5.3.Тепловой расчет газоходов котла.

В большинстве котлов ДКВр расположено два газохода, иначе называемые котельными пучками. Прежде чем приступить к расчету необходимо, по чертежам котла составить в масштабе 1:50 или 1:100 эскизы обоих газоходов и поместить их в курсовой проект. Затем для каждого газохода определим основные конструктивные характеристики, необходимые для расчета и представить их в виде таблиц (см.табл.5.3).

Таблица 5.3.

Конструктивные характеристики газоходов.

Наименование величин		обозначение	Единицы измерения	Числовые значения
				I газоход	II газоход
Диаметр и толщина труб			мм
Средняя длина труб			м
Число рядов труб вдоль оси котла			шт
Число рядов труб поперек оси котла
Расположение труб		коридорное
Шаг труб	продольный		мм
	поперечный
Характер омывания		поперечный
Сечение для прохода газов			м2
Эффективная толщина излучающего слоя			м
Поверхность нагрева			м2

Така я же таблица составляется и для второго газохода.

48

Методика теплового расчета как первого, так и второго газоходов одинаковая. В первую очередь по чертежам котла необходимо определить ширину и высоту в каждого из газоходов. Для расчета газохода следует ориентировочно задаться двумя значениями температур на выходе из газохода (но более низкими, чем температуры газов на входе в данный газоход) и по этим значениям выполняются два параллельных расчета. Если расчет сбалансируется при одной из заданных температур, то эта температура и будет искомой температурой газов, покидающих рассчитываемый газоход. Если же при обеих взятых температурах баланса равенства не будет, то в этом случае искомую температуру находить графоаналитически.

Для этого, на оси абсцисс (рис. 5.5) откладывают в масштабе температуру газов, покидающих газоход, а по оси ординат (в другом масштабе) - числовые значения и , подсчитанные при этих температурах. Полученные точки дают возможность построить две прямые (прямую изменения и прямую изменения ); точка пересечения этих прямых при переносе ее на ось абсцисс и дает искомую температуру , которая используется в дальнейших расчетах.

Все используемые формулы, расчетные операции и результаты расчетов каждого из газоходов помещаются в таблицу 5.5. Каждый из газоходов рассчитывается при своем значении коэффициента избытка воздуха.

Основные уравнения при расчете конвективного теплообмена в газоходах следующие: уравнение теплопередачи:

, кВт; (5.18) и уравнение количества тепла, переданного поверхности в результате изменения энтальпий газов на входе в газоход и на выходе из него:

кВт; (5.19)

Расчет считается завершенным, когда выполняется равенство:

; (5.20) где - расход топлива, кг/с;

- коэффициент сохранения тепла;

- энтальпии газов до и после газоходов, определяемые по диаграмме, кДж/кг;

- энтальпия воздуха, поступившего в газоход за счет присоса из окружающей среды, кДж/кг;

49

- величина присоса воздуха;

- поверхности нагрева газоходов, м²;

- коэффициент теплопередачи, Вт/м²*К;

- средняя логарифмическая разность температур нагревающей и нагреваемой сред, иначе называемая температурным напором и равная:

; (5.21) где - температуры дымовых газов на входе в газоход и на выходе из него, °С;

- температура насыщения пара, °С.

Поверхность нагрева газохода определяется по формуле:

; (5.22)

Величины приведены в конструктивных характеристиках.

- число труб, входящих в газоход, шт;

Из всех величин, входящих в равенство (5.20), наиболее сложно определить коэффициент теплопередачи от газов к воде, который зависит от схемы взаимного движения теплообменивающихся сред.

Для котельных газоходов величину расчетного коэффициента теплопередачи следует определять по формуле:

; (5.23) где - коэффициент омывания или степень заполнения газохода, для большинства существующих конструкций 0,9-1;

- коэффициент загрязнения поверхности нагрева;

- коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов к стенке, Вт/м²*К;

- коэффициент теплоотдачи излучением продуктов сгорания, Вт/м²*К;

50

Таблица 5.4.

Значение коэффициента .

Топливо	Гладкотрубные пучки	Чугунные экономайзеры
Твердое	0,015-0,02	0,03

Средняя скорость дымовых газов находится по формуле:

; (5.24) где - площадь поперечного сечения для прохода газов в газоходе, м² находится с помощью выражения:

; где - размеры газохода в свету, м;

- число труб в одном ряду, шт;

- наружный диаметр труб, м

- длина, омываемых газами труб, м.

Объемная доля трехатомных газов, содержащихся в дымовых газах , рассчитана ранее при соответствующем для рассчитываемого газохода коэффициенте избытка воздуха.

Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами , суммарная поглощательная способность газового потока , степень черноты газового потока и коэффициент теплоотдачи излучением находятся также, как и при расчете пароперегревателя.

Невязка расчета:

не должна превышать 2%. В противном случае нужно повторить расчет при других значениях температур на выходе из рассчитываемого газохода .

После расчетов обоих газоходов необходимо на отдельном листе представить графики изменения температур дымовых газов и воды вдоль поверхности нагрева в каждом из рассчитываемых газоходов с указанием конкретных значений температур сред на входе в газоход и на выходе из него.

51

Таблица 5.5.

Тепловой расчет газоходов.

Наименование рассчитываемой величины	Обозначение	Единицы измерения	Расчетная формула, расчет	Результат
				I газоход			II газоход
Температура дымовых газов перед газоходом		°С	Из расчета
Энтальпия дымовых газов перед газоходом		кДж/кг	таблица
Температура дымовых газов за газоходом		°С	Задаемся
Энтальпия дымовых газов за газоходом		кДж/кг	таблица
Тепловосприятие газохода по уравнению теплового баланса		кВт
Средний температурный напор		°С
Средняя температура дымовых газов		°С
Средняя скорость дымовых газов		м/с
Коэффициент теплоотдачи конвекцией		Вт/м2*К
Суммарная поглощательная способность трехатомных газов		бар.м
Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами		-
Суммарная сила поглощения газового потока		бар.м
Степень черноты газового потока		-
Коэффициент загрязнения поверхности нагрева		м2*К/Вт	Рекомендации
Температура наружной поверхности загрязненных труб		°С
Коэффициент теплоотдачи излучением незапыленного потока		Вт/м2*К
Коэффициент омывания газохода дымовыми газами		-	Номограмма
Коэффициент теплопередачи в газоходе		Вт/м2*К
Тепловосприятие котла по уравнению теплопередачи		кВт
Невязка тепловосприятия в газоходе		%
Истинное значение температуры дымовых газов за газоходом		°С	График
Истинное значение энтальпии дымовых газов за газоходом		кДж/кг	таблица
Истинное тепловосприятие газохода по уравнению теплового баланса		кВт

54