12 Расчет воздухоподогревателя второй ступени

Схема воздухоподогревателя второй ступени представлена на рисунке 17.

Рисунок 17 – Схема воздухоподогревателя второй ступени

Расчет воздухоподогревателя второй ступени выполняется аналогично расчету первой ступени. Все требуемые характеристики труб (диаметры, шаги) остаются такими же, как в первой ступени. Температура воздуха на входе равна соответственно а на выходе Тепло, воспринятое второй ступенью, находится с воздушной стороны по формуле, кДж/кг

(166)

где – относительный избыток воздуха (принимаем из расчета

теплообмена в топке );

– величина присосов воздуха в воздухоподогревателе;

– энтальпия горячего воздуха на выходе из воздухоподогревателя, кДж/кг;

– энтальпия воздуха на выходе из первой ступени, кДж/кг.

Энтальпия газов на входе во вторую ступень, кДж/кг

(167)

где – энтальпия газов за второй ступенью

воздухоподогревателя, кДж/кг;

– тепло, воспринятое второй ступенью, кДж/кг;

– коэффициент сохранения тепла;

– величина присосов воздуха в воздухоподогревателе;

– количество тепла, вносимого во второй ступени воздухоподогревателя присасываемым воздухом, кДж/кг, определяется по средней температуре подогреваемого воздуха ⁰С для :

.

По энтальпии находим температуру газов, ⁰С, на входе в воздухоподогреватель по .

Температурный напор второй ступени, , находим аналогично первой (рисунок 18)

Рисунок 18 – Температурный напор

Задаемся скоростью воздуха и дымовых газов для определения коэффициента теплопередачи: м/с, м/с.

Полное число труб воздухоподогревателя для прохода газов,шт:

(168)

где В_р – расчетный расход топлива, кг/с;

V_г – объем газов, м³/кг, для воздухоподогревателя второй ступени;

⁰С – средняя температура газов в воздухоподогревателе;

– скорость дымовых газов, м/с;

– площадь сечения для прохода газов, м².

.

Число труб в одном ряду по ширине котла, шт:

.

Число труб по глубине конвективной шахты, шт:

.

Полная глубина трубной поверхности, м, (по ширине конвективной шахты)

.

Принимаем м. Тогда общая ширина трубчатого воздухоподогревателя, м, составит :

.

Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке [1]: С_ф=0,96, C_l=1, Вт/(м²·⁰С).

Коэффициент теплоотдачи от стенки к нагреваемому воздуху [1]: С_z=1, C_s=1, С_ф=0,9, Вт/(м²·⁰С).

Коэффициент теплопередачи в воздухоподогревателе, Вт/(м²·⁰С)

(169)

где – коэффициент использования;

– коэффициент теплоотдачи от газов к стенке, Вт/(м²·⁰С);

– коэффициент теплоотдачи от стенки к нагреваемому воздуху, Вт/(м²·⁰С).

Коэффициент использования находится как Значение для твердых топлив составляет значение .

Тогда

.

Поверхность нагрева воздухоподогревателя, м²:

, (170)

где В_р – расчетный расход топлива, кг/с;

– тепловосприятие второй ступени воздухоподогревателя, кДж/кг;

– коэффициент теплопередачи, Вт/(м²·⁰С);

– температурный напор, ⁰С.

.

Далее по среднему диаметру труб м находим необходимую полную высоту воздухоподогревателя, м

(171)

где F_взп2 – поверхность нагрева второй ступени воздухоподогревателя, м²;

– средний диаметр труб, м;

z_тр – полное число труб воздухоподогревателя, шт.

.

Выполняем воздухоподогреватель второй ступени одним пакетом, так как его высота менее 4 метров.