8 Расчёт пароперегревателя II ступени

Эскиз пароперегревателя II ступени представлен на рисунке 4.

Рисунок 4 – Эскиз пароперегревателя II ступени

8.1 Диаметр и толщина стенки труб (по эскизу)

d = 38 мм;  = 3 мм.

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

Z₁ = 38 шт.

8.3 Ширина газохода (по поперечному разрезу котла)

a = 4400 мм.

8.4 Поперечный шаг труб (по чертежу)

S₁ = 110 мм.

8.5 Продольный шаг труб (по чертежу)

S₂ = 77 мм.

8.6 Относительные поперечные и продольные шаги второй ступени пароперегревателя [1, п.7-16]

8.6.1 поперечный шаг

8.6.2 продольный шаг

8.7 Расстояние от оси труб крайнего змеевика до стены газохода (по чертежу)

p = 55 мм.

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

' = 915C; I'=15635,4 .

8.9 Температура и энтальпия дымовых газов на выходе за II ступенью

(таблица 4, столбец 5)

'' = 790 C; I''=11580.9 .

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

, C;

С.

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

Q_б = φ·( I – I +_пп·I ), ,

где _пп = 0,015 - присосы воздуха в газоход конвективного пароперегревателя II ступени;

I⁰_прс = 423,958 - энтальпия присасываемого воздуха, определяется по температуре холодного воздуха t_хв = 30 С (таблица 4, столбец 3).

Q_б = 0,987·(15635.4 -11580.9 +0,015·423,958) = 4008.06 .

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

h_вх = 3750 мм.

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

h_вых = 3000 мм.

8.14 Высота трубы на входе дымовых газов в ступень и на выходе из ступени

h_3вх = 3375 мм; h_3вых = 3000 мм.

8.15 Усреднённая по сечению газохода высота трубы (змеевика)

;

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

8.16.1 на входе в ступень

, м²;

м².

8.16.2 на выходе из ступени

, м²;

м².

8.16.3 среднее значение

, м²,

м².

8.17 Объём дымовых газов, проходящих через II ступень пароперегревателя (таблица 3)

V = 11,815 .

8.18 Средняя скорость газов при средней температуре [1, п. 7-15]

, ;

8.19 Объёмная доля водяных паров (таблица 3)

r_H2O = 0,11939.

8.20 Коэффициент теплоотдачи конвекцией при поперечном омывании коридорных гладкотрубных пучков [1, номограмма 7].

_к = _н·с_z·c_s·c_ф, ;

8.20.1 Поправка на геометрическую компоновку пучка

C_s = 1.

8.20.2 Поправка на число рядов труб (Z=6)

C_z = 0,96.

8.20.3 Поправка на влияние изменения физических характеристик дымовых газов от температуры _ср и состава газов

С_ф = 0,98.

8.20.4 Значение коэффициента без учета поправок

_н = 41 .

8.20.5 Расчётное значение коэффициента теплоотдачи

_к = 41·1·0,96·0,98 = 38,57 .

8.21 Эффективная толщина излучающего слоя [1, п.7-38]

, м;

м.

8.22 Суммарная объёмная доля трёхатомных газов (таблица 3)

r_п = r_Н2О + r_RO2 = 0,11939 + 0,14036 = 0,2597.

8.23 Суммарное парциальное давление трёхатомных газов [1, п.7-35]

Р_п = Р·r_п = 1·0,2597 = 0,2597 бар.

Примечание: для котлов работающих без надува Р = 1, бар.

8.24 Произведение

Р_п·S = 0,2597·0,221=0,057 бар·м.

8.25 Коэффициент ослабления лучей трёхатомными газами [1, номограмма 2]

К_г = 24,5 .

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

К·Р·S = (К_г·r_п)·Р·S;

К·Р·S = (24,5·0,259)·0,1·0,221 = 0,14.

8.27 Степень черноты продуктов сгорания в КПП_II [1, п.7-35]

а = 1-e^-kps;

а = 1-e^-0,137 = 0,13.

8.28 Энтальпия пара на входе в ступень (на выходе из пароохладителя) [1, п.7-03]

, ,

где i = 3299,22 - энтальпия пара на выходе из ступени, определяется по значениям Р_пп = 3,8 Мпа и t_пп = 435 С [1, таблица XXV];

i = .

8.29 Давление в пароохладителе

;

.

8.30 Температура пара на выходе из пароохладителя (на входе в ступень)

[1, табл.XXV]

t'_по = 361 С.

Примечание: t'_по определяется по и .

8.31 Средняя температура пара

;

.

8.32 Температура загрязнённой стенки [1, п.7-39]

Т₃ = t_cр + t + 273, К;

Т₃ = 398 + 60 + 273 = 731 К;

t_з = 458 C.

8.33 Коэффициент теплоотдачи излучением продуктов сгорания

[1, номограмма 18]

8.33.1 Значение aн без учета поправок

a_н = 148 .

8.33.2 Поправка на отсутствие золовых частиц в потоке газов

С_г = 0,95.

8.33.3 Расчётное значение коэффициента теплоотдачи

;

.

8.34 Коэффициент использования [1, п.7-41]

Принимаем , так как обеспечивается прохождение газового потока через всю поверхность.

8.35 Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке [1, п.7-08]

₁ = ·(_к+_л), ;

₁ = 1·(38,57 + 18,397) = 56,97 .

8.36 Внутренний диаметр трубы

d_вн = d - 2·, мм;

d_вн = 38 - 2·3 = 32 мм.

8.37 Площадь живого сечения для прохода пара [1,п. 7-16]

;

8.38 Удельный объём пара [1, табл.XXV]

 = 0,076204 .

Примечание: определяется при Р = 3,85 МПа и t_ср = 401,2 С.

8.39 Скорость пара [1, п.7-15]

;

.

8.40 Теплоотдача от стенок труб к пару [1, номограмма 12]

₂ = _н·с_d, ;

8.40.1 Значение a_н без учета поправок

a_н = 1400 .

8.40.2 Поправка на диаметр

C_d = 0,98.

8.40.3 Расчётное значение коэффициента теплоотдачи

₂ = 1400·0,98 = 1372 .

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

=0,8.

8.42 Коэффициент теплопередачи в конвективных гладкотрубных пучках

[1, п.7-08]

;

.

8.43 Полная теплообменная поверхность [4, стр.98]

Н = ·d·S₁·L_зм, м²;

Н = 92 м².

8.44 Температурный напор в ступени [1, п.7-B]

8.44.1 На входе дымовых газов в ступень (на большем конце)

t_б = ' - t_пп, С;

t_б = 915 – 435 = 480 С.

8.44.2 На выходе дымовых газов из ступени (на меньшем конце)

t_м = ^'' - t^'_по , С;

t_м = 790 – 361 = 429 С;

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

, С;

.

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

;

;

;

;

;

.

8.44.5 Коэффициент пересчёта от противоточной схемы к схеме с последовательно – смешанным током [1, номограмма 19]

=0,995.

8.44.6 Температурный напор в ступени для последовательного тока

[1, п.7-56]

t = ·t_прт, С;

t = 0,995·454 = 451,7 С.

8.45 Количество конвективного и лучистого тела, воспринятого II ступенью КПП [1, п.7-01]

;

.

8.46 Относительная невязка баланса [2, п.7.3]

Q = ,

Q = .

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