- •Пояснительная записка к курсовому проекту
- •Оглавление
- •Введение
- •Расчет энтальпий продуктов сгорания.
- •Тепловой баланс котла.
- •Тепловой расчет теплообмена в топке.
- •Р асчет фестона.
- •Расчет пароперегревателя.
- •Расчет водяного экономайзера.
- •Расчет воздухоподогревателя.
- •Невязка теплового баланса:
- •Аэродинамический расчет котла.
- •Заключение
- •Список литературы
Невязка теплового баланса:
Невязка теплового баланса |
∆Q |
|
100% |
|
0,4196 |
Невязка не превышает 0,5% – расчёт верный.
Аэродинамический расчет котла.
Аэродинамический расчет котла производится с целью выбора тягодутьевых устройств и определения высоты дымовой трубы. При расчете отдельно определяют характеристики газового и воздушного тракта.
Аэродинамический Расчёт Котла |
||||||
Наименование величины |
Обозначе-ние |
Размер-ность |
Формула или обоснование |
Расчет |
Значение |
|
Расчет высоты дымовой трубы по резервному топливу |
||||||
Марка топлива |
- |
- |
Мазут низкосернистый М40 |
- |
- |
|
Состав топлива |
W |
% |
Нормативник |
- |
0,15 |
|
A |
% |
Нормативник |
- |
0,03 |
||
S |
% |
Нормативник |
- |
0,39 |
||
C |
% |
Нормативник |
- |
87,33 |
||
H |
% |
Нормативник |
- |
11,90 |
||
N |
% |
Нормативник |
- |
0,00 |
||
O |
% |
Нормативник |
- |
0,20 |
||
Теплота сгорания резервного топлива |
|
кДж/кг |
Нормативник |
- |
41680,00 |
|
Расход резервного топлива |
|
кг/с |
|
|
0,762 |
|
Теоретический объем воздуха необходимый на горение |
|
м3/кг |
|
0,0889·(87,33+0,375·0,39)+0,265·11,9+0,0333·0,2 |
10,94 |
|
Теоретический объем азота |
|
м3/кг |
|
|
8,63 |
|
Теоретический объем сухих трехатомных газов |
|
м3/кг |
|
|
1,63 |
|
Теоретический объем водяных паров |
|
м3/кг |
|
|
1,499 |
|
Действительный объем продуктов сгорания |
|
м3/кг |
|
|
12,87 |
|
Объем газов, выходящих из дымовой трубы |
|
м3/с |
|
0,762
|
15 |
|
Диаметр устья дымовой трубы |
D` |
м |
|
|
1,38 |
|
Предварительное значение скорости |
ω` |
м/с |
Задаемся |
- |
10,00 |
|
Стандартный диаметр устья дымовой трубы |
|
м |
По ГОСТ 34519-2019 |
- |
1,50 |
|
Уточненное значение скорости |
ω |
м/с |
|
|
8,49 |
|
Масса оксида серы |
|
г/с |
|
|
5,88 |
|
Расчетная высота дымовой трубы |
|
м |
|
|||
Определение высоты дымовой трубы |
|
м |
При заданных высотах: 20 25 30 |
27,48 28,70 29,66 |
||
Коэффициент температурной стратификации |
А |
- |
Задаемся |
- |
120,00 |
|
Коэффициент рельефа |
Кр |
- |
Задаемся |
- |
1,00 |
|
Безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе |
F |
- |
Принимаем |
- |
1 |
|
Разность температур между температурой дымовых газов и максимальной среднемесячной температурой наиболее теплого месяца |
ΔТ |
°С |
- |
140 - 15 |
125 |
|
Коэффициент, учитывающий условия выхода смеси из устья дымовой трубы. |
m |
- |
|
Расчёт m на следующие высоты дымовой трубы: 20 25 30 |
0,6599 0,7197 0,7687 |
|
Параметр, зависящий от геометрических размеров трубы |
f |
- |
|
Расчёт f на следующие высоты дымовой трубы: 20 25 30 |
2,162 1,384 0,961 |
|
Коэффициент, учитывающий условия выхода из дымовой трубы загрязняющего вещества |
n |
- |
- |
- |
1,00 |
|
ПДК |
ПДК |
мг/м3 |
Нормы |
- |
0,05 |
Высоту дымовой трубы принимаем равной 30 метров.
Расчёт воздушного тракта |
|||||
Рассчитываемая величина |
Обозначе-ние |
Размерность |
Формула или обоснование |
Расчет |
Значение |
Сопротивление воздушного тракта |
Hв.тр |
Па |
|
|
3334,29 |
Сопротивление всасывающего патрубка |
|
Па |
|
|
517,8 |
Скорость воздуха в вс.патрубке |
|
м/c |
Принимаем на интервале 10-15 |
- |
12 |
Коэффициент местного сопротивления вс. патрубка |
|
- |
При наличии заслонки |
- |
0,2 |
Коэффициент местного сопротивления участка, для поворота на 90° |
|
- |
Два поворота на 90° |
1+1 |
2 |
Коэффициент местного сопротивления участка, для поворота на 180° |
|
- |
Два поворота на 180° |
2+2 |
4 |
Плотность воздуха при реальных условиях |
|
кг/ |
|
|
1,16 |
Плотность воздуха при нормальных условиях |
|
кг/ |
- |
const |
1,29 |
Температура холодного воздуха |
|
|
- |
- |
30 |
Сопротивление трения воздуховода по длине |
|
Па |
· · · |
0,02· · ·1,16 |
32,49 |
Эквивалентный диаметр для прямоугольного сечения воздуховода |
|
м |
|
|
0,617 |
Длина воздуховода |
|
м |
По чертежу |
5+7 |
12 |
Сопротивление горелки |
|
Па |
|
|
2784 |
Коэффициент местного сопротивления горелки |
|
- |
Определяется типом горелки. Тип ГМ. |
- |
3,0 |
Скорость воздуха в горелке |
|
м/с |
Принимаем |
- |
40 |
Коэффициент сопротивления трения для металлических каналов |
|
- |
Нормативный метод |
- |
0,02 |
Выбор центробежного дутьевого вентилятора для подачи воздуха в топку. (Воздушный тракт) |
|||||
Рассчитываемая величина |
Обозначе-ние |
Размер-ность |
Формула или обоснование |
Расчет |
Значение |
Сопротивление воздушного тракта |
Hв.тр |
Па |
|
|
3334,29 |
Производительность вентилятора |
Qв |
м3/ч |
|
|
37228 |
Коэффициент запаса по производительности |
|
- |
Нормативный метод |
- |
1,1 |
Расчетный расход топлива |
|
м3/с |
Рассчитан ранее |
- |
0,676 |
Коэффициент избытка воздуха в топке по мазуту |
αТ |
- |
Рассчитан ранее |
- |
1,05 |
Присос воздуха в топку |
Δαт |
- |
Рассчитан ранее |
- |
0,05 |
Теоретический объем воздуха для сжигания 1 м3 газа |
Vo |
м3/ м3 |
Рассчитано ранее |
- |
12,53 |
Расчётное давление, создаваемое дутьевым вентилятором |
|
Па |
|
|
4137,7 |
Коэффициент запаса по давлению |
|
- |
Нормативный метод |
- |
1,2 |
Температура, для которой составлена характеристика дутьевого вентилятора |
|
|
Нормативный метод |
- |
20 |
Мощность привода электродвигателя для вентилятора |
|
кВт |
|
|
64,18 |
Коэффициент запаса по потребляемой мощности |
|
- |
Нормативный метод |
- |
1,05 |
КПД вентилятора |
|
% |
Определяется по выбору вентилятора |
- |
70 |
Выбираем центробежный вентилятор одностороннего всасывания типа ВДН-13,5 с мощностью электродвигателя N = 200 кВт, производительностью Q = 60 тыс. м3/ч и полным давлением H = 5030 Па. Частота вращения 1000 об/мин. Марка электродвигателя, поставляемого к вентилятору: АИР355S6.
Расчёт газового тракта |
|||||
Рассчитываемая величина |
Обозна-чение |
Разме-рность |
Формула или обоснование |
Расчет |
Значение |
Сопротивление газового тракта |
|
Па |
|
40+20,02+46,47+116,7+640,1 +46,81+36,58+120,38+72,23 – 88 |
1051,29 |
Топка |
|||||
Разрежение в топке |
|
Па |
Принимается на интервале 20-50 |
- |
40 |
Фестон |
|||||
Сопротивление пучка фестона |
|
Па |
|
|
20,02 |
Средняя скорость продуктов сгорания на поверхности нагрева фестона |
|
м/с |
|
Рассчитана раннее |
10,82 |
Средняя температура продуктов сгорания у пучка фестона |
|
|
Рассчитана ранее |
- |
1315,5 |
Средняя плотность газов |
|
|
|
|
0,225 |
Коэффициенты сопротивления гладкотрубного коридорного пучка |
|
- |
|
|
1,52 |
Количество рядов труб по глубине пучка |
z |
- |
По чертежу |
- |
3 |
Коэффициент сопротивления, отнесённый к одному ряду шахматного пучка |
|
- |
· |
|
0,38 |
Коэффициент формы шахматного пучка |
|
- |
≥ 2 = 3,2 |
= 3,5 ≥ 2 |
3,2 |
Диагональный шаг труб |
|
- |
|
|
0,53 |
Коэффициент φ |
φ |
- |
|
|
0,319 |
Число Рейнольдса |
Re |
- |
|
|
2622 |
Пароперегреватель |
|||||
Сопротивление пучка ПП |
|
Па |
|
|
46,47 |
Средняя скорость продуктов сгорания на поверхности ПП |
|
м/с |
|
Рассчитана раннее |
8,87 |
Средняя температура продуктов сгорания |
|
|
|
- |
1052,5 |
Средняя плотность газов |
|
|
|
|
0,2698 |
Коэффициенты сопротивления гладкотрубного коридорного пучка пароперегревателя |
|
- |
·z |
0,1399·17 |
2,3783 |
Коэффициенты сопротивления гладкотрубного коридорного пучка одного ряда труб |
|
- |
0,32· · · |
0,32· · |
0,1399 |
Коэффициент φ |
φ |
- |
|
|
1,87 |
Число Рейнольдса |
Re |
- |
|
|
1599 |
Количество рядов труб по глубине пучка ПП |
z |
- |
По чертежу |
- |
17 |
Коэффициент местного сопротивления участка, для поворота на 1800 |
|
- |
Нормативный метод |
- |
2 |
Водяной экономайзер |
|||||
Сопротивление водяного экономайзера |
|
Па |
|
|
116,7 |
Средняя скорость продуктов сгорания на поверхности нагрева ВЭК |
|
м/с |
|
Рассчитана раннее |
5,08 |
Средняя плотность газов |
|
|
|
|
0,444 |
Средняя температура продуктов сгорания |
|
|
|
- |
530 |
Коэффициент сопротивления шахматного пучка |
|
|
·(z + 1) |
0,43·(46+1) |
20,21 |
Коэффициент сопротивления, отнесённый к одному ряду шахматного пучка |
|
- |
· |
|
0,43 |
Коэффициент формы шахматного пучка |
|
- |
≥ 2 = 3,2 |
= 2,5 ≥ 2 |
3,2 |
Коэффициент φ |
φ |
- |
|
|
1,31 |
Диагональный шаг труб |
|
- |
|
|
0,06 |
Количество рядов труб по глубине ВЭК |
z |
- |
По чертежу |
- |
46 |
Число Рейнольдса |
Re |
- |
|
|
1680 |
Воздухоподогреватель |
|||||
Сопротивление воздухоподогревателя |
|
Па |
|
|
640,1 |
Средняя скорость продуктов сгорания на поверхности нагрева ВЭК |
|
м/с |
|
Рассчитана раннее |
11,77 |
Средняя температура продуктов сгорания |
|
|
|
- |
167,5 |
Средняя плотность газов |
|
|
|
|
0,812 |
Коэффициент сопротивления шахматного пучка |
|
|
·(z + 1) |
0,268·(34+1) |
9,38 |
Коэффициент сопротивления, отнесённый к одному ряду шахматного пучка |
|
- |
· |
|
0,268 |
Коэффициент местного сопротивления участка, для поворота на 1800 |
|
- |
Нормативный метод |
- |
2 |
Коэффициент формы шахматного пучка |
|
- |
= 3,2+(4,6-2,7· φ)· |
3,2+(4,6-2,7·1,6)· |
3,368 |
Коэффициент φ |
φ |
- |
|
|
1,6 |
Диагональный шаг труб |
|
- |
|
|
0,05 |
Количество рядов труб по глубине ВЗП |
z |
- |
По чертежу |
- |
34 |
Число Рейнольдса |
Re |
- |
|
|
11770 |
Самотяга дымовой трубы |
|||||
Самотяга дымовой трубы |
|
Па |
|
|
88 |
Плотность ух газов |
|
|
|
|
0,866 |
Плотность воздуха при температуре 30 |
|
|
Справочник |
- |
1,165 |
Сопротивление дымовой трубы |
|||||
Сопротивление дымовой трубы |
|
Па |
|
12,48 + 34,33 |
46,81 |
Потеря напора с выходной скоростью |
|
Па |
|
|
34,33 |
Коэффициент местного сопротивления с выходной скоростью |
|
- |
Нормативный метод |
- |
1,1 |
Сопротивление трения дымовой трубы по длине |
|
Па |
|
0,02 · · |
12,48 |
Скорость дым. газов |
|
м/c |
Задавались в расчёте дым. трубы |
- |
8,49 |
Плотность дымовых газов |
|
кг/м3 |
|
|
0,866 |
Сопротивление трения газохода по длине |
|||||
Сопротивление трения газохода по длине |
|
Па |
· · · |
0,02· · ·0,866 |
36,58 |
Эквивалентный диаметр для прямоугольного сечения газохода |
|
м |
|
|
0,8227 |
Длина газохода |
|
м |
По схеме газового и воздушного тракта |
7 + 9 + 9 |
25 |
Плотность ух газов |
|
|
|
|
0,866 |
Коэффициент сопротивления трения для металлических каналов |
|
- |
Нормативный метод |
- |
0,02 |
Местные потери в газоходе (повороты на 90°) |
|||||
Местное сопротивление газохода |
|
Па |
|
|
120,38 |
Коэффициент местного сопротивления участка, для поворота на 90° |
|
- |
Два поворота на 90° |
1+1 |
2 |
Сопротивление дымососа |
|
Па |
|
( |
72,23 |
Коэффициент местного сопротивления дымососа |
|
- |
Нормативный метод |
- |
0,2 |
Плотность ух газов |
|
|
|
|
0,866 |
Выбор дымососа. (Газовый тракт) |
|||||
Рассчитываемая величина |
Обо-значе-ние |
Разме-рность |
Формула или обоснование |
Расчет |
Значение |
Сопротивление газового тракта |
|
Па |
|
40+20,02+46,47+116,7+640,1 +46,81+36,58+120,38+72,23 – 88 |
1051,29 |
Производительность дымососа |
Qд |
м3/ч |
|
1,1 · 0,676 · 21,348· · |
86454 |
Объём уходящих газов |
|
м3/ м3 |
|
13,83·(1,05+0,05+0,075+ 0,14+0,21-1)·12,53 |
21,348 |
Коэффициент запаса по производительности |
|
- |
Нормативный метод |
- |
1,1 |
Расчетный расход топлива |
|
кг/с |
Рассчитан ранее |
- |
0,676 |
Расчётное давление, создаваемое дымососом |
|
Па |
|
|
1101,52 |
Коэффициент запаса по давлению |
|
- |
Нормативный метод |
- |
1,2 |
Температура, для которой составлена характеристика дымососа |
|
|
Нормативный метод |
- |
200 |
Мощность привода электродвигателя для дымососа |
|
кВт |
|
|
39,68 |
Коэффициент запаса по мощности
|
|
- |
Нормативный метод |
- |
1,05 |
КПД дымососа |
|
% |
Определяется по выбору дымососа |
- |
70 |
Выбираем дымосос типа ДН-18 с мощностью электродвигателя N = 132 кВт, производительностью Q = 103 тыс. м3/ч и полным давлением H = 3100 Па. Частота вращения 750 об/мин. Марка электродвигателя, поставляемого к дымососу: АИР355S8.