Тепловой расчет котла

Задачи и методы теплового расчета. Различают конструктивный (проектный) и поверочный тепловые расчеты. Их методика является общей. Разница заклю­чается в целях расчета и в искомых величинах.

Конструктивный расчет имеет целью определить раз­меры топки и других поверхностей нагрева, обеспечи­вающие при принятой экономичности и надежности по­лучение номинальной паропроизводительности при за­данных параметрах пара, температуре питательной воды и топливе. В результате теплового расчета получают данные, необходимые для расчета на прочность и выбо­ра материала элементов котла, выполнения гидравличе­ских и аэродинамических расчетов и выбора вспомога­тельного оборудования.

Поверочный расчет выполняют для существующей или запроектированной конструкции агрегата. Его вы­полняют для заданных размеров поверхностей нагрева и сжигаемого топлива с целью определения температуры рабочей среды, воздуха и продуктов сгорания на гра­ницах между поверхностями нагрева. Поверочный рас­чет выполняют при изменении температуры питательной воды, температуры перегретого пара, при переводе кот­ла на другое топливо. Цель поверочного расчета — вы­явление тепловых характеристик котла при различных нагрузках и возможностей его регулирования. При вы­полнении конструктивного расчета можно выбирать раз­мер отдельных поверхностей нагрева (например, ширм) по компоновочным соображениям. Тогда эти поверхно­сти рассчитывают методом поверочного теплового расче­та. На основании поверочного расчета устанавливают экономичность и надежность котла, разрабатывают ре­комендации для его реконструкции, получают данные, необходимые для гидравлических, аэродинамических и прочностных расчетов.

Независимо от задачи тепловой расчет выполняют по нормативному методу.

Последовательность конструктивного теплового рас­чета барабанного котла. Порядок расчета составлен применительно к схеме барабанного котла, показанного на рис. 21.9. Устанавливают объем теоретически необхо­димого количества воздуха и продуктов сгорания. Под­считывают действительный объем воздуха и продуктов сгорания в топке и газоходах с учетом избытка органи­зованного воздуха и присосов для заданной конструк­ции котла (при уравновешенной тяге). Определяют энтальпию продуктов сгорания и воздуха. Составляют тепловой баланс котла, определяют тепловые потериКПД брутто и определяют расход топлива. В соответствии с выполняют расчет топки. Выбирают сечение топки по значению теплового напря­жения сечения которое не должно превы­шать допустимого значения. По выбранной температуре на выходе из топкиопределяют полную поверхность стен топки Расчет топки заканчивают проверкой допустимого тепловыделения в объеме топки, кото­рое не должно превышать предельного значения, а так­же проверкой соответствия значения, принятого для рас­чета коэффициента тепловой эффективности получен­ного в результате расчета — расхождение не должно превышать

Расчет теплообмена в топочной камере учитывает количество теплоты, используемой ширмами (поверх­ность, непосредственно примыкающая к топке) и радиа­ционным потолочным перегревателем. Следовательно, размеры ширм и радиационного перегревателя при рас­чете топки должны быть известны. Далее определяют

Рие. 21.9. Расчетная схема барабанного котла. / — парообразующие поверхности нагрева (топочные экраны); 2 — потолочный пароперегреватель; 3 — ШПП; 4 — подвесные трубы; 5 — КПП; 6 — экономайзер; 7 — воздухоподогреватель.

количество теплоты, воспринимаемой ширмами за счет излучения из топки и теплообмена в пределах ширм, и затем температуру продуктов сгорания за ними.Для принятой схемы котла по этой температуре после учета тепловосприятия подвесных труб можно найти температуру продуктов сгорания перед конвективными пакетами пароперегревателя. Оставшуюся после теплообмена в топке, ширмах и радиационном пароперегревателе теплоту продуктов сго­рания распределяют между конвективными поверхностя­ми нагрева водопарового тракта и воздухоподогревате­лем. Сначала теплоту распределяют между теми поверх­ностями нагрева, для которых заданы или известны входные и выходные параметры рабочего тела: опреде­ляют количество теплоты, которое необходимо передать пароперегревателю для достижения данных параметров пара и затем воздухоподогревателю .

Распределение теплоты между поверхностями нагре­ва замыкают обычно на экономайзере, для которого не задаются выходные параметры по воде. После установ­ления теплоты, передаваемой пароперегревателю и воз­духоподогревателю, находят энтальпии и температуры продуктов сгорания до и после экономайзера.

Правильность распределения теплоты между поверх­ностями нагрева проверяют по уравнению теплового ба­ланса

Невязка баланса не должна превышать располагаемой теплоты Убедившись в правильности распределения теплоты между поверхностями нагрева, выполняют конструктивный расчет поверхностей паропе­регревателя, экономайзера и воздухоподогревателя в со­ответствии с указаниями.