7. Компоновка и тепловой расчет экономайзера

Предварительно принимаем и выбираем:

Шахматное расположение труб в экономайзере;

н ст

Наружный диаметр труб и толщина стенки: d ^эк=25 мм и δ ^эк=2 мм; Внутренний диаметр труб: d_вн^эк=20 мм;

2

Продольный и поперечный шаги труб: S₁^эк = S ^эк = 1,5*25=37,5 мм; Тогда расчетное число труб в одном ряду:

=25

Площадь поверхности нагрева одного ряда, м²:

=3,681 м²

Среднее значение температуры воды в экономайзере, °С:

=97,5 °С

Тогда плотность воды при среднем значении температуры воды в экономайзере ρ_эк=968,4.

Скорость воды при одном змеевике, м/с:

=5,02 м/с

Полученное значение скорости не соответствует допустимому интервалу 0,5-1 м/с. Поэтому выбираем число змеевиков n_зм=3. Тогда действительная скорость воды в трубах экономайзера, м/с:

= 1,67 м/с

или

Живое сечение для прохода газов в экономайзере, м²:

=0,675 м²

Средняя температура газов в пучке экономайзера, °С:

=470 °С

= 743 К

Тогда средняя скорость газов в пучке, м/с:

= 6,32 м/с Полученное значение соответствует пределу 3-10 м/с.

Коэффициенты теплоотдачи конвекцией определяются в зависимости от вида пучка труб, характера его омывания потоком и условий теплообмена.

При поперечном омывании шахматных гладкотрубных пучков теплоносителем, Вт/(м² К):

=74,32 Вт/(м² К)

где C_z^эк = 1 – поправка на число рядов труб Z₂;

= 0,34 — поправка на относительные поперечные

=0,15 и продольные шаги =0,15.

Теплофизические параметры газов в экономайзере:

= 0,048 Вт/(м К) = 59,64 · 10^-6 м²/с

= 0,97

Где ϑ = ϑ _эк = 470 °С

п

Коэффициент полноты омывания поверхности нагрева, характеризующий степень эффективности использования поверхности нагрева, омываемой потоком продуктов сгорания ω ^эк=0,98.

Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке определяется по формуле, Вт/(м2*К):

=72,83 Вт/(м²· К)

Значение коэффициента загрязнения труб ε_пп=6∙10⁻³ м² · К/Вт

Для экономайзера коэффициент теплопередачи k производится пo формуле:

= 50,68 Вт/(м² К)

Среднелогарифмический температурный напор экономайзера, °С:

= 288 °С

Тогда расчётная поверхность нагрева экономайзера, м²:

=47,94 м²

где ψ_эк=0,8 – коэффициент тепловой эффективности поверхности нагрева.

Расчётное число рядов труб в пучке:

=13,2

Корректируем до целого числа Z₂^п = 14, а исходя из принятого числа рядов определяется действительная поверхность нагрева пучка, м²:

=33,13 м²

Уточнение значения коэффициента тепловой эффективности:

= 0,80

Значение укладывается в рекомендуемые пределы. Расчёт выполнен успешно.

Заключение

В ходе исследования были рассмотрены задачи, связанные с изучением конструкции, тепловым расчетом с помощью математической программы и созданием двухбарабанного парогенератора без топочного экрана по данным, которые были получены в процессе выполнения курсовой работы.

После выполнения поставленных задач можно заключить, что следует стремиться к уменьшению массогабаритных размеров и обеспечению требуемой передачи теплоты, выбирать наиболее подходящие коррозионностойкие материалы для поверхностей рабочих сред, а так же использовать принципы взаимозаменяемости для разборных единиц конструкции.

Возможность применения современных парогенераторов может позволить уменьшить расходы на технологические процессы, а так же повысить КПД всей системы в целом, поэтому изучению, улучшению и проектированию парогенераторов должно уделяться большее внимание в будущем.

Библиографический список

1. Пряхин А.С. «Тепловой расчет судовых вспомогательных парогенераторов: учебное-методическое пособие. - Спб.: СПГУВК, 2009.

- 104 с.»;

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Диаграмма «Iг — ϑ_»

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Схема балансов тепловых потоков и температрур продуктов сгорания

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

1