Геометрические характеристики поверхностей нагрева.

 

Общие указания.

 

Для теплового расчета котла необходимы геометрические характеристики топочной камеры, пароперегревателя, конвективных пучков, низкотемпературных поверхностей

 

 

нагрева, которые определяются по размерам на чертежах однотипных котлов.

       Размеры на чертежах проставляются с точностью до 1 мм. Зачеты величин в м следует выполнять с точностью до трех знаков после запятой, в м² и м³ – с точностью до одного знака после запятой. Если необходимый размер на чертежах не проставлен, то его необходимо замерить с точностью до 1 мм и умножить на масштаб чертежа.

           

 

       4.2 Геометрические характеристики топочной камеры.

    4.2.1 Расчет площади поверхностей, ограждающих объем топочной камеры.

      

       Границами объема топочной камеры являются осевые плоскости экранных труб или обращенные в топку поверхности защитного огнеупорного слоя, а в местах, не защищенных экранами, - стены топочной камеры и поверхность барабана, обращенная в топку. В выходном сечении топки и камеры догорания объем топочной камеры, котлов типа ДКВР, ограничивается плоскостью, проходящей через ось задних экранов. Поскольку поверхности, ограждающие объем топочной камеры, имеют сложную конфигурацию, для определения их площади поверхности разбивают на отдельные участки, площади которых потом суммируются.

 

           

 

       Расчет поверхностей котла типа ДКВР с удлиненным верхним барабаном и низкой компоновкой.

 

h_г – = 0, 27 м высота от пода топки до оси горелок;

h_т.к  = 2, 268 м - высота топочной камеры;

b_г.к  = 0, 534 м - ширина газового коридора;

Площадь боковых стен F_б.ст = (a₁ h₁ +a₂ h₂ + a₄ h₄ )2=12, 3  м²;

Площадь фронтовой стены F_ф.ст = bh=13, 12 м²;

Площадь задней стены топки F_з.ст = b(h + h )=12, 85 м²;

Площадь двух стенок камеры догорания F_к.д = 2bh₄=15, 48 м²;

Площадь пода топки и камеры догорания F_пода = b(a₃ + a₄ )=7, 74 м²;

Площадь потолка топки и камеры догорания F_пот = b(a₁ + a₄) =5, 64  м²;

Общая площадь ограждающих поверхностей

F_ст = F_б.ст + F_ф.ст + F_з.ст + F_к.д + F_пода + F_пот=67, 13 м²;

 

 

a₁=2, 134 м        h =3, 335 м

a₂=1, 634 м        h₁=1, 067 м

a₃=1.1 м            h₂=1, 968 м

a₄=0, 33 м          h₃=2, 2 м

b =3, 935 м        h₄=1, 968 м

 

 

 

Геометрические характеристики топочных экранов и выходного окна топки

Наименование величины	Усл. Обознач. Ед. измер.	Фронтальный экран	Задний экран		Боковой экран		Выходное окно топки
			топки	Камеры догорания	левый	правый
1. Наружный диаметр труб	d мм	-	-	51	51	51	-
2. Шаг экранных труб	S мм	-	-	80	80	80	-
3.Относительный шаг экранных труб	σ	-	-	1, 56	1, 56	1, 56	-
4. Расстояние от оси экранной трубы до обмуровки	e мм	-	-	40	40	40	-
5. Относительное расстояние от оси трубы до обмуровки	ē	-	-	0, 78	0, 78	0, 78	-
6. Угловой коэффициент	x	-	-	1	1	1	1
7. Расчетная ширина экрана	bэ мм	-	-	416	2810	2810	bв.о = 534
8. Число труб	z шт.	-	-	7	37	37	-
9. Средняя освещенная длина труб экрана	lсрэ мм	-	-	1497, 6	2750	2750	lв.о. = 1334
10. Площадь стены, занятой экраном	Fпл м2	-	-	0, 62	7, 72	7, 72	Fв.о = 0, 71
11.Лучевоспринимающая поверхность экрана	Hэ м2	-	-	0, 62	7, 72	7, 72	-

 

    4.2.2 Расчет лучевоспринимающей поверхности топочных экранов и выходного окна топки.

       Газомазутный котел ДКВР-6, 5-13 имеет камерную топку и выпускается с удлиненным верхним барабаном, с низкой компоновкой в тяжелой и облегченной обмуровке. Котел имеет 1 ступень испарения. В топке имеет 2 боковых экрана, - фронтового и заднего экрана нет.

       Замер длины трубы экрана производится в объеме топочной камеры от места вальцовки трубы в верхний барабан или коллектор до места выхода трубы из топочной камеры в нижний коллектор или до места вальцовки трубы в нижний барабан в соответствии с рисунками.

           

Пояснения к таблице:

d-диаметр труб, экранирующих стены топочной камеры, мм; одинаков для всех труб, проставлен на исходных чертежах;

S-шаг экранных труб, мм (принимается по чертежам). Шаг одинаков для всех экранов;

-относительный шаг экранных труб;

e-расстояние от оси экранной трубы до обмуровки, мм. Принимается по чертежам одинаковым для всех экранов. Если на чертеже этот размер не обозначен, то можно принять е=60 мм;

-относительное расстояние от оси трубы до обмуровки;

x - угловой коэффициент гладкотрубных однорядных настенных экранов.

Определяется по номограмме 1а Приложения по кривой 2 по относительному шагу ē

и и т.д. Угловой коэффициент плоскости, проходящей через оси первого ряда фестона, расположенного в выходном окне топки, равен единице;

b_э- расчетная ширина экранов, м; берется на продольном разрезе котла. Иногда на чертежах не указывают размер экрана по осям крайних труб, а указывают ширину в свету, т. е. расстояние от обмуровки до обмуровки противоположных стен b_св. Тогда ширину экрана можно рассчитать по формуле:

где b_св - ширина стены в свету, мм;

e и S – расстояние от оси экранной трубы до обмуровки и шаг, соответственно, мм;

b_ст - ширина стены на которой расположен экран, мм

z – число труб экрана, шт.; берется на исходных чертежах. Иногда на чертежах не указывается количество труб каждого экрана. Тогда z можно рассчитать по формуле:

l^ср_э – средняя освещенная длина трубы экрана, мм; определяется измерением по чертежу конфигурации трубы. Если экран имеет разную длину труб то необходимо найти среднюю длину:

l^ср_э =

b_в.о = b_г.к = 600 мм – где b_г.к – ширина газового коридора.

 

 

 

 

 

Определение освещенной длины трубы экранов.

 

Котел ДКВР с удлиненным верхним барабаном.

Боковой экран:

       l^ср_эб = l_эб = l_9-10+ l_10-11 + l_11-12= 5335 мм;  

где l_9-10 = 1000, l_10-11 = 933, l_11-12 = 3402 мм – замеряется по чертежам.

Выходное окно топочной камеры, не закрытое трубами экрана, (для котлов ДКВР)

       l_в.о. = h₆ = 1334 мм – замеряется по чертежам.

       Фронтовой экран:

       l_эф = l_5-6+ l_6-7 + l_7-8= 3600 мм;  

где l_5-6 = 1000, l_6-7 = 933, l_7-8 = 1667, мм – длина спрямленных участков трубы.

       Задний экран топки:

       l^T_э.з = l_1-2+ l_2-3 + l_3-4= 3967 мм

где l_1-2 = 933, l_2-3 = 1667, мм – длина участков трубы.

l_3-4 мм = h₅ = 1367 – замеряется на чертежах.

       Задний экран камеры догорания:

       l^к.д._э.з = l_5-6+ l_6-7 = 2867 мм;  

где l_5-6 = 1200, l_6-7 = 1667, мм – длина участков трубы.

 

Площадь стены, занятой экраном:

       F_пл = b_э l^ср_э 10^-6=7, 72 м²

гда b_э, l^ср_э – из расчетов выше.

       Площадь выходного окна топочной камеры не занятого трубами экрана:

       F_в.о = b_в.о l_в.о 10^-6= 0, 71 м²

где b_в.о, l_в.о – из расчетов выше.

       Лучевоспринимающая поверхность экранов и выходного окна топочной камеры:

       Н_э = F_пл х = 15, 44 м²

 

 

Геометрические характеристики топочной камеры

Наименование величины	Условное обозначение	Единица измерения	Величина
1. Площадь стен топки	Fст	м2	67, 13
2. Лучевоспринимающая поверхность топки	Hл	м2	15, 44
3. Высота топки	Hт	м	2, 268
4. Высота расположения горелок	hг	м	0, 27
5. Относительная высота расположения горелок	xг	-	0, 11
6. Активный объем топочной камеры	Vт	м3	26, 74
7. Степень экранирования топки		-	0, 21
8. Эффективная толщина излучающего слоя	s	м	1, 43

Пояснения к таблице

Площадь стен топки

F_ст = F_б.ст + F_ф.ст + F_з.ст + F_к.д + F_пода + F_пот=67, 13 м²;

Лучевоспринимающая поверхность топки

H_л=H_эф+H^т_эз+H^к.д_эз +2H_эб+H_в.о= 15, 44 м²,

где Н_л.эф , H_л.эз, H_л.эб, H_л.вых указаны в таблице

Высота топки h_тк = 2, 268 м - замеряется на продольном разрезе котла от пода топки до середины выходного окна топки.

       Высота расположения горелок h_г =0, 27, м – это расстояние от пода топки до оси горелок.

       Относительная высота расположения горелок:

       = 0, 11

       Активный объем топочной камеры:

        = 26, 74 м³

где b = 3, 93 м – ширина топки

F_ст.б – площадь боковой стены, м²

Степень экранирования топки

= 0, 21

где H_л – лучевоспринимающая поверхность топки, м²

F_ст = 67, 13 – площадь стен топки, м²,

Эффективная толщина излучающего слоя в топке

= 1, 43 м,

где V_Т.К – активный объем топочной камеры, м³

 

       4.3 Геометрические характеристики пароперегревателя (п/п)

Пароперегреватели котла ДКВР выполняются из цельнотянутых вертикальных или горизонтальных змеевиков с диаметром труб 28-42 мм. П/П подвешен к верхнему барабану в первом газоходе после 2-3 ряда труб конвективного пучка с одной стороны барабана.

 

 

У котлов ДКВР трубы п/п крепятся в верхнем барабане вальцовкой, а выходные концы привариваются к камере (коллектору) перегретого пара. Петли змеевиков стянуты друг с другом хомутами, а сами змеевики прикреплены к потолочному щиту с помощью подвесок. Расположение п/п коридорное.

 

Геометрические характеристики пароперегревателя

Наименование величины	Усл. Обо- значе- ния	Ед. измер- ения	Фес- тон
1. Наружный диаметр труб	dн	мм	32
2.Внутренний диаметр труб	dвн	мм	26
3. Поперечный шаг труб	s1	мм	80
4. Продольный шаг труб	s2	мм	64
5.Относительный поперечный шаг труб		—	2, 5
6.Относительный продольный шаг труб		—	2
7.Количество труб (петель) в ряду	n	шт	8
8.Количество рядов труб (вдоль оси барабана)	z	шт	3
9.Глубина газохода для размещения п/п	Lпе	м	0, 253
10.Средняя освещенная длина труб (петли)	lсртр	мм	3030
11.Конвективная поверхность нагрева		м²	2, 44
12.Конвективная поверхность нагрева п/п	Нпе	м²	7, 32

 

Пояснения к таблице

 

       Принимаем что движение газов в котельных пучках организовано поперек оси барабана и тогда из условий s₁ =  s₂ = мм

= = 2, 5 - относительный поперечный шаг;

= = 2 - относительный продольный шаг;

n = 8 – количество труб в ряду, шт.

z – число рядов труб (вдоль оси барабана). Принимается исходя из необходимого сечения для прохода пара f.

Средняя температура пара в пароперегревателе:

 215, 5 °С

где t_пе = 240 °С – температура перегретого пара,

t_s = t_н.п, = 191 °С – температура насыщенного пара.

Средний удельный объем перегретого пара v = 0, 16212 м³/кг, принимается из таблиц по Р_пе=1, 3 МПа и .= 215, 5°С

       Средний объемный расход перегретого пара:

V_пе = D_пе v = 0, 291816 м³/кг,

где D_пе = D = 1, 8 кг/с – паропроизводительность котла.

       Сечение для прохода пара в п/п:

f = = 0, 01167264 м²

 

 

 

W_пе – скорость пара в п/п, задается равной 25 м/с.

Число рядов п/п:

z = = 3 шт.

       Необходимая глубина газохода для размещения пароперегрквателя:

L_пе = s₁z 10^-3 = 0, 24 м.

l^ср_тр = 3030 мм – средняя освещенная длина трубы (петли) п/п,           

       Поверхность нагрева одного ряда п/п:

Н_р = = 2, 44 м².

       Конвективная поверхность нагрева п/п:

Н_пе = Н_рz = 7, 32 м²

 

 

Рис. Пароперегреватель котла ДКВР-4-13-250

 

⇐ Предыдущая1234Следующая ⇒

Поделиться: