Расчет конвективных поверхностей нагрева

Основные уравнения:

1 Уравнение теплообмена

где теплота, воспринятая поверхностью конвекцией и межтрубным излучением, отнесенная к 1 кг (1 м³) топлива, ;

коэффициент теплопередачи, отнесенный к расчетной поверхности нагрева, Вт/(м²·К);

температурный напор, К;

расчетный расход топлива, кг/с (м³/с);

расчетная поверхность нагрева, м².

Для ширмовых поверхностей равна удвоенной площади продольного осевого сечения ширмы, ограниченной наружными образующими крайних труб и плавников.

Для ширм из гладких труб поверхность умножается на угловой коэффициент , определяемый в зависимости от продольного относительного шага по кривой 5 номограммы 1а /1/.

При и для гладкотрубных пучков и и для мембранных поверхность нагрева рассчитывается как ширмовая.

Для гладкотрубных конвективных пучков расчетная поверхность принимается равной полной поверхности труб с наружной стороны.

Поверхность нагрева рекуперативного воздухоподогревателя и воздуховоздушного теплообменника находится как средняя по газовой и воздушной сторонам.

Поверхность нагрева регенеративного – как полная двухсторонняя поверхность листов набивки.

3 Уравнение теплового баланса

3.1 Теплота, отданная газами рассчитываемой поверхности:

где коэффициент сохранения тепла; посчитано в расчетки

энтальпия газов на входе в поверхность нагрева и выходе из нее, ;(на выходе из топки и из конвективного пучка задаваясь в первом приближении тем-рой продуктов сгорания за поверхностью тепло- обмена)

теплота, вносимая присасываемым воздухом,

;

присос воздуха в газоход, в регенеративном воздухоподогревателе присос распределяется поровну между холодной и горячей частями;

энтальпия теоретически необходимого количества присасываемого воздуха, , определяется для всех газоходов по температуре присасываемого воздуха .в рассчетке температура в котельной

тепловосприятие дополнительной поверхности, включенной параллельно или последовательно по ходу газов с рассчитываемой поверхностью, .

Для воздухоподогревателя вычисляется по средней температуре воздуха:

При расчете регенеративного воздухоподогревателя по частям для первой ступени определяется по температуре холодного воздуха, для второй – по температуре горячего.

3.2 Теплота, воспринятая обогреваемой средой:

- для пакета ширмового и конвективного перегревателя, получающего излучение из топки:

только для фестона

- для пакета конвективного перегревателя, экономайзера и переходной зоны прямоточного котла, не получающего излучение из топки:

для всех остальных поверхностей нагрева

где расход пара (воды) через поверхность, кг/с;

энтальпия пара (воды) на выходе из поверхности нагрева и входе в нее, кДж/кг.

Перепад энтальпий пара в пароперегревателе следует принимать с учетом тепловосприятия пароохладителя (гл.9 /1/).

При расчете котельных пучков с постоянной температурой внутренней среды уравнение тепловосприятия обогреваемой среды не составляется.

- для воздухоподогревателя без промежуточных отборов и подводов воздуха:

где отношения количества воздуха, подаваемого в топку из воздухоподогревателя, рециркулирующего в воздухоподогревателе и избыточного (отдаваемого на «сторону») к теоретически необходимому;

энтальпия воздуха, теоретически необходимого для горения топлива, при температурах на входе в воздухоподогреватель и выходе из него, ;

присос воздуха в воздухоподогреватель, принимаемый равным перетечке с воздушной стороны.