Построение в Н, d – диаграмме процесса охлаждения дымовых газов в контактном экономайзере котла ДКВр-4-13

Для определения конечных параметров дымовых газов при определенном соотношении W : G _с.г , заданных параметрах воды и начальных параметрах газов необходимо построить процесс взаимодействия между газами и водой на Н,d-диаграмме. Одновременно при этом определяется средняя разность температур между теплоносителями.

1. Находим на Н,d-диаграмме точку А, соответствующую = 166˚С и d ₁= 112г/кг. Эта точка характеризует состояние газов на входе в экономайзер. Энтальпия газов в этой точке Н₁ = 116,4 ккал/кг. Состояние газов в точке A соответствует температуре воды  = 61˚С.

2. Состояние насыщенного парами газового слоя у пленки воды можно изобразить точкой B, являющейся пересечением кривой φ = 100% и линии = 61˚С.

3. При  τ_р > t '' процесс охлаждения газов идет с постоянным уменьшением влагосодержания. Однако на практике охлаждение газов с постоянным уменьшением влагосодержания происходит только в том случае, если вода не нагревается в контактной камере выше 57-59ºС. При температуре нагрева воды более 60ºС, охлаждение газов будет происходить с одновременным их увлажнением (участок А-А_VIII). В дальнейшем продукты сгорания, двигаясь далее по контактной камере и соприкасаясь с более холодными слоями воды, будут охлаждаться и уже уменьшать свою влажность. При этом будет происходить конденсация водяных паров [41, С.36-37].                                                      

Рисунок 1.1 – Н,d – диаграмма влажного атмосферного воздуха

 

Весь процесс делим на участки с перепадом температуры 10 ºС. Температура воды в конце первого по ходу газов участка, соответствующая температуре газов , может быть определена по формуле:

                                                                            (Р1.36)

где I_I и d_I – соответственно энтальпия, ккал/кг, и влагосодержание, г/кг, в конце первого участка.

Значения I_I и d_I определяются положением точки пересечения прямой AB с изотермой  (точка A_I). По Н,d-диаграмме находим энтальпию и влагосодержание в точке A_I : I_I =116ккал/кг; d_I = 116г/кг.

                                      

4. Средняя разность температур в первом участке:

                                                                 (Р1.37)

                                 

5. Найдя на граничной кривой φ = 100% точку, соответствующую t_I = 60,69ºС, соединяем ее прямой линией с точкой A_I, соответствующей состоянию газов в конце первого (начале второго) участка. Точка пересечения этой прямой с изотермой определяет состояние газов в конце второго участка.

Аналогично выполняем расчет для всех участков, кроме последнего. Данные расчета сведены в таблицу Р1.19.

Таблица Р1.19 Значения температуры воды в конце участка и средней

по участку разности температур для котла ДКВр-4-13

Номер участка	Температура воды в конце участка, ºС	Средняя по участку разность температур, ºС
I	60,69	100,15
II	60,55	90,38
III	60,44	80,51
IV	60,15	70,71
V	59,83	61,01
VI	59,45	51,36
VII	58,61	41,97
VIII	57,62	32,88
IX	55,31	24,53
X	51,26	17,71
XI	43,19	13,78
XII	31,88	13,46
XIII	21,45	14,33

6. Выполняем расчет для XIV участка. Начальная температура воды составляет  = 17˚С. Задача сводится к тому, чтобы найти на прямой A_XIIID точку, характеризующую параметры газов на выходе из экономайзера в сечении, где они взаимодействуют с водой, имеющей  = 17˚С (D – точка на кривой φ = 100%, соответствующая температуре воды 17˚С).

Из уравнения:         

путем последовательного приближения находим точку С, соответствующую конечным параметрам газов:

Небольшие расхождения между принятыми предварительно и полученными значениями θ''_КВЭк и d''_КВЭк можно объяснить:

1) возможной неточностью многократно выполнявшихся графических и аналитических определений;

2) не удачным выбором величины d''_КВЭк в начале расчета.

Средняя разность температур на XIV участке:

                                .

7. Средняя по участкам разность температур при относительном изменении температуры на всех, кроме последнего, участках:

                                            

на последнем участке:       

составит:

      

                        

 

Средняя разность температур для всего экономайзера по логарифмической формуле:

                                     

Расхождение между ними составит 1,1%.

8. Так как полученные значения несколько отличаются от принятых значений, то следует уточнить значения теплопроизводительности экономайзера и количества воды.

Определяем увеличение влагосодержания газов (∆d) в области контакта горячих газов и горячей воды по сравнению с начальным значением d₁=112г/кг.

По Н,d-диаграмме находим:

                                                           (Р1.38)

где: d_max – максимальное влагосодержание газов в точке А_VIII.

    Определяем количество балластного тепла:

                                      (Р1.39)

  Определяем количество расчётного тепла:

                             (Р1.40)

    9. Определяем среднюю температуру газов в экономайзере:

                                                             (Р1.41)

10. Определяем средний объём газов в контактной камере:

                                (Р1.42)

 (уменьшением объема газов за счёт конденсации части водяных паров для упрощения расчёта мы пренебрегаем, пренебрегаем также возможным присосом воздуха в контактную камеру).

     11. Задаваясь размером элементов насадки и характером их укладки (принимаем беспорядочно лежащие кольца 35х35х4мм), определяем по [рис.57 с.110 Аронов] значение критической скорости газов при W:G_с.г.= 2,11кг/кг (W:G_с.г.^доп=1-3кг/кг) W_кр=1,2м/сек (W_кр^доп=1,0-1,5м/сек). Затем принимаем расчетную величину скорости газов в свободном сечении экономайзера, близкую к величине W_кр. В данном случае примем w_о=1,1м/сек (w_о^доп=0,8-2м/сек).

      12. Определяем сечение контактной камеры:

                                                              (Р1.43)

Размеры сечения 1160х1160мм.

     13. Плотность орошения насадки:

                                                               (Р1.44)

При этом коэффициент смачиваемости насадки водой, определяемый по [41, с.104], составляет φ=0,79. Согласно [41, с.103], поверхность колец в единице объема S=140м²/м³.

14. Поверхность теплообмена в единице объема:

                                                             (Р1.45)

    15. Коэффициент теплопередачи определяется по литературным данным. Согласно [41, с.109], можно принять для w_о=1,1м/сек и H_w=7,22м³/м2∙ч : k=75ккал/м²∙ч∙град.

    16. Определяем необходимый объём насадки:

                                                    (Р1.46)

                                                                  (Р1.47)

     17. Сопротивление насадки высотой 0,97м при принятых w_o и H_w составляет [60, с.180]:

18. Суммированием сопротивлений газового тракта определяем необходимый напор дымососа Н_д=40 мм вод.ст.

Его производительность без запаса:

                                  (Р1.48)

19. Приняв скорость газов в подводящем и отводящем газоходах 8 м/сек, определяем их сечение:

                                (Р1.49)

                                                           (Р1.50)

     20. Принимаем следующие размеры: подводящего газохода 300х1000мм, отводящего газохода – 180х1000мм.

     21. Определим влагосодержание для ВМЭ и его продуктов полного сгорания по формуле:

                                                 (Р1.51)

                                            

 

Таблица Р1.20 Сводная таблица расчёта влагосодержания водомазутной эмульсии

Влагосодержание воздуха, г/кг	10	20	25	50	75	100	125	150	175
Влагосодержание ВМЭ, г/кг	16	32	40	81	121	161	202	242	282

 

⇐ Предыдущая10111213141516171819Следующая ⇒

Поделиться: