9 Расчёт пароперегревателя I ступени

Эскиз пароперегревателя первой ступени представлен на рисунке 5.

Рисунок 5 – Эскиз пароперегревателя первой ступени

9.1 Диаметр и толщина стенки труб (по эскизу)

d=38 мм,

=3 мм.

9.2 Количество труб в одном ряду (по поперечному разрезу котла)

z₁ = 38 шт.

9.3 Ширина газохода (по поперечному разрезу котла)

а = 4400 мм.

9.4 Поперечный шаг труб (по чертежу)

S₁ = 110 мм.

9.5 Продольный шаг труб (по чертежу)

S₂ = 150 мм.

9.6 Высота газохода на входе дымовых газов в ступень (по чертежу)

h_вх = 2250 мм.

9.7 Высота газохода на выходе дымовых газов из ступени (по чертежу)

h_вых = 1750 мм.

9.8 Высота трубы на входе дымовых газов в ступень и на выходе из ступени (по чертежу)

h_з.вх = 1500 мм, h_з.вых = 1600 мм.

9.9 Средняя по сечению газохода высота трубы (змеевика)

;

.

9.10 Относительный поперечный и продольный шаг I ступени пароперегревателя [1, п.7-16]

;

.

9.11 Температура и энтальпия пара на входе в ступень, определяется при

P_б = 3,9 МПа [1, табл.XXIII]

;

.

9.12 Энтальпия пара на выходе из ступени (на входе в пароохладитель)

i =i +i_по, ,

где i – энтальпия пара на выходе из пароохладителя, т. е. на входе в I-ую ступень пароперегревателя (определена ранее в п. 8.28)

i = 3124,4 ,

i_по – тепловосприятие пароохладителя, принимаем в соответствии с указаниями

i_по = 83,8 ;

i = 3124,4 + 83,8 = 3208.2 .

9.13 Температура перегретого пара на выходе из II ступени пароперегревателя

.

Определяется при i = 3208.2 и Р_ср = 3,85 МПа [1, табл. XXV]

9.14 Тепловосприятие ступени за счет конвекции [1, п.9-30]

, ;

.

9.15 Температура и энтальпия дымовых газов на входе в ступень (таблица 4)

' = 790 ^оС; I' = 14280,22 .

9.16 Температура и энтальпия дымовых газов на выходе из ступени (таблица 4)

J'' = 640 ^оС; I'' = 8.965.5 .

9.17 Средняя температура дымовых газов в ступени [1, п.7-17]

, C;

= 715 ^оС.

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

9.18.1 На входе в ступень

;

9.18.2 На выходе из ступени

;

9.18.3 Среднее значение

, м²;

9.19 Объём дымовых газов, проходящих через I ступень пароперегревателя (таблица 3)

V = 11,976 .

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

W_г = , ;

W_г = .

9.21 Температурный напор в ступени

9.21.1 На входе дымовых газов в ступень [1, п.7-54]

t_б = ' - t , ^оС;

t_б = 790 – 396,26 = 393,74 ^оС;

9.21.2 На выходе дымовых газов из ступени [1, п.7-54]

Dt_м = '' – t , ^оС;

Dt_м = 640 – 248,86 = 391,14 ^оС;

9.21.3 Средний температурный напор для противотока при [1, п.7-54]

, С,

С.

9.21.4 Безразмерные определяющие параметры [1, п.7-57]

;

;

;

;

;

.

9.21.5 Коэффициент пересчета от противоточной схемы к схеме с последовательно смешанным потоком [1, номограмма 19]

 = 0,995 ;

9.21.6 Температурный напор в ступени для последовательно-смешанного

тока [1, п.7-56]

t = ·t_прт , ^оС;

t = 0,995·392,44 = 390,48 ^оС.

9.22 Коэффициент теплоотдачи от дымовых газов [1, номограмма 7]

_к = _н·С_z·C_s·C_ф, ;

9.22.1 Поправка на число рядов труб по ходу газов при z₂=6 шт.

C_s = 1.

9.22.2 Поправка на геометрическую компоновку пучка труб

C_z = 0,96.

9.22.3 Поправка на влияние изменения физических характеристик дымовых

газов

С_ф = 0,99.

9.22.4 Значение коэффициента теплоотдачи без учета поправок

_н = 50,5 .

9.22.5 Расчётное значение коэффициента теплоотдачи

_к = 50,5·0,96·1·0,99 = 47,99 .

9.23 Эффективная толщина излучающего слоя [1, п.7.38]

S= , м;

S= м.

9.24 Суммарная объемная доля трехатомных газов и водяных паров (таблица 3)

r_п = 0,2562.

9.25 Парциальное давление трехатомных газов [1, п.7-35]

Р_п = r_п·Р = 0,2562·1 = 0,2562 бар.

Произведение Р_п·S = 0,2562·0,463 = 0,1186 м·бар.

9.26 Коэффициент поглощения лучей трехатомными газами [1, номограмма 2]

k_г = 18,5 .

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

k·p·s = (k_г·r_п) ·p·s, м;

k·p·s = (18,5·0,2562)·0,1·0,463 = 0,219 м.

9.28 Степень черноты продуктов сгорания в I ступени пароперегревателя

[1, п.7-35]

а = 1 – е^–kps;

а = 1 – 2,71^–0,219 = 0,197.

9.29 Средняя температура пара в ступени

, ^оС;

^оС.

9.30 Объем пара [1, табл.XXV]

u = 0,065118 .

Определяется при Р_ср = 3,85 МПа и t_ср = 322,56 ^оС.

9.31 Живое сечение для прохода пара

;

.

9.32 Средняя скорость пара в ступени [1, п.7-15]

;

.

9.33 Коэффициент теплоотдачи от стенки к пару [1, номограмма 12]

a₂ = a_н·С_d , ,

где С_d = 0,95 – поправка на диаметр труб,

a_н = 1300 – коэффициент теплоотдачи от стенки к пару.

a₂ = 1300·0,95 = 1235 .

9.34 Количество тепла, переданного газами ступени (тепловосприятие по балансу) [1, п.7-02]

Q_б = ·(I'-I''+_ппI·I_прс), ,

где _ппI = 0,015 – присосы холодного воздуха в газоходе КПП I;

I_прс = 423,958 - энтальпия присасываемого воздуха, определяется по температуре холодного воздуха t_хв = 30 С (таблица 4, столбец 3).

Q_б = 0,987·(14280,22 - 11502,14 + 0,015·423,958) = 2748,24 .

9.35 Поверхность нагрева I-ой ступени пароперегревателя [4, стр.98]

Н_I = 92 м².

9.36 Поверхность нагрева всего пароперегревателя

Н = Н_I + Н_II, м²;

Н = 92 + 92 = 184 м².

9.37 Температура загрязненной стенки трубы [1, п.7-39]

T_з = t_ср + Dt_з + 273 К;

Dt_з = 25 ^оС [1,стр.68];

T_з = 322,56 + 25 + 273 = 620,56 К.

9.38 Коэффициент теплоотдачи излучением для незапыленного потока

[1, номограмма 18]

a_л = a_н·С_г·а , ;

a_л = 172,5·0,93·0,197 = 31,61 .

9.39 Коэффициент использования для поперечного омывания пучков труб

[1, п.7-41]

x=1.

9.40 Коэффициент теплоотдачи от дымовых газов к стенке трубы [1, п.7-08]

a₁ = x·(a_к+a_л) , ;

a₁ = 1·(47,99 + 31,61) = 79,6 .

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

y = 0,8.

9.42 Коэффициент теплопередачи [1, п.7-08]

;

9.43 Тепло, воспринятое поверхностью ступени конвекцией и излучением

[1, п.7-01]

;

.

9.44 Относительная невязка баланса [2, п.7.3]

Q = ;

dQ = .

Так как невязка баланса не превышает допустимого значения 2%, то расчет пароперегревателя I ступени считаем законченным [2, п.15.8].