Расчет чугунного экономайзера ВТИ
Чугунный экономайзер является дополнительной поверхностью нагрева, которая использует (экономит) тепло, которое иначе выбрасывалось бы после котельного пучка в атмосферу, а теперь служит для подогрева питательной воды.
Расчет чугунного экономайзера является не поверочным, а конструкторским, так как известны температуры и энтальпии продуктов сгорания перед и после экономайзера. Необходимо определить площадь поверхности экономайзера и разместить ее в виде чугунных ребристых труб в газоходе.
1. Температура газов перед экономайзером (из расчета котельного пучка):
 , кДж/кг(м3)
2. Энтальпия газов перед экономайзером при  (из таблицы 4.2):
 , кДж/кг(м3)
3. Температура уходящих газов (из задания):
 , 0С
4. Энтальпия уходящих газов при  (из таблицы 4.2):
 , кДж/кг(м3)
5. Количество тепла, переданного газами поверхности нагрева:
 , кДж/кг(м3)
6. Температура питательной воды (из задания):
 , 0С
7. Энтальпия питательной воды ([2], с.204, табл. ХХIII):
 , кДж/кг
8. Энтальпия воды за экономайзером:
 , кДж/кг
9. Температура воды за экономайзером:
 , 0С
Должно быть   ³ 200С
10. Большая разность температур:
 , 0С
11. Меньшая разность температур:
 , 0С
12. Среднелогарифмический температурный напор в экономайзере:
 , 0С
13. Средняя температура газов в экономайзере:
 , 0С
14. Длина чугунной трубы (выбирается,  , с.262, номограмма 20; таблица 3):
 , м
Таблица 4.3 - Параметры чугунных ребристых труб ВТИ
| Длина, мм
|
|
|
|
| | Поверхность нагрева с газовой стороны, м2
| 2, 18
| 2, 95
| 3, 72
| 4, 49
| | Живое сечение, м2
| 0, 088
| 0, 120
| 0, 152
| 0, 184
| | Внутренний диаметр, мм
|
| | Размеры фланца, мм ´ мм
| 150 ´ 150
|
15. Поверхность нагрева с газовой стороны одной трубы (таблица 4.3)
 , м2
16. Сечение одной трубы для прохода газов:
 , м2
17. Число труб в ряду поперек потока газов (выбираем):
 , шт./ряд
18. Живое сечение для прохода газов:
 , м2
19. Средняя скорость потока газов (если отличается от диапазона 4-9 м/с, то следует уточнить предыдущие пункты расчета). Объем берется для водяного экономайзера из таблицы 4.1:
 , м/с
20. Коэффициент теплопередачи:
 , Вт/(м2 0С)
21. Поверхность нагрева водяного экономайзера:
 , м2
22. Общее число труб (округляем до целого):
 , шт.
23. Число горизонтальных рядов:
 , рядов
Проводим конструкторскую проработку водяного экономайзера и распределяем трубы в его газоходах.
Проверка теплового расчета котлоагрегата
Тепловой расчет котельного агрегата проверяется по невязке теплового баланса. При отсутствии пароперегревателя и воздухоподогревателя невязка есть:
 , кДж/кг (м3)
При правильном выполнении расчета величина невязки не превышает 0, 5%, т.е.:
Если величина невязки превышает данное отклонение, то следует уточнить тепловой расчет всех поверхностей теплогенератора.
Литература
1. Бузников Е. Ф., Роддатис К. Ф., Берзиныш Э. Я. Производственные и отопительные котельные. - М.: Энергостройиздат. - 1984. - 240с.
2. Делягин Г. Н., Лебедев В. И., Пермяков Б. А. Теплогенерирующие установки. -М.: Стройиздат. -1986. -559с.
3. Роддатис К.Ф. Котельные установки. – М.: Энергия, 1977. – 432 с., ил.
4. Роддатис К.Ф., Полтарецкий А.Н. Справочник по котельным установкам малой производительности. – М.: Энергоатомиздат, 1989. – 488 с., ил.
5. СНиП 11-35-76. Котельные установки. -М.: Госстрой России. - 2001. -47с.
6. СНиП 2.01.01-82. Строительная климатология и геофизика. -М.: Минстрой России. -1997г. -140с.
7. СНиП 2.04.07-86*. Тепловые сети. -М.: Минстрой России. - 1994. -48с.
8. Соловьев Ю. П. Проектирование теплоснабжающих установок для промышленных предприятий. -М.: Энергия. -1978. -192с.
9. Тепловой расчет котельных агрегатов. Нормативный метод. – М.: Энергия, 1973
10. Эстеркин Р. И. Промышленные котельные установки. - Л.: Энергоатомиздат. - 1985. -400с.
11. Соколов Б.А. Котельные установки и их эксплуатация. Учебник. - 2-е изд.-М.: издат. «Академия», 2007.- 432с.
12. Липов Ю.А., Третьяков Ю.М. Котельные установки и парогенераторы. Изд. НИЦ " Регулярная и хаотическая динамика", 2006. - 592 с.
Приложение А - Основные характеристики твердого, жидкого и газообразного топлива
(обязательное)
| Вид
Топлива
| Состав, %
| Низшая теплота сгорания Qнp, кДж/кг
| Vо
| 
| 
| 
| 
| | Wp
| Ap
| Spo+k
| Cp
| Hp
| Np
| Op
| | Марка угля
| | Донецкий
| 14, 0
| 25, 8
| 3, 9
| 44, 8
| 3, 4
| 1, 0
| 7, 1
|
| 4, 78
| 0, 86
| 3, 78
| 0, 63
| 5, 27
| | Кузнецкий Д
| 12, 0
| 13, 2
| 0, 3
| 58, 7
| 4, 2
| 1, 9
| 9, 7
|
| 6, 02
| 1, 10
| 4, 77
| 0, 71
| 6, 58
| | Кузнецкий Г
| 8, 5
| 11, 0
| 0, 5
| 66, 0
| 4, 7
| 1, 8
| 7, 5
|
| 6, 88
| 1, 24
| 5, 45
| 0, 74
| 7, 42
| | Грамотеинский Г
| 14, 0
| 9, 5
| 0, 5
| 59, 5
| 4, 0
| 1, 5
| 11, 0
|
| 6, 0
| 1, 11
| 4, 75
| 0, 71
| 6, 58
| | Кедровский СС
| 10, 0
| 11, 3
| 0, 5
| 67, 7
| 3, 6
| 1, 6
| 5, 3
|
| 6, 81
| 1, 27
| 5, 39
| 0, 63
| 7, 29
| | Краснобродский Т
| 10, 0
| 16, 2
| 0, 3
| 65, 7
| 3, 0
| 1, 7
| 3, 1
|
| 6, 54
| 1, 23
| 5, 18
| 0, 56
| 6, 97
| | Томусинский СС
| 12, 0
| 18, 9
| 0, 4
| 59, 1
| 3, 4
| 1, 7
| 4, 5
|
| 6, 02
| 1, 11
| 4, 77
| 0, 62
| 6, 50
| | Карагандинский К
| 8, 0
| 27, 6
| 0, 8
| 54, 7
| 3, 3
| 0, 8
| 4, 8
|
| 5, 60
| 1, 03
| 4, 43
| 0, 56
| 6, 02
| | Экибастузский СС
| 7, 0
| 38, 1
| 0, 8
| 43, 4
| 2, 9
| 0, 8
| 7, 0
|
| 4, 42
| 0, 81
| 3, 50
| 0, 48
| 4, 79
| | Ленгерский Б3
| 29, 0
| 11, 4
| 1, 7
| 45, 0
| 2, 6
| 0, 4
| 9, 9
|
| 4, 42
| 0, 85
| 3, 49
| 0, 72
| 5, 06
| | Подмосковный Б2
| 32, 0
| 25, 2
| 2, 7
| 28, 7
| 2, 2
| 0, 6
| 8, 6
|
| 2, 94
| 0, 55
| 2, 33
| 0, 69
| 3, 57
| | Воркутинский Ж
| 5, 5
| 23, 6
| 0, 8
| 59, 6
| 3, 8
| 1, 3
| 5, 4
|
| 6, 15
| 1, 12
| 4, 97
| 0, 59
| 6, 58
| | Интинский Д
| 11, 0
| 25, 4
| 2, 6
| 47, 7
| 3, 2
| 1, 3
| 8, 8
|
| 4, 88
| 0, 91
| 3, 87
| 0, 57
| 5, 35
| | Бабаевский Б1
| 56, 5
| 7, 0
| 0, 5
| 25, 4
| 2, 4
| 0, 2
| 8, 0
|
| 2, 69
| 0, 48
| 2, 09
| 1, 01
| 3, 58
| | Кизеловский Г
| 6, 0
| 31, 0
| 6, 1
| 48, 5
| 3, 6
| 0, 8
| 4, 0
|
| 5, 33
| 0, 95
| 4, 22
| 0, 56
| 5, 73
| | Челябинский Б3
| 18, 0
| 29, 5
| 1, 0
| 37, 3
| 2, 8
| 0, 9
| 10, 5
|
| 3, 74
| 0, 70
| 2, 96
| 0, 59
| 4, 26
| | Егоршинский ПА
| 8, 0
| 23, 9
| 0, 4
| 60, 3
| 2, 5
| 0, 9
| 4, 0
|
| 5, 9
| 1, 13
| 4, 67
| 0, 47
| 6, 27
| | Волчанский Б3
| 22, 0
| 33, 2
| 0, 2
| 28, 7
| 2, 3
| 0, 5
| 13, 1
|
| 2, 73
| 0, 54
| 2, 16
| 0, 57
| 3, 27
| | Веселовский Б3
| 24, 0
| 30, 4
| 0, 4
| 29, 9
| 2, 3
| 0, 5
| 12, 5
|
| 2, 86
| 0, 56
| 2, 27
| 0, 60
| 3, 43
| | Ангренский Б2
| 34, 5
| 13, 1
| 1, 3
| 39, 8
| 2, 0
| 0, 2
| 9, 1
|
| 3, 81
| 0, 75
| 3, 01
| 0, 71
| 4, 47
| | Кокянгакский Д
| 10, 5
| 17, 9
| 1, 7
| 55, 8
| 3, 7
| 0, 6
| 9, 8
|
| 5, 67
| 1, 05
| 4, 49
| 0, 63
| 6, 17
| | Кызылкиянский Б3
| 28, 0
| 14, 4
| 0, 9
| 44, 4
| 2, 4
| 0, 5
| 9, 4
|
| 4, 3
| 0, 83
| 3, 40
| 0, 68
| 4, 92
| | Шурабский Б3
| 21, 5
| 14, 1
| 1, 2
| 47, 3
| 3, 0
| 0, 6
| 12, 3
|
| 4, 63
| 0, 89
| 3, 66
| 0, 67
| 5, 22
| | Марка мазута
| | Малосернистый
| 3, 0
| 0, 05
| 0, 3
| 84, 65
| 11, 7
| 0, 3
|
| 10, 62
| 1, 58
| 8, 39
| 1, 51
| 11, 48
| | Сернистый
| 3, 0
| 0, 1
| 1, 4
| 83, 8
| 11, 2
| 0, 5
|
| 10, 45
| 1, 57
| 8, 25
| 1, 45
| 11, 28
| | Высокосернистый
| 3, 0
| 0, 1
| 2, 8
| 83, 0
| 10, 4
| 0, 7
|
| 10, 2
| 1, 57
| 8, 06
| 1, 36
| 10, 99
|
| Вид топлива
| Состав, %
| Низшая теплота сгорания
Qн p кДж/ м3
| Vо
|
|
|
|
| | | СН4
| С2Н6
| С3Н8
| С4Н10
| С5Н12
| N2
| CО2
| | | | | Природный газ
| | | Саратов-Москва
| 84, 5
| 3, 8
| 1, 9
| 0, 9
| 0, 3
| 7, 8
| 0, 8
|
| 9, 52
| 1, 04
| 7, 60
| 2, 10
| 10, 73
| | | Первомайск-Сторожовка
| 62, 4
| 3, 6
| 2, 6
| 0, 9
| 0, 2
| 30, 2
| 0, 1
|
| 7, 51
| 0, 82
| 6, 24
| 1, 64
| 8, 7
| | | Саратов-Горький
| 91, 9
| 2, 1
| 1, 3
| 0, 4
| 0, 1
| 3, 0
| 1, 2
|
| 9, 57
| 1, 03
| 7, 59
| 2, 13
| 10, 75
| | | Ставрополь-Москва
(I нитка)
| 93, 8
| 2, 0
| 0, 8
| 0, 3
| 0, 1
| 2, 6
| 0, 4
|
| 9, 58
| 1, 02
| 7, 60
| 2, 14
| 10, 76
| | | Ставрополь-Москва
(II нитка)
| 92, 8
| 2, 8
| 0, 9
| 0, 4
| 0, 1
| 2, 5
| 0, 5
|
| 9, 68
| 1, 04
| 7, 67
| 2, 16
| 10, 86
| | | Ставрополь-Москва
(III нитка)
| 91, 2
| 3, 9
| 1, 2
| 0, 5
| 0, 1
| 2, 6
| 0, 5
|
| 9, 81
| 1, 06
| 7, 78
| 2, 18
| 11, 01
| | | Серпухов-Ленинград
| 89, 7
| 5, 2
| 1, 7
| 0, 5
| 0, 1
| 2, 7
| 0, 1
|
| 10, 0
| 1, 08
| 7, 93
| 2, 21
| 11, 22
| | | Брянск-Москва
| 92, 8
| 3, 9
| 1, 1
| 0, 4
| 0, 1
| 1, 6
| 0, 1
|
| 9, 91
| 1, 06
| 7, 84
| 2, 20
| 11, 11
| | | Шебелинка-Харьков
| 92, 8
| 3, 9
| 1, 0
| 0, 4
| 0, 3
| 1, 5
| 0, 1
|
| 9, 96
| 1, 07
| 7, 88
| 2, 21
| 11, 16
| | | Шебелинка-Москва
| 94, 1
| 3, 1
| 0, 6
| 0, 2
| 0, 8
| 1, 2
| -
|
| 9, 98
| 1, 07
| 7, 90
| 2, 22
| 11, 19
| | | Промысловка-Астрахань
| 97, 1
| 0, 3
| 0, 1
| -
| -
| 2, 4
| 0, 1
|
| 9, 32
| 0, 98
| 7, 38
| 2, 11
| 10, 47
| | | Уренгой - Надым - Пунга - Ухта
| 98, 72
| 0, 12
| 0, 01
| < 0, 01
| -
| 1, 0
| 0, 14
|
|
|
|
|
|
| | | Уренгой - Ужгород
| 98, 90
| 0, 12
| 0, 01
| 0, 01
| -
| 0, 9
| < 0, 06
|
|
|
|
|
|
| | | Уренгой-Сургут - Челябинск
| 98, 24
| 0, 29
| 0, 20
| 0, 09
| 0, 04
| 1, 0
| 0, 14
|
|
|
|
|
|
| | | Н.Новгород-Иваново - Череповец
| 98, 99
| 0, 25
| 0, 04
| 0, 02
| -
| 0, 6
| 0, 1
|
|
|
|
|
|
| | | Мострансгаз (кольцо)
| 96, 57
| 1, 40
| 0, 40
| 0, 18
| 0, 07
| 1, 2
| 0, 15
|
|
|
|
|
|
| | | Оренбург - Александров Гай
| 86, 43
| 3, 90
| 1, 72
| 0, 87
| 0, 30
| 6, 7
| 0, 01
|
|
|
|
|
|
| | | Ярино - Пермь
| 38, 00
| 25, 10
| 12, 50
| 3, 30
| 1, 30
| 18, 7
| -
|
|
|
|
|
|
| | | Кулешовка - Самара
| 58, 00
| 17, 20
| 7, 40
| 2, 00
| 0, 50
| 13, 6
| 0, 80
|
|
|
|
|
|
| | | Туймазы - Уфа
| 50, 00
| 22, 00
| 9, 80
| 1, 20
| 0, 40
| 16, 6
| -
|
|
|
|
|
|
| | | Казань - Бугульма - Альметьевск
| 53, 60
| 22, 80
| 6, 10
| 0, 90
| 0, 20
| 15, 8
| 0, 20
|
|
|
|
|
|
| |
Приложение Б - Основные характеристики котлов
Основные характеристики котлов ДКВР
| Параметры
| Обозначение
| ДКВР-2, 5-13
| ДКВР-4-13
| ДКВР-4-13-250
| ДКВР-6, 5-13/
ДКВР-6, 5-23
| ДКВР-6, 5-13-250/
ДКВР-6, 5-23-370
| ДКВР-10-13/
ДКВР-10-23
| ДКВР-10-13-250/
ДКВР-10-23-370
| | Паропроизводительность, т /ч
| D
| 2, 5
| 4, 0
| 4, 0
| 6, 5
| 6, 5
|
|
| | Рабочее давление, кг /см2
| P
|
|
|
| 13/23
| 13/23
| 13/23
| 13/23
| | Температура пара, оС
| tП
| Насыщенный
| Насыщенный
|
| Насыщенный
| 250 /370
| Насыщенный
| 250 /370
| | Объём топки с камерой догорания, м3
| VT
| 10, 4
| 13, 0
| 13, 0
| 20, 4
| 20, 4
| 39, 3
| 39, 3
| | Поверхность нагрева экранов, м2
| HΛ
| 16, 7
|
|
|
|
|
|
| | Поверхность нагрева конвективного пучка, м2
| Hкп
|
|
|
|
|
|
|
| | Поверхность нагрева пароперегревателя, м2
| Hпер
| -
| -
| 8, 5
| -
| 10, 6
| -
| 17, 1
| | Диаметр экранных и кипятильных труб, мм
| dэ
| 51х2, 5
| 51х2, 5
| 51х2, 5
| 51х2, 5
| 51х2, 5
| 51х2, 5
| 51х2, 5
| | Диаметр труб пароперегревателя, мм
| dпер
| -
| -
| 32х3
| -
| 32х3
| -
| 32х3
| | Шаг труб боковых экранов, мм
| Sб
|
|
|
|
|
|
|
| | Шаг труб фронтовых и задних экранов, мм
| Sф
| -
| -
| -
| -
| -
|
|
| | Продольный шаг труб кипятильного пучка, мм
| S1
|
|
|
|
|
|
|
| | Поперечный шаг труб кипятильного пучка, мм
| S2
|
|
|
|
|
|
|
| | Живое сечение для прохода газов, м2
- в котельном пучке
- в пароперегревателе
|
Fкп
Fпер
|
0, 52
-
|
0, 84
-
|
0, 81
1, 13
|
1, 24
-
|
1, 19
1, 85
|
1, 28
-
|
1, 25
1, 88
| | Размеры окон в перегородках, м
- вход в котельный пучок
ширина____
средняя высота
перегородка в середине газохода
ширина____
- средняя высота
-
выход из котельного пучка
ширина____
средняя высота
|
-
-
-
|
0, 575
2, 5
0, 49
2, 48
0, 54
2, 49
|
0, 65
2, 48
0, 56
2, 47
0, 54
2, 49
|
0, 65
2, 48
0, 56
2, 47
0, 54
2, 49
|
0, 895
2, 48
0, 87
2, 47
0, 565
2, 33
|
0, 895
2, 48
0, 87
2, 47
0, 565
2, 33
|
0, 97
2, 5
0, 87
2, 47
0, 8
2, 45
| 0, 97
2, 5
0, 87
2, 47
0, 8
2, 45
|
Основные характеристики котлов серии КЕ
| Параметр
| Обозначение
| КЕ-2, 5-14 С
| КЕ-4-14 С
| КЕ-6, 5-14 С
| КЕ-10-14 С
| | Паропроизводительность, т/ч
| D
| 2, 5
|
| 6, 5
|
| | Абсолютное давление пара, кг /см2 (МПа)
| P
| 14 (1, 37)
| 14 (1, 37)
| 14 (1, 37)
| 14 (1, 37)
| | Поверхность нагрева, м2
- радиационная
- конвективная
|
HΛ
Нк
|
19, 0
62, 0
|
20, 5
94, 0
|
24, 8
149, 0
|
30, 3
214, 0
| | Объём топки, м3
| VТ
| 10, 4
| 10, 4
| 13, 0
| 20, 4
| |
Диаметр экранных и кипятильных труб, мм
|
dэ
|
51х2, 5
|
51х2, 5
|
51х2, 5
|
51х2, 5
| | Шаг труб, мм
- боковых экранов
- фронтового и заднего
- кипятильного пучка, продольный
- кипятильного пучка, поперечный
|
Sб
Sф
S1
S2
|
-
|
-
|
-
|
|
Основные характеристики котлов серии ДЕ
| Параметр
| Обозначение
| ДЕ-4-14 ГМ
| ДЕ-6, 5-14 ГМ
| ДЕ-10-14 ГМ
| | Паропроизводительность, т /ч
| D
|
| 6, 5
|
| | Абсолютное давление в барабане, кг /см2, (МПа)
|
Р
|
14 (13, 7)
|
14 (13, 7)
|
14 (13, 7)
| | Объём топочной камеры, м3
| VТ
| 8, 55
| 11, 8
| 18, 1
| | Поверхность нагрева, м2
- лучевоспринимающая
- конвективная
|
HΛ
Нк
|
22, 0
48, 0
|
28, 0
67, 0
|
39, 0
116, 0
| | Наружный диаметр и толщина труб, мм
- экрана
- конвективного пучка
|
dэ
dкп
|
51х2, 5
51х2, 5
|
51х2, 5
51х2, 5
|
51х2, 5
51х2, 5
| | Шаг труб, мм
- экранов
- конвективного пучка, продольный
- конвективного пучка, поперечный
|
S3
S1
S2
|
|
|
|
Технические характеристики водогрейных котлов типа КВ –ТС, КВ –ГМ
| Наименование
| Марка котла
| | КВ-ТС-10
| КВ-ГМ-10
| КВ-ТС-20
| КВ-ГМ-20
| КВ-ТС-30
| КВ-ГМ-30
| | 1. Теплопроизводительность, МВт (Гкал /ч)
| 11, 63 (10)
| 11, 63(10)
| 23, 3(20)
| 23, 3(20)
| 34, 9(30)
| 34, 9(30)
| | 2. Рабочее давление, МПа (кг× см2)
| 1, 0 –2, 5
(10 –25)
| 1, 0 –2, 5
(10 –25)
| 1, 0 –2, 5
(10 -25)
| 1, 0 –2, 5
(10 –25)
| 1, 0 –2, 5
(10 –25)
| 1, 0 –2, 5
(10 –25)
| | 3. Температура воды, оС
- на входе
- на выходе
|
|
|
|
|
|
| | 4. Температура уходящих газов, оС
|
| 185 /230
|
| 190 /240
|
| 195 /240
| | 5. Коэффициент полезного действия, %
| 81, 87
| 91, 8 /88, 5
| 81, 7
| 91, 5 /88, 85
| 81, 8
| 91, 8 /88, 6
| | 6. Расход топлива, м3 /ч / кг /ч
|
| 1290 /1200
|
| 2580 /2450
|
| 3680 /3870
| | 7. Поверхность нагрева, м2
- топочной камеры
- лучевоспринимающей поверхности топочной камеры
- конвективной части
|
80, 4
55, 9
221, 5
|
82, 8
57, 6
221, 5
|
111, 7
82, 8
406, 5
|
106, 5
78, 9
406, 5
|
134, 4
98, 6
592, 6
|
126, 9
93, 1
592, 6
|
Примечание: Показатели для котлов типа КВ –ГМ, приведены через дробь, соответственно: числитель –при работе на газе, знаменатель – при работе на мазуте.
Приложение В - Зависимость коэффициентов кинематической вязкости, теплопроводности и Критерий Прандтля от температуры
(обязательное)
| Температура
| Кинематическая вязкость
| Коэффициент теплопроводности
| Критерий Прандтля
| | t, оС
|  *  ,
м2/с
|  *  ,
Вт/(м*К)
| Pr
| |
| 13, 2
| 2, 431
| 0, 7
| |
| 23, 2
| 3, 187
| 0, 69
| |
| 34, 8
| 3, 896
| 0, 69
| |
| 48, 2
| 4, 478
| 0, 69
| |
| 62, 9
| 5, 047
| 0, 7
| |
| 79, 3
| 5, 617
| 0, 7
| |
| 96, 7
| 6, 152
| 0, 71
| |
|
| 6, 664
| 0, 71
| |
|
| 7, 141
| 0, 72
| |
|
| 7, 606
| 0, 72
| |
|
| 8, 048
| 0, 72
| |
|
| 8, 467
| 0, 72
| |
|
| 8, 874
| 0, 73
| |
|
| 9, 269
| 0, 73
| |
|
| 9, 653
| 0, 73
|
Популярное:
|
