Тепловой и аэродинамический расчет парового котла ДЕ-4-14ГМ (стр. 7 из 11)
– при сжигании газа принимаем равной 25 0С. 
= 194,1 + 25 = 219,1. 
= 32·0,161·0,95 = 4,89. 
= 36·0,154·0,96 = 5,32.Определяем суммарный коэффициент теплоотдачи α1, Вт/(м2·К), от продуктов сгорания к поверхности нагрева
α1 = ξ · (αк+ αл), (65)
где ξ – коэффициент использования, учитывающий уменьшение тепловосприятия поверхности нагрева вследствие неравномерного омывания ее продуктами сгорания, частичного протекания продуктов сгорания мимо нее и образования застойных зон; для поперечно омываемых пучков принимаем равным 1.
=1·(85,88+4,89)=90,77. 
=1·(88,8+5,32)=94,12.Определяем коэффициент теплопередачи К, Вт/(м2·К)
К = α1·ψ, (66)
где ψ – коэффициент тепловой эффективности, определяемый из [2] в зависимости от вида сжигаемого топлива.
= 0,9·90,77=81,7. 
= 0,9·94,12=84,7.Определяем количество теплоты Qт, кДж/м3, воспринятое поверхностью нагрева, на 1 м3 сжигаемого газа
, (67)где Δt – температурный напор,град, определяемый для испарительной конвективной поверхности нагрева.
, (68) 
. 
. 
. 
.По принятым двум значениям температуры υ′ и υ″ полученным двум значениям Qб и Qт производим графическую интерполяцию для определения температуры продуктов сгорания после поверхности нагрева. Температура υ″ на выходе из второго конвективного пучка равна 233
, что находится в допустимых пределах.7 Расчет экономайзера
Расчёт водяного экономайзера производим по формулам в соответствии с источником [2].
Определяем количество теплоты Qб, кДж/м3 по уравнению теплового баланса, которое должны отдать продукты сгорания при приятой температуре уходящих газов
Qб = φ · (H′ – H″+ Δα эк · H0прс), (69)
где H′ – энтальпия продуктов сгорания на входе в экономайзер, кДж/м3;
H″ – энтальпия уходящих газов, кДж/м3;
Δαэк – присос воздуха в экономайзер;
H0прс – энтальпия теоретического количества воздуха, кДж/м3;
φ – коэффициент сохранения теплоты.
Qб =0,982·(5408,7–3450,0+0,1·486) =1971,2.
Определяем энтальпию воды h″эк, кДж/кг, после водяного экономайзера, приравнивая теплоту, отданную продуктами сгорания, теплоте, воспринятой водой в водяном экономайзере
, (70)где h′эк – энтальпия воды на входе в экономайзер, кДж/кг;
D – паропроизводительность котла, кг/с;
Dпр – расход продувочной воды, кг/с.
.Определяем температуру воды после экономайзера t″эк, по энтальпии воды после экономайзера, град
, (71)где С − теплоемкость воды, кДж/(кг·К).
.Так как температура воды на выходе из экономайзера
, 
,отличается более чем на 20 от температуры кипения при давлении в барабане котла 
, , то к установке принимаем чугунный водяной экономайзер. 
= 233-130=103 
= 140-104=36  |
Рисунок 4 – Температурный напор в экономайзере
Определяем температурный напор
,град, экономайзера 
, (72)где Δtб и Δtм – большая и меньшая разности температуры продуктов сгорания и температуры нагреваемой жидкости,град
.Принимаем к установке чугунный экономайзер системы ВТИ с длиной труб 2000мм, площадью поверхности нагрева с газовой стороны одной трубы 2,95 м2, площадью живого сечения для прохода продуктов сгорания одной трубы 0,12 м2. [3].
Определяем действительную скорость ωг, м/с, продуктов сгорания в экономайзере
, (73)гдеυэк – среднеарифметическая температура продуктов сгорания в экономайзере, град
, (74) 
.Fэк – площадь живого сечения для прохода продуктов сгорания, м2
Fэк = z1·Fтр, (75)
где z1 – число труб в ряду; принимаем 5 труб; [3].
Fтр − площадь живого сечения для прохода продуктов сгорания одной трубы, м2
Fэк =5·0,12 = 0,6.
.Определяем коэффициент теплопередачи К, Вт/(м2·К)
К = Кн·cυ, (76)
где Кн и сυ − определяем в соответствии с источником [2]
К = 20,8·1,02 = 21,21.
Определяем площадь поверхности нагрева водяного экономайзера Нэк, м2
, (77) 
.Определяем общее число трубn, экономайзера
, (78)где Нтр – площадь поверхности нагрева одной трубы, м2.
.Определяем число рядов труб m, в экономайзере
, (79)где z1 – принятое число труб в ряду.
.По источнику [3], принимаем к установке блочный, чугунный экономайзер ЭП2-236.
8 Аэродинамический расчет котла
Аэродинамический расчет котельной установки ведём по формулам в соответствии с источником [5].
Аэродинамическое сопротивление на пути прохождения газов в газоходах котельной установки складывается из местных сопротивлений, зависящих от изменения сечений газоходов и их поворотов и из сопротивления, возникающего вследствие трения и вследствие сопротивления пучков труб.
Аэродинамическое сопротивление котельной установки
, Па, определяется по формуле: 
, (80)где
– разряжение в топке, создаваемое дымососом, Па; 
– сопротивление первого конвективного пучка, Па; 
– сопротивление второго конвективного пучка, Па; 
– сопротивление экономайзера, Па; 
– местные сопротивления, Па.Принимаем разряжение в топке Δhт, Па, в соответствии с источником [6]
Δhт = 30.
Определяем сопротивление первого конвективного пучка Δhкп, Па