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.

Статья IV.Расчет объемов и энтальпий воздуха и продуктов сгорания

4.1. 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, принимаемый по табл.3.2 [1], α_Т = 1,1;

α_{КП_1}’ = α_Т = 1,1;

α_{КП_1}’’=α_{КП_2}’ = α_{КП_1}’ + ∆α_КП = 1,1 + 0,05 = 1,15;

α_{КП_2}’’=α_ЭК’ = α_{КП_2}’ + ∆α_КП = 1,15 + 0,1 = 1,25;

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

где α_{КП_1}’ – коэффициент избытка воздуха на входе в первый конвективный пучок;

α_{КП_1}’’ - коэффициент избытка воздуха на выходе из первого конвективного пучка;

α_{КП_2}’– коэффициент избытка воздуха на входе во второй конвективный пучок;

α_{КП_2}’’ - коэффициент избытка воздуха на выходе из второго конвективного пучка;

α_ЭК’ – коэффициент избытка воздуха на входе в экономайзер;

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

4.2 Определение объемов воздуха и продуктов сгорания

1. Определяем теоретический объём воздуха, необходимый для полного сгорания:

V^o=0,0889(C^p+0,375S^p_об)+0,265H^p-0,0333O^p

V^о =10,311

2. Определяем теоретический объём азота в продуктах сгорания:

V⁰_N2 =0,79·Vo+0,08·Np

V⁰_N2 =8,185

3. Определяем объём трёхатомных газов:

V_RO2=1,866(С_р+0,375S^р_об)/100

V_RO2 =1,554

4. Определяем теоретический объём водяных паров:

V^o_H2O =0,111H^p+0,124W^p+0,0161V⁰

V⁰_H2O =1,577

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

,

где α’ – коэффициент избытка воздуха перед газоходом;

α’’ – коэффициент избытка воздуха после газохода;

Топка:

Первый конвективный пучок:

Второй конвективный пучок:

Экономайзер:

4. Определяем избыточное количество воздуха для каждого газохода:

,

4. Определяем действительный объем водяных паров:

,

,

,

,

,

4. Определяем действительный суммарный объём продуктов сгорания:

,

,

,

,

,

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

;

;

;

4. Определяем массу дымовых газов:

G_Г = 1 + 1,306 · α_СР · V^О

G_{Г_Т} = 15,812

G_{Г_КП_1} = 16,149

G_{Г_КП_2} = 17,159

G_{Г_ЭК} = 18,5605

4. Определяем плотность дымовых газов:

ρ_Г = G_Г / V_Г

ρ_{Г_Т} = 1,2789

ρ_{Г_КП_1} = 1,2791

ρ_{Г_КП_2} = 1,2794

ρ_{Г_ЭК} = 1,2799

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

Таблица 1

Величина	Размер-ность	Теоретические объемы:
		V0	10,311		V(N2)	8,185 м3/кг
		V(RO2)	1,554 м3/кг		V(H2O)	1,577 м3/кг
		Газоход
		Топка		Первый конвективный пучок	Второй конвективный пучок	Экономайзер
Коэффициент избытка воздуха после поверхности нагрева	-	1,1		1,15	1,25	1,35
Средний коэффициент избытка воздуха в газоходе поверхности нагрева	-	1,1		1,125	1,200	1,300
Избыточное количество воздуха	м3/кг	1,031		1,289	2,062	3,093
Объем водяных паров	м3/кг	1,593		1,597	1,610	1,626
Полный объем продуктов сгорания	м3/кг	12,364		12,626	13,411	14,459
Объемная доля трехатом-ных газов	-	0,1257		0,1231	0,1159	0,1075
Объемная доля водяных паров	-	0,1289		0,1265	0,1200	0,1125
Суммарная обемная доля	-	0,2546		0,2496	0,2359	0,2200
Масса дымовых газов		15,8122		16,1488	17,1587	18,5053
Плотность дымовых газов		1,2789		1,2791	1,2794	1,2799