Пример теплового расчета вспомогательного парового котла

Рассмотрим порядок выполнения теплового расчета судового вспомогательного котла с естественной циркуляцией на мазут­ном отоплении. Целью теплового расчета является определение конструктивных размеров расчетной площади теплопередающих поверхностей нагрева, обеспечивающих требуемую паропроизводительность при заданных параметрах пара, питательной воды и топлива. Одновременно с этим в задачу расчета входит определение расхода топлива, воздуха и газообразных продук­тов сгорания, необходимых для выбора вспомогательных меха­низмов, обслуживающих котел (вентилятора, топливного на­соса, форсунок и др.).

Тепловой расчет основан на теоретическом материале, изло­женном в гл. 2 и 3, который рекомендуется тщательно прорабо­тать перед выполнением теплового расчета котла.

Общий вид вспомогательного парового котла, подлежащего расчету, показан на рис. 3.14. У котла нет пароперегревателя, воздухоподогревателя и экономайзера. Он имеет парообразую­щую поверхность нагрева и предназначен для производства влажного пара в количестве , кг/с.

Рис. 3.14. Схема вспомогательного парового котла

Тепловой расчет котла удобно разбить на четыре этапа.

1-й этап: определение объемов воздуха и продуктов сгорания топлива и построение диаграммы . На этом этапе по за­данному составу топлива определяют теоретический объем воз­духа , необходимый для полного сжигания 1 кг топлива, и объем образующихся при горении топлива газообразных про­дуктов сгорания (дымовых газов): , , . Полученные данные используются для расчета энтальпии продуктов сгора­ния I в зависимости от температуры и коэффициента избытка воздуха . По результатам расчетов энтальпии I, выполненным в интервале температур от 0 до 2200°С (через каждые 100°С), строят график зависимости I = ƒ( ), называемый диаграммой «температура – энтальпия» ( ). Полученная диаграмма используется на 3-м и 4-м этапах.

2-й этап: определение расхода топлива и величин, необходи­мых для расчета топки. По заданной паропроизводительности , параметрам пара и питательной воды , , , параметрам топлива и заданно­му к. п. д. котла ц опре­деляют расход топлива В на номинальном ре­жиме работы котла (то есть режиме полной или 100%-ной нагруз­ки). Здесь же находят величины для теплово­го расчета топки. Не­обходимые для расче­тов параметры воды и пара принимают по графику, представлен­ному на рис. 3.15.

3-й этап: тепловой расчет топки. По конструктивным разме­рам, снятым с эскиза спроектированной топки (облучаемая дли­на труб экрана и притопочного пучка ), и принятой длине топки находят лучевоспринимающую парообразующую поверхнотъ нагрева топки . Затем по формуле (3.24) вычис­ляют топочный критерий Больцмана Во и по формуле (3.25) рассчитывают безразмерную температуру газов, покидающих топку , а по ней значения температуры и . В конце определяют количество лучистой теплоты , воспринятой в топке.

4-й этап: тепловой расчет конвективного парообразующего пучка труб. По размерам, снятым с предварительно спроекти­рованного парообразующего пучка труб, определяют живое се­чение для прохода газов в пучке , скорость движения газов ,

Таблица 3.1