12 Расчет водяного экономайзера первой ступени.

Водяные экономайзеры современных парогенераторов чаще всего выполняют в виде змеевиков из стальных труб. В курсовом проекте выполняется конструкторский расчет водяного экономайзера. Задачей расчета является определение основных конструктивных размеров водяного экономайзера первой ступени (ВЭ1).

Выпираем трубы для ВЭ1 с размерами:

Внутренний диаметр труб (12.1)

Наружный диаметр труб (12.2)

Шаг между трубами поперечный =0,08м , (12.3)

продольный =0,048м , (12.4)

Число труб в одном ряду пакета:

, (12.5)

где – ширина конвективной шахты, определяется по эскизу, =4,8148 м;

(12.6)

Количество тепла, которое должно быть передано в ВЭ1 , определяется по следующей формуле:

, (12.7)

где - коэффициент сохранения тепла ;

- энтальпия дымовых газов на входе в ВЭ1 , определяется методом линейной интерполяции по температуре на входе в ВЭ1 по таблице 4.2

, (12.8)

- энтальпия холодного воздуха, (см. формулу 4.19);

- присос воздуха в водяном экономайзере, принимается по /1, таблица 1/;

-энтальпия на входе в ВП1 (см. формулу 11.16);

.

Энтальпия воды на выходе из ВЭ1 :

,ывания газамивноева в ания, учитывает уменьшение теплово, определяется в зависимости от схемы включения и температурповерхность (12.9)

где - энтальпия питательной воды на входе в ВЭ1 (см. формулу 4.28);

- количество тепла, которое должно быть передано в ВЭ1 (см. формулу 12.7);

-расход топлива на котел, кг/с (см. формулу 4.28);

-расход питательной воды через экономайзер, кг/с, определяется по следующей формуле:

, (12.10)

где -заданная производительность котельного агрегата по пару, кг/с;

-расход пара на продувку принимаем 0,5% от расхода острого пара;

- расход пара на впрыск, кг/с, в расчетах принимать равным 2-5% от расхода острого пара;

,

Температура воды на выходе в ВЭ1, , определяется по энтальпии воды на выходе из ВЭ1 : .

И звестная величина температур на входе и выходе газа и воздуха, позволяют построить график изменения температур в ВЭ1 и найти температурный напор. В ВЭ1 противоточная схема движения греющей и нагреваемой сред (рисунок 12.1).

Температурный напор при противотоке, , определяется из следующего выражения:

, (12.11)

где - меньшая разность температур, ⁰С:

, (12.12)

- большая разность температур, ⁰С:

, (12.13)

.

Средняя температура дымовых газов в ВЭ1:

, (12.14)

.

Средняя температура воды в ВЭ1:

, (12.15)

.

Площадь живого сечения для прохода газов, м² ,определяется как:

, (12.16)

где -количество труб в одном ряду пакета (см. формулу 12.5);

– ширина топочной камеры, определяется по эскизу, =8 м;

-наружный диаметр труб ВЭ1, м (см. формулу 12.2);

Скорость газов в ВЭ1 при средней их температуре, м/с:

, (12.17)

Коэффициент теплопередачи ВЭ1 :

, (12.18)

где - коэффициент теплоотдачи от дымовых газов стенке трубы, определяется по /1, рис. 16/, ;

- коэффициент загрязнения, , принимается по /1. рис. 17/,

Необходимая поверхность нагрева ВЭ1, :

, (12.19)

где - тепло, отданное газами ВЭ1 из межтрубного пространства, (см. формулу 12.7);

-расход топлива на котел, кг/с (см. формулу 4.28);

-температурный напор в ВЭ1, (см. формулу 12.11);

.

Длинна одной трубы КПП, м:

, (12.20)

где -наружный диаметр труб ВЭ1, (см. формулу 12.2);

- количество параллельно включенных труб (см. формулу 12.5);

.

Число рядов трубок по ходу газов:

, (12.21)

где – ширина конвективной шахты

.

Полная высота пакета ВЭ1, :

, (12.22)

где -продольный шаг труб, (см. формулу 12.4);

Экономайзерные поверхности компонуются пакетами высотой 1 – 1,5 м, с разрывом между пакетами 0,6 – 0,8 м. Поэтому разбиваем пакет на три равных, высотой каждый , с разрывом между ними 0,8 м.