Тепловой расчет парогенераторов

Температура газов перед первой ступенью воздухоподогревателя

Температурой газов перед второй ступенью воздухоподогревателя задаются из условия обеспечения надежности работы трубной доски. Она должна быть не выше

ϑ'впII = 515...530 оС. По ϑ'впII определяется энтальпия газов (таблица

H −ϑ) (табл. 2.5).

Далее определяется энтальпия и температура газов за второй ступенью воздухоподогревателя:

По таблице H −ϑ (табл. 2.5) находят температуру газов за

воздухоподогревателем ϑ"впII. Далее расчет двухступенчатой

компоновки воздухоподогревателя выполняется аналогично расчету при одноступенчатой компоновке.

График изменения температур сред в экономайзере и воздухоподогревателе при двухступенчатой компоновке представлен на рис. 6.15.

Если полученная температура уходящих газов отличается от

принятой не более чем на ±10 оС, но любая из невязок между промежуточными значениями температур воды и воздуха

превышает ±10 оС, необходимо повторить расчет экономайзера и воздухоподогревателя.

При этом, в отличие от предыдущего расчета, вторые ступени экономайзера и воздухоподогревателя рассчитываются по температурам воды и воздуха на входе, которые принимаются равными температурам на выходе из первых ступеней, определенными при первом приближении.

Рис. 6.15. График изменения температур сред в экономайзере

ивоздухоподогревателе при двухступенчатой компоновке:

1– температура дымовых газов; 2 – температура воды во второй ступени экономайзера; 3 - температура воздуха во второй ступени воздухоподогревателя; 4 – температура воды в первой ступени экономайзера; 5 – температура воздуха в первой ступени воздухоподогревателя

6.8.Тепловой расчет регенеративного воздухоподогревателя

6.8.1. Конструктивные характеристики регенеративных воздухоподогревателей

Регенеративный вращающийся подогреватель (РВП) показан на рис. 6.16, а схемы набивок регенеративных подогревателей на рис. 6.17.

Рис. 6.16. Регенеративный воздухоподогреватель:

1 – вал ротора; 2 – верхний подшипник; 3 – электродвигатель; 4 – набивка; 5 – наружный кожух; 6 – радиальное уплотнение ротора; 7 – наружное уплотнение ротора; 8 – нижний подшипник

Регенеративные вращающиеся подогреватели используют в газомазутных котлах и при сжигании твердых малозольных топлив

( Аr < 20 % с содержанием в золе СаО менее 13 %) с остатком при размоле топлива на сите R90 < 20 %. Уровень подогрева воздуха в

РВП до tг.в ≈ 350...360 оС.

Теплообменная поверхность РВП состоит из гофрированных волнистых стальных листов (см. рис. 6.17), заполняющих секторы ротора. По высоте РВП делится на горячую и холодную части. Холодная часть, подверженная низкотемпературной коррозии,

выполняется из листов толщиной δл = 1,2 мм при эквивалентном диаметре набивки dэкв = 9,8 мм. В горячей части δл = 0,63 мм, а dэкв равен 7,8 или 9,6 мм. Частота вращения ротора более 1,5 об/мин. Обтекание листов газами и воздухом − продольное.

Рекомендуемые значения скорости газов и воздуха: Wг = 9...11 м/с, Wв = 6...8 м/с. Расположение оси ротора чаще всего вертикальное.

РВП может использоваться в качестве первой ступени при двухступенчатой схеме подогрева воздуха. Типоразмеры и характеристики выпускаемых РВП приведены в табл. 6.1.

Рис. 6.17. Схемы набивок регенеративных подогревателей:

а– гладкие листы; б – волнистые и гладкие дистанционируюшие листы;

в– волнистые дистанционирующие листы; г – фарфоровая трубка;

д– перфорированная набивка

Для снижения низкотемпературной коррозии холодной части возможно применение эмалированных покрытий, неметаллических материалов (см. рис. 6.17, г), подогрева воздуха на входе в воздухоподогреватель.

В табл. 6.2 приводятся типоразмеры и количество РВП, устанавливаемых на парогенераторах.

Таблица 6.2

Типоразмеры и количество РВП, устанавливаемых на парогенераторах

Примечание. 1. Типоразмер РВ определяется значением наружного диаметра ротора.

2. Воздухоподогреватели типов РВ-41, РВВ-54, РВВ-68, РВП-98 − завод-изго- товитель ТКЗ; типов ВПР-1−ВПР-9 − завод-изготовитель ЗиО; типов РВП-3600 и

РВП-5100 − завод-изготовитель БКЗ.

6.8.2. Тепловой расчет горячей части регенеративного воздухоподогревателя

Температура воздуха на выходе tг.в предварительно принимается. По температуре tг.в по Н −ϑ – таблице (табл. 2.5) определяем энтальпию горячего воздуха. Отношение расходов воздуха на выходе из горячей части к теоретическому β"вп (берется

из расчета топки ~ 1,05). Присосы воздуха ∆α принимаются по табл. 1.14.

Температура воздуха на входе tпр′ предварительно принимается. Приближенная оценка температуры воздуха на выходе из

где tкон − температура конденсации водяных паров, оС;

∆tр − превышение температуры точки росы дымовых газов над

температурой конденсации водяных паров.

Определение точки росы дымовых газов tр смотри в п. 6.8.4. Энтальпия воздуха на входе H0пп определяется по H −ϑ –

таблице по температуре tпр' . Энтальпия газов H ' принимается из

расчета водяного экономайзера. По этой энтальпии H ' находим температуру газов ϑ по H −ϑ – таблице. Тепловосприятие ступени по балансу

где Fг − сечение для прохода газа принимается по табл. 6.1. Средняя температура стенки

где ϑ и t − средняя температура газов и воздуха, оС;

x1 − отношение поверхности нагрева или площади живого

сечения, омываемой газами (без учета поверхности или сечения под плитами радиальных уплотнений), к полной поверхности или сечению воздухоподогревателя;

x2 − то же для воздуха (см. табл. 6.1).

где Fв − сечение для прохода воздуха, м2.

Для регенеративных воздухоподогревателей площадь для

(при определении сечения для прохода воздуха) − часть общего сечения РВП, омываемая газами и воздухом;

Kр , Kл − коэффициенты, соответственно учитывающие

загромождение ротора ступицей и перегородками и листами (табл. 5.12, рис. 5.22);

ZРВП − число РВП на парогенератор (табл. 6.2).

В формулах для определения αк в табл. 5.6 поправка

продольном обтекании только при нагревании, при охлаждении Cт = 1. Поправка Cl =1. Поправка Cн для регенеративных

воздухоподогревателей принимается по табл. 5.11.

Далее определяется коэффициент теплоотдачи от стенки к воздуху по тем же формулам (табл. 5.6).

Коэффициент теплоотдачи конвекцией для регенеративных воздухоподогревателей можно определить и по номограммам рис. 5.14 и 5.15.

Коэффициент тепловой эффективности воздухоподогревателей определяется по табл. 5.5.

Коэффициент теплопередачи к определяется по формуле табл. 5.2. Площадь нагрева регенеративного воздухоподогревателя

где Kр − коэффициент определяется по рис. 5.22;

h − высота набивки, м;

C − удельная площадь поверхности 1 м3 набивки ротора, м2/м3

Минимальная температура стенки

В воздухоподогревателях во избежание низкотемпературной коррозии температура стенки должна быть выше допустимой по

условиям коррозии tст > tстmin [1]. Отношение тепловосприятий

Qб

6.8.3. Тепловой расчет холодной части регенеративного воздухоподогревателя

Температура воздуха на выходе tпр берется из расчета горячей части РВП. Энтальпия Hопр принимается из расчета горячей части

РВП.

Отношение расходов воздуха на выходе из горячей части к теоретическому расходу β"вп берется из расчета топки (β"вп ≈1,05).

Присосы воздуха ∆α принимаются по табл. 1.14. Температура воздуха на входе принимается по табл. 1.12.

Энтальпия воздуха на входе H0вх определяется по таблице

H−ϑпри tвх .

Энтальпия газов на входе H ' , кДж/кг, берется из расчета горячей

части РВП. Температура газов на входе ϑ' тоже берется из расчета горячей части РВП. Тепловосприятие холодной ступени по балансу

Энтальпия газов на выходе