- •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
5.4.2. Расчет чугунных экономайзеров
В промышленных и отопительных котлах с давлением пара до 2,5 МПа обычно применяют чугунные экономайзеры с трубами системы ВТИ. Характеристики таких труб приведены в табл. 5.17.
С учетом заданной вначале расчета температуры уходящих из котла продуктов сгорания определяют количество теплоты , передаваемой от продуктов сгорания к нагреваемой воде по формуле, кДж/кг или кДж/м3,
, (5.85)
где энтальпия продуктов сгорания на входе в экономайзер, определяемая методом интерполяции по температуре газов на выходе из предыдущей поверхности нагрева, кДж/кг или кДж/м3; энтальпия продуктов сгорания на выходе из экономайзера (см. формулу 5.25), кДж/кг или кДж/м3; присосы воздуха в экономайзере (см. табл. 5.9); коэффициент сохранения теплоты (см. формулу (5.35)).
Энтальпия воды на выходе из экономайзера, кДж/кг,
, (5.86)
где расход продувочной воды, удаляемой из котла, кг/с, определяемый по формуле
. (5.87)
Температура нагретой в экономайзере воды, оС, может быть вычислена по формуле
. (5.88)
При проектировании чугунных экономайзеров число труб в ряду выбирается с таким расчетом, чтобы скорость продуктов сгорания была в пределах от 6 до 9 м/с.
Таким образом, необходимо задаться экономически выгодной скоростью газов в экономайзере и определить площадь его проходного сечения, м2,
. (5.89)
Определяют предварительное число труб в поперечном сечении экономайзера, чтобы выдержать в нем экономически выгодную скорость движения продуктов сгорания
, (5.90)
где площадь проходного сечения для продуктов сгорания, м2, принимаемая из табл. 5.17 (длина трубы выбирается исходя из конструктивных соображений).
Таблица 5.17
Конструктивные характеристики чугунных труб системы вти
Характеристика одной трубы |
Длина трубы, м |
|||
1,5 |
2,0 |
2,5 |
3,0 |
|
Площадь поверхности нагрева с газовой стороны , м2 |
2,18 |
2,95 |
3,72 |
4,49 |
Площадь проходного сечения для продуктов сгорания , м2 |
0,088 |
0,120 |
0,152 |
0,184 |
При компоновке труб экономайзера их число в поперечном ряду экономайзера должно быть не менее 3 и не более 10. Исходя из этого условия, полученное в формуле (5.90) значение округляют до целого числа в большую или меньшую сторону.
Затем уточняют скорость движения продуктов сгорания через экономайзер, которая должна находиться в пределах 6-9 м/с,
. (5.91)
Определяют коэффициент теплопередачи для всего экономайзера по формуле, Вт/(м2∙К),
, (5.92)
где и определяют по рис. 5.13 и 5.14.
Температурный напор между теплоносителями для водяного экономайзера определяется таким же образом, как и для конвективных пучков (см. формулы 5.80 – 5.82).
Рис. 5.13. Коэффициент теплопередачи для чугунного экономайзера из труб системы ВТИ
Рис. 5.14. Поправочный коэффициент на среднюю температуру газов в экономайзере:
Площадь поверхности теплообмена экономайзера, м2, определится по формуле
. (5.93)
По полученной величине поверхности теплообмена экономайзера окончательно устанавливаются его конструктивные характеристики.
Определяется общее число труб в экономайзере, которое округляется до целого числа
. (5.94)
И рассчитывается число рядов труб, которое также округляется до целого числа
. (5.95)
На этом расчет экономайзера считается законченным.