4.4 Розрахунок водяного економайзера

Метою розрахунку водяного економайзеру є визначення його поверхні нагріву. Для цього виконаємо необхідні розрахунки.

Кількість тепла, яке віддав газ в економайзері, кДж/м³:

(5.34)

де - ентальпія продуктів згорання на вході в економайзер при ;

– ентальпія продуктів згорання на виході з економайзера при ;

– величина присосів повітря, кДж/м³;

– ентальпія присосів повітря, кДж/м³;

(кДж/м³)

Ентальпія води на виході з економайзера, кДж/кг:

(5.34)

де - ентальпія живильної води, при ;

–витрата води в економайзері, кг/с:

(5.35)

(кг/с)

(кДж/кг)

Визначимо по таблицям властивостей води ентальпію води при температурі насичення ( :

(кДж/кг)

Через те, що , то приймаємо економайзер киплячого типу, стальний гладко трубний змійовикового типу з наступними характеристиками:

S₁ = 40 мм – крок труб по фронту;

S₂ = 45 мм – крок труб по довжині;

Z₁ = 36 шт. – кількість труб по фронту;

Z₂ = 32 шт. – кількість труб по ходу газів;

L = 2300 мм – довжина труб.

5.4.1 Визначення коефіцієнта тепловіддачі від стінок до повітря

Середня температура димових газів, :

;

Швидкість газів в між трубному просторі пиймаємо, м/с:

(м/с)

Коефіцієнт тепловіддачі конвекцією при поперечному обмиванні стінок трубок економайзера, Вт/(м²∙К):

де = 2,8 мм –зовнішній діаметр трубок, мм;

- швидкість повітря в між трубному просторі, м/с;

Вт/(м²∙К)

Через те, що середня температура повітря , то променева складова рахується.

Коефіцієнт тепловіддачі випромінюванням, Вт/(м²∙К):

де = 0,8 – міра чорноти забрудненої поверхні;

T₃ – температура забрудненого повітря, К:

T₃ =

Оптична товщина випромінювання, м:

Задаємося значенням кроку труб по ходу газів (м);

Крок труб по фронту м;

7(м)

– міра чорноти газів:

;

де k - коефіцієнт послаблення променів, (1/м∙МПа):

;

= 58 (1/м∙МПа) – рахується аналогічно з [пункт 4.2];

= 0,24 – згідно з [табл. 3.1];

(1/м∙МПа);

Коефіцієнт тепловіддачі випромінюванням, Вт/(м²∙К):

Вт/(м²∙К)

Коефіцієнт тепловіддачі від газів до стінок трубок, Вт/(м²∙К):

;

де = 0,85 – коефіцієнт, що враховує нерівномірність обмивання поверхні;

Вт/(м²∙К)

Коефіцієнт теплопередачі, Вт/(м²∙К):

(5.36)

Вт/(м²∙К)

Визначення температурного натиску:

Малюнок 5.4 - Схема температурного натиску

Середній температурний натиск, :

Визначимо поверхню теплопередачі економайзера, м²:

;

(м²)

Кількість трубок в економайзері, шт.:

шт.

Визначимо кількість рядів трубок, шт.:

; (5.37)

шт.

Визначимо розмір проколу економайзера, м:

; (5.38)

м