3.7 Розрахунок пароперегрівача

Відмінність розрахунку пароперегрівача і першого пучка полягає в тому, що в розрахунку пучка по заданій поверхні H_I визначається кількість теплоти Q_I, що сприймається цією поверхнею, а також температура t_I і ентальпія газів I_I на виході з пучка, тобто проводиться перевірочний тепловий розрахунок при заданих його конструктивних особливостях.

Крім того, в розрахунку пароперегрівача (у формулі для визначення коефіцієнта теплопередачі К_пе) враховується коефіцієнт тепловіддачі від трубок до пари α₂. У іншому порядок розрахунку пароперегрівача мало відрізняється від розрахунку випарного пучка (див. табл. 7, [2]).

За наявності в котлі проміжного пароперегрівача його розрахунок (при заданих кількості тепла, тиску і температурі пари на його вході і виході) аналогічний розрахунку основного пароперегрівача. У розрахунку проміжного пароперегрівача міняються позначення величин, аналогічних величинам розрахунку основного. Замість позначень t_з.п., I_з.п., t_s та h_x приймаються позначення відповідно t_{з.пр.пе.}, I_{з.пр.пе.}, t’_пр.пе та h’_пр.пе. замість індексів "пе" пишуться індекси "пр.пе".

При визначенні температурного напору необхідно передусім з'ясувати, як включені окремі секції пароперегрівача в його загальну схему: по прямотоку, протитечії (рис. 3) або по змішаному току. Залежно від схеми включення пароперегрівача температурний напір розраховується таким чином.

Рисунок 3 – Схеми послідовного включення секцій теплообмінника по прямотку і протитечії (На рис. 3, б за ∆tб приймається велика різниця температур, за ∆tм – менша)

У першому і другому випадках температурний натиск розраховується по формулі:

.

Схеми включення секцій пароперегрівача по послідовно-змішаному току приведені на рис. 4.

Рисунок 4 – Схема включення секцій теплообмінника з послідовно-змішаним током

Температурний напір для цих схем визначається по формулі

(23)

Коефіцієнт перерахунку ψсм від протитечійної схеми до складнішої визначається по по формулі

, (24)

де А, Р і R, обчислюються по формулах за умови, що τ₁>τ₂:

; .

Інакше слід поміняти місцями τ₁ і τ₂ у формулах для Р і R. Тут H_прм – площа поверхні секцій, включених по прямотку, м²; H – сумарна поверхня усіх секцій пароперегрівача, м².

Примітки.

1. Якщо схеми включення теплообмінників, що розраховуються, не відповідають жодній з приведених, необхідно розрахунок теплообмінника проводити по окремих групах секцій, схеми включення яких відповідають приведеним.

2. Якщо пароперегрівач не змієвикової, а петлевої конструкції, то

и

де t₁, t_s, t_зп и t_пе – відповідно температура газів перед пароперегрівачем, температура насиченої пари, температура газів за пароперегрівачем і температура перегрітої пари.

3.8 Розрахунок водяного економайзера

Порядок розрахунку водяного економайзера в основному подібний до розрахунку змієвикового пароперегрівача. Відмінність в тому, що в розрахунку економайзера при визначенні коефіцієнта теплопередачі не проводиться розрахунок коефіцієнта тепловіддачі α₂ від внутрішньої поверхні трубок до середовища (воді), що нагрівається. Крім того, розрахунок коефіцієнта тепловіддачі від газів до стінки визначається тільки як конвективний. Це викликано малою різницею температур газу і стінки економайзера, а, отже, відсутністю променистого теплообміну.

Коефіцієнт тепловіддачі від внутрішньої поверхні трубок до води в сотні разів більше коефіцієнта тепловіддачі від газів до зовнішньої поверхні трубок. Отже, при визначенні коефіцієнта теплопередачі

вираженням 1/α₂ можна знехтувати, як величиною у багато разів меншою величини 1/α₁. Коефіцієнт теплопередачі в цьому випадку визначається по формулі:

,

де ; ₁ = _к.

Результатом розрахунку водяного економайзера є визначення його поверхні нагріву, температури води на виході з економайзера і кількості тепла, відданого газами в економайзері.

Порядок розрахунку економайзера приведена в табл. 8, [2].