8.3 Расчет второго пучка кипятильных труб

Из уравнения теплового баланса кипятильных труб определяем теплосодержание газов за кипятильными трубами , кДж/кг, а затем по диаграммеJ-t – соответствующую ему температуру газов за кипятильными трубами:

.

Теплосодержание газов за кипятильными трубами:

где D_э – расход воды через кипятильные трубы:

р – величина непрерывной продувки, %;

–энтальпия питательной воды на выходе из кипятильных труб , кДж/кг;

=761,8195 кДж/кг – энтальпия питательной воды на входе в кипятильные трубы второго пучка при температуре[1][5];

–энтальпия газов перед кипятильными трубами, кДж/кг;

–энтальпия газов после кипятильных труб, кДж/кг;

кДж/кг

По диаграмме J-t определяем по температуру газов за кипятильными трубами,=397,3˚С.

Из уравнения теплопередачи определяется необходимая величина площади поверхности нагрева:

где К_кт – коэффициент теплопередачи Вт/(м²·К); К_кт=30 Вт/(м²·К);[3]

Δt_ср – средний температурный напор между греющим и нагреваемым теплоносителями, С:

где ,– большая и меньшая разница температур греющего и нагреваемого теплоносителей,^оС, в зависимости от используемой схемы теплообмена в поверхности нагрева (рис. 5).

Рис. 6. Схема теплообмена в поверхностях нагрева

кипятильных труб второго пучка

(индексами 1 обозначены параметры греющего теплоносителя,

2 – нагреваемого; параметры с одним штрихом – на входе в поверхность нагрева,

с двумя штрихами – на выходе)

Кипятильные трубы набираются в соответствии с паспортом котла из стальных труб диаметром d=51 мм, расположенных в коридорном порядке.

Количество труб в конвективном пучке:

Количество труб второго котельного пучка принимаем ближайшим большим– 493 шт.

где l – обогреваемая длина труб, равная расстоянию между верхним и нижним барабанами

Принимаю продольный шаг труб (для газохода и поперечный для котла) в кипятильных трубах 102 мм.

Количество труб по длине газохода (ширине котла), шт:

Округляем и принимаем ближайшее меньшее число – 27 трубы в ряд по ширине газохода.

Необходимое количество рядов труб по ширине газохода, шт:

Принимаем количество труб по ширине газохода – 18 шт.

a= S₁₊ =18·0,102+2·0,051=1,938

Принимаю а=2м.

Фактическая площадь поверхности нагрева:

Превышение расчетной площади поверхности нагрева над фактической:

Фактическая площадь поверхности кипятильных труб больше расчетной менее чем на 2%, что входит в допустимый предел.

Скорость движения газов в кипятильных трубах определяют по формуле:

где t_г – средняя температура газового потока в поверхности нагрева, ^оС;

t_г=(526+397,3)/2=461,65 ^оС

F – живое сечение поверхности нагрева, предназначенное для прохода газов:

Скорость дымовых газов в кипятильных трубах входит в требуемый предел 6...14 м/с, следовательно, оставляю ранее принятую компоновку.

8.4 Расчет экономайзера

Поскольку водяной экономайзер является последней по ходу газов поверхностью нагрева котла, то из уравнения теплового баланса водяного экономайзера определяем энтальпию , кДж/кг, а по ней и температуру воды на выходе из экономайзера, ºС:

где – энтальпия продуктов сгорания на входе в водяной экономайзер, кДж/кг;

–энтальпия газов на выходе из экономайзера, равная энтальпии уходящих газов, кДж/кг;

–энтальпия питательной воды на входе в экономайзер, кДж/кг;

–количество теплоты, внесенное воздухом присосов экономайзера, кДж/кг:

–потери тепла в окружающую среду экономайзером, кДж/кг:

n – количество конвективных поверхностей нагрева, шт.

Полученная энтальпия воды на выходе из водяного экономайзера соответствует температуре [1]

Определяем относительную погрешность расчета температуры:

Относительная погрешность менее 2 %, что удовлетворяет условиям задания.

Из уравнения теплопередачи определяем необходимую величину площади поверхности нагрева экономайзера, м²:

где К_эк – коэффициент теплопередачи для экономайзера, Вт/(м²·К); К_эк =20Вт/(м²·К); (По заданию)

Δt_ср – средний температурный напор между греющей и нагреваемой средами для прямоточной схемы нагрева, С:

где ,– большая и меньшая разница температур греющего и нагреваемого теплоносителей,^оС, в зависимости от используемой схемы теплообмена в поверхности нагрева.