Расчет водяного экономайзера II ступени

Для второй ступени водяного экономайзера проводится конструктивный расчёт. При конструктивном расчёте по уравнению теплового баланса определяется температура воды на выходе из водяного экономайзера, а затем рассчитывается поверхность водяного экономайзера.

Исходные данные:

• — поперечные и продольные шаги — =105 мм; =75 мм;
• — наружный диаметр труб — =38 мм;
• — проходное сечение для прохода газов — f_Г =17,9 м²;
• — шахматное расположение труб;

— температура воды на входе в экономайзер II ступени =224°С; - энтальпия питательной воды =962,45 кДж/кг;

— температура дымовых газов на выходе из водяного экономайзера II ступени ==553°С;

— энтальпия 5035 кДж/кг;

— температура дымовых газов на входе в водяной экономайзер II ступени ==794°С;

— энтальпия дымовых газов 7277 кДж/кг.

Теплота, воспринятая водой в водяном экономайзере.

. (195).

Теплота, отданная газами.

=.

=0,99•(7277−5035 + 0,02•201,6)=2223,5 кДж/кг. (196).

Из равенства уравнений (194) и (195) определяется энтальпия воды на выходе из экономайзера.

= 1167,7 кДж/кг. (197).

По энтальпии определяется температура воды на выходе из экономайзера. По таблице XXIV [1], =268°С.

Температурный напор в водяном экономайзере II ступени.

; (198).

=553−224= 329 °C (199).

=794−268=526°С; (200).

=420°С. (201).

Средняя температура воды.

= (224 + 268)/2 = 246 °C. (202).

Средняя температура стенки поверхности (п. 7−39 [1]).

= 246 + 60 =306°С. (203).

На рисунке 3.6 приведена схема водяного экономайзера второй ступени.

Коэффициент теплоотдачи продуктов сгорания излучением определяется по средней температуре стенки поверхности трубы.

(204).

где = 0,141 — коэффициент излучения газов;

= 68 Вт/(м² К) — определяется по средней температуре газов (рис. П5).

; (3.267).

=673,5°С. (205).

Коэффициент теплоотдачи излучением.

Вт/(м²К). (206).

Эффективная толщина излучающего слоя.

(207).

0,20 м. (208).

Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами:

• — коэффициент ослабления лучей золовыми частицами принимается равным нулю п. 7−36 [1];
• — находим произведение

0,2580,10,20=0,516. (209).

По рисунку П2 определяется коэффициент поглощения лучей газовой фазой продуктов сгорания, k_Г =20 (м МПа)^-1.

Суммарная оптическая толщина продуктов сгорания.

; (210).

. (211).

Коэффициент теплового излучения газовой среды определяется по рисунку П7.

=0,12. (212).

Скорость газов и относительные продольные и поперечные шаги.

; (213).

=11,45 м/с; (214).

(215).

. (216).

Коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов к поверхности.

(217).

где — коэффициент теплоотдачи конвекцией. Определяется по рисунку П5.

Для =38 мм и =11,45 м/с.

=98 Вт/(м²К);

— поправка на влияние физических параметров среды (=0,98);

— поправка на число поперечных рядов принимается (=1);

— поправка на компоновку пучка принимается (=1).

Вт/(м²К). (218).

Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке.

; (219).

96+9,59=105,6 Вт/(м²К). (220).

Коэффициент теплопередачи через стенку.

(221).

где — определяется по таблице П3,.

= 0,68; (222).

72 Вт/(м²К). (223).

Тепло, воспринятое воздухоподогревателем II ступени по условию теплопередачи.

. (224).

Полагаем, что.

. (225).

Из (3.287) находится величина поверхности нагрева II ступени экономайзера.

=750 м². (226).

Расчёт второй ступени воздухоподогревателя считается законченным.

Результаты теплового расчёта котла сведены в таблицу 3.

Таблица 3. Сводная таблица расчётных данных по конвективным поверхностям котла.

Тепловосприятие в топке = 6562 кДж/кг.

Располагаемое тепло 1 кг сжигаемого топлива -18 600 кДж/кг.

Коэффициент полезного действия котла — 90,19%.

Перечисленные выше данные для фестона взяты из расчёта топки котла.

Расчет невязки теплового баланса котла

Расчёт невязки теплового баланса котла осуществляется по соотношению:

. (227).

В уравнение (227) подставляются тепловосприятия поверхностей нагрева, определённые по уравнениям теплового баланса.

Величина невязки не должна превышать 0,5% от [1].

(228).

Невязка теплового баланса котла определяется по соотношению.

< 0,5%; (229).

(230).

Невязка баланса является допустимой.

Тепловой расчёт котельного агрегата считается законченным.