9. Поверочно-конструкторский расчёт хвостовых поверхностей нагрева.

9.1. Расчёт водного экономайзера.

9.1.1) С использованием ранее выполненных расчётов для теплового расчёта экономайзера составляют таблицу исходных данных:

Таблица 9.1.

Наименование величины	Обозначение	Единица	Величина
Температура газов до экономайзера	’’пе	С	592,27
Температура газов за экономайзером	’’эк	С	284,33
Температура питательной воды	tпв	С	150
Давление питательной воды перед экономайзером	Р’эк	кгс/см2	47,52
Энтальпия питательной воды	iпв	ккал/кг	151,55
Тепловосприятие по балансу	Qбпе	ккал/м3	1249,3
Ср. объем газов при среднем избытке воздуха	Vг	м3/ м3	12,4950
Объемная доля водяных паров	rH 0	-	0,174967
Суммарная объемная доля 3хатомных газов	rп	-	0,2574
Массовая концентрация золы в газоходе		кг/кг	—

Примечание: Давление воды перед водяным экономайзером для паровых котлов среднего давления принимают Р_эк = 1,08Р_б=1,0844=47,52 кгс/см².

2. 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 D_эк – пропуск воды через экономайзер, кг/ч; при поверхностных пароохладителяхD_эк =D_пе =D;

i_эк – энтальпия воды после водяного экономайзера, ккал/кг;i_эк – энтальпия воды перед водяным экономайзером, ккал/кг.

При указанной схеме включения пароохладителя:

По i_эк = 151,3 ккал/кг и Р_эк = 47,5 кгс/см²t_эк = 159,75⁰С;

По i_эк = 262,08 ккал/кг и Р_б = 44 кгс/см²t_эк = 252⁰С;

По Р_б = 44 кгс/см²i=265 ккал/кг

Т.к i_эк <i_н, значит экономайзер некипящего типа.

2. По чертежам парового котла составляем эскиз экономайзера в двух проекциях на миллиметровой бумаге, на котором указывают все конструктивные размеры (рис.10).

По чертежам и эскизу заполняем таблицу:

Конструктивные размеры экономайзера

Таблица 9.2.

Наименование величины	Обозначение	Единица	Величина
Наружный диаметр труб	d	М	0,032
Внутренний диаметр труб	dвн	м	0,026
Число труб в ряду	Z1	шт.	19
Число рядов походу газов	Z2	шт.	32
Поперечный шаг труб	S1	м	0,08
Продольный шаг труб	S2	м	0,06
Относительный поперечный шаг труб	S1/d	-	2,5
Относительный продольный шаг труб	S2/d	-	1,875
Расположение труб	-	-	Шахматное
Характер взаимного движения сред	-	-	Противоток
Длина горизонтальной части петли змеевиков	l1	м	4,25
Длина проекции одного ряда труб на горизонтальную плоскость сечения	lпр	м	4,4
Длина трубы змеевика	l	м	70,83
Поверхность нагрева ЭКО по чертежу	Hэк.ч.	м2	270,58
Глубина газохода	a	м	1,53
Ширина газохода	b	м	4,52
Площадь живого сечения для прохода газов	Fг	м2	4,24
Средняя эффективная толщина излучающего слоя	S	м	0,143
Суммарная глубина газовых объемов до пучков	lоб	м	2,5
Суммарная глубина пучков труб	ln	м	1,8
Количество змеевиков, включенных параллельно по воде	m	шт.	38
Живое сечение для прохода воды	f	м2	0,0202

2. Площадь живого сечения для прохода газов в экономайзере при поперечном омывании его газами определяют по формуле:

где l_пр– длина проекции ряда труб на плоскость сечения, м;

Площадь живого сечения для прохода воды:

Поверхность нагрева экономайзера:

.

Где l– длина змеевика, определяемая с использованием длины горизонтальной части змеевика (l₁):

Средняя эффективная толщина излучающего слоя:

2. Коэффициент теплопередачи для экономайзера в целом определяют по средним значениям необходимых величин.

Где =0,85.

Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке определяют по формуле:

Где _к—коэффициент теплоотдачи конвекцией;_л—коэффициент теплоотдачи излучением газового объёма в трубном пучке;= 1;

Для определения _к—коэффициента теплоотдачи конвекцией от газов к стенкетруб рассчитаем среднюю скорость газового потока:

.

Скорость воды на входе в экономайзер:

Так как экономайзер некипящего типа условие W^’_пв>0,5 удовлетворено.

При поперечном омывании шахматных пучков дымовыми газами коэффициент теплоотдачи конвекцией, отнесённый к полной расчётной поверхности, определяют по номограмме 13 [3]:

_н=58 ккал/м²ч^оС; добавочные коэффициенты: С_z=1; С_ф=1,08; С_s=1

_к =_нС_zС_фС_s = 5811,081 =62,64 ккал/м²ч^оС;

Для нахождения _лиспользуем номограмму 19 и степень черноты продуктов горения “a”:

Для незапылённой поверхности , где р = 1кгс/ см²;r_n=0,2574; р_nS=r_nS= 0,25740,143 = 0,03681;

По номограмме 3 находим k_г= 4,2;

Для пользования номограммой необходимо знать температуру загрязнённой стенки рассчитываемой поверхности нагрева:

T_з= 0,5(t_эк +t_эк ) + 25 = 0,5(159,75+252) + 25 = 230,9^оС

По номограмме 19 находим _н=39 ккал/м²ч^оС; С_г=0,95

_л=_на С_r=390,143230,95=5,3067 ккал/м²ч^оС;

При расчёте экономайзера на величину _л необходимо ввести поправку, связанную с наличием газового объёма, свободного от труб перед этими поверхностями и между отдельными пакетами поверхностей:

Где Т_к - температура газов в объёме камеры, (К);l_об иl_п - соответственно суммарная глубина пучка и суммарная глубина газового объёма до пучка, м; А – коэффициент: при сжигании газового топлива А=0,3

Температурный напор:

температурный напор с достаточной точностью можно найти как:

2. Определим расчётную поверхность:

Невязка:

Невязка ≈ 2% конструктивных изменений не вносим.

Расчёт закончен.