7. Расчет воздухоподогревателя

Промышленные котлы наиболее часто оснащаются трубчатым воздухоподогревателями (ТВП), в которых продукты сгорания проходят внутри труб, расположенных в шахматном порядке, а подогреваемый воздух проходит снаружи поперек труб. Таким образом со стороны ПС осуществляется продольное омывание поверхности, а со стороны воздуха – поперечное. Одноступенчатый ТВП рассчитывается конструктивным способом, при котором определяется требуемая величина поверхности. Эскиз хвостовой части топки см. рис 5, эскиз воздухоподогревателя см. рис.6.

Рис.5 Эскиз хвостовой части топки

Рис.6 Эскиз воздухоподогревателя.

Таблица № 14 Конструктивные характеристики воздухоподогревателя

№ п/п	Наименование параметра	Обозначение	Единица измерения	Способ определения или расчетная формула	Величина или расчёт
1	Диаметр и толщина труб		мм.	По рабочему чертежу
2	Число ходов по воздуху		шт.	по рабочему чертежу
3	Шаги труб
	-поперечный		мм.	По рабочему чертежу	56
	-продольный		мм.	По рабочему чертежу	44
4	Относительные шаги труб
	-поперечный		¾
	-продольный		¾
5	Число труб в ряду		шт.	По рабочему чертежу	56
6	Число рядов труб		шт.	По рабочему чертежу	33
7	Омываемая высота труб		м.	По рабочему чертежу	3,5
8	Высота хода		м	по рабочему чертежу	1,75
9	Число труб	z	шт
10	Поверхность нагрева		м²
11	Сечение для прохода продуктов сгорания		м²
12	Сечение для прохода воздуха		м²
13	Ширина газохода	b	м	По раб. чертежу	3,4
14	Глубина	с	м	По раб. чертежу	1,6

Таблица № 15 Поверочный тепловой расчёт воздухоподогревателя

№ п/п	Наименование параметра	Обозначение	Единица измерения	Способ определения или расчетная формула		Величина или расчёт
1	2	3	4	5		6
1	Температура воздуха на входе		⁰С	Задана		30
2	Энтальпия воздуха на входе			– таблица		381,478
3	Температура воздуха на выходе		⁰С	Выбирается по табл.2.1, стр. 6[4]		275
4	Энтальпия воздуха на выходе			– таблица		3539,69
5	Температура продуктов сгорания на выходе		⁰С	Выбирается по табл.2.1, стр. 7[4]		125
6	Энтальпия продуктов сгорания на выходе			– таблица		1840,38
7	Тепловосприятие воздухоподогревателя по балансу
8	Энтальпия продуктов сгорания на входе
9	Температура продуктов сгорания на входе		⁰С	– таблица		317.35
10	Температурный напор на входе		⁰С			317,35-275=42,35
11	Температурный напор на выходе		⁰С			125-30=95
12	Средний температурный напор при противотоке		⁰С
13	Меньший перепад температур		⁰С			317,35-125=192,35
14	Больший перепад температур		⁰С			275-30=245
15	Параметр		
16	Параметр		
17	Поправочный коэффициент			рис. П13 [1]		0,93
18	Ср.тем-ый напор при параллельно-смешанном токе		⁰С			0,93·68,675=63,868
19	Средняя температура продуктов сгорания		⁰С
20	Средняя температура воздуха		⁰С
21	Средняя скорость газов		м/с
22	Коэффициент теплоотдачи от продуктов сгорания к стенке			рис. П11 [1]		33
23	Средняя скорость воздуха		м/с
24	Коэффициент теплоотдачи от стенки к воздуху			рис. П8 [1]
25	Коэффициент теплоотдачи
26	Расчётная поверхность нагрева		м²
27	Расчётная омываемая высота труб		м
28	Так как расчетная поверхность нагрева ВП по тепловому расчету выходит в 3 раза больше конструктивного, уменьшим поверхность ВП за счет изменения числа z1- труб в ряду и числа z2- рядов труб.
1	Число труб	z	шт
2	Сечение для прохода продуктов сгорания		м²
3	Сечение для прохода воздуха		м²
4	Средняя скорость газов		м/с
5	Коэффициент теплоотдачи от продуктов сгорания к стенке				_{рис. 11 [1]} _{сl=1, сф=1, ан=} _{ак= сф·сl·ан}		91
6	Средняя скорость воздуха		м/с
7	Коэффициент теплоотдачи от стенки к воздуху				_{рис. П8 [1]} _{а2=ак=сф·сн·сс·сz} _{сф=1,05; сz=1} _{сs=1,1 ; ан=14,5}		70
8	Коэффициент теплопередачи
9	Расчётная поверхность нагрева		м2
10	Расчётная омываемая высота труб		м
11