- •Предисловие
- •Последовательность и цель этапов теплового и аэродинамического расчетов
- •Определение энтальпии продуктов сгорания (исходные данные см. Приложение 1)
- •Предварительный тепловой баланс и определение расхода топлива
- •Расчет топки
- •Расчет теплообмена в первом пучке испарительных трубок
- •Расчет теплообмена в пароперегревателе
- •Расчет теплообмена в водяном экономайзере
- •Расчет теплообмена в пароохладителе
- •Расчет сопротивления поперечно омываемых труб
- •Расчет сопротивления воздухоподогревателя (течение газового потока в трубках)
- •Мощность, потребляемая вентилятором
- •Методические Указания к выполнению теплового расчета
Расчет теплообмена в пароперегревателе
№ пп |
Определяемая величина |
Обозна- чение |
Размер- ность |
Формула или источник |
Численное значение |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
1. |
Диаметр трубок: |
|
|
|
|
а) наружный |
dH |
м |
см. Указания п.30 |
||
б) внутренний |
dВН |
м |
|
||
2. |
Шаги трубок: |
|
|
|
|
поперечный |
S1 |
м |
см. Указания п.30 |
||
продольный |
S2 |
м |
|
||
3. |
Относительные шаги: |
|
|
|
|
поперечный |
1 |
- |
1 = S1/dH |
||
продольный |
2 |
- |
2 = S2/dH |
||
4а.
|
Тип пароперегревателя:
Расчетная длина петли пароперегревателя |
- LПЕ |
- м |
петлевой (котлы типа КВГ) см. Указание п. 31 - - |
|
Поперечный размер газохода |
|
-- -- |
см. Указания п. 31 |
|
|
Количество петель (змеевиков) в одном ряду |
Z1
|
---
|
Z1 = пе /S1
|
|
|
Площадь живого сече-ния для прохода газов |
FПЕ |
м2 |
см. Указания п.32 |
|
|
4б.
|
Тип пароперегревателя
Поперечный размер газохода |
пе |
м |
змеевиковый (котлы типа КВ - трубы вдоль длины топки), принимается из эскиза котла |
|
Количество труб в одном ряду |
Z1 |
- |
Z1= пе/S1 |
|
|
Площадь живого сечения |
FПЕ |
м2 |
см. Указания п.32 |
|
Продолжение таблицы 7
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
5.
|
Количество теплоты, необходимое для перегрева пара до заданной температуры |
QПЕ |
кВт |
QПЕ = DПЕ(iПЕ - iХ) |
|
|
6.
|
Температура и энтальпия газов перед пароперегревателем. |
t1 I1 |
o C кДж/кг |
См. табл.6. п.23 |
|
|
7.
|
Энтальпия и температура газов за пароперегревателем |
IЗП tЗП |
кДж/кг o C |
IЗП = I1-QПЕ/B по диаграмме It |
|
|
8. |
Средняя температура газов |
tГ |
o C |
tГ = 0,5(t1+tЗП) |
|
|
|
|
ТГ |
К |
ТГ = tГ+273 |
|
|
9.
|
Физические характеристики газа: |
|
|
При tГ |
|
|
а) коэффициент теплопроводности газов |
Г |
Вт/м оС |
см. Приложение 5 |
|
||
б) коэффициент кинематической вязкости |
Г |
м2/с |
см. Приложение 5 |
|
||
в) критерий Прандтля |
PrГ |
|
см. Приложение 5 |
|
||
10
|
Объем газов при нормальных условиях |
VГ |
нм3/кг |
см. табл.1. |
|
|
11 |
Объемный расход газов |
VСЕК |
м3/с |
VСЕК = VГBTГ/273 |
|
|
12 |
Средняя скорость газов |
wГ |
м/с |
wГ = VСЕК / FПЕ |
|
|
13 |
Коэффициент тепло-отдачи конвекцией: |
|
|
|
|
|
|
а) поправка на число рядов |
СZ |
|
см. Указания п.24 |
|
|
|
б) поправка на геомет-рическую компоновку пучка в) критерий Рейнольдса |
СS
Re |
|
см. Указания п.25
Re = wГdH/Г |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Продолжение таблицы 7 |
||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
14
|
Коэффициент теплоотдачи излучением |
|
|
|
|
|
|
а) эффективная толщина излучающего слоя пламени |
S |
м |
см. п17,табл.6 |
|
|
|
б) суммарное парци-альное давление трехатомных газов |
рП |
МПа |
см. п17,табл.6 |
|
|
|
в) коэффициент ослабления трех-атомными газами |
kГ |
|
см. п17,табл.6 |
|
|
|
г) степень черноты газового потока |
а |
- |
см. п17,табл.6 |
|
|
|
д) температура загрязненной стенки трубок |
tСТ |
o C |
см. Указания п.33, |
|
|
ТСТ |
К |
уточняется в п.25 |
|
|||
|
е)расчетное значение коэффициента тепло-отдачи излучением |
Л
|
|
см. формулу п.17 табл.6
|
|
|
15
|
Физические характеристики пара |
|
|
при tП = (tПЕ + tS)/2 рП = (рПЕ + рК)/2 |
|
|
|
а) коэффициент теплопроводности пара |
П |
Вт/ м ОС |
см. Приложение 7 |
|
|
|
б) коэффициент динамической вязкости |
П |
Нс/м2 |
см. Приложение 8 |
|
|
|
в) коэффициент кинематической вязкости пара |
П |
м2/с |
П = =П( где
|
|
|
|
г) критерий Прандля |
PrП |
- |
см. Приложение 9 |
|
|
|
||||||
Продолжение таблицы 7 |
||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
16. |
Средняя скорость перегретого пара |
wП |
м/с |
см. Указания п.34 |
|
|
17. |
Критерий Рейнольдса. |
ReП |
- |
ReП = wП dВН /П |
|
|
18.
|
Коэффициент теплоотдачи от стенки к пару |
2
|
Вт/ м2 ОС
|
|
|
|
19.
|
Коэффициент загрязнения поверхности нагрева |
|
м2 OС/ Вт |
см. Приложение 6 |
|
|
20.
|
Коэффициент теплопередачи |
kПЕ |
Вт/ м2 OС |
см. Указания п.35 |
|
|
21.
|
Разность температур теплообменивающихся сред (для петлевого пароперегревателя) |
|
|
|
|
|
|
а) большая |
Δtб |
oC |
Δtб = t1- tП |
|
|
|
б) меньшая |
ΔtМ |
oC |
ΔtМ = tЗП - tП, где tП=(tS+tПЕ)/2 |
|
|
22 |
То же для змееви-кового пароперегре-вателя (противоток) а) большая б) меньшая |
tб tМ |
0С 0С |
tб = t1 – tПЕ tМ = tЗП – tS |
|
|
23.
|
Температурный напор
|
ΔtПЕ
|
oC |
|
|
|
24.
|
Поверхность нагрева пароперегревателя |
НПЕ |
м2 |
НПЕ = =(QПЕ / (kПЕΔtПЕ))103 |
|
|
25. |
Расчетная температура наружной стенки |
tСТ |
o C |
см. Указания п.36 |
|
|
26.
|
Общее количество пе-тель для петлевого ПЕ (котлы типа КВТ-25) |
ZПЕ |
- |
ZПЕ = НПЕ / dНLПЕ |
|
|
|
||||||
Продолжение таблицы 7
|
||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
|
Количество рядов петель |
Z2 |
- |
Z2 = ZПЕ/Z1 |
|
|
Количество петель в одной группе |
nПЕ |
- |
см. Указания п.37 vП = (vПЕ+vН)/2 |
|
||
Количество групп петель |
|
- |
= ZПЕ/nПЕ |
|
||
Количество попереч-ных перегородок в коллекторе |
|
- |
= -1 |
|
||
27. |
Число рядов труб по ходу газа для змеевиковых пароперегревателей (котлы типа КВ) |
Z2 |
- |
Z2 = НПЕ /dНZ1Lт |
|
|
Таблица 8
Расчет теплообмена во втором пучке испарительных трубок
№ пп |
Определяемая величина |
Обозна- чение |
Размер- ность |
Формула или источник |
Численное значение |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
1.
|
Количество рядов трубок |
Z2 |
--- |
см. Указания п.38 |
|
2. |
Наружный диаметр трубок |
dH |
м |
см. Указания п.18 |
|
3. |
Шаги трубок: поперечный продольный |
S1 S2 |
м м |
см. Указания п.19 |
|
4. |
Относительный шаг трубок: поперечный продольный |
1 2 |
--- --- |
1 = S1/dH 2 = S2/dH |
|
5. |
Средняя расчетная длина труб: а) полная |
|
м |
см. Указания п. 21 |
|
|
б) активно омываемая газами |
а |
м |
|
|
|
в) проекция активно омываемой газами длины труб |
ап |
м |
|
|
6.
|
Коэффициент омывания |
|
--- |
= ап / п |
|
7. |
Количество трубок в одном ряду |
Z1 |
--- |
Z1 = LТ/S1 |
|
8.
|
Установленная поверхность нагрева |
Н2 |
м2 |
Н2 = dН пZ1Z2 |
|
9. |
Площадь живого сечения для прохода газов |
F2 |
м2 |
F2 = (LT-Z1dH) ап |
|
|
Продолжение таблицы 8
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
10. |
Температура и энтальпия газов на выходе из пучка |
|
o C |
принимаются три значения, см. Указания п.39 |
|
|
|
|
по диаграмме It |
|
|||
11.
|
Средняя температура газов в пучке |
tГ ТГ |
o C К |
tГ = 0,5(tЗП+t2') ТГ = tГ + 273 |
|
|
12.
|
Физические хара-ктеристики газа а) коэффициент теплопроводности газов. |
Г |
|
см. Приложение 5 |
|
|
|
б) коэффициент кинематической вязкости. |
Г |
м2/с |
- - |
|
|
|
в) критерий Прандтля |
PrГ |
- |
- - |
|
|
13. |
Объем дымовых газов |
VГ |
|
из таблицы 1 |
|
|
14.
|
Расчетная скорость дымовых газов |
wГ |
м/с |
wГ = (ВVГTГ)/F2273 |
|
|
15. |
Тип пучка |
|
|
см. Указания п.40 |
|
|
16.
|
Коэффициент теплоотдачи конвекцией |
|
|
|
|
|
|
а) поправка на число рядов |
СZ |
|
см. Указания п.24 |
|
|
|
б) поправка на геометрическую компоновку пучка |
СS |
|
см. Указание п.25 |
|
|
|
в) критерий Рейнольдса |
Re |
|
Re = wГdH/Г |
|
|
|
||||||
Продолжение таблицы 8 |
||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
|
г)расчетное значе-ние коэффициента теплоотдачи конвекцией |
К
|
|
см. Указание п.26 |
|
|
17.
|
Коэффициент теплоотдачи излучением а) эффективная толщина излучаю-щего слоя пламени |
S |
м |
|
|
|
|
б) суммарное парциальное давление трехатомных газов |
рП |
МПа |
рП = p rП |
|
|
в) коэффициент ослабления трехатомными газами |
kГ |
|
см. Указания п.27 |
|
||
г) степень черноты газового потока |
а |
- |
|
|
||
д) коэффициент загрязнения поверхностей нагрева |
|
|
см. Приложение 6
|
|
||
е) температура загрязненной стенки трубок |
tСТ
ТСТ |
oC
К |
tСТ = tS + (Q2'/H2)103 |
|
||
ж) расчетное значе ние коэффициента теплоотдачи излучением |
Л |
|
степень черноты стенок трубок аСТ=0,8 |
|
||
|
||||||
Продолжение таблицы 8 |
||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
18. |
Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке |
1 |
|
1 = k + Л |
|
|
19.
|
Коэффициент теплопередачи |
k2 |
|
k2 = 1 / (1+1) |
|
|
20.
|
Разность темпе-ратур теплообме-нивающихся сред |
|
|
|
|
|
|
а) большая |
Δtδ |
oC |
Δtδ = tЗП - tS |
|
|
|
б) меньшая |
ΔtМ |
oC |
ΔtМ = t2 - tS |
|
|
|
в) расчетная |
Δt2 |
oC |
|
|
|
21. |
Количество теплоты |
|
|
|
|
|
|
а) отданной газами |
Q2' |
кВт |
|
|
|
|
б) воспринятой поверхностью нагрева |
Q2'' |
кВт |
Q2''= k2H2Δ t210 -3 |
|
|
22. |
Расчетное коли-чество теплоты, переданной во втором пучке |
Q2 |
кВт |
графическим решением, см. Указания п.29 |
|
|
23. |
Расчетная температура и энтальпия газов за пучком |
t2 |
oC |
графическим решением |
|
|
|
I2 |
|
по диаграмме It |
|
||
Таблица 9
