7 Расчет экономайзера

Расчёт водяного экономайзера производим по формулам в соответствии с источником [1].

Определяем количество теплоты Q_б, кДж/м³ по уравнению теплового баланса, которое должны отдать продукты сгорания при приятой температуре уходящих газов

Q_б = φ · (H′ – H″+ Δα _эк · H⁰_прс), (74)

где H′ – энтальпия продуктов сгорания на входе в экономайзер, кДж/м³;

H″ – энтальпия уходящих газов, кДж/м³;

Δα_эк – присос воздуха в экономайзер;

H⁰_прс – энтальпия теоретического количества воздуха, кДж/м³;

φ – коэффициент сохранения теплоты.

Q_б = 0,975·(6287,4 – 3180,28 + 0,1·444,2) = 3072,7.

Определяем энтальпию воды h″_эк, кДж/кг, после водяного экономайзера, приравнивая теплоту, отданную продуктами сгорания, теплоте, воспринятой водой в водяном экономайзере

(75)

где h′_эк – энтальпия воды на входе в экономайзер, кДж/кг;

D – паропроизводительность котла, кг/с;

D_пр – расход продувочной воды, кг/с.

Определяем температуру воды после экономайзера t″_эк, по энтальпии воды после экономайзера, ℃

(76)

где С − теплоемкость воды, кДж/(кг·К).

Так как температура воды на выходе из экономайзера , ℃,отличается более чем на 20 ℃ от температуры кипения при давлении в барабане котла , ℃, то к установке принимаем чугунный водяной экономайзер.

Рисунок 4 – Температурный напор в экономайзере

= 292-144,9 = 147,1 ℃;

= 140-100 = 40 ℃.

Определяем температурный напор , ℃, экономайзера

(77)

где Δt_б и Δt_м – большая и меньшая разности температуры продуктов сгорания и температуры нагреваемой жидкости, ℃

Принимаем к установке чугунный экономайзер системы ВТИ с длиной труб 1500 мм, площадью поверхности нагрева с газовой стороны одной трубы 2,18 м², площадью живого сечения для прохода продуктов сгорания одной трубы 0,088 м²., по источнику [1, табл. 6.3].

Определяем действительную скорость ω_г, м/с, продуктов сгорания в экономайзере

(78)

где ϑ_эк – среднеарифметическая температура продуктов сгорания в экономайзере, ℃

(79)

F_эк – площадь живого сечения для прохода продуктов сгорания, м²

F_эк = z₁·F_тр, (80)

где z₁ – число труб в ряду; принимаем 4 труб; [2, табл. 9.2].

F_тр − площадь живого сечения для прохода продуктов сгорания одной трубы, м²

F_эк = 5·0,088 = 0,44;

Определяем коэффициент теплопередачи К, Вт/(м²·К)

К = К_н·c_υ, (81)

где К_н и с_υ − определяем в соответствии с источником [1, рис. 6.9]

К = 20,0·1,023 = 20,46.

Определяем площадь поверхности нагрева водяного экономайзера Н_эк, м²

(82)

Определяем общее число труб n, экономайзера

(83)

где Н_тр – площадь поверхности нагрева одной трубы, м².

Определяем число рядов труб m, в экономайзере

(84)

где z₁ – принятое число труб в ряду.

По результатам расчета принимаем к установке блочный, чугунный двухколонковый экономайзер с количеством труб в ряду равным пяти и количеством рядов − 18.