7 Компоновка и методика теплового расчета пароперегревателя

Диаметр коллекторов пароперегревателя зависит от принятой его конструкции. В вертикальных котловых пароперегревателях внутренний диаметр коллектора принимается не менее 400 мм. Тогда число труб в одном ряду петлевого или двухколлекторного пароперегревателя

= 43

Живое сечение для прохода газов в петлевых пароперегревателях, м²

= 1,4(5,567 – 43*0,029) = 6 м²

Для горизонтальных змеевиковых пароперегревателей = L_т.

Определяем число параллельно работающих труб

=

где D_п.п - паропроизводительность котла по перегретому пару, кг/с;

v_п.п - средний удельный объем перегретого пара, м/кг;

=

Уточняется значение скорости W_п.п, м/с

= м/с

Средняя температура газов в пучке пароперегревателя, С

= 0,5(425+253) = 339 С

Средняя температура перегретого пара,С

t_п.п = 0,5(t_s + t_п.п)= 0,5(50+350)=200 С

P= 0.5 МПа

V= 425*10^-3м³/кг

i= 2855 кДж/кг

= 3,49*10^-2 Вт/(м*К)

V= 6.8298*10^-6 м²/с

Pr= 0.97

Температура загрязняющего слоя на поверхностях нагрева пароперегревателя, ºС

= ºС

q_пп = 20*10³ Вт/м².

Тогда

Температурный напор для пароперегревателя определится из следующих выражений:

- при прямоточной схеме

. =

Тогда расчетная площадь поверхности нагрева, м²,

= м²,

а расчетное число рядов труб в пучке

=

По конструктивным соображениям принимаем 3

Результаты поверочного расчета конвективного парообразующего пучка

	I1	tп		kп
525	10500	169	3685	5,74	4318
625	12500	192	3354	5,74	4612
725	14500	216	3035	5,74	4986

Графическое решение системы уравнений теплового баланса

и теплопередачи

Затем выполняется поверочный тепловой расчет сравниваем значения полученные в 3 разделе, значение температуры не должно отличаться от оговоренной в задании не более чем на 8 ̊ С:

Q_пп < Q^д => 318 < 319 кДж/кг

I₂ >I^д => 4492>4479 кДж/кг

t₂ < t^д => 230<238 ̊ С

8 Компоновка и тепловой расчет экономайзера

Предварительно необходимо принять или выбрать:

• расположение труб в экономайзере (коридорное или шахматное);

• диаметры труб = 38 мм

• шаги - поперечный = 2*38 = 76мм

Тогда расчетное число труб в одном ряду

=

Площадь поверхности нагрева одного ряда, м²

= 3,14*0,038*0,9*37 = 3.68 м²

Скорость воды при одном змеевике, м/с

= м/с

где _эк – плотность воды при среднем значении температуры воды в экономайзере, °С:

 t_эк = 0,5(t_эк + t_п.в) = 0,5(80+60) = 70 °С

t, ºС	80
, кг/м3	971,8

Мощность экономайзера, кВт

Энтальпия газов на выходе из экономайзера I_ух = 4161 кДж/кг

Средняя температура газов в пучке, С,

= 0,5(410+245) = 328 С

= 601 К.

Средняя скорость газов в пучке, м/с

=

где - живое сечение для прохода газов, м²

= 0,9(2.629-34*0,038) = 1.2 м²

Коэффициент теплоотдачи конвекцией,

=

 = 5,1 * 10^-2 Вт/(мК)

ν = 47,3 * 10^-6 м²/с

Pr = 0.64

С_z – поправка на число рядов труб Z₂:

C_z = 0,91 + 0,0125( Z₂ – 2) = 0,91+0,0125(11-2) = 1

С_s – поправка на относительные поперечные ₁ = S₁/d_н и продольные шаги ₂ = S₂/d_н. Принимается

C_s = [1 + (2₁ – 3)(1 – 0,5₂)³]^-2 = [ 1+(2*2-3)(1-0,5*2)³ ]²= 1

Причем, коэффициент теплоотдачи от газов к стенке определяется по формуле, Вт/(м²К):

= 48,2*0,98 = 47,3 Вт/(м²К)

где = 0,98.

= Вт/(м²*К)

Среднелогарифмический температурный напор определяется по формуле, ºС:

=

Тогда расчетная поверхность нагрева экономайзера, м²

= м²

где _эк = 0,75  0,85 - коэффициент тепловой эффективности поверхности нагрева (бóльшие значения принимаются при сжигании в котле качественных малосернистых топлив и больших скоростях газов).

Расчетное число рядов труб в пучке

=

По конструктивным соображениям принимаем число рядов равное 4.

Тогда принятая поверхность нагрева экономайзера, м².