αл =αн а сг
Для определения αн и коэффициент сг определяем температуру tз, 0С, загрязненной стенки по формуле
tз = t+ ∆t
tз = 194,1 + 25 = 219,1
α300н =33; α200н =26
а300 = 0,14; а200 = 0,15
сг300 = 0,94; сг200 = 0,9
αл400 =67*0, 14*0,94 = 4,5
αл 200 =59*0,15*0,9 =3,6
Подсчитываем суммарный коэффициент теплоотдачи α1, Вт/(м2·К), от продуктов сгорания к поверхности нагрева по формуле
α1 = ξ (αк+ αл)
α1300 =1(81+4,5)=85,5
α1200 =1(78,2+3,6)=81,7
Вычисляем коэффициент теплопередачи К, Вт/(м2·К), по формуле
К = α1ψ
К300 = 0,85*85,5 = 72,7
К300 = 0,85*81,7 = 69,5
Определяем количество теплоты Qт, кДж/м3, воспринятое поверхностью нагрева по формуле
где Δt – температурный напор, 0С, определяемый для испарительной конвективной поверхности нагрева, определяемый по формуле
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 274.
7 Расчет экономайзера
Расчёт водяного экономайзера производим по формулам в соответствии с источником [2] .
Определяем теплоту отданную продуктами сгорания Qб, кДж/м3 при приятой температуре уходящих газов
Qб = φ (H′ – H″+ Δαэк*H0прс) (53)
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, Дж/м3;
φ – коэффициент сохранения теплоты.
Qб =0,975 (5450–3150+0,1*399,2) =2339,9
Приравнивая теплоту, отданную продуктами сгорания, теплоте, воспринятой водой в водяном экономайзере, определяем энтальпию воды h″эк, кДж/кг, после водяного экономайзера
(54)
где h′эк – энтальпия воды на входе в экономайзер, кДж/кг;
D – паропроизводительность котла, кг/с;
Dпр – расход продувочной воды, кг/с.
По энтальпии воды после экономайзера определяем температуру воды после экономайзера t″эк, 0С.
t″эк = h″эк/с (55)
t″эк = 575,2/4,19 = 137,3
В зависимости от направления движения воды и продуктов сгорания определяем температурный напор Δt, 0С
| |
| |
| |
| |
| |
| |
Н, м
(56)где Δtб и Δtм – большая и меньшая разности температуры продуктов сгорания и температуры нагреваемой жидкости, 0С
Выбираем к установке чугунный экономайзер ВТИ с длиной труб 1500мм; площадью поверхности нагрева с газовой стороны 2,18 м2; площадью живого сечения для прохода продуктов сгорания Fтр=0,088 м2.
Определяем действительную скорость ωг, м/с, продуктов сгорания в экономайзере
(57)
где υэк – среднеарифметическая температура продуктов сгорания в экономайзере, 0С;
Fэк – площадь живого сечения для прохода продуктов сгорания, м2.
υэк =(274+150) / 2=212
Fэк = z1Fтр (58)
где z1 – число труб в ряду.
Fэк =5*0,088 = 0,44
Определяем коэффициент теплопередачи К, Вт/(м2·К),
К = Кнсυ. (59)
К = 20*1,02 = 20,4
Определяем площадь поверхности нагрева Нэк, м2, водяного экономайзера
(60) 
Определяем общее число труб n, экономайзера
n =Нэк / Нтр (61)
где Нтр – площадь поверхности нагрева одной трубы, м2.
n = 163,6/ 2,18 = 75
Определяем число рядов труб m
m = n / z1 (62)
где z1 – принятое число труб в ряду.
m=75 / 5=15
К установке принимаем 15 рядов труб.
8 Аэродинамический расчет котельного агрегата
Аэродинамический расчет котельной установки ведём по формулам в соответствии с источником [7]
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 Δhк.у, Па, определяется по формуле:
Δhк.у = Δhт + Δhкп1 +Δhкп2+ Δhэк + Δhм.с+Δhна (63)
где Δhт – разряжение в топке, создаваемое дымососом, Па;
Δhкп1 иΔhкп2– сопротивление конвективных пучков, Па;
Δhэк – сопротивление экономайзера, Па;
Δhм.с – местные сопротивления, Па;
Δhна- сопротивление направляющего аппарата, Па.
Δhк.у =30+553+247+162+249+11=1252
Определяем разряжение в топке Δhт, Па, принимаем равным
Δhт = 30
Исходя из источника [7] стр.30.
Определяем сопротивление первого конвективного пучка Δhкп1, Па,
(64)где rг − плотность дымовых газов в газоходе, кг/м3.
(65)где rо − плотность дымовых газов при 0 ˚С, кг/м3
θг − средняя температура газов в первом конвективном пучке, ˚С.
(66) 
(67) 
ωк.2 – скорость продуктов сгорания в газоходе, м/с
(68) 
ξк – коэффициент сопротивления конвективного пучка.
ξк= ξ0* z2 (69)
где ξ0 – коэффициент сопротивления одного ряда труб; зависит от величины относительного продольного и поперечного шагов труб.
ξ0=Сσ*СRе* ξгр (70)
где Сσ, СRе, ξгр – значения, определяемые по номограмме, рис VII-6 [7].
Сσ = 0,56. СRе = 1,3. ξгр = 0,48
ξ0=0,56*1,3*0,48=0,4
ξк=0,4*26=10,4
Определяем сопротивление второго конвективного пучка Δhкп, Па, по формуле
(71)где rг − плотность дымовых газов в газоходе, кг/м3, по формуле
(72)где rо − плотность дымовых газов при 0 ˚С, кг/м3;
θг − средняя температура газов в конвективном пучке, ˚С, по формуле
(73) 
ωк.2 – скорость продуктов сгорания в газоходе, м/с, по формуле
. (74) 
ξк – коэффициент сопротивления конвективного пучка, по формуле (69)
ξк= ξ0* z2
где ξ0 – коэффициент сопротивления одного ряда труб; зависит от величины относительного продольного и поперечного шагов труб по формуле (70)