2) Тепловосприятие воздухоподогревателя

7.3) Тепловосприятие воздухоподогревателя определяют по уравнению теплового баланса рабочего тела (воздуха), т.к. температура горячего воздуха (после воздухоподогревателя) задана. Тепловосприятие воздухоподогревателя зависит от схемы подогрева воздуха. В случае предварительного подогрева воздуха, поступающего в воздухоподогреватель, за счет рециркуляции горячего воздуха, тепловосприятие воздухоподогревателя равно:

где J_гв^o находим по t_гв=200^oC  J_гв^o =676 ккал/кг;

t_хв=30С; Jхв=100,89ккал/кг

Для мазута малосернистого температура воздуха на входе в воздухоподогреватель: t_в^’=30C ккал/кг

_вп – отношение объёма воздуха за воздухоподогревателем к теоретически необходимому:

_рц – отношение объёма рециркуляции в воздухоподогревателе горячего воздуха к теоретически необходимому:

ккал/кг

Тепловосприятие воздухоподогревателя по теплоносителю (продуктам сгорания) имеет вид:

Уравнение решаем относительно J_эк^’’:

где J_ух – энтальпия уходящих газов, которую находим по t_ух=160^oC  J_ух=708,4 ккал/кг;

J_прс^o – энтальпия теоретического объёма воздуха, которую находим при температуре присасываемого воздуха t_прс, который через неплотности поверхности перетекает с воздушной стороны на газовую за счет разности

статистических давлений

С

 J_прc^о=387 ккал/кг;

ккал/кг

Полученное значение энтальпии газов за экономайзером позволяет определить температуру дымовых газов за ним _эк^’’=300C.

3) Тепловосприятие водяного экономайзера

7.4)Тепловосприятие водяного экономайзера определяют по уравнению теплового баланса теплоносителя (дымовых газов):

4) Определение невязки теплового баланса

7.5)Определяем невязку теплового баланса парового котла:

Q_p^p=9678,44 ккал/кг; _пк=92,64%; Q_л=5368,483 ккал/кг;

ккал/кг

ккал/кг

Расчет закончен.

8.Поверочно-конструкторский расчет пароперегревателя.

Рис.6. Эскиз пароперегревателя

8.1)Целью поверочно-конструкторского расчёта пароперегревателя является определение его поверхности нагрева при известных тепловосприятиях, конструктивных размерах и характеристиках. Тепловосприятие пароперегревателя определено ранее, конструктивные размеры и характеристики поверхности заданы чертежом. Решением уравнения теплопередачи определяют требуемую (расчётную) величину поверхности нагрева пароперегревателя, сравнивают её с заданной по чертежу и принимают решение о внесении конструктивных изменений в поверхность.

8.2)По чертежам парового котла составляем эскиз пароперегревателя в двух проекциях на миллиметровой бумаге .

8.3)По чертежам и эскизу заполняем таблицу:

Конструктивные размеры и характеристики пароперегревателя Таблица 8.1.

Наименование величин	Обозн.	Раз-ть	Номер ступени по газоходу			Весь пароперегреватель
			1	2
Наружный диаметр труб	D	м	0,038	0,038	0,04
Внутренний диаметр труб	dвн	м	0,032	0,032	0,032
Количество труб в ряду	Z1	--	64	64	--
Количество труб по ходу газов	Z2	--	6	14	20
Шаг труб:Поперечный	S1	м	0,09	0,09	0,09
Продольный	S2	м	0,12	0,12	0,12
Относительный шаг труб Поперечный	S1/d	--	2,37	2,37	2,37
Продольный	S2/d	--	3,16	3,16	3,16
Расположение труб змеевика	--	--	Коридорное
Характер взаимного течения	--	--	последовательно-смешанное
Длина трубы змеевика	l	м	19,5	27,6	--
Поверхность примыкающая к стенке	Fстх	м2	10,74	7,23	17,97
Поверхность нагрева	H	м2	159,651	261,143	420,794
Размеры газохода: высота на входе высота на выходе	a a	м м	4,1 3,5	3 2,6	-- --
ширина	B	м	5,9	5,9	5,9
Площадь живого сечения на входе	F	м2	16,286	11,924	--
Площадь живого сечения на выходе	F	м2	12,746	9,564	--
Средняя площадь Живого сечения	Fср	м2	14,516	10,774	11,942
Средняя эффективная толщина излучающего слоя	Sф	м	--	--	0,2916
Глубина газового объёма до пучка	lоб	м	1,125	0,375	1.5
Глубина пучка	lп	М	0,55	1,625	2,175
Количество змеевиков, включённых параллельно по пару	M	шт	64	64	64
Живое сечение для прохода пара	F	М2	0,0514	0,0514	0,0514

8.3.1) Поверхность труб, примыкающих к обмуровке, называемая дополнительной, которую определяют как произведение площади стены (потолка) F_ст, занятой этими трубами, на угловой коэффициент х, определяемый по номограмме на основании соотношений S₁/d и е/d причём е/d  r/d =0,5  х=0,7

Таким образом, поверхность нагрева определяем по формуле:

8.3.2)Глубину газового объёма до пучка каждой ступени и глубину пучка определяют по рекомендациям и четежу

8.3.3)По средним значениям шагов для пароперегревателя и среднему диаметру находим эффективную толщину излучающего слоя:

8.3.4)Площадь живого сечения для прохода газов определяем по формуле:

F_i = a _ib – d_iZ_1il_{i пр};

где l_{1 пр} =3,25 м; l_{2 пр} = 2,375 м;

F₁^' = 4,15,9 – 640,0383,25 =16,286 м²; F₂^' = 35,9 – 640,0382,375 =11,924 м²;

F₁^'' = 3,55,9 – 640,0383,25 = 12,746 м²; F₂^'' = 2,65,9 – 640,0382,375 = 9,564 м²;

а-высота газохода; b — ширина газохода;

8.3.5) Площадь среднего живого сечения для прохода пара:

8.4)Составляем таблицу исходных данных поверочно-конструкторского теплового расчёта пароперегревателя:

Таблица 8.2.

Наименование величины	Обозначение	Единица	Величина
Температура газов до п/п	’’ф	С	972,44
Температура газов за п/п	’’пе	С	583,576
Температура пара в состоянии насыщения	tн	С	255
Температура перегретого пара	tпе	С	440
Средний удельный объем пара в п/п	ср	М3/кг	0,06314
Тепловосприятие конвективное по балансу	Qкпе	Ккал/кг	1848,73
Средний объем газов в п/п (при песр )	Vг	М3/кг	12,721
Объемная доля водяных паров	rH20	-	0,1202
Суммарная объемная доля 3хатомных газов	rп	-	0,2444

Средний удельный объём пара находят с использованием по удельным объёмам пара в состоянии насыщения и перегретого пара:

При Р_б=44 кгс/см²  _н=0,04599 м³/кг

При Р_пе=40 кгс/см² и t_пе=440С  _пе=0,0803 м³/кг

Все остальные величины определены ранее.

8.5)Коэффициент теплопередачи определяют для пароперегревателя в целом по средним значениям необходимых величин из таблиц.

Коэффициент теплопередачи от газов к стенке для всех схем пароперегревателей определяют по формуле:

8.5.1) Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке для всех схем пароперегревателей определяют по формуле:

Где _к—коэффициент теплоотдачи конвекцией; _л—коэффициент теплоотдачи излучением газового объёма в трубном пучке;  -- коэффициент тепловой эффективности поверхности;

 = 1;

Для определения _к—коэффициента теплоотдачи конвекцией от газов к стенке труб рассчитаем среднюю скорость газового потока:

При поперечном омывании коридорных пучков дымовыми газами коэффициент теплоотдачи конвекцией, отнесённый к полной расчётной поверхности, определяют по номограмме:

_н=47ккал/м²ч^оС; добавочные коэффициенты: С_z=1; С_ф=1; С_s=1; 

_к = _нС_zС_фС_s = 47ккал/м²ч^оС;

Для нахождения _л используем номограммы и степень черноты продуктов горения ‘a’:

Для запылённой поверхности kpS = (k_гr_n)Sp, где р = 1кгс/ см²; r_n=0,2444; S=0,2916 м;

р_nS = r_nS = 0,24440,2916 = 0,07126 м∙кгс/ см²;

По номограмме находим k_г = 2,3

а=1-е^-0,1639=0,1502

T_пе^ср =(255+440)/2=347,5 ^оС

Для пользования номограммой необходимо знать температуру загрязнённой стенки расчитываемой поверхности нагрева:

T_з = T_пе^ср + (80100) = 347,5 +90 = 437,5 ^оС;

По номограмме находим _н=120 ккал/м²ч^оС;

_л = _на=120ккал/м²ч^оС;

При расчёте пароперегревателя и экономайзера на величину _л необходимо ввести поправку, связанную с наличием газового объёма, свободного от труб перед этими поверхностями и между отдельными пакетами поверхностей:

Где Т_к -- температура газов в объёме камеры, (К); l_об и l_п -- соответственно суммарная глубина пучка и суммарная глубина газового объёма до пучка, м; А – коэффициент: при сжигании мазута А=0,3

Коэффициент теплоотдачи от стенки к пару в пароперегревателе определяют по номограмме, при среднем значении давлений, температур и скорости пара.

По номограмме 15: С_d = 0,98; _н = 1300 ккал/м²ч^оС; 

₂ = _нС_d = 13000,98 = 1274 ккал/м²ч^оС;

8.5) Коэффициент теплоотдачи:

Большой и меньший температурные напоры для прямотока:

t = _ф – t_пе = 972,44 – 440 = 532,44^оС;

t = _пе – t_н = 583,576 – 255 = 328,576 ^оС;

t/t = 532,44/328,576=1,62044;

^оС;

Поправочный коэффициент  определяют по номограмме и по безразмерным параметрам:

По номограмме находим =0,99

^оС

8.5.1)Определим расчётную поверхность:

Число петель, которые необходимо добавить:

n  ± (H^р – H)/4d_iz_ia₂ = |(556,1213-420,794)|/(43,140,038642,6) = 1,64

Добавляем 1,5 петли

Поверочный расчёт выполнен.