Поверочно-конструкторский расчет пароперегревателя

 

2.1. Целью поверочно-конструкторского расчета пароперегревателя является определение расчетной поверхности нагрева. При известных тепловосприятиях, конструктивных размерах и характеристиках. Тепловосприятие пароперегревателя определено ранее, конструктивные размеры и характеристики поверхности заданы чертежом. Решением уравнения теплопередачи определяют требуемую (расчетную) величину поверхности нагрева пароперегревателя, сравнивают ее с заданной по чертежу и принимают решение о внесении конструктивных изменений в поверхность.

2.2. По чертежам парового котла составляют эскиз пароперегревателя в двух проекциях на миллиметровой бумаге в масштабе 1:25 или 1:50 (по согласованию с руководителем) и схему движения пара. На эскизе указывают все конструктивные размеры поверхности. Пример эскиза приведен на рис. 10

2.2.1. По чертежам, эскизу и данным из таблицы 4 в приложении составляют табл.21 конструктивных размеров и характеристик пароперегревателя, определяют фактические (по чертежу) поверхности нагрева, площади живых сечений для прохода газов и пара как для отдельных ступеней поверхности, так и в целом для всего пароперегревателя. Целесообразность разделения пароперегревателя на ступени обычно определяют характером взаимного движения сред (газов и пара) и размещением между ступенями пароохладителей. Нумерация ступеней в указаниях ведется по ходу газа. Поверхность нагрева для каждой ступени пароперегревателя определяют по наружному диаметру труб, полной длине змеевика (с учетом гибов) li и числу труб в ряду (поперек газохода) z1 . В нее включают также поверхность труб, приникающих к обмуровке, называемую дополнительной, которую определяют как произведение площади стены Fст, занятой этими трубами, на угловой коэффициент х, определяемый по номограмме 1 (рис.7 в приложении) на основании соотношений S1/dи e/d, причем e/d≈t/d=0,5.

Таким образом, с учетом особенностей конструкции пароперегре­вателей поверхность нагрева каждой ступени определяют по формуле

Fiпе=z1i·di·p·li + Fстi·x, (97)

 

 

Рисунок 10 – Эскиз пароперегревателя парового котла Е-35-40


2.2.2. Глубину газового объема до пучка каждой ступени liоб и глубину пучка ступени liп определяют по рекомендациям раздела III.

Поперечный шаг в пределах каждой ступени пароперегревателей на рис. 10 не изменяется и потому совпадает со средним его значением.

Средний продольный шаг для каждой ступени определяют расчетом по формуле:

S2i=liп/(zi-1), (98)

Средние шаги (поперечный или продольный) для пароперегревателя в целом определяют по формуле:

Siср=(S'·F1пе+Si"·F2пе)/(F1пе+F2пе), (99)

По средним значениям шагов для пароперегревателя в целом S1ср и S2ср и среднему диаметру dср рассчитывают эффективную толщину излучающего слоя S, м. (раздел III).

2.2.3. Нередко в первой и второй ступенях пароперегревателя диаметры труб не одинаковы. Тогда определяют средний диаметр (наружный и внутренний) труб для пароперегревателя в целом по формуле:

dср=(F1пе+F2пе)/(F1пе/d1+F2пе/d2), (100)

По средним значениям шагов и диаметров находятих средние относительные значения для перегревателя в целом.

Таблица 21.

Конструктивные размеры и характеристики пароперегревателя по чертежам и данным из табл. 4 в приложении.

Наименование величены обозначение Единица Номер ступени по ходу газа Весь пароперегреватель
Наружный диаметр труб d м d1 d2 dср
Внутренний диаметр труб dвн м d1вн d2вн dвнср
Число труб в ряду z1 Шт. z1' z1" —
Число рядов по ходу газов z2 Шт. z2' z2" z2'+ z2"
Средний поперечный шаг труб S1 м S1' S1" S1ср
Средний продольный шаг труб S2 м S2' S2" S2ср
Средний относительный поперечный шаг S1/d — S1'/d S1"/d S1'ср/d
Средний относительный продольный шаг S2/d — S2'/d S2"/d S2'ср/d
Расположение труб — — Шахматное или коридорное —
Характер взаимного движения сред — — Противоток, прямоток, смеш. ток и т.п. —
Длина трубы змеевика l м l1 l2 —
Поверхность, примыкающая к стене Fст··x м2 Fст2··x Fст2··x (Fст1+ Fст2)·x
Поверхность нагрева Fпе м2 F1пе F1пе F1пе+F1пе
Высота газохода на входе A' м a1' a2' —
Высота газохода на выходе a" М a1" a2" —
Ширина газохода b м b B b
Площадь живого сечения для прохода газов на входе F' м2 F1' F2' —
То же на выходе F" м2 F1" F2" —
То же среднее Fср м2 F1ср F2ср Fср
Средняя эффективная толщина излучающего слоя S м — — S
Глубина газов объёма до пучка lоб м l1об l2об (l1+ l2)об
Глубина пучка lп м l1п l2п (l1+ l2)п
Количество змеевиков, включённых параллельно по пару M Шт. m1 M2 mср
Живое сечение для прохода пара f м2 f1 f2 fср

 

2.2.4. Площадь живого сечения для прохода газов при поперечном омывании газами пароперегревателя определяют на входе и выходе для каждой ступени (рис.10), а затем их усредняют. Если сечение входа Fвх и Fвых отличаются не более чем на 25%, то средние площадь сечения находят как среднеарифметическое, если же отличаются более чем на 25%, то усредняют по формуле 77 (раздел IV)

Площадь живого сечения на входе и выходе определяют по формуле:

Fi= ai·b – z1i·di·liпр, (101)

гдеai- высота газохода на входе в ступень и на выходе из нее, принимаемая в плоскости, проходящей через оси первого и последнего ряда труб м.; liпр- длина проекции первого или последнего ряда труб на соответствующую (входную или выходную) плоскость сечения, м. Необходимо иметь в виду, что l1пр£ ai; b - ширина газохода (между обмуровкой боковых стен), м.; z1i - число труб в ряду для рассматриваемого сечения; di - наружный диаметр труб соответствующей ступени, м.

Площадь среднего живого сечения для прохода газов перегревателя в целом получают усреднением живых сечений ступеней по формуле (м2):

Fср=(F1+ F2)/[(F'1/F1ср)+(F'2/F2ср)], (102)

Площадь среднего живого сечения для прохода пара для каждой ступени определяют по формуле (м2):

fi = mi·p· d2 i вн/4, (103)

Среднее его значение fср для перегревателя в целом рассчитывают по формуле, аналогичной (102).

2.3. Составляют таблицу исходных данных для поверочно-конструкторского теплового расчета пароперегревателя (табл. 22).

Средний удельный объем пара находят с использованием [1, 8] по удельным объемам пара в состоянии насыщенияυн при давлении в барабане Рб и перегретого пара υпе при его температуреtпеи давлении после пароперегревателяРпепо формуле

υср=( υн + υпе)/2, (104)

Все остальные величины были определены в предыдущих разделах.

2.3.1. Коэффициент теплопередачи определяют для перегрева­теля в целом по средним значениям необходимых величин из табл. 21,22 в соответствии с указаниями раздела III.

 

Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке для всех схем пароперегревателей определяют по формуле (61), соответствующим номограммам и поправкам на lоб и lп, рекомендованным в разделе III; средняя температура газов J=( J"ф + J"пе)/2.

Таблица 22.

Наименование величин Обозначение Единица Величина
Температура газов до пароперегревателя J"ф 0С  
Температура газов за пароперегревателем J"пе 0С  
Температура пара в состоянии насыщения tн 0С  
Температура перегретого пара tпе 0С  
Средний удельный объем пара в пароперегревателе υср м3/кг  
Тепловосприятие конвективное по балансу Qкпе кДж/кг  
Средний объем газов в пароперегревателе (при aпеср) Vr м3/кг (м3/м3)  
Объемная доля водяных паров tн о —  
Суммарная объёмная доля трёхатомных газов tп —  
Массовая концентрация золы в газоходе m кг/кг  

Коэффициент теплоотдачи от стенки к паруa2 определяют по рекомендациям раздела III при средних значениях давления(Рб+Рпе/2),температуры (tб+tпе/2) и скорости пара wпср:

wпср= υср·Dпе/fср, (105)

2.3.2. Температурный напор определяют в целом для всего пароперегревателя (раздел III).

Рекомендуемый в курсовом проекте метод определения среднего температурного напора для перегревателя в целом значительно сок­ращает объем расчетов (по сравнению с расчетом по ступеням), а вносимая при этом погрешность (в основном, за счет изменения тем­пературы пара в пароохладителе, установленном между ступенями) не оказывает серьезного влияния на результат теплового расчета.

Таким образом, на границах поверхности перегревателя в целом определяют больший и меньший температурные напоры (.как для чистого противотока) Δt'=J"ф- tпе и Δt"=J"пе- tн. Из значений Δt' и Δt" выбирают большие и меньшиеΔtб' и Δt'м и ведут расчет по формулам раздела III.

Поправочный коэффициент Ψ определяют по номограмме12 рис. 21 в приложении. В пароперегревателях с последовательно смешанным током (рис.10) Ψ определяют из номограммы 12 по безразмерным параметрамA, P, R. Указанные параметры рассчитывают по формулам:

A=Fпрм/F, (106)

P=( tпе- tн)/(J"ф-tн), (107)

R=(J"ф- J"пе)/(tпе- tн), (108)

где Fпрм — поверхность нагрева прямоточной ступени пароперегревателя, м2;

F — суммарная поверхность нагрева пароперегревателя, м2.

2.4. Определяют расчетную поверхность пароперегревателя по уравнений теплопередачи (раздел III):

Fпер=Qпек·Bр/K·Δt, (109)

и сравнивают с исходной поверхностью, изображенной на чертежах, эскизе, таблице 4 в приложении и указанной в табл.21.

Если невязка между этими поверхностями нагрева те превышает ±2%, то никаких конструктивных изменений не вносят.

Если невязка ±[(Fпер-Fпе)/Fпер ]·100 > 2%,то необходимо соответст­венно увеличить или уменьшить число петель змеевика, как прави­ло , в выходном газоходе пароперегревателя, но их не следует выдвигать из горизонтального газохода в поворотную камеру более чем на треть глубины конвективной шахты. (Если в указанных габаритах конструктивная поверхность не размещается, ее развивают в кон­вективной шахте.).

Следует иметь в виду, что в "сдвоенной" петле змеевиков че­тыре ряда труб - для перегревателей на рис.10. Поэтому число петель n, которое необхо­димо разместить дополнительноили, наоборот, вырезать, определя­ют по формулам:

для пароперегревателе на рис. 10:

n ≈ ± (Fпеp-F)/4·p·di·z1i·ai, (110)

где diz1iai - соответственно наружный диаметр труб, м; число труб в ряду; высота газохода (м) в той ступени пароперегревате­ля, поверхность которой изменяют.

Полученное числоn округляют до ближайшего целогоn.

Следует иметь в виду, чтоn должно быть числом целым, поэто­му выполненная конструктивная поверхностьFpk может немного не сов­падать с расчетной Fp. Изменения в компоновке пароперегревате­ля изображают на эскизе и чертеже.

 

 








Дата добавления: 2016-04-22; просмотров: 2952;


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам перенёс пользу информационный материал, или помог в учебе – поделитесь этим сайтом с друзьями и знакомыми.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2026 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.02 сек.