4. Расчет котла-утилизатора

Эскиз котла-утилизатора представлен в графическом приложении рис. 5.

Находим среднюю температуру дымовых газов:

Массовый расход дымовых газов:

где расход топлива;

масса дымовых газов, образующихся при сгорании 1 кг топлива.

Для дальнейших расчетов найдем значения удельной энтальпии теплоносителей и сведем их в таблицу 3. Для дымовых газов удельные энтальпии определим исходя из данных таблицы 1 и рис. 2 по формуле:

Энтальпии теплоносителей:

Таблица №3

теплоноситель	Температура, оС	Удельная энтальпия, кДж/кг
дымовые гагы	340	370,22
	210	224,63
питательная вода	60	251,4
	179	759,6
насыщенный водяной пар	179	2777,7

Тепловой поток, передаваемый дымовыми газами:

где энтальпии дымовых газов на входе и на выходе соответственно.

Тепловой поток, воспринятый водой:

где коэффициент использования теплоты в КУ.

Паропроизводительность котла-утилизатора:

где сухость пара;

энтальпии насыщенного водяного пара и питательной воды (60 С) соответственно.

Для определения поверхности КУ используется позонный расчет. В испарителе имеются две зоны – нагрева и испарения. Изменение температур теплоносителей в таком аппарате схематично можно представить так, как на рис. 6 в графическом приложении.

Тепловой поток, воспринимаемый водой в зоне нагрева:

где энтальпия питательной воды при температуре испарения (179 С).

Тепловой поток, предаваемый дымовыми газами воде в зоне нагрева (полезная теплота):

где энтальпия дымовых газов при температуре .

Отсюда находим:

Энтальпия сгорания 1 кг топлива:

По рис. 2 температура дымовых газов, соответствующая значению - .

Для определения средней разности температур теплоносителей в зоне нагрева котла-утилизатора необходимо изобразить схему их противоточного движения. На схеме должны быть нанесены температуры, с которыми теплоносители поступают в зону нагрева:

Средняя разность температур в зоне нагрева:

Для учета отклонения взаимного движения теплоносителей в КУ от противотока воспользуемся поправочным коэффициентом

Площадь поверхности теплообмена в зоне нагрева

где коэффициент теплопередачи, принятый по опытным данным.

Среднюю разность температур в зоне испарения определяем с использованием следующего рисунка:

С учетом поправочного коэффициента

Площадь поверхности теплообмена в зоне испарения

Суммарная площадь поверхности теплообмена:

В соответствии с ГОСТ 14248-79 выбираем стандартный испаритель с паровым пространством со следующими характеристиками:

Диаметр кожуха, мм	1200
Число трубных пучков	1
Число труб в одном пучке	204
Поверхность теплообмена, м2	96
Площадь сечения одного хода по трубам, м2	0,031