Расчёт котла КВ1
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
dн
При расчёте в пучка парообразующих труб принимаем:
Шахматное расположение труб;
Диаметр трубы dн=292,5 мм;
Поперечный шаг труб s1=58 мм;
Продольный шаг s2=116 мм.
При расчёте в пароперегревателя принимаем:
Шахматное расположение труб;
Диаметр трубы dн=383 мм;
Поперечный шаг труб s1=76 мм;
Продольный шаг s2=150 мм.
При расчёте в воздухоподогревателя принимаем:
Коридорное расположение труб;
Диаметр трубы dн=381,6 мм;
Поперечный шаг труб s1=70 мм;
Продольный шаг s2=70 мм.
Число рядов труб в пучке парообразующих труб принимаем z2=12.
Число рядов труб в пароперегревателе принимаем z2=1 из компоновки котла.
Коэффициент использования поверхности нагрева учитывает уменьшение тепловосприятия конвективной поверхyости нагрева вследствие неравномерного омывания ее газовым потоком.
Необходимо отметить, что судовые агрегаты имеют сравнительно малую неравномерность потока по сечению газоходов, которая в известных пределах компенсируется повышенным тепловосприятием путем увеличения скорости газов в омываемой части поверхности нагрева. Неравномерность омывания поверхностей нагрева отдельных элементов котла возрастает при наличии газонаправляющих перегородок. Компоновка судовых котлов позволяет обеспечить довольно полное омывание поверхностей нагрева потоком газов и воздуха, что дает возможность при тепловых расчетах выбирать коэффициент, учитывающий неравномерность омывания ?=0,9-1,0.
При расчёте в пучка парообразующих труб принимаем: ?=0,9
При расчёте в пароперегревателя принимаем: ?=0,9
При расчёте в воздухоподогревателя принимаем: ?=0,9
Коэффициент загрязнения поверхности нагрева ? - это тепловое сопротивление, обуславливаемое теплопроводностью трёхслойной стенки трубы (металлическая стенка, наружные и внутренние загрязнения). Увеличение загрязнения снижает экономичность и надёжность котла. Наружное загрязнение труб имеет место во всех судовых котлах и зависит в основном от сорта топлива и способа его сжигания, типа поверхности нагрева и эффективности сажеобдувочных устройств. При сжигании сернистых мазутов на трубах могут образовываться плотные отложения, содержащие сажу, сернистые соединения, а в золе - легкоплавкие вещества, вызванные наличием ванадия и натрия в топливе.
Для уменьшения вредного влияния этих загрязнений на работу котла поверхности нагрева в процессе эксплуатации обдувают не менее раза в сутки, а также моют на стоянке горячей питательной водой через 23 месяца.
Однако полной наружной отчистки труб добиться невозможно, и поэтому приходится учитывать некоторую среднеэксплуатационную степень загрязнения поверхности нагрева.
Внутренние загрязнения могут иметь место со стороны теплоотдачи. От стенки к нагреваемой среде (воде, пару, воздуху). При расчёте воздухоподогревателя влиянием загрязнения с воздушной стороны можно пренебречь.
При равных условиях коридорные пучки имеют более высокое значение ?, чем шахматные. Повышенное загрязнение коридорных пучков может быть объяснено особенностью газового потока, заключающемся в том, что последующие ряды труб попадают в вихревую область, образующуюся за трубами, расположенными впереди. Условия омывания лобовой части труб в этой области ухудшается, в следствии чего является не только снижение интенсивности теплообмена конвекцией, но и повышение отложения взвешенных частиц на поверхности труб. Тем не менее коридорное расположение труб создаёт определённые удобства при отчистке поверхности нагрева от наружных загрязнений.
Относительное изменение коэффициент загрязнения ? с изменением скорости газового потока для шахматных и коридорных пучков труб можно считать практически одинаковым. При увеличении скорости газов снижение ? происходит за счёт некоторого самообдувания труб газовым потоком. Температура стенки трубы также влияет на степень загрязнения наружных поверхностей. При более высокой температуре стенки возрастает отложение взвешенных частиц на поверхности труб.
С учётом рассмотренных условий загрязнение поверхностей нагрева суммарный коэффициент можно рекомендовать выбирать равным ?=0,0050,009 (м2•К)/Вт для всех морских котлов с мазутным отоплением при обычных скоростях газов в пучках пароводяного тракта и воздухоподогревателя (при нормальной нагрузке). Большее значение выбирается для вспомогательных и утилизационных котлов.
При расчёте в пучка парообразующих труб принимаем: ?=0,009
При расчёте в пароперегревателя принимаем: ?=0,009
При расчёте в воздухоподогревателя принимаем: ?=0,009
При нормальной нагрузке судового котла средняя скорость пар в трубах пароперегревателя должна составлять ?п=1520 м/с, что позволяет обеспечить эффективную теплоотдачу от труб к пару и их достаточную надёжность с точки зрения невозможности парогазовой коррозии. Применение более высоких скоростей нежелательно, т.к. это может вызвать недопустимое снижение давления пара в пароперегревателе. При наименьшей нагрузке , соответствующей режиму работы судовой установки, конструктивная компоновка пароперегревателя должна обеспечивать скорость пара в трубах около 25 м/с (это условие может быть выполнено, если выбрать указанную выше скорость пара при нормальной нагрузке). В расчёте принимаем ?п=20 м/с для основного расчёта и ?п=5 м/с - при 25% нагрузке.
Все рисунки (графики и номограммы) и пункты ссылаются на данный учебник:
Енин В.И. Судовые паровые котлы.