4.2Расчет первой ступени экономайзера

Для расчета известны температура продуктов сгорания на выхо­де из данной ступени ₁ и температура питательной воды на входе в ступень t_п.в (см. рисунок 4.1). В результате расчета, необходимо оп­ределить температуру продуктов сгорания перед ступенью ₂ и тем­пературу питательной воды после данной ступени .

Расчет первой ступени экономайзера выполняется также методом последовательных приближений, поэтому ориентировочно задаются тем­пературой питательной воды после ступени . Задавшись температурой воды , следует составить тепловой ба­ланс по уравнению:

где – тепловосприятие первой ступени экономайзера, кВт;

Д и Д_пр – секундный расход пара и величина непрерывной продув­ки, кг/с;

i'_эк и i_пр – энтальпия воды, подогретой в ступени и питательной на входе в экономайзер, кДж/кг.

Рисунок 4.3 – Номограмма для определения коэффициента теплоотдачи при продольном омывании пучков:

при охлаждении газов и воздуха ;

при нагревании воздуха .

Из баланса определяется энтальпия продуктов сгорания перед ступенью I₂, кДж/кг (кДж/м³).

Зная I₂, по диаграмме I (линия ), определяют тем­пературу продуктов сгорания первой ступенью экономайзера ₂. Затем выполняется проверка принятой температуры питательной воды по уравнению теплопередачи

,

где Н_эк1 – расчетная поверхность нагрева данной ступени экономайзера;

t_cp – температурный напор, определяется по формулам (2.2) или (2.3) аналогично тому, как в разделах 2 и 3.

Рисунок 4.4 – Температурный режим работы первой ступени экономайзера

Расчетная температура  потока продуктовсгорания опреде­ляется по формуле

.

Коэффициент теплопередачи стального змеевикового экономайзера k, Вт/(м²К), рассчитывается при шахматном располо­жении труб с помощью коэффициента загрязнения 

,

при сжигании газа и мазута, а также при коридорном расположении труб при сжигании топлив с учетом коэффициента тепловой эффектив­ности 

.

Расчет коэффициентов теплопередачи стальных змеевиковых экономайзе­ров аналогичен расчету коэффициентов теплопередачи испарительных по­верхностей.

При шахматном расположении труб при сжигании твердых топлив коэффициенты загрязнения , зависящие от скорости продуктов сгорания, диаметра и шагов труб, а также от фракционного состава золы, содержащейся в продуктах сгорания, определяются по формуле (2.7), рисунок 2.2.

Значения коэффициентов тепловой эффективности  при сжига­нии твердых топлив принимают в соответствии с таблицей 8 приложение А.

При сжигании мазута е коэффициенте л избытка воздуха _т > 1,03 коэффициенты тепловой эффективности  принимают по таблице 8 приложение А.

При вводе в мазут твердых присадок (магнезит, доломит) с целью уменьшения коррозии поверхности нагрева коэффициент эффективности второй ступени экономайзера и перегревателей в связи с ростом за­грязнений должен быть снижен на 0,05. При вводе жидких присадок коэффициент эффективности для экономайзеров повышается на 0,05.

Коэффициент теплоотдачи от продуктов сгорания к стенке ₁, Вт/(м²К), определяется как

,

где _к – коэффициент теплоотдачи конвекцией, зависящий от ско­рости и температуры потока продуктов сгорания, распо­ложения труб в пучке и физических свойств омывающей среды. Определяется _к по номограммам (рисунок 1.3, 1.4);

_л – коэффициент теплоотдачи излучением продуктов сгорания.

Определяется _л в зависимости от температуры потока и стенки, а также от степени черноты продуктов сгорания по формулам (2.12) – (2.17) и по номограмме (рисунок 2.6) (аналогично определению _л, для испарительных поверхностей).

Температура загрязненной стенки вычисляется по формуле

,

где t – средняя температура рабочей среды, .

Для первых ступеней двухступенчатых экономайзеров и экономайзеров при одноступенчатой компоновке (  400 ^oС), для шахматного и ко­ридорного расположения труб при сжигании всех твердых, жидких топлив и газа t = 25 ^oC. Расчет считается закономерным, если расхож­дение между значениями поверхности нагрева, определенной по уравне­нию теплопередачи и установленной в парогенераторе, не превышает 2 %. Если расхождение больше 2 %, расчет необходимо уточнить, за­давшись новым значением температуры питательной воды после ступе­ни .