Паровые котлы серии ке. Перевод массового расхода в объёмный расход

Паровой котел низкого давления Viessmann производительностью 25 т/ч, может применяться на тепловых электростанциях в качестве резервного источника пара.

Топливо

При заданных характеристиках природного газа:

• CH4 - 98 %
• C2H6 - 0,72 %
• C3H8 - 0,23 %
• C4H10 - 0,10 %
• N2 - 0,79 %
• O2 - 0,00 %
• CO2 - 0,06 %
• прочее - 0,02 %

Расход топливного газа для резервного котла - 1936 Нм3/час

Рабочее избыточное давление 300 кПа

Масло

Расход топливного масла – 1236 кг/ч

Рабочее избыточное давление масла перед горелкой 400 – 500 кПа

Температура окружающей среды 5-35 С

Основные характеристики котла

Указанные величины отходов относятся к сухим уходящим газам, давление 101 325 Па, температура 0°C и содержание O 2 3 % от объема.

Описание котла Viessmann

Котел стальной трехходовой с цилиндрической камерой сгорания и управляемыми конвекционными обогреваемыми панелями.

Котел сконструирован с широкими водяными стенами и большим шагом между жаровыми трубами с целью обеспечения безопасности в период эксплуатации.

В конструкции котла учтены большой объем воды, большое пространство для пара и большая площадь зеркала испарения, а также встроенный сепаратор капель для повышения качества пара. Потери в результате излучения – не велики, это достигаются за счет водяного охлаждения поворотных камер стенки без обмуровки.

Котел поставлен на продольные профили, которые установлены на бетонный фундамент. Между профильными опорами и фундаментом устанавливается шумоизоляция. Котел изготовлен и испытан в соответствии с Инструкцией TRD 604. После 1 года эксплуатации необходимо выполнить внутренний контроль котла.

Читайте также: Мощные паровые котлы Красный котельщик

Для обеспечения безопасности, помещение котельной необходимо вентилировать. Минимальное отверстие для вентиляции должно быть диаметром 150 см 2 , кроме того для каждых кВт номинальной мощности превышающих 50 кВт необходимо предусмотреть увеличение диаметра отверстия на 2 см 2 , при этом скорость течения воздуха должна быть 0,5 м/с.

Запорная арматура с приводами на паропроводе входит в поставку котла.

С целью предупреждения недопустимого повышения давления котел оснащается предохранительным клапаном. Отвод шлама проводится периодически в автоматическом режиме.

Ощелачивание происходит непрерывно, обеспечивается с помощью регуляционного вентиля с серводвигателем, который регулируется в зависимости от уровня проводимости воды в котле.

Корпус котла изолирован непрерывной изоляцией толщиной 120 мм.

Эксплуатация

Первый пуск котла выполняет сервисная организация или уполномоченное ею лицо. Настройку величин необходимо отразить в протоколе измерений и подтвердить на заводе изготовителе и у будущего заказчика. Котел можно эксплуатировать без постоянного присутствия персонала.

Резервный котел должен быть законсервирован, как котел, который выведен из эксплуатации на длительный период.

При длительном простое котла, необходимо тщательно очистить его поверхность со стороны уходящих газов. Затем законсервировать поверхности консервирующим маслом с примесью графита.

Со стороны воды рекомендуется заполнить котел водой очищенной от газовых примесей, с низким содержанием соли и добавлением добавок для соединения с кислородом. После этого необходимо закрыть запорный орган со стороны пара. Концентрацию сорбентов кислорода необходимо контролировать не менее одного раза в год, а в случае необходимости и более.

Необходимо ежегодно осматривать с наружи, а через каждых три года проводить контроль его внутренних частей. Каждых девять лет необходимо проводить гидравлические испытания на прочность. Раз в пол года, проводить контроль всего оборудования безопасности и регулирования.

Техническое оснащение котла

В состав котла также входит:

• регулятор давления с диапазоном 0 - 1,6 МПа
• предохранительный клапан, DN100/150 в угловом исполнении с давлением срабатывания 1,0 МПа с пропускной способностью 29,15 т/час.
• питательный насос, центробежный насос высокого давления GRUNDFOS тип CR 32-8K с электродвигателем. Расход воды 28,8 м3/час, высота подъема 107 м. Минимальная высота напора 4,5 м. Температура питательной воды не более 105 °C. Мощность электродвигателя 15 кВт.
• обратный клапан DN 80, PN16
• водоуказатель PN 40 с держателем, двумя запорными вентилями и одним отпускным вентилем
• регулятор уровня в котле. Регулятор уровня встроен в электрический распределительный шкаф котла Viessmann-Control для непрерывной регулировки питательной воды в котле с ограничением максимального уровня и переключателем уровня для ограничения минимального уровня воды в котле.
• запорная паровая арматура DN 300, PN 16
• запорная арматура питательной воды DN 80, PN16
• регулирующий клапан питательной воды
• автоматическое оборудование для обессоливания, состоящее из электрода для измерения проводимости, вентилем для отбора образцов и регулятором обессоливания.
• манометр для измерения давления с диапазоном 0 – 1,6 МПа
• охладитель отобранных образцов пара с избыточным давлением не более 2,8 МПа с вентилем испытательного образца и вентилем для охлаждения образца.
• ограничитель давления в диапазоне 0 – 1,6 МПа
• воздушник DN 15, PN 16

Читайте также: котел утилизатор отходящих газов двухконтурный

Питательная вода

Параметры питательной воды для котла:

Вода должна быть бесцветной, чистой, без растворимых веществ

горелка

Горелка двойная газовая марки WEISHAUPT с регуляцией O2 для сжигания жидкого топлива в соответствии с требованиями DIN 51603 или газа в соответствии с требованиями DVGW рабочей таблицы G 260. Горелка работает по ротационному принципу распыления для высокоинтенсивного топлива.

Промышленная комбинированная горелка weishaupt тип WКГMS 80/3-A, ZM-NR со сниженным объемом выбросов в атмосферу NOx и CO. Исполнение с отдельным вентилятором, корпусом горелки из легких сплавов с секционным воздушным клапаном. Регуляция мощности двухступенчатая, скользящая при применении ступенчатого регулятора и плавная при применении шагового регулятора мощности.

Электронная общая регулировка сжигания газ-воздух с отдельными сервомоторами и автоматический контроль герметичности газовой арматуры интегрированы в цифровой блок управления горелкой. Управляемая микропроцессором цифровая автоматика горелки W-FM 100 предназначена для управления и контроля всех функций горелки.

Горелка для двух видов топлива газ/мазут должна пройти испытания в соответствии с инструкцией для горелок для газа и мазута. Горелка для мазута должна пройти испытания и иметь маркировку в соответствии со стандартом EN 267 и TRD 411. Газовая горелка должна пройти испытания в соответствии с EN 676 и иметь маркировку в соответствии с инструкцией 90/396/EWG обозначением CE и TRD 412.

Присоединение горелки к котлу будет выполнено на заводе-изготовителе.

Настройка расхода мазута или газа должна быть такой, чтобы не было превышения максимальной тепловой мощности котла.

воздушный вентилятор

Воздух для сжигания оснащен воздушным вентилятором с глушителем шума, компенсатором вентилятор-воздухопровод, защитной сеткой на стороне всасывания. Вентилятор установлен в антишумовом ящике, который снижает общий шум от работы вентилятора до уровня 80 дБ. Воздуховод проложен к горелке по каналу. Составной частью горелки является регуляционный клапан, присоединенный к входному фланцу горелки.

Задание

1. Характеристика котлоагрегата

1.1 Техническая характеристика котла КЕ-25-14С

2. Расчет топлива по воздуху

2.1 Определение количества продуктов сгорания

2.2 Определение энтальпии продуктов сгорания

3. Поверочный тепловой расчет

3.1 Предварительный тепловой баланс

3.2 Расчет теплообмена в топке

3.3 Расчет теплообмена в конвективной поверхности

3.4 Расчет экономайзера

4. Окончательный тепловой баланс

Библиографический список

Задание

Выполнить проект стационарного парового котла в соответствии со следующими данными:

тип котла КЕ-25-14С

полная производительность насыщенного пара, D , кг/с 6,94

рабочее давление (избыточное), Р , МПа 1,5

температура питательной воды:

до экономайзера, t пв1 , ºС 90

за экономайзером, t пв2 , ºС 170

температура воздуха, поступающего в топку:

до воздухоподогревателя, t в1 , ºС 25

за воздухоподогревателем, t в2 , ºС 180

топливо КУ - ДО

состав топлива: С г = 76,9%

Н г = 5,4% г = 0,6%

О г = 16,0% г = 1,1%

зольность топлива А с = 23%

влажность топлива W p = 7,5%

коэффициент избытка воздуха α = 1,28.

стационарный паровой котел тепловой

1. Характеристика котлоагрегата

Паровой котел КЕ-25-14С, с естественной циркуляцией со слоевыми механическими топками предназначен для выработки насыщенного или перегретого пара, используемого на технологические нужды промышленных предприятий, в системах отопления, вентиляции и горячего водоснабжения.

Топочная камера котлов серии КЕ образована боковыми экранами, фронтовой и задней стенками. Топочная камера котлов КЕ паропроизводительностью от 2,5 до 25 т/ч разделена кирпичной стенкой на топку глубиной 1605÷2105 мм и камеру догорания глубиной 360÷745 мм , которая позволяет повысить КПД котла снижением механического недожога. Вход газов из топки в камеру догорания и выход газов из котла асимметричные. Под камеры догорания наклонен таким образом, чтобы основная масса падающих в камеру кусков топлива скатывалась на решетку.

В котле КЕ-25-14С применена схема одноступенчатого испарения. Вода циркулирует следующим образом: питательная вода из экономайзера подается в верхний барабан под уровень воды по перфорированной трубе. В нижний барабан вода сливается по задним обогреваемым трубам кипятильного пучка. Передняя часть пучка (от фронта котла) является подъемной. Из нижнего барабана вода по перепускным трубам поступает в камеры левого и правого экранов. Питание экранов осуществляется также из верхнего барабана по опускным стоякам, расположенным на фронте котла.

Блок котла КЕ-25-14С, опирается камерами боковых экранов на продольные швеллеры. Камеры приварены к швеллерам по всей длине. В области конвективного пучка блок котла опирается на задние и передние поперечные балки. Поперечные балки крепятся к продольным швеллерам. Передняя балка крепится неподвижно, задняя - подвижно.

Обвязочный каркас котла КЕ-25-14С устанавливается на уголках, приваренных вдоль камер боковых экранов по всей длине.

Для возможности перемещения элементов блоков котла КЕ-25-14С в заданном направлении часть опор выполнена подвижными. Они имеют овальные отверстия для болтов, которыми крепятся к раме.

Котлы КЕ с решеткой и экономайзером поставляются заказчику одним транспортабельным блоком. Он оборудуются системой возврата уноса и острым дутьем. Унос, оседающий в четырех зольниках котла, возвращается в топку при помощи эжекторов и вводится в топочную камеру на высоте 400 мм от решетки. Смесительные трубы возврата уноса выполнены прямыми, без поворотов, что обеспечивает надежную работу систем. Доступ к эжекторам возврата уноса для осмотра и ремонта возможен через люки, расположенные на боковых стенках. В местах установки люков трубы крайнего ряда пучка вводятся не в коллектор, а в нижний барабан.

Паровой котел КЕ-25-14С оборудован стационарным устройством очистки поверхностей нагрева согласно проекту завода.

Паровой котёл КЕ-25-14С комплектуется топкой типа ЗП-РПК с пневмомеханическими забрасывателями и решеткой с поворотными колосниками.

За котельными агрегатами в случае сжигания каменных и бурых углей с приведенной влажностью W < 8 устанавливаются водяные экономайзеры.

Площадки котлов типа КЕ расположены в местах, необходимых для обслуживания арматуры котлов. Основные площадки котлов: боковая площадка для обслуживания водоуказательных приборов; боковая площадка для обслуживания предохранительных клапанов и запорной арматуры на барабане котла; площадка на задней стенке котла для обслуживания продувочной линии из верхнего барабана и для доступа в верхний барабан при ремонте котла.

На боковые площадки ведут лестницы, на заднюю площадку - спуск (короткая лестница) с верхней боковой площадки.

Котел КЕ-25-14 С оборудован двумя предохранительными клапанами, один из которых контрольный. У котлов с пароперегревателями контрольный предохранительный клапан устанавливается на выходном коллекторе пароперегревателя. На верхнем барабане каждого котла установлен манометр; при наличии пароперегревателя манометр устанавливается и на выходном коллекторе пароперегревателя.

На верхнем барабане устанавливается следующая арматура: главный паровой вентиль или задвижка (у котлов без пароперегревателя), вентили для отбора проб пара, отбора пара на собственные нужды. На колене для спуска воды установлен запорный вентиль с условным проходом 50 мм .

У котла КЕ-25-14С, через патрубок для продувки осуществляются периодическая и непрерывная продувки. На линиях периодической продувки из всех нижних камер экранов установлены запорные вентили. На паропроводе обдувки установлены дренажные вентили для отвода конденсата при прогреве линии и запорные вентили для подачи пара к обдувочному прибору. Вместо паровой обдувки может быть поставлена газоимпульсная или генератор ударных волн (ГУВ).

На питательных трубопроводах перед экономайзером устанавливаются обратные клапаны и запорные вентили; перед обратным клапаном установлен регулирующий клапан питания, который соединяется с исполнительным механизмом автоматики котла.

Паровой котел КЕ-25-14С обеспечивают устойчивую работу в диапазоне от 25 до 100% номинальной паропроизводительности. Испытания и опыт эксплуатации большого числа котлов типа КЕ подтвердили их надежную работу на пониженном, по сравнению с номинальным, давлении. С уменьшением рабочего давления КПД котлоагрегата не уменьшается, что подтверждено сравнительными тепловыми расчетами котлов на номинальном и пониженном давлении. В котельных, предназначенных для производства насыщенного пара, котлы типа КЕ при пониженном до 0,7 МПа давлении обеспечивают такую же производительность, как и при давлении 1,4 МПа.

Для котлов типа КЕ пропускная способность предохранительных клапанов соответствует номинальной паропроизводительности при абсолютном давлении 1,0 МПа .

При работе на пониженном давлении предохранительные клапаны на котле и дополнительные предохранительные клапаны, устанавливаемые на оборудовании, должны регулироваться на фактическое рабочее давление.

С понижением давления в котлах до 0,7 МПа комплектация котлов экономайзерами не изменяется, так как в этом случае недогрев воды в питательных экономайзерах до температуры насыщения пара в котле составляет 20°С, что удовлетворяет требованиям правил Госгортехнадзора.

1.1 Техническая характеристика котла КЕ-25-14С

Паропроизводительность D = 25 т/ч .

Давление Р = 24 кгс/см 2 .

Температура пара t = (194÷225) ºС.

Радиационная (лучевоспринимающая) поверхность нагрева Н л = 92,1 м 2 .

Конвективная поверхность нагрева Н к = 418 м 2 .

Тип топочного устройства ТЧЗ-2700/5600.

Площадь зеркала горения 13,4 м 2 .

Габаритные размеры котла (с площадками и лестницами):

длина 13,6 м ;

ширина 6,0 м ;

высота 6,0 м .

Масса котла 39212 кг.

2. Расчет топлива по воздуху

2.1 Определение количества продуктов сгорания

Расчет количества продуктов сгорания основан на стехиометрических соотношениях и выполняется с целью определения количества газов, образующихся при сгорании топлива заданного состава при заданном коэффициенте избытка воздуха. Все расчеты объема воздуха и продуктов сгорания ведутся на 1 кг топлива.

Так как в задании указана зольность сухой массы топлива, то определим зольность рабочей массы топлива.

А р = А с (100 - W р) /100,

А р = 2,3∙ (100 - 7,5) /100 = 21,3%.

Коэффициент пересчета горючей массы в рабочую

(100 - W р - А р) /100 = (100 - 7,5 - 21,3) /100 = 0,71.

Рабочая масса составляющих элементов топлива

С р = 76,9 ∙ 0,71 = 54,6%, Н р = 5,4 ∙ 0,71 = 3,9%, р = 0,6 ∙ 0,71 = 0,5%,

О р = 16,0 ∙ 0,71 = 11,4%, р = 1,1 ∙ 0,71 = 0,8%.

Проверка:

р + Н р + S р + О р + N р + А р + W р = 100%,

6 + 3,9 + 0,5 + 11,4 + 0,8 + 21,3 + 7,5 = 100%.

Теоретически необходимое количество сухого воздуха

o = 0,089 (C p + 0,375S р) + 0,267Н p - 0,033О p ; о = 0,089∙ (54,6 + 0,375 ∙ 0,5) + 0,267 ∙ 3,9 - 0,033 ∙ 11,4 = 5,54 м 3 /кг.

Объем трехатомных газов

V = 0,01866 (С р + 0,375S р); = 0,01866∙ (54,6 + 0,375 ∙ 0,5) = 1,02 м 3 /кг.

Теоретический объем азота

0,79V o + 0,008N p ; V = 0,79 ∙ 5,54 + 0,008 ∙ 0,8 = 4,38 м 3 /кг.

Теоретический объем водяных паров

0,112Н р + 0,0124W р + 0,016V о; = 0,112 ∙ 3,9 + 0,0124 ∙ 7,5 + 0,016 ∙ 5,54 = 0,61 м 3 /кг.

Теоретическое количество влажного воздуха

о вл = V + 0,016V о; (2.8), V = 0,61 + 0,016 ∙ 5,54 = 0,70 м 3 /кг.

Избыточный объем воздуха

и = (α - 1) V о; и = 0,28 ∙ 5,54 = 1,55 м 3 /кг.

Полный объем продуктов сгорания

г = V+ V + V+ V и; г = 1,02 + 4,38 + 0,61 + 1,55 = 7,56 м 3 /кг.

Объемная доля трехатомных газов

V/V г; = 1,02/7,56 = 0,135.

Объемная доля водяных паров

V/V г; r = 0,70/7,56 = 0,093.

Суммарная доля водяных паров и трехатомных газов

п = r+ r, п = 0,093 + 0,135 = 0,228.

Давление в топке котла принимаем равным Р т = 0,1 МПа.

Парциальное давление трехатомных газов

Р= 0,135 ∙ 0,1 = 0,014 МПа .

Парциальное давление водяных паров

Р = 0,093 ∙ 0,1 = 0,009 МПа .

Суммарное парциальное давление

Р п = Р+ Р; Р п = 0,014 + 0,009 = 0,023 МПа.

2.2 Определение энтальпии продуктов сгорания

Дымовые газы, образовавшиеся в результате сгорания топлива, в рабочем процессе парового котла являются теплоносителем. Количество теплоты, отдаваемое газами, удобно рассчитывать по изменению энтальпии дымовых газов.

Энтальпией дымовых газов по какой-либо температуре называется количество теплоты, расходуемое на нагрев газов, полученных от сгорания одного килограмма топлива от 0º до этой температуры при постоянном давлении газов в топке.

Энтальпию продуктов сгорания определяем в диапазоне температур 0…2200ºС с интервалом в 100ºС. Расчет ведем в табличной форме (табл.2.1).

Исходными данными для расчета являются объемы газов, составляющих продукты сгорания, их объемные изобарные теплоемкости, коэффициент избытка воздуха и температура газов.

Средние изобарные теплоемкости газов берем из справочных таблиц.

Теоретическое количество газов определяем по формуле

I = ΣV c t = VC+ VC + VC) t .

Теоретическую энтальпию влажного воздуха определяем по формуле

V o C вв t .

г = I + (α - 1) I.

Таблица 2.1 Расчет энтальпии продуктов сгорания

Теоретическую энтальпию влажного воздуха определяем по формуле

I = V o C вв t .

Энтальпию газов определяем по формуле

г = I + (α - 1) I.

По результатам расчетов (табл.2.1) строим диаграмму зависимости энтальпии газов I 1 от их температуры t (рис.2.1).

Рис.2.1 - Диаграмма зависимости энтальпии газов от их температуры

3. Поверочный тепловой расчет

3.1 Предварительный тепловой баланс

При работе парового котла вся поступившая в него теплота расходуется на выработку полезной теплоты, содержащейся в паре, и на покрытие различных потерь теплоты. Суммарное количество теплоты, поступившее в котел, называют располагаемой теплотой. Между теплотой, поступившей в котел и покинувшей его, должно существовать равенство (баланс). Теплота, покинувшая котел, представляет собой сумму полезной теплоты и потерь теплоты, связанных с технологическим процессом выработки пара заданных параметров.

Тепловой баланс котла составляется применительно к одному килограмму топлива при установившемся (стационарном) режиме работы котла.

Низшую теплота сгорания рабочей массы топлива определяем по формуле Менделеева:

н р = 339С р + 1030Н р - 109 (О р - S р) - 25W р, н р = 339 ∙ 54,6 + 1030 ∙ 3,9 - 109∙ (11,4 - 0,5) - 25 ∙ 7,5 = 21151 кДж/кг.

Коэффициент полезного действия котла (принимаем по прототипу)

Потери тепла:

от химической неполноты сгорания ( с.15)

3 = (0,5÷1,5) = 0,5%;

от механического недожога ( табл.4.4) 4 = 0,5%;

в окружающую среду (, рис.4.2) 5 = 0,5%;

с уходящими газами

2 = 100 - (η" + q 3 + q 4 + q 5), 2 = 100 - (92 + 0,5 + 0,5 + 0,5) = 6,5%.

Средние изобарные объемные теплоемкости влажного воздуха

холодного, при температуре t в1 ( табл.1.4.5)

с в1 = 1,32 кДж/кг ;

подогретого, при температуре t в2 ( табл.1.4.5)

с в1 = 1,33 кДж/кг .

Количество тепла, вносимое в топку с воздухом:

холодным

хв = 1,016αV о с в1 t в1 , хв = 1,016 ∙ 1,28 ∙ 5,54 ∙ 1,32 ∙ 25 = 238 кДж/кг ;

подогретым

гв = 1,016αV о с в2 t в2 , гв = 1,016 ∙ 1,28 ∙ 5,54 ∙ 1,33 ∙ 180 = 1725 кДж/кг .

Количество тепла, переданное в воздухоподогревателе

вн = I гв - I хв, вн = 1725 - 238 = 1487 кДж/кг.

Принимаем температуру топлива, поступающего в топку, равной

t тл = 30°С.

Теплоемкость сухой массы топлива ( табл.4.1)

с с тл = 0,972 кДж / (кг·град ).

Теплоемкость рабочей массы топлива

с р тл = с с тл (100 - W р) /100 + сW p /100,

где с - теплоемкость воды, с = 4,19 кДж / (кг·град ),

с р тл = 0,972· (100 - 7,5) /100 + 4,19 · 7,5/100 = 1,21 кДж / (кг·град ).

Теплота, вносимая в топку с топливом

тл = с р тл t тл,

i тл = 1,21 · 30 = 36 кДж/кг.

Располагаемая теплота топлива

Q + Q вн + i тл, = 21151 + 1487 + 36 = 22674 кДж/кг.

Энтальпия уходящих газов

" ух = q 2 Q р р / (100 - q 4) + I хв," ух = 6,5 ∙ 22674/ (100 - 4,5) + 238 = 1719 кДж/кг.

Температура уходящих газов (табл.1)

t " ух = 164°С.

Степень сухости получаемого пара принимаем ( с.17)

х = (0,95…0,98) = 0,95.

Энтальпия сухого насыщенного пара (по таблицам водяного пара) при заданном давлении

i " = 2792 кДж/кг.

Скрытая теплота парообразования

r = 1948 кДж/кг.

Энтальпия влажного пара

i x = i " - (1 - x ) r ,

i x = 2792 - (1 - 0,95) ·1948 = 2695 кДж / кг .

Энтальпия питательной воды перед экономайзером (при t в2)

i пв = 377 кДж/кг.

Секундный расход топлива

В р = = 0,77 кг/с.

3.2 Расчет теплообмена в топке

Целью поверочного расчета теплообмена в топке является определение температуры газов за топкой и количества тепла, переданного газами поверхности нагрева топки.

Эта теплота может быть найдена только при известных геометрических размерах топки: величине лучевоспринимающей поверхности, Н л, полной поверхности стен, ограничивающих топочный объем, F ст, величине объема топочной камеры, V т.

Рис.3.1 - Эскиз парового котла КЕ-25-14С

Лучевоспринимающая поверхность топки находится как сумма лучевоспринимающих поверхностей экранов, т.е.

где Н лэ - поверхность левого бокового экрана,

Н пэ - поверхность правого бокового экрана;

Н зэ - поверхность заднего экрана;

Н лэ = Н пэ = L т l бэ х бэ;

Н зэ = В зэ l зэ х бэ;

т - длина топки;

l бэ - длина трубок бокового экрана;

В зэ - ширина заднего экрана;

х бэ - угловой коэффициент бокового экрана;

l зэ - длина трубок заднего экрана;

х зэ - угловой коэффициент заднего экрана.

Ввиду сложности определения длин трубок, величину лучевоспринимающей поверхности нагрева возьмем из технической характеристики котла:

Н л = 92,1 м 2 .

Полная поверхность стен топки, F ст, вычисляется по размерам поверхностей, ограничивающих объем топочной камеры. Поверхности сложной конфигурации приведем к равновеликой простой геометрической фигуре.

Площадь поверхностей стен топки:

фронт котла

фр = 2,75 ∙ 4,93 = 13,6 м 2 ;

задняя стенка топки

зс = 2,75 ∙ 4,93 = 13,6 м 2 ;

боковая стенка топки

бс = 4,80 ∙ 4,93 = 23,7 м 2 ;

под топки

под = 2,75 ∙ 4,80 = 13,2 м 2 ;

потолок топки

пот = 2,75 ∙ 4,80 = 13,2 м 2 .

Полная поверхность стен, ограничивающих топочный объем

ст = F фр + F зс + 2F бс + F под + F пот, ст = 13,6 + 13,6 + 2 ∙ 23,7 + 13,2 + 13,2 = 101,0 м 2 .

Величина топочного объема:

т = 2,75 ∙ 4,80 ∙ 4,93 = 65,1 м 3 .

Степень экранирования топки

Ψ = Н л /F ст,

Ψ = 92,1/101,0 = 0,91.

Коэффициент сохранения теплоты

φ = 1 - q 5 /100,

φ = 1 - 0,5/100 = 1,00.

Эффективная толщина излучающего слоя

3,6V т /F ст,= 3,6 · 65,1/101,0 = 2,32 м.

Адиабатная (теоретическая) энтальпия продуктов сгорания

a = Q (100 - q 3 - q 4) / (100 - q 4) + I гв - Q вн, a = 22674· (100 - 0,5 - 0,5) / (100 - 0,5) + 1725 - 1487 = 22798 кДж/кг.

Адиабатная (теоретическая) температура газов (табл.1)

Т а = 1835°С = 2108 К.

Принимаем температуру газов на выходе из топки

Т" т = 800°С = 1073 К.

Энтальпия газов на выходе из топки (табл.1) при этой температуре" т = 9097 кДж/кг.

Средняя суммарная теплоемкость продуктов сгорания

(V г С ср) = (I a - I" т) / (t a - t " т),

(V г С ср) = (22798 - 9097) / (1835 - 800) = 13,24 кДж / (кг·град ).

Условный коэффициент ( табл.5.1) загрязнения поверхности нагрева при слоевом сжигании топлива

Тепловое напряжение топочного объема

v = BQ/V т, v = 0,77 · 22674/65,1 = 268 кВт/м 3 .

Коэффициент тепловой эффективности

Ψ э = 0,91 · 0,60 = 0,55.

,

∙0,228 = 5,39 (м·МПа ) - 1 .

Коэффициент ослабления лучей сажистыми частицами

с = 0,3 (2 - α) (1,6Т т /1000 - 0,5) С р /Н р, с = 0,3· (2 - 1,28) · (1,6 · 1073/1000 - 0,5) ·54,6/3,9 = 3,68 (м·МПа ) - 1 .

Часть золы топлива, уносимая из топки в конвективные газоходы ( табл.5.2)

Масса дымовых газов

г = 1 - А р /100 + 1,306αV о, г = 1 - 21,3/100 + 1,306 · 1,28 · 5,54 = 10,0 кг/кг.

Коэффициент ослабления лучей взвешенными частицами летучей золы ( рис.5.3) при принятой температуре t т

k зл = 7,5 (м·ата ) - 1 .

Коэффициент ослабления лучей частицами горящего кокса ( с.29)

k к = 0,5 (м·ата ) - 1 .

Концентрация золовых частиц в потоке газа

μ зл = 0,01А р а ун /G г, μ зл = 0,01 · 21,3 · 0,1/10,0 = 0,002.

Коэффициент ослабления лучей топочной средой

k т = 5,39 + 7,5 · 0,002 + 0,5 = 5,91 (м·ата ) - 1 .

Эффективная степень черноты факела

а ф = 1 - е -k тРтS ,

а ф = 1 - 2,7 -5,91·0,1·2,32 = 0,74.

Отношение зеркала горения к полной поверхности стен топки при слоевом горении

ρ = F под /F ст,

ρ = 13,2/101,0 = 0,13.

Степень черноты топки при слоевом сжигании топлива

а т = ,

а т = = 0,86.

Величина относительного положения максимума температур для слоевых топок при сжигании топлива в тонком слое (топки с пневмомеханическими забрасывателями) принимается ( с.30) равным:

Параметр, характеризующий распределение температур по высоте топки ( ф.5.25)

М = 0,59 - 0,5Х т, М = 0,59 - 0,5 · 0,1 = 0,54.

Расчетная температура газов за топкой

Т т = ,

Т т = = 1090 К = 817°С.

Расхождение с предварительно принятым значением составляет

∆t т = t т - t " т,

∆t т = 817 - 800 = 17°С < ± 100°C.

Энтальпия газов за топкой т = 9259 кДж/кг.

Количество тепла, переданное в топке

т = φВ (I a - I т), т = 1,00 · 0,77· (22798 - 9259) = 10425 кВт.

Коэффициент прямой отдачи

μ = (1 - I т /I а) ·100,

μ = (1 - 9259/22798) ·100 = 59,4%.

Действительное тепловое напряжение топочного объема

v = Q т /V т, q v = 10425/65,1 = 160 кВт/м 3 .

3.3 Расчет теплообмена в конвективной поверхности

Тепловой расчет конвективной поверхности служит для определения количества передаваемого тепла и сводится к решению системы двух уравнений - уравнения теплового баланса и уравнения теплопередачи.

Расчет выполняется для 1 кг сжигаемого топлива при нормальных условиях.

Из предыдущих расчетов имеем:

температура газов перед рассматриваемым газоходом

t 1 = t т = 817°С;

энтальпия газов перед газоходом 1 = I т = 9259 кДж/кг ;

коэффициент сохранения теплоты

секундный расход топлива

В р = 0,77 кг/с.

Предварительно принимаем два значения температуры продуктов сгорания после газохода:

t " 2 = 220ºC,

t "" 2 = 240ºC.

Дальнейший расчет ведем для двух принятых температур.

Энтальпия продуктов сгорания после конвективного пучка:" 2 = 2320 кДж/кг ,"" 2 = 2540 кДж/кг .

Количество теплоты, отданное газами в пучке:

1 = φВ р (I т - I 1); " 1 = 1,00 ∙ 0,77· (9259 - 2320) = 5343 кДж/кг ,"" 1 = 1,00 · 0,77∙ (9259 - 2540) = 5174 кДж/кг .

Наружный диаметр труб конвективных пучков (по чертежу)

d н = 51 мм.

Число рядов по ходу продуктов сгорания (по чертежу) 1 = 35.

Поперечный шаг труб (по чертежу) 1 = 90 мм.

Продольный шаг труб (по чертежу) 2 = 110 мм.

Коэффициент омывания труб ( табл.6.2)

Относительные поперечный σ 1 и продольный σ 2 шаги труб:

σ 1 = 90/51 = 1,8;

σ 2 = 110/51 = 2,2.

Площадь живого сечения для прохода газов при поперечном омывании труб

ж = ab - z 1 l d н,

где а и b - размеры газохода в свету, м ;

l - длина проекции трубы на плоскость рассматриваемого сечения, м ;

ж = 2,5 ∙ 2,0 - 35 ∙ 2,0 ∙ 0,051 = 1,43 м 2 .

Эффективная толщина излучающего слоя газов

S эф = 0,9d н , эф = 0,9 · 0,051· = 0,177 м.

Температура кипения воды при рабочем давлении (по таблицам насыщенного водяного пара)

t " s = 198°С.

Средняя температура газового потока

ср1 = 0,5 (t 1 + t );

t " ср1 = 0,5· (817 + 220) = 519ºC,

t "" ср1 = 0,5· (817 + 240) = 529ºC.

Средний расход газов

V"" cp1 = 0,77 · 7,56· (529 + 273) /273 = 17,10 м 3 /с.

Средняя скорость газов

ω г1 = V cp1 /F ж,

ω" г1 = 16,89/1,43 = 11,8 м/с ,

ω"" г1 = 17,10/1,43 = 12,0 м/с .

Коэффициент загрязнения поверхности нагрева ( с.43)

ε = 0,0043 м 2 ·град /Вт.

Средняя температура загрязненной стенки ( с.42)

з = t " s + (60÷80), t з = (258÷278) = 270°С.

Поправочные коэффициенты для определения коэффициента теплоотдачи конвекцией ( рис.6.2):

на количество рядов

на относительные шаги

на изменение физических характеристик

Вязкость продуктов сгорания ( табл.6.1)

ν" = 76·10 -6 м 2 /с ,

ν"" = 78·10 -6 м 2 /с .

Коэффициент теплопроводности продуктов сгорания ( табл.6.1)

λ" = 6,72·10 -2 Вт / (м ·°С),

λ"" = 6,81·10 -2 Вт / (м ·°С).

Критерий Прандтля продуктов сгорания ( ф.6.7)

Рr" = 0,62,Рr"" = 0,62.

Коэффициент теплоотдачи конвекцией ( табл.6.1)

α к1 = 0,233С z C ф λР (ωd н /ν) 0,65 /d н,

α" к1 = 0,233 · 1 · 1,05 · 6,72·10 -2 · 0,62 0,33 · (11,8 · 0,051/76·10 -6) 0,65 /0,051,α" к1 = 94,18 Вт / (м 2 ·К );

α"" к1 = 0,233 · 1 · 1,05 · 6,81·10 -2 · 0,62 0,33 · (12,0 · 0,051/78·10 -6) 0,65 /0,051,α"" к1 = 94,87 Вт / (м 2 ·К ).

Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами

,

·0,228 = 23,30 (м·МПа ) -

1, ·0,228 = 23,18 (м·МПа ) -

1, Суммарное парциальное давление трехатомных газов (определено ранее)

Р п = 0,023 МПа.

Коэффициент ослабления луча в объеме заполненном золой при температуре t ср ( рис.5.3)

К"" зл = 9,0.

Концентрация золовых частиц в потоке газа (определена ранее)

μ зл = 0,002.

Степень черноты запыленного газового потока

а = 1 - е -kгkзлРп μ злSэф,

а" = 1 - е -23,30·9,0·0,002·0,023·0,177 = 0,002,а"" = 1 - е -23,18·9,0·0,002·0,023·0,177 = 0,002.

Коэффициент теплоотдачи излучением при сжигании каменного угля

а л = 5,67·10 -8 (а ст + 1) аТ 3 /2,

где а ст - степень черноты стенки, принимается ( с.42)

а ст = 0,82;
кДж/кг ;"" к = 62,46 · 418 · 214/1000 = 5587 кДж/кг .

По принятым двум значениям температуры

t " 1 = 220ºC;

t "" 1 = 240ºC

и полученным значениям

" б1 = 5343 кДж/кг ;"" б1 = 5174 кДж/кг ;" к1 = 4649 кДж/кг ;"" к1 = 5587 кДж/кг

производим графическую интерполяцию для определения температуры продуктов сгорания после конвективной поверхности нагрева. Для графической интерполяции строим график (рис.3.2) зависимости Q = f (t ).

Рис.3.2 - График зависимости Q = f (t )

Точка пересечения прямых укажет температуру t р газов, выходящих после конвективной поверхности:

t к = 232ºС.

Количество теплоты, воспринятое поверхность нагрева к1 = 5210 кВт.

Энтальпия газов при этой температуре

I к1 = 2452 кДж/кг.

3.4 Расчет экономайзера

Энтальпия питательной воды на входе в экономайзер

i хв = 377 кДж/кг.

Энтальпия питательной воды на выходе из экономайзера

i гв = 719 кДж/кг.

Коэффициент сохранения теплоты (найден ранее)

Количество тепла, отданное уходящими газами в экономайзере

эк = D (i гв - i хв);

Q эк = 6.94∙ (719 - 377) = 2373 кДж.

Энтальпия уходящих газов за экономайзером ух = I к - Q эк /В р, ух = 2452 - 2373/0,77 = 103 кДж/кг.

Температура уходящих газов за экономайзером

t ух = 10ºС.

4. Окончательный тепловой баланс

После выполнения теплового расчета устанавливается окончательный тепловой баланс, целью которого является определение достигнутой паропроизводительности при заданном расходе топлива и коэффициента полезного действия котла.

Располагаемое тепло

Q = 22674 кДж/м 3 .

Расход топлива

В = 0,77 кг/с .

Количество тепла, переданного в топке пт = 10425 кВт .

Количество тепла, переданное в парообразующем конвективном пучке к = 5210 кВт .

Количество тепла, переданное в экономайзере эк = 2373 кВт .

Полное количество тепла, переданное воде в котле

1 = Q пт + Q к + Q эк, 1 = 10425 + 5210 + 2373 = 18008 кВт .

Энтальпия питательной воды

i п. в = 377 кДж/кг .

Энтальпия влажного пара

i х = 2695 кДж/кг .

Полная (максимальная) паропроизводительность котла

Q 1 / (i х - i п. в); = 18008/ (2695 - 377) = 7,77 кг/с.

Коэффициент полезного действия котла

η = 100∙Q 1 / (В р Q);

η = 100 · 18008/ (0,77 · 22674) = 100%.

Невязка баланса:

в тепловых единицах

ΔQ = QηB p - Q 1 (100 - q 4) /100;

ΔQ = 22673 · 1,00 · 0,77 - 18008· (100 - 0,5) /100 = 65 кДж ;

в процентах

δQ = 100∆Q/Q,

δQ = 100 · 65/22674 = 0,29% < 0,5%.

Библиографический список

1. Томский Г.И. Тепловой расчет стационарного котла. Мурманск. 2009. - 51 с.

2. Томский Г.И. Топливо для стационарных паровых и водогрейных котлов. Мурманск. 2007. - 55 с.

Эстеркин Р.И. Котельные установки. Курсовое и дипломное проектирование. Л.: Энергоатомиздат. 1989. - 280 с.

Эстеркин Р.И. Промышленные котельные установки. Л.: Энергоатомиздат. 1985. - 400 с.

Конвертер длины и расстояния Конвертер массы Конвертер мер объема сыпучих продуктов и продуктов питания Конвертер площади Конвертер объема и единиц измерения в кулинарных рецептах Конвертер температуры Конвертер давления, механического напряжения, модуля Юнга Конвертер энергии и работы Конвертер мощности Конвертер силы Конвертер времени Конвертер линейной скорости Плоский угол Конвертер тепловой эффективности и топливной экономичности Конвертер чисел в различных системах счисления Конвертер единиц измерения количества информации Курсы валют Размеры женской одежды и обуви Размеры мужской одежды и обуви Конвертер угловой скорости и частоты вращения Конвертер ускорения Конвертер углового ускорения Конвертер плотности Конвертер удельного объема Конвертер момента инерции Конвертер момента силы Конвертер вращающего момента Конвертер удельной теплоты сгорания (по массе) Конвертер плотности энергии и удельной теплоты сгорания топлива (по объему) Конвертер разности температур Конвертер коэффициента теплового расширения Конвертер термического сопротивления Конвертер удельной теплопроводности Конвертер удельной теплоёмкости Конвертер энергетической экспозиции и мощности теплового излучения Конвертер плотности теплового потока Конвертер коэффициента теплоотдачи Конвертер объёмного расхода Конвертер массового расхода Конвертер молярного расхода Конвертер плотности потока массы Конвертер молярной концентрации Конвертер массовой концентрации в растворе Конвертер динамической (абсолютной) вязкости Конвертер кинематической вязкости Конвертер поверхностного натяжения Конвертер паропроницаемости Конвертер плотности потока водяного пара Конвертер уровня звука Конвертер чувствительности микрофонов Конвертер уровня звукового давления (SPL) Конвертер уровня звукового давления с возможностью выбора опорного давления Конвертер яркости Конвертер силы света Конвертер освещённости Конвертер разрешения в компьютерной графике Конвертер частоты и длины волны Оптическая сила в диоптриях и фокусное расстояние Оптическая сила в диоптриях и увеличение линзы (×) Конвертер электрического заряда Конвертер линейной плотности заряда Конвертер поверхностной плотности заряда Конвертер объемной плотности заряда Конвертер электрического тока Конвертер линейной плотности тока Конвертер поверхностной плотности тока Конвертер напряжённости электрического поля Конвертер электростатического потенциала и напряжения Конвертер электрического сопротивления Конвертер удельного электрического сопротивления Конвертер электрической проводимости Конвертер удельной электрической проводимости Электрическая емкость Конвертер индуктивности Конвертер Американского калибра проводов Уровни в dBm (дБм или дБмВт), dBV (дБВ), ваттах и др. единицах Конвертер магнитодвижущей силы Конвертер напряженности магнитного поля Конвертер магнитного потока Конвертер магнитной индукции Радиация. Конвертер мощности поглощенной дозы ионизирующего излучения Радиоактивность. Конвертер радиоактивного распада Радиация. Конвертер экспозиционной дозы Радиация. Конвертер поглощённой дозы Конвертер десятичных приставок Передача данных Конвертер единиц типографики и обработки изображений Конвертер единиц измерения объема лесоматериалов Вычисление молярной массы Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева

1 килограмм в секунду [кг/с] = 3,6 тонна (метрическая) в час [т/ч]

Исходная величина

Преобразованная величина

килограмм в секунду грамм в секунду грамм в минуту грамм в час грамм в сутки миллиграмм в минуту миллиграмм в час миллиграмм в сутки килограмм в минуту килограмм в час килограмм в сутки эксаграмм в секунду петаграмм в секунду тераграмм в секунду гигаграмм в секунду мегаграмм в секунду гектограмм в секунду декаграмм в секунду дециграмм в секунду сантиграмм в секунду миллиграмм в секунду микрограмм в секунду тонна (метрическая) в секунду тонна (метрическая) в минуту тонна (метрическая) в час тонна (метрическая) в сутки тонна (короткая) в час фунт в секунду фунт в минуту фунт в час фунт в сутки

Подробнее о массовом расходе

Общие сведения

Количество жидкости или газа, которое проходит через определенную площадь за определенное количество времени, можно измерять по-разному, например, определяя массу или объем. В этой статье мы рассмотрим вычисление по массе. Массовый расход зависит от скорости движения среды, площади поперечного сечения, через которое проходит вещество, плотности среды, и общего объем вещества, проходящего через эту площадь за единицу времени. Если мы знаем массу и нам известны либо плотность, либо объем, мы можем узнать другую величину, так как ее можно выразить с помощью массы и известной нам величины.

Измерение массового расхода

Существует много способов измерения массового расхода и есть множество разных моделей расходомеров, измеряющих массу. Ниже мы рассмотрим некоторые из них.

Калориметрические расходомеры

Для измерения массового расхода в калориметрических расходомерах используют разницу температур. Есть два вида таких расходомеров. В обоих жидкость или газ охлаждает тепловой элемент, мимо которого течет, но разница в том, что именно каждый расходомер измеряет. В первом типе расходомеров измеряют количество энергии, необходимой, чтобы поддерживать на тепловом элементе постоянную температуру. Чем выше массовый расход, тем больше энергии для этого требуется. Во втором типе измеряют разницу температур потока между двумя точками: возле теплового элемента и на определенном расстоянии ниже по течению. Чем больше массовый расход, тем выше разница температур. Калориметрические расходомеры используют для измерения массового расхода в жидкостях и газах. Расходомеры, используемые в жидкостях или газах, которые вызывают коррозию, делают из материалов, устойчивых к коррозии, например из особых сплавов. При этом из такого материала делают только части, которые имеют прямой контакт с веществом.

Расходомеры переменного перепада давления

В расходомерах переменного перепада давления создается разность давления внутри трубы, по которой течет жидкость. Один из самых распространенных способов - частичное перекрытие потока жидкости или газа. Чем больше измеренная разница давления, тем выше массовый расход. Пример такого расходомера - расходомер на основе диафрагмы . Диафрагма, то есть кольцо, установленное внутри трубы перпендикулярно течению жидкости, ограничивает течение жидкости по трубе. В результате давление этой жидкости в месте, где находится диафрагма, отличается от давления в других частях трубы. Расходомеры с сужающими устройствами , например, с соплами, работают аналогично, только сужение в соплах происходит постепенно, а возврат в норму по ширине - мгновенно, как и в случае с диафрагмой. Третий тип расходомеров переменного перепада давления, называемый расходомером Вентури в честь Итальянского ученого Вентури, сужается и расширяется постепенно. Трубку такой формы часто называют трубкой Вентури. Можно представить, как она выглядит, если поставить две воронки узкими частями друг к другу. Давление в суженной части трубки ниже, чем давление в остальных частях трубки. Следует заметить, что расходомеры с диафрагмой или сужающим устройством более точно работают при высоком напоре, но их показания становятся неточными, если напор жидкости слаб. Их способность частично задерживать поток воды ухудшается при длительной эксплуатации, поэтому по мере использования их необходимо регулярно обслуживать и при необходимости - калибровать. Несмотря на то, что такие расходомеры легко повреждаются в процессе эксплуатации, особенно из-за коррозии, они популярны благодаря их низкой цене.

Ротаметр

Ротаметры, или расходомеры с переменным сечением - это расходомеры, которые измеряют массовый расход по разнице давления, то есть это расходомеры дифференциального давления. Их конструкция - это обычно вертикальная трубка, которая соединяет горизонтальные входную и выходную трубы. При этом входная труба находится ниже выходной. В нижней части вертикальная трубка сужается - поэтому такие расходомеры и называются расходомерами с переменным сечением. Благодаря разнице в диаметре сечения возникает разница давления - как и в других расходомерах дифференциального давления. В вертикальную трубку помещают поплавок. С одной стороны поплавок стремится вверх, так как на него действует подъемная сила, а также движущаяся вверх по трубе жидкость. С другой стороны, сила тяжести тянет его вниз. В узкой части трубы общая сумма сил, действующих на поплавок, толкает его вверх. С высотой сумма этих сил постепенно уменьшается, пока на определенной высоте не становится равна нулю. Это и есть высота, на которой поплавок перестанет двигаться вверх и остановится. Эта высота зависит от постоянных величин, таких как вес поплавка, конусность трубки, а также вязкость и плотность жидкости. Высота также зависит от переменной величины массового расхода. Так как нам известны все постоянные, или мы можем легко их найти, то, зная их, мы можем легко вычислить массовый расход, если определим, на какой высоте остановился поплавок. Расходомеры, которые используют этот механизм - очень точные, с ошибкой до 1%.

Кориолисовы расходомеры

Работа кориолисовых расходомеров основана на измерении кориолисовых сил, возникающих в колеблющихся трубках, через которые течет среда, расход которой измеряется. Наиболее популярная конструкция состоит из двух изогнутых трубок. Иногда эти трубки - прямые. Они колеблются с определенной амплитудой, и когда по ним не течет жидкость, эти колебания синхронизированы по фазе, как на рисунках 1 и 2 на иллюстрации. Если по этим трубкам пустить жидкость, то амплитуда и фаза колебаний изменяется, и колебания труб становятся асинхронными. Изменение фазы колебаний зависит от массового расхода, поэтому мы можем его вычислить, если у нас есть информация о том, как изменились колебания, когда по трубам пустили жидкость.

Чтобы лучше понять, что происходит с трубами в кориолисовом расходомере, представим аналогичную ситуацию со шлангом. Возьмем шланг, присоединенный к крану так, чтобы он был изогнут, и начнем качать его из стороны в сторону. Колебания будут равномерными, пока по нему не течет вода. Как только мы включим воду, колебания изменятся, и движение станет змеевидным. Это движение вызвано эффектом Кориолиса - тем же самым, что действует на трубы в кориолисовом расходомере.

Ультразвуковые расходомеры

Ультразвуковые или акустические расходомеры передают по жидкости ультразвуковые сигналы. Есть два основных вида ультразвуковых расходомеров: доплеровские и время-импульсные расходомеры. В доплеровских расходомерах ультразвуковой сигнал, посланный датчиком через жидкость, отражается и принимается передатчиком. Разница в частоте посланного и полученного сигналов определяет массовый расход. Чем выше эта разница, тем выше массовый расход.

Время-импульсные расходомеры сравнивают время, необходимое звуковой волне, чтобы достичь приемника по течению, со временем против течения. Разница этих двух величин определяется массовым расходом - чем она больше, тем выше массовый расход.

Для таких расходомеров не обязательно, чтобы устройства, которые испускают ультразвуковую волну, отражатели (если используются) и принимающие датчики находились в контакте с жидкостью, поэтому такие расходомеры удобно использовать с жидкостями, вызывающими коррозию. С другой стороны жидкость должна пропускать ультразвуковые волны, иначе ультразвуковой расходомер не будет в ней работать.

Ультразвуковые расходомеры широко применяются для измерения массового расхода открытого потока, например в реках и каналах. Такими расходомерами также можно измерять массовый поток в канализационных стоках и трубах. Информацию, полученную при измерениях, используют, чтобы определить экологическое состояние водного потока, в сельском хозяйстве и рыбоводстве, при обработке жидких отходов, и во многих других отраслях.

Перевод массового расхода в объёмный расход

Если плотность жидкости известна, то можно легко перевести массовый расход в объемный, и наоборот. Массу находят, умножая плотность на объем, а массовый расход можно найти, умножив объемный расход на плотность. При этом стоит помнить, что объем и объемный расход изменяются с изменением температуры и давления.

Применение

Массовый расход используют во многих отраслях и в быту. Одно из применений - для измерения расхода воды в частных домах. Как мы обсуждали ранее, массовый расход также используют для измерения отрытых потоков в реках и каналах. Кориолисовы расходомеры и расходомеры с переменным сечением нередко используют при переработке отходов, в разработке полезных ископаемых, в производстве бумаги и бумажной массы, при производстве электроэнергии и при добыче нефтехимического сырья. Некоторые виды расходомеров, например расходомеры с переходным сечением, используют в сложных системах оценки различных профилей. Кроме этого, информацию о массовом расходе используют в аэродинамике.На самолет действуют четыре основных силы: подъемная сила (B), направленная вверх; тяга (А), параллельная направлению движения; вес (C), направленный к Земле; и лобовое сопротивление (Д), направленное противоположно движению.

Массовый расход воздуха влияет на движение самолета в нескольких случаях, и ниже мы рассмотрим два из них: в первом это общий поток воздуха мимо самолета, который помогает самолету оставаться в воздухе, а во втором - поток воздуха через турбины, который помогает самолету двигаться вперед. Вначале рассмотрим первый случай.

Рассмотрим какие силы влияют на самолет во время полета. Объяснить действие некоторых из них непросто в рамках нашей статьи, поэтому мы поговорим о них в целом, используя упрощенную модель, не объясняя мелкие подробности. Сила, которая толкает самолет вверх и обозначена B на иллюстрации - подъемная сила .

Сила, которая из-за силы тяжести нашей планеты тянет самолет к Земле - его вес , обозначенный на рисунке буквой C. Чтобы самолет оставался в воздухе, подъемная сила должна преодолеть вес самолета. Лобовое сопротивление - третья сила, которая действует на самолет в направлении, противоположном движению. То есть, лобовое сопротивление противодействует движению вперед. Эту силу можно сравнить с силой трения, которая замедляет движение тела по твердой поверхности. Лобовое сопротивление обозначено на нашей иллюстрации буквой D. Четвертая сила, которая действует на самолет - это тяга . Она возникает по мере работы двигателей, и толкает самолет вперед, то есть она направлена противоположно лобовому сопротивлению. На иллюстрации она обозначена буквой A.

Массовый расход воздуха, который движется по отношению к самолету, влияет на все эти силы, кроме веса. Если мы попробуем вывести формулу вычисления массового расхода, используя силу, то заметим, что если все остальные переменные постоянны - то сила прямо пропорциональна квадрату скорости. Это значит, что если увеличить скорость вдвое, то сила увеличится вчетверо, а если увеличить скорость в три раза, то сила, соответственно, увеличится в девять раз, и так далее. Эту зависимость широко используют в аэродинамике, так как эти знания позволяют нам увеличить или уменьшить скорость, изменяя силу, и наоборот. Например, чтобы увеличить подъемную силу мы можем увеличить скорость. Также можно увеличить скорость воздуха, который прогоняется через двигатели, чтобы увеличить тягу. Вместо скорости можно изменить массовый расход.

Не стоит забывать, что на подъемную силу влияют не только скорость и массовый расход, но и другие переменные. Например, уменьшение плотности воздуха уменьшает подъемную силу. Чем выше поднимается самолет, тем ниже плотность воздуха, поэтому для того, чтобы использовать топливо наиболее экономично, маршрут рассчитывают так, чтобы высота на превышала норму, то есть чтобы плотность воздуха была оптимальной для движения.

Теперь рассмотрим пример, когда массовый поток используется турбинами, через которые проходит воздух, создающий тягу. Чтобы самолет преодолел лобовое сопротивление и вес и смог не только оставаться в воздухе на нужной высоте, но и двигаться вперед с определенной скоростью, тяга должна быть достаточно высока. Двигатели самолета создают тягу, пропуская через турбины большой поток воздуха, и выталкивая его с большой силой, но на маленькое расстояние. Воздух движется от самолета в направлении, противоположном его движению, и самолет, согласно третьему закону Ньютона, движется в направлении, противоположном движению воздуха. Увеличив массовый расход, мы увеличиваем тягу.

Чтобы увеличить тягу, вместо увеличения массового расхода можно также увеличить скорость, с которой воздух выходит из турбин. В самолетах при этом затрачивается больше топлива, чем при увеличении массового расхода, поэтому этот способ не используют.

Вы затрудняетесь в переводе единицы измерения с одного языка на другой? Коллеги готовы вам помочь. Опубликуйте вопрос в TCTerms и в течение нескольких минут вы получите ответ.

Насыщенного или перегретого пара на технологические нужды предприятий. Котлы выпускаются трех типов:

Е(КЕ) производительностью 2,5; 4; 6,5; 10 и 25 т/ч со слоевыми топочными устройствами;

Е(ДЕ) производительностью 4; 6,5; 10; 16 и 25 т/ч с газомазут­ными горелками;

ДКВР производительностью 2,5; 4; 6,5 и 10 т/ч с газомазутными топками.

Паровые котлы типа Е(КЕ) со слоевыми топочными устройствами.

Паровые котлы типа Е(КЕ) имеют следующие варианты исполнения: Е-2.5-1.4Р (КЕ-2.5-14С); Е-4-1.4Р (КЕ-4-14С); Е-6.5-1.4Р (КЕ-6.5-14С); Е-10-1.4Р (КЕ-10-14С).

Основными элементами котлов типа Е(КЕ) (рис. 73) являются верхний и нижний барабаны с внутренним диаметром 1000 мм, левый и правый боковые экраны и конвективный пучок, выполненные из труб

0 51 X 2,5 мм. Кроме того, котел оснащен оборудованием, перечень которого дан в табл. 46 (для всех типов котлов дутьевой вентилятор ВДН-9).

Котлы типа Е (КЕ) (табл. 47) поставляются потребителям бло­ками в собранном виде, с обвязочным каркасом, без обмуровки и обшивки.

Паровой котел типа Е-25-1.4Р (КЕ-25С) со слоевым топочным устройством. Котел (рис. 74) состоит из двух барабанов (верхнего и нижнего), имеющих внутренний диаметр 1000 мм и толщину стенок 13 мм.

Топочная камера котла шириной 2710 мм полностью экранирована трубами 0 51 X 2.5 мм (степень экранирования ж 0,8).

Для сжигания каменных и бурых углей под котлом размещена ме­ханическая топка ТЧЗМ-2,7/5,6, которая состоит из чешуйчатой цепной решетки обратного хода и двух пневмомеханических забрасывателей с пластинчатым питателем ЗП-600. Активная площадь зеркала горения

Рис. 73. Котел паровой Е-2.5-1.4Р: / - колосниковая решетка; 2 - бо­ковой экран; 3 - верхний бара­бан; «/ - трубопровод подвода пи­тательной воды; 5 - кипятильные трубы; 6 - нижний барабан; 7 - площадка для обслуживания; 8 - обмуровка; 9 - топка

Рис. 74. Котел паровой Е-25-1.4Р:

/ - цепная решетка; 2 - топливный питатель; 3 - боковой экран; 4 - задний экран; 5 - верхний барабан; 6 - патрубок подвода питательной воды; 7 - нижний барабан; 8 - воздухоподогреватель; 9 - перепускные трубы; 10 - площадка для обслуживания

Хвостовые поверхности состоят из одноходового воздухоподогрева­теля ВП-228 с поверхностью нагрева 228 м2, обеспечивающего подогрев воздуха примерно до 145 °С и установленного после него по ходу газов чугунного экономайзера ЭП1-646 с поверхностью нагрева 646 м.

В комплект котла входят вентилятор ВДН-12,5 с электродвигате­лем мощностью 55 кВт (1000 мин-1), дымосос ДН-15 с электродвига­телем мощностью 75 кВт (1000 мин-1), золоуловитель БЦ-2 X 6 X 7 для очистки дымовых газов.

Конвективной пароперегревателя Объем, м3 водяной паровой

КПД при сжигании каменного угля, %

Расход угля, кг/ч

TOC o "1-5" h z каменного 3080

Бурого 5492

Габаритные размеры (с площадками 12 640 X 5628 X 7660 и лестницами), мм

Масса, кг 37 372

* Котлы типа Е-25Р выпускаются также с абсолютным давле­нием пара 2.4 МПа (24 кгс/смг). В котлах, имеющих пароперегре­ватели. температура перегретого пара составляет 250°С. В необхо­димых и технически обоснованных случаях допускается изготовле­ние котлов с температурой пара 350 °С.

Паровые газомазутные котлы типа Е(ДЕ). Газомазутные котлы типа Е(ДЕ) (табл. 48) в зависимости от паропроизводительности выпускаются в следующих вариантах: Е-4-1.4ГМ (ДЕ-4.0-14ГМ);

Е-6.5-1.4ГМ (ДЕ-6.5-14ГМ); Е-10-1.4ГМ (ДЕ-10-14ГМ); Е-16-1.4ГМ (ДЕ-16-14ГМ); Е-25-1.4ГМ (ДЕ-25-14ГМ).

Основными составными частями перечисленных котлов (рис. 75) являются верхний и нижний барабаны, конвективный пучок, фронталь­ный, боковой и задний экраны, образующие топочную камеру.

Котлы паропроизводительностью 4; 6,5 и 10 т/ч выполнены с одно­ступенчатой схемой испарения. В котлах производительностью 16 и 25 т/ч применено двухступенчатое испарение.

Котлы поставляются двумя блоками, включающими верхний и ниж­ний барабаны с внутрибарабанными устройствами, трубную систему экранов и конвективный пучок (при необходимости пароперегреватель), опорную раму и обвязочный каркас.

В-в

Котлы типа Е (ДЕ) комплектуются дополнительным оборудованием (табл. 49).

Паровой газомазутный котел типа Е-25-2.4ГМ. Предназначен для выработки перегретого пара с рабочим давлением 2,4 МПа (24 кгс/см2) и температурой 380°С, используемого для привода паровых турбин и на технологические нужды предприятия.

Котел Е-25-2.4ГМ (ДЕ-25-24-380ГМ) представляет собой двухбара­банный вертикально-водотрубный агрегат, оборудованный полностью экранированной топкой.

Экраны топочной камеры выполнены из труб 0 51 X 2,5 мм. Котел комплектуется чугунным экономайзером из труб ВТИ типа ЭП-1 с по­
верхностью нагрева 808 м2, дымососом ВГДН-19 с электродвигателем 4А31556УЗ и вентилятором ВДН-11,2 с электродвигателем 4А200М6.

В качестве горелочного устройства использована горелка ГМП-16 с камерой двухступенчатого сжигания топлива. Горелочное устройство состоит из газомазутной горелки ГМ-7 и футерованной огнеупорным кирпичом камеры сгорания с кольцевым воздухонаправляющим устрой­ством в средней ее части.

Паровые котлы ДКВр-2,5; ДКВр-4; ДКВр-6,5 и ДКВр-10 с газо­мазутными топками. Предназначены для выработки насыщенного или слабоперегретого пара, идущего на технологические нужды предприя­тий, в системы отопления, вентиляции и горячего водоснабжения.

В настоящее время серийный выпуск котлов типа ДКВр прекра­щен, однако на консервных предприятиях эксплуатируется значительное количество этих котлов (табл. 50, 51).

Работая с нами вы получаете:

1. Только новое, сертифицированное , проверенное временем оборудование изготовленное из материалов высокого качества !
2. Изготовление 45 дней !
3. Возможность расширенной Гарантии до 2х лет !
4. Доставку оборудования в любую точку России и стран СНГ !