |
3,15 |
24 |
КУП-660 |
[9], рис. 16 |
моторне |
3,25 |
25 |
КУП-700 |
[9], рис. 17 |
моторне |
3,35 |
26 |
КУП-1100 |
[8], рис. 11.3 |
моторне |
3,45 |
27 |
КУП-170 |
[9], рис. 13 |
дизельне |
2,75 |
28 |
КУВ-100 |
[8], рис. 11.8 |
моторне |
2,45 |
29 |
КАУ-4,5 |
[8], рис. 11.9 |
моторне |
2,75 |
30 |
газотрубний |
[7], рис. Y.6 |
моторне |
2,95 |
Таблиця 3. Початкові дані до контрольного завдання 2 (пункт 1)
№ варіанта |
Тиск насиченої пари (абсолют.) p, МПа |
Температура живильної води tж.в, °С |
Температура води на
вході
до УК
|
Температура води на
виході
з УК
|
Ефективна потужність ДВЗ Nе, кВт |
Питома ефективна витрата палива ge, кг/(кВт·год) |
Температура газів на
вході
до УК
|
Температура газів на
виході з УК
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
01 |
0,5 |
40 |
– |
– |
2000 |
0,195 |
320 |
230 |
02 |
0,5 |
45 |
– |
– |
3000 |
0,190 |
310 |
220 |
03 |
0,6 |
50 |
– |
– |
4000 |
0,185 |
300 |
210 |
04 |
0,6 |
55 |
– |
– |
5000 |
0,180 |
290 |
200 |
05 |
0,7 |
60 |
– |
– |
6000 |
0,175 |
280 |
190 |
06 |
0,7 |
50 |
– |
– |
1500 |
0,205 |
315 |
225 |
07 |
0,8 |
45 |
– |
– |
5500 |
0,185 |
285 |
190 |
08 |
0,8 |
50 |
– |
– |
6500 |
0,180 |
280 |
185 |
09 |
0,9 |
55 |
– |
– |
7500 |
0,175 |
275 |
180 |
10 |
0,9 |
60 |
– |
– |
8500 |
0,170 |
270 |
180 |
11 |
0,5 |
50 |
– |
– |
9500 |
0,165 |
265 |
180 |
12 |
0,5 |
60 |
– |
– |
4500 |
0,195 |
295 |
205 |
13 |
– |
– |
65 |
95 |
800 |
0,190 |
290 |
205 |
14 |
– |
– |
60 |
90 |
500 |
0,200 |
310 |
215 |
15 |
0,8 |
60 |
– |
– |
5000 |
0,190 |
270 |
195 |
16 |
0,6 |
45 |
– |
– |
2500 |
0,190 |
310 |
210 |
Продовж. табл. 3
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
17 |
0,8 |
45 |
– |
– |
3500 |
0,185 |
300 |
200 |
18 |
0,8 |
55 |
– |
– |
4500 |
0,180 |
290 |
190 |
19 |
0,9 |
50 |
– |
– |
5500 |
0,175 |
275 |
185 |
20 |
0,9 |
40 |
– |
– |
6500 |
0,170 |
270 |
180 |
21 |
0,7 |
55 |
– |
– |
3700 |
0,190 |
295 |
200 |
22 |
0,7 |
45 |
– |
– |
5000 |
0,185 |
285 |
190 |
23 |
0,6 |
40 |
– |
– |
7000 |
0,180 |
270 |
185 |
24 |
0,6 |
60 |
– |
– |
8000 |
0,175 |
265 |
180 |
25 |
0,5 |
55 |
– |
– |
9000 |
0,165 |
260 |
180 |
26 |
0,5 |
45 |
– |
– |
10000 |
0,160 |
255 |
175 |
27 |
0,7 |
40 |
– |
– |
6000 |
0,160 |
260 |
180 |
28 |
– |
– |
60 |
90 |
900 |
0,185 |
280 |
195 |
29 |
– |
– |
65 |
95 |
600 |
0,195 |
300 |
215 |
30 |
0,9 |
45 |
– |
– |
3000 |
0,185 |
280 |
200 |
Таблиця 4. Початкові дані до контрольного завдання 2 (пункт 2)
№ варіанта |
Тип утилізаційного котла |
Форма поперечного перерізу котла |
Геометрія трубного пучка |
Швидкість газів
|
|||
Розміщення труб у пучку |
Зовнішній діаметр і товщина
труб
d× |
Крок труб, мм |
|||||
попереч- ний s1 |
поздовж- ній s2 |
||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
01 |
Водотрубний з примусовою циркуляцією (спіралеподібними змійовиками) |
Циліндрична, рис. 1, а |
Коридорне |
29×2,5 |
44 |
44 |
20 |
02 |
Теж |
Теж |
Теж |
32 ×3,0 |
46 |
46 |
21 |
03 |
Теж |
Теж |
Теж |
29×2,5 |
43 |
43 |
22 |
04 |
Теж |
Теж |
Теж |
29×2,5 |
42 |
42 |
23 |
05 |
Теж |
Теж |
Теж |
38×3,0 |
52 |
52 |
24 |
06 |
Теж |
Теж |
Теж |
32×3,0 |
45 |
45 |
25 |
07 |
Водотрубний з примусовою циркуляцією |
Прямокутна, рис. 1, б |
Шахове |
29×2,5 |
50 |
44 |
13 |
08 |
Теж |
Теж |
Коридорне |
29×2,5 |
50 |
44 |
14 |
09 |
Теж |
Теж |
Шахове |
29×2,5 |
48 |
43 |
15 |
10 |
Теж |
Теж |
Коридорне |
22×2,5 |
46 |
40 |
16 |
11 |
Теж |
Теж |
Шахове |
22×2,5 |
46 |
40 |
17 |
Продовж. табл. 4
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
12 |
Теж |
Теж |
Шахове |
22×2,5 |
40 |
38 |
18 |
|
13 |
Вертикально-газотрубний |
Циліндрична, рис. 1, в |
За вершинами рівнобічного трикутника |
32×3,0 |
46
|
28 |
||
14 |
Теж |
Теж |
Теж |
29×2,5 |
43 |
27 |
||
15 |
Теж |
Теж |
Теж |
38×3,0 |
53 |
30 |
||
16 |
Водотрубний з примусовою циркуляцією (спіралеподібними змійовиками) |
Циліндрична, рис. 1, а |
Коридорне |
32 ×3,0 |
47 |
46 |
21 |
|
17 |
Теж |
Теж |
Теж |
29×2,5 |
43 |
42 |
22 |
|
18 |
Теж |
Теж |
Теж |
38×3,0 |
51 |
51 |
23 |
|
19 |
Теж |
Теж |
Теж |
32 ×3,0 |
46 |
45 |
24 |
|
20 |
Теж |
Теж |
Теж |
38×3,0 |
53 |
51 |
25 |
|
21 |
Теж |
Теж |
Теж |
29×2,5 |
44 |
43 |
26 |
|
22 |
Водотрубний з примусовою циркуляцією |
Прямокутна, рис. 1, б |
Коридорне |
29×2,5 |
55 |
43 |
15 |
|
23 |
Теж |
Теж |
Коридорне |
22×2,5 |
44 |
40 |
16 |
|
24 |
Теж |
Теж |
Шахове |
22×2,5 |
42 |
40 |
17 |
|
25 |
Теж |
Теж |
Шахове |
22×2,5 |
40 |
40 |
18 |
|
Продовж. табл. 4
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
26 |
Теж |
Теж |
Шахове |
22×2,5 |
44 |
38 |
19 |
27 |
Теж |
Теж |
Шахове |
22×2,5 |
40 |
38 |
20 |
28 |
Вертикально-газотрубний |
Циліндрична, рис.1, в |
За вершинами рівнобічного трикутника |
38×3,0 |
53
|
26 |
|
29 |
Теж |
Теж |
Теж |
32×3,0 |
46 |
25 |
|
30 |
Теж |
Теж |
Теж |
38×3,0 |
52 |
29 |
|
Рис. 1. Схеми поперечних перерізів утилізаційних котлів: а – водотрубного з примусовою циркуляцією з циліндричною формою кожуха (спіралеподібними горизонтальними змійовиками); б – водотрубного з примусовою циркуляцією з прямокутною формою кожуха (вертикальними змійовиками); в – вертикально-газотрубного з розміщенням труб за вершинами рівнобічного трикутника
