Тепловой расчет судового вспомогательного парогенератора

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО МОРСКОГО И РЕЧНОГО ТРАНСПОРТА
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ
УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ МОРСКОГО И РЕЧНОГО
ФЛОТА ИМ. АДМИРАЛА С.О. МАКАРОВА»
Кафедра теории и конструкции судовых двигателей внутреннего сгорания
Курсовой проект
по дисциплине «Парогенераторы»
ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ СУДОВОГО ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО
ПАРОГЕНЕРАТОРА
Пояснительная записка
Студент
группа СП-31
Журавлева К.Е.
Руководитель
к.т.н., доцент
Мельник О.В.
Санкт-Петербург
2019
1
ЗАДАНИЕ
на курсовой проект по дисциплине
«Парогенераторы»
Студенту Журавлевой К.Е.
Группа СП-31
Шифр 16118018
Тема курсового проекта
«Тепловой расчет судового вспомогательного парогенератора»
Номер варианта 7
Исходные данные: Тип парогенератора Котел отопительный водогрейный
Паропроизводительность
D= 600 кг/ч
Рабочее давление
P= 0,5 МПа
Сорт топлива Мазут 40 малосернистый
Температура питательной воды
tп.в.= 60 ºС
Хвостовая поверхность парогенератора газовый
воздухоподогреватель
Содержание курсового проекта
Расчетно-пояснительная записка в объеме не менее 20 листов.
Состав:
Содержание.
Введение.
1.Расчет объема продуктов сгорания.
2.Расчет и построение диаграммы «J –u».
3.Предварительный тепловой баланс парогенератора.
4.Расчет топки.
5.Расчет преобразующих поверхностей нагрева.
6.Расчет парообразующих поверхностей нагрева.
8.Выводы.
9.Библиографический список
Приложение 1. Диаграмма «J –υ».
Приложение 2. Схема балансов тепловых потоков температур продуктов сгорания/
Графический материал: Продольный и поперечный разрезы парогенератора.
«
Дата выдачи задания
Руководитель
Студент
»
Мельник О.В.
Журавлева К.Е.
2
2019 г.
Содержание:
Введение………………………………………………………...4
1.Определение объемов продуктов сгорания……………….5
2.Построение диаграммы «Jг-υ»……………………………...7
3.Предворительный тепловой баланс парогенератора…….8
4.Расчет топки парогенератора……………………………..12
4.1.Данные к расчету теплообмена в топке……………...12
4.2.Компоновка топки……………………………………..14
4.3.Расчет теплообмена в топке…………………………..16
5.Тепловой расчет конвективных парообразующих
поверхностей нагрева………………………………………….19
6.Компоновка и тепловой расчет воздухоподогревателя.......23
Выводы……………………………………………………........26
Библиографический список……………………………….......28
Приложение 1. Диаграмма «Jг-υ»……………………………..29
Приложение 2. Схема балансов тепловых потоков и
температур продуктов сгорания………………………………30
Графический материал: Продольный и поперечный разрезы
парогенератора (формат А1).
3
Введение
Судовой котел– теплообменный аппарат, устанавливаемы на судне,
в
котором
энергия
органического
топлива
или
электроэнергия
превращается в энергию пара или воды, используемую для нужд судна.
Многообразие котлоагрегатов определяет к ним основные требования:
 применение конкретного типоразмера аппарата должно обеспечить
передачу требуемого количества теплоты с получением конечных
температур;
 аппарат должен обладать определенной пропускной способностью
при заданном уровне гидравлических сопротивлений;
 при заданных параметрах теплоносителей, в теплообменных
аппаратах процесс должен протекать наиболее интенсивно, при
этом
сам
аппарат
должен
иметь
наименьшие
размеры
и
металлоемкость;
 определенный запас прочности парогенератора, гарантирующий его
безопасное использование при различных нагрузках;
 поверхности теплообмена и другие элементы конструкции аппарата,
омываемые
теплоносителями,
должны
обладать
достаточной
стойкостью к химическому и эрозионному воздействию;
 конструкция котла должна учитывать возможность периодических
осмотров, чистку или ремонт аппарата, позволяя перед этим
дренировать теплоносители.
Таким образом, при создании новейших парогенераторов нужно
руководствоваться
не
только
требованиями,
и
учитывать
но
основными
и
дополнительными
экономическую
и
эстетическую
составляющие проектирования, изобретая не только надежный, но и
выгодный аппарат, который будет надежен, эстетичен и прост в
использовании в течение заданных сроков эксплуатации.
4
1. Определение объёма продуктов сгорания
По заданной марке топлива из таблицы [1] определяется его
элементарный состав.
Для мазута 40 малосернистого:
Таблица 1
Расчётные характеристики жидких топлив
Низшая
теплота
Элементарный состав, %
сгорания,
кДж/кг
𝑝
Сp
Hp
(Np+Op)*
Ap
Wp
𝑆л
86,0
10,7
0,68
0,47
0,15
2
39800
*) Для расчётов принимать как кислород
Определяем объём сухого воздуха, необходимый для сгорания 1 кг
топлива, м3/кг:
𝑝
𝑉в𝑜 = 0,0889 ∙ (Ср + 0,375 ∙ 𝑆л ) + 0,267 ∙ 𝐻𝑝 − 0,0333 ∙ 𝑂𝑝
𝑉в𝑜 = 0,0889 ∙ (86 + 0,375 ∙ 0,47) + 0,267 ∙ 10,7 − 0,0333 ∙ 0,68 = 10,495
𝑝
где Сp, Hp, 𝑆л и Op – процентное содержание элементов в топливе.
Действительное количество воздуха, подаваемого в топку в расчете
на 1 кг топлива, м3/кг:
𝑉вд = 𝛼 ∙ 𝑉в𝑜 = 1,15 ∙ 10,495 = 12,07
где α – коэффициент избытка воздуха.
Величина α зависит от сорта топлива, способа его сжигания,
конструкции топочного устройства и нагрузки парогенератора. У
автономных вспомогательных парогенераторов, работающих при полной
нагрузке, α=1,1÷1,3.
При проектировании и эксплуатации парогенераторов всегда
стремятся обеспечить полное сгорание топлива при наименьших
значениях α. При этом уменьшится потери теплоты с уходящими газами и
снижается опасность низкотемпературной сернистой коррозии.
Объём продуктов полного сгорания 1 кг топлива, Vг, определяется
как сумма парциальных объёмов следующих газов, м3/кг:
Vг = VCO2 + VSO2 + VH2O + VN2 + VO2
Vг = 1,61 + 1,42 + 9,53 + 0,33 = 12,89
При химическом анализе продуктов сгорания процентное
содержание углекислого газа CO2 и сернистого газа SO2 определяют в
совокупности, а их суммарное содержание обозначают RO2.
5
Объём этих газов также определяется вместе как сумма объёмов
двух указанных компонентов продуктов сгорания, м3/кг:
VRO2 = VCO2 + VSO2
или
p
VRO2 = 0,0187 ∙ (Cp + 0,375 ∙ Sл )
VRO2 = 0,0187 ∙ (86 + 0,375 ∙ 0,47) = 1,61
Парциальный объём водяных паров определяется из выражения,
3
м /кг:
VH20 = 0,112 ∙ H p + 0,0124 ∙ W p + 1,24 ∙ Gф + 1,6 ∙ d ∙ Vвд
VH20 = 0,112 ∙ 10,7 + 0,0124 ∙ 2 + 1,24 ∙ 0 + 1,6 ∙ 0,01 ∙ 12,07 = 1,42
где Gф – удельный расход распыливающего форсуночного пара,
кг/кг;
в
современных
судовых
парогенераторах
применяются
механические (Gф=0) или паромеханические форсунки (Gф=0,01÷0,06
кг/кг);
d – влагосодержание атмосферного воздуха, кг/(кг сухого воздуха).
Обычно при тепловых расчётах парогенераторов принимают d=0,01
кг/кг;
1,24 – удельный объём водяных паров при нормальных физических
условиях, м3/кг.
Парциальные объёмы азота и избыточного кислорода определяются
из выражений, м3/кг:
VN2 = 0,79 ∙ α ∙ Vво = 0,79 ∙ 1,15 ∙ 10,495 = 9,53
V𝑂2 = 0,21 ∙ (α − 1) ∙ Vво = 0,21 ∙ 0,15 ∙ 10,495 = 0,33
По парциальным объёмам компонентов продуктов сгорания
определяются их объёмные доли:
𝑉𝑅𝑂2
1,61
𝑟𝑅𝑂2 =
=
= 0,125
𝑉г
12,89
𝑉𝐻2𝑂
1,42
𝑟𝐻2𝑂 =
=
= 0,11
𝑉г
12,89
Суммарная объёмная доля трёхатомных газов:
𝑟𝑛 = 𝑟𝑅𝑂2 + 𝑟𝐻2𝑂 = 0,125 + 0,11 = 0,236
6
2. Построение диаграммы «Jг-υ»
При выполнении теплового расчета парогенераторов удобно
определять энтальпию продуктов сгорания (Jг)по температуре и
температуру продуктов сгорания (υ) по их энтальпии с помощью
диаграммы «Jг-υ», которая представляет собой зависимость Jг = 𝑓(υ) при
α=const . При построении такой зависимости энтальпия рассчитывается
для температур в диапазоне от 0 до 2200°С через каждые 100÷200°С по
формуле, кДж/кг:
Jг = (𝑉𝑅𝑂2 ∙ 𝑐̅′𝑝𝑅𝑂2 + 𝑉𝐻2 𝑂 ∙ 𝑐̅′𝑝𝐻2𝑂 + 𝑉𝑁2 ∙ 𝑐̅′𝑝𝑁2 + 𝑉𝑂2 ∙ 𝑐̅′𝑝𝑂2 ) ∙ υ;
̅ 𝑝 - изобарные объемные теплоемкости
где 𝑐̅′𝑝 , 𝑐̅′𝑝 , 𝑐̅′𝑝 , 𝑐′
𝑅𝑂2
𝐻2 𝑂
𝑁2
𝑂2
компонентов продуктов сгорания,
кДж
м3 ∗К
;
υ -температура продуктов сгорания, °C.
Результаты расчетов сводят в таблицу [2] и по ним строят диаграмму
принимая следующий масштаб: 1мм-500 кДж/кг, 1мм- 10°С.
Таблица 2
υ ,°C
𝑉𝑅𝑂2
̅𝑝
𝑐′
𝑅𝑂2
м3
= 1,61 ,
кг
𝑉𝑅𝑂2 𝑐̅′𝑝𝑅𝑂2
м3
𝑉𝐻2 𝑂 = 1,42 ,
кг
𝑐̅′𝑝𝐻2𝑂 𝑉𝐻2 𝑂 𝑐̅′𝑝𝐻2𝑂
м3
𝑉𝑁2 = 9,53 ,
кг
𝑐̅′𝑝𝑁2 𝑉𝑁2 𝑐̅′𝑝𝑁2
м3
𝑉𝑂2 = 0,33 ,
кг
𝑐̅′𝑝𝑂2 𝑉𝑂2 𝑐̅′𝑝𝑂2
Jг ,
кДж
кг
0
1,7132
2,758
1,4730
2,092
1,3060
12,446
1,3130
0,433
-
200
1,8077
2,910
1,5230
2,163
1,3261
12,638
1,3445
0,444
3630,9
400
1,9021
3,062
1,5729
2,234
1,3563
12,926
1,3761
0,454
7470,2
600
1,9967
3,215
1,6230
2,305
1,3724
13,079
1,4070
0,464
11437,6
800
2,0910
3,367
1,6726
2,375
1,3946
13,291
1,4392
0,475
15605,7
1000
2,1655
3,486
1,7226
2,446
1,4167
13,501
1,4707
0,485
19919,0
1200
2,2600
3,639
1,7726
2,517
1,4366
13,691
1,5022
0,496
24410,7
1400
2,3744
3,823
1,8227
2,588
1,4610
13,923
1,5338
0,506
29176,7
1600
2,4669
3,972
1,8727
2,659
1,4831
14,134
1,5653
0,517
34050,3
1800
2,5633
4,127
1,9226
2,730
1,5053
14,346
1,5969
0,527
39113,1
2000
2,6576
4,279
1,9726
2,801
1,5274
14,556
1,6264
0,537
44345,3
2200
2,7523
4,431
2,0226
2,872
1,5495
14,767
1,6599
0,548
49759,2
7
3.Предварительный тепловой баланс парогенератора
Уравнение теплового баланса записывается в следующем виде:
𝑝
𝑄𝑝 = 𝑄1 + 𝑄2 + 𝑄3 + 𝑄4 + 𝑄5
𝑝
где 𝑄𝑝 – расчётная располагаемая теплота, кДж/кг;
Q1 – полезно используемая теплота, идущая на подогрев питательной воды
до температуры кипения, парообразования и перегрев пара, кДж/кг;
Q2 – потери теплоты с уходящими газами, кДж/кг;
Q3 – потери теплоты от химической неполноты сгорания, кДж/кг;
Q4 – потери теплоты от механической неполноты сгорания, кДж/кг;
Q5 – потери теплоты от наружного ограждения кДж/кг.
Уравнение теплового баланса (3.1) может быть записано в
относительных величинах:
1 = 𝑞1 + 𝑞2 + 𝑞3 + 𝑞4 + 𝑞5
𝑄𝑖
𝑄1
где 𝑞𝑖 = 𝑝, а 𝑞1 = 𝑝 = 𝜂пг – КПД парогенератора.
𝑄𝑝
𝑄𝑝
Расчётная располагаемая теплота определяется из выражения,
кДж/кг:
𝑝
𝑄𝑝 = 𝑄рн + 𝑖тл + 𝑄ф = 39800 + 245 = 40045
где 𝑄рн – рабочая низшая теплота сгорания топлива, кДж/кг (см.табл.1) [1];
𝑖тл – физическая теплота топлива, кДж/кг;
𝑖тл = стл ∙ 𝑡тл = 2,04 ∙ 120 = 244,8
где стл – теплоёмкость жидкого топлива, кДж/(кг*К), определяется по
формуле:
стл = 1,74 + 0,0025 ∙ 𝑡тл = 1,74 + 0,0025 ∙ 120 = 2,04кДж/(кг ∗ К)
где tтл – температура топлива, принимается в зависимости от сорта
топлива:
tтл =120º (для М40) [1], при вязкости 2,5ºВУ;
Qф – теплота, вносимая с форсуночным паром, кДж/кг:
𝑄ф = 𝐺ф ∙ (𝑖ф − 2500) = 0
т.к. используется механическая форсунка Gф=0, соответственно Qф тоже
будет равняться нулю.
Температура точки росы определяется по формуле:
3
р
3
𝑡𝑝 = 𝑡𝑠г + 98,5 ∙ √𝑆л = 47,4 + 98,5 ∙ √0,47 = 124ºС
где 𝑡𝑠г – температура насыщения водяных паров, ºС, соответствующая их
парциальному давлению в продуктах сгорания, 𝑃𝐻2 𝑂 = 𝑟𝐻2 𝑂 ∙ 𝑃г (Рг –
р
давление дымовых газов – принимается равным 0,1 МПа), значение 𝑆л
берётся в процентах (табл.1).
𝑃𝐻2 𝑂 = 𝑟𝐻2 𝑂 ∙ 𝑃г = 0,11 ∙ 0,1 = 0,011МПа
8
Тогда tsг = 47,4ºС
Температура уходящих газов определяется в первом приближении
следующим образом:
-следует задаться температурой стенки, ºС:
t ст ≥ 𝑡𝑝 + 32
t ст ≥ 156ºС
t ст = 160ºС
-определить температуру уходящих газов, ºС, из выражения:
𝑡ст = 0,5(𝜐ух + 𝑡),
где t – температура холодного воздуха tх.в., т.к. хвостовой поверхностью
нагрева является воздухоподогреватель, таким образом:
𝜐ух = 2 ∙ 𝑡ст − 𝑡х.в = 2 ∙ 160 − 30 = 290°С
Значение температуры уходящих газов должно находиться в
пределах 250÷350ºС, условие выполнено.
При заборе воздуха из верхней части машинного отделения tх.в=30ºС
[1].
Энтальпия холодного воздуха определяется по формуле, кДж/кг:
𝐼𝑥.в = 𝑉вд ∙ с̅`𝑝х.в ∙ 𝑡х.в = 12,07 ∙ 1,324 ∙ 30 = 479,42
где с̅`𝑝х.в - средняя изобарная объёмная теплоёмкость холодного воздуха,
кДж/(м3·К):
с̅`𝑝х.в = с̅`𝑝𝑐.в + 1,6 ∙ 𝑑 ∙ с̅`𝑝𝐻2𝑂 = 1,3 + 1,6 ∙ 0,01 ∙ 1,477 = 1,324
где с̅`𝑝𝑐.в - средняя изобарная объёмная теплоёмкость сухого воздуха,
кДж/(м3·К), при температуре tх.в:
с̅`𝑝𝑐.в = 1,299 + 0,00011 ∙ 𝑡х.в = 1,299 + 0,00011 ∙ 30 = 1,3
с̅`𝑝𝐻2𝑂 − средняя изобарная объёмная теплоёмкость водяных паров,
кДж/(м3·К) ), при температуре tх.в:
с̅`𝑝𝐻2𝑂 = 1,468 + 0,00024 ∙ 𝑡х.в = 1,468 + 0,00024 ∙ 30 = 1,477
Значение q2 определяется из выражения: 𝑞2 =
𝑄2
𝑝
𝑄𝑝
=
4879
= 0,122 и
40045
𝑝
от 𝑄𝑝 .
для вспомогательных парогенераторов составляет 12,2%
𝑄2 = 𝐽ух − 𝐽х.в = 5358 − 479 = 4879 кДж/кг
где 𝐽ух -энтальпия уходящих газов, определяемая по температуре 𝜐ух , по
диаграмме «Jг-υ».
9
Значение величины потерь от химической неполноты сгорания Q3
𝑝
принимаем 0,5% от 𝑄𝑝 (q3=0,005):
Потери теплоты от механической неполноты сгорания Q4 для
парогенераторов, работающих на жидком топливе принимаются равным 0.
Потери теплоты от наружного охлаждения Q5 принимаем для
𝑝
газотрубного парогенератора 6% от 𝑄𝑝 (q5=0,0):
Тогда КПД парогенератора по обратному балансу определяется из
выражения:
𝜂пг = 𝑞1 = 1 − 𝑞2 − 𝑞3 − 𝑞5 = 1 − 0,122 − 0,005 − 0,04 = 0,813
Для упрощения тепловых расчётов потерю теплоты в окружающую
среду принято учитывать коэффициентом сохранения теплоты φ:
𝑞5
0,06
𝜑 =1−
=1−
= 0,93
𝑞5 + 𝜂пг
0,06 + 0,813
Теплота Q1, полезно используемая в парогенераторе, может быть
определена по формуле, кВт:
𝑄1 = 𝐷н.п (𝑖н.п − 𝑖п.в ) = 0,167(2708 − 251,5) = 410,2
где Dн.п = D, паропроизводительность парогенератора по насыщеннуму
пара, равный полной паропроизводительности:
кг
600
кг
𝐷 = 600 =
= 0,167 (прил. 1)
ч
3600
с
iн.п, iп.в – энтальпии, соответственно, насыщенного и питательной воды,
кДж/кг.
Значения энтальпий насыщенного пара берутся по таблицам
водяного пара при абсолютном давлении [2]:
-Степень сухости: x=0,98;
-Температура насыщения водяных паров: ts=153 ºC (при абсолютном
давлении P=0,5 МПа – прил.1);
- Энтальпии воды и перегретого пара при данной температуре: 𝑖 ′ =
646
кДж
кг
и 𝑖 ′′ = 2750
кДж
кг
-Энтальпия:𝑖н.п = 𝑖 ′ ∙ (1 − 𝑥) + 𝑖 ′′ ∙ 𝑥 = 2708
кДж
кг
.
Значение энтальпии питательной воды рассчитывается по формуле,
кДж/кг:
𝑖п.в = сп.в ∙ 𝑡п.в = 4,191 ∙ 60 = 251,5
где сп.в – теплоёмкость питательной воды, кДж/(кг·К), при
соответствующей температуре:
10
2
сп.в = 4,189 − 0,0009835 ∙ 𝑡п.в + 0,00001707 ∙ 𝑡п.в
=
2
= 4,189 − 0,0009835 ∙ 60 + 0,00001707 ∙ 60 = 4,1914 )
tп.в=65ºС (прил.1).
Расход топлива, В, определяется по формуле, кг/с:
𝑄1
410,2
В=
=
= 0,0126
𝑝
𝜂пг ∙ 𝑄𝑝 0,813 ∙ 40045
Адиабатная температура определяется по диаграмме «Iг-υ» по
расчётному значению адиабатной энтальпии газов, Ia, кДж/кг:
𝑝
𝐼𝑎 = 𝑄𝑝 ∙ (1 − 𝑞3 ) + 𝐼в = 40045 ∙ (1 − 0,005) + 2433,4 = 42278,2
где Iв – энтальпия воздуха, поступающего в топку парогенератора,
определяемая при температуре горячего воздуха 𝑡г.в = 150ºС за
воздухоподгревателем. кДж/кг.
Тогда адиабатная температура υа=1940ºС (прил.2).
кДж
𝐼в = 𝐼г.в = 𝑉вд ∙ с̅`𝑝г.в ∙ 𝑡г.в = 2433,4
,
кг
где с̅`𝑝г.в - средняя изобарная объёмная теплоёмкость горячего воздуха,
кДж/(м3·К):
с̅`𝑝х.в = с̅`𝑝𝑐.в + 1,6 ∙ 𝑑 ∙ с̅`𝑝𝐻2𝑂 = 1,32 + 1,6 ∙ 0,01 ∙ 1,504 = 1,344
где с̅`𝑝𝑐.в - средняя изобарная объёмная теплоёмкость сухого воздуха,
кДж/(м3·К), при температуре tг.в:
с̅`𝑝𝑐.в = 1,299 + 0,00011 ∙ 𝑡г.в = 1,299 + 0,00011 ∙ 150 = 1,32
с̅`𝑝𝐻2𝑂 − средняя изобарная объёмная теплоёмкость водяных паров,
кДж/(м3·К) ), при температуре tг.в:
с̅`𝑝𝐻2𝑂 = 1,468 + 0,00024 ∙ 𝑡г.в = 1,468 + 0,00024 ∙ 150 = 1,504
Тогда адиабатная температура υа=1920ºС (прил.2).
Температура уходящих газов определяется по диаграмме «Iг-υ» по
значению их энтальпии (Iух), рассчитываемой по формуле, кДж/кг:
𝑄1 + 𝑄вп
410,2 + 24,6
𝐼ух = 𝐼𝑎 −
= 42278 −
= 5173
𝐵∙𝜑
0,0126 ∙ 0,93
где Qвп – количество теплоты, переданной газами нагреваемому воздуху в
воздухоподогревателе, кВт:
𝑄вп = (𝐽г.в − 𝐽х.в ) ∙ 𝐵 = (2433,4 − 479,4) ∙ 0,0126 = 24,6
Тогда температура уходящих газов υух=285ºС (прил.2).
Полученное значение сравниваем с принятым ранее (4.11).
Абсолютная погрешность, не превышает 10 ºС. Условие выполнено.
11
Для расчёта отдельных участков поверхностей нагрева требуется
предварительно определить значения промежуточных температур
продуктов сгорания. Они находятся по расчётному значению энтальпии
газов при помощи диаграммы «Iг-υ».
Энтальпия газов за парообразующим пучком, кДж/кг:
𝑄по
410,2
𝐼1 = 𝐼𝑎 −
= 42278 −
= 7272
𝐵∙𝜑
0,0126 ∙ 0,93
где Qпо – количество теплоты, идущей на парообразование, кВт:
𝑄по = 𝐷 ∙ (𝑖н.п − 𝑖в )
где iв – энтальпия воды, поступающей в парообразующий участок, кДж/кг.
Для парогенераторов, не оборудованных экономайзером, iв=iп.в, т.е для
данного котла Qпо=Q1.
Тогда температура продуктов сгорания на выходе из
парообразующей поверхности υ1=390ºС (прил.2).
Энтальпия газов за воздухоподогревателем, кДж/кг:
𝑄вп
24,6
𝐼ух = 𝐼1 −
= 7272 −
= 5127,7
𝐵∙𝜑
0,0126 ∙ 0,93
Полученное значение Iух соответствует значению, полученному ранее в
формуле (4.27).
Проверочные расчёты выполнены успешно.
12
4. Расчет топки парогенератора
4.1. Данные к расчету теплообмена в топке
В соответствии с типом парогенератора необходимо задаться
значением тепловой напряженности
топочного объема (удельной
мощности топки) 𝑞𝑣 кВт/м3 , для построения эскиза парогенератора:
𝑞𝑣 = 2000 кВт/м3 - для газотрубных парогенераторов [1].
Выбираем толщину шамотных кирпичей δк=100 мм, при температуре
υ1=390ºС [1].
Объем топки выражается из выражения, м3:
𝑝
В ⋅ 𝑄𝑝 0,0126 ∙ 40045
𝑉𝑚 =
=
= 0,25
𝑞𝑣
2000
Задаваясь числом форсунок, N=1, определяют расход топлива через
одну форсунку, кг/с:
В 0,0126
Вф = =
= 0,0126
𝑁
1
По итогам расчета расхода топлива через одну форсунку, 𝐵ф ,
минимальную
формуле,м:
длину
топки
𝐿𝑚𝑖𝑛
𝑚 ориентировочно
определяют
по
𝐿𝑚𝑖𝑛
= 𝐴 ⋅ √𝐵ф = 4,9 ⋅ √0,0126 = 0,547 ,
𝑚
где А = 4,9.
Принимаем длину топки равную 𝐿𝑚 = 0,55.
Площадь поперечного сечения топки, м2:
𝑉𝑚 0,25
𝐹𝑚 =
=
= 0,457
𝐿𝑚 0,55
Наиболее рациональной формой поперечного сечения
вертикальных газотрубных парогенераторов является круг.
Диаметр фронта топки, м:
топки
𝐹𝑚
0,457
𝑑фр = 2 ⋅ √ = 2 ⋅ √
= 0,76
𝜋
𝜋
Расход воздуха через отверстие фурмы, м3 / с ∶
𝑉вд ⋅ Вф ⋅ (𝑡х.в + 273) 12,07 ∙ 0,0126 ⋅ (30 + 273)
𝑉ф =
=
= 0,167
273
273
13
Задаваясь значением скорости воздуха в отверстии фурмы (𝑊ф =
20 м/с), определяют живое сечение фурмы 𝑓ф` , м2 :
𝑓ф` =
𝑉ф
𝑊ф`
=
0,167
20
= 0,008
Если условно принять, что воздушный поток занимает всю площадь
фурменного отверстия, то его диаметр определяется по формуле, м:
𝑑ф`
𝑓ф`
0,008
√
=
=√
= 0,10
0,785
0,785
В качестве значения 𝑑ф выбирается размер 0,12 м.
После этого определяются принятое живое сечение фурмы, м/с,
𝑓ф = 0,785 ⋅ 𝑑ф2 = 0,785 ∙ 0,122 = 0,0113
и действительная скорость воздуха в отверстии фурмы, м/с,
𝑉ф
0,167
𝑊ф =
=
= 14,8
𝑓ф 0,0113
которая не должна быть меньше 10 м/с. Расчёт выполнен успешно.
4.2 Компоновка топки
Топки вспомогательных автономных судовых парогенераторов
имеют различную форму. В вертикальных газотрубных парогенераторах
типа КОВ, топки имеют цилиндрическую форму, величина 𝐿𝑚𝑖𝑛
𝑚
соответствует расстоянию от места установки форсунки до футеровки. В
качестве расчетной в первом приближении принята схема цилиндрической
топки, предусматривающая установку футеровки, изолирующей 1/3
цилиндрической
поверхности,
расположенной
диаметрально
противоположно месту установки форсунки.
Рассчитывается диаметр топки, м:
Dт=𝐿𝑚𝑖𝑛
𝑚 + 𝛿 к =0,55+2*0,1=0,75
При расчете высоты топки
парогенераторов
следует
ℎ𝑚 ,
учитывать,
вертикальных газотрубных
что
при
их
малой
производительности, и соответственно , высокой тепловой напряженности
14
топочного объема стремление уменьшить диаметр топки может привести к
росту ее высоты.
Высота топки,м:
𝐹𝑚
ℎ𝑚 =
Dт
0,457
=
0,75
= 0,61
Принимаем ℎ𝑚д =0,64 м.
Тогда действительная площадь поперечного сечения топки, м2:
𝐹𝑚д = Dт ⋅ ℎ𝑚д =0,75⋅0,64=0,48
Действительный объем топки, м3:
𝑉𝑚д = 𝐹𝑚д ⋅ 𝐿𝑚 =0,48⋅0,55=0,264
Действительная удельная тепловая мощность топки, кВт/м3:
𝑝
д 𝐵⋅𝑄𝑝 0,0126⋅40045
𝑞𝑣
𝑉𝑚д
0,264
=
=
=1896
Полученное значение соответствует допустимому интервалу 10004000 кВт/м3
Радиационная поверхность топки, м2:
2
𝜋⋅Dт2
3
4
Hрт= ⋅ 𝜋 ⋅ Dт ⋅ ℎ𝑚д +
=1,45
Площадь изолированной боковой поверхности топки, м2:
1
Dт
3
2
Hиз.бок= ⋅ 𝜋 ⋅ (
1
0,75
3
2
- 𝛿 к) ⋅ ℎ𝑚д = ⋅ 𝜋 ⋅ (
- 0,1) 0,64=0,12
Площадь нижней части топки, м2:
Hниз.топк= 𝜋 ⋅
Dт 2
4
((
𝜋
Dт 2
3
4
- ⋅ ((
0,75 2
4
)-
)-
(Dт−𝛿к 2 )
4
(0,75−0,1 2 )
4
)=𝜋⋅
)= 0,19
Полная поверхность стен топки, м2:
Fст= Hрт+ Hиз.бок+ Hниз.топк=1,28
Степень экранирования топки:
=
Hрт
Fст
=
15
0,97
1,28
= 0,76
0,75 2
4
𝜋
- ⋅
3
Эффективная толщина излучающего слоя газов в топке, м:
Sт= 3,6⋅
𝑉𝑚д
Fст
= 3,6⋅
0,264
1,28
= 0,54
4.3 Расчёт теплообмена в топке
Целью расчёта является определение температуры и энтальпии
продуктов сгорания на выходе из топки и количества теплоты, отданной
газами в топке.
На основе теории подобия и экспериментальных данных выражены
функциональные связи между параметрами, влияющими на теплообмен в
топке, в следующем виде:
𝑇𝑚
𝐵𝑜 0,6
𝜃𝑚 =
=
0,6
𝑇𝑎 0,445 ∙ 𝑎𝑚
+ 𝐵𝑜 0,6
где т – безразмерная температура;
Тт – температура газов за топкой (на выходе из топки), К;
Та – адиабатная (теоретическая) температура, К, то есть температура,
которая установилась бы в топке при отсутствии теплообмена;
Во – критерий Больцмана;
ат – степень черноты топки.
Предварительно задаёмся температурой продуктов сгорания на
выходе из топки: т = 1150 С. Определяем энтальпию для этой
температуры по диаграмме [прил.2]: Iт= 23280 кДж/кг.
 (V  c 
p
)i
-
средняя
суммарная
изобарная
теплоемкость
продуктов сгорания, кДж/(кгК):
(V  c 
p
)i 
Ia  Iт
=24,67 кДж/(кгК)
 а  т
 – коэффициент загрязнения радиационной поверхности:  =0,9
при сжигании жидких топлив.
Адиабатная температура,К:
16
Та =а+273=1920+273=2193 К
Критерий Больцмана определяется из выражения:
Во 
  В   (V  с р )i
5,67  10 11  ξ  H тр  Т а3
, =0,37
Коэффициент, характеризующий соотношение объемов, занимаемых
светящимся пламенем и несветящимися трехатомными газами;
принимается в зависимости от теплового напряжения топочного
объема[1]:
m = 1, т.к. qdv > 1163
кВт
м3
Температура газов на выходе из топки, К:
Тт =т+273=1150+273=1423
Парогенератор с вентиляционным дутьём, давление в топке Рг=0,1
МПа
Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами, 1/(мМПа)
 2,47  5,06  rH 2O
 
Т 
kг  
 1   1  0,37 т   rп ,= 3,1 1/(мМПа)
1000 
Рг  rп  Sт

 
Коэффициент ослабления лучей частицами сажи, 1/(мМПа):
kс  16
Тт
- 5, =17,768 1/(мМПа)
1000
Степень черноты светящегося пламени aсв и потока газов aг
определяются по следующим формулам:
асв  1  е  k г  k с  Рг  S т ,=0,628
аг  1  e  k г РгS т , = 0,137
При горении жидкого топлива основными излучающими
компонентами являются трехатомные газы (одно- и двухатомные газы
диатермичны) и взвешенные в топочных газах частицы сажи. Последние,
раскаляясь, делают пламя светящимся. Величина аф рассчитывается по
формуле:
аф = m асв + (1 – m) аг=0,628
Степень черноты топки определяется из выражения:
17
ат 
аф
а  1  а    = 0,722
ф
ф
Тогда безразмерная температура будет равна:
𝐵𝑜 0,6
𝜃𝑚 =
= 0,6
0,6
0,445 ∙ 𝑎𝑚
+ 𝐵𝑜 0,6
Рассчитывается температура газов на выходе из топки:
расч
Тт = 𝜃𝑚 ∙ Та = 0,6 ∙ 1920 = 1152 К
трасч  Т трасч  273 = 879 ºС
Полученная температура газов на выходе из топки сопоставляется с
избранной. Допускаемое расхождение 50 С. Значение превышает
исходное значение, необходим перерасчет, при этом температуру
расч
принимаем минимально допустимой υт
Определяем энтальпию
[прил.2]: Iт= 17780 кДж/кг.
(V  c 
p
)i 
= 900.
для этой температуры по диаграмме
Ia  Iт
=24,67 кДж/(кгК)
 а  т
Критерий Больцмана:
Во 
  В   (V  с р )i
5,67  10 11  ξ  H тр  Т а3
, =0,36
Температура газов на выходе из топки, К:
Тт =т+273=900+273=1173 К
Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами, 1/(мМПа)
 2,47  5,06  rH 2O
 
Т 
kг  
 1   1  0,37 т   rп ,= 4,03 1/(мМПа)
1000 
Рг  rп  Sт

 
Коэффициент ослабления лучей частицами сажи, 1/(мМПа):
kс  16
Тт
- 5, =13,77 1/(мМПа)
1000
Степень черноты светящегося пламени aсв и потока газов aг
определяются по следующим формулам:
асв  1  е  k г  k с  Рг  S т ,=0,57
18
аг  1  e  k г РгS т , = 0,174
При горении жидкого топлива основными излучающими
компонентами являются трехатомные газы (одно- и двухатомные газы
диатермичны) и взвешенные в топочных газах частицы сажи. Последние,
раскаляясь, делают пламя светящимся. Величина аф рассчитывается по
формуле:
аф = m асв + (1 – m) аг=0,57
Степень черноты топки определяется из выражения:
ат 
аф
а  1  а    = 0,67
ф
ф
Тогда безразмерная температура будет равна:
𝐵𝑜 0,6
𝜃𝑚 =
= 0,6
0,6
0,445 ∙ 𝑎𝑚
+ 𝐵𝑜 0,6
Рассчитывается температура газов на выходе из топки:
расч
Тт = 𝜃𝑚 ∙ Та = 0,6 ∙ 1920 = 1152 К
трасч  Т трасч  273 = 879 ºС
Полученная температура газов на выходе из топки сопоставляется с
избранной. Допускаемое расхождение 50 С. Значение не превышает
исходного значения.
Расчет теплообмена в топке завершается определением количества
теплоты, передаваемой в топке излучением, кВт


Qл    В  I a  I трасч =292,4
19
5.Тепловой расчёт конвективных парообразующих поверхностей
нагрева
Тепловая мощность парообразующего пучка, кВт:
Qп=D⋅(iнп-iпв)-Qл=410,2 − 292,4=117,8
Энтальпия газов на выходе из пучка, кДж/кг:
I1=Iтрасч-
𝑄п
B⋅𝜑
= 17330 -
117,8
0,0126⋅0,93
= 16324,7
Температура газов на выходе из пучка, С:
1=840 [прил.2].
Средняя температура газов в пучке, С:
гп=0,5⋅(т.расч+1) = 0,5⋅ ( 880+840) = 860
Tгп.=860+273=1133 К
Выбираем трубы конвективного парообразующего пучка с наружным
диаметром, м:
dнп= 0,038
Внутренний диаметр труб, м:
dвнп= 0,038- 0,004=0,034
Принимаем скорость движения газов в трубах парообразующего пучка,
Wгп=15 м/с
Число труб:
n=
В⋅𝑉г⋅4⋅Тгп
=
3,14⋅𝑑внп2 ⋅273⋅𝑊гп
0,0126⋅12,89⋅4⋅1133
3,14⋅0,034 2 ⋅273⋅15
= 49,2
Принимаем разбивку труб ко концетрическим окружностям
Действительное
число
труб,
расположенных
по
концетрическим
окружностям: n=60
Средняя скорость газов в парообразующем пучке, м/с:
Wгп=
В⋅𝑉г⋅4⋅Тгп
=
3,14⋅𝑑внп2 ⋅273⋅𝑛
0,0126⋅12,89⋅4⋅1133
3,14⋅0,034 2 ⋅273⋅60
Данное значение соответствует пределу 10-30 м/с
20
= 12,4
Теплофизические параметры продуктов сгорания в парообразующем
пучке:
λ=(2,448 + 0,00749 - 0,00000264 2) 10-2= 0,069 Вт/(мК)
  (12,9920,094 0,0000867 2)10-6 = 15610-6 м2/с
Pr  0,696 0,00004  0,000000148 2 =0,77
Где  = гп = 860С
Коэффициенты
теплоотдачи
конвекцией
определяются
в
зависимости от вида пучка труб, характера его омывания потоком и
условий теплообмена.
Поправка, учитывающая направление передачи теплоты:Ct=1
Поправка, учитывающая тепловую стабилизацию потока:Cl=1
Коэффициент теплоотдачи конвекцией при продольном омывании,
Вт/(м *К):
2
Wгпdнп 0,8
)  Pr0,4
𝑑внп

16,50,042 0,8
0,4
αкп = 0,023
0,023
0,069
0,034
(
λ
(
0,000156
) ∙ 0,77
Ct Cl =
11= 33,3
Выполняется расчёт коэффициента теплоотдачи излучением:
При расчете коэффициента теплоотдачи излучением предварительно
принимается значение плотности теплового потока:
q= 28*103 Вт/м2
Значение коэффициента загрязнения труб 𝜀 = 7,2 ∙ 10−3 м2*К/Вт
Тогда
температура
поверхности
загрязняющего
слоя
в
парообразующем пучке, оС:
𝑡загр = 𝑡ж + 𝜀 ∙ 𝑞 = 153 + 7,2 ∙ 10−3 ∙ 28 ∙ 103 = 354,6 оС
или
𝑇загр = 𝑡загр + 273 = 627,6 К
где tж=ts=153 оС - средняя температура нагреваемой среды.
Эффективная толщина излучающего слоя газов в межтрубном
пространстве, м:
𝑆п = 0,9 ∙ 𝑑н = 0.0342 м
Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами в
парообразующем пучке, 1/(м*МПа):
21
𝑘г = (
2,47+5,06∙𝑟𝐻2𝑂
√𝑃г ∙𝑟𝑛 ∙𝑆п
− 1) ∙ (1 − 0,37 ∙
Тгп
1000
) ∙ 𝑟𝑛 =14,46 1/(м*МПа)
их степень черноты:
𝑎г = 1 − 𝑒 −𝑘г∙𝑃г∙𝑆п =0,048
Коэффициент теплоотдачи излучением, Вт/(м2 К):
𝛼л = 5,1 ∙ 10−8 ∙
𝑎ст +1
∙ 𝑎г ∙ Т3загр ∙
2
1−(
Тзагр 3,6
)
Тгп
Тзагр
1−(
Тгп
)
=1,025 Вт/(м2 К),
где acт - степень черноты загрязненных труб парогенератора со стороны
продуктов сгорания, acт =0,82.
Коэффициент
полноты
омывания
поверхности
нагрева,
характеризующий степень эффективности использования поверхности
нагрева, омываемой потоком продуктов сгорания:
𝜔𝑛 = 0,92
Суммарный коэффициент теплоотдачи для парообразующих
поверхностей, определяется по уравнению:
𝛼1 = 𝛼к ∙ 𝜔𝑛 + 𝛼л = 31,7 Вт/(м2 К)
Для парообразующих поверхностей коэффициент теплопередачи k
производится пo формуле:
𝑘п =
1
1
+𝜀
𝛼1
= 25,8 Вт/(м2 К)
Температурный напор в парообразующем пучке, С:
Δtп=
трасч−1
трасч−ts
ln( 1−ts )
= 444С
Расчетная площадь поверхности нагрева парообразующего пучка,
м2:
Нпрасч =
1000𝑄п
кп Δtп
= 10,2 м2
Высота труб парообразующего пучка, м:
l=
Нпрасч
10,2
=
= 2,3 м
0,73,14𝑑внп𝑛 0,73,140,03460
Высота труб найдена, на этом тепловой расчет парообразующей
поверхности завершен.
22
6.Компоновка и тепловой расчет воздухоподгревателя.
Принимаем и выбираем[1]:
Шахматное расположение труб в воздухоподгревателе;
Наружный диаметр труб и толщина стенки: dнвп=38 мм и δствп=2 мм;
Внутренний диаметр труб: dвнвп=38-4=34 мм;
Продольный и поперечный шаги труб: S1вп = S2вп = 1,5*38=57 мм;
Ширина газохода bгх=0,24м.
Число труб в ряду по ширине газохода:
𝑏 − 2 ∙ 𝑑нвп
вп
𝑍1 расч =
= 2,87
𝑆1вп
Принимаем 𝑍1вп = 3
Число труб в ряду по длине газохода:
𝑏 − 2 ∙ 𝑑нвп
вп
𝑍2 расч =
= 8,3
𝑆2вп
Принимаем 𝑍2вп = 8
Живое сечение для прохода газов, м2 :
𝑓пг = 0,785 ∙ 𝑍2вп ∙ 𝑍1вп ∙ dвп
вн = 0,0245
Средняя температура газов в пучке воздухоподогревателя, °С:
𝜗 вп = 0,5(𝜗1д + 𝜗ух ) = 337
или
пп
Тпп
+ 273 = 610 К
г =𝜗
Тогда средняя скорость газов в пучке, м/с:
𝑊гвп
=
В⋅𝑉г ∙𝑇гвп
273∙𝑓гвп
= 14,8
Полученное значение соответствует пределу 10-30 м/с.
При расчете коэффициента теплоотдачи от газов к стенкам труб
воздухоподогревателя 𝛼1 , лучистая составляющая теплоотдачи со стороны
продуктов сгорания не учитывается ввиду ее относительно малого
значения. Поэтому он принимается равным коэффициенту теплоотдачи
конвекцией и определяется по выражению, Вт/(м2 К):
вп 0,8
𝜆
𝑊гвп ∙ 𝑑вн
𝛼1 = вп ∙ (
) ∙ 𝑃𝑟 0.4 ∙ 0,023 = 41
𝑑вн
𝜈
Теплофизические параметры газов в воздухоподогревателя:
λ=(2,448 + 0,00749 - 0,00000264 2) 10-2= 0,047 Вт/(мК)
  (12,9920,094 0,0000867 2)10-6 = 54,510-6 м2/с
Pr  0,696 0,00004  0,000000148 2 =0,7
23
Где  = вп = 337С.
Среднее значение температуры воздуха в воздухоподогревателе, °С:
𝑡̅в = 0,5 ∙ (𝑡х.в + 𝑡г.в. ) = 167
или
Твп
в = 𝑡̅в + 273 = 440 К
Площадь поверхности нагрева воздухоподогревателя, м2:
Нвп = 𝜋 ∙ 𝑑нвп ∙ ℎвп ∙ 𝑍1вп ∙ 𝑍2вп = 0,709 м2
где ℎвп - высота труб, принимаемая 0,19м путем подбора
оптимального значения скорости воздуха.
Живое сечение для прохода воздуха, м2 :
ℎвп
вп
𝑓в =
∙ (𝑏 − 𝑍1вп ∙ dвп
вн ) = 0,0239
𝑛
где n-число ходов потока воздуха, в данном случае n=1.
Тогда средняя скорость воздуха в пучке, м/с:
𝑊ввп
=
В⋅𝑉в ∙𝑇ввп
273∙𝑓ввп
= 10,2
Полученное значение соответствует пределу 10-30 м/с и условию:
𝑊ввп = (0,5 ÷ 0,7) ∙ 𝑊гвп
Коэффициенты
теплоотдачи
конвекцией
определяются
в
зависимости от вида пучка труб, характера его омывания потоком и
условий теплообмена.
При поперечном омывании шахматных гладкотрубных пучков
теплоносителем, Вт/(м2 К):
𝛼2 =
𝜆
𝑊ввп ∙𝑑нвп 0,6
вп ∙ (
𝑑н
𝜈
)
∙ 𝑃𝑟 0.33 ∙ 𝐶𝑧 ∙ 𝐶𝑠 = 87,2 Вт/(м2 К)
где Cz = 0,98 – поправка на число рядов труб Z2;
Csэк=0,34∙ 𝜑б0,1 = 0,33 – поправка на относительные поперечные
σ1=S1/dн=1,55 и продольные шаги σ2=S2/dн=1,5, σs - поправка на
компоновку
с
учетом
σ1
и
параметра
относительный диагональный шаг 𝜎′2 = √
𝜎12
4
𝜑б =
𝜎1 −1
𝜎′2 −1
= 0,74
+ 𝜎22 = 1,677 ;
Теплофизические параметры воздуха:
λ=(2,259 + 0,009312 - 0,00000223 2) 10-2= 0,037 Вт/(мК)
  (11,9970,07 0,0001077 2)10-6 = 26,710-6 м2/с
Pr  0,737 0,0003974  0,000000442 2 =0,683
Где  = вп = 167С.
24
,
где
Коэффициент полноты использования поверхности нагрева
воздухоподогревателя , 𝜔в𝑛 = 0,82.
Для воздухоподогревателя коэффициент теплопередачи
k
производится пo формуле:
𝑘=
𝜔в𝑛 ∙𝛼1 вп ∙𝛼2 вп
𝛼1 вп +𝛼2 вп
= 22,9 Вт/(м2 К)
Среднелогарифмический
температурный
воздухоподогревателя при перекерестном токе , С:
Δtвп=𝜀Δ𝑡 ∙
(ух−𝑡хв)−(1−𝑡гв)
ln(
напор
= 247
ух−𝑡хв
)
я−𝑡гв
Для определения 𝜀Δ𝑡 предварительно вычисляются безразмерные
параметры P и R:
𝜗1 − 𝜗ух
Р=
= 0,29
𝜗1 − 𝑡хв
𝑡гв − 𝑡хв
Р=
= 1,14
𝜗1 − 𝜗ух
Поправочный коэффициент 𝜀Δ𝑡 = 0,98[1].
Количество
теплоты,
передаваемой
в
воздухоподогревателе,
определяется по уравнению теплопередачи кВт:
𝑄вп = 𝑘 ∙ Δt вп ∙ Нвп ∙ 10−3 = 4,01
25
Выводы.
В процессе выполнения данной курсовой работы был рассчитан и
скомпонован парогенератор типа КОВ, найдены его габаритные размеры и
основные
характеристики,
параметры
рабочего
тела,
площади
поверхностей теплообмена.
Были приобретены навыки применения теоретических знаний к
решению конкретных инженерных задач по совершенствованию судовых
котельных установок.
Изучены
вопросы
конструкции
и
особенностей
расчетов
парогенераторов, наиболее распространенных на речных судах и судах
смешанного плавания.
Основные характеристики спроектированного парогенератора:
-паропроизводительность, кг/ч
600
-расход топлива, кг/с
0,0126
-КПД
0,813
-объем топки, м3
0,264
-толщина футеровки, м
0,1
-число форсунок
1
-длина топки, м
0,55
-высота топки, м
0,64
-диаметр фронта топки, м
0,76
-диаметр топки, м
0,75
-высота труб парообразующего пучка, м
2,3
-наружный диаметр труб, м
0,038
-внутренний диаметр труб, м
0,034
-число труб
60
-наружный диаметр труб воздухоподогревателя, м
0,038
-внутренний диаметр труб воздухоподогревателя, м
0,034
26
-ширина газохода, м
0,24
-высота газохода, м
0,19
-число труб газохода
27
-площадь поверхности нагрева воздухоподогревателя, м2
0,709
-температура уходящих газов, °С
285
-адиабатная температура, °С
1920
-температура продуктов сгорания, °С
879
-температура питательной воды, °С
60
-среднее значение температуры воздуха, °С
167
-средняя температура газов в пучке, °С
337
-скорость
воздуха
в
отверстии
фурмы,
м/с
14,8
- средняя скорость движения газов в трубах ПП, м/с
12,4
-средняя скорость газов в экономайзере, м/с
14,8
-скорость воздуха в воздухоподогревателе, м/с
*Примечание: ПП- парообразующая поверхность.
27
10,2
Библиографический список.
1. Пряхин А.С. Тепловой расчет судовых вспомогательных
парогенераторов: учебно-методическое пособие. – СПБ.: СПБГУВК,
2009.-104 с.
2. Пряхин А.С. Парогенераторы: учебное пособие.- СПБ.: ГУМРФ
имени адмирала С.О. Макарова, 2013.-281.
28
Приложение 1
Диаграмма “Iг -υ“
55010,0
50010,0
45010,0
40010,0
Энтальпия J
35010,0
30010,0
25010,0
20010,0
15010,0
10010,0
5010,0
10,0
0
200
400
600
800
1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400
Температура υ
29
Приложение 2
Схема балансов тепловых потоков и температур продуктов сгорания
30