10.Тепловой расчёт пароперегревателя

Расчёт пароперегревателя:

Таблица №9 Конструктивные характеристики:

I ступень пп

II ступень пп

пп в целом

Диаметр труб, мм

38 Х 4

38 Х 4

dср=(d нар + d внутр.)/2 = (38+34)/2=

0,034

Диаметр труб,м

dнар

dвнутр

0,038

0,03

Расположение труб

коридорное

Шаг по ширине (продольный) S1, мм

110

110

110

Шаг по глубине (поперечный) S2, мм

82

97

(S2 1ст*Hобщ1ст+S2 2ст*Hобщ2ст)/ /(Hобщ1ст+Нобщ2ст) =(82*147+97*88,5724)/

(147+88,5724)=

88

Число труб одного ряда Z1ряда Z1ряда=

(b-2*S1)/S1=

(4,34-2*0,11)/0,11

37

37

_

Сечение для прохода газов Fгаз=(l`+l``)/2*b-Z1ряда*lтр*dнар

((1,75+2,975)/2)*4,34-37*1,295*

0,038=

((3,675+4,025)/2)*4,34-37*3,325*0,038=

(Hобщ1ст+Нобщ2ст)/(Hобщ1ст/F1ст+Нобщ2ст/F2ст) =(138,833+83,6517)/(138,833/8,41+83,6517/11,98)=

9,4705

8,41

11,98

Сечение для прохода пара fпар= =π*dвн^2*

Z1ряда/4

3,14*0,03^2*

37/4=

3,14*0,03^2*37/4=

(Hобщ1ст+Нобщ2ст)/(Hобщ1ст/f1ст+Нобщ2ст/f2ст)= (147+88,5724)/

(147/8,41+88,5724/11,98)

0,0265

0,0265

0,0265

I ступень пп:

II ступень пп:

L вертик,м

1,295

3,185

3,36

3,43

L горизонт,м

1,645

0,585

Z2

22

2

2

2

Z потолок

2

1

R скруглений,м

0,07

0,07

0,105

Z скруглений

21

4

1

l`,м

1,75

3,675

l``,м

2,975

4,025

lтр,м

1,295

3,325

Поверхности нагрева

Н гориз= П*dср*lгориз*

Zпотолок*Z1ряда, м^2

3,14*0,034*

1,645*2*37=

3,14*0,034*0,585*1*37=

13,156

2,339

Н вертик= П*dср*lвертик*

Z1ряда*Z2, м^2

3,14*0,034*

1,295*37*22=

3,14*0,034*(3,185*2+

3,36*2+3,43*2)*37=

113,921

79,773

Н скруглений = П*Rcкр*Zскр*

Z1ряда*dср, м^2

3,14*0,07*21*37*0,034=

3,14*(0,07*4+0,105*1)*37*0,034=

11,756

1,539

Н общ= Hгориз+Нвертик+ Нскруглений, м^2

13,156+

113,921+

11,756=

2,339+79,773+1,539=

138,833

83,6517

Таблица №10 Тепловой расчёт пароперегревателя:

Наименование

Обозначение

Ед.измере-ния

Расчётные формулы или способ определения

Расчёт

Средний диаметр труб

d_тр

м

Из конструктивных характеристик

0,034

Угловой коэффициент фестона

x_пуч

_

По номограмме 1Г [2]

0,7

Лучевосприни-мающая поверхность фестона

Н_лф

м²

По конструктивным характеристикам топки

14,431

Тепловая нагрузка экранов в верхней части топки

q_лв

кВт/м²

η_в* B_p* Q_л/ Fст= 0,57*1,04*18200,9/152,97=

70,59

Тепло, полученное излучением от топки

Q_л

кДж/кг

(1- x_пуч)*q_лв* Н_лф/Bр= (1-0,7)*70,59*14,431/1,04=

293,60

Температура газов на входе

ϑ^I

˚C

Из расчёта фестона

1070

Энтальпия газов на входе

I^I

кДж/кг

То же

20722,7

Температура перегретого пара

t_пп

˚C

По заданию

430

Энтальпия перегретого пара

i_пп

кДж/кг

По табл. ХХV [2]

3285,9

Тепло, переданное в пароохладителе

Δi_по

кДж/кг

Задаёмся

70

Энтальпия насыщенного пара

i_нп

кДж/кг

По табл.ХХIII [2] при Рб = 1,065*рпп=4,1748 МПа

2798,64

Температура насыщенного пара

t_нп

˚C

По табл.ХХIII [2]

252,874

Тепловосприятие пароперегревателя по балансу

Q_б

кДж/кг

(i_пп- i_нп+ Δi_по)*D/ B_р - Qл= (3285,9-2798,64+ 70)*13,89/1,04-293,60=

7141,98

Энтальпия газов за ПП

I^II

кДж/кг

I^I – Q_б/ ϕ + Δ α_пе* I0хв= 20722,7-(7141,98/0,990)+0,03*119,7=

13513,5

Температура газов за ПП

ϑ^II

˚C

Интерполируем по I-ϑ таблице

697

Средняя температура газов

ϑ

˚C

(ϑ^I+ ϑ^II)/2=(1070+716)/2=

884

Средняя температура пара

t

˚C

(t_нп+ t_пп )/2=(252,874+430)/2

341

Средняя скорость газов в ПП

w_г

м/с

(B_р* V_г/F_ср)*((ϑ+273)/273)= 1,04*((12,697+13,008)/2)/9,4705*(884+273)/273

5,98

Коэффициент теплоотдачи конвекцией

α_к

Вт/м²*К

По номограмме 12 [2], αк= αн*cz*cs*cф=

1,163*(47,5*1*1*0,96)=

53,033

Коэффициент тепловой эффективности

ψ

_

По табл. 7-3 [2]

0,625

Коэффициент загрязнения

ε

м²*К/кг

По п. 7-36 [2]

0,003

Коэффициент теплоотдачи от стенки к пару

α₂

Вт/м²*К

По номограмме 15 [2]

α2=1,163*(1*1600)

1861

Температура загрязнённой стенки

t_з

˚C

t + (ε+1/ α₂)* B_р/H*( Q_б+Q_л)= 341+(0,003+1/1861)*1,04/(138,833+88,6517)* (7141,98+293,60)=

341,6

Объём пара при средней температуре

V_п

м³/кг

По табл. ХХV [2] при (Рб+Рп)/2 =(4,1748+3,92)/2=4,0474 МПа

0,06477

Средняя скорость пара

w_п

м/с

D* V_п/f=13,89*0,06477/0,0265=

34,00

Суммарная поглощательная способность трёхатомных газов

p_п*s

м*Мпа

p*r_п*s=0,1*0,2272*0,2945=

0,00669

Коэффициент ослабления лучей трёхатомными газами

k_г

1/(м*МПа)

По номограмме 3[2]

21

Коэффициент ослабления лучей золовыми частицами

k_зл

1/(м*МПа)

По номограмме 4[2]

0

Суммарная оптическая толщина запыленного потока

k*p*s

_

(k_г*r_п+ k_зл*μ_зл)*p*s= 21*((0,2324+0,2272)/2)*0,1*0,2945=

0,14

Степень черноты продуктов сгорания

α

_

По номограмме 2[2]

0,15

Коэффициент теплоотдачи излучением

α_л

Вт/м²*К

По номограмме 19[2], αл=αн*α*сг=1,163*(135*0,15*0,985)

22,424

Коэффициент теплоотдачи излучением

α₁

Вт/м²*К

ξ(α_к+ α_л)=1*(53,033+22,424)=

75,46

Коэффициент теплопередачи

k

Вт/м²*К

ψ* α₁/(1+ α₁/ α₂)=

0,625*75,46/(1+75,46/1861)

45,32

Температурный напор на входе при противотоке

Δt`_прт

˚C

ϑ` - tпп=1070-430=

640

То же на выходе

Δt``_прт

˚C

ϑ``- tнп=697-252,874=

444,18

Температурный напор при противотоке

Δt_прт

˚C

(Δt`<sub>прт</sub> - Δt``<sub>прт</sub> )/2,3*lg( Δt`_прт/ Δt``_прт)= (640-444,18)/2,3*lg(640/444,18)=

536,7

Температурный напор газов на входе при прямотоке

Δt`_прм

˚C

ϑ` - tнп=1070-252,874=

817,13

То же на выходе

Δt``_прм

˚C

ϑ``- tпп=697-430=

267,05

Температурный напор при прямотоке

Δt_прм

˚C

(Δt`_прм - Δt``_прм )/2,3*

lg( Δt`_прм/ Δt``_прм)= (817,13-267,05)/2,3*lg(817,13/267,05)=

492,42

Отношение температурных напоров

_

_

Δtпрм/ Δtпрт=506,56/547,5=

0,917