16braznovskij

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО РЫБОЛОВСТВУ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
«Калининградский государственный технический университет»
БГ
АР
Ф
Балтийская государственная академия рыбопромыслового флота
В. К. Бразновский
И
О
ТЕ
КА
СУДОВЫЕ КОТЕЛЬНЫЕ
И ПАРОПРОИЗВОДЯЩИЕ
УСТАНОВКИ
БИ
БЛ
Методические указания и контрольные задания
для курсового проектирования
судового водотрубного парового котла
для курсантов и студентов специальности
«Эксплуатация судовых энергетических установок»
дневной и заочной форм обучения
Калининград
Издательство БГАРФ
2016
УДК 621.181:629.12
Б 87
БГ
АР
Ф
Судовые котельные и паропроизводящие установки: метод.
указания и контрольные задания / сост. В.К. Бразновский. – Калининград: Изд-во БГАРФ, 2016. – 53 с.
Методические указания и контрольные задания рассмотрены и
одобрены на заседании кафедры СЭУ БГАРФ 23 октября 2015 г.,
протокол № 3.
И
О
ТЕ
КА
Печатаются по решению редакционно-издательского совета
Балтийской государственной академии рыбопромыслового флота.
Топчий А.А., канд. техн. наук, доцент кафедры
СЭУ БГАРФ.
БИ
БЛ
Рецензент:
© БГАРФ ФГБОУ ВО «КГТУ», 2016
ОГЛАВЛЕНИЕ
БИ
БЛ
И
О
ТЕ
КА
БГ
АР
Ф
Условные обозначения и сокращения .................................................... 5
Введение .................................................................................................... 7
1. Общие организационно-методические указания ............................... 9
2. Международная конвенция ПДМНВ 1978 года с поправками ....... 12
3. Список рекомендованной литературы .............................................. 14
4. Варианты заданий................................................................................ 15
5. Тепловой расчет парового водотрубного котла................................ 18
5.1. Расчет элементарного состава рабочей массы топлива
и его теплотворной способности............................................................ 18
5.2. Расчет количества воздуха и дымовых газов 1 кг топлива ........... 19
5.3. Расчет энтальпии продуктов сгорания 1 кг топлива ..................... 21
5.4. Предварительный тепловой баланс котла ...................................... 22
5.5. Определение размеров и компоновки топки ................................. 25
5.6. Расчет теплообмена в топке котла ................................................. 27
5.7. Тепловой расчет парообразующих поверхностей ......................... 29
5.8. Окончательный тепловой баланс котла.......................................... 33
6. Аэродинамический расчет котла........................................................ 35
6.1. Расчет сопротивления кипятильного пучка ................................... 35
6.2. Расчет суммарного сопротивления газовоздушного тракта ......... 36
7. Расчет мощности котельного вентилятора ....................................... 38
8. Расчет прочности элементов парового котла .................................... 39
8.1. Расчет на прочность оберток пароводяного и водяного
коллекторов.............................................................................................. 39
8.2. Расчет на прочность трубной решетки пароводяного
и водяного коллекторов .......................................................................... 40
8.3. Расчет на прочность днищ коллекторов ........................................ 41
8.4. Расчет на прочность кипятильных труб экрана ............................ 42
9. Эксплуатация спроектированного парового котла ....................... 42
9.1. Краткая характеристика котла ....................................................... 42
9.2. Принципиальная схема системы питательной воды .................... 43
9.3. Принципиальная схема топливной системы ................................. 43
9.4. Техническое использование парового котла ................................. 43
9.5. Водный режим парового котла ...................................................... 43
9.6. Охрана труда и техника безопасности ........................................... 44
9.7. Пожарная безопасность ................................................................... 44
Заключение .............................................................................................. 44
3
БИ
БЛ
И
О
ТЕ
КА
БГ
АР
Ф
Приложение 1. Расчетные характеристики жидких топлив ................ 45
Приложение 2. Средние изобарные объемные теплоемкости
воздуха и газов .............................................................. 46
Приложение 3. Марки сталей и области их применения .................... 47
Приложение 4. Расчетная температура стенки элементов котла ........ 48
Приложение 5. Пределы текучести марок стали ................................. 49
Приложение 6. Коэффициенты запаса прочности ................................ 50
Приложение 7. Коэффициенты прочности сварных соединений ....... 51
Приложение 8. Коэффициенты учета формы днища коллектора ...... 52
Приложение 9. Физические характеристики воздуха и продуктов
сгорания ......................................................................... 53
4
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ
БИ
БЛ
И
О
ТЕ
КА
БГ
АР
Ф
АПС
– аварийно-предупредительная сигнализация.
ДТ
– дизельное топливо.
ИМО
– Международная морская организация.
ИСО
– Международная организация по стандартам.
КУП
– котел утилизационный паровой.
МАКО
– Международная ассоциация классификаций обществ.
МАРПОЛ-73/78 – Конвенция по предотвращению загрязнения моря.
МКУБ
– Международный кодекс управления безопасностью.
МКО
– машинно-котельное отделение.
ОТ и ТБ – охрана труда и техника безопасности.
ПГ
– парогенератор.
– паровой котел.
ПК
ПТЭ
– Правила технической эксплуатации.
РМРС
– Российский морской регистр судоходства.
САР
– система автоматического регулирования.
САРГ
– система автоматического регулирования горения котла.
САРП
– система автоматического регулирования питания котла.
СКЛАВ – судовая комплексная лаборатория анализа воды.
СКЛАМТ – судовая комплексная лаборатория анализа масел и топлив.
СКУ
– судовая котельная установка.
СПГ
– судовые парогенераторы.
СПК
– судовой паровой котел.
СТС
– судовые технические средства.
СЭУ
– судовая энергетическая установка.
ТА
– теплообменный аппарат.
ТИ
– техническое использование.
ТО
– технический осмотр.
ТОР
– техническое обслуживание и ремонт.
ТС
– техническое состояние.
ТЭ
– техническая эксплуатация.
ТЯ
– теплый ящик.
УПК
– утилизационный паровой котел.
ФРП
– флот рыбной промышленности.
5
БИ
БЛ
И
О
ТЕ
КА
БГ
АР
Ф
Общая жесткость воды – это содержание в воде двууглекислых солей кальция и магния [Са(НСО3)2 и Мg(НСО3)2], а также их
сернокислых и хлористых солей (СаSO4, MgSO4, CaCl2, Mg Cl2). Первые при кипячении выпадают в осадок, вторые образуют накипь на
поверхностях нагрева.
Общее солесодержание – показатель концентрации солей в мг/л.
Применяется при оперативном контроле воды по солемеру.
Остаточная жесткость – жесткость котловой воды, обработанная химическими реактивами.
Хлориды – содержание в воде хлор-иона (Cl-). Высокая концентрация хлоридов вызывает интенсивную коррозию элементов котла.
По содержанию хлоридов осуществляется оперативный контроль качества воды.
Щелочность – содержание в воде гидрокислых (ОН-), карбонатных (СО3-2) и бикарбонатных (НСО3-) анионов. Высокая щелочность –
причина интенсивной коррозии элементов котла.
Фосфатное число – содержание в воде растворимых солей фосфорной кислоты (фосфатов), выраженное в мг РО43, фосфатных ионов
или Р2О5 (фосфатного ангидрида) на литр воды.
Нитратное число – содержание в воде солей азотной кислоты
(нитратов), выражается в мг азотного натрия (NaNO3) в одном литре
воды (мг/л).
Обмуровка – изоляция котла со стороны газов, выполняется в
виде кладки из огнеупорного кирпича.
Футеровка – внутренняя обмуровка топки, выполненная из огнеупорного кирпича очень высокой термостойкости.
Паропроизводительность котла (ДК) – количество пара, вырабатываемое котлом за один час.
Рабочее давление котла (Рраб) – избыточное давление в котле,
установленное заводом-строителем, при котором гарантируется его
безопасная эксплуатация при соблюдении ПТЭ котла.
6
ВВЕДЕНИЕ
И
О
ТЕ
КА
БГ
АР
Ф
Судовые котельные и паропроизводящие установки на судне являются основным источником получения тепловой энергии для обеспечения движения судна, получения электрической энергии на технологические и производственные нужды, обеспечения безопасности
мореплавания, комфортности работы и проживания членов экипажа и
пассажиров и других назначений.
В перспективе роль паропроизводящих установок на ядерной
энергии будет постоянно возрастать по следующим причинам:
- постоянное удорожание топлива;
- истощение запасов органического топлива;
- постоянное повышение защиты окружающей среды от загрязнения;
- повышение КПД паропроизводящих установок;
- переход с атомных установок на термоядерные, где получение
тепловой энергии происходит за счет соединения ядер воды, т.е. запасы топлива не ограничены и исключается радиация.
Таблицы 1
Себестоимость электроэнергии, вырабатываемой различными
электростанциями
Расходы
Атомные Газовые Мазутные Угольные Ветровые
20
10
15
15
50
На топливо
15
100
150
50
0
Эксплуатационные 8
5
5
10
12
Всего
43
115
170
75
62
Выбросы СО2
0
35
50
75
0
Итого
43
150
220
150
62
БИ
БЛ
Капитальные
Себестоимость в евро/МВт час по состоянию на 2005 год.
Для атомной станции берется урановое топливо.
7
БИ
БЛ
И
О
ТЕ
КА
БГ
АР
Ф
Цель курсовой работы: через моделирование котельных процессов, выявление причинно-следственных связей уметь:
- обозначить цель курсового проекта (работы);
- произвести тепловые расчеты котельного агрегата;
- произвести аэродинамический расчет котельного агрегата;
- произвести расчеты на прочность элементов котла;
- рассмотреть элементы технической эксплуатации котла;
- разработать схемы газовоздушного тракта, питательной и топливной систем;
- сделать вывод по результату проделанной работы;
- начертить паровой котел в 2-х проекциях;
- использовать действующие нормативные документы и выполнять работу в соответствии с требованиями ЕСКД.
8
1. ОБЩИЕ ОРГАНИЗАЦИОННО-МЕТОДИЧЕСКИЕ
УКАЗАНИЯ
БИ
БЛ
И
О
ТЕ
КА
БГ
АР
Ф
Методические указания к курсовой работе составлены в соответствии с учебным планом для курсантов и студентов по дисциплинам
«Судовые котельные и паропроизводящие установки» и «Эксплуатация
судовых котельных и паропроизводящих установок» специальности
«Техническая эксплуатация судовых энергетических установок», требованиями Государственного общеобразова-тельного стандарта высшего профессионального образования и примерного плана УМО. Знания
по этой дисциплине являются необходимыми для исполнения обязанностей вахтенного, второго и старшего механика на морских судах.
Данные методические указания являются обязательными при выполнении курсового задания по водотрубному паровому котлу. Они
устанавливают содержание, порядок выполнения и оформление курсовой работы. Для выполнения данной работы необходимо пользоваться
рекомендованной литературой.
Задание на курсовое проектирование оформляется на специальном
бланке с указанием варианта, типа котла (прототипа), его технических
параметров, марки топлива. Задание может содержать дополнительные
сведения, связанные с особенностями конструктивной схемы котлапрототипа.
Номер варианта берется по двум последним цифрам курсантского билета или зачетной книжки студента или по указанию руководителя курсовой работы из перечня заданий.
Проектирование включает следующие этапы:
- введение, где указывается цель курсового проектирования;
- тепловые расчеты (выполняются в табличной форме);
- аэродинамический расчет (выполняется в табличной форме);
- расчет на прочность элементов парового котла;
- элементы технической эксплуатации котельной установки;
- разработать схемы: движения воздуха и газа, питательной и топливной систем;
- сделать заключение по результатам выполненной работы;
- при защите курсовой работы знать устройство парового котла,
доказать точность расчетов, показать компетентность по знанию
устройства и эксплуатации парового котла.
Перечисленные части составляют основное содержание пояснительной записки.
9
БИ
БЛ
И
О
ТЕ
КА
БГ
АР
Ф
Графическая часть работы выполняется в формате А1: поперечный
и продольный разрез вашего парового котла. Чертеж может быть выполнен на компьютере, карандашом или тушью и полностью соответствовать расчетам и эскизу (теоретическому чертежу), представляемым
в пояснительной записке. Проекции должны согласовываться друг с
другом. Чертеж выполняется в соответствии с требованиями и нормами ЕСКД. Приступая к выполнению чертежа, необходимо хорошо
разобраться с устройством элементов котла-прототипа. Предлагаемые
вами решения должны быть практически выполнимы. Все элементы
котла должны быть доступными и ремонтнопригодными.
Требования по технической части эксплуатации парового котла,
инструкции, схемы, материал изготовления элементов котла должны
быть в соответствии с требованиями Российского морского регистра
судоходства, действующими на данный момент.
Пояснительная записка оформляется на стандартных листах формата А4 (297 х 210) в сброшюрованном виде. Страницы должны быть
пронумерованы. Первым листом является титульный лист. Вторым
листом является задание.
10
Примерный образец титульного листа
БГ
АР
Ф
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО РЫБОЛОВСТВУ
Балтийская государственная академия рыбопромыслового флота
ФГБОУ ВО «КГТУ»
Судомеханический факультет
Кафедра С Э У
Курсовая работа
Вариант № . . . .
И
О
ТЕ
КА
«Проектирование судового вспомогательного парового котла
КВВ 3/5»
Выполнил: курсант (студент) гр. М-41
Прохоров И. В.
Проверил: доцент Ходоров В. П.
Калининград 2016
------------------------------------------------------------------------------------
БИ
БЛ
Третьим листом является содержание курсовой работы.
Расчеты представляются в табличной форме. Формулы в них
помимо символьного выражения должны иметь цифровую подстановку. Каждая таблица должна иметь название и номер, а рисунки –
номер и подрисуночную надпись.
Предпоследним листом является заключение курсанта (студента) по выполненной работе. Последний лист – использованная литература и нормативные документы.
Готовая записка и чертежи подписываются исполнителем и руководителем курсовой работы с резолюцией последнего на предмет
допуска к защите. Защита осуществляется публично. На доклад автору дается 5–7 минут для краткого изложения выполненной работы и
полученного результата. После выступления автора ему задаются во11
БГ
АР
Ф
просы по проекту. Время на вопросы не ограничивается. По результатам ответов выставляется оценка, которая помимо ведомости фиксируется на титульном листе пояснительной записки. При неудовлетворительной защите курсовой работы принимается соответствующее
решение согласно требованиям по высшему профессиональному образованию.
После защиты курсовых работ в учебных группах проводится на
кафедре СЭУ конкурс выполненных работ. Победители поощряются
приказом ректора.
2. МЕЖДУНАРОДНАЯ КОНВЕНЦИЯ О ПОДГОТОВКЕ
И ДИПЛОМИРОВАНИИ МОРЯКОВ И НЕСЕНИЮ ВАХТЫ
1978 ГОДА С ПОПРАВКАМИ
И
О
ТЕ
КА
Дисциплина: «Судовая котельная и паропроизводящая установка»
Таблица 2
БИ
БЛ
Знание,
Сфера
понимание,
компетентности профессиональные
навыки
Эксплуатация Основные принциглавных и
пы конструкции и
вспомогательных работы механичемеханизмов
ских систем:
и их систем
1) судовой котел;
управления
2) судовые технические средства судовой котельной установки, в том числе
систем, обслуживающих котельную
установку;
3) системы автоматического управления и аварийно
предупредительной
сигнализации
12
Методы
Критерии
демонстрации
оценки
компетентности компетентности
Экзамен и оценка результатов
подготовки,
полученная
в одной или
нескольких
формах:
1) одобренная
подготовка с использованием
лабораторного
оборудования;
2) одобренный
опыт подготовки
на учебном
судне
Конструкция и
эксплуатация судовой котельной
установки могут
быть понятны
и объяснены с
помощью чертежей, инструкций
и в натуре
Дисциплина: «Эксплуатация судовой котельной
и паропроизводящей установки»
Таблица 3
Экзамен и оценка
результатов подготовки, полученная в одной
или нескольких
формах:
1) одобренная
подготовка с использованием
лабораторного
оборудования;
2) одобренный
опыт подготовки
на учебном судне
БИ
БЛ
И
О
ТЕ
КА
Эксплуатация
главных и вспомогательных
механизмов и их
систем управления
Методы
Критерии
демонстрации
оценки
компетентности компетентности
БГ
АР
Ф
Сфера
компетентности
Знание,
понимание,
профессиональные
навыки
Безопасные и аварийные процедуры
эксплуатации,
включая системы
управления.
Подготовка, эксплуатация, обнаружение неисправностей и меры, необходимые для
предотвращения
причинения повреждений следующим
механизмам и системам управления:
1) судовой котел;
2) судовые технические средства судовой котельной
установки, в том
числе систем, обслуживающих котельную установку
13
Конструкция и
эксплуатация
судовой котельной установки могут
быть понятны и
объяснены с помощью чертежей, инструкций
и в натуре
3. СПИСОК РЕКОМЕНДОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
БИ
БЛ
И
О
ТЕ
КА
БГ
АР
Ф
1. Бразновский В.К. Техническая эксплуатация судовых парогенераторов. – Калининград: БГАРФ, 2010. – 74 с.
2. Денисенко Н.И. и др. Судовые котельные установки. – СПб.:
Элмор, 2005. – 286 с.
3. Денисенко Н.И. Идентификация повреждений элементов судовых котельных установок. – СПб.: Элмор, 2007. – 152 с.
4. Калявин В.П. Транспорт. Толковый словарь. – СПб.: Элмор,
2003. – 488 с.
5. Корнилов Э.В. и др. Вспомогательные, утилизационные, термомасляные котлы морских судов. – Одесса: ЭкспрессРеклама, 2008. –
240 с.
6. Можаев О.С. Судовые топлива. – Калининград: Изд-во
БГАРФ, 2011. – 42 с.
7. Пимошенко А.П. Справочник судового механика по теплотехнике. – Л.: Судостроение. 1987. – 480 с.
8. Правила технической эксплуатации судовых вспомогательных
паровых котлов. – СПб.: ГИПРОРЫБФЛОТ, 1999. – 80 с.
9. Российский морской регистр судоходства. Правила классификации и постройки судов. Т.2. – СПб., 2008. – 636 с.
10. Российский морской регистр судоходства. Руководство по
техническому наблюдению за судами в эксплуатации. – СПб., 2004. –
614 с.
11. Российский морской регистр судоходства. Приложение к руководству по техническому наблюдению за судами в эксплуатации. –
СПб., 2004. – 598 с.
12. Соколов Б.А. Котельные установки и их эксплуатация. – М.:
Академия, 2008. – 432 с.
13. Фока А.А. Судовой механик. Справочник. 3 тома. – Одесса:
Феникс, 2008. – 1036 с.
14
4. ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ
15
Примечание
Коэф.
избытка
воздуха
1,14
1,16
1,12
1,13
1,15
1,12
1,11
1,12
1,12
1,13
1,15
1,11
1,14
1,11
1,12
1,13
1,15
1,11
1,14
1,11
1,12
1,13
1,15
1,16
1,14
1,11
1,12
1,13
1,15
1,12
1,14
1,11
1,12
Марка
топлива
Температура
питат. воды,
С
70
65
70
70
75
65
70
65
70
70
75
65
70
70
70
70
75
65
70
30
70
70
75
65
70
40
70
70
75
75
70
50
70
КПД котла
Давление
пара, МПа
0,8
0,5
1,0
0,5
1,0
1,0
0,6
0,8
2,0
1,0
1,0
0,6
0,8
1,0
3,0
1,5
1,0
0,8
0,8
1,0
4,0
2,0
1,0
1,0
0,8
1,0
5,0
2,5
1,0
1,0
0,8
1,0
6,0
БГ
АР
Ф
Паропроизв.,
т/ч
0,5
1,0
10,0
2,0
0,5
1,0
1,0
1,0
10,0
2,0
1,0
1,0
1,0
1,0
10,0
2,0
1,5
2,0
1.5
2,0
10,0
2,0
2,5
1,5
2.5
2,0
10,0
2,0
3,5
4,0
2,0
2,0
10,0
И
О
ТЕ
КА
КВВА
КВ-1
КВГ-34
КВВ-2,0/0,5
КАВ-0,5
КВС-1,0
Вагнер-1
КВ-1
КВГ-34
КВВ-2,0/0,8
КАВ-1,0
КВС-1,0
КВВА
КВ-1
КВГ-34
КВВ-2,0/1,0
КАВ-1,5
Вагнер-2
КВВА
КВ-2
КВГ-34
КВВ-2,0/1,2
КАВ-2,5
КВС-1,5
КВВА
КВ-2
КВГ-34
КВВ-2,0/1,5
КАВ-3,5
ФОСТЕР-4
КВВА
КВ-2
КВГ-34
БИ
БЛ
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
Марка
парового
котла
Варианты
Таблица 4
92,3
М-40
88,4
Ф-5
94,6 М-100
91,5
Ф-12
91,6
М40
92,2
ТГ
90,1 М-100
89,4
Ф-12
94,6 М-100
91,5
Ф-12
91,6
М40
91,2
ТГ
92,3
М-40
91,4
ТМ
94,6 М-100
91,5
Ф-12
91,6
М40
92,1 М-100
92,3
М-40
91,4 М_100
94,6 М-100
91,5
Ф-12
91,6
М40
89,2
ТГ
92,3
М-40
91,4 М_100
94,6 М-100
91,5
Ф-12
91,6
М40
92,5 RMG-35
92,3
М-40
91,4
ДТ
94,6 М-100
16
91,5
Ф-12
92,5 RMG-35
92,2
ТГ
92,3
М-40
91,4 М_100
94,6 М-100
91,5
Ф-12
91,6
М40
98,2
ТГ
92,3
М-40
91,4
ДТ
93,6 М-100
91,5
Ф-12
91,6
М40
904 М-100
92,3
М-40
91,4 М_100
92,6 М-100
91,5
Ф-12
91,6
М40
93,1 М-100
92,3
М-40
92,4 RMD-15
91,6
Ф-12
91,5
Ф-12
91,6
М40
92,2
ТГ
94,1 М-100
91,5
Ф-12
92,3
М-40
92,6
ГТ
91,5
Ф-12
91,6
М40
90,1
ТГ
91,1 М-100
91,6
М40
Примечание
Коэф.
избытка
воздуха
1,13
1,14
1,12
1,14
1,11
1,12
1,13
1,15
1,16
1,14
1,11
1,12
1,13
1,15
1,11
1,14
1,11
1,12
1,13
1,15
1,12
1,14
1,17
1,12
1,13
1,15
1,12
1,11
1,13
1,14
1,12
1,13
1,15
1,11
1,12
1,15
Марка
топлива
Температура
питат. воды,
С
70
75
65
70
60
70
70
75
65
70
70
65
70
75
65
70
80
75
70
75
65
70
70
75
70
75
65
75
70
70
70
70
75
65
70
75
КПД котла
Давление
пара, МПа
3,0
0,8
1,0
0,8
1,0
7,0
2,5
1,0
0,8
0,8
1,0
1,0
3,0
1,0
1,2
0,8
1,0
1,5
3,5
1,0
1,0
0,8
1,0
1,0
5,0
1,0
1,0
1,0
4,5
0,8
1,0
5,5
1,0
1,0
1,0
1,0
БГ
АР
Ф
Паропроизв.,
т/ч
2,0
3,0
2,0
3,0
2,0
10,0
2,0
5,0
1,0
3.5
2,0
15,0
2,0
7,5
6,0
4,0
2,0
15,0
2,0
9,0
5,0
4,5
3,0
8,0
2,0
10,5
3,0
4,0
2,0
5,0
6,0
2,0
12,0
3,0
2,0
14,0
И
О
ТЕ
КА
КВВ-2,0/2,0
ФОСТЕР-3
КВС-2,0
КВВА
КВ-2
КВГ-34
КВВ-2,0/2,5
КАВ-5,0
КВС-1,0
КВВА
КВ-2
КВГ-34
КВВ-2,0/3,0
КАВ-7,5
Вагнер-6
КВВА
КВ-2
КВГ-34
КВВ-2,0/3,5
КАВ-9,0
Вагнер-5
КВВА
КВ-3
КВГ-34
КВВ-5,0
КАВ-10,5
КВС-3,0
Вагнер-4
КВВ-2,0/4,5
КВВА
КВГ-34
КВВ-5,5
КАВ-12,0
Вагнер-3
Вагнер-2
КАВ-14,0
БИ
БЛ
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
Марка
парового
котла
Варианты
Продолжение табл. 4
Температура
питат. воды,
С
Коэф.
избытка
воздуха
КПД котла
Марка
топлива
70
70
70
75
70
65
65
70
70
65
70
70
75
65
70
65
70
75
70
75
70
75
70
65
75
70
70
65
70
75
70
1,13
1,14
1,17
1,12
1,13
1,12
1,11
1,14
1,17
1,12
1,13
1,13
1,14
1,1
1,17
1,16
1,13
1,11
1,13
1,14
1,17
1,12
1,13
1,14
1,11
1,13
1,17
1,12
1,11
1,13
1,17
91,5
92,3
92,4
94,6
91,5
92,2
90,1
92,3
92,4
92,6
91,5
91,5
91,0
92,2
92,4
92,6
91,5
90,1
91,5
90,0
92,4
93,6
91,5
90,0
93,5
91,5
92,4
91,6
91,1
92,5
92,4
Ф-12
М-40
RMЕ-25
RMК-35
Ф-12
ДТ
М-100
М-40
RMК-35
ТМ
Ф-12
Ф-12
М-100
ТГ
ТМ
Ф-5
Ф-12
М-100
Ф-12
М-100
ТГ
М-40
Ф-12
М-100
RMG-35
Ф-12
Ф-12
RMК-35
М-100
RMG-35
М-100
Примечание:
* Вариант выбирается по последним 2-м цифрам зачетной книжки.
** Виды топлива:
- ДТ (дизельное топливо);
- ТМ (топливо моторное);
17
Примечание
Давление
пара, МПа
4,0
0,8
1,0
1,0
5,5
1,0
1,0
0,8
1,0
1,5
5,0
6,0
1,0
1,0
1,0
1,0
6,5
0,8
7,0
1,0
1,0
0,8
8,0
0,5
1,0
7,5
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
БГ
АР
Ф
Паропроизв.,
т/ч
2,0
5,5
3,0
8,0
2,0
4,0
1,0
6,0
3,0
6,0
2,0
2,0
3,0
5,0
3,0
1,0
2,0
4,0
2,0
2,0
3,0
8,0
2,0
1,0
2,0
2,0
3,0
6,0
5,0
1,0
3,0
И
О
ТЕ
КА
КВВ-2,0/4,0
КВВА
КВ-3
КВГ-34
КВВ-2,0/5,5
КВС-4,0
Вагнер-1
КВВА
КВ-3
КВГ-34
КВВ-2,0/5,0
КВВ-2,0/6,0
Холальдс-3
КВС-5,0
КВ-3
КВГ-34
КВВ-2,0/6,5
Вагнер-4
КВВ-2,0/7,0
Холальдс-2
КВ-3
КВГ-34
КВВ-2,0/8,0
Холальдс-1
ФОСТЕР-2
КВВ-2,0/7,5
КВ-3
КВГ-34
Вагнер-5
ФОСТЕР-1
КВ-3
БИ
БЛ
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
Марка
парового
котла
Варианты
Окончание табл. 4
БГ
АР
Ф
- ТГ (топливо газотурбинное);
- Ф-5 (мазут флотский);
- Ф-12 (мазут флотский);
- М-40 (мазут топочный);
- М-100 (мазут топочный);
- RMD-15 (ИФО-80), ISO 8217 2005(E);
- RME-25 (ИФО-180), ISO 8217 2005(E);
- RMG-35 (ИФО-380), ISO 8217 2005(E);
- RMK-35 (ИФО-420), ISO 8217 2005(E).
5. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ПАРОВОГО ВОДОТРУБНОГО КОТЛА
И
О
ТЕ
КА
Тепловой расчет выполняется в следующей последовательности:
1) расчет элементарного состава и рабочей массы топлива и его
теплотворной способности;
2) расчет количества воздуха и дымовых газов для 1 кг топлива;
3) расчет энтальпии продуктов сгорания 1 кг топлива;
4) составление предварительного теплового баланса котла;
5) определение размеров и компоновка топки котла;
6) расчет теплообмена в топке;
7) тепловой расчет парообразующих поверхностей котла;
8) окончательный тепловой баланс котла.
5.1. Расчет элементарного состава рабочей массы топлива
и его теплотворной способности
БИ
БЛ
Расчет выполняется по заданной марке топлива.
Сумма горючих элементов должна быть равной 100 %. Пересчет
горючей массы на рабочую осуществляется с помощью коэффициента
пересчета «k» по схеме:
k = (100  АР + WР)) / 100;
СР = k СГ; НР = k НГ; NР = k NГ; ОР = k ОГ: SР = k SГ.
18
Таблица 5
Расчет элементарного состава рабочей массы топлива
и его теплотворной способности
БИ
БЛ
Размерн.
Числ.
знач.
-
БГ
АР
Ф
Источник
или формула
задана
-
приложение 1
%
%
%
%
%
%
%
k СГ
k НГ
k НГ
k ОГ
k SГ
%
%
%
%
%
%
%
И
О
ТЕ
КА
№
Параметр
Обозначение
п/п
1 Марка топлива
2 Состав горючих
СГ
элементов:
НГ
- углерод
NГ
- водород
ОГ
- азот
SГ
- кислород
АР
- сера
WР
- зола
- вода
3 Состав рабочих
элементов:
СР
- углерод
НР
NР
- водород
- азот
ОР
- кислород
SР
- сера
АР
- зола
WР
- вода
4 Теплота сгорания
QгН
горючей массы
5 Теплота сгорания
QРН
рабочей массы
-
приложение 1
QРН = 0,339
СР+1,236× НР –
– 0,109(ОР- SР) –
– 0,0251(9 НР+ WР)
кДж/
кг
МДж/
кг
QРН топлива определяется по формуле Д. И. Менделеева:
QРН = 0,339 СР+1,236 НР – 0,109(ОР- SР) – 0,0251(9 НР+ WР), МДж/кг.
5.2. Расчет количества воздуха и дымовых газов 1 кг топлива
Целью расчета является определение количества воздуха, необходимого для полного сгорания1 кг топлива заданного элементарного
состава, и количество газов, образующихся при сгорании 1 кг топлива
19
с принятым коэффициентом избытка воздуха «α». Определяется теоретическое количество, а затем действительное. Расчеты ведутся в
нормальных условиях (давление и температура).
Таблица 6
БГ
АР
Ф
Расчет количества воздуха и дымовых газов для 1 кг топлива
БИ
БЛ
И
О
ТЕ
КА
№
ОбознаИсточник
Параметр
п/п
чение
или формула
1 Коэф. избытка возα
задается
духа
2 Теоретически необVoRO2
0,0889(СР+ 0,375SP) +
ходимое количества
+ 0,267НР- 0,03330Р =
сухого воздуха
3 Объем трехатомных
Vo
0,01866(СР + 0,375SP)=
газов (СО2 и SО2)
4 Теоретический объем
Vo N2
0,79V°+ 0,008NP =
азота (N2)
5 Теоретический объем Vo Н2О
0,111HP+0,0124WP+
водяного
+ 0,0161V°
пара при
d = 0,01 кг/кг
(WФ= 0)
6 Избыточный объем
VИЗБ.
(α - 1)V° =
воздуха
7 Полный объем водяVH20
V°H20+ 0,0161Vизб =
ных паров
8 Полный объем дыVr
VRO2 + VОN2 + VH20 +
мовых газов
Vизб =
o
9 Объемная доля трехrR02
V RO2 / Vr
атомных газов(СО2
и SО2)
10 Объемная доля водяrH20
VH20 / Vr
ных паров
11
Парциальное
давление:
- трехатомных газов;
- водяных паров
Р R02
Р H20
0,1 · r R2О
0,1 · r Н2О
20
Раз- Числ.
мерн. знач.
м3/кг
м3/кг
м3/кг
м3/кг
м3/кг
м3/кг
м3/кг
МПа
МПа
5.3. Расчет энтальпии продуктов сгорания 1 кг топлива
БГ
АР
Ф
Под энтальпией дымовых газов понимается количество теплоты,
которое необходимо подвести к продуктам сгорания 1 кг топлива,
чтобы поднять их температуру от 0 С до интересующего значения
t С. Или то количество, которое необходимо отвести от продуктов
сгорания 1 кг топлива, чтобы снизить их температуру от интересующего значения t С до 0 С. Энтальпия продуктов сгорания не зависит
от источника тепла, а только от их состава, температуры и определяется по выражению:
Jr = (VR02CR02 + VoN2CN2 + VoH2OCH2O)·υ + (α-1)Vo·Свл.в·υ, МДж/кг,
где CR02, CN2, CH2O – теплоемкости (объемные) соответствующих
компонентов дымовых газов.
И
О
ТЕ
КА
Расчет энтальпии продуктов сгорания топлива производится в
диапазоне от 0 0С до 2300 0С, с интервалом в 100 0С по формуле:
J
J
вл.в ∙
вл.в
∙
;
;
Jr = Jor + (α-1)Joвл.в
где υ – при заданной температуре.
БИ
БЛ
Расчет энтальпии продуктов сгорания топлива ведется в форме
табл. 7.
Далее по результатам расчета строится график зависимости энтальпии продуктов сгорания от температуры (диаграмма J – υ дымовых газов)
Диаграмма строится на миллиметровой бумаге. По оси х откладывается температура, а по оси y энтальпия Jr. Масштаб должен быть
удобным для считывания значений с графика.
21
Таблица 7
Расчет энтальпии продуктов сгорания 1 кг топлива
Jr, МДж/кг
(α-1)Joвл.в, МДж/кг
(α-1)
Joвл.в, МДж/кг
Cвл.в, МДж/(м3·оC)
БГ
АР
Ф
Влажный
воздух
Jor, МДж/кг
VН2ОCН2О,
МДж/(кг·оC)
CН2О, МДж/(м3·оC)
V°H2O
м3/кг
VN2CN2, МДж/(кг·оC)
CN2, МДж/(м3·оC)
VRO2CCO2,
МДж/(кг·оC)
V°N2
м3/кг
И
О
ТЕ
КА
0
100
200
…
2200
2300
CCO2, МДж/(м3·оC)
υ,oC
VR02
м3/кг
Входящие в таблицу Jor, Joвл.в, Jr определяются:
Jor = (VRO2CCO2 + VN2CN2 + VН2ОCН2О) · υ ;
Joвл.в = V0 Cвл.в  υ;
o
Jr = Jor - (α-1) · J
вл.в
.
На основании табл. 7 необходимо построить диаграмму Jr - υ
БИ
БЛ
дымовых газов.
5.4. Предварительный тепловой баланс котла
Целью составления предварительного теплового баланса котла
является определение его расхода топлива при работе на расчетном
режиме с заданными проектными параметрами. При этом оцениваются все виды тепловых потерь и основные тепловые потоки. Для этого
используются выражения КПД котла по прямому и обратному балансу тепла, уравнения теплового баланса поверхностей нагрева по водяной и паровой сторонам котла. Расчеты ведутся в табличной форме
(табл. 8).
22
Таблица 8
Предварительный тепловой баланс
Формула
или
источник
Единица
измерения
1
Теплота сгорания
топлива
QPH
из таблицы 1
кДж/кг
2
КПД котла
ηк
4
5
6
7
8
Теплоемкость холодного воздуха
Теплота, вносимая
в топку с воздухом
Температура
топлива перед
форсункой
Теплоемкость
топлива
Физическая теплота
топлива
Располагаемая теплота, вносимая в
топку с топливом
Потеря теплоты с
уходящими газами
Энтальпия
уходящих газов
БИ
БЛ
9
10
11
12
13
14
q3+4
q5
q2
tхв
задано
вариантом
принимается не
более 0,5 %
рекомендуется
1,0-5-1,5
100-(ηк + q3 + qs)
принимается
И
О
ТЕ
КА
3
Тепловые потери:
неполнота сгорания
в окружающую
среду с уходящими
газами
Температура холодного воздуха
Приращение
температуры за
счет сжатия
Температура поступающего воздуха
Числ.
значение
БГ
АР
Ф
Параметр
Обозначение
№
п/п
%
%
С
Δt1
20÷30
С
tB
tB = tXB + Δtx
С
свл.в
приложение 2
кДж
(м3 С)
Jхв
Jхв = αV°Cвл.в tв
кДж/кг
tT
принимается
стр. 65 [8]
С
ст
ст = 138 +
+ 0,0025tT
Дж/
м3 С
iT
CT tT
кДж/кг
Qpр
Qpр + iT
кДж/кг
Q2
0,01q2Qpp
кДж/кг
Jуг
Q2 + JXB
кДж/кг
23
Окончание табл. 8
16
17
18
19
20
21
Температура уходящих газов
Рабочее давление
в котле
Абсолютное
давление в котле
Массовое паросодержание пара на
выходе из парового
коллектора
Теплота парообразования при Рка
Энтальпия кипящей
воды при Рка
Энтальпия
влажного пара при
выходе коллектора
Формула
или
источник
Единица
измерения
tyг
диаграмма J - υ
°С
РК
из варианта
задания
МПа
РКА
РК + 0,1
МПа
х
принимается
(0,98–0,99)
-
из таблицы
воды и пара
из таблицы
воды и пара
r
i'
кДж/кг
кДж/кг
ix
i' + г-х
-
22
Температура
питательной воды
°С
из варианта задания
°С
23
Энтальпия
питательной воды
iпв
из таблицы
воды и пара
кДж/кг
24
Паропроизводительность котла
Дк
из варианта
задания
кг/с
φпр
принимается
-
Дnp
φnp ДK
кг/с
Qисп
Дк (ix - iпв) +
+ Дnp (i' - iпв)
кДж/кг
B
Qисп : 0,01к QРР
кг/с
И
Дк  B
-
Коэффициент
продувки котла
БИ
БЛ
25
Расход воды на
продувание котла
Тепловая мощность
испарительных
27
поверхностей
нагрева котла
26
28
Расход топлива на
котел
Испарительная
29 способность
топлива
Числ.
значение
БГ
АР
Ф
15
Параметр
Обозначение
И
О
ТЕ
КА
№
п/п
24
5.5. Определение размеров и компоновки топки
И
О
ТЕ
КА
БГ
АР
Ф
Для полного сгорания топлива на единицу мощности тепловыделения в топке отводится определенный объем ее пространства, оптимальная величина которого установлена из опыта многолетней
практики проектирования и эксплуатации топок котлов различных
типов и назначения. Поэтому вначале определяется необходимый
объем топки котла, исходя из мощности тепловыделения в ней и принимаемой величины теплового напряжения топочного объема. Далее
приступают к эскизированию топки нужного объема. Эскиз топки в
соответствии с требованиями ЕСКД. По технологическим соображениям трубы должны иметь прямолинейные участки и гибы по радиусу, вход их в коллектор делается радиальным. Наклон к горизонту,
диаметр и шаг труб, размещение фурм на фронте котла также регламентируются. На эскизе должны быть проставлены размеры образующих топку поверхностей нагрева по периметру. Определение размеров и компоновки топки предшествуют расчету ее лучистого теплообмена. Расчет ведется в табличной форме.
Таблица 9
Компоновка топки
№
п/п
Параметр
Обозна- Формула или
чение
источник
0,4÷2,4 МВт/м3
(по Р наддува)
принимается
по ДК
Единица Числ.
измере- значения
ние
Удельная мощность
топки
qт
Число форсунок
n
3
Расчетная производительность одной
форсунки
ВФ
В/n
кг/с
4
Температура воздуха в
отверстиях фурмы
tГ.В.
принимается
или по варианту
°С
Vсекф
αV Bф t гв 273
273
кг/с
ω'ф
принимается
25÷50
м/с
1
БИ
БЛ
2
5
6
Расход дутьевого воздуха через отверстия
фурмы (р≈0,1 МПа)
Скорость воздуха
в отверстие фурмы
25
МВт/м3
-
Продолжение табл. 9
Параметр
7
Живое отверстие фурмы
8
9
Диаметр отверстия
фурмы
Принятый диаметр
фурмы
Принятое живое сечение фурмы
Действительная
11 скорость воздуха
в отверстии фурмы
Расстояние между ося12
ми форсунок
Расстояние между осью
13 форсунки и трубами
поверхности нагрева
сек
f'
ф
Единица Числ.
измере- значения
ние
м2
ф
d'ф
0,785
м
dф
округляется до
стандартного
размера
(см. ГОСТ)
м
f
0,785 d2ф
м2
сек
ωф
ф
И
О
ТЕ
КА
10
Обозна- Формула или
чение
источник
БГ
АР
Ф
№
п/п
м/с
а
> 2dф
м
b
> 2,5dф
м
14 Расчетный объем топки
V'т
ВQPH : qT
м3
15 Длина топки
l'т
16
Расчетная площадь
фронта
БИ
БЛ
Диаметр фронта (для
17
цилиндрической топки)
F'т.ф
Fт.ф
19 Принятый объем топки
Vт
Удельная мощность
топки
qт
20
V'т : l'т
2
Dфр
Принятая площадь
фронта
18
′
V
т
т
с эскиза топки
после его
выполнения
в масштабе
l'т Fт.ф
BQ н
Vт
26
м
м2
м
м2
м3
МВт/м3
Окончание табл. 9
22
23
24
25
26
Установочные длины:
- труб экрана;
- первый ряд прямоточного пучка
Активные длины:
- труб экрана;
- первый ряд прямоточного пучка
Лучепринимающая
поверхность нагрева
Полная поверхность
стен топки котла
Степень экранирования
топки
Высота топки
l'э
l'п
Высота расположения
27 форсунок
Единица Числ.
измере- значения
ние
с эскиза топки
м
БГ
АР
Ф
21
Параметр
Обозна- Формула или
чение
источник
lэ
lп
с эскиза топки
м
Нл
( lэ+lп) l'т
м2
Fст
Нл +2 Fтф
м2
ѱ
: ст
из эскиза
м
С эскиза
м
л
Hт
И
О
ТЕ
КА
№
п/п
hф
5.6. Расчет теплообмена в топке котла
БИ
БЛ
Целью расчета теплообмена в топке является определение мощности лучистого теплообмена между факелом и радиационными поверхностями нагрева топки, площадь которой известна (Нл). Сначала
определяем температуру газов за топкой. Ее расчет ведется методом
итерации (методом последовательного приближения). При этом вначале задается температура, а потом получают ее значение расчетным
путем. Если разница значений (принятого и расчетного) превышает
50 С, а при расчете на ЭВМ 10 С расчет повторяют, подставив расчетное значение в качестве исходного. Определив температуру газов
на выходе из топки, по ее значению определяем энтальпию газов, а
затем по уравнению теплового баланса топки по газовой стороне
определяем тепловую мощность, воспринимаемую радиационными
поверхностями топки. Все расчеты ведутся в табличной форме. Перед
началом расчетов изучите теоретический материал «Теплообмен в
топке».
27
Таблица 10
Расчет теплообмена в топке
2
3
4
5
6
7
8
Объемная теплоемкость
воздуха, поступающего
в топку
Теплота, внесенная воздухом в топку, отнесенная к 1 кг топлива
Теоретическая (адиабатная) энтальпия продуктов
сгорания топлива
Теоретическая температура продуктов сгорания
Температура газов на
выходе из топки
Энтальпия газов на выходе из топки
Средняя суммарная теплоемкость продуктов сгорания
Постоянная излучения
абсолютно черного тела
Обознач.
Источник
или формула
Размерн.
Сг.в.
приложение 2
кДж/
м3оС
JГ.B.
αV°CГ.B.t Г.B
Q
Ja
(1 -
)+
МДж/кг
МДж/кг
JГ.B.
диаграмма J - υ
υа
υ'з.т.
J'з.t.
vrcp
С
предварительно
С
принимаем
диаграмма J - υ МДж/кг
(рис. 1)
МДж/кг °С
J
J з.т.
υ
υз.т.
по справочнику МВт/м2К4
σo
Коэффициент сохранения
теплоты
φ
10
Критерий Больцмана,
Та = υа + 273
В'о
БИ
БЛ
9
11 Коэффициент
q
1
с
ηк
q
-
φBV C
-
σ Hл Tа
См. рис. 1
Безразмерная
12 температура газов
на выходе из топки
Qз.т.
13
Температура газов
на выходе из топки
υз.т.
Qз.т. Та - 273
14
Разность принятого и
расчетного значения υз.т.
Δυз.т.
υ'з.т - υ з.т
28
Числ.
знач.
БГ
АР
Ф
1
Параметр
И
О
ТЕ
КА
№
п/п
-
1
о
С
С
Окончание табл. 10
15
Параметр
Энтальпия газов на
выходе из топки
Тепловая мощность лучистого теплообмена
Коэффициент прямой
17 отдачи
Источник
или формула
Размерн.
Jз.т.
диаграмма J - υ
МДж/кг
Qл
φ B(Ja – Jз т.)
МВт
æ
100Qл
BJ
%
Числ.
знач.
И
О
ТЕ
КА
16
Обознач.
БГ
АР
Ф
№
п/п
Рис. 1. Зависимость коэффициента «с» от критерия Больцмана
БИ
БЛ
Кривая 1 относится к судовым ПГ, имеющим степень экранирования топки ѱ = 0,64 – 0,98 и коэффициент избытка воздуха α = 1,05 – 1,4.
Кривая 2 относится к топкам с наддувом, имеющим степень
экранирования ѱ = 0,88 – 0,92.
5.7. Тепловой расчет парообразующих поверхностей
Целью расчета является определение необходимого количества
рядов кипятильных труб для обеспечения требующейся испарительной мощности котла. Определяется также температура на выходе из
испарительного пучка, который должен быть геометрически подобным котлу-прототипу. Эскиз пучка является продолжением эскиза
топки и выполняется с ней заодно. На эскизе определяются границы
газохода и его застойных зон, наносятся соответствующие линейные
размеры пучка.
29
Приступая к расчету теплообмена в испарительном пучке, необходимо проработать материал «Теплообмен в конвективных поверхностях нагрева». Расчеты ведутся в табличной форме.
Таблица 11
Обознач.
d
Источник
Числ.
Размерн.
или формула
знач.
принимается (25 и 29;
м
32 и 38; 45 и 57)
S1
S2
принимается
d
S
φпо
м
-
S
И
О
ТЕ
КА
№
Параметр
п/п
1 Наружный диаметр
труб
2 Шаг:
- поперечный;
- продольный
3 Коэффициент
свободного прохода
газов
4 Число труб в одном
ряду
5 Средняя длина труб:
- расчетная;
- активная
БГ
АР
Ф
Тепловой расчет конвективного парообразующего пучка труб
6 Коэффициент
полноты омывания
n
т
l
с компоновки
топки
lАКТ
БИ
БЛ
м
акт
ω
7 Проекция средней ак- пр
I акт
тивной длины труб
8 Живое сечение для
прохода газов
9 Расчетная поверхность нагрева одного
ряда
10 Мощность конвективного парообразующего пучка труб
(тепловой поток)
11 Температура газов
перед пучком труб
12 Энтальпия газов:
- перед пучком труб;
- за пучком труб
-
/ S1
-
с компоновки
топки
м
φno lпpaкт I'T
м2
H1
nπdl
м2
Q'no
Dк(ix- iпв) - Qл
МВт
υ'по
U'пo = U3.T.
F
J'по
J"по
J'по= Jз.т. J'пo 30
о
С
по
МДж/кг
Продолжение табл. 11
Источник
или формула
Размерн.
диаграмма J - υ
С
0,5(υ'по+ υ"no)
С
15 Объемный расход
газов
B Vг υпо 273
273
16 Средняя скорость
газов
17 Коэффициент теплопроводности газов
18 Коэффициент кинематической вязкости
Vceкг
к
ωг
м3/кг
г
м/с
λг
приложение 9
Вт/
мС
Vг
приложение 9
м2/с
И
О
ТЕ
КА
19 Критерий Рейнольдса
Числ.
знач.
БГ
АР
Ф
№
ОбоПараметр
п/п
знач.
13 Температура газов за
υ"по
пучком труб
14 Средняя температура
υпо
газов
Re
-
г
20 Коэффициент
загрязнения труб
ɛ
рис. 2
-
21 Критерий Прандтля
Pr
приложение 9
-
22 Число рядов труб
(предварительно)
z
принимается для
формулы
-
БИ
БЛ
23 Коэффициенты, учитывающие соответственно форму пучка
и число рядов труб
24 Коэффициент
теплоотдачи
конвекцией
25 Эффективная толщина излучающего слоя
26 Эффективная толщина излучающего слоя
Cz
Cs
0,91+0,0125(z-2) =
= (1+( – 3) 
(
,
)3)-2 =
-
αк
0,2СsCz ( г) 
Rе 0,65 Pr 0,33 =
-
S
0,9d(
м
,
kг
-1) =
,
-
п
-1,02)(1-0,37
31
з.т.
) · rп =
1/МПа · м
5
Продолжение табл. 11
И
О
ТЕ
КА
БГ
АР
Ф
№
ОбоИсточник
Числ.
Параметр
Размерн.
п/п
знач.
или формула
знач.
27 Степень черноты
г п =
αг
1трехатомных газов
28 Приведенная степень
черноты трехатомных αпр
0,5 (αст + 1) αг
газов (αст = 0,8)
29 Плотность теплового
из справочной литераВт/м2
потока поверхности
qпн
2
туры, 50+1000 кВт/м
нагрева
30 Температура наружной поверхности заts+ εqпн =
tст
С
грязнений (приближенно)
31 Постоянная излучеВт/
ния абсолютно черσо
по справочнику
(м2К4)
ного тела
32 Коэффициент теплост
3
по
отдачи излучением
σoαпрT по
Тст =
от трехатомных гаαл
Тпо
зов в межтрубном
пространстве
33 Коэффициент теплоотдачи от газов к
α1
ω αк + αл =
стенке
34 Коэффициент
=
k
теплопередачи
ɛ
БИ
БЛ
35 Средний
температурный
напор
36
37
38
Поверхность нагрева парообразующего пучка
Число рядов труб
(принятое)
Принятая к установке поверхность
пучка
по
Δt
по
по
по
по
H’по
z
по
/
H1  z =
Hпо
32
=
=
=
0
С
м2
-
Окончание табл. 11
Источник
или формула
Размерн.
м2
6
по / 10
Qпо
J'по
Jпо
υпо
по
=
Числ.
знач.
МДж/кг
диаграмма J - υ
С
И
О
ТЕ
КА
41 Температура газов
за установленным
пучком труб
Обознач.
БГ
АР
Ф
№
Параметр
п/п
39 Тепловая мощность
установленного
пучка
40 Энтальпия газов
за установленным
пучком
Рис. 2. Зависимость коэффициента загрязнения « ɛ » от скорости
продуктов сгорания « ωг » при поперечном омывании
шахматных пучков труб:
БИ
БЛ
1 – парообразующие пучки труб;
2 – гладкотрубные экономайзерные;
3 – пароперегревателей
5.8. Окончательный тепловой баланс котла
Целью окончательного теплового баланса котла является составление фактического теплового баланса котла, который может отличаться в большую или меньшую сторону от предварительного, что
связано с округлением числа рядов труб до целого числа в большую
или меньшую сторону при расчете конвективных поверхностей
нагрева. Последнее приводит к увеличению или уменьшению установочной площади теплообменной поверхности котла относительно ее
33
БГ
АР
Ф
величины, требуемой для удовлетворения предварительного теплового баланса. Таким образом, по окончании тепловых расчетов котла
его полезная тепловая мощность, а следовательно, паропроизводительность (ДК) и КПД, могут оказаться больше или меньше заданных на проектирование параметров. Отклонение не должно превышать  3 %. Окончательный тепловой баланс котла составляется в
форме табл. 12.
Таблица 12
Тепловой баланс котла
№
п/п
Параметр
Обознач.
Qл
Qпо
2
Фактическая паропроизводительность котла
Dфак
3
И
О
ТЕ
КА
1
Мощность теплового
потока фактическое:
- в топке;
- в испарительном
пучке
Отклонения от задания
КПД котла по прямому
балансу
Потери тепла:
- от хим. неполноты
сгорания топлива;
- наружного охлаждения
Температура уходящих
из котла газов
Энтальпия уходящих из
котла газов
Энтальпия воздуха,
входящего в топку
Потеря теплоты с уходящими газами
±ΔD
КПД котла по обратно10 му балансу
ηобрк
Погрешность расчета
11 (не более  3 %)
δηобрк
4
5
БИ
БЛ
6
7
8
9
Источник
или формула
из расчета топки
из расчета конвект.
испарительн. пучка
ηпрк
1000
л
пв
по
пр
100 Dзад
л
пв
Dфак / Dзад
по
р
∙100 =
из предварительного
теплового баланса
q3
q5
υух
Раз- Числ.
мерн. знач.
МВт
МВт
кг/см
%
%
%
%
υух = υ”по
С
МДж/
кг
из предварительного МДж/
теплового баланса
кг
%
в
· 100 =
Jух
Jyx = J"по
Jхв
q2
34
100 - (q'2 + q3 + q5) =
обр
к
к
к
=
%
%
6. АЭРОДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ КОТЛА
БГ
АР
Ф
Целью расчета является определение суммарных потерь напора на
преодоление воздухом и газами сопротивлений трения, местных сопротивлений, сопротивлений поперечно обтекаемых пучков труб, на
ускорение потока и на нивелирный перепад давлений (самотягу). Расчет аэродинамического сопротивления выполняется отдельно для каждого вида потерь, кроме случая поперечного обтекания газом пучка
труб. Необходимые для аэродинамического расчета величины, например скорости течения и температуры среды, размеры каналов и пучков,
берутся из теплового расчета. К расчету аэродинамического сопротивления котла разрабатывается схема движения воздуха и газов. По завершении расчетов необходимо определить мощность привода дутьевого вентилятора. Все работы ведутся в табличной форме. Перед выполнением расчетов необходимо проработать теоретический материал.
6.1. Расчет сопротивления кипятильного пучка
1
2
3
4
Параметр
Наружный диаметр
кипятильных трубок
Количество рядов трубок в пучке
Шаг трубок в ряду
Расстояние между
рядами
Скорость газового
потока в пучке
Плотность газа при
средней температуре
потока
БИ
БЛ
5
И
О
ТЕ
КА
№
п/п
6
Таблица 13
Кинематическая вяз7 кость при средней температуре потока
Коэффициент
8 (геометрический)
9 Критерий Рейнгольдса
Обознач.
Источник
или формула
dн
из теплового расчета
м
z
из теплового расчета
-
S1
из теплового расчета
м
S2
из теплового расчета
м
ωг
из теплового расчета
м/с
,
pг
=
по
vг
из приложения 9
н
ѱ
н
г
RE
н
г
35
Раз- Числ.
мерн. знач.
кг/
м3
м2/с
=
-
=
-
Окончание табл. 13
№
п/п
Параметр
Обознач.
Источник
или формула
-
БГ
АР
Ф
Коэффициент сопро10 тивления, отнесенный
ξo 1,52( -1)-0,5ѱ-0,2 Re-0,2=
к одному ряду трубок
Коэффициент сопро11 тивления поперечноξпоп
ξo  z
омываемого пучка труб
Cопротивление при
12 поперечно-омываемом Δhпoп
ξпоп г г =
пучке труб
Раз- Числ.
мерн. знач.
-
Па
6.2. Расчет суммарного сопротивления газовоздушного тракта
Таблица 14
БИ
БЛ
И
О
ТЕ
КА
№
ОбоИсточник
Раз- Числ.
Параметр
п/п
знач.
или формула
мерн. знач.
1 Коэффициент сопроξ по справочнику от
тивления при повороте ξпов пов
0,1 до 0,3
потока воздуха на 90°
2 Длина газохода
из чертежа топки
м
lВ
3 Ширина газохода
bВ
из чертежа топки
м
4 Коэффициент свободS
dн
ϕ
ного прохода газов
S
5 Площадь проходного
сечения в канале повоFВ
ϕ b Т lВ =
м2
рота
В
6 Расчетная скорость
в
м/с
ωв
=
воздуха в сечении
В •
,
7 Плотность потока при
=
ρв
в
средней температуре
8 Потеря давления при
поперечном омывании Δhпов
потоком трубного пучка
9 Количество поворотов
на 90° по всему возn
душному тракту
36
ξпов
в
в
=
из чертежа топки
Па
-
Продолжение табл. 14
№
ОбоПараметр
п/п
знач.
10 Суммарное сопротив- ΣΔhпо
ление поворотов на 90°
в
11 Скорость воздуха в
ωф
фурме
12 Коэффициент сопротивления воздухоξвну
направляющего
устройства
13 Плотность газов при
средней температуре
ρг.в.
потока
Источник
или формула
n · Δh90пов =
2,4 – 2,8
-
,
г.в.
ξвну
г.в.
txв
Сопротивление выхода газов из дымовой трубы
ф
Па
=
м
из задания варианта
С
С
из табл. 12
υyx
,
ρyx
кг/м3
=
hc
ωyx
g Hпо (ρв - ρyx) =
8 - 12
Dтр
1
г
22 Коэффициент трения
λ
23 Сопротивление трения Δhтрен
в дымовой трубе
24 Коэффициент сопротивления газов в
ξвых
дымовой трубе
25
кг/м3
=
из чертежа котла и
архитектуры судна
И
О
ТЕ
КА
БИ
БЛ
19 Самотяга газохода
20 Скорость газов в дымовой трубе
21 Диаметр дымовой
трубы
Нпо
м/с
БГ
АР
Ф
из табл. 9
14 Сопротивление топоч- Δh
ту
ного пространства
15 Полная высота газохода от оси форсунок до
среза трубы
16 Температура холодного
воздуха
17 Температура уходящих
газов
18 Плотность паров при
температуре υух
Раз- Числ.
мерн. знач.
Δhвых
37
=
принимается - 0,02
λ Hпо
м
Па
=
принимается – 1,1
ξвых
Па
м/с
=
-
Па
Окончание табл. 14
ОбоИсточник
Раз- Числ.
знач.
или формула
мерн. знач.
Полное сопротивление Δhтр
Δhвых+ Δhтрен =
Па
26
трубы
Суммарное сопротивΣh Δhпоп + ΣΔhпов + Δhту + Па
ление газовоздушного
+ Δhтр - hc =
27 тракта с учетом самотяги и сопротивления в
дымовой трубе
Параметр
БГ
АР
Ф
№
п/п
7. РАСЧЕТ МОЩНОСТИ КОТЕЛЬНОГО ВЕНТИЛЯТОРА
И
О
ТЕ
КА
Вентилятор предназначен для подачи воздуха в топку парового
котла в количестве, достаточном для полного сгорания топлива. Для
этого он должен развивать напор не менее сопротивления газовоздушного тракта при данном расходе воздуха. Существуют два основных типа вентиляторов: центробежные и осевые. Для судовых паровых котлов чаще всего применяют центробежные вентиляторы.
Таблица 15
Расчет мощности котельного вентилятора
БИ
БЛ
№
Параметр
п/п
1 Максимальная подача
дутьевого воздуха
2 Коэффициент запаса
по подаче
3 Коэффициент запаса
по напору
4 Аэродинамическое
сопротивление газовоздушного тракта
5 Гидравлический КПД
вентилятора
6 Механический КПД
вентилятора
7 Расчетная мощность
привода вентилятора
Обознач.
Источник
или формула
=
V
с
а
Σh
ηв
ηм
Ne
принимается из справочника - 1,1
принимается из справочника - 1,2
-
из табл. 14
Па
из справочника –
0,60 – 0,65
из справочника –
0,95 – 0,98
-
в м
38
Раз- Числ.
мерн. знач.
м3/с
=
-
КВт
БГ
АР
Ф
8. РАСЧЕТ ПРОЧНОСТИ ЭЛЕМЕНТОВ ПАРОВОГО КОТЛА
На прочность рассчитывают цилиндрические элементы корпуса,
нагруженные внутренним давлением: коллекторы и их днища, трубы
поверхностей нагрева.
Цель расчетов: по известным или принятым величинам (диаметру элемента, внутреннему давлению и температуре стенки) для выбранного материала (марки стали) и при известных факторах, ослабляющих стенку (швы, отверстия в стенке и др.), определяют расчетную толщину стенки элемента δ. К расчету на прочность элементов
коллекторов и барабанов прилагается их эскиз с указанием необходимых для расчетов размеров и обозначением искомых величин. Приступая к расчету, необходимо проработать теоретический материал.
Расчеты ведутся в табличной форме.
8.1. Расчет на прочность оберток пароводяного
и водяного коллекторов
Таблица 16
Обознач.
P
tст
σ ts
n
t
σ доп
Источник
или формула
приложение 3
1,05РК =
приложение 4
приложение 5
приложение 6
σ ts / n =
из чертежа
котла
И
О
ТЕ
КА
№
п/п
1
2
3
4
5
6
7
Параметр
БИ
БЛ
Материал
Расчетное давление
Расчетная температура стенки
Предел текучести материала
Коэффициент запаса прочности
Допустимое напряжение
Внутренний диаметр коллектора:
- пароводяного;
- водяного
8 Коэффициент прочности
9 Расчетная толщина стенки
обертки коллектора:
- пароводяного;
- водяного
10 Прибавка к толщине
11 Фактическая толщина стенки
обертки коллектора:
- пароводяного;
- водяного
DПВВН
DВВН
ϕ
δ'об
С
δоб
Раз- Числ.
мерн. знач.
МПа
0
С
МПа
МПа
мм
приложение 7
-
п
мм
вн
доп
=
примечание *
мм
δ'об + с
мм
* Примечание – для коллекторов, сваренных из листов толщиной менее 20 мм, с = 1 мм, а более 20 мм, с = 0.
39
8.2. Расчет на прочность трубной решетки пароводяного
и водяного коллекторов
Таблица 17
8
9
Обознач.
Материал
Расчетное давление
P
Расчетная температура стенки
tст
Предел текучести материала
σ ts
Коэффициент запаса прочности
n
t
Допустимое напряжение
σ доп
Внутренний диаметр коллекDПВВН
тора:
DВВН
- пароводяного;
- водяного
Характеристики трубной
решетки:
S1
- поперечный шаг;
S2
- продольный шаг
Источник
Раз- Числ.
или формула мерн. знач.
приложение 3
1,05РК =
МПа
0
приложение 4
С
приложение 5 МПа
приложение 6
t
σs / n =
МПа
БГ
АР
Ф
Параметр
из чертежа
котла
мм
по принятой
компоновке
испарительного пучка
мм
И
О
ТЕ
КА
№
п/п
1
2
3
4
5
6
7
Коэффициент прочности
в направлении:
- поперечном;
- продольном
ϕ1
ϕ2
10 Принятый коэффициент прочности
ϕ
11 Расчет толщины
стенки коллектора:
- пароводяного;
- водяного
12 Прибавка к толщине
н
вн
-
=
мм
С
примечание *
мм
δоб
δ'об + с =
примечание **
мм
δ'об
БИ
БЛ
-
выбирается
наименьший из
ϕ1 и ϕ2
п
13 Фактическая толщина
стенки коллектора:
- пароводяного;
- водяного
н
доп
* Примечание – для коллекторов, сваренных из листов толщиной менее 20 мм, с = 1 мм, а более 20 мм, с = 0.
** Примечание – при вальцованных трубах «δоб» принимается не
менее 12 мм, а при приварных не менее 10 мм.
40
8.3. Расчет на прочность днищ коллекторов
Таблица 18
ОбоИсточник
Раз- Числ.
знач. или формула мерн. знач.
Параметр
1 Материал
-
приложение 3
2 Наружный диаметр коллектора: DПВВН DПВВН + 2 δоб =
- пароводяного;
DВВН DВВН + 2 δоб =
- водяного
hПВ
hВ
3 Высота днища коллектора:
- пароводяного;
- водяного
-
БГ
АР
Ф
№
п/п
мм
из чертежа
мм
из справочника
мм
1,05 Рк =
МПа
4 Размер лаза
d
5 Расчетное давление
РР
6 Расчетная температура стенки
tст
7 Предел текучести материала
σ ts
приложение 5
МПа
8 Коэффициент запаса прочности
n
приложение 6
-
σtдоп
σ ts : n =
МПа
10 Коэффициент, учитывающий
форму днища
y
приложение 8
-
11 Коэффициент прочности
ϕ
приложение 7
-
И
О
ТЕ
КА
приложение 4
9 Допустимое напряжение
12 Расчетная толщина днища
коллектора:
- пароводяного;
- водяного
δ'ПВ
δ'В
БИ
БЛ
13 Прибавка к толщине
14 Принимаемая толщина днища
коллектора:
- пароводяного;
- водяного
п
н
доп
=
0
С
мм
с
примечание *
мм
δПВ
δВ
δ' + с =
мм
* Примечание – для коллекторов, сваренных из листов толщиной менее 20 мм, с = 1 мм, а более 20 мм, с = 0.
41
8.4. Расчет на прочность кипятильных труб экрана
Таблица 19
Обознач.
Параметр
-
2 Расчетное давление
P
3 Расчетная температура стенки
tст
4 Предел текучести материала
σ ts
5 Предел длительной прочности
материала
σtдп
6 Коэффициент запаса прочности
n
7 Коэффициент прочности
φ
приложение 3
-
1,05 РК =
МПа
приложение 4
С
приложение 5
МПа
приложение 5
МПа
приложение 6
-
приложение 7
-
И
О
ТЕ
КА
1 Материал
Источник
Раз- Числ.
или формула мерн. знач.
БГ
АР
Ф
№
п/п
8 Допустимое напряжение
σtдоп
σ ts / n
МПа
9 Наружный диаметр труб
dH
из теплового
расчета
мм
н
мм
10 Расчетная толщина стенки
труб
доп
11 Прибавка к толщине
БИ
БЛ
12 Принимаемая толщина
стенки трубки
=
с
принимается
мм
δтр
δ' + С =
мм
9. ЭКСПЛУАТАЦИЯ СПРОЕКТИРОВАННОГО
ПАРОВОГО КОТЛА
9.1. Краткая характеристика котла
Краткая характеристика котла необходима для составления рейсового задания, заявок на ГСМ и технического снабжения, составления планов ТОР и чек-листов, инструкций по ТЭ и ОТ и ТБ, ремонтных ведомостей и других целей.
42
Таблица 20
Тактико-технические данные парового котла
Наименование
Услов. Единица Числ.
обозн. измер. значение
1
Паропроизводительность котла
2
Давление пара в котле
3
Температура питательной воды
4
Температура воздуха перед форсункой
5
Температура газов за топкой
6
Температура уходящих газов
7
КПД парового котла
8
Поверхность нагрева
9
Марка топлива
10
Суточный расход топлива при ДК
БГ
АР
Ф
№
п/п
ДК
т/час
РК
МПа
tПВ
0
TВХ.В
0
TЗТ
0
TУХ,Г
0

С
С
С
С
-
м2
-
-
ВК
т
И
О
ТЕ
КА
НПО
9.2. Принципиальная схема системы питательной воды
Разработать принципиальную схему системы питательной воды
для спроектированного котла с ее описанием и принципом работы.
9.3. Принципиальная схема топливной системы
БИ
БЛ
Разработать принципиальную схему топливной системы для
спроектированного котла с ее описанием и принципом работы.
9.4. Техническое использование парового котла
Подготовка котла к действию, запуск котла в работу, вывод на расчетный режим, наблюдение во время работы, вывод котла из работы.
9.5. Водный режим парового котла
Необходимо выбрать водный режим для спроектированного
котла, схему водоподготовки, рекомендацию по предельным значениям показателей качества воды парового котла.
43
9.6. Охрана труда и техника безопасности
Дать основные требования и положения по ОТ и ТБ при эксплуатации для спроектированного котла.
9.7. Пожарная безопасность
БГ
АР
Ф
Дать основные положения по предупреждению пожаров с паровым котлом и в котельном отделении.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИ
БЛ
И
О
ТЕ
КА
В заключении по курсовому проектированию парового котла
необходимо отразить проделанную работу и полученный конечный
результат.
44
Приложение 1
Расчетные характеристики жидких топлив
Hг
%
13,3
Nг
%
0,05
Oг
%
0,05
ТМ
86,5
12,6
0,2
0,3
ТГ
85,4
12,4
0,1
0,3
Ф-5
85,3
12,4
0,1
0,2
Ф-12
86,5
12,2
0,21
0,29
М-40
86,1
11,2
0,3
0,4
Sг
%
0,3
Ар
%
0,01
Wр
%
0,1
Qрн
МДж/кг
42,7
0,4
0,05
1,5
41,4
1,8
0,1
1,0
41,0
2,0
0,1
1,0
40,9
0,8
0,15
1,0
40,9
2,0
0,15
2,0
39,4
И
О
ТЕ
КА
БГ
АР
Ф
ДТ
Сг
%
86,3
Топливо
М-100
88,4
10,7
0,9
0,3
0,5
0,15
2,0
38,8
RMD-15
86,5
13,1
0,05
0,05
0,3
0,01
0,1
42,4
RME-25
85,4
12,4
0,2
0,2
1,8
0,1
1,0
40,6
RMG-35
87,9
11,6
0,2
0,3
2,0
0,15
2,0
38,6
RMK-35
85,3
11,5
0,3
0,4
2,5
0,2
2,0
37,4
БИ
БЛ
- ДТ (дизельное топливо);
- ТМ (топливо моторное);
- ТГ (топливо газотурбинное);
- Ф-5 (мазут флотский);
- Ф-12 (мазут флотский);
- М-40 (мазут топочный);
- М-100 (мазут топочный);
- RMD-15 (ИФО-80), ISO 8217 2005(E);
- RME-25 (ИФО-180), ISO 8217 2005(E);
- RMG-35 (ИФО-380), ISO 8217 2005(E);
- RMK-35 (ИФО-420), ISO 8217 2005(E).
45
Приложение 2
Средние изобарные объемные теплоемкости воздуха и газов
(t),
С0
сР, кДж (м3 0С)
О2
Н2О
сухой
воздух
влажный
воздух
(d=0,01)
0
1,5998
1,2946
1,3059
1,4943
1,2971
1,3188
100
1,7003
1,2958
1,3176
1,5052
1,3004
1,3243
200
1,7873
1,2996
1,3352
1,5223
1,3071
1,3318
300
1,8627
1,3067
1,3561
1,5224
1,3272
1,3423
400
1,9297
1,3168
1,3775
1,5664
1,3289
1,3544
500
1,9887
1,3276
1,3980
1,5897
1,3427
1,3682
600
2,0411
1,3402
1,4168
1,6148
1,3565
13829
2,0884
1,3536
1,4344
1,6412
1,3708
1,3976
2,1311
1,3670
1,4499
1,6680
1,3842
1,4114
2,1692
1,3796
1,4645
1,6957
1,3976
1,4248
2,2035
1,3917
1,4775
1,7229
1,4097
1,4373
2,2349
1,4034
1,4892
1,7501
1,4214
1,4499
2,2638
1,4143
1,5005
1,7769
1,4327
1,4612
2,2898
1,4252
1,5106
1,8028
1,4432
1,4725
2,3136
1,4348
1,5202
1,8280
1,4528
1,4830
2,3354
1,4440
1,5294
1,8527
1,4620
1,4926
1600
2,3555
1,4528
1,5378
1,8776
1,4708
5018
1700
2,3743
1,4612
1,5462
1,8996
1,4788
1,5102
1800
2,3915
1,4687
1,5541
1,0313
1,4867
1,5177
1900
2,4074
1,4758
1,5617
1,9423
1,4939
1,5257
2000
2,4221
1,4827
1,5692
1,9628
1,5010
1,5328
2100
2,4359
1,4892
1,5759
1,9825
1,5072
1,5399
2200
2,4484
1,4951
1,5830
2,0009
1,5135
1,5462
2300
2,4508
1,4999
1,5901
2,0203
1,5199
1,5525
700
800
900
1000
1100
1200
1300
1400
БИ
БЛ
1500
БГ
АР
Ф
N2
И
О
ТЕ
КА
СО2
46
Приложение 3
Марки сталей и области их применения
10,20
425
Трубы поверхности нагрева, коллекторы,
трубопроводы
15К,
20К,
25К
425
Барабаны, днища, коллекторы и другие элементы огнетрубных и водотрубных котлов
БГ
АР
Ф
Марка
стали
Предельная
рабочая
температура,
БИ
БЛ
И
О
ТЕ
КА
Область применения
47
Приложение 4
Расчетная температура стенки элементов котла
Расчетная
температура
стенки,
БГ
АР
Ф
Наименование элемента, условия работы
Стенки котлов и экономайзеров, обогреваемые горячими
газами, но защищенные от непосредственного воздействия
теплового излучения, обечайки, днища, коллекторы, камеры,
трубы и трубные решетки
Трубы, подвергающиеся воздействию теплового излучения
БИ
БЛ
И
О
ТЕ
КА
Коллекторы, подвергающиеся воздействию теплового излучения
48
ср
30
ср
50
п?
100
Приложение 5
Пределы текучести марок стали
Предел текучести
(МПа) при температуре
БГ
АР
Ф
Предел
Марка
прочности
стали
, МПа
20
100
200
250
300
350
400
450
340
200
190
180
165
150
130
110
80
15К
360
210
200
185
170
145
120
100
80
20К
410
240
230
210
190
160
140
120
100
БИ
БЛ
И
О
ТЕ
КА
10
49
Приложение 6
Коэффициенты запаса прочности
Элементы котлов,
экономайзеров
и пароперегревателей
БГ
АР
Ф
Коэффициент запаса прочности n
внутреннее
давление
стальной
прокат
и
поковки
1,7
Котельные трубы и трубы
пароперегревателей
1,7
Выпуклые днища
1,7
Конические стенки
стальной
стальное прокат стальное
литье
и
литье
поковки
2,2
1,9
2,5
-
2,0
-
2,2
2,0
2,5
1,7
2,2
-
-
Плоские стенки
1,7
2,0
-
-
Тарельчатые днища
1,7
2,2
-
-
Трубные решетки
1,7
-
-
-
Прямоугольные камеры
1,7
-
-
-
Связи длинные и короткие,
сварные трубы
2,5
-
2,5
-
БИ
БЛ
И
О
ТЕ
КА
Цилиндрические и сферические стенки
наружное
давление
50
Приложение 7
Коэффициенты прочности сварных соединений
Способ сварки
Коэффициент
прочности сварных
соединений
БГ
АР
Ф
Тип
соединения
Стыковые Двухсторонняя под флюсом и электрошлаковая
0,9
Двухсторонняя ручная
0,9
0,8
Односторонняя под флюсом без защиты сварочной ванны, а также ручная
без подварки
0,7
Двухсторонняя со скосом двух кромок
Угловые и или одной кромки с последующей
тавровые подваркой
0,9
И
О
ТЕ
КА
Односторонняя под флюсом и ручная
на подкладке
0,7
Двухсторонняя с разделкой одной
кромки без подкладки и без подварки
0,5
БИ
БЛ
Односторонняя с разделкой одной
кромки на удаляемой подкладке без
подварки
51
Приложение 8
Коэффициенты учета формы днища коллектора
Значение У
для
глухого
днища
для днища с центрально расположенными
отверстиями для лаза при d/Дн, равном:
БГ
АР
Ф
h/Дн
0,2
1,40
0,75
0,26
1,25
1,60
0,28
1,10
1,45
0,30
1,00
1,35
0,40
0,75
1,05
0,50
0,75
1,05
0,6
2,10
2,50
1,95
2,30
1,80
2,20
1,70
2,05
1,40
1,75
1,40
1,75
БИ
БЛ
И
О
ТЕ
КА
0,24
0,4
52
Приложение 9
Физические характеристики воздуха и продуктов сгорания
среднего состава (Н2О= 0,11; RO2= 0,13) при  = 0,0981 МПа
t, C
Продукты сгорания
БГ
АР
Ф
Воздух
0
102,
Вт/(м0С)

v Г106,
м2/с
Г102,
Вт/(м0С)
Г
0
13,2
2,43
0,70
11,9
2,28
0,74
100
23,2
3,19
0,69
20,8
3,13
0,70
200
34,8
3,87
0,69
31,6
4,12
0,67
300
48,2
4,48
0,69
43,9
4,84
0,65
400
62,9
5,05
0,70
57,8
5,70
0,64
500
79,3
5,62
0,70
73,0
6,56
0,62
600
И
О
ТЕ
КА
v106,
м2/с
96,7
6,15
0,71
89,4
7,42
0,61
115,0
6.66
0,71
107,0
8,27
0,60
135,0
7,14
0,72
126,0
9,15
0,59
155,0
7,61
0,72
146,0
10,01
0,58
177,0
8,05
0,72
167,0
10,90
0,58
200,0
8,46
0,72
188,0
11,75
0,57
223,0
8,87
0,73
210,0
12,56
0,56
247,0
9,27
0,73
234,0
13,49
0,55
273,0
9,65
0,73
258,0
14,42
0,54
300,0
10,02
0,73
282,0
15,35
0,53
1600
327,0
10,38
0,74
307,0
16,28
0,52
1700
355,0
10,75
0,74
333,0
17,33
0,51
1800
384,0
11,11
0,74
361,0
18,14
0,50
1900
415,0
11,45
0,74
389,0
18,96
0,49
2000
448,0
11,86
0,74
419,0
19,89
0,49
2100
478,0
12,09
0,75
450,0
20,70
0,48
700
800
900
1000
1100
1200
1300
1400
БИ
БЛ
1500
53
БГ
АР
Ф
И
О
ТЕ
КА
Виктор Кришевич Бразновский
СУДОВЫЕ КОТЕЛЬНЫЕ
И ПАРОПРОИЗВОДЯЩИЕ
УСТАНОВКИ
БИ
БЛ
Методические указания и контрольные задания
для курсового проектирования
судового водотрубного парового котла
для курсантов и студентов специальности
«Эксплуатация судовых энергетических установок»
дневной и заочной форм обучения
Редактор – Э.Ю. Пашкова
Мл. редактор – Г.В. Деркач
Компьютерное редактирование – Ю.Н. Воробейкин
Лицензия № 021350 от 28.06.99 г. Печать офсетная.
Подписано в печать 18.02.2016 г. Формат 60x90/16
Усл. печ. л. 3,4 Уч.-изд. л. 3,7. Тираж 40 экз. Заказ № 1061.
БГАРФ ФГБОУ ВО «КГТУ»
Издательство БГАРФ,
член Издательско-полиграфической ассоциации университетов России
236029 Калининград, ул. Молодежная, 6