14 Расчет водяного экономайзера второй ступени.

В курсовом проекте выполняется конструкторский расчет водяного экономайзера. Задачей расчета является определение основных конструктивных размеров водяного экономайзера второй ступени (ВЭ2).

Выбираем трубы для ВЭ2 с размерами:

Внутренний диаметр труб (14.1)

Наружный диаметр труб (14.2)

Шаг между трубами поперечный =0,08м, (14.3)

продольный =0,048м, (14.4)

Число труб в одном ряду пакета:

, (14.5)

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

(14.6)

Количество тепла, которое должно быть передано в ВЭ2 , определяется по следующей формуле:

, (14.7)

где - коэффициент сохранения тепла ;

- энтальпия газов на входе в ВЭ2 , принимается равной энтальпии газа на выходе из КПП (см. формулу 9.15);

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

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

-энтальпия на выходе из ВЭ2 принимается равной энтальпии на входе в ВП2

.

Энтальпия воды на выходе из ВЭ2 :

,ывания газамивноева в ания, учитывает уменьшение теплово, определяется в зависимости от схемы включения и температурповерхность (14.8)

где - энтальпия питательной воды на входе в ВЭ2

- количество тепла, которое должно быть передано в ВЭ2, (см. формулу 14.7);

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

-расход питательной воды через экономайзер, кг/с (см. формулу 12.10):

Температура питательной воды на выходе в ВЭ2, , определяется по энтальпии воды на выходе из ВЭ2 : .

Известная величина температур на входе и выходе газа и воздуха, позволяют построить график изменения температур в ВЭ2 и найти температурный напор. В ВЭ2 противоточная схема движения греющей и нагреваемой сред (рисунок 14.1).

Рисунок 14.1- График изменения температур сред в ВЭ2.

Температурный напор при противотоке, , определяется из следующего выражения:

, (14.09)

где - большая разность температур, ⁰С:

, (14.10)

- меньшая разность температур, ⁰С:

, (14.11)

.

Средняя температура дымовых газов в ВЭ2:

, (14.12)

.

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

, (14.14)

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

- полный объем газов, м³/кг (см. таблицу 4.1);

- площадь живого сечения для прохода газов, м², определяется по формуле

, (14.15)

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

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

-наружный диаметр труб ВЭ2, м (см. формулу 14.2);

,

- средняя температура газов в ВЭ2, ⁰С (см. формулу 14.12);

.

Коэффициент теплопередачи ВЭ2 :

, (14.16)

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

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

Необходимая поверхность нагрева ВЭ2, :

, (14.17)

где - тепло, отданное газами ВЭ2 из межтрубного пространства, (см. формулу 14.7);

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

-температурный напор в ВЭ2 (см. формулу 14.11);

.

Длинна одной трубы КПП, м:

, (14.18)

где -наружный диаметр труб ВЭ2, (см. формулу 14.2);

- количество параллельно включенных труб (см. формулу 14.5);

.

Число рядов трубок по ходу газов:

, (14.19)

где – ширина конвективной шахты

.

Полная высота пакета ВЭ2 :

, (14.20)

где -продольный шаг труб, (см. формулу 14.4);

Так как пакет не превышает высоты 1-1,5м, то делаем вывод, что экономайзер второй ступени будет выполнен в виде одного пакета.