Выбор вспомогательной поверхности нагрева

Принимаем к установке в качестве вспомогательной поверхности нагрева – водяной экономайзер, чугунный, ребристый, некипящего типа системы ВТИ.

В настоящее время изготавливают только один тип водяных чугунных экономайзеров – водяные экономайзеры системы Всесоюзного теплотехнического института. Их собирают из чугунных ребристых труб различной длины, соединяемых между собой специальными фасонными частями – калачами. Ребристые трубы устанавливают с целью увеличения площади поверхности нагрева и уменьшения габаритных размеров экономайзеров.

Конечная температура воды на выходе из чугунных экономайзеров должна быть ниже температуры кипения в котле по крайней мере на 20 градусов, чтобы не происходило разрушения чугуна.

Температуру дымовых газов на выходе из экономайзера принимаем равной 180 градусов для того, чтобы не образовывался конденсат (т.к. температура воды в трубках больше), который бы реагировал с сернистым газом, образуя кислоту, разрушающую трубки.

4. Расчет объемов и энтальпий воздуха и продуктов сгорания.

1. Определение присосов и коэффициентов избытка воздуха по отдельным газоходам.

Коэффициенты избытка воздуха по мере движения продуктов сгорания по газоходам котельного агрегата увеличиваются. Это обусловлено тем, что давление в газоходах меньше давления окружающего воздуха и через неплотности в обмуровке происходят присосы атмосферного воздуха в газовый тракт агрегата.

Присос воздуха принято выражать в долях теоретического количества воздуха, необходимого для горения.

∆α = ∆V_ПРИС/ V_О

где : ∆V_ПРИС – количество воздуха, присасываемого в соответствующий газоход агрегата, приходящийся на 1 м³ газа при нормальных условиях.

Коэффициент избытка воздуха за каждой поверхностью нагрева после топочной камеры подсчитывается прибавлением к α_Т соответствующих присосов воздуха.

α_i = α_Т + ∑∆α_i

где : i – номер поверхности нагрева после топки по ходу продуктов сгорания;

α_Т – коэффициент избытка воздуха на выходе из топки, α_Т = 1,1;

α_КП’ – коэффициент избытка воздуха на входе в конвективный пучек:

α_КП’ = α_Т = 1,1

α_КП’’ – коэффициент избытка воздуха на выходе из конвективного пучка:

α_КП’’ = α_КП’ + ∆α_КП = 1,1 + 0,05 = 1,15

α_ЭК’’ – коэффициент избытка воздуха на выходе из экономайзера:

α_ЭК’’ = α_ЭК’ + ∆α_ЭК = 1,15 + 0,1 = 1,25

2. Определение объемов воздуха и продуктов сгорания

1. Определяем теоретическое количество сухого воздуха, необходимого для полного сгорания топлива при коэффициенте избытка воздуха  = 1.

2. Определяем теоретический объём азота в продуктах сгорания:

,

3. Определяем объём трёхатомных газов:

,

4. Определяем теоретический объём водяных паров:

,

5. Определяем средний коэффициент избытка воздуха в газоходе для каждой поверхности нагрева:

где: α’ – коэффициент избытка воздуха перед газоходом;

где: α’’ – коэффициент избытка воздуха после газохода;

Топка:

Конвективный пучек:

Экономайзер:

6. Определяем избыточное количество воздуха для каждого газохода:

,

7. Определяем действительный объем водяных паров:

,

8. Определяем действительный суммарный объём продуктов сгорания:

,

9. Определяем объёмные доли трёхатомных газов и водяных паров, а также суммарную объёмную долю по формулам:

; ;

10. Определяем массу дымовых газов:

G_Г = 1 + 1,306 · α_СР · V^О

11. Определяем плотность дымовых газов:

ρ_Г = G_Г / V_Г

Результаты расчета действительных объёмов продуктов сгорания по газоходам котлоагрегата сводим в таблицу 1.

Таблица 1

Величина	Размер-ность	Теоретические объемы:
		м3/м3		м3/м3
		м3/м3		м3/м3
		Газоход
		Топка	Конвективный пучок		Экономайзер
Коэффициент избытка воздуха после поверхности нагрева, α’’	-	1,1	1,15		1,25
Средний коэффициент избытка воздуха в газоходе поверхности нагрева, αСР	-	1,1	1,125		1,2
Избыточное количество воздуха, VИЗБВ	м3/м3	1,237	1,546		2,474
Объем водяных паров,	м3/м3	2,486	2,491		2,506
Полный объем продуктов сгорания, VГ	м3/м3	15,147	15,461		16,404
Объемная доля трехатомных газов,	-	0,0967	0,0948		0,0893
Объемная доля водяных паров,	-	0,1628	0,1595		0,1503
Суммарная объемная доля,	-	0,2595	0,2543		0,2396
Масса дымовых газов, GГ		18,769	19,173		20,385
Плотность дымовых газов		1,239	1,240		1,243