8. Тепловой расчет пароперегревателя.

Пароперегреватель предназначен для перегрева поступающего в него пара до заданной температуры.

У котлов низкого давления в конвективных газоходах находится обычно весь пароперегреватель.

Задачей поверочого расчета пароперегревателя является определение температуры продуктов сгорания после пароперегревателя и выявление возможности при имеющейся поверхности нагрева пароперегревателя получить необходимую температуру перегретого пара. Если в результате расчета выявится, что существующая поверхность нагрева пароперегревателя не обеспечит необходимой температуры перегретого пара, то должны быть разработаны соответствующие мероприятия и внесены коррективы в чертежи поверхности нагрева пароперегревателя.

Конструкция пароперегревателя включает ряд параллельно включенных змеевиков, составленных из труб малого диаметра (d=32мм), соединенных коллектором. Условия внутреннего охлаждения стенки у пароперегревателей хуже, чем у других элементов котельной установки, так как температура в пароперегревателе боле высока, а значение коэффициента теплоотдачи от стенки к перегретому пару меньше, чем к воде или влажному пару.

Расчет произведем в такой последовательности:

1. По имеющимся чертежам определяем:

H_пп =3,14dln=3,14*0,032*3,03*40=12,18 - площадь поверхности нагрева, м²;

- относительный поперечный шаг труб;

- относительный продольный шаг труб;

расположение труб – коридорное;

- площадь живого сечения для прохода продуктов сгорания.

2. Вибираем основные расчетные параметры:

- температуру продуктов сгорания на входе в пароперегреватель;

р=1,4 МПа – давление пара, берется по заданию;

t_пп=225⁰С – температура перегретого пара;

t_н=197,3⁰С – температура насыщенного пара;

i_пе=699,4 ккал/кг=2930,5кДж/кг – энтальпия перегретого пара;

3. Задаемся двумя температурами продуктов сгорания после пароперегревателя:

.

4. Для двух выбранных температур продуктов сгорания определяем теплоту, отданную продуктами сгорания пару,(ф.6.23 [7]c.83) кДж/кг:

,

- определено в п.7.

5. Определяем температурный напор [1]:

,

,

,

.

6. Подсчитываем среднюю скорость продуктов сгорания в газоходе пароперегревателя, м/с, по формуле 6.29 с.84[7]:

,

.

7. Определяем коэффициент теплоотдачи конвекцией ( ). При поперечном омывании коридорных труб коэффициент теплоотдачи определяется по рис. 18-3 с.200 [1]:

;

;

; ;

;

.

8. Рассчитываем скорость пара в змеевиках пароперегревателя (м/с) по [7]ф.6.30 с.84:

- удельный объем пара (по таблице водяного пара [8] табл.XXV с.221);

9. Подсчитываем коэффициент теплоотдачи от стенки к пару по ф.6.31 с.85[7]:

,

где - коэффициент теплоотдачи;

с_d – поправочный коэффициент.

и с_d определяется по номограмме рис.18-6 с.204[1].

.

10. Найдем степень черноты газового потока [7]:

- суммарная поглощательная способность 3-^хатомных газов,

- коэффициент ослабления лучей 3^хатомными газами для двух принятых температур (по номограмме рис.12-2 с.125[1]).

- сила поглощения газового потока (для и одинакого).

=0,272(из табл.2 РПЗ).

а=0,12 (по графику а рис. 12-4 с.127 [1]).

11. Вычисляем температуру стенки труб пароперегревателя, принимаемую при сжигании твердого топлива температуре наружного слоя золовых отложений на трубах (⁰С):

=(699,4-665,8)7500/936=269,2ккал/кг=1128кДж/кг.

- коэффициент загрязнения;

- энтальпия перегретого пара при t=225⁰С;

- энтальпия воды при давлении 14 кгс/см².

- расход топлива, кг/ч.

12. Определяем коэффициент теплоотдачи излучением по номограмме рис.18-8 с.207 [1]:

,

где а – степень черноты;

- коэффициент теплоотдачи излучением, ккал/м²ч град;

- поправка, вводимая при отсутствии золовых частиц в продуктах сгорания.

,

.

13. Подсчитываем коэффициент теплоотдачи от продуктов сгорания к стенке труб пароперегревателя[7]:

- коэффициент использования принимается для поперечно-омываемых труб равным 1.

,

.

14. Определяем коэффициент теплопередачи коридорных пучков при сжигании твердого топлива[1]:

.

15. Вычисляем количество теплоты, воспринятое пароперегревателем, кДж/кг:

- температурный напор

- коэффициент теплопередачи, найденный в п.14 РПЗ.

16. По принятым двум значениям температуры и найденным значениям Q_б и Q_т производим графическую интерполяцию для определения температуры продуктов сгорания на после пароперегревателя (рис. ).

=766 ⁰С – окончательная температура продуктов сгорания после пароперегревателя.