VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

Transkript

1 VYOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERITY OF TECHNOLOGY FAKULTA TROJNÍHO INŽENÝRTVÍ FACULTY OF MECHANICAL ENGINEERING ENERGETICKÝ ÚTAV ENERGY INTITUTE NÁVRH PARNÍHO KOTLE DEIGN OF TEAM BOILER DIPLOMOVÁ PRÁCE MATER' THEI AUTOR PRÁCE AUTHOR VEDOUCÍ PRÁCE UPERVIOR Bc. Tomáš Kdlec doc. Ing. Zdeněk kál, Cc. BRNO 06

2

3

4

5 06 Energetický útv ABTRAKT Cílem této diplomové práce je návrh prního kotle n plování černého uhlí o výkonu 60t/h. Práce je rozdělen do několik čátí. Nejdříve jou provedeny techiometrické výpočty výpočty entlpií vzduchu plin, po nichž náleduje výpočet tepelné bilnce kotle, ztrát kotle, určení účinnoti kotle. Náleduje návrh plovcí komory její tepelný výpočet. Dále jou nvrženy jednotlivé výhřevné plochy, n konci výpočtu náleduje kontrol celkové tepelné bilnce kotle. K výpočtu je dále zhotoveno chém tlkového ytému výkreová dokumentce dipozičním upořádáním výhřevných ploch. ABTRACT Thi thei i focued on deign of blck col combution boiler of 60t/h output. It conit of everl prt. Firt, techiometric clcultion nd enthlpy of ir nd g re mde, then het blnce of boiler nd the boiler loe re clculted, nd lo therml efficiency i determined. In next tep, the combution chmber i deigned nd it therml clcultion i mde. Then, ech of heting urfce re deigned, nd in the lt tep overll energy blnce of the boiler i checked. The cheme of preure ytem nd deign documenttion dded. KLÍČOVÁ LOVA Prní kotel, černé uhlí, účinnot kotle, výprník, ehřívák, ekonomizér, ohřívák vzduchu KEY ORD tem boiler, blck col, boiler efficiency, evportor, uper heter, economizer, ir heter 5

6 06 Energetický útv BIBLIOGRAFICKÁ CITACE KADLEC, T.. Brno: Vyoké učení technické v Brně, Fkult trojního inženýrtví, Vedoucí diplomové práce doc. Ing. Zdeněk kál, Cc.. 6

7 06 Energetický útv PROHLÁŠENÍ Prohlšuji, že jem diplomovou práci n tém: vyprcovl mottně použitím odborné litertury, prmenů odborných konzultcí, uvedených n eznmu, který je oučátí této práce. 5.květn 06. Tomáš Kdlec 7

8 06 Energetický útv PODĚKOVÁNÍ Děkuji tímto vedoucímu mé diplomové práce pnu doc. Ing. Zdenku kálovi, Cc. konzultntovi pnu Ing. Antonínu Vybírlovi ze polečnoti PROVYKO z jejich č, vtřícný ítup i konzultcích, cenné rdy ipomínky i vyprcování diplomové práce. Dále děkuji vé rodině, átelům polužákům z podporu pomoc během mého tudi. 8

9 06 Energetický útv OBAH Úvod... 4 techiometrie plin Minimální objemy vzduchu plin z prvkového rozboru pliv oučinitel ebytku vzduchu objemy vzduchu plin Entlpie vzduchu produktů plování Tepelná bilnce kotle Teplo ivedené do kotle Ztráty kotle tepelná účinnot Ztrát hořlvinou ve plinách (chemický nedopl) Ztrát hořlvinou v tuhých zbytcích (mechnický nedopl) Ztrát fyzickým teplem tuhých zbytků Ztrát dílením tepl do okolí Komínová ztrát Ztrát nepočittelná Tepelná účinnot kotle Výrobní teplo páry množtví pliv Výrobní teplo páry Množtví pliv... 4 Výpočet plovcí komory Objemové ztížení objem ohniště Plochy ohniště Tepelný výpočet ohniště oučinitel M Boltzmnnovo čílo tupeň černoti ohniště Teplot plin n výtupu z ohniště Množtví tepl odevzdného v ohništi do těn Návrh konvekčních ploch Zdné hodnoty Tlkové ztráty konvekčních ploch Tepelná bilnce n trně médi Přehřívák páry (PP3) Přehřívák páry (PP) Přehřívák páry (PP) tropní ehřívák páry (PP)

10 06 Energetický útv Výprník (VÝP) Ekonomizér (EKO) Ekonomizér (EKO) Ohřívák vzduchu (OVZ) Celkový potřebný tepelný výkon Přehled vypočtených prmetrů Tepelná bilnce n trně plin Přehled vypočtených prmetrů Pilový digrm Rozvržení výpočtu jednotlivých konvekčních ploch plinový knál čát Dekový ehřívák páry (PP) Geometrie dekového ehříváku Prmetry páry plin oučinitel etupu tepl konvekcí u plin oučinitel etupu tepl konvekcí u páry oučinitel etupu tepl áláním oučinitel protupu tepl Tepelný výkon PP První úek tropního ehříváku páry (PP) Geometrie tropního ehříváku Prmetry páry plin oučinitel etupu tepl konvekcí u plin oučinitel etupu tepl áláním oučinitel protupu tepl Tepelný výkon PP Výprné trubky po těnách (VÝP) Geometrie výprných trubek Prmetry páry plin oučinitel etupu tepl konvekcí u plin oučinitel etupu tepl áláním oučinitel protupu tepl Tepelný výkon VÝP plinový knál čát Výtupní ehřívák páry (PP3) Geometrie dekového ehříváku Prmetry páry plin

11 06 Energetický útv 8..3 oučinitel etupu tepl konvekcí u plin oučinitel etupu tepl konvekcí u páry oučinitel etupu tepl áláním oučinitel protupu tepl Tepelný výkon PP Druhý úek tropního ehříváku páry (PP) Geometrie tropního ehříváku Prmetry páry plin oučinitel etupu tepl konvekcí u plin oučinitel etupu tepl áláním oučinitel protupu tepl Tepelný výkon PP Výprné trubky n šikmém dnu (VÝP) Geometrie výprných trubek Prmetry páry plin oučinitel etupu tepl konvekcí u plin oučinitel etupu tepl áláním oučinitel protupu tepl Tepelný výkon VÝP Výprné trubky po těnách (VÝP) Geometrie výprných trubek Prmetry páry plin oučinitel etupu tepl konvekcí u plin oučinitel etupu tepl áláním oučinitel protupu tepl Tepelný výkon VÝP plinový knál čát Mříž (VÝP) Geometrie mříže Prmetry páry plin oučinitel etupu tepl konvekcí u plin oučinitel etupu tepl konvekcí u páry oučinitel etupu tepl áláním oučinitel protupu tepl Tepelný výkon VÝP Třetí úek tropního ehříváku páry (PP) Geometrie tropního ehříváku... 67

12 06 Energetický útv 9.. Prmetry páry plin oučinitel etupu tepl konvekcí u plin oučinitel etupu tepl áláním oučinitel protupu tepl Tepelný výkon PP plinový knál čát Přehřívák páry (PP) Geometrie ehříváku Prmetry páry plin oučinitel etupu tepl konvekcí u plin oučinitel etupu tepl konvekcí u páry oučinitel etupu tepl áláním oučinitel protupu tepl Tepelný výkon PP Čtvrtý úek tropního ehříváku páry (PP) Geometrie tropního ehříváku Prmetry páry plin oučinitel etupu tepl konvekcí u plin oučinitel etupu tepl áláním oučinitel protupu tepl Tepelný výkon PP Šetý úek tropního ehříváku páry (PP) Geometrie tropního ehříváku Prmetry páry plin oučinitel etupu tepl konvekcí u plin oučinitel etupu tepl áláním oučinitel protupu tepl Tepelný výkon PP plinový knál čát Mříž pátý úek tropního ehříváku páry (PP) Geometrie mříže Prmetry páry plin oučinitel etupu tepl konvekcí u plin oučinitel etupu tepl konvekcí u páry oučinitel etupu tepl áláním oučinitel protupu tepl Tepelný výkon PP

13 06 Energetický útv plinový knál čát Ekonomizér (EKO) Geometrie ekonomizéru Prmetry vody plin oučinitel etupu tepl konvekcí u plin oučinitel etupu tepl áláním oučinitel protupu tepl Tepelný výkon EKO Ekonomizér (EKO) Geometrie ekonomizéru Prmetry vody plin oučinitel etupu tepl konvekcí u plin oučinitel etupu tepl áláním oučinitel protupu tepl Tepelný výkon EKO plinový knál čát Ohřívák vzduchu (OVZ) Geometrie Ljungtrömu Prmetry vzduchu plin oučinitel etupu tepl konvekcí u vzduchu oučinitel etupu tepl konvekcí u plin oučinitel protupu tepl Tepelný výkon OVZ Kontrol tepelné bilnce Závěr eznm použitých zdrojů eznm použitých zkrtek ymbolů eznm íloh

14 06 Energetický útv ÚVOD Cílem této diplomové práce je návrh výpočet prního kotle pro výrobu páry o prmetrech 60t/h, 9,4MP, 540 C. Plivem kotle je černé uhlí dných prmetrů. Kotel je relizován dle zdání jko práškový, grnulčním ohništěm, výhřevnými plochmi ohříváků vody ehříváky páry regulcí teploty pomocí vtřiku npájecí vody. Dlší podmínkou byl minimlizce tvorby NOx, což bude vyřešeno ekundárním optřením pro nižování obhu NOx ve plinách to elektivní ktlytickou redukcí (CR), která by měl být umítěn v teplotním poli plin C, kde má nejvyšší účinnot denitrifikce. Při všech výpočtech je použito potupů, rovnic hodnot uvedených v publikci Prní kotle, podkldy pro tepelný výpočet []. motný výpočet je relizován progrmem Microoft Excel vltnoti páry určeny dle progrmu Xtem [4]. TECHIOMETRIE PALIN Výpočet dných hodnot (objemů entlpií) je vztžen n kg páleného tuhého pliv z normálních podmínek, čili i teplotě 0 C tlku 0,0 MP. Vzorce jou odvozeny z edpokldu dokonlého plování, le používjí e i i mlém chemickém nedoplu, který je dán normou kotlových ztrát. Náledující výpočty byly dle zdání plivové zákldny náledné konzultci e zdvtelem provedeny pro náledující ložení pliv. ložení vzorku pliv r t [%] A r [%] C r [%] H r [%] N r [%] r [%] O r [%] 0 79,3 5,0,7 0,5 4,04 Tb.. ložení pliv. Minimální objemy vzduchu plin z prvkového rozboru pliv Minimální množtví kylíku ke pálení kg pliv r r r r,39 C H O OO min 00, 0 4, 03 3, ,39 79,3 5, 0 0,5 4, 04 m,659 00, 0 4, 03 3, 06 3 kg (.) C r,h r, r,o r - ložky pliv v hmotnotních procentech hrubého vzorku 4

15 06 Energetický útv Minimální množtví uchého vzduchu ke pálení kg pliv O VZ min m OO min,659 7,898 (.) kg Objem vodní páry n m 3 uchého vzduchu V HO p" 0,8 0,034 0,07 p p" C (.3) φ - reltivní vlhkot vzduchu p - bolutní tlk vodní páry n mezi ytoti i dné teplotě vzduchu p c - celkový bolutní tlk vlhkého vzduchu oučinitel f: f p" 0,80, 034, 07 p p" C (.4) Minimální množtví vlhkého vzduchu ke pálení kg pliv O VZ 3 m min f OVZ min, 07 7,898 8,3 (.5) kg Minimální množtví uchých plin Vznikne dokonlým pálením pliv i minimálním ebytku vzduchu α=. Je dán oučtem jednotlivých ložek ve plinách. 3 m OP min OCO O, 469 0, 004 6,74 0, 073 7, 79 O O N O Ar (.6) kg Objem oxidu uhličitého ve plinách O CO r 3, 6 C, 6 79,3 m 0, 0003OVZ min 0, 00037,898, 469 (.7) 00, 0 00, 0 kg Objem oxidu iřičitého ve plinách: O O r 3,89 pl,89 0,5 m 0, 0039 (.8) 00 3, , 06 kg Objem duíku ve plinách r 3,4 N,4,7 m ON 0, 7805O VZ min 0, 78057,898 6,75 (.9) 00 8, , 06 kg 5

16 06 Energetický útv Objem rgonu ve plinách 3 m OAr 0, 009 OVZ min 0, 009 7,893 0, 077 (.0) kg Mximální množtví oxidu uhličitého ve plinách OCO,469 ( CO ) mx , 03% (.) O 7,893 Pmin Minimální objem vodní páry r r 44,8 H, 4 t OH Omin ( f ) OVZ min 00 4, , ,8 5, 0, 4 0 m (, 07 ) 7,898 0, , , 06 kg (.) Minimální množtví vlhkých plin 3 m OP min OP min OH Omin 7, 79 0,896 8, 65 (.3) kg. oučinitel ebytku vzduchu objemy vzduchu plin plování vhodným ebytkem vzduchu je důležité pro právný provoz kotle. Při nedottku plovcího vzduchu dochází k nedokonlému plování vzniká oxid uhelntý, rekce tk potřebovává méně kylíku dodává méně energie. Při vyšším než vhodným ebytkem plovcího vzduchu e ze zvyšuje komínová ztrát. oučinitel ebytku vzduchu n konci ohniště volím n doporučení konzultnt α=,. kutečné množtví vzduchu 3 m OVZ OVZ min 8,3, 9,73 (.4) kg kutečné množtví plin 3 m OP OP min ( ) OVZ min 8, 65 (, ) 8,3 0, 37 (.5) kg kutečné množtví vodní páry ebytkem vzduchu 3 m OH O OH Omin ( f ) ( ) OVZ min 0,896 (, 07 ) (, ) 7,898 0,939 kg (.6) Objemové čáti třítomových plynů OO O 0, 004, 469 CO rro 0,44 (.7) O 0, 37 P 6

17 06 Energetický útv r HO OHO 0,939 0,09 O 0, 37 P oučet objemových čátí třítomových plynů r r r 0,44 0, 09 0, 35 (.8) P RO HO Koncentrce popílku ve plinách r 0A X p 0 g 4,53 (.9) 3 O 00 0, m P.3 Entlpie vzduchu produktů plování Entlpie plin i α= I O i O i O i O i O i Pmin CO CO O O N N HOmin HO Ar Ar kj, , , 6,7530 0,896 50,5 0, , 07 00,975 kg (.0) Jednotlivé entlpie i pro ílušné ložky plin e odečtou z Tb. 3. Entlpie minimálního množtví vzduchu i α= d 0,804 0,804,93, ( f ) 0 (, 07 ) 0 6,93 (.) g kg kj c c 0,006 d ch,3 0,006 6,93,505,3407 O 3 mk kj IVZ min OVZ min ( ct) VZ 7,898 (, ) 058,96 kg Entlpie plin (ukázkový výpočet) kj IP IPmin ( ) IVZ min I p 00,975 (, ) 058, , 6 (.) kg Entlpie popílku ve plinách r r 6Qi A 4,8 X p r A (.3) 4,8 64 entlpie popílku není uvžován 7

18 06 Energetický útv t [ C] Entlpie ložek plin [kj.nm -3 ] O N CO Ar O CO uchý vzduch Měrné teplo H 0 c C HO 5 3,78 3,53 3,6 3,3 46,8 3,49 3,57 39, , ,07 9, 30, 30 50,5,3, ,7 357, , 6,4 6,4 304,5,307, ,8 393,3 558,9 78,8 60, , 46,6,37, ,9 58, ,7 836,5 53,7 53,7 66,3,39, ,7 666, 994,4 464, ,6 67,6 795,,343, ,9 807, 5 557, ,3 83,9 968,8,356, , , ,4 959,6 49,37, , ,384, , ,398, , ,4, , ,43, ,47, ,5,963 Tb. 3. Entlpie ložek plin t [ C] I p min [kj.kg - ] I vz min [kj.kg - ] I p =I p min + (α-) I vz min α=,5 α=,3 α=,35 α=, 00 05,85 058, ,566 53,54 576,463 47, ,097 9,7 977, ,0 390,496 87, ,54 39, ,4 4686, , , , ,605 67, , , , , , , , , , , ,74 946, , ,9 9094, , ,643 44,3 535,6 96, , ,6 9030,35 889,74 334,6 379,78 438, ,8 064, ,84 588,04 570,4 46, ,57 505, , , , , , 409, 04,9 094,88 643, , ,5 93,3 7856,34 887,9 9779, , , , ,9 368, , ,47 Tb 3.3 I-t tbulk vzduchu plin 8

19 Entlpie [kj/kg.k] Bc. Tomáš Kdlec 06 Energetický útv I-t digrm plin vzduchu teplot [ C] pliny Vzduch,5,3,35, Obr. 3. i-t digrm plin 3 TEPELNÁ BILANCE KOTLE 3. Teplo ivedené do kotle Q Q kj kg p r p i (3.) 3. Ztráty kotle tepelná účinnot Tepelná účinnot e tnoví pomocí neímé metody, kdy je výpočet účinnoti proveden pomocí ztrát kotle. 3.. Ztrát hořlvinou ve plinách (chemický nedopl) Ztrátu způobuje podíl plitelných plynů (CO uhlovodíky) ve plinách. Pro grnulční kotel n černé uhlí V df větším než 5 % je dle [] z CO =0,3 %. 3.. Ztrát hořlvinou v tuhých zbytcích (mechnický nedopl) Tto ztrát je způoben zbytkovým obhem tuhého uhlíku v popílku ve truce (škváře), jeho energie tedy není využit. zc z zp 0,07 0, ,8466% (3.) 9

20 06 Energetický útv Ztrát hořlvinou ve škváře r c x A 5 5 z š Qc ,07% p 00 c 00 Q p Ztrát hořlvinou v popílku r cp xp A 3 8 z p Qc , 7393% p 00 c 00 Q p p (3.3) (3.4) Q c c c p x x p - výhřevnot uhlíku - hořlvin ve škváře truce - hořlvin v úletu - obh popelu ve škváře - obh popelu v úletu 3..3 Ztrát fyzickým teplem tuhých zbytků Tto ztrát je způoben nedokonlým dochlzením popílku truky ed opuštěním kotle. Důledkem je, že nimi odchází fyzické teplo. z f z f z fp 0, 08 0,8906 0, 976% (3.5) Ztrát fyzickým teplem ve škváře r x A 5 z f c t , 08% p 00 c Q p Ztrát fyzickým teplem v popílku r xp A 8 z fp cp t p ,8906% p 00 c Q p p (3.6) (3.7) 3..4 Ztrát dílením tepl do okolí Velikot ztráty je závilá n výkonu kotle použitém plivu. Ztrát byl zvolen dle [] z O =0,6% Komínová ztrát N výtupu z kotle odcházejí do komín pliny, ty obhují nevyužitou energii, která byl uvolněn i plování. Op cp ( vk tvz ) zk (00 zc) p Qp (3.8) 0, 37,386 (60 5) zk (00 0,8466) 7,98% 4000 O O ( ) O 8,64 (, ) 8,3 0, 37 m kg p pmin k vz min 3 0

21 06 Energetický útv Ip Ip 00 Ip 60 ( vk 00) Ip ,69 68,8 Ip 60 (60 00) 68,8 00 I 6,94 kj kg p60 60 Ip 6,94 cp,386 kj m K O v, p k 3 (3.9) 3..6 Ztrát nepočittelná Nepočittelná ztrát nám eliminuje dlší možné ztráty během plování, n. šptné prohořívání v rozích, nerovnoměrné rozložení tepl j. Je volen n zákldě doporučení konzultnt. z 0,% n (3.0) 3..7 Tepelná účinnot kotle 00 z 00 0,9 89,% k z z z z z z z co c f o k n z 0,3 0,846 0,97 0, 6 7,98 0, z 0,9% (3.) 3.3 Výrobní teplo páry množtví pliv 3.3. Výrobní teplo páry Q M ( i i ) Q Q v pp pp nv v v ( ,39) ,9M (3.) 3.3. Množtví pliv Množtví pliv ivedeného do kotle M p Qv 695 5,467kg p k 89, Q p 500, (3.3)

22 06 Energetický útv Množtví pliv kutečně páleného zc 0,847 M pv M p ( ) 5, 467 ( ) 5, 4 kg (3.4) VÝPOČET PALOVACÍ KOMORY plovcí komoru tvoří membránové těny. Zdní těn komory je v horní čáti vyklenutá měrem do plovcí komory tvoří tk no plovcí komory, ten pk echází do výprníkové mříže. Membránové těny jou vyztužené ocelovými bndážemi. Cirkulce ve výprníku e děje irozeným způobem. 4. Objemové ztížení objem ohniště Objemové ztížení bylo zvoleno dle [] q v =70 k/m 3 náledně dopočítán potřebný objem ohniště. q V v 0 M pq V 0 r i r M pqi 5, , 5m q 70 v 3 (4.) 5000 mm e 50 mm b 850 mm f 000 mm c 690 mm g 706 mm d 3500 mm H 8000 mm Tb. 4. Rozměry plovcí komory

23 06 Energetický útv Obr. 4.. Návrh plovcí komory 4. Plochy ohniště Průřez ohniště f b 58,5 40,75m (4.) Průřezové ztížení ohniště r M pqi 5, q f 3,M m (4.3) f 40,75 Ploch těn trubkmi c tr ( ) f e f b b( H f ) ( bh) ( bg) tr tr ( H h f ) ( d) ( H f ) 5,69 ( ),5 8,5 8,5 (8 ) (8,5 5,) (8,5, 7) 506,5m (8 5, ) (5 3,5) (8 ) 5 (4.4) 3

24 06 Energetický útv Ploch výtupního okn bd 8,5 3,5 8,55 m (4.5) vo Ploch výypky škváry bc 8,5,69,9 m (4.6) vš Povrch těn ohniště 506,5 8,53,9 556,95 m (4.7) t tr vo vš 4.3 Tepelný výpočet ohniště Je zložen n použití teorie podobnoti v tepelných proceech ve plovcí komoře. Vzorce pro výpočet zhrnují záviloti poměrné teploty plin n výtupu z ohniště čílem Boltzmnn, tupněm černoti ohniště oučinitelem, který chrkterizuje průběh teploty po výšce ohniště []. Náledující výpočet bylo nutné provét iterčním potupem. Teplot plin n výtupu z ohniště t 0 t 73,5 B 0 0,6 M ( ) 0 73,5 (4.8) 4.3. oučinitel M Je závilý n mximální poloze teploty plmene, u práškových ohnišť je tto poloh rovn poměrné výšce hořáků x h. M 0,59 0,5 x 0,59 0,50,378 0, 40 x0 xh x 0, 78 0, 0,378 x 0, 0 (4.9) Poměrná výšk hořáků hh 5 xh 0,78 (4.0) hc 8 h h - výšk hořáků od dolní hrnice ohniště ve výypce - celková výšk ohniště h c 4

25 06 Energetický útv 4.3. Boltzmnnovo čílo B M O c 0,9935,4 5,86 0,673 pv p ,7 0 t T 5,7 0 0,45509,3 6,83 (4.) φ - oučinitel uchování tepl M pv - množtví kutečně páleného pliv O p.c - třední celkové měrné teplo plin 5, Boltzmnnov kontnt álání bolutně černého těle ψ - třední hodnot oučinitele tepelné efektivnoti těn t - celkový povrch těn ohniště - teoretická teplot plmene T oučinitel uchování tepl zo 0,6 0,993 k z o 89,0, 6 z o - ztrát dílením tepl do okolí - tepelná účinnot kotle η k (4.) třední celkové měrné teplo plin Iu Io 6956,9 5954,98 Op c 5,86 kj kg C t t , o (4.3) I u I o t t o -účinné teplo uvolněné v ohništi -entlpie plin n výtupu z ohniště -dibtická teplot plmene -teplot plin n výtupu z ohniště oučinitel tepelné efektivnoti těn x 0,45 0,45 (4.4) x -úhlový oučinitel [] ξ -oučinitel znášení těn ohniště [] Užitečné teplo uvolněné v ohništi 00 zco z p c z f I Q Q Q 00 z I I u p vz vzv c u u 00 0,3 0,846 0, , , ,9 kj kg (4.5) 5

26 06 Energetický útv p Q p z co z c z f Q vz Q vzv -teplo ivedené do kotle n kg pliv -ztrát hořlvinou ve plinách -ztrát hořlvinou v tuhých zbytcích -ztrát fyzickým teplem truky -teplo ivedené do kotle e vzduchem -teplo ohřátí vzduchu vnějším zdrojem Teplo ivedené do kotle ve vzduchu Q ( ) I I Q II I VZ VZ min VZ min VZ (, 0,) 975 0, ,kJ kg (4.6) α -oučinitel ebytku vzduchu n konci ohniště Δα -změn iávání v ohništi I vzmin -entlpie minimálního množtví horkého vzduchu 300 C I vzmin -entlpie minimálního množtví návného vzduchu 5 C tupeň černoti ohniště 0 0,63 0,54 ( ) ( 0, 63) 0, 45 (4.7) tupeň černoti protředí v ohništi e e kp,836 0,5,444 0,63 (4.8) p - tlk v ohništi, p=0,mp Účinná tloušťk álvé vrtvy V0 770, 5 3,6 3,6 5,444m (4.9) 506,5 t V 0 t -objem ohniště -povrch těn ohniště Prciální tlk třítomových plynů p pr 0,0,3 0,03 MP (4.0) p p p r p -tlk z normálních podmínek -objemové čáti třítomových plynů 6

27 06 Energetický útv oučinitel zelbení álání nevítivými třítomovými plyny 7,8 6rH 0 T0 kp rp ( ) ( 0,37 ) rp 3,6 p 000 k p p 7,8 60, , rp ( ) ( 0,37 ) 0, 03 0, 790 3,6 0,035, m MP r HO, r p p p T 0 - objemové čáti třítomových plynů - celkový prciální tlk - účinná tloušťk álvé vrtvy - teplot n konci ohniště (4.) oučinitel zelbení álání k k r k 0k p p p k k 0,790 0, ,,844 m MP k p.r p -oučinitel zelbení álání nevítivými třítomovými plyny k p.µ -oučinitel zelbení álání popílkovými čáticemi k k -oučinitel zelbení álání kokovými čáticemi [] κ -určen podle druhu pliv [] κ -určen podle způobu plování [] (4.) oučinitel zelbení álání popílkovými čáticemi k p , T d (4.3) d - třední efektivní průměr čáteček popílku [] µ - koncentrce popílku ve plinách Teplot plin n výtupu z ohniště t 0 t 73, ,5 73,5 73,5 08,C 0 0,6 0,798 0,6 M ( ) 0,40 ( ) B 0,693 0 (4.4) 7

28 06 Energetický útv 4.4 Množtví tepl odevzdného v ohništi do těn Teplo odevzdné v ohništi Q I I kj kg ( u 0) 0, 993 (776, 95955) 45, (4.5) třední tepelné ztížení těn ohniště q Q M 45, 5,53,6 509,3 pv k m (4.6) ú Tepelný tok n výtupní okno Q q,6 0,45 7,33 403,7 k (4.7) vo vo Tepelný tok n trubky výprníku Q q,6 0,45 509,3 4735,4 k (4.8) tr tr 5 NÁVRH KONVEKČNÍCH PLOCH 5. Zdné hodnoty Při výpočtu jednotlivých konvekčních ploch e vychází z poždovných prmetrů výtupní ehřáté páry zdných prmetrů vtupní npájecí vody. Kotel je nvržen z konvekčních ploch: ekonomizérů (EKO, EKO), výprníku (VÝP), tropního ehříváku páry (PP), trubkového ehříváku páry (PP), dekového ehříváku páry (PP) výtupního trubkového ehříváku páry (PP3). Pro výpočet teplot entlpii vody páry je použit progrm X tem tble. Množtví ehřáté páry M pp 60 t/h Výtupní teplot ehřáté páry t pp 540 C Výtupní tlk ehřáté páry p pp 9,4 MP Vtupní teplot npájecí vody t nv 00 C Tb. 5. Zdné hodnoty páry npájecí vody 8

29 06 Energetický útv 5. Tlkové ztráty konvekčních ploch V kotli dohuje nejvyššího tlku npájecí vod, její kutečný tlk n vtupu do ekonomizéru je od zdné hodnoty ještě nížen vlivem ztrát ve ventilech npájecí hlvě. Náledně e tlk nižuje v kždé čáti kotle o jednotlivé nvržené tlkové ztráty. Výledný tlk muí být roven poždovnému tlku ehřáté páry n výtupu z kotle. Tlková ztrát ekonomizéru Δp eko 0,3 MP Tlková ztrát ekonomizéru Δp eko 0,3 MP Tlková ztrát prvního ehříváku páry (trubkový) Δp pp 0,5 MP Tlková ztrát druhého ehříváku páry (dekový) Δp pp 0, MP Tlková ztrát třetího ehříváku páry (trubkový- výtupní) Δp pp3 0,5 MP Tlková ztrát tropního ehříváku Δp pp 0, MP Tb. 5. Nvržené tlkové ztráty 5.3 Tepelná bilnce n trně médi 5.3. Přehřívák páry (PP3) VTUPNÍ PARAMETRY (IN) VÝTUPNÍ PARAMETRY (OUT) Tlk Teplot Entlpie p pp3 in t pp3 in i pp3 in 9,56 MP Tlk out p pp3 9,4 MP 46, C Teplot out t pp3 540 C 383 kj/kg Entlpie out i pp kj/kg Tb.5.3 Prmetry páry n vtupu výtupu z PP3 Množtví páry M PP3 M 44, 444 kg PP (5.) Výkon ehříváku páry Q M ( i i ) 44, 444 ( ) 3333,3 k (5.) OUT IN PP3 PP3 PP3 PP3 9

30 06 Energetický útv 5.3. Přehřívák páry (PP) VTUPNÍ PARAMETRY (IN) VÝTUPNÍ PARAMETRY (OUT) Tlk Teplot Entlpie p pp in t pp in i pp in 9,76 MP Tlk out p pp 9,56 MP 36,4 C Teplot out t pp 45, C 974,97 kj/kg Entlpie out i pp 354,97 kj/kg Tb.5.4 Prmetry páry n vtupu výtupu z PP Množtví páry M M M kg PP PP v 44, 44,33 43, (5.3) Mv 0,03 M PP 0,0344, 44,33 kg Obr. 5. Vtřik npájecí vody mezi PP3 PP Entlpie n výtupu M i M i 44,44 383,33 856, 354,97 kj kg 44, 44,33 IN OUT PP PP3 v nv PP MPP Mv i (5.4) Výkon ehříváku páry Q M ( i i ) 43, (354,97 974,97) 07, k (5.5) OUT IN PP PP PP PP 30

31 06 Energetický útv Přehřívák páry (PP) VTUPNÍ PARAMETRY (IN) VÝTUPNÍ PARAMETRY (OUT) Tlk Teplot Entlpie p pp in t pp in i pp in 9,9 MP Tlk out p pp 9,76 MP 34,7 C Teplot out t pp 377,5 C 756,0 kj/kg Entlpie out i pp 303,0 kj/kg Tb. 5.5 Prmetry páry n vtupu výtupu z PP Množtví páry M M M M kg PP PP v v 44, 44,33, 4 (5.6) Mv 0,03 M PP 0,0344, 44,33 kg Mv 0,03 M PP 0,05 44, 44, kg Obr. 5. Vtřik npájecí vody mezi PP PP Entlpie n výtupu IN OUT ( M PP Mv) ipp M v inv (44,44,33) 974,97, 856, PP 303,0 M PP Mv M v 44, 44,33, i kj kg Výkon ehříváku páry OUT IN PP PP PP PP (5.7) Q M ( i i ) 4 (303,0 756,0) 550 k (5.8) 3

32 06 Energetický útv tropní ehřívák páry (PP) VTUPNÍ PARAMETRY (IN) VÝTUPNÍ PARAMETRY (OUT) Tlk Teplot Entlpie p pp in t pp in i pp in 0,0 MP Tlk out p pp 9,9 MP 3, C Teplot out t pp 34,7 C 706,0 kj/kg Entlpie out i pp 756,0 kj/kg Tb. 5.6 Prmetry páry n vtupu výtupu z PP Množtví páry M M M M kg PP PP v v 44, 44,33, 4 (5.9) Mv 0,03 M PP 0,0344, 44,33 kg Mv 0,03 M PP 0,05 44, 44, kg Entlpie n výtupu i i kj kg OUT IN PP PP 706,0 (5.0) Výkon tropního ehříváku páry OUT IN Q M ( i i ) 4 (756,0 706,0) 00 k (5.) PP PP PP PP Výprník (VÝP) Výprník je ložen z výprných trubek n těnách ohniště, bočních těn výprné mříže. Boční těny jou tvořeny výprnými trubkmi jde o vedlejší plochy kolem ehříváků PP PP3. Výprná mříž evádí provodní mě níč plinovým knálem do bubnu. Teplot n vtupu do výprníku je nížen o nedohřev to proto, by do výprníku vtupovl vod nikoliv provodní mě. Nedohřev je volen 0, C. VTUPNÍ PARAMETRY (IN) VÝTUPNÍ PARAMETRY (OUT) Tlk Teplot Entlpie in p výp in t výp in i výp 0,0 MP Tlk out p výp 0,0 MP 9 C Teplot out t výp 3, C 93, kj/kg Entlpie out i výp 706,0 kj/kg Tb. 5.7 Prmetry páry yté kpliny n vtupu výtupu z VÝP 3

33 06 Energetický útv Množtví npájecí vody M M M M kg PP v v 44, 44,33, 4 (5.) VÝP Mv 0,03 M PP 0,0344, 44,33 kg Mv 0,03 M PP 0,05 44, 44, kg Výkon výprníku OUT IN Q M ( i i ) 4 (706,0 93, ) 59338, 47 k (5.3) VÝP VÝP VÝP VÝP Ekonomizér (EKO) VTUPNÍ PARAMETRY (IN) VÝTUPNÍ PARAMETRY (OUT) Tlk Teplot Entlpie in p eko in t eko in i eko 0,3 MP Tlk out p eko 0,0 MP 3,5 C Teplot out t eko 9 C 003, kj/kg Entlpie out i eko 93, kj/kg Tb. 5.8 Prmetry vody n vtupu výtupu z EKO Množtví npájecí vody M M M M kg EKO PP v v 44, 44,33, 4 (5.4) Mv 0,03 M PP 0,0344, 44,33 kg Mv 0,03 M PP 0,05 44, 44, kg Výkon výprníku Q M ( i i ) 4 (93, 003, ) 80 k (5.5) OUT IN EKO EKO EKO EKO 33

34 06 Energetický útv Ekonomizér (EKO) VTUPNÍ PARAMETRY (IN) VÝTUPNÍ PARAMETRY (OUT) Tlk Teplot Entlpie in p eko in t eko in i eko 0,6 MP Tlk out p eko 0,3 MP 00 C Teplot out t eko 3,5 C 856, kj/kg Entlpie out i eko 003, kj/kg Tb. 5.9 Prmetry vody n vtupu výtupu z EKO Množtví npájecí vody M M M M kg EKO PP v v 44, 44,33, 4 (5.6) Mv 0,03 M PP 0,0344, 44,33 kg Mv 0,03 M PP 0,05 44, 44, kg Výkon výprníku Q M ( i i ) 4 (003, 856, ) 674 k (5.7) OUT IN EKO EKO EKO EKO Ohřívák vzduchu (OVZ) Vzduch pro plování je ohříván regenerčním ohřívákem typu Ljuntrom. Teplot vzduchu n vtupu je edehřátá kloriferem n 60 C, z důvodu ochrny ed nízkoteplotní korozí. VTUPNÍ PARAMETRY (IN) VÝTUPNÍ PARAMETRY (OUT) Teplot Entlpie in t ovz in i ovz 60 C Teplot out t ovz 300 C 43,5 kj/kg Entlpie out i ovz 39,54 kj/kg Tb. 5.0 Prmetry vzduchu n vtupu výtupu z OVZ Výkon ohříváku vzduchu OUT IN Q M ( i i ) 4, 5 (39,54 43,5) 0067,98 k (5.8) OVZ PV OVZ OVZ 34

35 06 Energetický útv Celkový potřebný tepelný výkon Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q C PP3 PP PP PP VÝP EKO EKO C C 3333,33 07, , ,9 k (5.9) Přehled vypočtených prmetrů Konvekční ploch PP3 PP PP PP VYP EKO EKO Tepelná bilnce n trně médi Tlk Teplot Entlpie Tepelný výkon [MP] [ C] [kj/kg] [k] výtup 9, vtup 9,56 46, 383 výtup 9,56 45, 354,9 vtup 9,76 36,4 974,9 výtup 9,76 377,5 303 vtup 9,9 34,7 756 výtup 9,9 34,7 756 vtup 0,0 3, 706 výtup 706 0,0 3, vtup 93, výtup 0,0 9 93, vtup 0,3 3,5 003, výtup 0,3 3,5 003, vtup 0, , Tb. 5. Prmetry médi (vod/pár) 3333,3 07, ,

36 06 Energetický útv 5.4 Tepelná bilnce n trně plin Prmetry plin n vtupu i výtupu n jednotlivých konvekčních plochách, určíme z níže uvedené edlohy výpočtu. Výledné hodnoty entlpii evedeme proximcí z tb. -5 n teploty plin. Přičemž pltí, že teplot plin n vtupu do ehříváku páry PP je rovn teplotě plin n konci ohniště. Výtupní teplot plin z kotle muí, kvůli ochrně ed nízkoteplotní korozí, dohovt minimální hodnoty 55 C. Q ( OUT i M pv ii ) IN kj IN ii ti C M pv kg (5.0) i Q i -počítná konvekční ploch -teplo odebrné počítnou konvekční plochou 5.4. Přehled vypočtených prmetrů Tepelná bilnce n trně plin Konvekční ploch PP PP3 PP EKO EKO OVZ Teplot [ C] Entlpie [kj/kg] vtup 08, 636,4 výtup 890,8 4009,7 vtup 890,8 4009,7 výtup 746,8 550, vtup 746,8 550, výtup 69,45 949,7 vtup 69,45 949,7 výtup 480,6 77,9 vtup 480,6 77,9 výtup 408, vtup 408, výtup 63 3, Tb. 5. Prmetry plin 36

37 06 Energetický útv 5.5 Pilový digrm Obr.5.3 Pilový digrm 37

38 06 Energetický útv 6 ROZVRŽENÍ VÝPOČTU JEDNOTLIVÝCH KONVEKČNÍCH PLOCH Náledující výpočet konvekčních ploch bude rozdělen do několik čátí, v kždé z nich bude řešen etup tepl konvekcí či áláním budou zhrnovt jk hlvní konvekční plochy, tk i vedlejší plochy. Celý výpočet zčíná n konci plovcí komory, kde dál do plinového knálu proudí pliny o vtupní teplotě rovné teplotě plin n konci ohniště. pliny i průchodu jednotlivými čátmi odevzdávjí vou tepelnou energii potupně chldnou ž n poždovnou teplotu n výtupu (tj. 55 C). Obr. 6. Rozdělení plinového knálu plinový knál čát : plinový knál čát : plinový knál čát 3: plinový knál čát 4: plinový knál čát 5: plinový knál čát 6: plinový knál čát 7: -dekový ehřívák páry (PP) -první úek tropního ehříváku páry (PP) -výprné trubky po těnách (VÝP) -výtupní trubkový ehřívák páry (PP3) -druhý úek tropního ehříváku páry (PP) -výprné trubky n šikmém dnu (VÝP) -výprné trubky po těnách (VÝP) -mříž (VÝP) -třetí úek tropního ehříváku páry (PP) -trubkový ehřívák páry (PP) -čtvrtý úek tropního ehříváku páry (PP) -šetý úek tropního ehříváku páry (PP) -mříž pátý úek tropního ehříváku páry (PP) -ekonomizéry (EKO, EKO) -ohřívák vzduchu (OVZ) 38

39 06 Energetický útv 7 PALINOVÝ KANÁL ČÁT Geometrie plinového knálu Šířk plinového knálu Hloubk plinového knálu Výšk plinového knálu A= 3,5 m B= 8,5 m C= 8 m 7. Dekový ehřívák páry (PP) Jedná e o vilé rovnoběžně upořádné deky ( tvořené vinutými hdy trubek) v ouproudém zpojení. 7.. Geometrie dekového ehříváku Obr 7. Geometrie dekového ehříváku PP Geometrie trubek deek Vnější průměr trubky: D= 0,03 m Tloušťk těny trubky: t= 0,005 m Vnitřní průměr trubky: d= 0,0 m Rozteč trubek: t = 0,055 m Délk hdu trubek: l= 3 m Rozteč deek: d = 0,6 m Počet deek: n d = 3 Počet trubek v dece: n t = 0 39

40 06 Energetický útv Ploch deek D l x n n m x -úhlový oučinitel deek t d 0,03 30, ,85 (7.) 7.. Prmetry páry plin VTUPNÍ PARAMETRY (IN) VÝTUPNÍ PARAMETRY (OUT) Teplot páry t IN P 36,4 C Teplot páry t OUT P 45, C Měrný objem páry v IN P 0,04 m 3 /kg Měrný objem páry v OUT P 0,034 m 3 /kg Teplot plin t IN 08, C Teplot plin t OUT 890,8 C Tb 7. Prmetry páry plin třední hodnoty prmetrů třední teplot páry IN OUT TŘ tp tp 36,4 45, tp 406,75 C (7.) třední měrný objem páry IN OUT 3 TŘ vp vp 0, 04 0, 034 m vp 0, 078 kg (7.3) třední teplot plin IN OUT TŘ t t 08, 890,8 t 954,45 C (7.4) větlý průřez plin F A C n D m d 3, 3,5 833, 0,03,83 (7.5) Rychlot proudění plin w TŘ M pv OP 73,5 t 5,4 0,4 73,5 954,45 m,43 (7.6) F 73,5,83 73,5 Rychlot proudění páry w p 4M v 443,0,078 m 4,9 d n n 0,0 03 TŘ PP p t d (7.7) 40

41 06 Energetický útv 7..3 oučinitel etupu tepl konvekcí u plin Ekvivlentní průměr d e 4 F 4,83 3,9 m ( A B) (3,5 8,5) (7.8) Poměrný objem vodní páry OH Omin ( ) ( f ) OP min 0,896 (, ) (,07 ) 8,65 OHO 0,09 OP 0, 37 (7.9) oučinitel tepelné vodivoti pro třední teplotu λ=0,043 /m.k oučinitel kinemtické vikozity pro třední teplotu v= m/ Prndtlovo čílo pro třední teplotu Pr=0,585 oučinitel etupu tepl konvekcí íčné obtékání w D 0,65 0,33 k 0, Cz C ( ) Pr D v k k 0,04,43 0,03 0,0,3 ( ) 0, , 03 64,30 8,5 m K 0,65 0,33 (7.0) C z,c korekční oučinitele [] oučinitel etupu tepl konvekcí podélné obtékání pod w de 0,8 0,4 k 0,03 ( ) Pr d v pod k pod k e 0,04, 433,95 0, 03 ( ) 0, ,95 64,30,0 m K 0,8 0,4 (7.) 7..4 oučinitel etupu tepl konvekcí u páry oučinitel etupu tepl konvekcí íčné proudění wp d 0,8 0,4 k 0,03 Cl Ct ( ) Pr d v 0,0686 4,9 0,0 k 0,03 ( ),46 7 0,0 7,0680 k 38,3 m K C l,c t korekční oučinitele [] 4 0,8 0,4 (7.)

42 06 Energetický útv oučinitel tepelné vodivoti páry λ= 0,0686 /m.k oučinitel kinemtické vikozity páry v= 7, m / oučinitel dynmické vikozity páry η=, P. Prndtlovo čílo páry Pr=,46 oučinitel etupu tepl konvekcí podélné proudění [] pod kp 475 / m K 7..5 oučinitel etupu tepl áláním tz 73,5 ( ) IN 8 t IN 3 t 73,5 5, 70 ( t 73,5) tz 73,5 ( ) IN t 73,5 43, 75 73,5 ( ) 0,8 08, 73,5 43, 75 73,5 ( ) 08, 73,5 45,7 m K 8 3 5, 70 0, (08, 73,5) 3,6 3,6 (7.3) t =0,8 (voleno) -tupeň černoti povrchu těn tupeň černoti ohniště e e kp,065 0,,53 0, (7.4) oučinitel zelbení álání třítomovými plyny 7,8 6r t 73,5 k k r r 3,6 p 000 IN HO p p ( ) ( 0,37 ) p p 7,8 60, 09 08,73,5 k ( ) ( 0,37 ) 0,35 3,6 0, 035,5 000 k,066 m MP (7.5) Celkový prciální tlk p r p 0,35 0, 0,035MP (7.6) p p 4

43 06 Energetický útv Účinná tloušťk álvé vrtvy 4 t d 0,9 D( ) D 4 0,0550,6 0,90,03 ( ) 0,03,53m (7.7) Teplot zprášeného povrchu těn TŘ t t t 406, ,75 C (7.8) z p 7..6 oučinitel protupu tepl k k 7,98 45, 7 53, 69 (7.9) k mk oučinitel protupu tepl íčné proudění k 0,5 9, 6 8, 5 38,3 k kp mk (7.0) Ψ=0,5 (voleno) -oučinitel tepelné efektivnoti oučinitel protupu tepl podélné proudění k pod 5,6 pod pod, k kp mk (7.) oučinitel protupu tepl konvekcí k k k k pod pod 9,6 66,4 5,6 43,45 7,98 (7.) 409,84 m K 0, ,84 66, 4m 0,35 409,84 43, 45m pod 43

44 06 Energetický útv Teplotní pád TŘ TŘ t t t 954, ,75 547,7 C (7.3) P 7..7 Tepelný výkon PP Obr. 7. chém teplotního pádu PP Q k t k (7.4) kut 3 3 PP 0 409,84 53,69 547,7 0 05,74 Kontrol výpočtu PP kut QPP QPP 07, 05, 74 Q ,5% (7.5) Q 07, PP 7. První úek tropního ehříváku páry (PP) 7.. Geometrie tropního ehříváku Geometrie trubek Vnější průměr trubky: D= 0,045m Tloušťk těny trubky: t= 0,006m Vnitřní průměr trubky: d= 0,035m Rozteč trubek: t = 0,4m Počet trubek: n t = 58 Ploch trubek D An 0,045 3,5 58 4,59m (7.6) t 44

45 06 Energetický útv 7.. Prmetry páry plin VTUPNÍ PARAMETRY (IN) VÝTUPNÍ PARAMETRY (OUT) Teplot páry t IN P 3, C Teplot páry t IN P 3, C Teplot plin t IN 08, C Teplot plin t IN 890,8 C Tb 7. Prmetry páry plin třední hodnoty prmetrů třední teplot páry IN OUT TŘ tp tp 3, 3, tp 3,6 C (7.7) třední teplot plin IN OUT TŘ t t 08, 890,8 t 954,45 C (7.8) větlý průřez plin F A C n A D m t 3,5 8583,5 0,045 6,7 (7.9) 7..3 oučinitel etupu tepl konvekcí u plin Ekvivlentní průměr d e 4 F 46,7,9m ( A B) (3,5 8,5) oučinitel tepelné vodivoti pro třední teplotu λ= 0,043 /m.k oučinitel kinemtické vikozity pro třední teplotu v= 64,3.0-6 m / Prndtlovo čílo pro třední teplotu Pr= 0,585 oučinitel etupu tepl konvekcí podélné obtékání pod w de 0,8 0,4 k 0,03 ( ) Pr d v pod k pod k e 0,043, 43,9 0, 03 ( ) 0,585 6,9 64,30,69 m K 0,8 0,4 (7.30) 45

46 06 Energetický útv 7..4 oučinitel etupu tepl áláním tz 73,5 ( ) IN 8 t IN 3 t 73,5 5, 70 ( t 73,5) tz 73,5 ( ) IN t 73,5 336, 6 73,5 ( ) 0,8 08, 73,5 336, 6 73,5 ( ) 08, 73,5,79 m K 8 3 5, 70 0, 044 (08, 73,5) 3,6 3,6 (7.3) t =0,8 (voleno) -tupeň černoti povrchu těn tupeň černoti ohniště e e kp,066 0, 0, 0,045 (7.3) oučinitel zelbení álání třítomovými plyny 7,8 6r t 73,5 k k r r 3,6 p 000 IN HO p p ( ) ( 0,37 ) p p 7,8 60, 09 08,73,5 k ( ) ( 0,37 ) 0,35 3,6 0, 035,5 000 k,066 m MP (7.33) Celkový prciální tlk p r p 0,35 0, 0,035MP (7.34) p p Účinná tloušťk álvé vrtvy 4 t d 4 0,4 0,6 0,9 D( ) 0,90, 045 ( ) 0,m (7.35) D 0,045 Teplot zprášeného povrchu těn TŘ t t t 3, ,6 C (7.36) z p 7..5 oučinitel protupu tepl pod k ( ) 0,94 (, 69, 79) 3, 48 (7.37) k 46 mk

47 06 Energetický útv Logritmický teplotní pád IN IN t t t 08, 3, 707C OUT OUT t t t 890,8 3, 578, 7C P P t t tlog 640, 7 t 707 ln( ) t , 7 ln( ) 578,7 C (7.38) 7..6 Tepelný výkon PP kut 3 3 QPP k tlog 0 4,599 3,48 640, ,8 k (7.39) 7.3 Výprné trubky po těnách (VÝP) 7.3. Geometrie výprných trubek Geometrie trubek Vnější průměr trubky: D= 0,0603m Tloušťk těny trubky: t= 0,006m Vnitřní průměr trubky: d= 0,0479m Počet trubek: n t = 4 Ploch trubek A C B C B m 0,73 3,58 8,588,50,73 9,09 (7.40) 7.3. Prmetry páry plin VTUPNÍ PARAMETRY (IN) VÝTUPNÍ PARAMETRY (OUT) Teplot páry t IN P 3, C Teplot páry t IN P 3, C Teplot plin t IN 08, C Teplot plin t IN 890,8 C Tb 7.3 Prmetry páry plin třední hodnoty prmetrů třední teplot páry IN OUT TŘ tp tp 3, 3, tp 3,6 C (7.4) třední teplot plin IN OUT TŘ t t 08, 890,8 t 954,45 C (7.4) 47

48 06 Energetický útv větlý průřez plin F DC nt 0,73 56 D 9,09 0, ,73 560, ,83 m (7.43) oučinitel etupu tepl konvekcí u plin Ekvivlentní průměr d e 4 F 456,83 0,9m ( A B) (3,5 8,5) (7.44) oučinitel tepelné vodivoti pro třední teplotu λ= 0,043 /m.k oučinitel kinemtické vikozity pro třední teplotu v= 64,3.0-6 m / Prndtlovo čílo pro třední teplotu Pr= 0,585 oučinitel etupu tepl konvekcí podélné obtékání w d 0,03 ( ) Pr d v pod e k e pod k pod k 0,8 0,4 0,043, 430,9 0, 03 ( ) 0, ,9 64,30 9, m K 0,8 0, oučinitel etupu tepl áláním tz 73,5 ( ) IN 8 t IN 3 t 73,5 5, 70 ( t 73,5) tz 73,5 ( ) IN t 73,5 336, 6 73,5 ( ) 0,8 08, 73,5 336, 6 73,5 ( ) 08, 73,5 9,7 m K 8 3 5, 70 0, 47 (08, 73,5) 3,6 3,6 (7.45) (7.46) t =0,8 (voleno) -tupeň černoti povrchu těn tupeň černoti ohniště e e kp,0660,3,09 0, 473 (7.47) 48

49 06 Energetický útv oučinitel zelbení álání třítomovými plyny 7,8 6r t 73,5 k k r r 3,6 p 000 IN HO p p ( ) ( 0,37 ) p p 7,8 60, 09 08,73,5 k ( ) ( 0,37 ) 0,35 3,6 0, 035,5 000 k,066 m MP (7.48) Celkový prciální tlk p r p 0,35 0, 0,035MP p p Účinná tloušťk álvé vrtvy A BC 3,5 8,5 8 3,6 ( ) 3,6 ( ) 3,098m A B AC BC 3,5 8,5 3,5 8 8,5 8 (7.49) Teplot zprášeného povrchu těn TŘ t t t 3, ,6 C (7.50) z p oučinitel protupu tepl pod k ( ) 0,94 (9,9, 7) 95, 9 (7.5) k Logritmický teplotní pád mk IN IN t t t 08, 3, 707C OUT OUT t t t 890,8 3, 578, 7C P P t t tlog 640, 7 t 707 ln( ) t , 7 ln( ) 578,7 C (7.5) Tepelný výkon VÝP Q k t k (7.53) kut 3 3 log 0 9, 95, 9 640, ,64 VÝP 49

50 06 Energetický útv 8 PALINOVÝ KANÁL ČÁT Geometrie plinového knálu Šířk plinového knálu Hloubk plinového knálu třední výšk plinového knálu A=,5 m B= 8,5 m C= 7 m 8. Výtupní ehřívák páry (PP3) Trubky ehříváku jou tžené dvojitě po šířce knálu v ouproudém zpojení. Tito dvoj-hdi jou upořádáni z ebou v dné rozteči. 8.. Geometrie dekového ehříváku Obr 8. Geometrie dekového ehříváku PP 50

51 06 Energetický útv Geometrie trubek Vnější průměr trubky: D= 0,03 m Tloušťk těny trubky: t= 0,006 m Vnitřní průměr trubky: d= 0,0 m Rozteč trubek ve měru hloubky: t = 0,4 m Délk hdu trubek: l= 48,5 m Rozteč trubek ve měru šířky t = 0, m Počet řd: n ř = 58 Počet trubek: n t = 4 Ploch deek Dl n n 0,03 48,5458 3,0 m (8.) t ř 8.. Prmetry páry plin VTUPNÍ PARAMETRY (IN) VÝTUPNÍ PARAMETRY (OUT) Teplot páry t IN P 46, C Teplot páry t OUT P 540 C Měrný objem páry v IN P 0,097 m 3 /kg Měrný objem páry v OUT P 0,0375 m 3 /kg Teplot plin t IN 890,8 C Teplot plin t OUT 746,8 C Tb 8. Prmetry páry plin třední hodnoty prmetrů třední teplot páry IN OUT TŘ tp tp 46, 540 tp 483, 05 C (8.) třední měrný objem páry IN OUT 3 TŘ vp vp 0, 097 0, 0375 m vp 0, 0336 kg (8.3) třední teplot plin IN OUT TŘ t t 890,8 746,8 t 88,8 C (8.4) větlý průřez plin F B C n C D m ř 8, ,03 44,06 (8.5) Rychlot proudění plin TŘ M pv OP 73,5 t 5,4 0,4 73,5 88,8 m w 5,04 (8.6) F 73,5 44, 06 73,5 5

52 06 Energetický útv Rychlot proudění páry w p 4M v 443,0,0336 m 0,49 d n n 0,0 458 TŘ PP p t ř (8.7) 8..3 oučinitel etupu tepl konvekcí u plin oučinitel tepelné vodivoti pro třední teplotu oučinitel kinemtické vikozity pro třední teplotu Prndtlovo čílo pro třední teplotu λ=0,098 /m.k v= m/ Pr=0,599 oučinitel etupu tepl konvekcí íčné obtékání w D k 0, Cz C ( ) Pr D v 0,65 0,33 k k 0,098 5,04 0,03 0,,433 ( ) 0, , ,9 m K 0,65 0,33 (8.8) C z,c korekční oučinitele [] 8..4 oučinitel etupu tepl konvekcí u páry oučinitel etupu tepl konvekcí íčné proudění wp d 0,8 0,4 kp 0,03 Cl Ct ( ) Pr d v 0,0756 0,49 0,0 kp 0,03 ( ), ,0 9,469 0 kp 858, 78 m K C l,c t korekční oučinitele [] 0,8 0,4 (8.9) oučinitel tepelné vodivoti páry λ= 0,0756 /m.k oučinitel kinemtické vikozity páry v= 9, m / oučinitel dynmické vikozity páry η=,8.0-5 P. Prndtlovo čílo páry Pr=,046 5

53 06 Energetický útv 8..5 oučinitel etupu tepl áláním tz 73,5 ( ) IN 8 t IN 3 t 73,5 5, 70 ( t 73,5) tz 73,5 ( ) IN t 73,5 508, 05 73,5 ( ) 0,8 890,8 73,5 508, 05 73,5 ( ) 890,8 73,5 3,85 m K 8 3 5, 70 0,7 (890,8 73,5) 3,6 3,6 (8.0) t =0,8 (voleno) -tupeň černoti povrchu těn tupeň černoti ohniště e e kp 3,5 0, 0,573 0,7 (8.) oučinitel zelbení álání třítomovými plyny 7,8 6r t 73,5 k k r r 3,6 p 000 IN HO p p ( ) ( 0,37 ) p p 7,8 60, ,8 73,5 k ( ) ( 0,37 ) 0,35 3,6 0, 0350, k 3,5 m MP (8.) Celkový prciální tlk p r p 0,35 0, 0,035MP (8.3) p p Účinná tloušťk álvé vrtvy 4 t t 0,9 D( ) D 4 0,40, 0,90,03 ( ) 0,03 0,573m (8.4) Teplot zprášeného povrchu těn TŘ t t t 483, ,05 C (8.5) z p 53

54 06 Energetický útv 8..6 oučinitel protupu tepl ( k ) 0,5 (69, 8 3,85) ( ) k 37,4 69, 8 3,85 k ( ) mk 858, 78 kp Ψ=0,5 (voleno) -oučinitel tepelné efektivnoti (8.6) Logritmický teplotní pád IN IN t t t 890,8 46, 464, 7C OUT OUT t t t 746, ,8C P P t t tlog 38,54 t 464,7 ln( ) t 464, 7 06,8 ln( ) 06,8 C (8.7) Obr. 8. chém teplotního pádu PP Tepelný výkon PP3 Q k t k (8.8) kut 3 3 PP3 0 3, 0 37, 4 38, , 78 Kontrol výpočtu PP3 kut QPP 3QPP , , 78 Q ,386% (8.9) Q 3333,33 PP3 54

55 06 Energetický útv 8. Druhý úek tropního ehříváku páry (PP) 8.. Geometrie tropního ehříváku Geometrie trubek Vnější průměr trubky: D= 0,045m Tloušťk těny trubky: t= 0,006m Vnitřní průměr trubky: d= 0,035m Rozteč trubek: t = 0,4m Počet trubek: n t = 58 Ploch trubek D An 0,045,558 0,49m (8.0) t 8.. Prmetry páry plin VTUPNÍ PARAMETRY (IN) VÝTUPNÍ PARAMETRY (OUT) Teplot páry t IN P 3, C Teplot páry t IN P 3,8 C Teplot plin t IN 890,8 C Teplot plin t IN 746,8 C Tb 8. Prmetry páry plin třední hodnoty prmetrů třední teplot páry IN OUT TŘ tp tp 3, 3,8 tp 3, 45 C (8.) třední teplot plin IN OUT TŘ t t 890,8 746,8 t 88,8 C (8.) větlý průřez plin F A C n A D m t,5 7 58,5 0,045 3,85 (8.3) 8..3 oučinitel etupu tepl konvekcí u plin Ekvivlentní průměr 4 F 43,85 de,6m ( A B) (,5 8,5) (8.4) 55

56 06 Energetický útv oučinitel tepelné vodivoti pro třední teplotu λ= 0,0977 /m.k oučinitel kinemtické vikozity pro třední teplotu v= 35,3.0-6 m / Prndtlovo čílo pro třední teplotu Pr= 0,599 oučinitel etupu tepl konvekcí podélné obtékání w d 0,03 ( ) Pr d v pod e k e pod k pod k 0,8 0,4 0,097 5,035,6 0, 03 ( ) 0,599 6,6 35,30 6,44 m K 0,8 0, oučinitel etupu tepl áláním tz 73,5 ( ) IN 8 t IN 3 t 73,5 5, 70 ( t 73,5) tz 73,5 ( ) IN t 73,5 337, 45 73,5 ( ) 0,8 890,8 73,5 337, 45 73,5 ( ) 890,8 73,5,93 m K 8 3 5, 70 0, 038 (890,8 73,5) 3,6 3,6 (8.5) (8.6) t =0,8 (voleno) -tupeň černoti povrchu těn tupeň černoti ohniště e e kp 3,5 0, 0, 0,038 (8.7) oučinitel zelbení álání třítomovými plyny 7,8 6r t 73,5 k k r r 3,6 p 000 IN HO p p ( ) ( 0,37 ) p p 7,8 60, ,8 73,5 k ( ) ( 0,37 ) 0,35 3,6 0, 0350, 000 k 3,5 m MP (8.8) Celkový prciální tlk p r p 0,35 0, 0,035MP (8.9) p p 56

57 06 Energetický útv Účinná tloušťk álvé vrtvy 4 t d 4 0,4 0,6 0,9 D( ) 0,90, 045 ( ) 0,m (8.30) D 0,045 Teplot zprášeného povrchu těn TŘ t t t 3, , 45 C (8.3) z p 8..5 oučinitel protupu tepl pod k ( ) 0,94 (6, 44,93) 6,9 (8.3) k Logritmický teplotní pád mk IN IN t t t 890,8 3, 578, 7C OUT OUT t t t 746,8 3,8 434C P P t t tlog 50,86 t 578,7 ln( ) t 578, ln( ) 434 C (8.33) 8..6 Tepelný výkon PP kut 3 3 QPP k tlog 0 0,49 6,9 50, ,46 k (8.34) 8.3 Výprné trubky n šikmém dnu (VÝP) 8.3. Geometrie výprných trubek Geometrie trubek Vnější průměr trubky: D= 0,0603m Tloušťk těny trubky: t= 0,006m Vnitřní průměr trubky: d= 0,0479m Počet trubek: n t = 56 Délk šikmého dn: l= 3,m Ploch trubek Bl 8,5 3, 6,08 m (8.35) 57

58 06 Energetický útv 8.3. Prmetry páry plin VTUPNÍ PARAMETRY (IN) VÝTUPNÍ PARAMETRY (OUT) Teplot páry t IN P 9 C Teplot páry t IN P 3, C Teplot plin t IN 890,8 C Teplot plin t IN 746,8 C Tb 8.3 Prmetry páry plin třední hodnoty prmetrů třední teplot páry IN OUT TŘ tp tp 9 3, tp 30,05 C (8.36) třední teplot plin IN OUT TŘ t t 890,8 746,8 t 88,8 C (8.37) větlý průřez plin F B l n D m t 8,53, 560,0603,7 (8.38) oučinitel etupu tepl konvekcí u plin Ekvivlentní průměr 4 F 4,7 de 4,00m ( l B) (3, 8,5) (8.39) oučinitel tepelné vodivoti pro třední teplotu λ= 0,097 /m.k oučinitel kinemtické vikozity pro třední teplotu v= 35,3.0-6 m / Prndtlovo čílo pro třední teplotu Pr= 0,599 oučinitel etupu tepl konvekcí podélné obtékání w d 0,03 ( ) Pr d v pod e k e pod k pod k 0,8 0,4 0,097 5,04 4 0, 03 ( ) 0, ,30 5,9 m K 0,8 0,4 (8.40) 58

59 06 Energetický útv oučinitel etupu tepl áláním tz 73,5 ( ) IN 8 t IN 3 t 73,5 5, 70 ( t 73,5) tz 73,5 ( ) IN t 73,5 36, 05 73,5 ( ) 0,8 890,8 73,5 36, 05 73,5 ( ) 890,8 73,5 5, 67 m K 8 3 5, 70 0, 764 (890,8 73,5) 3,6 3,6 (8.4) t =0,8 (voleno) -tupeň černoti povrchu těn tupeň černoti ohniště e e kp 3,5 0, 4,438 0,764 (8.4) oučinitel zelbení álání třítomovými plyny 7,8 6r t 73,5 k k r r 3,6 p 000 IN HO p p ( ) ( 0,37 ) p p 7,8 60, ,8 73,5 k ( ) ( 0,37 ) 0,35 3,6 0,0354, k 3,5 m MP (8.43) Celkový prciální tlk p r p 0,35 0, 0,035MP (8.44) p p Účinná tloušťk álvé vrtvy AB, 79,58,5 3,56 3,6 ( ) 3,6 ( ) 4,43m Bl 8,5 3, (8.45) Teplot zprášeného povrchu těn TŘ t t t 30, ,05 C (8.46) z p 59

60 06 Energetický útv oučinitel protupu tepl pod k ( ) 0,94 (5,9 5, 67) 4, 8 (8.47) k Logritmický teplotní pád mk IN IN t t t 890, ,8C OUT OUT t t t 746,8 3, 435, 7C P P t t tlog 53,39 t 599,8 ln( ) t 599,8 435, 7 ln( ) 435,7 C (8.48) Tepelný výkon VÝP kut 3 3 Q k t log 0 6,08 4, 853, ,7 k (8.49) VÝP 8.4 Výprné trubky po těnách (VÝP) 8.4. Geometrie výprných trubek Geometrie trubek Vnější průměr trubky: D= 0,0603 m Tloušťk těny trubky: t= 0,006 m Vnitřní průměr trubky: d= 0,0479 m Počet trubek: n t = 56 Délk šikmého dn: l= 3, m Zdní výšk: h= 6 m Ploch trubek A3,56,53,56 ( Ah ) (,5 6 ) 37,89 m (8.50) 8.4. Prmetry páry plin VTUPNÍ PARAMETRY (IN) VÝTUPNÍ PARAMETRY (OUT) Teplot páry t IN P 9 C Teplot páry t IN P 3, C Teplot plin t IN 890,8 C Teplot plin t IN 746,8 C Tb 8.4 Prmetry páry plin 60

61 06 Energetický útv třední hodnoty prmetrů třední teplot páry IN OUT TŘ tp tp 9 3, tp 30,05 C (8.5) třední teplot plin IN OUT TŘ t t 890,8 746,8 t 88,8 C (8.5) větlý průřez plin F n D 37,89 560, ,4 m (8.53) t oučinitel etupu tepl konvekcí u plin Ekvivlentní průměr 4 F 43,4 de 5,49m ( l B) (3, 8,5) (8.54) oučinitel tepelné vodivoti pro třední teplotu λ= 0,097 /m.k oučinitel kinemtické vikozity pro třední teplotu v= 35,3.0-6 m / Prndtlovo čílo pro třední teplotu Pr= 0,599 oučinitel etupu tepl konvekcí podélné obtékání w d 0,03 ( ) Pr d v pod e k e pod k pod k 0,8 0,4 0,097 5,04 5,49 0, 03 ( ) 0, , 49 35,30 5,55 m K 0,8 0,4 (8.55) oučinitel etupu tepl áláním tz 73,5 ( ) IN 8 t IN 3 t 73,5 5, 70 ( t 73,5) tz 73,5 ( ) IN t 73,5 36, 05 73,5 ( ) 0,8 890,8 73,5 36, 05 73,5 ( ) 890,8 73,5 5, 67 m K 8 3 5, 70 0, 764 (890,8 73,5) 3,6 3,6 (8.56) t =0,8 (voleno) -tupeň černoti povrchu těn 6

62 06 Energetický útv tupeň černoti ohniště e e kp 3,5 0, 4,438 0,764 (8.57) oučinitel zelbení álání třítomovými plyny 7,8 6r t 73,5 k k r r 3,6 p 000 IN HO p p ( ) ( 0,37 ) p p 7,8 60, ,8 73,5 k ( ) ( 0,37 ) 0,35 3,6 0,0354, k 3,5 m MP (8.58) Celkový prciální tlk p r p 0,35 0, 0,035MP (8.59) p p Účinná tloušťk álvé vrtvy AB, 79,58,5 3,56 3,6 ( ) 3,6 ( ) 4,43m Bl 8,5 3, (8.60) Teplot zprášeného povrchu těn TŘ t t t 30, ,05 C (8.6) z p oučinitel protupu tepl pod k ( ) 0,94 (5,54 5, 67) 3,94 (8.6) k Logritmický teplotní pád mk IN IN t t t 890, ,8C OUT OUT t t t 746,8 3, 435, 7C P P t t tlog 53,39 t 599,8 ln( ) t 599,8 435, 7 ln( ) 435,7 C (8.63) Tepelný výkon VÝP3 kut 3 3 Q k t 3 log 0 37,89 3,94 53,39 0 6, 47 k (8.64) VÝP 6

63 06 Energetický útv 9 PALINOVÝ KANÁL ČÁT 3 Geometrie plinového knálu Šířk plinového knálu Hloubk plinového knálu Výšk plinového knálu A= 0,3 m B= 8,5 m C= 6 m 9. Mříž (VÝP) Mříž je v tomto ípdě outv trubek, která evádí provodní mě ve výprníku ze zdní, repektive podní, membránové těny trubek níč plinovým knálem měrem k bubnu. 9.. Geometrie mříže Geometrie trubek Vnější průměr trubky: D= 0,03 m Tloušťk těny trubky: t= 0,006 m Vnitřní průměr trubky: d= 0,0 m Rozteč trubek ve měru hloubky: t = 0,4 m Délk hdu trubek: l= 5,85 m Rozteč trubek ve měru šířky t = 0,5 m Počet řd: n ř = 56 Počet trubek: n t = 3 Ploch deek Dl n n 0,03 5, ,8 m (9.) t ř 9.. Prmetry páry plin VTUPNÍ PARAMETRY (IN) VÝTUPNÍ PARAMETRY (OUT) Teplot páry t IN P 9 C Teplot páry t OUT P 3, C Měrný objem páry v IN P 0,004 m 3 /kg Měrný objem páry v OUT P 0,08 m 3 /kg Teplot plin t IN 746,8 C Teplot plin t OUT 73,6 C Tb 9. Prmetry páry plin 63

64 06 Energetický útv třední hodnoty prmetrů třední teplot páry IN OUT TŘ tp tp 9 3, tp 30,05 C (9.) třední měrný objem páry IN OUT 3 TŘ vp vp 0, , 08 m vp 0, 0097 (9.3) kg třední teplot plin IN OUT TŘ t t 746,8 73, 6 t 735, C (9.4) větlý průřez plin F BC n n D 8, ,03 43,5 m (9.5) ř t Rychlot proudění plin w TŘ M pv OP 73,5 t 5, 40, 4 73,5 735, m 4,7 (9.6) F 73,5 43,5 73,5 Rychlot proudění páry w p 4M v 443,0,0097 m 8,5 d n n 0,0 356 TŘ PP p t ř (9.7) 9..3 oučinitel etupu tepl konvekcí u plin oučinitel tepelné vodivoti pro třední teplotu oučinitel kinemtické vikozity pro třední teplotu Prndtlovo čílo pro třední teplotu λ=0,0843 /m.k v=9.0-6 m/ Pr=0,607 oučinitel etupu tepl konvekcí íčné obtékání w D 0,65 0,33 k 0, Cz C ( ) Pr D v k k 0,0843 4,70,03 0,0,796 0,33 ( ) 0, ,03 90, m K 0,65 0,33 (9.8) C z,c korekční oučinitele [] 64