9.2. Расчёт второго конвективного пучка

Пучок труб во втором конвективном пучке также расположен коридорно и омывание его газами происходит в поперечной плоскости.

Температура дымовых газов на входе во второй пучок равна температуре д.г. на выходе из первого, т.е , а температуру газов за первым пучком предварительно задаём . Энтальпии газов определяем по рис. 1. ,

Таблица 5

Основные конструктивные характеристики второго конвективного газохода.

Величина	Обозначение	Расчёт	Результат
Ширина газохода	a	-	1,3 м
Высота газохода	b	-	2,75 м
Диаметр труб	d	-	51×2,5 мм
Продольный шаг труб		-	100 мм
Поперечный шаг труб		-	110 мм
Число рядов труб вдоль оси котла		-	11 шт
Число рядов труб поперёк оси котла		-	20 шт
Всего труб	n	∙	220 шт
Поверхность нагрева		l=b	96,9 м
Живое сечение	F	a∙b-∙b∙d	0,77 м

1) Эффективная толщина излучающего слоя

Основные уравнения при расчёте конвективного теплообмена:

1) Уравнение теплопередачи (полезно воспринятое тепло)

- -коэффициент теплопередачи от дымовых газов к воде.

- -коэффициент тепловой эффективности. Равен 0,65 [4, табл. 7-1 на стр. 47].

- -коэффициент теплоотдачи от газов к стенке.

- -коэффициент использования, учитывающий уменьшение тепловосприятия поверхности нагрева вследствие неравномерного омывания её газами. Равен 1 [4, стр. 37].

- -коэффициент теплоотдачи конвекцией.

- -поправка на число поперечных рядов труб. Равна 1 [1, рис. на стр. 110].

- -коэффициент теплопроводности при средней температуре потока.

, [10, Приложение 14].

- -поправка на геометрическую компоновку пучка. Равна 1,02 [1, рис. на стр. 111].

- -скорость потока дымовых газов.

- -средний объём дымовых газов. Равен 9,945 (см. Таблицу 1).

- -кинематическая вязкость. Равна 86,7∙10 [3, табл. 8-1].

- -критерий Прандтля. Равен 0,624 [3, табл. 8-1].

- -коэффициент теплоотдачи излучением.

- -степень черноты загрязнённых стенок лучевоспринимающих поверхностей. Равна 0,8 [4, стр. 43].

- -степень черноты потока газов при температуре .

-kps-суммарная оптическая толщина запыленного газового потока.

- -коэффициент ослабления лучей трехатомными газами. Равен 3 [3, рис. 4-5].

-s-эффективная толщина излучающего слоя. Равна 0,2 м.

- -средняя температура наружного слоя отложения на стенке

[3, стр. 97].

- -температура насыщения при 13 ат, равная 192

- -температурный напор.

, -коэфф. пересчёта. Равен 0,7.

2) Уравнение тепла, отданного дымовыми газами.

-φ-коэффициент сохранения тепла. Равен 0,999.

- -количество тела с присосным воздухом, которым можно пренебречь ввиду его малости.

В идеале должно быть равенство уравнений тепла, отданного газами и полезно воспринятым теплом. Но равенства нет, следовательно посчитаем отношение уравнений: , то есть величины отличаются почти на 0%, что допустимо и температура за вторым конвективным пучком выбрана оптимально.

4. Тепловой расчёт водяного экономайзера.

Для котлоагрегата типа ДКВР-10-13 подходит ребристый экономайзер системы ВТИ [3, табл. 8-3]. Экономайзер снабжен систематической обдувкой. Температура газов на входе в экономайзер равна , ,на выходе ,

Число рядов m=19 [3, табл. 8-3].

Таблица 6

Основные данные экономайзера системы ВТИ.

Длина труб, мм	Живое сечение для прохода газов,	Количество труб в ряду, n	Поверхность нагрева с газовой стороны h,	Живое сечение для прохода газов,
2000	f=0,12	9	2,95	F=0,12∙9=1,08

Общая площадь нагрева составляет ,

1) Тепло, полезно воспринятое.

(10.1)

- -теоретически необходимы воздух для сгорания топлива при температуре присосанного воздуха (см. Таблицу 1).

- -коэфф. избытка воздуха в экономайзере.

2) Уравнение тепловосприятия

-k-коэффициент теплопередачи от дымовых газов к воде.

k= 4, номограмма 20].

Для этого определяем скорость газов в экономайзере.

- -средний объём дымовых газов в экономайзере. Равен 10,56 (см. Таблицу 1).

=15,8 Вт/(м ∙ ) [4, номограмма 20].

при средней температуре дымовых газов [4, номограмма 20].

k=

- энтальпия воды на выходе из экономайзера (10.2) - -расход воды через экономайзер. Равен паропроизводительности котла с учётом отбора воды на продувку, т.е .

- -энтальпия питательной воды при 100 (из задания). Равна 420 кДж/кг.

-температура воды на выходе из экономайзера при давлении 13 ат.

Температура насыщения при давлении 13 ат. равна

-энтальпия воды при кипении—равна 817,5 кДж/кг,

> экономайзер некипящего типа.

- -температурный напор при противотоке, т.к число ходов в экономайзере больше четырёх. (10.3)

В идеале должно быть равенство уравнений тепла, отданного газами и теплопередачи. Но равенства нет, следовательно посчитаем отношение уравнений: , то есть величины отличаются на 1,5%, что допустимо.

Вывод: в принятом экономайзере трубки расположены в одну колонку, 19 рядов по 9 трубок в ряду.

11. Уточнение теплового баланса.

Допустимая относительная невязка теплового баланса не должна превышать 0,5% [4, стр. 110].

Таблица 7

Уточнение теплового баланса.

Величина	Обозначение	Формула или обоснование	Значение
Количество тепла, воспринятое в топке излучением			7679 кДж/кг
Количество тепла, воспринятое в первом конвективном пучке			6264,6 кДж/кг
Количество тепла, воспринятое во втором конвективном пучке			3916 кДж/кг
Количество тепла, воспринятое в экономайзере			3402,5 кДж/кг
Невязка теплового баланса			12,67
Относительная невязка			0,05%

Вывод: тепловой расчёт котлоагрегата типа ДКВР-10-13 проведён верно, так как невязка теплового баланса составляет 0,05%, что меньше допустимой величины равной 0,5%.

Список используемой литературы.

1. Гусев Ю.Л. Основы проектирования котельных установок.

2. Эстеркин Р.И. Котельные установки. Курсовое и дипломное проектирование.

3. Александров В.Г. Паровые котлы средней и малой мощности.

4. Под ред. Кузнецова Н.В. Тепловой расчёт котельных агрегатов. Нормативный метод.

5. Щёкин Р.В., Березовский В.А. Расчёт системы центрального отопления.

6. Переверзев В.А., Шумов В.В. Справочник мастера тепловых сетей.

7. Соловьёв Ю.П. Проектирование крупных центральных котельных для комплекса тепловых потребителей.

8. Бузников Е.Ф., Роддатис К.Ф., Берзиныш Э.Я. Производственные и отопительные котельные.

9. Ковалёв А.П., Лилеев Н.С., Виленский Т.В. Парогенераторы.

10. В.А. Кривандин, В.А. Арутюнов, В.В. Белоусов. Теплотехника металлургического производства 1 том.