2.8 Расчет перегревателя

Перегреватель маломощного промышленного парогенератора типа ДЕ с температурой перегрева ниже 400°С выполнен одноступенчатым без регулятора перегрева и рассчитывается без деления на части.

Перегреватель выполнен из одинарных змеевиков и включен по схеме с противотоком. Перегреватель имеет коридорное расположение труб.

Конструктивные размеры и характеристики перегревателя сведены в таблицу 11.

Таблица 11

Наименование		Формула или способ определения	Расчет
Диаметр труб d/d_вн, мм		По конструктивным размерам	28/22
Количество труб в ряду (поперек газохода) z₁, шт		По конструктивным размерам	40
Количество рядов труб (по ходу газов) z₂, шт		По конструктивным размерам	2
Средний шаг труб	поперечный s₁, мм	По конструктивным размерам	70
	продольный s₂, мм		42
Расположение труб в пучке		По конструктивным размерам	шахматное
Характер омывания		По конструктивным размерам	поперечное
Средняя длина змеевика l, м		По конструктивным размерам	1,2
Суммарная длина труб ∑ l, м		По конструктивным размерам	282
Полная площадь поверхности нагрева Н, м²
Площадь живого сечения на входе Fʹ, м²		[3, стр. 46, ф.6-20]
Площадь живого сечения на выходе Fʹʹ, м²		[3, стр. 46, ф.6-20]
Средняя площадь живого сечения газохода F_ср, м²		[3, стр. 47, ф.6-24]
Количество параллельно включенных змеевиков (по пару) m, шт		По конструктивным размерам	117
Площадь живого сечения для прохода пара f, м²		[3, стр.93]

Таблица 12

Поверочный расчет перегревателя

Наименование					Формула или способ определения	Расчет
Диаметр труб d/d_вн, мм					По конструктивным размерам	28/22
Полная площадь поверхности нагрева Н, м²
Температура пара на выходе из перегревателя tʹʹ, °С					По заданию	250
Температура пара на входе в перегреватель tʹ, °С					По предварительному выбору	220
Давление пара		на выходе рʹʹ, МПа			По заданию	1,36
		на входе рʹ, МПа			По предварительному выбору	1,56
Удельная энтальпия пара		на выходе i_пʹʹ, кДж/кг			[3, стр. 180, т. VI-8]	2907
		на входе i_пʹ, кДж/кг			[3, стр. 180, т. VI-8]	2810
Суммарное тепловосприятие ступени Q, кДж/кг					[3, стр. 56, ф.8-1]
Средняя удельная тепловая нагрузка лучевоспринимающих поверхностей топки , кВт/м²					Таблица 9	11,8
Коэффициент распределения тепловой нагрузки			по высоте η_в		[3, стр. 36, рис. 5-9]	1,3
			между стенами η_ст		[3, стр. 36, т. 5-7]	1
Удельное лучистое тепловосприятие выходного окна топки , кВт/м²					[3, стр. 56, ф.8-1]
Улофой коэффициент фестона х_ф					[3, стр. 26, рис. 5-1]	0,95
Площадь поперечного сечения газохода перед ступенью F_г, м²					[3, стр. 94]
Лучистое тепловосприятие ступени Q_л, кДж/кг					[3, стр. 57, ф.8-7]
Конвективное тепловосприятие ступени Q_к, кДж/кг					[3, стр. 57, ф.8-5]
Температура газов перед перегревателем ϑʹ, °С					Таблица 10	810
Энтальпия газов на входе в перегреватель Iʹ, кДж/кг					Таблица 5	38274,121
Энтальпия газов на выходе из ступени Iʹʹ, кДж/кг					[3, стр. 57, ф.8-12]
Температура газов на выходе из ступени ϑʹʹ, °С					Таблица 5	785
Средняя температура газов ϑ_ср, °С
Средняя скорость газов w, м/с					[3, стр. 44, ф. 6-17]
Коэффициент теплоотдачи конвекцией α_к, кВт/(м²К)					[3, стр. 43, рис. 6-5]
Средняя температура пара t_ср, °С
Объем пара при средней температуре ν_п, м³/кг					[3, стр. 180, т. VI-8]	0,158
Средняя скорость пара w_п					[3, стр. 44, ф. 6-16]
Коэффициент теплоотдачи от стенки к пару α₂, Вт/(м²К)					[3, стр. 46, рис. 6-8]
Толщина излучающего слоя s, м					[3, стр. 48, ф. 6-33]
Суммарная поглощательная способность трехатомных газов					p·r_n·s
Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами k_г,					[3, стр. 32, рис. 5-5]	45
Коэффициент ослабления лучей несветящейся частью среды k_нс,					[3, стр. 31, ф. 5-25]
Коэффициент ослабления лучей сажистыми частицами k_сж,					[3, стр. 33, ф. 5-32]
Коэффициент ослабления лучей светящейся частью среды k_св,					[3, стр. 33, ф. 5-31]
Степень черноты	светящейся части а_св				[3, стр. 29, ф. 5-29]	а_св=0,11
	несветящейся части а_нс				[3, стр. 29, ф. 5-30]	а_нс=0,074
Степень черноты факела а_ф					[3, стр. 28, ф. 5-28]
Коэффициент загрязнения ε, м²К/Вт					[3, стр. 40, рис. 6-1]
Температура загрязненной стенки трубы t_ст, °С					[3, стр. 48, ф.6-35]
Коэффициент теплоотдачи излучением α_Л, Вт/(м²К)					[3, стр. 47, рис. 6-12]
Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке α₁, Вт/(м²К)					[3, стр. 41, ф.6-13]
Коэффициент тепловой эффективности ψ					[3, стр. 40, т. 6-13]	0,8
Коэффициент теплопередачи k, Вт/(м²К)					[3, стр. 39, ф.6-2]
Разность температур между газами и паром:				наибольшая Δt_Б, °С
				наименьшая Δt_М, °С
Температурный напор при противотоке Δt_прт, °С					[3, стр. 49, ф.6-37]
Площадь поверхности нагрева прямоточного участка Н_прм, м²					По конструктивным размерам	12,4
Полная площадь поверхности нагрева Н, м²					По конструктивным размерам	24,8
Параметр А					А= Н_прм/Н [3, стр.50]	А=12,4/24,8=0,5
Полный перепад температур газов Δϑ, °С					[3, стр.49]
Полный перепад температур паров Δt, °С					[3, стр.49]
Параметр P					[3, стр.50]
Параметр R					[3, стр.50]
Коэффициент перехода к сложной схеме ψ					[3, стр. 50, рис. 6-14]	0,99
Температурный перепад Δtʹ, °С
Тепловосприятие ступени по уравнению теплообмена Q_т, кДж/кг					[3, стр. 38, ф.6-2]
Расхождение расчетных тепловосприятий ΔQ, %					[3, стр. 53, ф.7-4]