8. Расчет экономайзера.

Рис.4 Эскиз экономайзера

8.1 Эскиз экономайзера представлен на рисунке 4.

8.2 Диаметр и толщина стенок труб (по эскизу):

d=28, мм;

=3, мм.

8.3 Поперечный шаг труб (по эскизу):

S₁=75, мм.

8.4 Продольный шаг труб (по эскизу):

S₁=80, мм.

8.5 Относительные поперечные и продольные шаги труб [1, п.7-16]:

₁=S₁/d=75/28=2,68;

₁=S₁/d=80/28=2.86.

8.6 Количество петель (по чертежу):

n=11, шт.

8.8 Длина прямого участка петли (по чертежу):

l_пр=1560, мм.

8.9 Радиус изгиба трубы (по эскизу):

r₁=80, мм.

8.10 Длина змеевика [1, стр.187]6

l_ср=l_пет·4·n+ l_пр·4·n

l_ср=3,14·0,08·8·11+3,12·4·11=159,39, м.

8.11 Поверхность нагрева экономайзера:

Н_эк=·d·l_ср·k·2, м¹,

где k=16 – число труб в одном ряду,

«1» - количество труб, выходящих из коллектора

Н_эк=3,14·0,028·159,39·16·2=448,43м².

8.12 Температура и энтальпия дымовых газов на входе в экономайзер, равняется температуре на выходе из пароперегревателя I ступени (табл.2., столбец 7):

'=603 ^оС; I'=4796,4 кДж/кг.

8.13 Температура и энтальпия дымовых газов на выходе из экономайзера, принимается (табл.1, столбец 7)

''=261^оС; I''=2055,0413 кДж/кг.

8.14 Параметры питательной воды (на входе в поверхность):

8.14.1 температура и энтальпия питательной воды (по заданию)

t_п.в=145, ^оС; i_пв=613,0885 кДж/кг.

8.14.2Количество теплоты, затраченное в пароохладителе на охлаждение перегретого пара

_8.14.3 кВт;

=60 кДж/кг-поправка на тепловосприятие экономайзера;

8.14.4 Энтальпия воды на входе в ступень экономайзера:

, кДж/кг,

где = + - расход воды через экономайзер

D_пр=p·D_пс/100 , кг/с - расход воды на продувку p=5,% - величина продувки

D_пр=5·9,72/100=0,486кг/с.

D_эк=9,72+0,486 =10,206 кг/с

i = , кДж/кг.

8.14.5 Температура воды на входе в экономайзер:

t^/_вэ=157, С.

Примечание: определяется по и i'_вэ=664,52 кДж/кг.

8.15 Количество тепла, отданного газами экономайзеру (тепловосприятие по балансу) [1,п.7-01]:

Q_б=j·(I' - I''+Da_эк·I_прс), кДж/кг³,

где Da_эк=0,08 – присосы воздуха в экономайзере,

I_прс=154,57 кДж/кг – энтальпия присасываемого воздуха, определяется по температуре холодного воздуха t_хв=30, ^оС (таблица 1, столбец 1)

Q_б=0,989·(4796,4–2055,0413+0,08·154,57)=2723,43Дж/кг.

8.16 Энтальпия воды на выходе из экономайзера [1, стр.80]:

i = i^/_эк +Q_б·В_р/D_эк , кДж/кг

i =664,52+2723,43·2,0145/10,206 =1202,08 кДж/кг.

8.17 Температура воды на выходе из экономайзера при Р =Р_б=3,9 МПа и i =1202,08 кДж/кг [1, номограмма XXIV]:

t =249, ^оС.

8.18 Средняя температура дымовых газов в экономайзере [1, п.7-17]:

,C,

8.19 Живое сечение для прохода дымовых газов [1, п.7-16]:

F=а·в – z₁·a·d- , м¹,

F=5.6·1.2- 16·3,12·0,028- 0,04·1,2·4=5,1302 м².

8.20 Скорость дымовых газов в ступени [1, п.7-15]:

W_г= , м/с,

где V_г=5,5554 м³/кг – объем дымовых газов в экономайзере (табл.1)

W_г= , м/с.

8.21 Температурный напор в экономайзере [1,п.7-54]:

8.21.1 На входе дымовых газов в ступень:

Dt_б=J' - t , ^оС,

Dt_б=603-249=354 ^оС;

8.22 На выходе дымовых газов из ступени:

Dt_м=J'' – t , ^оС,

Dt_м=261– 157=104, ^оС;

8.22.1 Средний температурный напор в экономайзере:

, С,

8.23 Коэффициент теплоотдачи конвекцией от дымовых газов [1,номограмма 8]:

8.23.1 Поправка на число рядов труб по ходу газов при z₁8:

С_z=1;

8.23.1 Поправка на геометрическую компоновку :

С_s=0,92;

8.23.3 Поправка на влияние изменения физических характеристик дымовых газов:

С_ф=1,1;

8.23.4 Значение коэффициента теплоотдачи без учета поправок:

a_н=71, Вт/м¹·К.

8.23.5 Расчетное значение коэффициента теплоотдачи:

_к=_н·С_z·C_s·C_ф , Вт/м¹·К,

a_к=71·1·0,92·1,1=71.852, Вт/м¹·К.

8.24 Определение степени черноты дымовых газов:

8.24.1 эффективная толщина излучающего слоя [1,п.7-38]:

S= , м,

S= , м.

8.24.2 Коэффициент ослабления лучей трёхатомными газами [1, номограмма 1]:

,1/(м МПа),

- средняя температура газов в экономайзере, К.

,1/(м МПа).

8.24.3 Коэффициент поглощения лучей частицами золы.

,1/(м МПа),

где =0,0286 - концентрация золы в продуктах сгорания, см. табл. 1.1.

Коэффициент принимается по табл. 6.1. [1]:

для топок с твердым шлакоудалением =0,8.

- коэффициент поглощения лучей частицами кокса, принимается по табл. 6.1.[1].

=0.

1/(м МПа),

, 1/(мМПа),

8.24.4 Суммарная оптическая толщина газового потока [1, п.7-36]:

К·Р·S =9,807·0,1·0,2205=0,216

8.24.5 Степень черноты продуктов сгорания в ВЭК [1, п.7-35]:

а=1-e^-kps,

а=1-e^-0,216=0,194

8.25 Температура загрязненной стенки трубы [1, п.8.04]:

t_ст=t_ср+t_з, ^оС,

t_ст =249+30=279 ^оС.

8.26 Коэффициент теплоотдачи излучением [1, номограмма 18]:

8.26.1 значение коэффициента теплоотдачи без учета поправок:

a_н=52, Вт/м¹·К;

8.26.2 коэффициент теплоотдачи излучением в пучке труб:

a_л=a_н·а , Вт/м¹·К,

a_л=52·0,194 =10.1 Вт/м¹·К.

8.26.3 Излучение газового объема на расположенный за ним по ходу газов конвективный пучок учитывается увеличением расчетного коэффициента теплоотдачи излучением a_л [1,п.7-40]:

где , - глубина рассчитываемого пучка и газового объема, м.

- температура газов в объеме перед пакетом, К

А=0,4- при сжигании каменных углей.

8.27 Коэффициент использования поверхности нагрева [1, п.7-41]:

x=1

8.28 Коэффициент теплоотдачи от дымовых газов к стенке труб [1, п.7-08]:

a₁=x·(a_к+a^/_л) , Вт/м¹·К

a₁=1·(71,852+13,84)=85,692 Вт/(м¹·К).

8.29 Коэффициент тепловой эффективности [1, табл.7-5]:

y=0,7

8.30 Коэффициент теплопередачи [1,п.7-08]:

k=y·a₁ , Вт/м¹·К,

k=0,7·85,692=59,9844 Вт/м¹·К.

8.31 Тепло, воспринимаемое поверхностью экономайзера по уравнению теплопередачи [1, п.7-01]:

Q_т=k·Н·Dt/В_р , кДж/м³,

Q_т=59,9844·448,43·204,097/2,0145·10³=2725,22 кДж/кг

8.32 Относительная невязка баланса [1, п.7.3]:

Q = ,

dQ= .

Так как невязка баланса не превышает допустимого значения 1%, то расчет экономайзера считаем законченным [1, п.15.8].