Федеральное агентство по образованию

Белгородский Государственный Технологический Университет

им. В.Г. Шухова

Кафедра энергетики теплотехнологии

Курсовая работа

на тему:

«Топочные и теплогидравлические процессы парогенерирующих установок»

Выполнил: Студент Осьмаков А.Ф.

Принял: Васильев Б.П.

Белгород 2007

Задание на курсовой проект

Рассчитать гидравлическое сопротивление пароперегревателя по следующим данным.

1. Паропроизводительность котельного агрегата 28 кг/ч

2. Рабочее давление пара (на выходе из пароперегревателя) 39 кгс/см²

3. Температура перегретого пара  450 ⁰С     

4. Рекомендуемая средняя скорость пара 25-30 м/с

5. Змеевик согласно эскизу (рис. 3.1), в частности:

- высота змеевиков по осям гибов 4200 мм    - количество петель внизу  10 шт

- расположение змеевиков - коридорное

- коллекторы расположены горизонтально по одному на входе и выходе

- гибы змеевиков более 180° с целью сокращения глубины пароперегревателя

- радиусы гибов 

- рекомендуемый диаметр трубы Ø32×3, Ø38×3

Цель и задачи гидравлического расчета

В настоящее время при проектировании современных электростанций уделяется большое значение увеличению их экономичности.

В частности, значительное повышение КПД блока «котел - турбина» возможно путем совершенствования гидравлической схемы котла. Анализ показал, что во многих элементах первичного тракта, особенно в слабообогреваемых поверхностях нагрева пароперегревателя, паропропускных трубах и трубопроводах угольных котлов, приняты неоправданно высокие массовые скорости среды.

В результате оптимизации гидравлической схемы и конструкции элементов первичного тракта сопротивление его может быть доведено до уровня, не превышающего 5 МПа, даже при высокой (5 80- 600°С) температуре свежего пара за котлом [1]. Это на 1,5 —2,0 МПа ниже, чем у действующих котлов сверхкритического давления. В промежуточных пароперегревателях также имеются резервы для уменьшения их гидравлического сопротивления по пару как минимум на 0,05 МПа.

Расчет коэффициентов сопротивления

При расчете суммарных потерь давления от трения и в местных сопротивлениях полный коэффициент гидравлического сопротивления элемента (трубы) подсчитывается по формуле

 (2.1.)

где - сумма местных коэффициентов сопротивления;

 - приведенный коэффициент трения, 1/м;

 - длина элемента (трубы), м,

При использовании формулы (2, 1) условные скорости среды в элементе определяются по выражениям

,м/с; (2.2.)

,кг/м²с (2-3)       

где - расход рабочей среды через элемент, кг/ч;

 -удельный объем среды, м³/кг;

— расчетное сечение рассчитываемого элемента, м²;

—удельный вес рабочей среды, кг/м³. 2.2.

Приведенный коэффициент трения определяется по формуле

, 1/м

где - коэффициент трения;

 - внутренний диаметр элемента (трубы), м. Коэффициент трения X находится по формуле

 (2.4)

Где К - абсолютная шероховатость труб, принимается по табл. 2.1.

Таблица 2. Абсолютная шероховатость труб

Средние коэффициенты сопротивления входа в трубу, отнесенные к скорости в ней, принимаются по табл.2.2 (для входов из барабанов) и табл. 2.3 (для входов из коллекторов).

Таблица 2.2 Средние коэффициенты сопротивления входа в трубу из барабана

Рис. 2.2. Схема к расчету коэффициентов сопротивления входа и выхода труб: У-вход в трубу с вальцованным колокольчиком; 2 - конический вход в трубу; 3 - раздающий коллектор с угловым подводом; 4 - раздающий коллектор с торцевым подводом; 5 - собирающий коллектор с торцевым подводом; 6 - собирающий коллектор с угловым подводом; 7- коллектор с рассредоточенным подводом и отводом

Средние коэффициенты сопротивления выхода из трубы, отнесенные к скорости в ней, принимаются по табл.2 4

Средние коэффициенты сопротивления выхода из трубы

Коэффициенты сопротивления обычных гибов принимаются по рис.2.3.

Рис. 2.3. Коэффициент сопротивления гибов

Для обычных гибов котельных труб с радиусом гиба Д > 3,5 значения коэффициентов сопротивления можно принимать по табл.2.5.

Значения коэффициентов сопротивления.

Таблица 2.5

Потеря давления от трения и местных сопротивлений для однофазного потока рассчитывается по формуле

, кгс/м (2.6)

Расчет гидравлического сопротивления пароперегревателя

Рис. 3.1. Эскиз змеевика пароперегревателя

Расчет длины змеевика пароперегревателя.

Диаметр трубы змеевика принят Ø38×3, ст.20.

Согласно заданию R= 2,5d = 2,5*38 = 95 мм.       

Поскольку змеевики одноплоскостные и параллельны между собой в пароперегревателе (учитывая, что "петли" между собой скреплены хомутами), расстояние (просвет) по внешней стороне труб принять с учетом допусков 10 мм (см. эскиз рис. З.2.). Учитывая большую высоту змеевика и расположение гибов в одной плоскости без большой погрешности, можно принять, что