Тепловой расчет парогенераторов

энтальпия пара на выходе из ступени:

где h' − энтальпия пара на входе в ступень, принимается из расчета предыдущей ступени.

По значению h" определяется температура пара на выходе из ступени. Температура газов на входе в ступень принимается из расчета предыдущей ступени. По этой температуре определяется энтальпия газов на входе в ступень. Энтальпия газов за ступенью определяется по формуле

Температура газов за ступенью пароперегревателя определяется

Объем газов Vг на 1 кг3 топлива при αср принимается по табл. 2.1, а также объемная доля водяных паров rН2О и трехатомных газов

rRO 2 и rп .

Средняя скорость газов определяется по формуле

Коэффициент теплоотдачи конвекцией при поперечном омывании для коридорных гладкотрубных пучков определяется по номограмме рис. 5.19.

Средняя скорость пара

где υп − объем пара при средней температуре и давлении;

определяется по термодинамическим таблицам.

Коэффициент теплоотдачи от стенки к пару α2 в докритической

области определяется по номограмме рис. 6.10. При расчете пароперегревателей сверхкритического давления коэффициент α2

приближенно можно определить по номограмме рис. 6.6, 6.7 или термическое сопротивление 1/ α2 можно не учитывать.

Коэффициент теплоотдачи в конвективных гладкотрубных пучках

сжигании твердых топлив определяется по рис. 5.3, а при сжигании мазута и газа по табл. 5.4;

α1 − коэффициент теплоотдачи от газов к стенке, Вт/(м2 К):

α1 = ξ(αк + αл ), (табл. 5.6),

где ξ − коэффициент использования, при прохождении через поверхность всего газового потока; принимается ξ = 1;

αл − коэффициент теплоотдачи излучением; определяется по

формулам табл. 5.7 или по номограмме рис. 5.17.

Излучение газового объема на расположенный за ним по ходу газов конвективный пучок учитывается увеличением расчетного

коэффициента теплопередачи излучением пучка αл :

где lоб и lп − глубина газового объема и рассчитываемого пучка, м

(см. рис. 6.5).

Коэффициент A = 0,3 при сжигании газа и мазута, 0,4 − при сжигании каменных углей и АШ и 0,5 − при сжигании бурых углей, сланцев и фрезерного топлива.

Для фестона с числом Z2 ≤ 3 поправки по этой формуле не

вводятся. Теплота, переданная трубному пучку излучением газового объема, расположенного по ходу газов за пучком, весьма незначительная, и может не учитываться.

Тепловосприятие ступени пароперегревателя по уравнению теплопередачи

условие не соблюдается, то расчет необходимо повторить.

Рис. 6.10. Коэффициент теплоотдачи конвекций при продольном омывании для перегретого пара в докритической области параметров α2 = αнСd

6.5.3. Расчет промежуточного пароперегревателя

Расчет промежуточного пароперегревателя ведется по заданным количеству пара и параметрам на входе в тракт и не отличается, в основном, от расчета первичного пароперегревателя.

Особенность вносит наличие паропаровых и газопаровых теплообменников. При их установке количество теплоты, отданной газами пару, рассчитывается по формуле

где Qто − количество теплоты, воспринятой в теплообменнике

вторичным паром на 1 кг (1 м3) топлива.

При расчете газопаровых теплообменников коэффициент теплопередачи для определения тепловосприятия от первичного пара рас-считывается так же, как для ППТО, а для определения тепловоспри-ятия по газовой стороне – как для обычных трубных пакетов, омываемых газами. Температурный напор вычисляется по температурам греющих сред (газов или первичного пара) при одинаковой для обеих сред температуре вторичного пара, рассчитываемой с учетом его тепловосприятия методом последовательных приближений.

При наличии впрыска в тракт промперегревателя расход пара на выходе из него больше заданного расхода через промперегреватель на величину впрыска.

6.6. Тепловой расчет водяного экономайзера

При тепловом расчете экономайзера конструктивные размеры принимаются по чертежу. К ним относятся диаметр и толщина

труб, dхδ, мм; расположение − шахматное или коридорное; поперечный шаг S , мм; продольный шаг S1 , мм; количество

параллельно включенных труб, n ; длина одной трубы l , м; площадь поверхности нагрева

площадь живого сечения для прохода газов

эффективная толщина излучающего слоя

S= 0,9d 4s1s22 −1 , м.

πd

Температура и энтальпия газов на входе в экономайзер равна температуре и энтальпии газов после пароперегревателя, т. е.

ϑ'вх = ϑ"п/п и Hэк' = Hп"/п .

На рис. 6.11 и 6.12 представлены конструкции экономайзеров и схема двухпоточного экономайзера.

в

Рис. 6.11. Экономайзер:

a – гладкотрубный; б – с продольным оребрением (оба блока 500 МВт); в – гладкотрубный котла паропроизводительностью 210–420 т/ч

Рис. 6.12. Схема двухпоточного экономайзера: 1 – входные коллекторы; 2 – выходные коллекторы;

3 – узел крепления труб (стойки и балки); 4 – трубы экономайзера

Расчетное тепловосприятие экономайзера как замыкающей поверхности нагрева пароводяного тракта можно определить из уравнения баланса теплоты

Необходимая в расчете теплообмена температура газов за экономайзером определяется с помощью H −ϑ– таблицы по величине энтальпии газов за экономайзером. Для расчета этой энтальпии следует воспользоваться уравнением теплового баланса, составленным для экономайзера:

При использовании поверхностного пароохладителя или

Расход питательной воды через экономайзер определяется с учетом работы пароохладителя и наличия расхода воды на продувку (доля продувки равна р):

Если производится впрыск собственного конденсата или работает поверхностный пароохладитель, или в случае впрыска питательной воды, отбираемой до водяного экономайзера, то

Температура воды после экономайзера определяется при давлении в барабане pб . Если hэк" окажется больше, чем энтальпия воды на линии насыщения hкип , то следует определить массовую долю пара на выходе из экономайзера:

Энтальпия воды на входе в экономайзер определяется по температуре воды на входе и давлению. Средняя температура газов равна

Средняя температура питательной воды

Коэффициент теплоотдачи конвекцией для шахматных гладкотрубных пучков с поперечным омыванием труб газами, Вт/(м2·К), определяется по формуле

или по номограмме рис. 5.10, а для коридорных гладкотрубных пучков

или по номограмме (рис. 5.9).

Значения физических параметров y , м2/с, α Вт/(м2·К), число Pz

для газов и воздуха принимается по рис. 5.5, 5.6, 5.7, а для воды и пара по табл. 5.10.

Средняя скорость питательной воды

п.в Fв

где υв − средний удельный объем питательной воды, принимается

по термодинамическим таблицам.

Коэффициент теплоотдачи излучением αл определяется по

номограмме рис. 5.17 или по формулам табл. 5.7. Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке трубы

где ξ − коэффициент использования; для поперечного омывания пучков труб ξ= 1.

Коэффициент теплопередачи определяется по формуле

рис. 5.3 при сжигании твердых топлив и по табл. 5.4 при сжигании мазута и газа.

Тепловосприятие водяного экономайзера по условиям теплообмена

т.эк Bр