Проект парового котла з природною циркуляцією

ДипломнаДопомога в написанніДізнатися вартістьмоєї роботи

За пароперегрівачем розташований водяний економайзер киплячого типу, виконаний у вигляді двох блоків гладкотрубних змієвиків. Рошташування труб — шахове, діаметр 28Ч3 м, поперечний крок труб — 70 мм, поздовжній — 50 мм. Живильна вода поступає в водяний економайзер з температурою і нагрівається до температури насичення. У зв’язку з нерівномірністю обігріву поверхонь топкових екранів теплове… Читати ще >

Проект парового котла з природною циркуляцією (реферат, курсова, диплом, контрольна)

Вступ На даний час близько 60% електроенергії в світі виробляється на теплових електростанціях у теплосилових циклах парових турбін, пар для яких генерується енергетичними паровими котлами. І хоча сучасні світові тенденції напрямлені в сторону зростання частки атомної енергетики, задачі підвищення ефективності теплових паротурбінних циклів залишаються досить актуальними.

Метою даної роботи є проект парового котла з природною циркуляцією паропродуктивністю 50 т/год температурою та тиском перегрітої пари відповідно 440 0С та 4 МПа без проміжного перегріву. Котел спроектований на основі прототипу котла ГМ-50−1. Призначений для спалювання природного газу.

1. Опис конструкції котельного агрегату і принцип його роботи Котельний агрегат Е-50−4-440Г призначений для генерації пари з наступними параметрами: тиск пари температура перегрітої пари, паропродуктивність. Вид палива - природний газ. Поздовжній розріз котлоагрегата зображено на рисунку 1.1.

Продукти згоряння палива одразу після виходу з топки проходять фестон, що представляє собою розріджений трьохрядний пучок труб (60Ч3 мм) заднього топкового екрану.

Стельовий пароперегрівач призначений для зняття теплоти переважно шляхом променистого теплообміну. Складається з 65-ти труб 32Ч3 мм, розташованих в один ряд.

Труби конвективного пароперегрівача розміщені горизонтальним змієвиком у шаховому порядку, мають діаметр 32Ч3 мм і поперечний крок 75 мм. Площа поверхні складає 145,8 м². В конвективному пароперегрівачі пара перегрівається до необхідних .

Нагріта вода після економайзера подається по трубам в барабан, що являє собою циліндричну ємкість, в якій відбувається процес відділення парової фази від рідкої. До барабану підводяться підйомні екранні та опускні труби. Рідка фаза рухається по опускним трубам в нижній колектор, а потім по екранним підйомним трубам піднімається вгору в барабан. Рух середовища грунтується на принципі природної циркуляції, що виникає за рахунок різниці густин в підйомних і опускних трубах. Різниця густин в свою чергу виникає за рахунок того, що підйомні екранні труби обігріваються димовими газами, а отже густина робочого тіла в них менше, ніж в опускних трубах.

Трьохходовий стальний повітропідігрівник цілком розташовано в окремій (підйомній) шахті. Повітропідігрівник представляє собою утилізаційну поверхню нагріву, призначену для зниження температури газів, що відходять, внаслідок чого підвищується ККД котельного агрегату. Гаряче повітря, яке подається в топку, покращує процес займання та горіння палива, підвищує температуру продуктів згорання, що сприяє зниженню втрат від хімічного та механічного недопалу. Проходячи через повітряпідігрівник, повітря нагрівається до. Для забезпечення більшої компактності використано труби 33Ч1,5 м з поперечним і поздовжнім кроками відповідно 43 та 33 мм.

Обмуровка топочної камери — цегляна з обв’язочним каркасом, поворотного і опускного газоходів, виконана із вогнестійкого бетону, а газоход водяного економайзеру має металічні стіни та теплову ізоляцію.

2. Тепловий розрахунок парового котла

2.1 Вихідні дані для розрахунку Таблиця 2.1 — Вихідні дані


Прототип	ГМ-50−1
Паливо	Природний газ трубопроводу Уренгой-Вужгород
Паропродуктивність, т/год
Тиск перегрітої пари, МПа
Температура перегрітої пари
Температура гарячого повітря
Температура димових газів на виході з котельної установки
Температура живильної води на вході в економайзер
Температура повітря в навколишньому середовищі
Продувка P, %	2,5

Таблиця 2.2 — Розрахункові характеристики палива (Табл. IV стор. 140 [1])


Назва газопроводу	Склад газу по об'єму, %	Нижча теплота згоряння,

Уренгой-Вужгород	98,9	0,12	0,01	0,01	0,06	0,9	35,59

2.2 Газовий розрахунок котельного агрегату

2.2.1 Розрахунок теоретичного об'єму повітря і димових газів Таблиця 2.3 — Теоретичні об'єми газів


Величина	Поз-на-чен-ня	Розрахункова формула	Резуль-тат,
Теоретична кількість сухого повітря, необхідного для повного спалювання палива			9,440 746
Tеоретичний об'єм азота			7,467 189
Теоретичний об'єм трьохатом-них газів			0,9927
Теоретичний об'єм водяної пари			2,146 896
Теоретичний об'єм продуктів згорання			10,606 785

2.2.2 Розрахунок коефіцієнтів надлишку повітря та присосів Таблиця 2.4 — Присоси повітря та коефіцієнти надлишку повітря


Газохід, поверхня нагріву	Коефіцієнт надлишку повітря за поверхнею або газоходом,	Присос повітря в газоході або поверхні нагріву,
Топка	=1,1	= 0,08
Фестон	=1,1	= 0
Стельовий пароперегрівач	=1,1	= 0
Пароперегрівач	=1,115	= 0,015
Водяний економайзер	=1,195	= 0,08
Повітропідігрівник	=1,255	= 0,06

2.2.3 Розрахунок дійсних об'ємів газів, об'ємні долі газів Таблиця 2.5 — Дійсні об'єми газів та об'ємні долі газів


Назва величини та розрахункова формула	Топка, Фестон, С.П.П.	Паро-перегрівач	Водяний економайзер	Повітро-підігрівник
Коефіцієнт надлишку повітря	1,1	1,115	1,195	1,255
Середній коефіцієнт надлишку повітря поверхні нагріву	1,1	1,1075	1,155	1,225
Дійсний об'єм водяних парів	2,1621	2,1632	2,1705	2,1811
Повний об'єм газів	11,5661	11,6380	12,0937	12,7652
Об'ємна частка	0,0858	0,0853	0,0821	0,0778
Об'ємна частка	0,1869	0,1859	0,1795	0,1709
Сумарна частка та	0,2728	0,2712	0,2616	0,2486

Таблиця 2.6 — Ентальпії продуктів згоряння у частинах газового тракту


		Частини газового тракту і коефіцієнти надлишку повітря
		Топка/Фестон/ C.П.П	Пароперегрівач	Водяний економайзер	Повітро-підігрівник

		І	?І	І	?І	І	?І	І	?І
1246,18	1462,68	1587,30	;	1605,99	;	1705,69	;	1780,46	;
2511,24	2948,52	3199,64	1612,34	3237,31	1631,32	3438,21	1732,52	3588,89	1808,43
3804,62	4476,07	4856,53	1656,89	4913,60	1676,29	5217,97	1779,76	5446,25	1857,36
5116,88	6045,53	6557,22	1700,69	6633,97	1720,37	7043,32	1825,35	7350,34	1904,09
6457,47	7651,58	8297,33	1740,11	8394,19	1760,22	8910,79	1867,46	9298,23	1947,90
7835,82	9292,75	10 076,33	1779,00	10 193,87	1799,68	10 820,73	1909,95	11 290,88	1992,65
9242,49	10 976,79	11 901,03	1824,70	12 039,67	1845,80	12 779,07	1958,34	13 333,62	2042,74
10 668,04	12 755,04	13 821,85	1920,81	13 981,87	1942,20	14 835,31	2056,24	15 475,39	2141,77
12 093,60	14 490,34	15 699,70	1877,86	15 881,11	1899,24	16 848,59	2013,28	17 574,21	2098,82
13 556,91	16 298,58	17 654,27	1954,57	17 857,63	1976,52	18 942,18	2093,59	19 755,60	2181,38
15 057,99	18 110,79	19 616,59	1962,32	19 842,46	1984,83	21 047,10	2104,92	21 950,58	2194,99
16 559,07	19 929,09	21 584,99	1968,40	21 833,38	1990,92	23 158,11	2111,00	24 151,65	2201,07
18 230,08	21 800,90	23 623,91	2038,91	23 897,36	2063,98	25 355,77	2197,66	26 449,57	2297,92
19 598,99	23 709,69	25 669,59	2045,68	25 963,58	2066,22	27 531,49	2175,73	28 707,43	2257,86
21 137,83	25 603,64	27 717,43	2047,84	28 034,49	2070,92	29 725,52	2194,03	30 993,79	2286,36
22 686,11	27 528,62	29 797,23	2079,80	30 137,52	2103,03	31 952,41	2226,89	33 313,58	2319,79
24 224,95	29 467,14	31 889,64	2092,41	32 253,01	2115,49	34 191,01	2238,60	35 644,51	2330,93
25 763,80	31 423,87	34 000,25	2110,61	34 386,71	2133,69	36 447,81	2256,80	37 993,64	2349,13
27 349,84	33 400,85	36 135,83	2135,59	36 546,08	2159,38	38 734,07	2286,26	40 375,06	2381,42
28 926,45	35 369,11	38 261,75	2125,92	38 695,65	2149,57	41 009,77	2275,70	42 745,35	2370,29
30 578,58	37 360,80	40 418,65	2156,90	40 877,33	2181,68	43 323,62	2313,85	45 158,33	2412,98
32 089,10	39 358,92	42 567,83	2149,18	43 049,17	2171,84	45 616,30	2292,68	47 541,64	2383,31
33 712,90	41 361,47	44 732,76	2164,93	45 238,46	2189,29	47 935,49	2319,19	49 958,26	2416,62
35 308,39	43 374,63	46 905,47	2172,70	47 435,09	2196,64	50 259,76	2324,28	52 378,27	2420,00
36 913,32	45 386,63	49 077,96	2172,49	49 631,66	2196,57	52 584,73	2324,96	54 799,53	2421,26

Ентальпії теоретичних об'ємів повітря і продуктів згоряння при розрахунковій температурі визначаються за формулами:

; ,.

Ентальпія димових газів:, .

2.3 Тепловий баланс котельного агрегату Таблиця 2.7 — Тепловий баланс котельного агрегату


Величина	Одини-ця виміру	Резуль-тат
Найменування	Позна-чення	Формула або спосіб розрахунку

Теплота палива, що мається
Втрата теплоти від хімічної неповноти згоряння		Таблиця 4.6. Расчётные характеристики камерных топок при D>21 кг/с [2]	%	0,5
Втрата теплоти від механічної неповноти згоряння		Таблиця 4.6. Расчётные характеристики камерных топок при D>21 кг/с [2]	%
Втрата теплоти від зовнішнього охолодження		Рис. 3−1, стор.17 [3]	%	0,78
Температура газів, що відходять		Таблиця 1.6. Температура подогрева воздуха, стор.16 [2]	oC
Ентальпія газів, що відходять		f (), Таблиця 2.4 — Ентальпії продуктів згоряння		2232,56
Температура повітря в котельній		За умовою	oC
Ентальпія повітря в котельній		f (), Таблиця 2.4 — Ентальпії продуктів згоряння		368,19
Втрата теплоти з газами, що відходять			%	4,97
Сума теплових втрат			%	6,25
ККД парогенератора			%	93,75
Коефіцієнт збереження теплоти				0,9917
Паропродуктивність агрегата				13,889
Тиск пари в барабані				4,4
Питома ентальпія перегрітої пари		Таблица XXIV Удельные обьёмы и энтальпии перегретого пара (стор.184 [1])		3307,7
Питома ентальпія живильної води		Таблиця XXIV Удельные обьёмы и энтальпии воды (стор.181 [1])		699,6
Значення продувки		Згідно завдання	%	2,5
Питома ентальпія води за температури кипіння і тиску в барабані		Таблица XXIII Удельные объёмы и энтальпии сухого насыщенного пара и воды на кривой насыщения (стор.179[1])		1115,5
Теплота, що корисно використовується в агрегаті				36 368,02
Повна витрата палива				1,090
Розрахункова витрата палива				1,090

2.4 Конструкторський та тепловий розрахунок топкової камери

2.4.1 Конструкторський розрахунок топкової камери Таблиця 2.8 — Конструкторський розрахунок топкової камери


Величина	Поз-на-чен-ня	Оди-ниця вимі-ру	Розрахункова формула або спосіб визначення	Резуль-тат


Кількість пальників			Приймаємо
Швидкість руху палива через перетин пальника			Приймаємо
Площа перетину пальника				0,1375
Розрахунковий діаметр пальника				0,419
Діаметр пальника			Пальник ГМГ — 5,5/7 [4]	0,42
Відстань між осями пальників				1,092
Відстань від осі пальника до стіни				1,254
Розрахункова глибина топкової камери				3,6
Глибина топкової камери			З конструктивних міркувань	3,6
Розрахункова ширина топкової камери				4,998
Ширина топкової камери			З конструктивних міркувань
Максимально допустиме теплове навантаження топкової камери			Таблиця 4−5, стор. 24 [3]; Таблиця ХХ, стoр. 175, стор.103−104 [1]
Мінімальний допустимий об'єм топки				146,948
Розрахунковий об'єм топкової камери				146,948
Площа бокової стіни топкової камери				29,389
Площа вікна фестона				10,568
Висота вікна фестона				2,114
Орієнтовні геометричні розміри топки
		°	Задаємось
		°
		°
				1,383
				1,619
				1,981
				2,586
				— 0,304
				0,679
				0,473
				1,088
				3,238
				25,064
				6,962
				6,659
Площа фронтової стіни топкової камери				53,139
Площа задньої стіни топкової камери				41,728
Площа стін топкової камери				164,215
Висота топкової камери				8,115
Висота розміщення пальників				1,26
Відносна висота розміщення пальників				0,1553
Відносна висота розміщення максимуму температури в топковій камері				0,1553
Ширина зони біля кутів топкової камери				0,15
Площа неекранованих ділянок бокової стіни				0,458
Площа екранованої поверхні фронтової стіни				49,951
Площа екранованої поверхні бокової стіни				26,889
Площа екранованої поверхні задньої стіни				39,224
Відносний крок труб на боковому екрані				1,2
Відносний крок труб на фронтовому екрані				1,284
Відносний крок труб на задньому екрані				1,284
Зовнішній діаметр труб екранів
Крок труб на боковому екрані
Крок труб на фронтовому екрані
Крок труб на задньому екрані
Кількість труб на боковому екрані
Кількість труб на фронтовому екрані
Кількість труб на задньому екрані

2.4.2 Тепловий розрахунок топкової камери Таблиця 2.9 — Тепловий розрахунок топкової камери


Величина	Позна-чення	Оди-ниця вимі-ру	Розрахункова формула або спосіб визначення	Резуль-тат


Кутовий коефіцієнт фронтового екрана			Приймаємо	0,97
Кутовий коефіцієнт бокового екрана				0,97
Кутовий коефіцієнт заднього екрана				0,97
Кутовий коефіцієнт вікна фестона
Промінесприймаюча поверхня нагріву фронтового екрана				48,452
Промінесприймаюча поверхня нагріву бокового екрана				26,082
Промінесприймаюча поверхня нагріву заднього екрана				38,048
Промінесприймаюча поверхня нагріву вікна фестона				10,568
Повна промінесприймаюча поверхня нагріву				149,232
Ступінь екранування топкової камери				0,909
Ефективна товщина випромінюючого шару				3,22
Коефіцієнт, що враховує зниження теплосприйняття екрану при забрудненні			Таблиця 6−3, стор. 42 [1]	0,65
Середнє значення коефіцієнта теплової ефективності екранів				0,5907
Теплота, що вноситься до топкової камери з повітрям				3514,39
Корисне тепловиділення в топковій камері				38 926,44
Температура продуктів згорання на виході з топки			Приймаємо
Абсолютна температура продуктів згорання на виході з топки
Ентальнія димових газів на виході з топкової камери			Таблиця 2.4 — Ентальпії продуктів згоряння
Адіабатична температура продуктів згорання			Таблиця 2.4 — Ентальпії продуктів згоряння
Адіабатична температура продуктів згорання		°K
Середня сумарна теплоємкість димових газів				20,75
Коефіцієнт поглинання променів газовою фазою продуктів згорання				1,40
Коефіцієнт поглинання променів частинками сажі				1,42
Сумарний коефіцієнт послаблення променів				1,54
Критерій Бугера				0,50
Ефективне значення критерія Бугера				0,69
Параметр забаластова-ності димо-вих газів				1,37
Параметр, що визначає розміщення макси-мального тепловиді-лення в топці				0,42
Дійсна температура на виході з топкової камери
Різниця прийнятої і дійсної температури на виході топкової камери
Дійсна ентальпія на виході з топкової камери			Таблиця 2.4 — Ентальпії продуктів згоряння
Теплосприй-няття топко-вої камери

2.5 Розрахунок фестона

2.5.1 Конструктивні розміри та характеристики фестона Таблиця 2.10 — Конструктивні розміри та характеристики фестона


Величина	Позна-чення	Оди-ниця виміру	Розрахункова формула або спосіб визначення	Резуль-тат


Внутрішній діаметр труб			Труби заднього екрана
Зовнішній діаметр труб
Кількість труб заднього екрана			З розрахунку топкової камери
Кількість рядів фестона			Приймаємо
Кількість труб в ряді
Поперечний крок труб
Повздовжній крок труб			Приймаємо
Відносно поперечний крок труб				4,05
Відносно повздовжній крок труб
Середня довжина труб, що обігрівається				2,114
Поверхня нагріву фестона				23,9038
Площа стін топкової камери, зайнята фестоном				10,5678

2.5.2 Тепловий розрахунок фестона Таблиця 2.11 — Тепловий розрахунок фестона


Величина	Позна-чення	Оди-ниця ви-міру	Розрахункова формула або спосіб визначенния	Результат


Кутовий коефіцієнт фестона			Номограма 1[1], шаховий пучок	0,72
Проміне-сприймаюча поверхня				7,6088
Розрахункова поверхня нагріву				16,295
Температура газів перед фестоном
Падіння температури на фестоні			Задаємось
Температура газів за фестоном
Середня температура газів
Ентальпія газів перед фестоном			Таблиця 2.4 — Ентальпії продуктів згоряння
Ентальнія газів за фестоном			Таблиця 2.4 — Ентальпії продуктів згоряння
Теплосприй-няття фестона за тепловим балансом
Температура насичення води			Таблиця XXIII Удельные обьёмы и энтальпии СНП и воды на кривой насыщения, стор. 179 [1]	256,05
Різниця температур середовищ на початку теплообмінної поверхні				849,8
Різниця температур середовищ в кінці теплообмінної поверхні				819,8	789,8	759,8
Температурний напір				834,8	819,8	804,8
Площа живого перерізу для проходу газу				8,0315
Середня швидкість газів в пучку				7,84	7,76	7,67
Номінальний коефіцієнт тепловіддачі конвекцією			Номограма 8, стор.222 [1]
Поправка на кількість рядів труб	Сz		Номограма 8, стор.222 [1]	0,89
Поправка на геометрію пучка	Сs		Номограма 8, стор.223 [1]	0,9
Поправка на фізичні характеристики потоку	Сф		Номограма 8, стор.223 [1]	1,038	1,038	1,038
Коефіцієнт тепловіддачі конвекцією				54,04	53,21	52,38
Ефективна товщина випро-мінюючого шару				1,3383
Розрахун-кове значення				0,037
Коефіцієнт послаблен-ня променів трьох-атомними газами				2,26	2,29	2,31
Коефіцієнт послаблен-ня променів частинками сажі				1,41	1,39	1,37
Сумарний коефіцієнт послаблен-ня променів				2,40	2,43	2,45
Критерій Бугера				0,3259	0,3291	0,3322
Температу-ра поверх-невих забруднень		°К
Ступінь чорноти газів				0,2781	0,2804	0,2827
Номіналь-ний коефіцієнт тепло-віддачі випроміню-ванням			Номограма 18, стор.238 [1]
Поправка на відсутність золових частинок			Номограма 18, стор.238 [1]	0,97
Коефіцієнт тепловіддачі випромі-нюванням				50,22	51,12	52,03
Коефіцієнт використання поверхні нагріву			[1] п.7−41
Коефіцієнт тепловіддачі				104,26	104,33	104,41
Коефіцієт теплової ефективності			табл. 7−5, стор. 70 [1]	0,8
Коефіцієнт теплопередачі				83,41	83,47	83,53
Теплосприйняття за рівнянням теплопередачі				1040,85	1022,85	1004,89
Температура газів за фестоном			Рисунок 2.4 — Залежність теплосприйняття фестона від температури продуктів згоряння
Середня температура газів у фестоні
Теплосприйняття фестону			Рисунок 2.4 — Залежність теплосприйняття фестона від температури продуктів згоряння
Падіння температури
Ентальнія газів за фестоном			Таблиця 2.4 — Ентальпії продуктів згоряння	18 694,3
Середня швидкість газів				7,77

У результаті розрахунку теплового балансу для кожного із заданих значень температур продуктів згоряння за фестоном,, отримано величини теплосприйняття фестона за рівнянням теплового балансу та рівнянням теплопередачі. Ці величини для відповідних значень температури наносяться на графік. Дійсне значення знаходиться на перетині ліній та .

2.6 Розрахунок стельового пароперегрівача

2.6.1 Конструктивні розміри та характеристики Таблиця 2.12 — Конструктивні розміри та характеристики


Величина	Позна-чення	Оди-ниця виміру	Розрахункова формула або спосіб визначення	Результат


Внутрішній діаметр труб			Згідно прототипу
Зовнішній діаметр труб
Крок труб
Відносний крок труб				2,344
Кількість труб
Середня довжина труб, що обігрівається			Згідно прототипу	2,77
Поверхня нагріву стельового пароперегрівача				18,1
Площа стін топкової камери, стельовим пароперегрівачем				13,85

2.6.2 Тепловий розрахунок стельового пароперегрівача Таблиця 2.13 — Тепловий розрахунок стельового пароперегрівача


Величина	Позна-чення	Оди-ниця ви-міру	Розрахункова формула або спосіб визначенния	Результат


Кутовий коефіцієнт с.п.п.			Номограма 1[1], а) 1), стор. 214	0,91
Проміне-сприймаюча поверхня				12,6035
Температура газів перед с.п.п.
Падіння температури на с.п.п.			Задаємось
Температура газів за с.п.п.
Середня температура газів
Ентальпія газів перед с.п.п.			Таблиця 2.4 — Ентальпії продуктів згоряння
Ентальнія газів за с.п.п.			Таблиця 2.4 — Ентальпії продуктів згоряння
Теплосприй-няття с.п.п.за тепловим балансом				291,92	583,84	875,76
Ентальпія насиченої пари на вході до с.п.п.				2797,2
Ентальпія насиченої пари на виході з с.п.п.				2820,1	2843,0	2865,9
Температура насиченої пари на вході до першої ступені			Таблиця XXIII Удельные обьёмы и энтальпии СНП и воды на кривой насыщения, стор. 179 [1]	256,05
Температура перегрітої пари на виході з с.п.п.			Таблица XXV Удельные объёмы и энтальпии перегретого пара при докритическом давлении, стор. 189 [1]	261,9	268,0	274,2
Середня температура пари в с.п.п.				259,0	262,0	265,1
Різниця температур середовищ на початку теплообмінної поверхні
Різниця температур середовищ в кінці теплообмінної поверхні				761,1	725,0	688,8
Температурний напір				779,8	761,2	742,4
Питомий об'єм пари			Таблица XXV Удельные объёмы и энтальпии перегретого пара при докритическом давлении, стор. 189 [1]	0,4 566	0,4 624	0,4 681
Швидкість пари у трубах				18,37	18,61	18,84
Номінальний коефіцієнт тепловіддачі конвекцією при повздовжньому омиванні труб парою			Номограма 12, стор. 230 [1]
Поправка на геометрію канала			Номограмма 12, стор. 230 [1]	1,025
Коефіцієнт тепловіддачі конвекцією при повздовжньому омиванні труб парою					2101,25	2152,5
Ефективна товщина випромінюючого шару		м	З прототипу	1,38
Коефіцієнт послаблення променів трьох-атомними газами				2,317	2,342	2,367
Коефіцієнт послаблення променів частинками сажі				1,341	1,321	1,301
Сумарний коефіцієнт послаблення променів				2,451	2,474	2,497
Критерій Бугера				0,342	0,345	0,348
Термічний опір забруднення			п.7−43, стор.70 [1]	0,0015
Температура поверхневих забруднень		°К		662,4	811,2	959,2
Ступінь чорноти газового потоку				0,2084	0,2197	0,2309
Номінальний коефіцієнт тепловіддачі випромінюван-ням			Номограма 18, стор.238 [1]
Поправка на відсутність золових частинок			Номограма 18, стор.238 [1]	0,9825	0,9775	0,9725
Коефіцієнт тепловіддачі випромінюван-ням від димових газів до труб				55,76	56,48	57,20
Коефіцієнт використання поверхні нагріву			[1] п.7−41
Коефіцієнт тепловіддачі від димових газів до труб	б1			55,76	56,48	57,20
Коефіцієнт теплової ефективності	ш		табл. 7−5, стор. 70 [1]	0,8
Коефіцієнт теплопередачі	K			43,43	44,00	44,57
Тепло-сприйняття за рівнянням теплопередачі				391,52	387,29	382,64
Температура газів за с.п.п.			Рисунок 2.4 — Залежність теплосприйняття стельового пароперегрівача від температури продуктів згоряння
Середня температура газів у с.п.п.
Теплосприйняття с.п.п.			Рисунок 2.4 — Залежність теплосприйняття стельового пароперегрівача від температури продуктів згоряння
Падіння температури
Ентальнія газів за с.п.п.			Таблиця 2.4 — Ентальпії продуктів згоряння
Ентальпія перегрітої пари на виході з с.с.п				2827,7

У результаті розрахунку теплового балансу для кожного із заданих значень температур продуктів згоряння за стельовим пароперегрівачем, , отримано величини теплосприйняття стельового пароперегрівача за рівнянням теплового балансу та рівнянням теплопередачі. Ці величини для відповідних значень температури наносяться на графік. Дійсне значення знаходиться на перетині ліній та .

2.7 Розрахунок пароперегрівача

2.7.1 Загальна частина розрахунку Таблиця 2.14 — Загальна частина розрахунку


Величина	Позна-чення	Одиниця виміру	Розрахункова формула або спосіб визначенния	Результат


Загальне теплосприйняття конвективного пароперегрівача				6880,1
Ентальпія перегрітої пари на виході з пароперегрівача			Таблица XXIV Удельные обьёмы и энтальпии перегретого пара, стор.184 [1]	3307,7
Ентальпія насиченої пари на вході у пароперегрівач				2827,7
Теплове сприйняття пароохолоджувача			(42ч125)
Ентальпія продуктів згорання перед пароперегрівачем
Тепло, що вноситься з присмоками повітря				5,523
Ентальпія продуктів згорання на виході з пароперегрівача				10 977,2
Температура продуктів згорання на виході з пароперегрівача			Таблиця ентальпій димових газів у частинах газового тракту	642,4

2.7.2 Конструктивні характеристики першої ступені пароперегрівача Таблиця 2.15 — Конструктивні характеристики першої ступені пароперегрівача


Величина	Позна-чення	Одиниця виміру	Розрахункова формула або спосіб визначенния	Результат


Ширина вертикального газоходу		м	З розрахунку геометричних розмірів топки
Зовнішній діаметр труб		мм	Згідно прототипу
Товщина стінки труби		мм
Поперечний крок труб двох ступеней		мм
Повздовжній крок труб двох ступеней		мм
Поперечний крок труб першої ступені		мм
Повздовжній крок труб першої ступені		мм
Відносно поперечний крок труб двох ступеней				2,34
Відносно повздовжній крок труб двох ступеней				1,75
Відносно поперечний крок труб першої ступені				4,69
Відносно повздовжній крок труб першої ступені				3,5
Відстань від вісі крайньої труби пароперегрівача до стінки газоходу		мм
Кількість паралельних труб у ряді, що розташовані поперек ходу димових газів
Глибина вертикального газоходу		м	Згідно прототипу	1,7
Висота пароперегрівача		м		1,456
Кількість паралельних труб у ряді, що розташовані повздовж ходу димових газів
Середня довжина труби		м		1,6
Повна поверхня нагріву першої ступені пароперегрівача				74,31
Площа живого перетину для руху димових газів у пароперегрівачі				5,172

2.7.3 Розрахунок першої ступені пароперегрівача Таблиця 2.16 — Розрахунок першої ступені пароперегрівача


Величина	Позна-чення	Один-иця виміру	Розрахункова формула або спосіб визначенния	Результат


Температура продуктів згорання на вході до першої ступені
Перепад температур на пароперегрівачі			Задаємось
Температура продуктів згорання на виході з першої ступені
Середня температура продуктів згорання у першому пакеті
Ентальпія продуктів згорання на вході до першої ступені
Ентальпія продуктів згорання на виході з першої ступені			Таблиця ентальпій димових газів у частинах газового тракту	14 228,8	10 433,8	6862,8
Теплосприйняття першого пакету за рівнянням теплового балансу				1827,7
Швидкість руху газів у першому пакеті				10,66
Тиск пари на вході до першої ступені		МПа		4,4
Тиск пари на виході з першої ступені		МПа		4,2
Середній тиск пари у першій ступені		МПа		4,3
Ентальпія насиченої пари на вході до першої ступені				2827,7
Ентальпія пари на виході з першої ступені				2971,2	3118,9	3257,8
Температура пари на вході до першої ступені			Таблица XXV Удельные объёмы и энтальпии перегретого пара при докритическом давлении, стор. 189 [1]	263,9
Температура пари на виході з першої ступені			Таблица XXV Удельные объёмы и энтальпии перегретого пара при докритическом давлении, стор. 189 [1]	305,6	362,0	419,8
Середня температура пари в першій ступені пароперегрівача				284,8	313,0	341,9
Різниця температур середовищ на початку теплообмінної поверхні
Різниця температур середовищ в кінці теплообмінної поверхні				507,4	251,0	6,8
Температурний напір				621,1	456,0	158,1
Питомий об'єм пари			Таблица XXV Удельные объёмы и энтальпии перегретого пара при докритическом давлении, стор. 189 [1]	0,5 173	0,5 613	0,6 028
Швидкість пари у трубах				2,93	3,18	3,41
Номінальний коефіцієнт тепловіддачі конвекцією при повздовжньому омиванні труб парою			Номограма 12, стор. 230 [1]
Поправка на геометрію канала			Номограмма 12, стор. 230 [1]	1,025
Коефіцієнт тепловіддачі конвекцією при повздовжньому омиванні труб парою				358,75	348,5	338,25
Номінальний коефіцієнт тепловіддачі конвекцією від димових газів до труб			Номограма 8, стор.222 [1]
Поправка на кількість рядів труб			Номограма 8, стор.222 [1]
Поправка на геометрію пучка			Номограма 8, стор.223 [1]	0,94
Поправка на фізичні характеристики потоку			Номограма 8, стор.223 [1]	1,022	1,024	1,026
Коефіцієнт тепловіддачі конвекцією від димових газів до труб				96,07	91,44	86,80
Ефективна товщина випромінюючого шару		м		0,12
Коефіцієнт послаблення променів трьох-атомними газами				8,819	9,400	9,981
Коефіцієнт послаблення променів частинками сажі				1,156	1,024	0,891
Сумарний коефіцієнт послаблення променів				8,934	9,502	10,071
Критерій Бугера				0,110	0,117	0,124
Термічний опір забруднення			п.7−43, стор.70 [1]	0,0015
Температура поверхневих забруднень		°К		672,7	823,7	973,1
Ступінь чорноти газового потоку				0,104 214	0,110 462	0,116 666
Номінальний коефіцієнт тепловіддачі випромінюван-ням			Номограма 18, стор.238 [1]
Поправка на відсутність золових частинок			Номограма 18, стор.238 [1]	0,97	0,94	0,91
Коефіцієнт тепловіддачі випромінюванням від димових газів до труб				17,69	18,69	19,64
Коефіцієнт використання поверхні нагріву			[1] п.7−41
Коефіцієнт тепловіддачі від димових газів до труб	б1			113,76	110,13	106,44
Коефіцієнт теплової ефективності	ш		табл. 7−5, стор. 70 [1]	0,8
Коефіцієнт теплопередачі	K			69,10	66,95	64,77
Тепло-сприйняття за рівнянням теплопередачі				3540,24	3143,05	2589,33
Дійсна температура газів за паро-перегрівачем		°C	З графіка
Теплос-прийняття першої ступені пароперегрівача			З графіка	3241,8
Падіння температури на пароперегрівачі
Середня температура продуктів згорання у першому пакеті
Швидкість руху газів у першому пакеті				9,98
Ентальнія газів за пароперегрівачем	.		Таблиця ентальпій димових газів у частинах газового тракту
Дійсна ентальпія пари на виході з першої ступені				3082,2
Дійсна температура пари на виході з першої ступені			Таблица XXV Удельные объёмы и энтальпии перегретого пара при докритическом давлении, стор. 189 [1]	347,5
Дійсний температурний напір			Інтерполяція за отриманими з графіка даними	530,1
Дійсний коефіцієнт теплопередачі	K			67,49

У результаті розрахунку теплового балансу для кожного із заданих значень температур продуктів згоряння за конвективним пароперегрівачем, , отримано величини теплосприйняття конвективного пароперегрівача за рівнянням теплового балансу та рівнянням теплопередачі. Ці величини для відповідних значень температури наносяться на графік. Дійсне значення знаходиться на перетині ліній та .

2.7.4 Розрахунок другої ступені пароперегрівача Таблиця 2.17 — Розрахунок другої ступені пароперегрівача


Величина	Позна-чення	Одиниця виміру	Розрахункова формула або спосіб визначенния	Результат


Теплосприйняття другої ступені пароперегрівача				3638,3
Тиск пари на вході до другої ступені		МПа		4,2
Тиск пари на виході з другої ступені		МПа
Середній тиск пари у другій ступені		МПа		4,1
Температура продуктів згорання на вході до другої ступені		°C
Температура продуктів згорання на виході з другої ступені		°C
Середня температура продуктів згорання у другому пакеті		°C
Ентальпія пари на вході до другої ступені				3022,2
Ентальпія пари на виході з другої ступені				3307,7
Температура пари на вході до другої ступені			Таблица XXV Удельные объёмы и энтальпии перегретого пара при докритическом давлении, стор. 189 [1]	324,3
Температура пари на виході з другої ступені
Середня температура пари в другій ступені пароперегрівача				382,2
Різниця температур середовищ на початку (по ходу газів) теплообмінної поверхні
Різниця температур середовищ в кінці (по ходу газів) теплообмінної поверхні
Температурний напір				445,9
Питомий об'єм пари			Таблица XXV Удельные объёмы и энтальпии перегретого пара при докритическом давлении, стор. 189 [1]	0,6 912
Швидкість пари у трубах				4,05
Номінальний коефіцієнт тепловіддачі конвекцією при повздовжньому омиванні труб парою			Номограма 12, стор. 230 [1]
Поправка на геометрію канала			Номограмма 12, стор. 230 [1]	1,025
Коефіцієнт тепловіддачі конвекцією при повздовжньому омиванні труб парою				338,25
Швидкість руху газів у другому пакеті				9,98
Номінальний коефіцієнт тепловіддачі конвекцією від димових газів до труб			Номограма 8, стор.222 [1]	96,4
Поправка на кількість рядів труб			Номограма 8, стор.222 [1]
Поправка на геометрію пучка			Номограма 8, стор.223 [1]	0,94
Поправка на фізичні характеристики потоку			Номограма 8, стор.223 [1]	1,025
Коефіцієнт тепловіддачі конвекцією від димових газів до труб				92,88
Ефективна товщина випромінюючого шару		м		0,12
Коефіцієнт послаблення променів трьохатомними газами				9,256
Коефіцієнт послаблення променів частинками сажі				1,057
Сумарний коефіцієнт послаблення променів				9,361
Критерій Бугера	Bu			0,12
Термічний опір забруднення			п.7−43, стор.70 [1]	0,0015
Температура поверхневих забруднень		°К		893,0
Ступінь чорноти газового потоку				0,11
Номінальний коефіцієнт тепловіддачі випромінюванням			Номограма 18, стор.238 [1]
Поправка на відсутність золових частинок			Номограма 18, стор.238 [1]	0,94
Коефіцієнт тепловіддачі випромінюванням від димових газів до труб				21,29
Коефіцієнт використання поверхні нагріву	ж		[1] п.7−41
Коефіцієнт тепловіддачі від димових газів до труб				114,18
Коефіцієт теплової ефективності			табл. 7−5, стор. 70 [1]	0,8
Коефіцієнт теплопередачі				68,29

2.7.5 Конструктивні характеристики другої ступені пароперегрівача котельний агрегат тепловий газовий Таблиця 2.18 — Конструктивні характеристики першої ступені пароперегрівача


Величина	Позна-чення	Одиниця виміру	Розрахункова формула або спосіб визначенния	Результат


Глибина вертикального газоходу		м	Ескіз котла	1,7
Ширина вертикального газоходу		м	З розрахунку геометричних розмірів топки
Відстань від вісі крайньої труби пароперегрівача до стінки газоходу		мм
Середня довжина труби		м		1,6
Кількість паралельних труб у ряді, що розташовані поперек ходу димових газів
Повна поверхня нагріву другої ступені пароперегрівача				71,56
Кількість паралельних труб у пароперегрівачі, що розташовані повздовж ходу димових газів
Висота другої ступені пароперегрівача		м		1,232

2.8 Розрахунок повітропідігрівника Таблиця 2.19 — Розрахунок повітропідігрівника


Величина	Позна-чення	Оди-ниця виміру	Розрахункова формула або спосіб визначенния	Резуль-тат


Відношення кількості повітря на виході з повітропідігрівника до теоретично необхідної				0,98
Температура повітря на вході до повітропідігрівника		°C
Температура повітря на виході з повітропідігрівника		°C
Середня температура повітря у повітропідігрівнику		°C
Ентальпія повітря на вході до повітропідігрівника			Таблиця ентальпій димових газів у частинах газового тракту	368,2
Ентальпія повітря на виході з повітропідігрівника			Таблиця ентальпій димових газів у частинах газового тракту	3416,6
Теплосприйняття повітропідігрівника з боку повітря				3078,9
Ентальпія присмоків повітря				1892,4
Температура димових газів на виході з повітропідігрівника		°C	Задано умовою
Ентальпія димових газів на виході з повітропідігрівника			Таблиця ентальпій димових газів у частинах газового тракту	2232,6
Ентальпія димових газів на вході до повітропідігрівника				5223,5
Температура димових газів на вході до повітропідігрівника		°C	Таблиця ентальпій димових газів у частинах газового тракту
Середня температура димових газів у повітропідігрівнику		°C		206,5
Глибина вертикального підйомного газоходу		м	Ескіз котла	1,5
Ширина вертикального підйомного газоходу		м	Ескіз котла
Зовнішній діаметр труб		мм	Згідно прототипу
Товщина стінки труби				1,5
Поперечний крок труб		мм	стор. 159 [3]
Повздовжній крок труб		мм	; — стор. 159 [3]
Відносно поперечний крок труб				1,303
Відносно повздовжній крок труб
Відстань від вісі крайньої труби повітропідігрівника до стінки газоходу		мм	(50ч100)
Кількість паралельних труб у повітропідігрівнику, що розташовані поперек ходу повітря
Кількість паралельних труб у повітропідігрівнику, що розташовані повздовж ходу повітря
Загальна кількість труб
Площа живого перетину для проходу газів				3,658
Швидкість продуктів згорання у повітряпідігрівнику				6,68
Швидкість повітря, що нагрівається				5,34
Безрозмірний параметр, 7−79-а, стор.74 [1]	P			0,63
Безрозмірний параметр, 7−79-б, стор.74 [1]	R			1,47
Коефіцієнт перерахунку від чисто протитокової до складної системи	ш'		f (P; R), Номограма 21, крива 3, стор.241 [1]	0,77
Найбільша різниця температур середовищ		°C
Найменша різниця температур середовищ		°C
Температурний напір протитоку		°C		46,3
Температурний напір у повітряпідігрівнику	?t	°C		35,7
Номінальний коефіцієнт тепловіддачі конвекцією від димових газів до стінки труби			Номограма 11, ст. 228 [1]	23,6
Поправка			Номограма 11, ст. 229 [1]	1,19
Поправка			Номограма 11, ст. 229 [1]
Коефіцієнт тепловіддачі конвекцією від димових газів до стінки труби				28,08
Номінальний коефіцієнт тепловіддачі конвекцією при поперечному омиванні труб повітрям			Номограма 8, стор.222 [1]
Поправка на кількість рядів труб	Сz		Номограма 8, стор.222 [1]
Поправка на геометрію пучка	Сs		Номограма 8, стор.223 [1]	1,1
Поправка на фізичні характеристики потоку	Сф		Номограма 8, стор.223 [1]	0,96
Коефіцієнт тепловіддачі конвекцією при поперечному омиванні труб повітрям				68,64
Коефіцієнт теплової ефективності	ш		табл. 7−6, стор. 71 [1]	0,9
Коефіцієнт теплопередачі для повітропідігрівника	.			17,94
Площа поверхні повітропідігрівника				3048,15
Висота повітропідігрівника				5,68
Кількість ходів повітря у повітряпідігрівнику			За прототипом
Висота одного ходу				1,89
Площа живого перерізу для проходу повітря	.			2,28
Дійсна швидкість повітря			6−18 cтор.45 [Частухин]	5,64
Похибка розрахунку				5,2

2.9 Розрахунок водяного економайзера Таблиця 2.20 — Розрахунок водяного економайзера


Величина	Позна-чення	Оди-ниця виміру	Розрахункова формула або спосіб визначенния	Резуль-тат


Ентальпія димових газів на вході у водяний економайзер
Ентальпія димових газів на виході з водяного економайзера				5223,5
Температура димових газів на вході у водяний економайзер		°C
Температура димових газів на виході з водяного економайзера		°C
Середня температура димових газів у водяному економайзері		°C		475,4
Ентальпія живильної води на вході у водяний економайзер				699,6
Температура живильної води на вході у водяний економайзер		°C	Таблица XXIV Удельные обьёмы и энтальпии воды (стор.181 [1])
Витрата води у водяному економайзері				14,24
Теплосприйняття водяного економайзера
Ентальпія живильної води на виході з водяного економайзера				1162,7
Тиск води на виході з водяного економайзера		МПа		4,4
Температура живильної води на виході з водяного економайзера		°C	Таблица XXIV Удельные обьёмы и энтальпии воды (стор.181 [1])	256,05
Середня температура води у економайзері		°C		210,5
Найбільша різниця температур середовищ		°C		406,7
Найменша різниця температур середовищ		°C
Температурний напір протитоку		°C		237,2
Глибина вертикального газоходу		м	Ескіз котла	1,8
Ширина вертикального газоходу				5,2
Зовнішній діаметр труб		мм	Прототип котла
Товщина стінки труби
Відносно поперечний крок труб			Приймаємо	2,5
Відносно повздовжній крок труб				1,786
Поперечний крок труб		мм
Повздовжній крок труб
Відстань від вісі крайньої труби економайзера до стінки газоходу		мм	(50ч100)
Середня довжина труби		м		5,1
Кількість труб у водяному економайзері, що розташовані поперек ходу димових газів
Кількість заходів у водяний економайзер			За прототипом
Кількість паралельно ввімкнених труб
Площа перерізу для проходу живильної води				0,1 863
Масова швидкість середовища у водяному економайзері				764,29
Прийнятий коефіцієнт теплопередачі	'		Задаємось
Площа поверхні водяного економайзера				385,98
Кількість рядів труб за ходом продуктів згорання
Площа живого перетину для проходу газів				5,79
Дійсна швидкість газів				6,24
Номінальний коефіцієнт тепловіддачі конвекцією при поперечному омиванні труб димовими газами			Номограма 8, стор.222 [1]
Поправка на кількість рядів труб			Номограма 8, стор.223 [1]
Поправка на геометрію пучка			Номограма 8, стор.223 [1]	0,95
Поправка на фізичні характеристики потоку			Номограма 8, стор.223 [1]	1,1
Коефіцієнт тепловіддачі конвекцією при поперечному омиванні труб повітрям				79,42
Ефективна товщина випромінюючого шару				0,118
Коефіцієнт послаблення променів трьохатомними газами				11,224
Коефіцієнт послаблення променів частинками сажі				0,533
Сумарний коефіцієнт послаблення променів				11,277
Критерій Бугера	Bu			0,135
Термічний опір забруднення			п.7−43, стор.70 [1]	0,0015
Температура поверхневих забруднень		°К	стор. 140 [2]	508,5
Ступінь чорноти газового потоку				0,126
Номінальний коефіцієнт тепловіддачі випромінюванням			Номограма 18, стор.238 [1]
Поправка на відсутність золових частинок			Номограма 18, стор.238 [1]	0,96
Коефіцієнт тепловіддачі випромінюванням від димових газів до труб				6,42
Коефіцієнт теплової ефективності			табл. 7−5, стор. 70 [1]	0,85
Коефіцієнт теплопередачі				72,96
Похибка розрахунку				1,33
Висота пучка економайзера	.	м		1,8

2.10 Непогодженість теплового балансу парового котла Непогодженість теплового балансу парового котла:

тому розподілення теплових навантажень поверхонь нагріву виконано правильно.

3. Гідравлічний розрахунок

3.1 Розподіл теплового навантаження по контурам циркуляції

Циркуляційний контур утворюється екранами з наступними розмірами ефективних поверхонь нагріву:

— фронтовий екран (3 панелі) ;

— боковий екран (3 панелі) ;

— задній екран (3 панелі), площа вікна фестону врахована в площі заднього екрану.

Сумарна площа стін топкової камери:

Сумарний розмір ефективних поверхонь нагріву:

Середнє теплове навантаження поверхні топки:

У зв’язку з нерівномірністю обігріву поверхонь топкових екранів теплове навантаження по стінам топки визначається з урахування коефіцієнтів нерівномірності теплосприйняття по стінам топкової камери. Коефіцієнти нерівномірності у випадку розташування пальників на бокових стінах приймаються рівними (стор. 32 [6]):

;;

Неузгодженість теплового балансу по стінкам топкової камери:

У зв’язку з нерівномірністю теплового навантаження по ширині стіни розрахуємо теплове навантаження по панелям фронтової стіни. Площа кожної панелі складає:

Задаємося, враховуючи рекомендації таблиці 2.1. (стор. 33 [6]), коефіцієнтом нерівномірності по ширині стіни для першої панелі:, оскільки бокові панелі працюють в однакових умовах, то для третьої панелі: (2.14, стор. 33 [1]). Площі панелей однакові, тому за спрощеною формулою отримуємо коефіцієнт нерівномірності по ширині для другої панелі (2.16, стор. 33 [1]) :

Тоді:

; ;

;;

Неузгодженість теплового балансу по ширині топкової камери:

Розглянемо першу панель. Оскільки теплосприйняття по висоті нерівномірне, розіб'ємо топкову камеру на ділянки висотою:

;;;;,

де — висота топкової камери з урахуванням верхньої половини висоти вікна фестона.

Відповідні довжини ділянок:

; ;;;,

де — довжина обігріваємої ділянки труб фронтової стіни.

Середні висоти розміщення ділянок (від нижньої частини топкової камери):

;

Відносні висоти розміщення ділянок та відповідні коефіцієнти нерівномірності теплосприйняття по висоті (рис 2.3 а) стор. 34 [6]):

; ;

;;

Площі ділянок першої панелі:

; ;

Теплове навантаження по ділянкам:

Нев’язка теплового балансу по ділянкам:

3.2 Розрахунок контура циркуляції

Оскільки гідравлічні процеси, що відбуваються в контурі, приблизно однакові, то розрахунок будемо проводити для однієї панелі - бокової.

Таблиця 3.1 — Розрахунок контура циркуляції


Величина	Поз-на-чен-ня	Формула	Швидкість циркуляції в панелі
			0,4	0,8	1,2	1,6

Площа прохідного перетину труб панелі,			0,4 580 442
Густина води,		стор. 179 Таблиця XXIII	790,0766
Витрата води в панелі,			14,476	28,951	43,427	57,902
Масова швидкість в панелі,			316,031	632,061	948,092	1264,123
Площа прохідного перетину опускної труби,			0,1 488 644
Масова швидкість в опускній ланці,			972,402	1944,804	2917,206	3889,608

Для знаходження дійсної витрати робочого тіла в кип’ятильних трубах будуємо графік:

Згідно з графіком значення дійсної витрати робочого тіла в кип’ятильних трубах складає:

3.3 Визначення надійності природної ціркуляції в контурі

Для перевірки застою і перекидання циркуляції визначаємо середню приведену швидкість пари на ділянці:

Середня приведена швидкість пари в панелі:

Коефіцієнт нерівномірного обігріву:

Коефіцієнт конструктивної нетотожності:

Середня приведена швидкість пара менш обігріваємої труби:

Корисний напір застою:

— застій не відбувається.

4. Розрахунок на міцність елементів парового котла

4.1 Розрахунок на міцність стінки барабана

4.1.1 Перша група послаблення (отвори для опускних труб та труб живлення циклонів) Таблиця 4.1 — Розрахунок коефіцієнта міцності для першої групи отворів


Величина	Позна-чення	Оди-ниця виміру	Розрахункова формула або спосіб визначенния	Результат


Зовнішній діаметр отворів під опускні труби		мм	Рис. 2, стор. 8 [7]
Внутрішній діаметр отворів під опускні труби
Умовний діаметр отворів під опускні труби
Середній діаметр отворів під опускні труби				97,5
Зовнішній діаметр отворів під труби живлення циклонів			Рис. 2, стор. 8 [7]
Внутрішній діаметр отворів під труби живлення циклонів
Умовний діаметр отворів під труби живлення циклонів
Коефіцієнти міцності у поздовжньому напрямку				0,898
				0,885
				0,885
				0,776
				0,708
Середньоарифметичне значення для сусідніх кроків у поздовжньому напрямку				0,8915
				0,885
				0,8305
				0,742
Мінімальне значення			Найменше серед, , ,	0,742
Мінімальний крок у поздовжньому напрямку		мм	Найменше серед, ,, ,
Мінімальний коефіцієнт міцності у повздовжньому напрямку				0,708
Коефіцієнт міцності для двух суміжних отворів з мінімальним кроком				0,8705
Розрахунковий коефіцієнт міцності у поздовжньому напрямку			Найменше з та	0,742
Можливі значення коефіцієнта міцності у поперечному напрямку				1,115
				1,063
Мінімальне значення коефіцієнта міцності у поперечному напрямку			Найменше з та	1,063
Коефіцієнт міцності для двух суміжних отворів з				1,082
Середньоарифметичне значення коефіцієнта міцності у поперечному напрямку				1,089
Розрахунковий коефіцієнт міцності у поперечному напрямку			Найменше з та	1,082
Розрахунковий коефіцієнт міцності першої групи послаблення			Найменше з та	0,742

4.1.2 Друга група послаблення (отвори для паровідвідних труб від виносного циклона до барабана) Таблиця 4.2 — Розрахунок коефіцієнта міцності для другої групи отворів


Величина	Позна-чення	Оди-ниця виміру	Розрахункова формула або спосіб визначенния	Резуль-тат


Зовнішній діаметр отворів		мм	Рис. 2, стор. 8 [7]
Внутрішній діаметр
Умовний діаметр
Коефіцієнт міцності у поздовжньому напрямі				0,77
Розрахунковий коефіцієнт міцності другої групи послаблення				0,914

4.1.3 Третя група послаблення (отвори для паровідвідних труб від барабана до пароперегрівача) Таблиця 4.3 — Розрахунок коефіцієнта міцності для третьої групи отворів


Величина	Позна-чення	Оди-ниця виміру	Розрахункова формула або спосіб визначенния	Резуль-тат


Зовнішній діаметр отворів		мм	Рис. 2, стор. 8 [7]	60,5
Внутрішній діаметр
Умовний діаметр
Мінімальний крок у поздовжньому напрямку		мм	Рис. 2, стор. 8 [7]
Мінімальний коефіцієнт міцності у поздовжньому напрямку				0,926
Розрахунковий коефіцієнт міцності третьої групи послаблення				1,01

4.1.4 Четверта група послаблення (отвори для труб від економайзера, фестона, бокового та фронтового екранів до барабана) Таблиця 4.4 — Розрахунок коефіцієнта міцності для четвертої групи отворів


Величина	Позна-чення	Оди-ниця виміру	Розрахункова формула або спосіб визначенния	Резуль-тат


Умовний діаметр отворів під труби водяного економайзера		мм	Рис. 2, стор. 8 [7]
Умовний діаметр отворів під труби третього ряду фестона			Рис. 2, стор. 8 [7]
Умовний діаметр отворів під труби 1- та 2-го рядів фестона			Рис. 2, стор. 8 [7]
Умовний діаметр отворів під труби бокового екрана			Рис. 2, стор. 8 [7]
Умовний діаметр отворів під труби фронтового екрана			Рис. 2, стор. 8 [7]
Мінімальний коефіцієнт міцності для двох поперечних рядів (з двох отворів)				1,115
Коефіцієнт міцності для двох поперечних рядів (з двох отворів)				1,107
Розрахунок першого ряду
Мінімальний крок у поздовжньому напрямку		мм	Рис. 2, стор. 8 [7]
Мінімальний коефіцієнт міцності у поздовжньому напрямку				0,77
Коефіцієнт міцності для двох суміжних отворів				0,914
Середній діаметр отворів для труб третього ряду фестона та фронтового екрана		мм		83,5
Коефіцієнти міцності у поздовжньому напрямку				0,841
				0,804
				0,796
				0,77
				0,789
Середньоарифметичне значення для сусідніх кроків у поздовжньому напрямку				0,8225
				0,8
				0,783
				0,7795
Мінімальне значення			Найменше серед, , ,	0,7795
Коефіцієнт міцності першого поздовжнього ряду отворів			Найменше з та	0,7795
Розрахунок другого ряду
Мінімальний крок у поздовжньому напрямку		мм	Рис. 2, стор. 8 [7]
Середній діаметр отворів для труб 1-го і 2-го рядів фестона та 3-го ряду фестона		мм		83,5
Мінімальний коефіцієнт міцності у поздовжньому напрямку				0,796
Коефіцієнт міцності для двох суміжних отворів				0,931
Коефіцієнти міцності у поздовжньому напрямку				0,812
				0,784
				0,816
				0,854
				0,796
Середньоарифметичне значення для сусідніх кроків у поздовжньому напрямку				0,798
				0,8
				0,835
				0,825
Мінімальне значення			Найменше серед, , ,	0,798
Коефіцієнт міцності першого поздовжнього ряду отворів			Найменше з та	0,798
Коефіцієнт міцності першого та другого поздовжніх рядів
Розрахунковий коефіцієнт міцності першого та другого поздовжніх рядів			Найменше з та	0,7795
Коефіцієнти міцності в косому напрямку
Параметр m				0,4245
				2,3111
				0,6209
				2,3111
				0,5073
				0,52
Параметр m				0,9043
				1,0146
				1,0146
Коефіцієнти міцності в косому напрямку				0,82
				0,48
				0,745
				0,51
				0,806
				0,783
				0,655

Оскільки третій ряд складається з отворів, що мають менший діаметр і розташовані між собою на більшій відстані, ніж отвори першого ряду, то коефіцієнт міцності між 2-м та 3-ім поздовжніми рядами є більшим за коефіцієнт міцності між 1-м та 2-м поздовжніми рядами. Тому в якості розрахункового коефіцієнта міцності четвертої групи послаблення приймаємо .

4.1.5 Розрахунок товщини стінки барабана Таблиця 4.5 — Розрахунок товщини стінки барабана


Величина	Позна-чення	Оди-ниця виміру	Розрахункова формула або спосіб визначенния	Результат


Розрахунковий коефіцієнт міцності барабана			Найменше серед, , ,	0,613
Розрахунковий тиск	Р	МПа		4,4
Розрахункова температура стінки барабана			f (P), Таблиця XXIII Удельные обьёмы и энтальпии СНП и воды на кривой насыщения, стор. 179 [1]
Номінальне допустиме напруження матеріалу		МПа		130,6
Коефіцієнт, що враховує умови роботи матеріалу			1 (для курсових проектів)
Допустиме напруження матеріалу		МПа		130,6
Розрахункова товщина стінки барабана без надбавки С		мм		42,38
Надбавка на товщину барабана		мм	Товщина стального листа для барабана перевищує 20 мм, тому
Товщина стінки барабана		мм	Приймаємо

4.2 Розрахунок на міцність еліптичного днища барабана Таблиця 4.6 — Розрахунок на міцність еліптичного днища барабана


Величина	Позна-чення	Оди-ниця виміру	Розрахункова формула або спосіб визначенния	Результат


Попередньо прийнята товщина стінки днища з отворами		мм	Приймаємо
Розрахунковий коефіцієнт міцності днища без отворів
Розрахунковий коефіцієнт міцності з отворами				0,546
Параметр А	А			1,732
Діаметр отвору	d	мм	Ескіз котла
Висота днища		мм	Ескіз котла
Номінальне допустиме напруження матеріалу		МПа		130,6
Коефіцієнт, що враховує умови роботи матеріалу
Допустиме напруження матеріалу		МПа	1 (для курсових проектів)	130,6
Розрахунковий тиск	Р	МПа		4,4
Розрахункова товщина стінки днища без отворів		мм		23,89
Розрахункова товщина стінки днища з отворами				44,07
Прибавка на товщину колектора			Товщина стінки днища барабана перевищує 20 мм, тому
Товщина стінки днища без отворів				23,89
Товщина стінки днища з отворами				44,07
Товщина стінки днища без отворів			Приймаємо
Товщина стінки днища з отворами			Приймаємо

4.3 Розрахунок на міцність стінки труби пароперегрівача Таблиця 4.7 — Розрахунок на міцність стінки труби пароперегрівача


Величина	Позна-чення	Оди-ниця виміру	Розрахункова формула або спосіб визначенния	Резуль-тат


Температурний напір пароперегрівача		°C	Таблиця 2.16	530,1
Коефіцієнт теплопередачі для пароперегрівача				67,49
Максимальне питоме теплосприйняття в розрахунковому перерізі труби
Ентальпія пари на вході до пароперегрівача				2827,7
Поверхня нагріву пароперегрівача	H	м2	2.7 Розрахунок пароперегрівача	145,87
Ентальпія пари на виході у розрахунковому перерізі труби				3289,9
Середній тиск у пароперегрівачі	Р	МПа	2.7 Розрахунок пароперегрівача	4,2
Температура робочого тіла в розрахунковому перерізі труби		°C	Таблиця ХХV, стор. 189 [1]	433,5
Перевищення температури пари над середньою в розрахунковому перерізі		°C	п.8−03 [1]
Коефіцієнт теплопровідності металу стінки			Сталь Х18Н10Т, Таблиця 8−1, стор. 80 [1]	21,8
Коефіцієнт тепловіддачі від стінки до пари			Таблиця 2.17	338,25
Коефіцієнт відношення діаметрів				1,23
Критерій	Ві			0,202
Коефіцієнт розтікання тепла			Номограма 24, стор. 244 [1]	0,82
Температура стінки металу труби		°C		567,5
Номінальне допустиме напруження матеріалу		МПа	Сталь Х18Н10Т, Таблиця 10−1, стор. 160 [8]	84,25
Коефіцієнт, що враховує умови роботи матеріалу			Для труб пароперегрівача
Допустиме напруження матеріалу		МПа		84,25
Розрахункова товщина стінки труби без урахування прибавки		мм		0,66
Прибавка до товщини стінки труби		мм	< 20 мм	0,5
Мінімальна товщина стінки труби		мм		1,16

4.4 Розрахунок на міцність стінки вихідної камери пароперегрівача Таблиця 4.8 — Розрахунок на міцність стінки вихідної камери пароперегрівача


Величина	Позна-чення	Оди-ниця виміру	Розрахункова формула або спосіб визначенния	Резуль-тат


Умовний діаметр отвору для трубки пароперегрівача		мм		32,5
Поперечний крок		мм	Таблиця 2.15
Повздовжній крок		мм
Температура стінки вихідної камери		°C
Номінальне допустиме напруження матеріалу		МПа	Сталь Х18Н10Т, Таблиця 10−1, стор. 160 [8]
Коефіцієнт, що враховує умови роботи матеріалу			Для вихідної камери
Допустиме напруження матеріалу		МПа
Коефіцієнт міцності у поперечному напрямку				0,56
Коефіцієнт міцності у поздовжньому напрямку				0,42
Коефіцієнт міцності			Найменше з та	0,42
Розрахунковий тиск	Р	МПа
Внутрішній діаметр камери		мм	Прототип котла
Розрахункова товщина стінки камери без урахування прибавки		мм		11,12
Прибавка до товщини камери		мм	< 20 мм	0,5
Товщина стінки камери

Показати весь текст

Заповнити форму поточною роботою