8.Расчет чугунного водяного экономайзера
Чугунные экономайзеры системы ВТИ не кипящего типа используются в котлоагрегатах с давлением пара Р ≤ 2,5 МПа.
Они выполняются из ребристых чугунных труб диаметром 76x8 мм, ограниченных по концам квадратными фланцами 150x150 мм, которые при монтаже трубного пучка образуют две стенки экономайзера (рис.8.1). Расположение труб в пучке – коридорное. Соседние трубы соединяются между собой специальными калачами.
Движение газов и воды противоточное. Скорости движения газов при сжигании зольного топлива находятся в пределах 7-10 м/с, при этом большие значения скоростей соответствуют более зольным топливам. Скорость воды в экономайзере составляет 0,5-1,0 м/с.
Блочные экономайзеры ВТИ компонуют из ребристых чугунных труб, при этом количество труб в ряду принимается в пределах от 3 до 9 труб.
Температура воды на выходе из блочного чугунного экономайзера должна быть ниже температуры насыщения на котлах автоматами питания на 20 оС, а при отсутствии последних на 40 оС.
Рис.8.1 Экономайзер ВТИ.
Для
удобства расчет водяного экономайзера
сведем в таблицу.
Таблица 8.1.
№ |
Определяемая величина |
Обозначение |
Размерность |
Формула (ссылка на Источник) и расчет |
Результат |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
1 |
Температура газов на входе в экономайзер |
’эк |
C |
’эк = ”кп2 |
|
2 |
Энтальпия газов на входе в экономайзер |
H’эк |
кДж/кг |
|
|
3 |
Температура газа на выходе из водяного экономайзера |
”вэ |
C |
Предварительно выбираем |
|
4 |
Энтальпия газа на выходе из ВЭ |
H” |
кДж/кг |
Из таблицы энтальпий при ”вэ |
|
5 |
Длинна трубы |
l |
м |
Табл.7.2. [1] |
|
6 |
Площадь поверхности нагрева одной трубы |
Нтр |
м2 |
Табл.7.2. [1] |
|
7 |
Площадь живого сечения для прохода газов (одной трубы) |
Fгтр |
м2 |
Табл.7.2. [1] |
|
8 |
Количество теплоты отданное газами |
Qб |
кДж/кг |
φ(H’эк – H”эк +·Н0хв)= =
|
|
9 |
Расход питательной воды |
Dэк |
кг/с |
(1+0,01p)D = = |
|
10 |
Внутренний диаметр труб |
d |
м |
|
|
11 |
Энтальпия питательной воды на входе в ВЭ |
h'эк |
кДж/кг |
h'эк = hпв
|
|
12 |
Энтальпия воды на выходе из экономайзера |
h"эк |
кДж/кг |
|
|
13 |
Температура воды на выходе из ВЭ |
t"вэ |
С |
Табл.8.3. [1] |
|
14 |
Большая разность температур |
tб |
C |
'вэ – t"вэ = |
|
15 |
Меньшая разность температур |
tм |
С |
"вэ - tпв = |
|
16 |
Температурный напор |
t |
С |
|
|
17 |
Предварительная скорость движения газов |
г |
м/с |
г = (7 10) |
|
18 |
Площадь сечения труб в ряду |
Fг |
м2 |
|
|
19 |
Средняя расчетная температура газов |
ср |
С |
0,5('вэ + "вэ) =
|
|
20 |
Число труб в ряду |
Z1 |
шт |
|
|
|
|
|
|
|
|
21 |
Расчетная скорость движения газов |
г |
м/с |
|
|
22 |
Коэффициент теплопередачи |
k |
Вт (м2К) |
П.12 при ср= 250 С С=1,03 Кн = 24 К= С · Кн =1,03 · 24 |
|
23 |
Средняя расчетная температура воды |
tсрв |
С |
0,5(t"вэ + tпв) =
|
|
24 |
Скорость движения воды |
в |
м/с |
|
|
25 |
Требуемая площадь нагрева |
Hтреб |
м2 |
|
|
26 |
Общее количество труб в ВЭ |
Zn |
шт |
Hтреб / Hтр = |
|
27 |
Число рядов походу газов |
Z2 |
шт |
Zn / Z1 = 100/ 4 |
|
28 |
Площадь поверхности чугунного экономайзера |
Hдейств |
м2 |
Z1 · Z2 · Hтр = 4· 25· 2,95 |
|
29 |
Количество теплоты передаваемое от газов к воде |
Qт |
кДж/кг |
|
|
30 |
Расхождение |
Q |
% |
|
|
П.8.1
Расчет
считаем законченным, т. к. расхождение
Q
= не превышает
допустимого значения Qдоп
= 2
%.