VII.1_ Thiết kế bộ hâm nước câp II 1.Chọn các thông số:
- Vị trí đặt chùm ống trong lò hơi: sau buồng đốt
- Chọn đường kính ống d=0,032 [ m ],chiều dày d=0,003m,kiểu ống trơn - Chọn kiểu bố trí ống trong chùm ống: song song
- Chọn kích thước của đường khói: chiều rộng của đường khói bằng chiều rộng của lò hơi. a=10 [m ], chiều cao h=5 [ m ] của đường khói
- Chọn bước ống s2=0,096 m, σ2 =0,096/0,032=3
- Các thông số nhiệt như nhiệt độ, enthalpy khói trước và sau bộ hâm nước được lấy từ kết quả của phần phân phối nhiệt.
Nhiệt độ nước sau bộ hâm nước cấp 2 là:
t"hn=tbh – 60 =289 – 24 = 265 0C, i"hn = 1159 [kJ/kg]
Nhiệt độ khói sau bộ hâm nước cấp 2 là:
t’khói vào = 8280C, ikhói vào = 8380,115 [kJ/kg]
t’’khói ra = 5410C,i’’khói ra = 5483,412 [kJ/kg]
- Chọn vận tốc khói qua chùm ống: ωkhói =15,5 [m/s]
2. Tính thiết kế chùm ống:
- Tính nhiệt độ khói trung bình:
ttbkhói = 0,5(t’’khói vào + t’khói ra )=0,5.( 828 + 541)= 684,5 [0C]
-Nhiệt độ trung bình của nước : t= 684,5 0C - Tính tiết diện khói qua chùm ống:
kh kh 2
kh kh
B.V .T 44352,76.7,402.(684,5 273)
F 20,085[m ]
.273 3600.15,5.273
= = + =
ω
B - lượng tiêu hao nhiên liệu, kg/s
Vkh - thể tích khói tại điều kiện tiêu chuẩn, m3/kg nhiệt độ khói trung bình: Ttbkhói = ttbkhói + 273 K
- Tính số ống trong 1 hàng của bộ hâm nước:
1 a.b F 10.8 20,085
Z round 1 1 235
d.b 0,032.8
− −
= ÷ + = ÷ + = [ống]
- Tính bước ống ngang s1:
s1 = =10/(235-1)=0,0427 [ m ] - Tính hệ số toả nhiệt đối lưu:
* Đối với chùm ống bố trí song song:
dl 1,163.C .C .s2 vl dlt
α = α [W/m2K]
trong đó:các hệ số tra theo toán đồ
CS2 =1- hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào số dãy ống.
Cvl = 0,995; αtc = 85 [W/m2K]
=> αđl = 1,163.1.85
=> αđl = 98,855 [W/m2K]
- Tính hệ số toả nhiệt bức xạ:
t 2 0
bx 1,163.a .k bx [W / m C]
α = α
trong đó: 58 [ W/m2.K ] ak - độ đen của dòng khói.
a = 1 - e-kps=0,528 với:
k = kkh.rn + ktr.àtr=2,03
p = 0,1 MPa - áp suất buồng đốt
1 2
2 2
4.s .s 4.0,0427.0,096
s 0,9. 1 0,9. 1 3,7
.d .0,032
= π − = ÷ π − = ÷ - chiều
dày hữu hiệu của lớp bức xạ.
αtbx = 58 [W/m2K]
=> αtbx = 1,163.0,566.58
=> αtbx = 35,626 [W/m2K]
- Tính độ chênh nhiệt độ trong chùm ống :
1 b
1 b
T T
T T
ln T
∆ − ∆
∆ = ∆
∆
= 487 [ K ]
với: ∆Tl = t'kh - tbh= 828 – 229 = 599 K ∆Tb = t'’kh - tbh= 490 – 100 = 390 K
- Tính hệ số toả nhiệt từ dòng khói đến vách ống:
α1 = ξ.( αbx + αđl ) = 98,855 + 35,626= 134,48 [ W/m2.K ] với ξ = 1 - hệ số sử dụng.
- Tính hệ số trao đổi nhiệt:
k = ψ.α1 = 0,65.134.48= 87,413 [ W/m2.K ]
Với ψ=0,65 - hệ số sử dụng nhiệt phụ thuộc vào loại nhiên liệu sử dụng - Tính diện tích trao đổi nhiệt:
H = Q/(k. ∆T) = 3571,87 [ m2 ] Q = D.(i’’nước – i’nước) = 310000.(922 – 431,5)
=> Q = 152,055.106 [kJ/kg]
- Tính tổng số ống trong chùm ống:
-Chiều dài 1 ống trung bình :l=8 m n = H/π.d.l
n = 3571,87/(π.0,032.8)
n = 4441 [ống]
- Tính số hàng ống:
z2 = n/z1 = 4441/235 = 18
-Tổng số ống thực tế là: nthực = 2.18.235 = 8460 ống -Chiều dài của bộ hâm : c = (18-1).0,096=1,6 m VII.2_ Thiết kế bộ hâm nước câp I
1. Chọn các thông số:
- Vị trí đặt chùm ống trong lò hơi: sau buồng đốt
- Chọn đường kính ống d=0,032 [ m ],chiều dày d=0,003m,kiểu ống trơn - Chọn kiểu bố trí ống trong chùm ống: song song
- Chọn kích thước của đường khói: chiều rộng của đường khói bằng chiều rộng của lò hơi.
a=10 [m ], chiều cao h=5 [ m ] của đường khói - Chọn bước ống s2=0,096 m, σ2 =0,096/0,032=3
- Các thông số nhiệt như nhiệt độ, enthalpy khói trước và sau bộ hâm nước được lấy từ kết quả của phần phân phối nhiệt.
Nhiệt độ nước sau bộ hâm nước cấp 1 là:
t"hn=t’hnII = 174,50C, i"hn = 742,52 [kJ/kg]
Nhiệt độ khói sau bộ hâm nước cấp 2 là:
t’khói vào = 5410C, ikhói vào = 5483,412[kJ/kg]
t’’khói ra = 3490C,i’’khói ra = 3561,219 [kJ/kg]
- Chọn vận tốc khói qua chùm ống: ωkhói =15,5 [m/s]
2. Tính thiết kế chùm ống:
- Tính nhiệt độ khói trung bình:
ttbkhói = 0,5(t’’khói vào + t’khói ra )=0,5.( 541 + 349)= 445 [0C]
-Nhiệt độ trung bình của nước : t= 142,25 0C - Tính tiết diện khói qua chùm ống:
kh kh 2 kh
kh
B.V .T 44352,76.7,402.(445 273)
F 20,085[m ]
.273 3600.15,5.273
= = + =
ω
B - lượng tiêu hao nhiên liệu, kg/s
Vkh - thể tích khói tại điều kiện tiêu chuẩn, m3/kg nhiệt độ khói trung bình: Ttbkhói = ttbkhói + 273 K
- Tính số ống trong 1 hàng của bộ hâm nước:
1
a.b F 10.8 20,085
Z round 1 1 235
d.b 0,032.8
− −
= ÷ + = ÷ + = [ống]
- Tính bước ống ngang s1:
s1 = =10/(235-1)=0,0427 [ m ] - Tính hệ số toả nhiệt đối lưu:
* Đối với chùm ống bố trí song song:
dl 1,163.C .C .s2 vl dlt
α = α [W/m2K]
trong đó:các hệ số tra theo toán đồ
CS2 =1- hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào số dãy ống.
Cvl = 0,995; αtc = 85 [W/m2K]
=> αđl = 1,163.1.85
=> αđl = 98,855 [W/m2K]
- Tính hệ số toả nhiệt bức xạ:
t 2 0
bx 1,163.a .k bx [W / m C]
α = α
trong đó: 58 [ W/m2.K ] ak - độ đen của dòng khói.
a = 1 - e-kps=0,528 với:
k = kkh.rn + ktr.àtr=2,03
p = 0,1 MPa - áp suất buồng đốt
1 2
2 2
4.s .s 4.0,0427.0,096
s 0,9. 1 0,9. 1 3,7
.d .0,032
= π − = ÷ π − = ÷ - chiều
dày hữu hiệu của lớp bức xạ.
αtbx = 58 [W/m2K]
=> αtbx = 1,163.0,566.58
=> αtbx = 35,626 [W/m2K]
- Tính độ chênh nhiệt độ trong chùm ống :
1 b
1 b
T T
T ln T
T
∆ − ∆
∆ = ∆
∆
= 221,38 [ K ]
với: ∆Tl = t'kh - tbh= 541 – 265 = 276 K ∆Tb = t'’kh - tbh= 349 – 174,5 = 174,5 K
- Tính hệ số toả nhiệt từ dòng khói đến vách ống:
α1 = ξ.( αbx + αđl ) = 98,855 + 35,626= 134,48 [ W/m2.K ] với ξ = 1 - hệ số sử dụng.
- Tính hệ số trao đổi nhiệt:
k = ψ.α1 = 0,65.134.48= 87,413 [ W/m2.K ]
Với ψ=0,65 - hệ số sử dụng nhiệt phụ thuộc vào loại nhiên liệu sử dụng
- Tính diện tích trao đổi nhiệt:
H = Q/(k. ∆T) = 4394,45 [ m2 ]
Q = D.(i’’nước – i’nước) = 310000.(742,52 – 468,2)
=> Q = 85,039.106 [kJ/kg]
- Tính tổng số ống trong chùm ống:
-Chiều dài 1 ống trung bình :l=6 m n = H/π.d.l
n = 4394,45/(π.0,032.6)
n = 7285 [ống]
- Tính số hàng ống:
z2 = n/z1 = 7285/235 = 31
-Tổng số ống thực tế là: nthực = 2.31.235 = 14570 ống -Chiều dài của bộ hâm : c = (31-1).0,096=2,9 m