![](/user_photo/2706_HbeT2.jpg)
- •Теплогенераторы и их расчет Учебное пособие
- •Расчетные характеристики твердых топлив [3]
- •Расчетные характеристики природных газов [3]
- •Расчетные характеристики некоторых жидких топлив [3]
- •Расчетные значения коэффициентов избытка воздуха на выходе из топки [7]
- •Расчетные значения присосов воздуха в топку и газоходы котлов при номинальной нагрузке [4]
- •Расчетные характеристики слоевых топок с пневмомеханическими забрасывателями и цепной решеткой обратного хода
- •Объемы воздуха и газов, объемные доли трехатомных газов, концентрация золы в продуктах сгорания
- •5.1.3. Расчет энтальпий воздуха и продуктов сгорания
- •Энтальпия 1 м3 газов, воздуха (кДж/м3) и 1 кг золы (кДж/кг)
- •Энтальпии продуктов сгорания , кДж/кг или кДж/м3
- •5.2. Тепловой баланс теплогенератора
- •5.2.1. Расчет потерь теплоты
- •Рекомендуемые значения температур уходящих газов
- •Расчетные характеристики камерных топок при сжигании газа, мазута и пылевидного топлива
- •5.2.2. Расчет кпд котельного агрегата
- •Термодинамические свойства воды и водяного пара в состоянии насыщения (по давлению) [9]
- •5.3. Тепловой расчет топочной камеры
- •5.3.1. Определение геометрических характеристик
- •Коэффициент загрязнения топочных экранов [7]
- •5.3.2. Поверочный тепловой расчет топочной камеры
- •Коэффициент поглощения лучей частицами кокса
- •Доля топочного объема, заполненная светящейся частью факела
- •5.4. Расчет конвективных поверхностей нагрева
- •5.4.1. Расчет конвективных пучков котла
- •Коэффициент тепловой эффективности для конвективных поверхностей нагрева котлов
- •5.4.2. Расчет чугунных экономайзеров
- •Конструктивные характеристики чугунных труб системы вти
- •5.4.3. Расчет невязки теплового баланса котла
- •Список рекомендуемой литературы Основная литература
- •Дополнительная литература
5.4. Расчет конвективных поверхностей нагрева
5.4.1. Расчет конвективных пучков котла
Перед началом расчета конвективного пучка по чертежам и техническим характеристикам, приведенным выше необходимо определить следующие конструктивные характеристики: площадь поверхности нагрева; поперечный шаг труб S1 (в поперечном направлении по отношению к потоку (рис. 5.5); продольный шаг труб S2 (в продольном направлении по отношению к потоку (рис. 5.5); диаметр труб d; число труб, расположенных поперек ходу газов n1; число труб, расположенных по ходу газов n2; площадь живого сечения для прохода продуктов сгорания.
n2
Продукты сгорания
Bп.с.
d
S2
Рис. 5.5. Расчетная схема конвективного пучка:
Bп.с. – ширина проходного сечения; lср – длина проходного сечения
Определяется
относительный поперечный
и относительный
продольный
шаг труб,
;
.
(5.61)
Площадь живого сечения, м2, для прохода продуктов сгорания,
,
(5.62)
где
– ширина проходного сечения, м;
– длина проходного сечения, м;
– число труб в поперечном сечении
газохода.
Далее
необходимо ориентировочно задаться
двумя значениями температур на выходе
из данной поверхности
нагрева
,
.
Разница между этими температурами
может быть любая, но для удобства и
простоты
расчетов эту разницу обычно принимают
в 100 или 50 оС.
В дальнейшем весь расчет конвективного
пучка ведется для этих двух заданных
температур, т.е. одновременно ведется
два расчета. При этом температура
продуктов сгорания на входе в поверхность
нагрева принимается равной температуре
газов на выходе на выходе из предыдущей
поверхности нагрева. Таким образом,
температура продуктов сгорания на входе
в первый конвективный пучок равна
температуре газов на выходе из топки
.
Определяются средние температуры продуктов сгорания для конвективной поверхности нагрева, оС,
,
,
(5.63)
где
– температура продуктов сгорания на
входе в поверхность нагрева, С.
Средние скорости движения продуктов сгорания, м/с, в проходном сечении конвективной поверхности нагрева,
,
,
(5.64)
где
полный объем продуктов сгорания для
рассчитываемой поверхности нагрева,
м3/кг
или м3/м3,
принимаемый из табл. 5.7;
расчетный
расход топлива, кг/с или м3/с,
см. формулу (5.34).
Определяются коэффициенты теплоотдачи конвекцией от продуктов сгорания к поверхности нагрева, Вт/(м2∙С),
,
,
(5.65)
где
,
коэффициенты
теплоотдачи, определяемые по номограмме:
при поперечном омывании коридорных
пучков – по рис. 5.6; при поперечном
омывании шахматных пучков – по рис.
5.7;
поправочный коэффициент на компоновку
пучка, определяется: при
поперечном омывании коридорных пучков
– по рис. 5.6; при поперечном омывании
шахматных пучков – по рис. 5.7;
коэффициент,
учитывающий влияние изменения физических
параметров потока,
определяется: при
поперечном омывании коридорных пучков
– по рис. 5.6; при поперечном омывании
шахматных пучков – по рис. 5.7;
поправочный коэффициент на число рядов
труб по ходу продуктов сгорания,
определяется: при
поперечном омывании коридорных пучков
– по рис. 5.6; при поперечном омывании
шахматных пучков – по рис. 5.7.
Рассчитывается температура наружной поверхности загрязнений на трубах, оС,
,
(5.66)
где
для паровых котлов (температура воды,
оС,
определяемая по давлению в котле по
табл. 5.12);
для водогрейных котлов, оС,
(см. формулу 5.31);
перепад температуры в слое загрязнений,
оС,
(при сжигании твердого
и жидкого
топлива можно принимать
=
60 оС,
при сжигании газа
=
25 оС).
Вычисляется толщина излучающего слоя, м, для гладкотрубных пучков,
.
(5.67)
Рис. 5.6. Коэффициент теплоотдачи конвекцией при поперечном омывании
гладкотрубного коридорного пучка
Рис. 5.7. Коэффициент теплоотдачи конвекцией при поперечном омывании
гладкотрубного шахматного пучка
Далее,
для обеих средних температур продуктов
сгорания в конвективной поверхности
нагрева
и
,
необходимо заново рассчитать формулы
(5.42) – (5.51), при этом все данные в формулы
подставляются для конвективного пучка:
.
(5.68)
.
(5.69)
При сжигании природного газа в формуле (5.69) необходимо вместо величины подставить произведение .
.
(5.70)
– для жидкого и газообразного топлива
(5.71)
– для твердого топлива
.
(5.72)
.
(5.73)
.
(5.74)
– для твердого топлива
.
(5.75)
– для жидкого и газообразного топлива
.
(5.76)
Вычисляется коэффициент теплоотдачи излучением от продуктов сгорания к поверхности труб, Вт/(м2∙С):
– для запыленного потока (при сжигании твердого топлива)
,
,
(5.77)
– для незапыленного потока (при сжигании жидкого и газообразного топлива)
,
,
(5.78)
где
коэффициент теплоотдачи излучением,
определяемый по рис. 5.8;
коэффициент, определяемый по рис. 5.8.
Рис. 5.8. Коэффициент теплоотдачи излучением
Рассчитывают коэффициент теплопередачи для конвективной поверхности нагрева, Вт/(м2∙ºС),
;
,
(5.79)
где
коэффициент, учитывающий неравномерность
омывания продуктами сгорания конвективной
поверхности нагрева (для поперечно
омываемых пучков труб
= 1, для сложно
омываемых
= 0,95);
коэффициент тепловой эффективности,
определяемый по табл. 5.16.
Таблица 5.16