3454

6.1. Расчёт жаротрубного котла-утилизатора

Принципиальная схема жаротрубного горизонтального КУ показана на рис. 6.1

Рис. 6.1. Принципиальная схема жаротрубного горизонтального КУ: 1 – входная камера; 2 – выходная камера; 3 – испарительная поверхность; 4 – сепарационное устройство; 5 – подвод воды; 6 – отвод пара; 7 – барабан

Проверочный тепловой расчёт производят в следующей последовательности.

Задаемся температурой продуктов сгорания на выходе из котла tг и по (5.7) вычисляем среднелогорифмический

температурный напор, считая, что пароводяная смесь вдоль всей поверхности теплообмена находится при температуре насыщения tн .

Для определения конвективного коэффициента теплоотдачи от продуктов сгорания к поверхности теплообмена вычисляем:

- среднюю температуру продуктов сгорания – по соотношению (5.18);

76

- скорость продуктов сгорания, отнесённую к

где fвн – суммарное внутренние сечение трубного

пучка, м2 (табл. 6.3); - действительную скорость продуктов сгорания (5.19).

Конвективный коэффициент теплоотдачи определяют по номограмме, приведённой на рис. 5.5.

Пренебрегая термическим коэффициентом теплоотдачи со стороны пароводяной смеси, вычисляем коэффициент теплопередачи по формуле

где – термическое сопротивление стенки дымогарной трубы и её загрязнений. По данным [8] для жаротрубных КУ

0,005…0,01 Вт/(м2·K).

Тепловой поток КУ вычисляют по (5.5), при этом площадь поверхности теплообмена определяют из табл. 6.1, 6.2.

Определяем энтальпию продуктов сгорания по формуле

где hг – удельная энтальпия продуктов сгорания,

отнесённая к единице количества топлива (1.13); Vг –

удельный выход продуктов сгорания (1.7).

Для удобства дальнейших расчётов необходимо построить iг -t – диаграмму продуктов сгорания.

Определяем энтальпию продуктов сгорания на выходе из КУ по формуле

77

где iг - энтальпия продуктов сгорания на входе в КУ;

0,95 – коэффициент сохранения теплоты [8].

По iг -t – диаграмме определяем температуру продуктов

сгорания на выходе из КУ и сравниваем её с принятым ранее значением. Если полученная температура отличается более, чем на 5 %, задаёмся новым значением iг и расчёт повторяем.

Определяем паропроизводительность КУ по формуле

где iп , iп - энтальпия кипящей воды и насыщенного пара, кДж/кг (см. приложение 13, 14); iп.в 4,19 tп.в кДж/кг – энтальпия питательной воды; n – величина непрерывной продувки котла. По данным [8] для жаротрубных КУ n 5 %.

6.2. Расчёт водотрубного котла-утилизатора

Принципиальная схема водотрубного КУ показана на рис. 6.2.

Проверочный тепловой расчёт поверхностей нагрева производят по ходу движения продуктов сгорания, принимая их параметры на выходе из предыдущей секции равными входным параметрам для последующей секции.

Расчёт среднелогорифмического температурного напора для каждой секции КУ производим по формуле (5.7), считая схему движения теплоносителя противоточной.

Скорость продуктов сгорания определяем по формулам (5.18), (5.19), (6.2), а площадь проходного сечения из табл. 6.6. Конвективный коэффициент теплоотдачи от продуктов сгорания к поверхности теплообмена определяем по номограмме, приведённой на рис. 5.4.

78

По формуле (5.5)(5.5) определяем тепловой поток в секции КУ, при этом площадь поверхности теплообмена выписываем из табл. 6.6.

Строим iг -t – диаграмму продуктов сгорания, вычисляя их энтальпии по формуле (6.4).

Определяем энтальпию (6.5) и температуру (iг -t –

диаграмма) на выходе из секции и при необходимости задаёмся другим значением температуры продуктов сгорания на выходе из секции и расчёты повторяем.

Определяем энтальпию перегретого пара на входе из пароперегревателя:

где Qк – суммарный тепловой поток в КУ, кВт; Qпп –

тепловой поток в пароперегревателе, кВт.

Суммарный тепловой поток определяется по формуле

где iг , iг – энтальпия продуктов сгорания на входе и на

выходе из КУ, кДж/м3; Определяем паропроизводительность КУ по формуле:

80