4) Определение невязки теплового баланса

7.5) Определяем невязку теплового баланса парового котла:

Q_p^p=8660 ккал/м³;_пк=91,58%;Q_л=4439,02 ккал/кг;Q_пе^кб=1759,70 ккал/кг;q₄=0%

ккал/м³

ккал/м³;

Расчет закончен.

8. Поверочно-конструкторский расчет пароперегревателя.

1. Целью поверочно-конструкторского расчёта пароперегревателя является определение его поверхности нагрева при известных тепловосприятиях, конструктивных размерах и характеристиках. Тепловосприятие пароперегревателя определено ранее, конструктивные размеры и характеристики поверхности заданы чертежом. Решением уравнения теплопередачи определяют требуемую (расчётную) величину поверхности нагрева пароперегревателя, сравнивают её с заданной по чертежу и принимают решение о внесении конструктивных изменений в поверхность.

2. По чертежам парового котла составляем эскиз пароперегревателя в двух проекциях на миллиметровой бумаге (рис. 9).

3. По чертежам и эскизу заполняем таблицу:

Конструктивные размеры и характеристики пароперегревателя

Таблица 8.1.

Наименование величины	Обозначение	Единица	Номер ступени по ходу газа(1)		Номер ступени по ходу газа(2)	Весь п/п
Наружный диаметр труб	d	м	0.038		0,038	0,038
Внутренний диаметр труб	dвн	м	0,032		0,032	0,032
Число труб в ряду	Z1	шт.	40		40	—
Число рядов походу газов	Z2	шт.	6		24	30
Средний поперечный шаг труб	S1	мм	0,11		0,11	0,11
Средний продольный шаг труб	S2	м	0,11		0,097	0,1014
Средний относительный поперечный шаг труб	S1/d	-	2,89		2,89	2,89
Средний относительный продольный шаг труб	S2/d	-	2,89		2,55	2,67
Расположение труб	-	-	Коридорное
Характер взаимного движения сред	-	-	Последовательно смешанный ток
Длина трубы змеевика	l	м	19,1	39,4		—
Поверхность, примыкающая к стене	Fст х	м2	3,465	8,7		12,165
Поверхность нагрева	H	м2	102,1	196,84		298,94
Высота газохода на входе	a’	м	3,75	2,25		—
Высота газохода на выходе	a’’	м	3,25	1,95		—
Ширина газохода	b	м	4,4	4,4		4,4
Площадь живого сечения для прохода газов на входе	F’	м2	11,56	7,62		—
То же на выходе	F’’	м2	9,854	6,11		—
То же среднее	Fcp	м2	10,707	6,865		7,82
Средняя эффективная толщина излучающего слоя	S	м	—	—		0,302
Глубина газов. объема до пучка	lоб	м	0,5	1,2		1,7
Глубина пучка	ln	м	0,525	2,25		2,775
Количество змеевиков, вкл. параллельно по пару	m	Шт.	40	40		40
Живое сечение для прохода пара	f	М2	0,03217	0,03217		0,03217

8.3.1) Целесообразность разделения пароперегревателя на ступени обычно определяют характером взаимного движения сред (газов и пара) и размещением между ступенями пароохладителей. Поверхность нагрева пароперегревателя определяют по наружному диаметру труб, полной длине змеевика (с учётом гибов) l и числу труб в ряду (поперёк газохода) Z₁.В неё также включается поверхность труб, примыкающих к обмуровке, называемая дополнительной, которую определяют как произведение площади стены (потолка) F_ст, занятой этими трубами, на угловой коэффициент х, определяемый по номограмме на основании соотношений S₁/d и е/d причём е/d  r/d =0,5  х=0,65.

Таким образом, поверхность нагрева определяем по формуле:

2. Длина проекции первого или последнего ряда труб на соответствующую плоскость сечения: l_пр1^’=3250 мм; l”_пр1=2925 мм; l’_пр2=1500 мм;l”_пр2=1625 мм

3. Средние продольные и поперечные шаги:

S₁^ср=0,11 м.

2. По средним значениям шагов для пароперегревателя и среднему диаметру находим эффективную толщину излучающего слоя:

2. Площади живого сечения для прохода газов на входе и выходе определяют для пароперегревателя в целом по формулам:

a— высота газохода;b— ширина газохода;

Площадь среднего живого сечения для прохода газов:

8.3.5) Площадь среднего живого сечения для прохода пара:

м²

4. Составляем таблицу исходных данных поверочно-конструкторского теплового расчёта пароперегревателя:

Таблица 8.2.

Наименование величины	Обозначение	Единица	Величина
Температура газов до п/п	’’ф	С	991,4
Температура газов за п/п	’’пе	С	592,27
Температура пара в состоянии насыщения	tн	С	255
Температура перегретого пара	tпе	С	440
Средний удельный объем пара в п/п	ср	м3/кг	0,06315
Тепловосприятие конвективное по балансу	Qкпе	Ккал/м3	1759,70
Средний объем газов в п/п (при песр )	Vг	м3/ м3	11,956
Объемная доля водяных паров	rH20	-	0,1821408
Суммарная объемная доля 3хатомных газов	rп	-	0,2682875
Массовая концентрация золы		кг/кг	—

Средний удельный объём пара находят с использованием [1,3] по удельным объёмам пара в состоянии насыщения и перегретого пара:

При Р_б=44 кгс/см²_н=0,04599 м³/кг

При Р_пе=40 кгс/см²иt_пе=440С_пе=0,0803 м³/кг

Средняя температура газов по ходу пароперегревателя:

Все остальные величины определены ранее.

5. Коэффициент теплопередачи определяют для пароперегревателя в целом по средним значениям необходимых величин из таблиц.

Коэффициент теплопередачи от газов к стенке для всех схем пароперегревателей определяют по формуле:

1. Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке для всех схем пароперегревателей определяют по формуле:

Где _к—коэффициент теплоотдачи конвекцией;_л—коэффициент теплоотдачи излучением газового объёма в трубном пучке;-- коэффициент тепловой эффективности поверхности;= 1;

Для определения _к—коэффициента теплоотдачи конвекцией от газов к стенке труб рассчитаем среднюю скорость газового потока:

При поперечном омывании коридорных пучков дымовыми газами коэффициенттеплоотдачи конвекцией, отнесённый к полной расчётной поверхности, определяют по номограмме 13:

_н=48 ккал/м²ч^оС; добавочные коэффициенты: С_z=1; С_ф=1,02; С_s=1;тогда,

_к =_нС_zС_фС_s = 48111,02 = 48,96 ккал/м²ч^оС;

Для нахождения _лиспользуем номограммы и степень черноты продуктов горения “a”:

Для незапыленной поверхности kpS = k_гr_nSp, где р = 1кгс/ см²; r_n=0,2682875; S=0,302 м; р_nS = r_nS = 0, 26828750,302 = 0,0810;

По номограмме находим k_г= 2,25;

Для пользования номограммой необходимо знать температуру загрязнённой стенки рассчитываемой поверхности нагрева:

T_з=T+ 25 = (255+440)/2 + 25 = 372,5^оС;

По номограмме 19 находим _н=118 ккал/м²ч^оС;Cг=0,91

 _л =_на С_r =1180,1666ּ0,91= 17,89 ккал/м²ч^оС;

При расчёте пароперегревателя и экономайзера на величину _л необходимо ввести поправку, связанную с наличием газового объёма, свободного от труб перед этими поверхностями и между отдельными пакетами поверхностей:

Где Т_к - температура газов в объёме камеры, (К);l_об иl_п - соответственно суммарная глубина пучка и суммарная глубина газового объёма до пучка, м; А – коэффициент: при сжигании газового топлива А=0,3.

Коэффициент теплоотдачи от стенки к пару в пароперегревателе определяют по номограмме, при среднем значении давлений, температур и скорости пара:

При этой скорости пара С_d = 0,98;_н = 1000 ккал/м²ч^оС;₂ =_нС_d = 10000,98 = 980 ккал/м²ч^оС;

2. Коэффициент теплоотдачи:

В пароперегревателях с параллельно-смешанным током, коэффициент определяют из номограммы 30[3] по безразмерным параметрамPиR, которые рассчитываем по формулам:

Больший и меньший температурный напор сред:

_б — полный перепад температур той среды, где он больше, чем перепад второй среды_м

Температурный напор для противотока определяют как среднелогарифмическую разность температур по формуле:

По номограмме (29) находим =0,998

6. Определим расчётную поверхность:

Невязка:

Невязка > 2% вносим конструктивные изменения.

7. Найдем число петель змеевика, которое надо убрать:

Следовательно, уберем от поверхности пароперегревателя 2 сдвоенных петли. Поверочный расчёт выполнен.