3.2.6. Расчет водяного экономайзера II ступени

Для второй ступени водяного экономайзера проводится конструктивный расчёт. При конструктивном расчёте по уравнению теплового баланса определяется температура воды на выходе из водяного экономайзера, а затем рассчитывается поверхность водяного экономайзера.

Исходные данные:

– поперечные и продольные шаги – =105 мм; =75 мм;

– наружный диаметр труб – =38 мм;

– проходное сечение для прохода газов – f_Г =17,9 м²;

– шахматное расположение труб;

– температура воды на входе в экономайзер II ступени =224 °С; – энтальпия питательной воды =962,45 кДж/кг;

– температура дымовых газов на выходе из водяного экономайзера II ступени = =424°С;

– энтальпия 4392,2 кДж/кг;

– температура дымовых газов на входе в водяной экономайзер II ступени = =564,2°С;

– энтальпия дымовых газов 5771,2 кДж/кг.

Теплота, воспринятая водой в водяном экономайзере

. (3.257)

Теплота, отданная газами

=

=0,994 (5771,2 – 4392,2 + 0,02 201,6) = 1374,7 кДж/кг. (3.258)

Из равенства уравнений (3.257) и (3.258) определяется энтальпия воды на выходе из экономайзера

=1149,9 кДж/кг. (3.259)

По энтальпии определяется температура воды на выходе из экономайзера. По таблице XXIV [1], =261,5.°С.

Температурный напор в водяном экономайзере II ступени

; (3.260)

=424-224=200 °С; (3.261)

=564,2-261,5=302,7 °С; (3.262)

=250,5 °С. (3.263)

Средняя температура воды

= (224 + 261,5)/2 = 242,75°С. (3.264)

Средняя температура стенки поверхности (п. 7-39 [1])

= 242,75 + 60 = 302,75°С. (3.265)

Н а рисунке 3.6 приведена схема водяного экономайзера второй ступени.

Коэффициент теплоотдачи продуктов сгорания излучением определяется по средней температуре стенки поверхности трубы

, (3.266)

где = 0,141 – коэффициент излучения газов;

= 68 Вт/(м² К) – определяется по средней температуре газов (рис. П5)

; (3.267)

=494 °С. (3.268)

Коэффициент теплоотдачи излучением

Вт/(м²К). (3.269)

Эффективная толщина излучающего слоя

; (3.270)

0,20 м. (3.271)

Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами:

– коэффициент ослабления лучей золовыми частицами принимается равным нулю п. 7-36 [1];

– находим произведение

0,2260,10,20=0,0045. (3.272)

По рисунку П2 определяется коэффициент поглощения лучей газовой фазой продуктов сгорания, k_Г =33 (м МПа)^-1.

Суммарная оптическая толщина продуктов сгорания

; (3.273)

. (3.274)

Коэффициент теплового излучения газовой среды определяется по рисунку П7.

=0,141. (3.275)

Скорость газов и относительные продольные и поперечные шаги

; (3.276)

=9,9 м/с; (3.277)

(3.278)

. (3.279)

Коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов к поверхности

, (3.280)

где – коэффициент теплоотдачи конвекцией. Определяется по рисунку П5.

Для =38 мм и =9,9 м/с

=91 Вт/(м²К);

– поправка на влияние физических параметров среды ( =0,98);

– поправка на число поперечных рядов принимается ( =1);

– поправка на компоновку пучка принимается ( =1).

Вт/(м²К). (3.281)

Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке

; (3.282)

89,2 +9,59=98,77 Вт/(м²К). (3.283)

Коэффициент теплопередачи через стенку

, (3.284)

где – определяется по таблице П3,

= 0,68; (3.285)

67,16 Вт/(м²К). (3.286)

Тепло, воспринятое воздухоподогревателем II ступени по условию теплопередачи

. (3.287)

Полагаем, что

. (3.288)

Из (3.287) находится величина поверхности нагрева II ступени экономайзера

=748 м². (3.289)

Расчёт второй ступени воздухоподогревателя считается законченным.

Результаты теплового расчёта котла сведены в таблицу 3.

Таблица 3