5.4. Тепловой расчет экономайзера.

Расчету теплообмена в экономайзере должна предшествовать конструктивная и компоновочная проработка поверхности. По заводским чертежам котлоагрегата, поверочный расчет которого выполняется, необходимо определить конструктивные характеристики экономайзера и результаты свести в таблицу. Определить тип экономайзера

Таблица 5.6.

Конструктивные характеристики водяного экономайзера.

Наименование величины	Обозначение	Единицы измерения	Числовые значения
Наружный диаметр и толщина труб		мм
Длина трубы ряда		м
Количество труб в ряду		шт
Расположение труб	шахматное
Характер омывания труб дымовыми газами	Поперечный
Площадь живого сечения для прохода газов		м2
Площадь живого сечения для прохода воды		м2
Поверхность нагрева		м2

Для расчета экономайзера (так же, как и при расчете газоходов котла) необходимо, ориентировочно, задаться двумя значениями температур газов на выходе из экономайзера, но более низкими, чем температура газов на входе в него. Далее по этим значениям следует выполнить два параллельных расчета. Если, в результате расчетов получится равенство при одной из температур, то эта

55

температура и будет искомой температурой газов на выходе из экономайзера. В противном случае следует находить истинную температуру графически, построив график, подобный графику на рис. 5.5. Если прямые не пересекаются в пределах выбранного интервала температур, то необходимо задаться новыми температурами и повторить расчет.

По найденной истинной температуре газов за экономайзером определяется истинное (уточненное) значение тепловосприятия в экономайзере по уравнению теплового баланса.

Скорость дымовых газов находится для межтрубных промежутков (в ряду труб) по размерам газохода экономайзера (для установки в конвективной шахте - по ее размерам в свету и ) с учетом загромождения газохода трубами (, , ) т.е.:

; (5.25) где - объем газов, определяемый по среднему значению коэффициента избытка воздуха в газоходе, м³/кг.

- площадь живого сечения для прохода газов, определяется как разность между полной площадью поперечного сечения газохода в свету, проходящему через оси поперечного ряда труб и частью этой площади, занятой трубами; для поперечно омываемых гладкотрубных пучков:

; (5.26)

где a и b – размеры газохода в расчетном сечении, м;

- число труб в ряду, шт.

Расчетная скорость воды определяется по формуле:

; (5.27) где - расход воды, кг/с;

- удельный объем воды, определяемый по давлению и температуре с помощью таблиц термодинамических свойств воды, м³/кг;

- площадь живого сечения для прохода воды, определяемой по формуле:

; (5.28) где - число параллельно включенных труб, шт.

При номинальной нагрузке скорость воды в «некипящем» экономайзере не должна быть меньше 0,3 м/с, а в «кипящем» - не

56

менее 1 м/с. Для удаления воздуха из воды, нагреваемой в экономайзере, она должна перемещаться снизу вверх. Движение газов идет по принципу противотока.

При установке экономайзеров «некипящего» типа, подогревающих питательную воду, необходимо обеспечить ее незакипание, т.е. соблюдают условие:

; (5.29) где - температура насыщенного пара, соответствующая давлению пара в котле, °С.

Тепловосприятие в водяном экономайзере определяется по уравнениям теплового баланса и теплопередачи, также как и в газоходах котла.

Температура воды на выходе из экономайзера находится из уравнения теплового баланса для нагреваемой воды:

; (5.30) где - количество воды, проходящей через экономайзер.

Средний температурный напор в экономайзере определяется по формуле для противотока:

(5.31) где - средняя температура воды в экономайзере, °С:

.

Коэффициент теплопередачи в экономайзере определяется графически при

. (5.32)

Порядок и результаты расчетов должны определятся в виде таблицы (см. табл. 5.7). Затем, на отдельном листе показать график изменения температур теплообменивающихся сред вдоль поверхности экономайзера с указанием конкретных значений температур.

57

Таблица 5.7.

Тепловой расчет водяного экономайзера.

Наименование рассчитываемой величины	Обозначение	Единицы измерения	Расчетная формула	Результат при
Температура дымовых газов перед экономайзером		°С	Из расчета
Энтальпия дымовых газов перед экономайзером		кДж/кг	таблица
Температура дымовых газов за экономайзером		°С	Задаемся
Энтальпия дымовых газов за экономайзером		кДж/кг	таблица
Тепловосприятие в водянном экономайзере по уравнению теплового баланса		кВт
Количество питательной воды, проходящей через экономайзер		кг/с	По заданию
Температура питательной воды перед экономайзером		°С	По заданию
Температура воды на выходе из экономайзера		°С
Перепад температур между температурой насыщения и температурой воды на выходе из экономайзера	-	°С
Средняя температура воды в экономайзере		°С
Средний температурный напор		°С
Средняя температура дымовых газов		°С
Скорость дымовых газов в экономайзере		м/с
Расчетная скорость воды в экономайзере		м/с
Коэффициент теплопередачи в водяном экономайзере		Вт/м2*К	Номограмма
Тепловосприятие водяного экономайзера по уравнению теплопередачи		кВт
Невязка тепловосприятия экономайзера		%
Истинная температура дымовых газов на выходе из экономайзера		°С
Истинное значение энтальпии газов за экономайзером		кДж/кг
Истинное тепловосприятие в экономайзере		кВт

60