Паровые котлы (стр. 4 из 5)
Н = p×d×z1×l+ Fст ×х.
Глубину газового объёма до пучка и глубину пучка определяют по рекомендациям и чертежу.
По значениям шагов для пароперегревателя и диаметру труб находим эффективную толщину излучающего слоя:
Площадь живого сечения для прохода газов на входе и выходе определяют по формуле:
F = a·b – d·z1· lпр = 1,68·5,2 – 68·0,032·1,55 = 5,363 (м2);
Площадь живого сечения для прохода пара:
Составляем таблицу исходных данных поверочно-конструкторского теплового расчёта пароперегревателя:
| Наименование величин | Обознение | Размерность | Величина |
 Температура газов до пароперегревателя | uф² | 0С | 998,4 |
| Температура газов за пароперегревателя | uпе² | 0С | 601,52 |
| Температура в состояния насыщения | tн | 0С | 256,23 |
| Температура перегретого пара | tпе | 0С | 440 |
| Средний удельный объём пара | uср | м3/кг | 0,062615 |
| Конвективное восприятие | Qkпе | ккал/кг | 1886,41 |
| Объёмы газов на выходе из топки при aсрпе | Vг | м3/кг | 12,721 |
| Объёмная доля водяных паров | rH2O | - | 0,1202 |
| Объёмная доля трёхатомных газов | rRO2 | - | 0,2445 |
Средний удельный объём пара находят по удельным объёмам пара в состоянии насыщения и перегретого пара:
Все остальные величины определены ранее.
Коэффициент теплопередачи определяют для пароперегревателя в целом по средним значениям необходимых величин из таблиц.
Коэффициент теплопередачи от газов к стенке для всех схем пароперегревателей определяют по формуле:
Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке для всех схем пароперегревателей определяют по формуле:
Для определения aк - коэффициента теплоотдачи конвекцией от газов к стенке труб, рассчитаем среднюю скорость газового потока:
При поперечном омывании шахматных пучков дымовыми газами коэффициент теплоотдачи конвекцией, отнесённый к полной расчётной поверхности, определяют по номограмме: aн=80 ккал/м2×ч×оС; добавочные коэффициенты:
Сz=1; Сф=0,98; Сs=1; Þaк = aн×Сz×Сф×Сs= =80×1×0,98×1 = 78,4 ккал/м2×ч×оС;
Для нахождения aл используем номограммы и степень черноты продуктов горения ‘a’:
Для незапылённой поверхности
k×p×S = kг×rn×S×p, где р = 1кгс/ см2; rn=0,2445;
рn×S = rn×S = 0,2445×0,119 = 0,0291.
Для пользования номограммой необходимо знать температуру загрязнённой стенки расчитываемой поверхности нагрева:
tз = tпеср + (80¸100) = 348,12 + 90 = 438,12 оС;
По номограмме находим
Сг = 0,95; aн = 130 ккал/м2×ч×оС; Þaл = aн×а×Сг = 130×0,95×0,0926 = 11,437 ккал/м2×ч×оС;
При расчёте пароперегревателя и экономайзера на величину aл необходимо ввести поправку, связанную с наличием газового объёма,
свободного от труб перед этими поверхностями и между отдельными пакетами поверхностей:
Коэффициент теплоотдачи от стенки к пару в пароперегревателе определяют по номограмме, при среднем значении давлений, температур и скорости пара:
При этой скорости пара
Сd= 1,02; aн = 1300 ккал/м2×ч×оС;Þaл = aн×Сd= 1300×1,02 = 1326 ккал/м2×ч×оС;
Определим расчётную поверхность:
9. Поверочно-конструкторский расчёт хвостовых поверхностей нагрева
9.1 Расчёт водного экономайзера
С использованием ранее выполненых расчётов для теплового расчёта экономайзера составляют таблицу исходных данных:
| Наименование величин | Обознение | Размерность | Величина |
| Температура газов до экономайзера | uпе² | 0С | 601,52 |
| Температура газов за экономайзером | uэк² | 0С | 301,865 |
| Температура питательной воды | Tпв | 0С | 140 |
| Давление пит. воды перед экономайзером | Р¢эк | кгс/см2 | 48,6 |
| Энтальпия питательной воды | iпв | ккал/кг | 141,3 |
| Тепловосприятие по балансу | Qбэк | ккал/кг | 1310,63 |
| Объёмы газов при среднем избытке воздуха | Vг | м3/кг | 13,3145 |
| Объёмная доля водяных паров | rH2O | - | 0,1156 |
| Объёмная доля трёхатомных газов | rRO2 | - | 0,2343 |
Примечание: Давление воды перед водяным экономайзером для паровых котлов среднего давления принимают Р¢эк = 1,08×Рб.
Предварительно определяют тип водяного экономайзера (кипящий или некипящий) по значению энтальпии рабочей среды за экономайзером:
Энтальпию и температуру воды после водяного экономайзера определяют из уравнения теплового баланса по рабочему телу (воде):
Где Dэк – пропуск воды через экономайзер, кг/ч; при поверхностных пароохладителях Dэк = Dпе =D;
i²эк – энтальпия воды после водяного экономайзера, ккал/кг; i¢эк – энтальпия воды перед водяным экономайзером, ккал/кг.
По чертежам парового котла составляем эскиз экономайзера в двух проекциях на миллиметровой бумаге в масштабе 1:25, на котором указываем все конструктивные размеры.
По чертежам и эскизу заполняем таблицу.
Конструктивные размеры и характеристики экономайзера
| Наименование величин | Обозн | Раз-ть | Величина | |||
| Наружный диаметр труб | d | м | 0,028 | |||
| Внутренний диаметр труб | dвн | м | 0,022 | |||
| Количество труб в ряду | z1 | -- | 25 | |||
| Количество рядов труб по ходу газов | z2 | -- | 40 | |||
| Шаг труб:поперечный | S1 | м | 0,07 | |||
| продольный | S2 | м | 0,05 | |||
| Относительный шаг трубпоперечный | S1/d | -- | 2,5 | |||
| продольный | S2/d | -- | 1,786 | |||
| Расположение труб змеевика | -- | -- | шахматное | |||
| Характер взаимного течения | -- | -- | противоток | |||
| Длина горизонтальной части петли змеевика | l1 | м | 5,1 | |||
| Длина проекции одного ряда труб на горизонтальную плоскость сечения | lпр | м | 5,2 | |||
| Длина трубы змеевика | l | м | 104,83 | |||
| Поверхность нагрева ЭКО (по чертежу) | Hэк ч | м2 | 461,06 | |||
| Глубина газохода | а | м | 1,78 | |||
| Ширина газохода | b | м | 5,4 | |||
| Площадь живого сечения для прохода газов | Fг | м2 | 5,972 | |||
| Средняя эффективная толщина излучающего слоя | Sф | м | 0,118 | |||
| Глубина газового объёма до пучка | lоб | м | 2 | |||
| Глубина пучка | lп | м | 1,9 | |||
| Количество змеевиков, включённых параллельно по пару | m | шт. | 50 | |||
| Живое сечение для прохода пара | f | м2 | 0,019 | |||
Коэффициент теплопередачи для экономайзера в целом определяют по средним значениям необходимых величин.
Для определения aк - коэффициента теплоотдачи конвекцией от газов к стенке труб, рассчитаем среднюю скорость газового потока:
